TWI603006B - Pivoting device for hinged hinge - Google Patents

Description

同步合頁裝置之樞軸器

本發明是有關於一種同步合頁裝置之樞軸器。

隨著電子裝置的發展，有各式各樣的面板產品，需要用到合頁裝置，使能夠對兩合頁構成之電子產品加以折疊或相對360°翻轉應用；在360°完全打開及0°完全蓋合，以及部份中間角度之維持開啟等，均可以順暢的操作或定位。因而發展出許多同步或非同步之機構來供應該合頁裝置之運用，其中一種同步開合的作法，是使用複數個齒輪彼此互相帶動而達到兩合頁同步開合的效果。

同時，為方便隨身攜帶使用，現有此類如筆記型電腦的折疊式電子設備設計上越來越輕薄短小，但現有此類電子設備如欲使雙軸樞軸器的兩分開樞軸能同步作動，一般會採用齒輪傳動機構，應用在此類雙軸樞軸器的齒輪傳動機構通常是在兩樞軸端部分別設有主動齒輪，並透過中間的齒輪組來傳遞動力，但在使用傳統齒輪機構情況下，若使用正齒形來作為傳遞，則在兩嚙合正齒間雖然而齒輪厚度或齒面長度上容許較佳之縮小條件，且齒與齒之間的軸向嚙合位置，提供了較小的約束性，但仍然因為兩兩相嚙合之齒間，需保留充分之齒隙以利運轉之圓滑，但因此却又 造成傳動間傳動誤差較大的缺點；此不僅直接影響兩傳動齒輪間同步傳動的穩定性，更直接提供了兩平行軸間中心距離的可縮短條件，使得整個雙軸樞軸器的體積及厚度的可縮小程度受到極大的限制，明顯不利於進行整個電子設備的輕薄化設計需求。

此外，為了要使此類雙軸同動樞軸器的雙轉軸能同步連動，更有使用在該兩轉軸上設置的兩相對導螺桿，在該兩相對導螺桿之間組裝一滑動或滾動件以作為同步制動元件，亦為其中一種可行的方式。但由於兩相對導螺桿之間的滑塊在往復位移的過程中，主要是沿著該兩轉軸所設置導螺桿的螺旋凹槽來進行同步連動控制，所述滑動件或滾動件一方面要接合入導螺桿的螺旋凹槽來進行往復位移，另一方面又要保持可活動的裕度空間組接狀態，因而使兩相對導螺桿與滑塊之間有產生間隙的可能性。在同步機構中的此一間隙有可能造成晃動與位移不穩定之情況，使電子合頁裝置在各種掀開角度的使用狀態下，有可能影響到定位功能及使用狀態的穩定性。同時，更因為必須使用較長作動行程的兩相對導螺桿，而不利於整個雙軸扭力樞軸器的小型化。

此外在WO2005/101963一案中揭露了一種應用多個圓錐狀齒輪(斜齒輪)或傘型齒輪來傳遞動力，使雙轉軸同步轉動的技術結構，因圓錐狀齒輪之應用，提供了傳遞正齒輪穩定之特點。但是，就像熟習此技藝的人所知悉，應用圓錐齒輪傳動，圓錐齒輪必須具有足夠的錐體長度(Cone Distance)或齒面長度(Face Distance)，且兩相嚙合之齒輪需完全正對吻合，裝配時之軸向 精確度要求較高，才能提供良好且滑順的嚙合傳動效果；因此，上述實施例在雙轉軸上設置多個圓錐齒輪傳動的結構，若將作為兩平行軸中間傳遞之圓錐狀齒輪，設置在軸側與軸側之間，則將因為上述錐體長度或尺面長度之必要性，而無法使雙轉軸的間距被儘可能的減小，反之，若將該作為中間傳遞之圓錐狀齒輪，改設置在兩平行軸之端部，卻又將增加該兩平行軸端部處之空間的佔用，因此，其反應出整個傳動裝置或結構需要佔據較大的空間或體積。特別是，所述的傳動裝置被應用在筆記型電腦或小型電子器物上，無法符合輕巧、薄型化的造型設計要求；而這種情形並不是我們所期望的。

