TWI540267B - 具有可提供不同扭力輸出之樞轉機構之電子裝置 - Google Patents

Description

具有可提供不同扭力輸出之樞轉機構之電子裝置

本發明係揭露一種電子裝置，尤指一種具有可提供不同扭力輸出之樞轉機構之電子裝置。

在現今社會中，一體成型電腦(All In One PC)已逐漸成為最受歡迎的消費性電子產品之一。一體成型電腦通常係包含一觸控顯示模組、一樞轉機構與一支架，樞轉機構係連接於支架與觸控顯示模組，以使觸控顯示模組可相對於支架樞轉。當欲調整觸控顯示模組之觀看角度時，使用者可推動觸控顯示模組相對於支架樞轉來調整所需之角度。然而，在觸控顯示模組相對於支架樞轉的過程中，由於樞轉機構之扭簧所提供的扭力無法持續地因應觸控顯示模組之重力所產生之扭力而進行調整，因此使用者會有推動不順暢之感覺發生。有鑑於此，一種可讓使用者順暢地推動觸控顯示模組以相對於支架樞轉之樞轉機構，便是現今機構設計的一個重要的課題。

本發明係提供一種具有可提供不同扭力輸出之樞轉機構之電子裝置，以解決上述之問題。

本發明之申請專利範圍係揭露一種具有可提供不同扭力輸出之樞轉機構之電子裝置，其包含有一顯示模組、一支架以及一樞轉機構。該支架包含有一底座部以及二支撐部；該樞轉機構係連接於該顯示模組與該支架，以使該顯示模組係相對於該支架樞轉。該樞轉機構包含有二固定件、二轉軸件、二定位件、二彈性元件、二牽引件以及二凸輪件。該二固定件係連接於 該顯示模組；各轉軸件係穿設於該支架之相對應之該支撐部；該二定位件係分別設置於該二支撐部之內側；各彈性元件之一端係連接於相對應之該定位件；各牽引件之一端係連接於相對應之該彈性元件之另一端，各牽引件係用來拉動相對應之該彈性元件，以使該彈性元件提供彈性力；各凸輪件之一側係連接於相對應之該固定件且另一側係連接於相對應之該轉軸件，該牽引件之另一端係環繞於相對應之該凸輪件，各凸輪件係於該顯示模組相對於該支架樞轉時被帶動旋轉，藉以帶動相對應之該牽引件纏繞於該凸輪件且拉動相對應之該彈性元件。

本發明之申請專利範圍另揭露該顯示模組係為一觸控顯示模組。

本發明之申請專利範圍另揭露各彈性元件係為一拉簧。

本發明之申請專利範圍另揭露各凸輪件上形成有一固定槽，其係用來容置並固定相對應之該牽引件之另一端。

本發明之申請專利範圍另揭露該凸輪件係為非圓形。

本發明之申請專利範圍另揭露該電子裝置另包含有二調整件，其係分別設置於該二支撐部之內側且連接於該二定位件，各調整件係用來調整相對應之該定位件於相對應之該支撐部上之相對位置。

本發明之申請專利範圍另揭露該調整件包含一螺桿與一螺帽。

本發明之申請專利範圍另揭露該調整件可根據其中該顯示模組之重量調整。

本發明之申請專利範圍另揭露當該顯示模組之重量較重，可旋轉該螺帽使該定位件於該螺桿上移動，該定位件係相對於該支架往遠離該固定件之方向移動。

本發明之申請專利範圍另揭露當該顯示模組之重量較輕，可旋轉該螺帽使該定位件於該螺桿上移動，該定位件係相對於該支架往接近該固定件之方向移動。

本發明之申請專利範圍另揭露該電子裝置另包含有一防滑元件， 其係設置於該底座部之下方。

本發明係利用非圓形之凸輪件來帶動牽引件以拉動彈性元件，故當顯示模組相對於支架樞轉至不同角度範圍時，由於牽引件會被凸輪件帶動不同行程而纏繞於凸輪件之不同曲率半徑之表面上，因此彈性元件亦會被拉動不同行程而產生非以固定增加率增加之彈性變形，如此一來便可產生非線性變化之彈性力，藉以因應非線性變化之顯示模組之重力所產生扭力，如此一來在顯示模組相對於支架樞轉的過程中，樞轉機構所輸出之扭力係與顯示模組之重力所產生之扭力係為相同，且使用者可以接近定力輸出以推動顯示模組相對於支架樞轉，而改善了先前技術中習知樞轉結構之扭簧所提供的扭力無法持續地因應觸控顯示模組之重力所產生之扭力進行調整，而造成推動不順暢之問題發生。

