CN111692197A - 双轴铰链模块与可携式电子装置 - Google Patents

双轴铰链模块与可携式电子装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种双轴铰链模块与可携式电子装置，所述双轴铰链模块包括第一转轴、第一主动齿轮、第二转轴、第二主动齿轮、一对从动齿轮以及多个连杆。第一主动齿轮设置于第一转轴，第二主动齿轮设置于第二转轴，从动齿轮耦接于第一主动齿轮与第二主动齿轮之间。连杆分别枢接于第一主动齿轮与其中一从动齿轮之间、枢接于从动齿轮之间、枢接于其中另一从动齿轮与第二主动齿轮之间，以使相啮合的齿轮的中心距离保持固定。第一转轴与第二转轴的相对距离随着从动齿轮相对于第一主动齿轮、第二主动齿轮的啮合位置不同而改变。

Description

双轴铰链模块与可携式电子装置
技术领域
本发明涉及一种铰链模块与电子装置，尤其涉及一种双轴铰链模块与可携式电子装置。
背景技术
现有可携式电子装置，例如笔记本电脑或行动电话等，其显示屏幕与主机通过铰链模块而得以相对旋转开阖，除了可定位在各种不同角度以进行对应的操作之外，更能使显示屏幕与主机能以如360°的大角度弯折互叠成平板状态，而提供另一种变形的使用型态。
此外，随着使用状态的改变，目前还会进一步地在显示屏幕与主机之间放置额外配件以扩充可携式电子装置的功能。然而对于现有铰链模块而言，其转轴之间的轴距是固定的，因此仅能应付一般使用状态，一旦如上述欲额外加装配件时，固定型态的铰链模块反而造成空间的限制。也就是说，上述固定轴距的铰链模块，在其所造成机体的空间对应关系已然固定的情形下，实难因应额外配件的使用需求。
发明内容
本发明提供一种双轴铰链模块与可携式电子装置，其中双轴铰链模块能提供可调整的转轴轴距，并使可携式电子装置的不同机体据以进行同步转动。
本发明的双轴铰链模块，包括第一转轴、第一主动齿轮、第二转轴、第二主动齿轮、一对从动齿轮以及多个连杆。第一主动齿轮设置于第一转轴，第二主动齿轮设置于第二转轴，从动齿轮耦接于第一主动齿轮与第二主动齿轮之间。连杆分别枢接于第一主动齿轮与其中一从动齿轮之间、枢接于从动齿轮之间、枢接于其中另一从动齿轮与第二主动齿轮之间，以使相啮合的齿轮的中心距离保持固定。第一转轴与第二转轴的相对距离随着从动齿轮相对于第一主动齿轮、第二主动齿轮的啮合位置不同而改变。
本发明的可携式电子装置，包括第一机体、第二机体与双轴铰链模块。双轴铰链模块包括第一转轴、第一主动齿轮、第二转轴、第二主动齿轮、一对从动齿轮以及多个连杆。第一转轴组装于第一机体，第二转轴组装于第二机体。第一主动齿轮设置于第一转轴，第二主动齿轮设置于第二转轴，从动齿轮耦接于第一主动齿轮与第二主动齿轮之间。连杆分别枢接于第一主动齿轮与其中一从动齿轮之间、枢接于从动齿轮之间、枢接于其中另一从动齿轮与第二主动齿轮之间，以使相啮合的齿轮的中心距离保持固定。第一转轴与第二转轴的相对距离随着从动齿轮相对于第一主动齿轮、第二主动齿轮的啮合位置不同而改变，且当第一机体与第二机体随着第一转轴与第二转轴彼此远离时，第一机体与第二机体之间形成容置空间。
在本发明的一实施例中，上述的可携式电子装置还包括配件，配置在容置空间，且配件用以支撑第一机体与第二机体，以维持第一转轴与第二转轴相互远离的状态。
在本发明的一实施例中，上述的第一主动齿轮与第一转轴同轴设置且同步转动，第二主动齿轮与第二转轴同轴设置且同步转动，而第一转轴与第二转轴通过第一主动齿轮、从动齿轮、第二主动齿轮而同步转动。
在本发明的一实施例中，上述的第一主动齿轮的旋转轴、第二主动齿轮的旋转轴、从动齿轮的旋转轴彼此平行。
在本发明的一实施例中，上述的第一主动齿轮的旋转轴与第二主动齿轮的旋转轴形成第一平面，而从动齿轮的旋转轴形成第二平面，第二平面相对于第一平面呈倾斜。
在本发明的一实施例中，上述的双轴铰链模块还包括限位件，具有至少一限位槽，第一转轴与第二转轴彼此平行地穿设于限位件的限位槽。
在本发明的一实施例中，上述的限位件还具有容置槽，第一主动齿轮、第二主动齿轮、从动齿轮位于容置槽。
在本发明的一实施例中，上述的双轴铰链模块还包括复位机构，设置在第一转轴与第二转轴之间。在第一转轴与第二转轴因所述相对距离的改变而形成多种状态时，复位机构用以驱动第一转轴与第二转轴处于其中一状态。
在本发明的一实施例中，上述的复位机构包括连接在第一转轴与第二转轴之间的至少一弹簧。