於是，從上述的探討，我們可以發現，無論是以單純正齒輪組或滑動件或滾動件傳動在兩平行軸之間，雖然在使用空間上其有較佳之縮小條件，但均會因為齒隙或滑動件隙之存在，使得兩平行軸間之同步穩定性受到不良影響；再者，若改由前述之圓錐狀(斜)齒輪來作為傳遞元件，則雖然可以提供較佳之接觸傳遞穩定性，但卻較難克服佔據較大空間或材積之缺失。而為一有待在改良之課題。

爰是，本發明之主要目的即在於提供一種同步合頁傳動裝置之樞軸器，係提供一個可以兼具減少雙轉軸間距，以及高接觸比的傳遞條件下，使應用之電子產品獲得輕巧且傳遞穩定之設計特色。該同步合頁裝置之樞軸器包括設置在一第一軸的引動器；以 及設置在一第二軸的反應器，一連動器，其兩端分別與引動器及反應器之間，形成有正齒形齒輪與傘形(斜)齒輪相互嚙合傳遞之關係，藉之即可融合正齒形與斜齒形(傘形齒)，以平衡相互存在之缺點，提供既穩定又小巧之同步傳動裝置。且該第一軸驅動引動器轉動時，引動器係驅動連動器轉動，迫使反應器朝相反引動器運動的方向轉動，而使第一軸、第二軸產生同步轉動型態之作用。

根據本發明之合頁同步裝置之樞軸器，該同步傳動裝置設置在一主固定板和副固定板之間的第一軸和第二軸上，且在主固定板和副固定板之間又共同樞接該連動器。更可以在主固定板與副固定板樞接該連動器之部位設具一溝槽，以降低摩擦及提供裝填潤滑油或類似物，以提高和保持連動器運動的平順和順暢度。

10‧‧‧第一軸

11、21‧‧‧固定區

12、22‧‧‧樞接區

13、23‧‧‧固定座

20‧‧‧第二軸

30‧‧‧引動器

31、41‧‧‧軸部

32、42‧‧‧軸孔

33、43‧‧‧盤

34、44‧‧‧正齒形冠齒輪

35、45‧‧‧正齒輪

40‧‧‧反應器

50‧‧‧連動器

51‧‧‧軸部

52、53‧‧‧傘形(斜)齒輪結構

54‧‧‧肩部

60‧‧‧主固定板

61、66‧‧‧通孔

62、67‧‧‧基部

63、68‧‧‧凹部

64、69‧‧‧溝槽

65‧‧‧副固定板

80‧‧‧扭力模組

85‧‧‧殼套

90‧‧‧電子器物

91‧‧‧顯示模組

92‧‧‧機體模組

第1圖係本發明第一種可行實施例之結構組合示意圖；圖中假想線部分顯示了電子器物位在關閉位置和第一軸、第二軸的配合情形。

第2圖係第1圖所示實施例之結構分解示意圖；顯示了第一軸、第二軸、引動器、連動器、反應器、主固定板、副固定板和扭力模組等部分的結構型態。

第3圖係第1圖所示實施例的作動實施例示意圖、描繪了第一軸和引動器轉動90°，連動器和反應器同步驅動第二軸也轉動90°的配合情形。

第4圖係本發明第二種實施例之結構分解示意圖。

第5圖係第4圖所示實施例之作動實施例示意圖；描繪了第一軸和引動器轉動90°，連動器和反應器同步驅動第二軸也轉動90°的配合情形；圖中假想線部份顯示了電子器物和第一軸、第二軸的位置關係。

請參閱第1、2及3圖，本發明之同步合頁裝置之樞軸器包括第一軸10和第二軸20；該第一軸10及第二軸20分別具有一固定區11、21和一樞接區12、22。固定區11、21配合固定座13、23，使第一軸10及第二軸20分別固定在電子器物90(例如，行動電化、電腦…等)的顯示模組91和機體模組92。該第一軸樞接區12及第二軸樞接區22分別組合有扭力模組80，使第一軸10或第二軸20，在使用者操作顯示模組91和機體模組92轉動的作用力消失時，隨即獲得定位的作用。

第1、2及3圖也描繪了該第一軸樞接區12及第二軸樞接區22上，設有同步傳動裝置；該同步傳動裝置包括一引動器30，設置組合在第一軸樞接端12，驅動或隨第一軸10轉動；一反應器40，設置組合在第二軸樞接端22，驅動或隨第二軸20轉動；以及，一連動器50，配置連接在該引動器30和反應器40之間。因此，當第一軸10驅使引動器30轉動時，引動器30即可驅使連動器50轉動，再由連動器50驅使反應器40和第二軸20，朝相反於引動器30的轉 動方向轉動，而使第一軸10與第二軸產生同步相反向轉動之作用。

