CN104514801B - 双轴式枢纽机构及其相关的可携式电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双轴式枢纽机构及其相关的可携式电子装置，该双轴式枢纽机构用来使一第一壳体相对一第二壳体旋转。该双轴式枢纽机构包含有至少一固定件、一第一转轴、一第一主齿轮、一第二转轴、一第二主齿轮以及一传动齿轮组。该固定件包含一第一区段与一第二区段。该第一转轴和该第二转轴分别设置在该固定件的该第一区段及该第二区段，并分别连接该第一壳体与该第二壳体。该第一主齿轮和该第二主齿轮分别设置于该第一转轴与该第二转轴上。该传动齿轮组啮合于该第一主齿轮与该第二主齿轮。该第一主齿轮沿一第一方向旋转时，该第二主齿轮沿相反该第一方向的一第二方向产生同步旋转。

Description

双轴式枢纽机构及其相关的可携式电子装置

技术领域

本发明涉及一种双轴式枢纽机构及其相关的可携式电子装置，尤其是涉及一种旋转角度达三百六十度，且具有低制造成本与较佳外观设计的优点的双轴式枢纽机构及其相关的可携式电子装置。

背景技术

传统的笔记型电脑利用枢纽机构产生荧幕端相对***端旋转的作动机制。请参阅图1，图1为现有技术的一传统枢纽机构10的部分示意图。枢纽机构10具有一第一凸轮12、一第二凸轮14以及一桥接轮16。第一凸轮12与第二凸轮14分别连接到电子装置的荧幕端18和***端20。如图1所示，当荧幕端18相对***端20打开，第一凸轮12会沿着顺时针方向转动；此时第二凸轮14为静止不动的状态。直到第一凸轮12转动达一百八十度，让第一凸轮12的凹陷部121嵌合在桥接轮16后，桥接轮16脱离第二凸轮14的凹陷部141，使得枢纽机构10可相对***端20沿着顺时针方向转动。因为枢纽机构10的两凸轮在不同操作阶段各自独立地分开旋转，且荧幕端18相对***端20之间需预设一扭力值，所以枢纽机构10要在第一凸轮12和第二凸轮14皆分别设置可达该扭力值的扭转簧片。如此一来，传统枢纽机构的转轴容易因高扭力值的挫曲而损毁，故会提高制造成本及降低使用寿命。

另外，请参阅图2，图2为现有技术的另一传统枢纽机构30的部分示意图。枢纽机构30具有第一齿轮32与第二齿轮34。第一齿轮32连接荧幕端36，第二齿轮34连接***端38，且第一齿轮32直接啮合于第二齿轮34。当荧幕端36相对***端38开启时，荧幕端36带动第一齿轮32沿着顺时针方向旋转，且第一齿轮32牵引第二齿轮34沿着逆时针方向同步旋转。反之，当荧幕端36相对***端38闭合，则第一齿轮32沿着逆时针方向旋转，第二齿轮34受第一齿轮32的牵引而沿着顺时针方向同步旋转。由于枢纽机构30的第一齿轮32直接啮合第二齿轮34，故枢纽机构30的两齿轮的尺寸会直接对应到荧幕端36和***端38的结构高度差。举例来说，若笔记型电脑为大尺寸设计，枢纽机构30需相应采用大尺寸齿轮；笔记型电脑为轻薄设计，枢纽机构30则相应使用小尺寸齿轮。换句话说，针对不同型号的笔记型电脑，枢纽机构30要搭配设置不同尺寸的齿轮，故枢纽机构30的结构体积也会随着齿轮尺寸变化。因此，传统枢纽机构必须随着笔记型电脑的型号而设计，具有制造成本昂贵、组装不便且外观不佳的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有低制造成本与较佳外观设计的优点的双轴式枢纽机构及其相关可携式电子装置，以解决上述的问题。

为达上述目的，本发明公开一种双轴式枢纽机构，用来使一第一壳体相对于一第二壳体旋转。该双轴式枢纽机构包含有至少一固定件、一第一转轴、一第一主齿轮、一第二转轴、一第二主齿轮以及一传动齿轮组。该固定件包含一第一区段与一第二区段。该第一转轴设置在该固定件的该第一区段，且连接该第一壳体。该第一主齿轮以同轴旋转方式设置于该第一转轴上。该第二转轴设置在该固定件的该第二区段，且连接该第二壳体。该第二主齿轮以同轴旋转方式设置于该第二转轴上。该传动齿轮组啮合于该第一主齿轮与该第二主齿轮之间。该第一主齿轮沿一第一方向旋转时，该传动齿轮组被该第一主齿轮牵引，而驱动该第二主齿轮沿相反该第一方向的一第二方向同步旋转。

本发明另公开该双轴式枢纽机构另包含有一第一承架以及一第二承架。该第一承架设置于该第一转轴且固接该第一壳体，且该第二承架设置于该第二转轴且固接该第二壳体。

本发明另公开该传动齿轮组包含一第一传动齿轮与一第二传动齿轮。该第一传动齿轮啮合于该第一主齿轮与该第二传动齿轮，该第二传动齿轮啮合于该第二主齿轮与该第一传动齿轮。

本发明另公开该第一主齿轮沿该第一方向旋转时，该第一传动齿轮沿该第二方向旋转，且该第二传动齿轮沿该第一方向旋转。

本发明另公开该双轴式枢纽机构另包含有多个扭力件、一限位件以及多个摩擦垫片。该多个扭力件套设于该第一转轴。该限位件设置该第一转轴并施压于该多个扭力件。该多个摩擦垫片设置于该第一主齿轮与该固定件之间、该扭力件与该固定件之间、和该扭力件与该限位件之间。

