TWI721819B - 雙軸鉸鏈模組與可攜式電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種雙軸鉸鏈模組，包括第一轉軸、第一主動齒輪、第二轉軸、第二主動齒輪、一對從動齒輪以及多個連桿。第一主動齒輪設置於第一轉軸，第二主動齒輪設置於第二轉軸，從動齒輪耦接於第一主動齒輪與第二主動齒輪之間。連桿分別樞接於第一主動齒輪與其中一從動齒輪之間、樞接於從動齒輪之間、樞接於其中另一從動齒輪與第二主動齒輪之間，以使相嚙合的齒輪的中心距離保持固定。第一轉軸與第二轉軸的相對距離隨著從動齒輪相對於第一主動齒輪、第二主動齒輪的嚙合位置不同而改變。另揭露一種可攜式電子裝置。

Description

雙軸鉸鏈模組與可攜式電子裝置

本發明是有關於一種鉸鏈模組與電子裝置，且特別是有關於一種雙軸鉸鏈模組與可攜式電子裝置。

現有可攜式電子裝置，例如筆記型電腦或行動電話等，其顯示螢幕與主機通過鉸鏈模組而得以相對旋轉開闔，除了可定位在各種不同角度以進行對應的操作之外，更能使顯示螢幕與主機能以如360°的大角度彎折互疊成平板狀態，而提供另一種變形的使用型態。

此外，隨著使用狀態的改變，目前還會進一步地在顯示螢幕與主機之間放置額外配件以擴充可攜式電子裝置的功能。然而對於現有鉸鏈模組而言，其轉軸之間的軸距是固定的，因此僅能應付一般使用狀態，一旦如上述欲額外加裝配件時，固定型態的鉸鏈模組反而造成空間的限制。也就是說，上述固定軸距的鉸鏈模組，在其所造成機體的空間對應關係已然固定的情形下，實難因應額外配件的使用需求。

本發明提供一種雙軸鉸鏈模組與可攜式電子裝置，其中雙軸鉸鏈模組能提供可調整的轉軸軸距，並使可攜式電子裝置的不同機體據以進行同步轉動。

本發明的雙軸鉸鏈模組，包括第一轉軸、第一主動齒輪、第二轉軸、第二主動齒輪、一對從動齒輪以及多個連桿。第一主動齒輪設置於第一轉軸，第二主動齒輪設置於第二轉軸，從動齒輪耦接於第一主動齒輪與第二主動齒輪之間。連桿分別樞接於第一主動齒輪與其中一從動齒輪之間、樞接於從動齒輪之間、樞接於其中另一從動齒輪與第二主動齒輪之間，以使相嚙合的齒輪的中心距離保持固定。第一轉軸與第二轉軸的相對距離隨著從動齒輪相對於第一主動齒輪、第二主動齒輪的嚙合位置不同而改變。

本發明的可攜式電子裝置，包括第一機體、第二機體與雙軸鉸鏈模組。雙軸鉸鏈模組包括第一轉軸、第一主動齒輪、第二轉軸、第二主動齒輪、一對從動齒輪以及多個連桿。第一轉軸組裝於第一機體，第二轉軸組裝於第二機體。第一主動齒輪設置於第一轉軸，第二主動齒輪設置於第二轉軸，從動齒輪耦接於第一主動齒輪與第二主動齒輪之間。連桿分別樞接於第一主動齒輪與其中一從動齒輪之間、樞接於從動齒輪之間、樞接於其中另一從動齒輪與第二主動齒輪之間，以使相嚙合的齒輪的中心距離保持固定。第一轉軸與第二轉軸的相對距離隨著從動齒輪相對於第 一主動齒輪、第二主動齒輪的嚙合位置不同而改變，且當第一機體與第二機體隨著第一轉軸與第二轉軸彼此遠離時，第一機體與第二機體之間形成容置空間。

在本發明的一實施例中，上述的可攜式電子裝置還包括配件，配置在容置空間，且配件用以支撐第一機體與第二機體，以維持第一轉軸與第二轉軸相互遠離的狀態。

在本發明的一實施例中，上述的第一主動齒輪與第一轉軸同軸設置且同步轉動，第二主動齒輪與第二轉軸同軸設置且同步轉動，而第一轉軸與第二轉軸通過第一主動齒輪、從動齒輪、第二主動齒輪而同步轉動。