詳細來說，該引動器30和反應器40分別包括一相互平行的軸部31、41和形成在軸部31、41上的軸孔32、42，供引動器30和反應器40固定在該第一軸10和第二軸20的樞接區12、22，使引動器30和第一軸10，以及反應器40和第二軸20兩者，均形成同步轉動的作用。引動器30或其軸部31一端、反應器40或其軸部41一端分別具有一盤33、43，在盤33、43上設置有正齒形冠齒輪34、44；在圖示中，該盤33(或43)以其外徑大於軸部31(或41)外徑的型態，分別設置在軸部31、41的軸側之間，更可直接將盤33(或43)設置在該軸部31、41之軸端面(圖示未揭示)。

圖中也顯示了該連動器50包括有一軸部51，軸部51的角度或位置垂直於該引動器30和反應器40的軸部31、41；對應引動器30和反應器40的正齒形冠齒輪34、44，連動器50在軸部51兩端設有傘形(斜)齒輪結構52，配置連接或嚙合該引動器30和反應器40正齒形冠齒34、44。

在一較佳的實施例中，該同步傳動裝置設置在一主固定板60和一副固定板65之間；主固定板60和副固定板65係可形成相同結構，而有助於以相同模具製造，降低不同模具設計和開模成本。主固定板60的上、下位置和副固定板65的上、下位置分別設有通孔61、66，使主固定板60和副固定板65穿合固定在第一軸10和第 二軸20上。主固定板60和副固定板65分別具有一山形結構的基部62、67，用以共同樞接該連動器50，並且容許連動器50轉動。

具體來說，主固定板60和副固定板65的基部62、67分別具有一凹部63、68；主固定板60和副固定板65的凹部63、68共同界定出一個(圓形)輪廓區域，套住或樞接連動器50的軸部51。以及，主固定板基部62、副固定板基部67分別在凹部63、68上設有一溝槽64、69；溝槽64、69可提供對連動器50軸部51較低的摩擦作用，或在該溝槽64、69之內裝填潤滑油或其類似物，以提高和保持連動器50相對於基部62、67轉動的平順或順暢度。

在可行的實施例中，第一軸樞接區12、第二軸樞接區22、主固定板60、引動器30、反應器40、連動器50、副固定板65和扭力模組80等部分更可組裝在一殼套85裏面。

請參考第1、3圖，當人員操作顯示模組91帶動第一軸10和引動器30從第1圖的關閉位置朝第3圖打開90°的位置轉動時，引動器30盤33上的正齒形冠齒輪34，驅使連動器50其中一端的傘形(斜)齒輪結構52產生轉動，進而再驅使連動器50另一端的傘形(斜)齒輪結構52，帶動反應器40之盤43上的正齒形冠齒輪44和第二軸20同步轉動，使機體模組92也轉動打開90°。可了解的是，如果顯示模組91和第一軸10、引動器30轉動180°，連動器50也會驅動反應器40、第二軸20和機體模組92轉動180°。

請參閱第4、5圖，描繪了本發明的第二個實施例。在所述的實施例中，引動器30的一端和反應器40的一端分別形成一正齒輪 35、45；對應引動器30和反應器40的正齒輪35、45，連動器50的兩端亦形成傘形(斜)齒輪結構53，配置連接或嚙合引動器30和反應器40的正齒輪35、45。

在一個衍生的實施例中，連動器50的兩端分別形成有一肩部54，以及該傘型(斜)齒輪結構53係設置在肩部54上。肩部54的寬度或直徑大於連動器軸部51的寬度或直徑。

須加以說明的是，相較於由單純多個正齒體之間的嚙合，或由單純多個錐體齒輪或傘型齒輪之間的嚙合，該引動器30、反應器40設置正齒形冠齒輪34、44或正齒輪35、45，配合連動器50設置傘形(斜)齒輪結構52、53的組織型態，使它們的嚙合可以在較短傘形(斜)齒面長度的條件下，即可與相嚙合之正齒輪或正齒形冠輪之間，形成良好的嚙合傳遞運轉效果，且可以在傘形(斜)齒逐漸嚙合正齒之作用下，降低齒隙之生成，達到傳遞更滑順之效果，明顯除了可以使第一軸10和第二軸20的軸心間距被儘可能減小外，更具有提高傳動穩定性之效果。