50‧‧‧電子裝置

52‧‧‧顯示模組

54‧‧‧支架

541‧‧‧底座部

543‧‧‧支撐部

56‧‧‧樞轉機構

58‧‧‧固定件

60‧‧‧轉軸件

62‧‧‧定位件

64‧‧‧彈性元件

66‧‧‧牽引件

68‧‧‧凸輪件

681‧‧‧固定槽

682‧‧‧第一部分

683‧‧‧第二部分

684‧‧‧第三部分

70‧‧‧防滑元件

72‧‧‧調整件

721‧‧‧螺桿

723‧‧‧螺帽

第1圖為本發明實施例電子裝置之示意圖。

第2圖為本發明實施例支架與樞轉機構之結構示意圖。

第3圖為本發明實施例凸輪件之示意圖。

第4圖至第6圖為本發明實施例顯示模組相對於支架樞轉至不同角度之示意圖。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一電子裝置50之示意圖。本發明實施例電子裝置50包含有一顯示模組52、一支架54以及一樞轉機構56，其中顯示模組52係可為一體成型電腦(All-In-One PC)，且其包含有各種電子元件，例如觸控面板、CPU、硬碟、風扇、記憶體等，使用者可直接觸控觸控面板以輸入各種指令；支架54包含有一底座部541以及二支撐部543。樞轉機構56係連接於顯示模組52與支架54，以使顯示模組52可相對於支架54樞轉。於此實施例中，樞轉機構56係設置於支架54之內部，因此相較 於習知之一體成型電腦，本發明樞轉機構56可佔用更少的機構空間。在正常操作下，使用者可任意調整顯示模組52與支架54之間的角度，以獲得使用者最舒適的操作角度。例如，使用者可將顯示模組52相對於支架54樞轉至如第1圖所示之角度且放置於桌面上，即可進行觸控操作。於此實施例中，顯示模組52與支架54之間的角度可實質上為0至180度，意即顯示模組52可以平躺在桌面上。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例支架54與樞轉機構56之結構示意圖。樞轉機構56包含有二固定件58、二轉軸件60、二定位件62、二彈性元件64、二牽引件66以及二凸輪件68。二固定件58係連接於顯示模組52，而各轉軸件60係穿設於支架54之相對應支撐部543。二定位件62係分別設置於二支撐部543之內側且二定位件62係分別固定於二支撐部543。各彈性元件64之一端係連接於相對應之定位件62，於此實施例中，各彈性元件64係可為一拉簧。各牽引件66之一端係連接於相對應之彈性元件64之另一端，各牽引件66係用來拉動相對應之彈性元件64，以使彈性元件64提供彈性力。於此實施例中，各牽引件66係可以剛性材質所製成，例如為一鋼線，意即各牽引件66係可視為一剛體，且在受力時不會產生形變。

請同時參考第2圖與第3圖，第3圖為本發明實施例凸輪件68之示意圖。其中各凸輪件68係為非圓形且各凸輪件68之一側係連接於相對應之固定件58。於此實施例中，各凸輪件68與相對應之固定件58係可為一體成型。而各凸輪件68之另一側係連接於相對應之轉軸件60，意即各凸輪件68係可與相對應之轉軸件60同動旋轉。此外，各凸輪件68上形成有一固定槽681，其係用來容置並固定相對應之牽引件66之另一端。當各牽引件66之另一端固定於相對應之固定槽681後，牽引件66可環繞於相對應之凸輪件68後再連接於相對應之彈性元件64。由於各凸輪件68係連接於相對應之固定件58，且固定件58係連接於顯示模組52，因此各凸輪件68係於顯示模組52相對於支架54樞轉時被帶動旋轉，藉以帶動相對應之牽引件66纏繞於凸 輪件68且拉動相對應之彈性元件64。

