TWI530625B - 轉軸模組與電子裝置 - Google Patents

Description

轉軸模組與電子裝置

本發明是有關於一種轉軸模組，且特別是有關於一種電子裝置的轉軸模組。

可攜式計算裝置如掌上型電腦、手提式電腦、筆記型電腦、個人電腦平板、及個人數位助理(PDA)業已越來越普遍。通常而言，可攜式計算裝置會使用基部單元及為該基部單元之顯示組態而成的顯示總成，以符合使用者操作與觀看之用。尤以觸控顯示的技術與時俱增，對於這些可攜式電腦而言，觸控螢幕已逐漸成為基本配備。

以筆記型電腦為例，其在兩個機體之間是以轉軸(hinge)作為造成機體間運動的機構，然而一旦搭配以觸控螢幕，則在機體展開的同時，轉軸尚須符合足以支撐使用者施壓在觸控螢幕上的力量。在此同時，連接在機體之間的纜線也需經由轉軸結構通過，因此如何兼具轉軸的支撐力、結構強度，使其符合使用者的 操作需求，便成為相關設計者所需面對的問題。

本發明提供一種轉軸模組與電子裝置，其中轉軸模組的扭力可隨電子裝置之機體轉動角度而對應調整。

本發明的轉軸模組，用以連接於電子裝置的第一機體與第二機體之間。第一機體與第二機體藉由轉軸模組而相對轉動。轉軸模組包括轉軸、連桿以及套筒。轉軸連接第一機體與第二機體。連桿具有第一端與第二端。第一端連接至第一機體。套筒樞接於第二機體。連桿的第二端可滑動地耦接於套筒內。當第一機體與第二機體藉由轉軸模組而轉動時，第一機體帶動連桿，以使連桿的第二端在套筒內滑動，並帶動套筒相對於第二機體轉動。套筒的內側壁具有至少一干涉段，當連桿的第二端移至干涉段時，連桿與套筒相互干涉，以使轉軸模組支持第一機體相對於第二機體呈展開狀態。

本案的電子裝置，包括第一機體、第二機體以及轉軸模組。轉軸模組連接於第一機體與第二機體之間，以使第一機體與第二機體相對轉動。轉軸模組包括轉軸、連桿以及套筒。轉軸連接第一機體與第二機體。連桿具有第一端與第二端。第一端連接至第一機體。套筒樞接於第二機體。連桿的第二端可滑動地耦接於套筒內。當第一機體與第二機體藉由轉軸模組而轉動時，第一機體帶動連桿，以使連桿的第二端在套筒內滑動，並帶動套筒相 對於第二機體轉動。套筒的內側壁具有至少一干涉段，當連桿的第二端移至干涉段時，連桿與套筒相互干涉，以使轉軸模組支持第一機體相對於第二機體呈展開狀態。

基於上述，在本發明的上述實施例中，藉由轉軸模組的連桿與套筒在第一機體與第二機體之間構成連動的連桿組結構，因而使第一機體與第二機體在藉由轉軸相互轉動的同時，亦帶動連桿與套筒的相互運動，同時藉由套筒所設置的干涉段，而讓連桿的移入干涉段時能與套筒之間產生摩擦力，據而使其成為轉軸模組的扭力，藉以支撐第一機體以特定角度展開於第二機體上，同時該摩擦力亦足以支撐使用者藉由觸碰觸控式螢幕(即第一機體)所需的支撐力。據此，經由對連桿與套筒之間的滑動行程與干涉段的相互搭配，便能使電子裝置於對應的展開角度皆具有能對應該角度所需的機體與操作支撐力。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧電子裝置