因此，本發明之同步合頁裝置之樞軸器在具備有操作同步轉動和操作平穩的條件下，相較於舊法而言，係具有下列的考量條件和優點：

1.該第一軸10、第二軸20和相關組件結構(例如，引動器30、反應器40)的軸部31、41設置正齒輪35、45，或在盤33、43上設置正齒形冠齒輪34、44等正齒形齒輪結構，配合連動器50的軸部51設置傘形(斜)齒輪52、53，組合主固定板60、副固定板65 的山形基部62、67設置凹部63、68，共同樞接連動器50的軸部51等部份)組合構成一同步合頁裝置之樞軸器，係已被重行設計考量；而明顯不同於習知技藝應用多個正齒輪或多個錐體(斜)齒輪嚙合傳動，可以在正齒輪與傘形(斜)齒之嚙合下，相互消除原有之缺點，讓傳遞動力或傳動轉軸運動上獲得更穩定平順之效果。

2.該引動器30、反應器40配合設置連動器30、主固定板60、副固定板65的傳動結構設計，相較於舊法，不僅因傘形(斜)齒與正齒具有一斜導對應面而有利於組裝；並且，正齒與傘形(斜)齒之間的良好組配，使第一、二軸10、20的軸心間距容許被儘可能的減小，以降低整個傳動裝置或結構的佔有空間或體積，而更具有符合電子器物輕巧、薄型化的設計配合要件。

故，本發明係提供了一有效的同步合頁裝置之樞軸器，其空間型態係不同於習知者，且具有舊法中無法比擬之優點，係展現了相當大的進步，誠已充份符合發明專利之要件。

惟，以上所述者，僅為本發明之可行實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，例如單純將上述之正齒輪或正齒形冠齒輪之配置部位，與傘形(斜)齒輪結構的配置部位予以互換(即將傘形(斜)齒輪結構改配置於引動器30或反應器40之上，且將正齒形齒輪結構，改配置於連動器50之上)，此皆為本發明專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧第一軸

11、21‧‧‧固定區

12、22‧‧‧樞接區

13、23‧‧‧固定座

20‧‧‧第二軸

30‧‧‧引動器

31、41‧‧‧軸部

32、42‧‧‧軸孔

33、43‧‧‧正齒形冠齒輪

40‧‧‧反應器

44‧‧‧正齒輪

50‧‧‧連動器

51‧‧‧軸部

52‧‧‧傘形(斜)齒輪結構

60‧‧‧主固定板

61、66‧‧‧通孔

62、67‧‧‧基部

63、68‧‧‧凹部

64、69‧‧‧溝槽

65‧‧‧副固定板

80‧‧‧扭力模組

85‧‧‧殼套

Claims (20)