本发明另公开该第一主齿轮的齿数实质大于12个，该第一主齿轮的模数实质大于0.2毫米，且该第一主齿轮的节圆直径为该齿数和该模数的相乘值。

本发明另公开该第一传动齿轮的齿数实质大于8个，且该第一传动齿轮的模数实质大于0.2毫米。

本发明另公开该第一主齿轮的齿冠实质大于0.2毫米，且该第一主齿轮的外径为该节圆直径和两倍齿冠的加总值。

本发明另公开该第一主齿轮的径节为该齿数对该节圆直径的相除值。

本发明另公开该第一主齿轮的齿冠实质大于0.2毫米，且该齿冠为该径节的倒数值。

本发明另公开一种可携式电子装置，其包含有一第一壳体、一第二壳体以及一双轴式枢纽机构。该第一壳体以可相对转动方式连接该第二壳体。该双轴式枢纽机构设置于该第一壳体与该第二壳体之间，用来牵引该第一壳体相对该第二壳体旋转。该双轴式枢纽机构包含有至少一固定件、一第一转轴、一第一主齿轮、一第二转轴、一第二主齿轮以及一传动齿轮组。该固定件包含一第一区段与一第二区段。该第一转轴设置在该固定件的该第一区段，且连接该第一壳体。该第一主齿轮以同轴旋转方式设置于该第一转轴上。该第二转轴设置在该固定件的该第二区段，且连接该第二壳体。该第二主齿轮以同轴旋转方式设置于该第二转轴上。该传动齿轮组啮合于该第一主齿轮与该第二主齿轮之间。该第一主齿轮沿一第一方向旋转时，该传动齿轮组被该第一主齿轮牵引，而驱动该第二主齿轮沿相反该第一方向的一第二方向同步旋转。

本发明另公开该第一壳体沿着一预设方向相对该双轴式枢纽机构转动时，该双轴式枢纽机构带动该第一壳体沿着该预设方向相对该第二壳体同步转动。

本发明另公开该可携式电子装置另包含有一连接线以及一保护件。该连接线的两端分别电连接该第一壳体与该第二壳体，且该连接线穿设该双轴式枢纽机构和该第一壳体间的空隙。该保护件覆盖于该双轴式枢纽机构与该连接线上。

本发明另公开该第一主齿轮和该第二主齿轮的齿轮比为1，该第一主齿轮和该第二主齿轮的连心线实质平行于该第二壳体的平面法向量。

本发明另公开该第一主齿轮和该第二主齿轮的齿轮比为0.8，该第一主齿轮和该第二主齿轮的连心线相对于该第二壳体的平面法向量的夹角实质为10度。

本发明另公开该第一主齿轮和该第二主齿轮的齿轮比为0.6，该第一主齿轮和该第二主齿轮的连心线相对于该第二壳体的平面法向量的夹角实质为22.5度。

本发明另公开该第一主齿轮和该第二主齿轮的齿轮比为0.5，该第一主齿轮和该第二主齿轮的连心线相对于该第二壳体的平面法向量的夹角实质为30度。

本发明另公开该第一主齿轮和该第二主齿轮的齿轮比为0.92，该第一主齿轮和该第二主齿轮的连心线相对于该第二壳体的平面法向量的夹角实质为3.75度。

本发明另公开该可携式电子装置还包含一磁传感器，设置于该第一壳体或该第二壳体。该双轴式枢纽机构另包含一磁力元件，设置在该固定件上且邻近该传感器。该第一壳体的旋转可改变该磁力元件和该磁传感器的相对位置。该磁传感器用来感应该磁力元件产生的磁通密度，并根据该磁通密度大小输出一切换信号。

本发明另公开该磁传感器判断该磁通密度大于一门槛值时，该切换信号关闭该第二壳体的一显示面的自动翻转功能，并启动该第二壳体的一输入界面的操作功能。该磁传感器判断该磁通密度小于该门槛值时，该切换信号启动该显示面的自动翻转功能，且关闭该输入界面的操作功能。

本发明另公开该磁力元件具有相对的一第一磁极和一第二磁极。该磁力元件以该第二磁极为轴心相对该磁传感器旋转，以改变该第一磁极与该磁传感器的相对距离。

本发明另公开该磁力元件具有相对的一第一磁极和一第二磁极。该磁力元件以该第一磁极与该第二磁极的交界为轴心旋转，该磁传感器感应的该磁通密度随着该磁力元件的旋转角度而变化。

本发明不需在两个转轴上都设置具有总扭力值的扭转簧片，本发明的双轴式枢纽机构所需的扭力均分地设计在第一转轴与第二转轴上，意即第一转轴和第二转轴分别设置仅具有一半扭力值的扭力件，如此可有效避免双轴式枢纽机构的各元件因为施加过量外力而损毁。另外，本发明可广泛应用在任意尺寸的可携式电子装置。由于双轴式枢纽机构的齿轮为通用大小，不必随着可携式电子装置的体积来改变齿轮尺寸，故仍可保持双轴式枢纽机构的小巧外观。本发明在双轴式枢纽机构的两个主齿轮之间配置多个传动齿轮，通过传动齿轮的相对位置变化，例如交错排列或直线排列，可便利地调整双轴式枢纽机构的整体结构高度，适用于任何型号的可携式电子装置。磁力元件随着双轴式枢纽机构的旋转改变其相对磁传感器的距离，磁传感器根据感应所得的磁通密度变化在操作点及释放点之间切换，以自动切换可携式电子装置的笔电模式和触控面板模式。本发明的双轴式枢纽机构及可携式电子装置具有组装容易、成本低廉、高使用寿命及操作流畅便利的优点。