在本發明的一實施例中，上述的第一主動齒輪的旋轉軸、第二主動齒輪的旋轉軸、從動齒輪的旋轉軸彼此平行。

在本發明的一實施例中，上述的第一主動齒輪的旋轉軸與第二主動齒輪的旋轉軸形成第一平面，而從動齒輪的旋轉軸形成第二平面，第二平面相對於第一平面呈傾斜。

在本發明的一實施例中，上述的雙軸鉸鏈模組還包括限位件，具有至少一限位槽，第一轉軸與第二轉軸彼此平行地穿設於限位件的限位槽。

在本發明的一實施例中，上述的限位件還具有容置槽，第一主動齒輪、第二主動齒輪、從動齒輪位於容置槽。

在本發明的一實施例中，上述的雙軸鉸鏈模組還包括復位機構，設置在第一轉軸與第二轉軸之間。在第一轉軸與第二轉 軸因所述相對距離的改變而形成多種狀態時，復位機構用以驅動第一轉軸與第二轉軸處於其中一狀態。

在本發明的一實施例中，上述的復位機構包括連接在第一轉軸與第二轉軸之間的至少一彈簧。

基於上述，雙軸鉸鏈模組通過在第一轉軸與第二轉軸之間設置齒輪組，其中齒輪組的第一主動齒輪設置於第一轉軸，第二主動齒輪設置於第二轉軸，而齒輪組的從動齒輪耦接在第一主動齒輪與第二主動齒輪之間，據以讓第一轉軸與第二轉軸能通過齒輪組而達到同步轉動的效果。再者，進一步地通過連桿分別樞接在上述齒輪組的任意相互嚙合的兩齒輪，以讓所述任意相互嚙合的兩齒輪在進行同步轉動的過程中也能保持固定的中心距離。據此齒輪組便能在這些連桿的侷限之下而根據需求調整第一轉軸與第二轉軸的相對距離。

如此一來，對於雙軸鉸鏈模組或對於應用雙軸鉸鏈模組的可攜式電子裝置而言，轉軸之間的相對距離或機體之間的相對距離便能因此而可調整，進而提供額外的空間利用，讓機體因此而騰出的空間得以容納其他外加的配件。

10:可攜式電子裝置

100、500:雙軸鉸鏈模組

110、510:第一轉軸

111、121:軸部

112、122:支架

120、520:第二轉軸

130、530:限位件

131、132:限位槽

133:容置槽

140:扭力件

200:第一機體

300:第二機體

400:配件

540:復位機構

641:第一套筒

643:第二套筒

d1、d2:相對距離

G1:第一主動齒輪

G2:第二主動齒輪

G3、G4:從動齒輪

K1、K2、K3:連桿

N1:第一平面

N2:第二平面

P1、P2:間隔件

SP:容置空間

X1、X2、X3、X4:旋轉軸

t1、t2、t3:中心距離

圖1是本發明一實施例的可攜式電子裝置的局部示意圖。

圖2是圖1的雙軸鉸鏈模組的爆炸圖。

圖3A與圖3B分別是可攜式電子裝置於不同狀態的側視圖。

圖4是本發明另一實施例的雙軸鉸鏈模組的俯視圖。

圖1是本發明一實施例的可攜式電子裝置的局部示意圖。圖2是圖1的雙軸鉸鏈模組的爆炸圖。請同時參考圖1與圖2，在本實施例中，可攜式電子裝置10包括第一機體200、第二機體300以及雙軸鉸鏈模組100，其中雙軸鉸鏈模組100包括第一轉軸110、第一主動齒輪G1、第二轉軸120、第二主動齒輪G2、一對從動齒輪G3、G4以及多個連桿K1~K3。第一轉軸110包括軸部111與支架112，支架112組裝於第一機體200，第一主動齒輪G1設置於軸部111。第二轉軸120包括軸部121與支架122，支架122組裝於第二機體300，第二主動齒輪G2設置於軸部121。從動齒輪G3、G4耦接於第一主動齒輪G1與第二主動齒輪G2之間。連桿K1樞接於第一主動齒輪G1與從動齒輪G3之間，連桿K2樞接於從動齒輪G3、G4之間、連桿K3樞接於從動齒輪G4與第二主動齒輪G2之間。

進一步地說，雙軸鉸鏈模組100還包括限位件130、一對扭力件140與多個間隔件P1、P2，限位件130具有一對相互對應的限位槽131、132以及位於所述限位槽131、132之間的容置槽133，而前述第一轉軸110與第二轉軸120的軸部111、121分別穿設於131、132後與扭力件140相互對接，據以使第一主動齒輪 G1、第二主動齒輪G2與從動齒輪G3、G4被容置於容置槽133中，且通過間隔件P1、P2(其中一對間隔件P1套接於軸部111並使連桿K1與第一主動齒輪G1抵接其間，其中一對間隔件P2套接於軸部121並使連桿K3與第二主動齒輪G2抵接其間)與扭力件140的搭配，而得以產生第一轉軸110與第二轉軸120在進行相對轉動時所需的扭力。