請參考第4圖至第6圖，第4圖至第6圖為本發明實施例顯示模組52相對於支架54樞轉至不同角度之示意圖。在顯示模組52相對於支架54樞轉的過程中，由於顯示模組52之重力所產生之扭力與顯示模組52與承載面間之夾角係一非線性函數關係，例如為餘弦函數關係，因此在顯示模組52相對於支架54樞轉的過程中，顯示模組52之重力所產生之扭力係快速增加而後逐漸趨緩。而彈性元件64所提供之彈性力係為一線性函數，因此為了使彈性元件64之彈性力、轉軸件60所產生之扭力與顯示模組52之重力所產生之扭力產生平衡，本發明係利用非圓形之凸輪件68來帶動牽引件66以拉動彈性元件64，意即當顯示模組52相對於支架54樞轉至不同角度範圍時，由於牽引件66會被凸輪件68帶動不同行程而纏繞於凸輪件68之不同曲率之表面上，故彈性元件64亦會被拉動不同行程而產生非以固定增加率增加之彈性變形，如此一來便可產生非線性變化之彈性力，藉以因應非線性變化之顯示模組52之重力所產生扭力，如此一來使用者便可以接近定力輸出以推動顯示模組52相對於支架54樞轉，而避免使用者推動顯示模組52產生不順暢之感覺。舉例來說，在顯示模組52相對於支架54樞轉的過程中，顯示模組52之重力所產生扭力一開始的增加率係接近定值，此時由於凸輪件68旋轉而帶動牽引件66纏繞於凸輪件68上的移動行程係為第4圖中所示凸輪件68之第一部分682；接著顯示模組52相對於支架54由第4圖所示之狀態樞轉至第5圖所示之狀態時，顯示模組52之重力所產生扭力之增加率會逐漸趨緩，因此為了使彈性元件64之彈性力所產生的扭力之變化幅度因應顯示模組52之重力所產生扭力，第5圖所示之凸輪件68接著被牽引件66所纏繞之一第二部分683可設計小於第一部分682，意即第二部分683之曲率係可設計小於第一部分682之曲率。因此牽引件66於凸輪件68上接下來的移動行程會逐漸變少，而使得彈性元件64之形變量增加幅度變小，進而產生較少增加幅度之扭力。最後當顯示模組52相對於支架54由第5圖所示之狀態樞轉至第6圖 所示之狀態時，顯示模組52之重力所產生扭力會更加趨緩，因此於第6圖中凸輪件68再接著被牽引件66所纏繞之一第三部分684可設計小於第二部分683，意即第三部分684之曲率係可設計小於第二部分683之曲率。也就是說牽引件66於凸輪件68上的移動行程會逐漸變得更少，而使得彈性元件64之形變量增加幅度變得更小，進而產生更少增加幅度之扭力。

此外，請參考第1圖至第6圖，本發明電子裝置50另包含有一防滑元件70，其設置於底座部541之下方，防滑元件70係用來增加支架54與桌面之摩擦力。當使用者施力推動顯示模組52以使顯示模組52相對於支架54樞轉時，顯示模組52與承載面間之夾角係逐漸變小且顯示模組52係逐漸靠近使用者，以利使用者進行觸控操作，此時防滑元件70可避免支架54相對於承載面打滑。另外值得注意的是，本發明電子裝置50另包含二調整件72，其係分別設置於二支撐部543之內側且連接於二定位件62，各調整件72係用來調整相對應之定位件62於相對應之支撐部543上之相對位置，藉以調整彈性元件64可提供之彈性力。意即調整件72可根據其中顯示模組52之重量調整。舉例來說，調整件72可包含一螺桿721與一螺帽723；當本發明之顯示模組52之重量較重時，可旋轉螺帽723使定位件62於螺桿721上移動，此時定位件62係相對於支架54往遠離固定件58之方向移動，藉以拉伸彈性元件64，因此可使彈性元件64產生較大之彈性變形進而提供較大之彈性力，如此一來便可抵抗較重之顯示模組52之重力所產生扭力；反之，當本發明之顯示模組52之重量較輕時，則可旋轉螺帽723使定位件62於螺桿721上移動，此時定位件62係相對於支架54往接近固定件58之方向移動，藉以減少拉伸彈性元件64，因此可使彈性元件64產生較小之彈性變形進而提供較小之彈性力，如此一來便可抵抗較輕之顯示模組52之重力所產生扭力。