附图说明

图1为现有技术的传统枢纽机构的部分示意图；

图2为现有技术的另一传统枢纽机构的部分示意图；

图3为本发明实施例的可携式电子装置的示意图；

图4与图5分别为本发明实施例的可携式电子装置于不同操作模式的示意图；

图6为本发明实施例的双轴式枢纽机构的元件分解图；

图7为本发明实施例的双轴式枢纽机构的组立图；

图8A与图8B分别为本发明不同实施例的双轴式枢纽机构的内部结构示意图；

图9A与图9B分别为本发明不同实施例的双轴式枢纽机构的部分结构示意图；

图10A与图10B分别为本发明不同实施例的双轴式枢纽机构的部分结构示意图；

图11A与图11B分别为本发明不同实施例的双轴式枢纽机构的部分结构示意图；

图12A与图12B分别为本发明不同实施例的双轴式枢纽机构的部分结构示意图；

图13A到图13G分别为本发明实施例的可携式电子装置在不同操作阶段的部分示意图；

图14为本发明其中一实施例的可携式电子装置的部分示意图；

图15为本发明实施例的磁力元件与磁传感器的作动关系图；

图16为本发明另一实施例的可携式电子装置的部分示意图。

符号说明

10、30 枢纽机构

12 第一凸轮

121 凹陷部

14 第二凸轮

141 凹陷部

16 桥接轮

18、36 荧幕端

20、38 ***端

32 第一齿轮

34 第二齿轮

50 可携式电子装置

52 第一壳体

521 显示面

54 第二壳体

541 输入界面

56 双轴式枢纽机构

58 连接线

60 保护件

62 固定件

621 第一区段

623 第二区段

64 第一转轴

66 第一主齿轮

68 第二转轴

70 第二主齿轮

72 传动齿轮组

721 第一传动齿轮

723 第二传动齿轮

74 第一承架

76 第二承架

78 扭力件

80 限位件

82 摩擦垫片

84、84’ 磁力元件

86 磁传感器

88 处理器

D1 第一方向

D2 第二方向

N 齿数

M 模数

D 节圆直径

S 齿冠

D’ 外径

P 径节

L 主齿轮的连心线

V 第二壳体的平面法向量

具体实施方式

请参阅图3至图5，图3为本发明实施例的一可携式电子装置50的示意图，图4与图5分别为本发明实施例的可携式电子装置50于不同操作模式的示意图。可携式电子装置50包含有一第一壳体52、一第二壳体54以及二双轴式枢纽机构56。可携式电子装置50可为笔记型电脑，且第一壳体52为荧幕端，第二壳体54为***端。两个双轴式枢纽机构56分别设置在第一壳体52与第二壳体54之间，使得第一壳体52可利用双轴式枢纽机构56相对第二壳体54旋转。本发明可不限于使用两个双轴式枢纽机构56，端视实际需求而定。双轴式枢纽机构56利用齿轮进行牵引，且第一壳体52相对第二壳体54的旋转范围介于零度到三百六十度之间。

可携式电子装置50根据第一壳体52相对第二壳体54的旋转角度来切换其操作模式。举例来说，如图3所示，可携式电子装置50的第一壳体52与第二壳体54分别以其显示面521和输入界面541朝向使用者，此时可携式电子装置50为笔记型电脑的使用模式。其中，显示面521为荧幕端的显示面板，输入界面541为***端的键盘或触控板。如图4所示，第一壳体52的显示面521朝向使用者，第二壳体54的输入界面541背向使用者，但第一壳体52相对第二壳体54之间具有一夹持角度；此时可携式电子装置50为触控面板的站立模式。其中，第一壳体52需为具有触控荧幕的荧幕端。如图5所示，第一壳体52的显示面521朝向使用者，且第二壳体54的背面直接贴附在第一壳体52的背面，意即第一壳体52实质平行第二壳体54，此时可携式电子装置50为触控面板的平板模式。

如图3所示，可携式电子装置50另可包含有一连接线58以及一保护件60。连接线58的两端具有接头，分别电连接到第一壳体52与第二壳体54的电子元件，以将***端的电子信号传递至荧幕端。连接线58设置在双轴式枢纽机构56和相邻壳体之间的空隙，只要不会妨碍齿轮运行的位置皆可设置连接线58。保护件60具有防尘与装饰的功能，用来覆盖在双轴式枢纽机构56与连接线58上。保护件60可防止灰尘或异物卡入双轴式枢纽机构56的齿轮，以确保双轴式枢纽机构56的运作顺畅，且保护件60另可具有遮蔽双轴式枢纽机构56的功能，以美化可携式电子装置50的外观。

请参阅图6与图7，图6为本发明实施例的双轴式枢纽机构56的元件分解图，图7为本发明实施例的双轴式枢纽机构56的组立图。双轴式枢纽机构56包含有多个固定件62、一第一转轴64、一第一主齿轮66、一第二转轴68、一第二主齿轮70、一传动齿轮组72、一第一承架74、一第二承架76、多个扭力件78、二限位件80以及多个摩擦垫片82。保护件60可固定在其中一个固定件62上，以达到遮蔽双轴式枢纽机构56的目的。此外，第一转轴64、第二转轴68和部分摩擦垫片82设置在多个固定件62的其中两个之间。扭力件78、限位件80和部分摩擦垫片82另设置在多个固定件62的其中两个之间。固定件62为一长条型结构，依上下位置分成一第一区段621与一第二区段623，分别用来配置相应的转轴、齿轮和承架等元件，由此隔离相邻元件以防止发生结构干涉的现象。