110‧‧‧第一機體

120‧‧‧第二機體

122‧‧‧表面

130‧‧‧轉軸模組

131‧‧‧轉軸

132、134‧‧‧連桿

134a‧‧‧抵接部

134b‧‧‧止擋部

134c‧‧‧桿體

136‧‧‧套筒

136a、236a、236b‧‧‧干涉段

136b、236c‧‧‧滑動段

136c‧‧‧開口

136d‧‧‧底壁

138‧‧‧彈性件

A1、A2‧‧‧夾角

E1‧‧‧第一端

E2‧‧‧第二端

E3‧‧‧底部

K1‧‧‧連桿組

L1‧‧‧軸

L2‧‧‧水平軸

T1‧‧‧第一角度

T2‧‧‧第二角度

圖1A是依照本發明一實施例的一種電子裝置的側視圖。

圖1B是圖1A電子裝置中部分構件的放大示意圖。

圖2A與圖2B分別繪示電子裝置及其相關結構於另一狀態的示意圖。

圖3A與圖3B分別繪示電子裝置及其相關結構於又一狀態的示意圖。

圖4是依照本發明另一實施例的套筒的局部示意圖。

圖1A是依照本發明一實施例的一種電子裝置的側視圖，在此以局部透視的方式予以繪製，以能清楚描述該電子裝置內的局部構件關係。圖1B是圖1A電子裝置中部分構件的放大示意圖，用以清楚描述該些構件於機體作動時的對應關係。請同時參考圖1A與圖1B，在本實施例中，電子裝置100例如是筆記型電腦，其包括第一機體110、第二機體120與轉軸模組130。第一機體110例如是筆記型電腦的顯示螢幕，第二機體120例如是筆記型電腦的主機，其中特別的是，第一機體110亦可為觸控式顯示螢幕，以讓使用者除能以設置在主機上的鍵盤或觸控板(未繪示)作為輸入及操控筆記型電腦的介面外，尚能直接操作觸控式螢幕以達到控制筆記型電腦的效果。

轉軸模組130設置在第一機體110與第二機體120之間，以讓第一機體110與第二機體120能彼此轉動而達到開闔的效果。在本實施例中，轉軸模組130包括轉軸131與連桿組K1，其中轉軸131連接在第一機體110與第二機體120之間，以讓機體110、120藉此達到相互轉動的運動需求。故，在此並未限定轉軸131的型式，現有技術中能達到上述效果者的相關結構皆可適用於 本實施例。

請參考圖1B，連桿組K1分別樞接第一機體110與第二機體120，且連桿組K1包括套筒136與連桿132、134。在本實施例中，連桿134具有相對的第一端E1與第二端E2，其中第一端E1樞接於連桿132的一端，而連桿132的另一端樞接於第一機體110。套筒136的底部E3樞接於第二機體120，而連桿134的第二端E2可滑動地耦接於套筒136內。據此，第一機體110與第二機體120之間的轉動狀態的改變，便能轉而改變兩者之間連桿132、134與套筒136之間的運動狀態，尤其是連桿134與套筒136之間的滑動狀態。

詳述如下，圖2A與圖2B分別繪示電子裝置及其相關結構於另一狀態的示意圖。圖3A與圖3B分別繪示電子裝置及其相關結構於又一狀態的示意圖。請先參考圖1A、圖2A與圖3A，當第一機體110與第二機體120相對閉闔時(如圖1A所示)，第二機體120的表面122面向第一機體110，且連桿組K1實質上是沒入於第二機體120的表面122下方(除連桿132的另一端仍樞接於第一機體110)。接著，當使用者施力使第一機體110相對於第二機體120展開時(如圖2A所示)，連桿132受第一機體110驅動而移至表面122上方，而連桿134與套筒136則受連桿132牽引而移至表面122(如圖2A所示與表面122平行的狀態)。接著，當第一機體110相對於第二機體120持續展開時(如圖3A所示)，則連桿組K1便會因第一機體110驅動而至少局部凸出於表面122 上方。

另一方面，請參考圖1B、圖2B與圖3B，在本實施例中，連桿134與套筒136是沿軸L1呈相互滑動配置。連桿134包括桿體134c、抵接部134a與止擋部134b，其中桿體134c具有與連桿132樞接的該第一端E1，止擋部134b位在該第二端E2，而抵接部134a連接在桿體134c與止擋部134b之間。對應地，套筒136具有至少一干涉段136a與滑動段136b，其中止擋部134b可滑動地耦接於滑動段136b，且止擋部134b的外徑遠大於干涉段136a的內徑，故而連桿134並不會發生從套筒136的開口136c移出並脫落的情形。