1. 一種同步合頁裝置之樞軸器，包括：第一軸、第二軸，讓兩軸之上分別設有一固定區和一樞接區；引動器，具有軸部和形成在軸部的軸孔，該引動器的軸部設有一正齒形齒輪結構，且引動器藉由其軸孔裝設在第一軸樞接區上；反應器，具有軸部和形成在軸部的軸孔，該反應器的軸部平行於引動器的軸部，並設有一正齒形齒輪結構，且反應器藉由其軸孔裝設在該第二軸的樞接區上；以及一連動器，具連動於該引動器及反應器之間的一軸部；該連動器之軸部的兩端，各設有傘形(斜)齒輪結構，分別配置嚙合於該引動器上和該反應器上之正齒形齒輪結構，使能連動具有引動器之第一軸與具有反應器之第二軸，彼此朝相反方向同步轉動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該正齒形齒輪結構，係在引動器的軸部一端及反應器的軸部一端的至少其一設有一盤；再以一正齒形冠齒輪設置該在盤上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該正齒形齒輪結構，係在引動器的軸部一端及反應器的軸部一端的至少其一設有正齒輪。
4. 如申請專利範圍第1或2或3項所述之同步合頁裝置樞軸器，其中該引動器、反應器和連動器，設置在一主固定板和一副固定板之間；主固定板的上、下位置和副固定板的上、下位置分別設有通孔， 使主固定板和副固定板穿合固定在第一軸樞接區和第二軸樞接區上；以及主固定板和副固定板分別具有一基部和形成在基部上的凹部，共同樞接該連動器的軸部，並且容許連動器轉動。
5. 如申請專利範圍第4項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該主固定板和副固定板的凹部，共同界定出一個圓形輪廓區域，樞接連動器的軸部；以及主固定板基部及副固定板分別在凹部上設有一溝槽。
6. 如申請專利範圍第4項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該第一軸樞接區、第二軸樞接區組裝有一扭力模組；以及第一軸樞接區、第二軸樞接區、主固定板、引動器、反應器、連動器、副固定板和扭力模組係組裝在一殼套裏面。
7. 如申請專利範圍第1或2或3項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該第一軸固定區、第二軸固定區分別配合一固定座，使第一軸固定在一電子器物之一顯示模組、第二軸固定在電子器物之一機體模組上。
8. 如申請專利範圍第4項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該第一軸固定區、第二軸固定區分別配合一固定座，使第一軸固定在一電子器物之一顯示模組、第二軸固定在電子器物之一機體模組上。
9. 如申請專利範圍第5項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該第一軸固定區、第二軸固定區分別配合一固定座，使第一軸固定在一電子器物之一顯示模組、第二軸固定在電子器物之一機體模組上。
10. 如申請專利範圍第6項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該第一軸固定區、第二軸固定區分別配合一固定座，使第一軸固定在一電子器物之一顯示模組、第二軸固定在電子器物之一機體模組上。
11. 一種同步合頁裝置之樞軸器，包括：第一軸、第二軸，該兩軸上分別設有一固定區和一樞接區；引動器，具有軸部和形成在軸部的軸孔，該引動器的軸部設有一傘形(斜)齒輪結構，且引動器藉由其軸孔裝設在第一軸樞接區上；反應器，具有軸部和形成在軸部的軸孔，該反應器的軸部平行於引動器的軸部，並設有一傘形(斜)齒輪結構，且反應器藉由其軸孔裝設在該第二軸的樞接區上；以及一連動器，具連動於該引動器及反應器之間的一軸部；該連動器之軸部的兩端，各設有正齒形齒輪結構，分別配置嚙合於該引動器上和該反應器上之傘形(斜)齒輪結構，使能連動具有引動器之第一軸與具有反應器之第二軸，彼此朝相反方向同步轉動。
12. 如申請專利範圍第11項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該正齒形齒輪結構，係在連動器的軸部的至少一端設有一盤；再以一正齒形冠齒輪設置該在盤上。
13. 如申請專利範圍第11項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該正齒形齒輪結構，係在連動器的軸部的至少一端設有正齒輪。
14. 如申請專利範圍第11或12或13項所述之同步合頁裝置樞軸器，其中該引動器、反應器和連動器，設置在一主固定板和一副固定板 之間；主固定板的上、下位置和副固定板的上、下位置分別設有通孔，使主固定板和副固定板穿合固定在第一軸樞接區和第二軸樞接區上；以及主固定板和副固定板分別具有一基部和形成在基部上的凹部，共同樞接該連動器的軸部，並且容許連動器轉動。
15. 如申請專利範圍第14項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該主固定板和副固定板的凹部，共同界定出一個圓形輪廓區域，樞接連動器的軸部；以及主固定板基部及副固定板分別在凹部上設有一溝槽。
16. 如申請專利範圍第14項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該第一軸樞接區、第二軸樞接區組裝有一扭力模組；以及第一軸樞接區、第二軸樞接區、主固定板、引動器、反應器、連動器、副固定板和扭力模組係組裝在一殼套裏面。
17. 如申請專利範圍第11或12或13項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該第一軸固定區、第二軸固定區分別配合一固定座，使第一軸固定在一電子器物之一顯示模組、第二軸固定在電子器物之一機體模組上。
18. 如申請專利範圍第14項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該第一軸固定區、第二軸固定區分別配合一固定座，使第一軸固定在一電子器物之一顯示模組、第二軸固定在電子器物之一機體模組上。
19. 如申請專利範圍第15項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該第一軸固定區、第二軸固定區分別配合一固定座，使第一軸固定在一電子器物之一顯示模組、第二軸固定在電子器物之一機體模組上。
20. 如申請專利範圍第16項所述之同步合頁裝置之樞軸器，其中該第一軸固定區、第二軸固定區分別配合一固定座，使第一軸固定在一電子器物之一顯示模組、第二軸固定在電子器物之一機體模組上。