第一转轴64设置在两个相邻固定件62的第一区段621之间。部分的第一转轴64凸出其中一个固定件62，并连接第一壳体52。第一主齿轮66利用一楔型孔套设第一转轴64，使得第一主齿轮66以同轴旋转方式套设在第一转轴64上。同样地，第二转轴68也相应设置在固定件62的第二区段623之间且连接第二壳体54，而第二主齿轮70也利用楔型孔套设第二转轴68上，以达到同轴旋转的目的。传动齿轮组72可由偶数个小齿轮组成，意即传动齿轮组72的齿轮尺寸小于主齿轮的尺寸。举例来说，传动齿轮组72至少可包含一第一传动齿轮721与一第二传动齿轮723，第一传动齿轮721啮合于第一主齿轮66与第二传动齿轮723之间，且第二传动齿轮723啮合于第二主齿轮70与第一传动齿轮721之间。由于传动齿轮组72啮合在第一主齿轮66与第二主齿轮70之间，当第一主齿轮66沿一第一方向D1旋转时，传动齿轮组72被第一主齿轮66牵引，而可驱动第二主齿轮70沿着相反第一方向D1的一第二方向D2同步旋转。

如图6与图7所示，多个扭力件78分别套设在第一转轴64和第二转轴68上，扭力件78为弹簧垫圈，用来提供摩擦以产生扭力。限位件80可为螺帽，两个限位件80分别设置在第一转轴64和第二转轴68的一端。限位件80通常以锁合方式安装在转轴上，由此施压多个扭力件78来产生相应的扭力。扭力大小可随着限位件80在转轴的锁合深度而改变。多个摩擦垫片82则是分别设置在第一主齿轮66与相邻固定件62之间、第二主齿轮70与相邻固定件62之间、各扭力件78与相邻固定件78之间、和各扭力件78与相应限位件80之间。摩擦垫片82的作用是要避免元件之间的磨耗。为了让双轴式枢纽机构56稳定接合第一壳体52与第二壳体54，第一承架74和第二承架76分别设置在第一转轴64及第二转轴68上，以固接第一壳体52与第二壳体54。承架可直接设置在转轴凸出于固定件62的一端，如第二承架76；或是转轴在凸出固定件62的该端另具有一延伸部供承架连结，如第一承架74。然实际使用态样可不限于此，端视设计需求而定。

请参阅图8A及图8B，图8A及图8B为本发明不同实施例的双轴式枢纽机构56的内部结构示意图。第一主齿轮66与第二主齿轮70的尺寸较佳地大于第一传动齿轮721和第二传动齿轮723的尺寸。第一主齿轮66的尺寸可视设计需求实质大于、小于或等于第二主齿轮70的尺寸，其相关的实施态样将于后叙明。当第一主齿轮66沿着第一方向D1旋转，第一传动齿轮721沿第二方向D2转动，第二传动齿轮723则沿第一方向D1转动，以带动第二主齿轮70沿着第二方向D2产生同步旋转。传动齿轮的相对位置变化可调整双轴式枢纽机构56的整体结构高度。

如图8A所示，第一传动齿轮721及第二传动齿轮723交错设置在第一主齿轮66和第二主齿轮70之间，此时双轴式枢纽机构56的结构高度较小，适用于薄型可携式电子装置50。另一方面，为了配合不同型号的可携式电子装置50，第一壳体52与第二壳体54可能需要较大的空间，则本发明的双轴式枢纽机构56不用改变主齿轮与传动齿轮的尺寸，仅需调整传动齿轮组72的摆设位置。如图8B所示，将第一传动齿轮721与第二传动齿轮723笔直地设置在第一主齿轮66和第二主齿轮70的连心线L上，使得双轴式枢纽机构56可具有较高的结构高度，适用在大尺寸的可携式电子装置50。

值得一提的是，双轴式枢纽机构56的各齿轮有其最佳化尺寸的限制。举例来说，第一主齿轮66(或第二主齿轮70)的齿数N较佳地大于12个，且第一主齿轮66(或第二主齿轮70)的模数M较佳地大于0.2毫米；第一传动齿轮721(或第二传动齿轮723)的齿数N较佳地大于8个，且第一传动齿轮721(或第二传动齿轮723)的模数M较佳地大于0.2毫米。如此一来，本发明可在前述齿数N与模数M的限制条件下，依循下列公式设计双轴式枢纽机构56所使用的主齿轮和传动齿轮的各项参数：

D=M×N (公式1)

D'=D+2×S (公式2)

P=N/D (公式3)

S=1/P (公式4)

其中，主齿轮和传动齿轮的节圆直径D实质等于其齿数N乘上其模数M的算数值，如公式1。节圆直径D的尺寸需设计成至少能包住转轴且仍具足够强度。节圆直径D较佳大于4毫米，但其相应转轴的尺寸而变化。模数M是主齿轮与传动齿轮相啮合的尺寸，需能吸收公差且具有足够强度。主齿轮和传动齿轮的齿冠S较佳地大于0.2毫米，可避免齿轮间咬合不确实而造成空行程的错误。相应地，主齿轮和传动齿轮的外径D’则实质等于其节圆直径D加上其两倍齿冠S的算数值，如公式2。另外，主齿轮和传动齿轮的径节P实质相等于其齿数N除以其节圆直径D的算数值，而齿冠S又可实质等于径节P的倒数值，如公式3及公式4。如此一来，依照上述公式及尺寸参考值设计齿轮，才可确保第一主齿轮66和第二主齿轮70有足够的结构强度承受双轴式枢纽机构56所需的扭力值，并且传动齿轮组72可稳定啮合在第一主齿轮66及第二主齿轮70之间，使得第一主齿轮66的旋转角度变化可正确地同步对应到第二主齿轮70的旋转角度变化。