再者，值得注意的是，套筒136於干涉段136a的內徑是小於或等於抵接部134a的外徑，因而當抵接部134a在干涉段136a滑動時，抵接部134a與套筒136之干涉段136a處的內側壁會產生摩擦力，因而使用者需以較大施力方能轉動第一機體110與第二機體120，亦即此舉有效地提高了轉軸模組130的扭力。

進一步地說，請先參考圖1B與圖2B，連桿組K1還包括彈性件138，例如是彈簧，連接在連桿134的止擋部134b與套筒136內的底壁136d之間。當第一機體110因使用者如前述施力而從圖1A的狀態轉動至圖2A(相對展開至第一角度T1)的狀態時，連桿134的第二端E2便會如圖1B、圖2B所示朝套筒136內的底壁136d移動，並進而變形彈性件138，且其中較佳的是，圖2B所示狀態的彈性件138是處於饋擊臨界點，亦即此時彈性件138 處於變形量最大的狀態。據此，當使用者不再施力於第一機體110時，彈性件138的彈性力便會驅動連桿134持續朝套筒136的出口136c移動，亦即連桿134的抵接部134a會因此而被推入干涉段136a，且亦因此運動狀態，第一機體110便能藉由連桿組K1而持續相對於第二機體120展開至第二角度T2(如圖3A所示，其中第二角度T2大於第一角度T1)的狀態。

請同時參考圖1B、圖2B與圖3B，便能瞭解連桿組K1的構件如何與機體110、120之間的相互對應。在此以水平軸L2作為基準，其平行於第二機體120的表面122。如圖1B所示，當第一機體110與第二機體120的展開角度為0度時(即圖1A的閉闔狀態)，此時連桿組K1沒入於表面122下方，故而連桿組K1的軸L1與水平軸L2之間存在夾角A1。接著，當第一機體110與第二機體120相對展開至第一角度T1時，連桿組K1的軸L1會與水平軸L2重疊，亦即此時連桿組K1實際上是位於表面122。接著，藉由彈性件138的彈性力驅動連桿134朝套筒136的開口136c滑動，便能讓連桿組K1持續相對於第二機體120轉動，而使軸L1與水平軸L2之間存在夾角A2。

如此一來，使用者僅需施力於第一機體110而使其從圖1A所示狀態展開為圖2A所示狀態，便能藉由連桿組K1驅動第一機體110展開至圖3A所示狀態而無須另行施力，故能使電子裝置100產生「開輕」的省力效果。相反地，當欲將第一機體110閉闔於第二機體120時，當第一機體110閉闔至第一角度T1時，由於 此時彈性件138會因連桿134右移(以圖2B為例)而被壓縮，因而能提供相當的阻尼效果。如此，便能藉由第一機體110的自重使第一機體逐漸閉闔在第二機體120上，且無須擔心第一機體110重落而與第二機體120產生碰撞的疑慮，故而電子裝置100便能藉此具有「關重」的操作效果。

另外，如圖3A、圖3B所示，此時由於連桿134的抵接部134a已移入套筒136的干涉段136a，因此連桿134與套筒136便能藉由之間產生摩擦力讓轉軸模組130足以支撐第二機體120，亦即此時增加的摩擦力能視為具有提高轉軸模組130扭力的效果。據此，當使用者展開第一機體110至可觀看的視角(大於第二角度T2)直至連桿134的止擋部134b抵接並干涉於套筒136的干涉段136a邊緣之前，第一機體110皆能以抵接部134a與干涉段136a所產生的摩擦力所支撐。