據此，通過第一主動齒輪G1與第一轉軸110同軸設置且同步轉動，第二主動齒輪G2與第二轉軸120同軸設置且同步轉動，而讓第一轉軸110與第二轉軸120(也相當於第一機體200與第二機體300)得以通過第一主動齒輪G1、從動齒輪G3、G4、第二主動齒輪G2而同步轉動，其中第一主動齒輪G1的旋轉軸X1、第二主動齒輪G2的旋轉軸X2與從動齒輪G3、G4的旋轉軸X3、X4是彼此平行地排列，且其中第一轉軸110與第二轉軸120還會被限位槽131、132所侷限。在此，軸部111與第一主動齒輪G1是以內、外徑干涉配合，軸部121與第二主動齒輪G2是以內、外徑干涉配合，以達到所需的同步驅動效果，而在另一未繪示的實施例中，軸部與主動齒輪之間也可藉由非圓形軸、孔配合而達到相同的效果。

再者，圖3A與圖3B分別是可攜式電子裝置於不同狀態的側視圖，在此同時針對相關參數於同圖中提供簡單的幾何示意，以利於辨識相關構件之間的幾何關係。請同時參考圖3A與圖3B，正由於這些連桿K1~K3的配置，而得以使這些齒輪中相互 嚙合者的中心距離保持固定。如圖所示，第一主動齒輪G1的旋轉軸X1與從動齒輪G3的旋轉軸X3因連桿K1的存在，而使其中心距離t1在第一主動齒輪G1與從動齒輪G3的相對運動過程中仍維持固定，同樣也見於從動齒輪G3、G4的中心距離t2，以及從動齒輪G4與第二主動齒輪G2的中心距離t3。如此一來，將造成雙軸鉸鏈模組100得以在圖3A與圖3B所示狀態之間轉換，也就是讓第一轉軸110與第二轉軸120的相對距離d1、d2是隨著從動齒輪G3、G4相對於第一主動齒輪G1、第二主動齒輪G2的嚙合位置不同而改變(其中相對距離d2大於相對距離d1)，且其改變方向是沿著限位槽131、132的延伸方向。

在此，第一主動齒輪G1的旋轉軸X1與第二主動齒輪G2的旋轉軸X2形成第一平面N1，而從動齒輪G3、G4的旋轉軸X3、X4形成第二平面N2，第二平面N2相對於第一平面N1呈傾斜。在此，形成上述配置狀態的齒輪規格如下：首先，第一主動齒輪G1、第二主動齒輪G2、從動齒輪G3、G4具有相同的模數(module)，例如本實施例上述這些齒輪的模數m=0.25或m=0.3。再者，第一主動齒輪G1與第二主動齒輪G2具有相同的節圓直徑(pitch diameter)，從動齒輪G3、G4具有相同的節圓直徑，而第一主動齒輪G1與第二主動齒輪G2的節圓直徑不同於從動齒輪G3、G4的節圓直徑。此外，本實施例尚進一步地限制第一主動齒輪G1與第二主動齒輪G2之間的相對距離d1、d2，據以造成從動齒輪G3、G4不會坐落在第一平面N1上。

請再參考圖3B，當第一機體200與第二機體300隨著第一轉軸110與第二轉軸120彼此遠離時，第一機體200與第二機體300之間形成容置空間SP。在本實施例中，可攜式電子裝置10還包括配件400，其可依據需求而容納於可攜式電子裝置10或從其移離，而正因本實施例的第一轉軸110與第二轉軸120之間的相對距離d1、d2是可調整的，故所述配件400便得以容納在容置空間SP中而與可攜式電子裝置10一同隨行。同時此舉也能有效地提高可攜式電子裝置10的適用範圍。舉例來說，可攜式電子裝置是無實體輸入模組的雙螢幕電子裝置，即機體200、300分別配置有顯示螢幕甚或觸控螢幕，而不設置任何實體按鍵或實體鍵盤，則本實施例便能藉由雙軸鉸鏈模組100的狀態改變，而讓可攜式電子裝置在圖3B所示狀態時，能在機體200、300之間配置額外的配件400(例如是實體鍵盤)，據以提供額外的操控手段。同時，也因位在容置空間SP的配件400能用以支撐第一機體200與第二機體300，因而得以維持第一轉軸110與第二轉軸120在圖3B所示相互遠離的狀態。