随着双轴式枢纽机构56的第一主齿轮66和第二主齿轮70之间可具有不同的齿轮比，第一主齿轮66相对第二主齿轮70的旋转角度比例也不同。只要第一主齿轮66与第二主齿轮70的齿数相除值是整数(不具有无限循环的数值)，其齿轮比都可适用于本发明的双轴式枢纽机构56。如第8图所示，第一主齿轮66相对第二主齿轮70的齿轮比为1，因此在单位时间内，第一主齿轮66的旋转角度实质相同于第二主齿轮70的旋转角度。当可携式电子装置50要从图3所示的笔记型电脑模式切换到图5所示的触控面板的平板模式，第一壳体52(荧幕端)转动一百八十度，且第二壳体54(***端)同样地转动一百八十度。由于第一壳体52与第二壳体54的旋转角度实质同步且相同，故双轴式枢纽机构56以第一主齿轮66和第二主齿轮70的连心线L实质平行第二壳体54的平面法向量V的方式设置在荧幕端及***端之间，由此确保可携式电子装置50的使用流畅性。其它数种实施态样如下所述。

请参阅图9A及图9B，图9A及图9B为本发明另一实施例的双轴式枢纽机构56的部分结构示意图。第一主齿轮66和第二主齿轮70的齿轮比可为0.8。如图9A所示，当第一主齿轮66大于第二主齿轮70，可携式电子装置50从笔记型电脑的使用模式和触控面板的平板模式相互切换时，第一壳体52(荧幕端)的最大旋转角度为一百六十度，第二壳体54(***端)的最大旋转角度为两百度；如图9B所示，当第一主齿轮66小于第二主齿轮70，可携式电子装置50从笔记型电脑的使用模式和触控面板的平板模式相互切换时，则第一壳体52(荧幕端)的最大旋转角度为两百度，且第二壳体54(***端)的最大旋转角度为一百六十度。第一壳体52与第二壳体54翻转后的位置如图9A及图9B的虚线框型所示。因应齿轮比的改变，本实施例的双轴式枢纽机构56以第一主齿轮66和第二主齿轮70的连心线L相对第二壳体54的平面法向量V实质为10度夹角的方式设置在荧幕端及***端之间。

请参阅图10A及图10B，图10A及图10B为本发明另一实施例的双轴式枢纽机构56的部分结构示意图。第一主齿轮66和第二主齿轮70的齿轮比可为0.6。如图10A所示，当第一主齿轮66大于第二主齿轮70，可携式电子装置50从笔记型电脑的使用模式和触控面板的平板模式相互切换时，第一壳体52(荧幕端)的最大旋转角度为一百三十五度，第二壳体54(***端)的最大旋转角度为两百二十五度；如图10B所示，当第一主齿轮66小于第二主齿轮70，可携式电子装置50从笔记型电脑的使用模式和触控面板的平板模式相互切换时，则第一壳体52(荧幕端)的最大旋转角度为两百二十五度，且第二壳体54(***端)的最大旋转角度为一百三十五度。第一壳体52与第二壳体54翻转后的位置如第10图的虚线框型所示。此实施例的双轴式枢纽机构56以第一主齿轮66和第二主齿轮70的连心线L相对第二壳体54的平面法向量V实质为22.5度夹角的方式设置在荧幕端及***端之间。

请参阅图11A及图11B，图11A及图11B为本发明另一实施例的双轴式枢纽机构56的部分结构示意图。第一主齿轮66和第二主齿轮70的齿轮比可为0.5。如图11A所示，当第一主齿轮66大于第二主齿轮70，可携式电子装置50从笔记型电脑的使用模式和触控面板的平板模式相互切换时，第一壳体52(荧幕端)的最大旋转角度为一百二十度，第二壳体54(***端)的最大旋转角度为两百四十度；另一方面，如图11B所示，当第一主齿轮66小于第二主齿轮70，可携式电子装置50从笔记型电脑的使用模式和触控面板的平板模式相互切换时，则第一壳体52(荧幕端)的最大旋转角度为两百四十度，且第二壳体54(***端)的最大旋转角度为一百二十度。第一壳体52与第二壳体54旋转后的位置如图11A及图11B的虚线框型所示。本实施例的双轴式枢纽机构56以第一主齿轮66和第二主齿轮70的连心线L相对第二壳体54的平面法向量V实质为30度夹角的方式设置在荧幕端及***端之间。

请参阅图12A及图12B，图12A及图12B为本发明另一实施例的双轴式枢纽机构56的部分结构示意图。第一主齿轮66和第二主齿轮70的齿轮比可为0.92。如图12A所示，当第一主齿轮66大于第二主齿轮70，可携式电子装置50从笔记型电脑的使用模式和触控面板的平板模式相互切换时，第一壳体52(荧幕端)的最大旋转角度为一百七十二点五度，第二壳体54(***端)的最大旋转角度为一百八十七点五度；如图12B所示，当第一主齿轮66小于第二主齿轮70，可携式电子装置50从笔记型电脑的使用模式和触控面板的平板模式相互切换时，则第一壳体52(荧幕端)的最大旋转角度为一百八十七点五度，且第二壳体54(***端)的最大旋转角度为一百七十二点五度。第一壳体52与第二壳体54旋转后的位置如图12A及图12B的虚线框型所示。本实施例的双轴式枢纽机构56以第一主齿轮66和第二主齿轮70的连心线L相对第二壳体54的平面法向量V实质为3.75度夹角的方式设置在荧幕端及***端之间。