圖4是依照本發明另一實施例的套筒的局部示意圖。請參考圖4並對照前述圖式以取得和前述實施例相同的構件，在此僅繪示套筒靠近開口側的部分結構特徵。本實施例與前述實施例不同的是，套筒236的內側壁分隔為多個干涉段236a、236b與一個滑動段236c，其中套筒236於干涉段236b的內徑大於套筒236於干涉段236a的內徑。換句話說，當連桿134的抵接部134a(請參考前述實施例)從滑動段236c移入干涉段236a、236b時，便會與該些干涉段236a、236b產生不同的摩擦力，據而讓展開的第一機體110能在不同視角的狀態下擁有不同的支撐力。如此，便 能依據電子裝置100的使用需求而設計具有多段式扭力的轉軸模組。另一方面，亦可藉由改變抵接部134a沿軸L1的尺寸，以使抵接部134a與干涉段236a、236b相互干涉範圍的多寡，而能決定第一機體110與第二機體120之間的夾角及與其對應的扭力狀態。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，連桿與套筒在第一機體與第二機體之間構成連動的連桿組，其能隨著第一機體與第二機體相互轉動的同時被帶動，同時藉由套筒所設置的干涉段，而讓連桿的移入干涉段時能與套筒之間產生摩擦力，進而以此支撐第一機體，即作為轉軸模組的扭力，同時該摩擦力亦足以支撐使用者藉由觸碰觸控式螢幕(即第一機體)所需的支撐力。再者，藉由抵接部與干涉段相互的干涉行程搭配，便能調整為第一機體相對於第二機體之間的展開角度與對應的摩擦力，進而能設計出對應各個展開角度所需的不同摩擦力。另一方面，藉由抵接在連桿與套筒之間的彈性件，隨著連桿的滑動而被壓縮或拉伸，據以對機體產生「開輕關重」的操作效果。因此，電子裝置便能藉由轉軸模組所提供的扭力而符合在開啟、關閉以及任意展開角度時的操作需求。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧電子裝置

110‧‧‧第一機體

120‧‧‧第二機體

122‧‧‧表面

130‧‧‧轉軸模組

131‧‧‧轉軸

132、134‧‧‧連桿

136‧‧‧套筒

138‧‧‧彈性件

K1‧‧‧連桿組

Claims (10)