需說明的是，圖3A與圖3B所示機體200、300的相對距離的改變僅作為其改變趨勢的例示，而不限制實際上的相關尺寸。

圖4是本發明另一實施例的雙軸鉸鏈模組的俯視圖。請參考圖4，在本實施例中，雙軸鉸鏈模組500包括第一轉軸510(具有旋轉軸X1)、第二轉軸520(具有旋轉軸X2)、限位件530以及其他已於前述實施例提及的扭力件140與齒輪組，其中齒輪組即 是包括前述實施例的第一主動齒輪G1、第二主動齒輪G2與從動齒輪G3、G4。在此，相同構件便不再贅述。

與前述實施不同的是，本實施例的第一轉軸510與第二轉軸520的長度加長而穿設於限位件530，以利於復位機構540的設置。在此，復位機構540是設置在第一轉軸510與第二轉軸520之間，以在第一轉軸510與第二轉軸520因所述相對距離的改變而形成多種狀態時，復位機構540便得以用來驅動第一轉軸510與第二轉軸520處於其中一狀態。在本實施例中，復位機構540是連接在第一轉軸510與第二轉軸520之間的彈簧，其驅動第一轉軸510與第二轉軸520彼此靠近。舉例來說，請同時對照圖3A與圖3B，當雙軸鉸鏈模組500如圖3B所示讓第一轉軸510與第二轉軸520之間容置有配件400時，由於配件400的存在與支撐，而得以維持第一轉軸510與第二轉軸520處於彼此遠離的狀態，此時相當於拉伸變形復位機構540(彈簧)而使之蓄積彈力，故一旦將配件400從第一機體200與第二機體300之間移離後，復位機構540(彈簧)的彈力便得以驅動第一轉軸510與第二轉軸520相互靠近，而恢復如圖3A所示的狀態。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，雙軸鉸鏈模組通過在第一轉軸與第二轉軸之間設置齒輪組，其中齒輪組的第一主動齒輪設置於第一轉軸，第二主動齒輪設置於第二轉軸，而齒輪組的從動齒輪耦接在第一主動齒輪與第二主動齒輪之間，據以讓第一轉軸與第二轉軸能通過齒輪組而達到同步轉動的效果。再 者，進一步地通過連桿分別樞接在上述齒輪組的任意相互嚙合的兩齒輪，以讓所述任意相互嚙合的兩齒輪在進行同步轉動的過程中也能保持固定的中心距離。據此齒輪組便能在這些連桿的侷限之下而根據需求調整第一轉軸與第二轉軸的相對距離。

再者，雙軸鉸鏈模組還能進一步地通過設置在第一轉軸與第二轉軸之間的復位機構，以利於能驅動第一轉軸與第二轉軸處於其中一種變形狀態，進而對使用者提供省力的效果。

如此一來，對於雙軸鉸鏈模組或對於應用雙軸鉸鏈模組的可攜式電子裝置而言，轉軸之間的相對距離或機體之間的相對距離便能因此而可調整，進而提供額外的空間利用，讓機體因此而騰出的空間得以容納其他外加的配件。

10:可攜式電子裝置

100:雙軸鉸鏈模組

110:第一轉軸

112、122:支架

120:第二轉軸

130:限位件

140:扭力件

200:第一機體

300:第二機體

G1:第一主動齒輪

G2:第二主動齒輪

G3、G4:從動齒輪

K1、K2、K3:連桿

X1、X2:旋轉軸

Claims (17)