综合来说，本发明的双轴式枢纽机构56将传动齿轮组72设置在第一主齿轮66与第二主齿轮70之间，当第一主齿轮66沿着一特定方向(例如第一方向D1)转动时，传动齿轮组72可驱动第二主齿轮70沿着相反该特定方向的另一方向(例如第二方向D2)同步旋转。从可携式电子装置50的整体外观来看，使用者在开启第一壳体52时，第一壳体52可沿一预设方向(例如第一方向D1)相对双轴式枢纽机构56旋转；于此同时，双轴式枢纽机构56会因为第一壳体52的转动而沿着该预设方向相对第二壳体54同步旋转，使得第一壳体52可相对第二壳体54展开。其中，第一主齿轮66和第二主齿轮70的连心线L相对第二壳体54的平面法向量V的夹角可不限于上述实施例所述，端视设计需求而定；荧幕端和***端的最大旋转角度也相应连心线L与平面法向量V的夹角而变化，于此不再详加叙明。

请参阅图13A至图13G，图13A至图13G为本发明实施例的可携式电子装置50在不同操作阶段的部分示意图。在图13A中，可携式电子装置50处于笔记型电脑的闭合模式。接着，如图13A到图13C，可携式电子装置50的第一壳体52展开以切换为笔记型电脑的使用模式。接着，如图13C到图13F，第一壳体52进一步增加其相对第二壳体54的翻转角度，以将可携式电子装置50切换为触控面板的站立模式。最后，如图13F到图13G所示，第一壳体52的背面抵靠于第二壳体54的背面，使得可携式电子装置50切换为触控面板的平板模式。

请参阅图14，图14为本发明其中一实施例的可携式电子装置50的部分示意图。可携式电子装置50的使用模式随着第一壳体52与第二壳体54的相对旋转而改变，故显示面521和输入界面541的功能也随着双轴式枢纽机构56的作动而切换。双轴式枢纽机构56另可包含一磁力元件84，设置在固定件62上。磁力元件84具有相对的第一磁极N与第二磁极S，并为长条型结构。可携式电子装置50还还包含一磁传感器86，设置在第一壳体52或第二壳体54。此处以设置在第二壳体54的磁传感器86为例。磁传感器86可为霍尔感测器(Hall IC)，设置在邻近磁力元件84的位置，并可输出信号以驱动可携式电子装置50的处理器88。第一壳体52和第二壳体54相对旋转时，磁力元件84以第二磁极S为轴心相对磁传感器86转动，随之改变第一磁极N与磁传感器86的相对距离。磁传感器86便能根据磁通密度的变化输出控制显示面521或输入界面541的切换信号。

磁力元件84的旋转角度实质介于0～90度之间时，第一壳体52相对第二壳体54的旋转角度实质介于0～180度之间，可携式电子装置50为笔电模式。磁力元件84的旋转角度实质介于90～180度之间时，第一壳体52相对第二壳体54的旋转角度实质介于180～360度之间，可携式电子装置50为触控面板模式。因此，磁力元件84转到约略为90度的范围时，磁传感器86感应的磁通密度最小，处理器88会根据磁传感器86的切换信号自动切换可携式电子装置50的操作模式。

请参阅图15，图15为本发明实施例的磁力元件84与磁传感器86的作动关系图。图15所述的作动关系适用于图14所示的可携式电子装置50。当双轴式枢纽机构56(或磁力元件84)沿着顺时针方向从0度转到87～108.3度的范围，磁传感器86感应的磁通密度从最大正值逐步下降而小于2.2Tesla，磁传感器86会由操作点(operation point)切换成释放点(release point)。磁传感器86输出切换信号，以通过处理器88启动显示面521的自动翻转功能且关闭输入界面541的操作功能，可携式电子装置50被切换到触控面板模式。另一方面，当双轴式枢纽机构56(或磁力元件84)沿着逆时针方向从180度转到95.4～74度的范围，磁传感器86感应的磁通密度从最大负值逐渐提升而大于3.0Tesla，磁传感器86由释放点切换成操作点，其输出的切换信号会触发处理器88关闭显示面521的自动翻转功能并启动输入界面541的操作功能，可携式电子装置50被切换到笔电模式。

特别一提的是，门槛值的范围依据磁力元件84与磁传感器86的性质而定，本实施例中，门槛值较佳可设计在介于2.2～3.0Tesla，然不限于此。磁传感器86的切换特性，双轴式枢纽机构56用来触发磁传感器86的特定角度，及磁力元件84的磁极态样皆不限于上述实施例所述，端视设计需求而定。

请参阅图16，图16为本发明另一实施例的可携式电子装置50的部分示意图。此实施例中，与图14所示实施例具有相同编号的元件具有相同的结构与功能，于此不再重复说明。此实施例和前述实施例的差异在于，磁力元件84’可为环型结构。第一磁极N及第二磁极S分别为半弧形单元，两半弧形单元的两端相连接形成环型的磁力元件84’。磁力元件84’可以第一磁极N与第二磁极S的交界为轴心旋转。当磁力元件84’的第一磁极N或第二磁极S正向面对磁传感器86，磁传感器86可感应到较大的磁通密度。当磁力元件84’随着双轴式枢纽机构56转到实质约略为90度的角度，此时磁传感器86感应的磁通密度最小而可在操作点与释放点之间切换。例如：磁力元件84’沿着顺时针方向从0度转到大于90度的位置时，磁传感器86致动可携式电子装置50的处理器88，使处理器88根据磁通密度的变化将可携式电子装置50切换成触控面板模式。磁力元件84’沿着逆时针方向从180度的位置转到小于90度的位置时，磁传感器86致动处理器88以根据磁通密度的变化将可携式电子装置50切换成笔电模式。