1. 一種轉軸模組，用以連接於一電子裝置的一第一機體與一第二機體之間，該第一機體與該第二機體藉由該轉軸模組而相對轉動，以使該第一機體與該第二機體在至少一展開狀態與一閉闔狀態之間轉換，且該第二機體的一表面在該閉闔狀態時面對該第一機體，該轉軸模組包括：一轉軸，連接該第一機體與該第二機體；一連桿，包括一第一連桿與一第二連桿，該第一連桿具有一第一端與一第二端，該第一端樞接至該第二連桿，該第二連桿以其相對於該第一連桿的一端樞接至該第一機體；一套筒，樞接於該第二機體，該第一連桿的該第二端可滑動地耦接於該套筒內，在該閉闔狀態時，該第一連桿與該套筒相對於該第二機體之該表面傾斜且沒入於該表面下；以及一彈性件，連接在該套筒與該第一連桿之間，當該電子裝置從該閉闔狀態轉換至一第一展開狀態時，該第一機體帶動該第二連桿，以使該第一連桿的該第二端在該套筒內滑動，且讓該第一連桿與該套筒移至平行於該第二機體之該表面的位置，且該彈性件因該第一連桿相對於該套筒的滑動而受力變形，當該電子裝置因該彈性件的彈性回復力而從該第一展開狀態轉換至一第二展開狀態時，該第一機體驅動該第一連桿與該套筒移至相對於該第二機體之該表面傾斜的位置且突出於該表面上，其中該第一機體與該第二機體在該第一展開狀態時具有一第 一夾角，該第一機體與該第二機體在該第二展開狀態時具有一第二夾角，且該第二夾角大於該第一夾角，其中該套筒的內側壁具有至少一干涉段，當該電子裝置處於該第二展開狀態時，該第一機體驅動該第一連桿的該第二端移至該干涉段且與該套筒相互干涉，以使該轉軸模組支持該第一機體相對於該第二機體呈該第二展開狀態，其中該套筒的內壁還具有一滑動段，位在該套筒內的底壁與該干涉段之間，且該滑動段的內徑大於該干涉段的內徑，而該第一連桿具有位在該第二端的一止擋部，可滑動地耦接於該滑動段，其中該止擋部的外徑大於該套筒於該干涉段的內徑，以限制該止擋部在該滑動段上滑動。
2. 如申請專利範圍第1項所述的轉軸模組，其中該第一連桿還具有一抵接部，位在該止擋部與該第一端之間，該抵接部在該干涉段滑動時會在兩者之間產生摩擦力。
3. 如申請專利範圍第2項所述的轉軸模組，其中該套筒的內側壁具有多個干涉段，且該抵接部在該些干涉段滑動時會產生不同的摩擦力。
4. 如申請專利範圍第2項所述的轉軸模組，當該電子裝置處於該閉闔狀態時，該抵接部與該止擋部位於該滑動段。
5. 如申請專利範圍第4項所述的轉軸模組，當該電子裝置處於該第一展開狀態時，該第一連桿的該第二端朝該套筒的底壁移 近而變形該彈性件，而該彈性件的彈性回復力接著驅動該第二端遠離該套筒的底壁，以在該第二展開狀態時使該抵接部進入該干涉段，並支撐該第一機體相對於該第二機體展開至該第二角度。
6. 一種電子裝置，包括：一第一機體；一第二機體；一轉軸模組，包括：一轉軸，連接該第一機體與該第二機體，其中該第一機體與該第二機體藉由該轉軸而相互轉動，以在一閉闔狀態與至少一展開狀態之間轉換，該第二機體的一表面在該閉闔狀態時面對該第一機體；一連桿，包括一第一連桿與一第二連桿，該第一連桿具有一第一端與一第二端，該第一端連接至該第二連桿，該第二連桿以其相對於該第一連桿的一端連接至該第一機體；一套筒，樞接於該第二機體，該第一連桿的該第二端可滑動地耦接於該套筒內，在該閉闔狀態時，該第一連桿與該套筒相對於該第二機體之該表面傾斜且沒入於該表面下；以及一彈性件，連接在該套筒與該第一連桿之間，當該電子裝置從該閉闔狀態轉換至一第一展開狀態時，該第一機體帶動該第二連桿，以使該第一連桿的該第二端在該套筒內滑動，且讓該第一連桿與該套筒移至平行於該第二機體之該表面的位置，且該彈性件因該第一連桿相對於該套筒的滑動而受力變形， 當該電子裝置藉由該彈性件的彈性回復力而從該第一展開狀態轉換至一第二展開狀態時，該第一機體驅動該第一連桿與該套筒移至相對於該第二機體之該表面傾斜的位置且突出於該表面上，其中在該第一展開狀態時，該第一機體與該第二機體之間存在一第一夾角，在該第二展開狀態時，該第一機體與該第二機體之間存在一第二夾角，該第二夾角大於該第一夾角，其中該套筒的內側壁具有至少一干涉段，當該電子裝置處於該第二展開狀態時，該第一機體驅動該第一連桿的該第二端移至該干涉段且與該套筒相互干涉，以使該轉軸模組支持該第一機體相對於該第二機體呈該第二展開狀態；其中該套筒的內壁還具有一滑動段，位在該套筒內的底壁與該干涉段之間，且該滑動段的內徑大於該干涉段的內徑，而該連桿具有位在該第二端的一止擋部，可滑動地耦接於該滑動段；其中該止擋部的外徑大於該套筒於該干涉段的內徑，以限制該止擋部在該滑動段上滑動。
7. 如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，其中該第一連桿還具有一抵接部，位在該止擋部與該第一端之間，該抵接部在該干涉段滑動時會在兩者之間產生摩擦力。
8. 如申請專利範圍第7項所述的電子裝置，其中該套筒的內側壁具有多個干涉段，且該抵接部在該些干涉段滑動時會產生不同的摩擦力。
9. 如申請專利範圍第7項所述的電子裝置，當該電子裝置處於該閉闔狀態時，而該抵接部與該止擋部位於該滑動段。
10. 如申請專利範圍第9項所述的電子裝置，當該電子裝置處於該第一展開狀態時，該第一連桿的該第二端朝該套筒的底壁移近而變形該彈性件，而該彈性件的彈性回復力接著驅動該第二端遠離該套筒的底壁，以在該第二展開狀態時使該抵接部進入該干涉段，並支撐該第一機體相對於該第二機體展開至該第二角度。