1. 一種雙軸鉸鏈模組，包括: 一第一轉軸； 一第一主動齒輪，設置於該第一轉軸； 一第二轉軸； 一第二主動齒輪，設置於該第二轉軸； 一對從動齒輪，耦接於該第一主動齒輪與該第二主動齒輪之間；以及 多個連桿，分別樞接於該第一主動齒輪與其中一從動齒輪之間、樞接於該對從動齒輪之間、樞接於其中另一從動齒輪與該第二主動齒輪之間，以使該第一主動齒輪與其中一從動齒輪的中心距離、該對從動齒輪的中心距離、其中另一從動齒輪與該第二主動齒輪的中心距離分別保持固定， 其中第一轉軸與該第二轉軸的相對距離隨著該對從動齒輪相對於該第一主動齒輪、該第二主動齒輪的嚙合位置不同而改變。
2. 如請求項1所述的雙軸鉸鏈模組，其中該第一主動齒輪與該第一轉軸同軸設置且同步轉動，該第二主動齒輪與該第二轉軸同軸設置且同步轉動，而該第一轉軸與該第二轉軸通過該第一主動齒輪、該對從動齒輪、該第二主動齒輪而同步轉動。
3. 如請求項1所述的雙軸鉸鏈模組，其中該第一主動齒輪的旋轉軸、該第二主動齒輪的旋轉軸、該對從動齒輪的旋轉軸彼此平行。
4. 如請求項1所述的雙軸鉸鏈模組，其中該第一主動齒輪的旋轉軸與該第二主動齒輪的旋轉軸形成一第一平面，而該對從動齒輪的旋轉軸形成一第二平面，該第二平面相對於該第一平面呈傾斜。
5. 如請求項1所述的雙軸鉸鏈模組，還包括一限位件，具有至少一限位槽，該第一轉軸與該第二轉軸彼此平行地穿設於該限位件的該限位槽。
6. 如請求項5所述的雙軸鉸鏈模組，其中該限位件還具有一容置槽，該第一主動齒輪、該第二主動齒輪、該對從動齒輪位於該容置槽。
7. 如請求項1所述的雙軸鉸鏈模組，還包括一復位機構，設置在該第一轉軸與該第二轉軸之間，在該第一轉軸與該第二轉軸因所述相對距離的改變而形成多種狀態時，該復位機構用以驅動該第一轉軸與該第二轉軸處於其中一狀態。
8. 如請求項7所述的雙軸鉸鏈模組，其中該復位機構包括連接在該第一轉軸與該第二轉軸之間的至少一彈簧。
9. 一種可攜式電子裝置，包括: 一第一機體； 一第二機體； 一雙軸鉸鏈模組，包括: 一第一轉軸，組裝於該第一機體； 一第一主動齒輪，設置於該第一轉軸； 一第二轉軸，組裝於該第二機體； 一第二主動齒輪，設置於該第二轉軸； 一對從動齒輪，耦接於該第一主動齒輪與該第二主動齒輪之間；以及 多個連桿，分別樞接於該第一主動齒輪與其中一從動齒輪之間、樞接於該對從動齒輪之間、樞接於其中另一從動齒輪與該第二主動齒輪之間，以使該第一主動齒輪與其中一從動齒輪的中心距離、該對從動齒輪的中心距離、其中另一從動齒輪與該第二主動齒輪的中心距離分別保持固定， 其中第一轉軸與該第二轉軸的相對距離隨著該對從動齒輪相對於該第一主動齒輪、該第二主動齒輪的嚙合位置不同而改變，且當該第一機體與該第二機體隨著該第一轉軸與該第二轉軸彼此遠離時，該第一機體與該第二機體之間形成一容置空間。
10. 如請求項9所述的可攜式電子裝置，還包括一配件，配置在該容置空間，且該配件用以支撐該第一機體與該第二機體，以維持該第一轉軸與該第二轉軸相互遠離的狀態。
11. 如請求項9所述的可攜式電子裝置，其中該第一主動齒輪與該第一轉軸同軸設置且同步轉動，該第二主動齒輪與該第二轉軸同軸設置且同步轉動，而該第一轉軸與該第二轉軸通過該第一主動齒輪、該對從動齒輪、該第二主動齒輪而同步轉動。
12. 如請求項9所述的可攜式電子裝置，其中該第一主動齒輪的旋轉軸、該第二主動齒輪的旋轉軸、該對從動齒輪的旋轉軸彼此平行。
13. 如請求項9所述的可攜式電子裝置，其中該第一主動齒輪的旋轉軸與該第二主動齒輪的旋轉軸形成一第一平面，而該對從動齒輪的旋轉軸形成一第二平面，該第二平面相對於該第一平面呈傾斜。
14. 如請求項9所述的可攜式電子裝置，其中該雙軸鉸鏈模組還包括一限位件，具有至少一限位槽，該第一轉軸與該第二轉軸彼此平行地穿設於該限位件的該限位槽。
15. 如請求項14所述的可攜式電子裝置，其中該限位件還具有一容置槽，該第一主動齒輪、該第二主動齒輪、該對從動齒輪位於該容置槽。
16. 如請求項9所述的可攜式電子裝置，其中該雙軸鉸鏈模組還包括一復位機構，設置在該第一轉軸與該第二轉軸之間，在該第一轉軸與該第二轉軸因所述相對距離的改變而形成多種狀態時，該復位機構用以驅動該第一轉軸與該第二轉軸處於其中一狀態。
17. 如請求項9所述的可攜式電子裝置，其中該復位機構包括連接在該第一轉軸與該第二轉軸之間的至少一彈簧。

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