相比较现有技术，本发明不需在两个转轴上都设置具有总扭力值的扭转簧片，本发明的双轴式枢纽机构所需的扭力均分地设计在第一转轴与第二转轴上，意即第一转轴和第二转轴分别设置仅具有一半扭力值的扭力件，如此可有效避免双轴式枢纽机构的各元件因为施加过量外力而损毁。另外，本发明可广泛应用在任意尺寸的可携式电子装置。由于双轴式枢纽机构的齿轮为通用大小，不必随着可携式电子装置的体积来改变齿轮尺寸，故仍可保持双轴式枢纽机构的小巧外观。本发明在双轴式枢纽机构的两个主齿轮之间配置多个传动齿轮，通过传动齿轮的相对位置变化，例如交错排列或直线排列，可便利地调整双轴式枢纽机构的整体结构高度，适用于任何型号的可携式电子装置。磁力元件随着双轴式枢纽机构的旋转改变其相对磁传感器的距离，磁传感器根据感应所得的磁通密度变化在操作点及释放点之间切换，以自动切换可携式电子装置的笔电模式和触控面板模式。本发明的双轴式枢纽机构及可携式电子装置具有组装容易、成本低廉、高使用寿命及操作流畅便利的优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (36)

1.一种双轴式枢纽机构，适用于一电子装置，用来使一第一壳体相对于一第二壳体旋转，其中电子装置包括一连接线和一保护件，该连接线的两端分别电连接该第一壳体与该第二壳体，且该连接线穿设该双轴式枢纽机构和该第一壳体间的空隙，该保护件覆盖于该双轴式枢纽机构与该连接线上，

该双轴式枢纽机构包含有：

至少一固定件，包含第一区段与第二区段；

第一转轴，设置在该固定件的该第一区段，且连接该第一壳体；

第一主齿轮，以同轴旋转方式设置于该第一转轴上；

第二转轴，设置在该固定件的该第二区段，且连接该第二壳体；

第二主齿轮，以同轴旋转方式设置于该第二转轴上；以及

传动齿轮组，啮合于该第一主齿轮与该第二主齿轮之间，包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，且该第一传动齿轮与第二传动齿轮设置在两个主齿轮之连心线上，该第一主齿轮沿一第一方向旋转时，该传动齿轮组被该第一主齿轮牵引，而驱动该第二主齿轮沿相反该第一方向的一第二方向同步旋转。

2.如权利要求1所述的双轴式枢纽机构，其中该双轴式枢纽机构另包含有：

第一承架，设置于该第一转轴且固接该第一壳体；以及

第二承架，设置于该第二转轴且固接该第二壳体。

3.如权利要求2所述的双轴式枢纽机构，其中该传动齿轮组包含第一传动齿轮与第二传动齿轮，该第一传动齿轮啮合于该第一主齿轮与该第二传动齿轮，该第二传动齿轮啮合于该第二主齿轮与该第一传动齿轮。

4.如权利要求3所述的双轴式枢纽机构，其中该第一主齿轮沿该第一方向旋转时，该第一传动齿轮沿该第二方向旋转，且该第二传动齿轮沿该第一方向旋转。

5.如权利要求4所述的双轴式枢纽机构，其中该双轴式枢纽机构另包含有：

多个扭力件，套设于该第一转轴；

限位件，设置该第一转轴并施压于该多个扭力件；以及

多个摩擦垫片，设置于该第一主齿轮与该固定件之间、该扭力件与该固定件之间、和该扭力件与该限位件之间。

6.如权利要求4所述的双轴式枢纽机构，其中该第一主齿轮的齿数实质大于12个，该第一主齿轮的模数实质大于0.2毫米，且该第一主齿轮的节圆直径为该齿数和该模数的相乘值。

7.如权利要求3所述的双轴式枢纽机构，其中该第一传动齿轮的齿数实质大于8个，且该第一传动齿轮的模数实质大于0.2毫米。

8.如权利要求6所述的双轴式枢纽机构，其中该第一主齿轮的齿冠实质大于0.2毫米，且该第一主齿轮的外径为该节圆直径和两倍齿冠的加总值。

9.如权利要求6所述的双轴式枢纽机构，其中该第一主齿轮的径节为该齿数对该节圆直径的相除值。

10.如权利要求9所述的双轴式枢纽机构，其中该第一主齿轮的齿冠实质大于0.2毫米，且该齿冠为该径节的倒数值。

11.如权利要求5所述的双轴式枢纽机构，其中该第一主齿轮和该第二主齿轮的齿轮比为1、0.92、0.8、0.6或0.5。

12.如权利要求1所述的双轴式枢纽机构，其中该第一主齿轮和该第二主齿轮的齿轮比为1、0.92、0.8、0.6或0.5。

13.如权利要求1所述的双轴式枢纽机构，其中该第一主齿轮的齿数实质大于12个，该第一主齿轮的模数实质大于0.2毫米，且该第一主齿轮的节圆直径为该齿数和该模数的相乘值。

14.如权利要求13所述的双轴式枢纽机构，其中该第一主齿轮的齿冠实质大于0.2毫米，且该第一主齿轮的外径为该节圆直径和两倍齿冠的加总值。

15.如权利要求13所述的双轴式枢纽机构，其中该第一主齿轮的径节为该齿数对该节圆直径的相除值。

16.如权利要求15所述的双轴式枢纽机构，其中该第一主齿轮的齿冠实质大于0.2毫米，且该齿冠为该径节的倒数值。

17.一种可携式电子装置，其包含有：

第一壳体；

第二壳体，该第一壳体以可相对转动方式连接该第二壳体；

双轴式枢纽机构，设置于该第一壳体与该第二壳体之间，用来牵引该第一壳体相对该第二壳体旋转，该双轴式枢纽机构包含有：

至少一固定件，包含第一区段与第二区段；

第一转轴，设置在该固定件的该第一区段，且连接该第一壳体；

第一主齿轮，以同轴旋转方式设置于该第一转轴上；

第二转轴，设置在该固定件的该第二区段，且连接该第二壳体；

第二主齿轮，以同轴旋转方式设置于该第二转轴上；以及

传动齿轮组，啮合于该第一主齿轮与该第二主齿轮之间，包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，且该第一传动齿轮与第二传动齿轮设置在两个主齿轮之连心线上，该第一主齿轮沿一第一方向旋转时，该传动齿轮组被该第一主齿轮牵引，而驱动该第二主齿轮沿相反该第一方向的一第二方向同步旋转；