相較於先前技術，本發明係利用非圓形之凸輪件來帶動牽引件以拉動彈性元件，故當顯示模組相對於支架樞轉至不同角度範圍時，由於牽引件會被凸輪件帶動不同行程而纏繞於凸輪件之不同曲率半徑之表面上，因此 彈性元件亦會被拉動不同行程而產生非以固定增加率增加之彈性變形，如此一來便可產生非線性變化之彈性力，藉以因應非線性變化之顯示模組之重力所產生扭力，如此一來在顯示模組相對於支架樞轉的過程中，樞轉機構所輸出之扭力係與顯示模組之重力所產生之扭力係為相同，且使用者可以接近定力輸出以推動顯示模組相對於支架樞轉，而改善了先前技術中習知樞轉結構之扭簧所提供的扭力無法持續地因應觸控顯示模組之重力所產生之扭力進行調整，而造成推動不順暢之問題發生。

54‧‧‧支架

541‧‧‧底座部

543‧‧‧支撐部

56‧‧‧樞轉機構

58‧‧‧固定件

60‧‧‧轉軸件

62‧‧‧定位件

64‧‧‧彈性元件

66‧‧‧牽引件

68‧‧‧凸輪件

70‧‧‧防滑元件

72‧‧‧調整件

721‧‧‧螺桿

723‧‧‧螺帽

Claims (11)

1. 一種具有可提供不同扭力輸出之樞轉機構之電子裝置，其包含有：一顯示模組；一支架，該支架包含有一底座部以及二支撐部；以及一樞轉機構，其係連接於該顯示模組與該支架，以使該顯示模組相對於該支架樞轉，該樞轉機構包含有：二固定件，其係連接於該顯示模組；二轉軸件，各轉軸件係穿設於該支架之相對應之該支撐部；二定位件，其係分別設置於該二支撐部之內側；二彈性元件，各彈性元件之一端係連接於相對應之該定位件；二牽引件，各牽引件之一端係連接於相對應之該彈性元件之另一端，各牽引件係用來拉動相對應之該彈性元件，以使該彈性元件提供彈性力；以及二凸輪件，各凸輪件之一側係連接於相對應之該固定件且另一側係連接於相對應之該轉軸件，該牽引件之另一端係環繞於相對應之該凸輪件，各凸輪件係於該顯示模組相對於該支架樞轉時被帶動旋轉，藉以帶動相對應之該牽引件纏繞於該凸輪件且拉動相對應之該彈性元件，且該二凸輪件係為非圓形。
2. 如請求項1所述之電子裝置，其中該顯示模組係為一觸控顯示模組。
3. 如請求項1所述之電子裝置，其中各彈性元件係為一拉簧。
4. 如請求項1所述之電子裝置，其中各牽引件係以剛性材質所製成。
5. 如請求項1所述之電子裝置，其中各凸輪件上形成有一固定槽，其係用來容置並固定相對應之該牽引件之另一端。
6. 如請求項1所述之電子裝置，其另包含有二調整件，其係分別設置於該二支撐部之內側且連接於該二定位件，各調整件係用來調整相對應之該定位 件於相對應之該支撐部上之相對位置。
7. 如請求項6所述之電子裝置，其中該調整件包含一螺桿與一螺帽。
8. 如請求項7所述之電子裝置，其中該調整件可根據其中該顯示模組之重量調整。
9. 如請求項8所述之電子裝置，其中當該顯示模組之重量較重，可旋轉該螺帽使該定位件於該螺桿上移動，該定位件係相對於該支架往遠離該固定件之方向移動。
10. 如請求項8所述之電子裝置，其中當該顯示模組之重量較輕，可旋轉該螺帽使該定位件於該螺桿上移動，該定位件係相對於該支架往接近該固定件之方向移動。
11. 如請求項1所述之電子裝置，其另包含有一防滑元件，其係設置於該底座部之下方。