连接线，该连接线的两端分别电连接该第一壳体与该第二壳体，且该连接线穿设该双轴式枢纽机构和该第一壳体间的空隙；以及

保护件，覆盖于该双轴式枢纽机构与该连接线上。

18.如权利要求17所述的可携式电子装置，其中该第一壳体沿着一预设方向相对该双轴式枢纽机构转动时，该双轴式枢纽机构带动该第一壳体沿着该预设方向相对该第二壳体同步转动。

19.如权利要求17所述的可携式电子装置，其中该双轴式枢纽机构另包含有：

第一承架，设置于该第一转轴且固接该第一壳体；以及

第二承架，设置于该第二转轴且固接该第二壳体。

20.如权利要求17所述的可携式电子装置，其中该传动齿轮组包含第一传动齿轮与第二传动齿轮，该第一传动齿轮啮合于该第一主齿轮与该第二传动齿轮，该第二传动齿轮啮合于该第二主齿轮与该第一传动齿轮。

21.如权利要求20所述的可携式电子装置，其中该第一主齿轮沿该第一方向旋转时，该第一传动齿轮沿该第二方向旋转，且该第二传动齿轮沿该第一方向旋转。

22.如权利要求17所述的可携式电子装置，其中该双轴式枢纽机构另包含有：

多个扭力件，套设于该第一转轴；

限位件，设置该第一转轴并施压于该多个扭力件；以及

多个摩擦垫片，设置于该第一主齿轮与该固定件之间、该扭力件与该固定件之间、和该扭力件与该限位件之间。

23.如权利要求17所述的可携式电子装置，其中该第一主齿轮的齿数实质大于12个，该第一主齿轮的模数实质大于0.2毫米，且该第一主齿轮的节圆直径为该齿数和该模数的相乘值。

24.如权利要求20所述的可携式电子装置，其中该第一传动齿轮的齿数实质大于8个，且该第一传动齿轮的模数实质大于0.2毫米。

25.如权利要求23所述的可携式电子装置，其中该第一主齿轮的齿冠实质大于0.2毫米，且该第一主齿轮的外径为该节圆直径和两倍齿冠的加总值。

26.如权利要求23所述的可携式电子装置，其中该第一主齿轮的径节为该齿数对该节圆直径的相除值。

27.如权利要求26所述的可携式电子装置，其中该第一主齿轮的齿冠实质大于0.2毫米，且该齿冠为该径节的倒数值。

28.如权利要求17所述的可携式电子装置，其中该第一主齿轮和该第二主齿轮的齿轮比为1，该第一主齿轮和该第二主齿轮的连心线实质平行于该第二壳体的平面法向量。

29.如权利要求17所述的可携式电子装置，其中该第一主齿轮和该第二主齿轮的齿轮比为0.8，该第一主齿轮和该第二主齿轮的连心线相对于该第二壳体的平面法向量的夹角实质为10度。

30.如权利要求17所述的可携式电子装置，其中该第一主齿轮和该第二主齿轮的齿轮比为0.6，该第一主齿轮和该第二主齿轮的连心线相对于该第二壳体的平面法向量的夹角实质为22.5度。

31.如权利要求17所述的可携式电子装置，其中该第一主齿轮和该第二主齿轮的齿轮比为0.5，该第一主齿轮和该第二主齿轮的连心线相对于该第二壳体的平面法向量的夹角实质为30度。

32.如权利要求17所述的可携式电子装置，其中该第一主齿轮和该第二主齿轮的齿轮比为0.92，该第一主齿轮和该第二主齿轮的连心线相对于该第二壳体的平面法向量的夹角实质为3.75度。

33.如权利要求17所述的可携式电子装置，其中该可携式电子装置还还包含一磁传感器，设置于该第一壳体或该第二壳体，该双轴式枢纽机构另包含一磁力元件，该磁力元件设置在该固定件且邻近该传感器，该第一壳体的旋转改变该磁力元件和该磁传感器的相对位置，该磁传感器用来感应该磁力元件产生的磁通密度，并根据该磁通密度大小输出一切换信号。

34.如权利要求33所述的可携式电子装置，其中该磁传感器判断该磁通密度大于一门槛值时，该切换信号关闭该第二壳体的一显示面的自动翻转功能，并启动该第二壳体的一输入界面的操作功能，该磁传感器判断该磁通密度小于该门槛值时，该切换信号启动该显示面的自动翻转功能且关闭该输入界面的操作功能。

35.如权利要求33所述的可携式电子装置，其中该磁力元件具有相对的第一磁极和第二磁极，该磁力元件以该第二磁极为轴心相对该磁传感器旋转，以改变该第一磁极与该磁传感器的相对距离。

36.如权利要求33所述的可携式电子装置，其中该磁力元件具有相对的第一磁极和第二磁极，该磁力元件以该第一磁极与该第二磁极的交界为轴心旋转，该磁传感器感应的该磁通密度随着该磁力元件的旋转角度而变化。