基于上述，双轴铰链模块通过在第一转轴与第二转轴之间设置齿轮组，其中齿轮组的第一主动齿轮设置于第一转轴，第二主动齿轮设置于第二转轴，而齿轮组的从动齿轮耦接在第一主动齿轮与第二主动齿轮之间，据以让第一转轴与第二转轴能通过齿轮组而达到同步转动的效果。再者，进一步地通过连杆分别枢接在上述齿轮组的任意相互啮合的两齿轮，以让所述任意相互啮合的两齿轮在进行同步转动的过程中也能保持固定的中心距离。据此齿轮组便能在这些连杆的局限之下而根据需求调整第一转轴与第二转轴的相对距离。
如此一来，对于双轴铰链模块或对于应用双轴铰链模块的可携式电子装置而言，转轴之间的相对距离或机体之间的相对距离便能因此而可调整，进而提供额外的空间利用，让机体因此而腾出的空间得以容纳其他外加的配件。
附图说明
图1是本发明一实施例的可携式电子装置的局部示意图；
图2是图1的双轴铰链模块的***图；
图3A与图3B分别是可携式电子装置于不同状态的侧视图；
图4是本发明另一实施例的双轴铰链模块的俯视图。
附图标记说明
10:可携式电子装置
100、500:双轴铰链模块
110、510:第一转轴
111、121:轴部
112、122:支架
120、520:第二转轴
130、530:限位件
131、132:限位槽
133:容置槽
140:扭力件
200:第一机体
300:第二机体
400:配件
540:复位机构
641:第一套筒
643:第二套筒
d1、d2:相对距离
G1:第一主动齿轮
G2:第二主动齿轮
G3、G4:从动齿轮
K1、K2、K3:连杆
N1:第一平面
N2:第二平面
P1、P2:间隔件
SP:容置空间
X1、X2、X3、X4:旋转轴
t1、t2、t3:中心距离
具体实施方式
图1是本发明一实施例的可携式电子装置的局部示意图。图2是图1的双轴铰链模块的***图。请同时参考图1与图2，在本实施例中，可携式电子装置10包括第一机体200、第二机体300以及双轴铰链模块100，其中双轴铰链模块100包括第一转轴110、第一主动齿轮G1、第二转轴120、第二主动齿轮G2、一对从动齿轮G3、G4以及多个连杆K1～K3。第一转轴110包括轴部111与支架112，支架112组装于第一机体200，第一主动齿轮G1设置于轴部111。第二转轴120包括轴部121与支架122，支架122组装于第二机体300，第二主动齿轮G2设置于轴部121。从动齿轮G3、G4耦接于第一主动齿轮G1与第二主动齿轮G2之间。连杆K1枢接于第一主动齿轮G1与从动齿轮G3之间，连杆K2枢接于从动齿轮G3、G4之间、连杆K3枢接于从动齿轮G4与第二主动齿轮G2之间。
进一步地说，双轴铰链模块100还包括限位件130、一对扭力件140与多个间隔件P1、P2，限位件130具有一对相互对应的限位槽131、132以及位于所述限位槽131、132之间的容置槽133，而前述第一转轴110与第二转轴120的轴部111、121分别穿设于131、132后与扭力件140相互对接，据以使第一主动齿轮G1、第二主动齿轮G2与从动齿轮G3、G4被容置于容置槽133中，且通过间隔件P1、P2(其中一对间隔件P1套接于轴部111并使连杆K1与第一主动齿轮G1抵接其间，其中一对间隔件P2套接于轴部121并使连杆K3与第二主动齿轮G2抵接其间)与扭力件140的搭配，而得以产生第一转轴110与第二转轴120在进行相对转动时所需的扭力。
据此，通过第一主动齿轮G1与第一转轴110同轴设置且同步转动，第二主动齿轮G2与第二转轴120同轴设置且同步转动，而让第一转轴110与第二转轴120(也相当于第一机体200与第二机体300)得以通过第一主动齿轮G1、从动齿轮G3、G4、第二主动齿轮G2而同步转动，其中第一主动齿轮G1的旋转轴X1、第二主动齿轮G2的旋转轴X2与从动齿轮G3、G4的旋转轴X3、X4是彼此平行地排列，且其中第一转轴120与第二转轴120还会被限位槽131、132所局限。在此，轴部111与第一主动齿轮G1是以内、外径干涉配合，轴部121与第二主动齿轮G2是以内、外径干涉配合，以达到所需的同步驱动效果，而在另一未绘示的实施例中，轴部与主动齿轮之间也可通过非圆形轴、孔配合而达到相同的效果。
再者，图3A与图3B分别是可携式电子装置于不同状态的侧视图，在此同时针对相关参数于同图中提供简单的几何示意，以利于辨识相关构件之间的几何关系。请同时参考图3A与图3B，正由于这些连杆K1～K3的配置，而得以使这些齿轮中相互啮合者的中心距离保持固定。如图所示，第一主动齿轮G1的旋转轴X1与从动齿轮G3的旋转轴X3因连杆K1的存在，而使其中心距离t1在第一主动齿轮G1与从动齿轮G3的相对运动过程中仍维持固定，同样也见于从动齿轮G3、G4的中心距离t2，以及从动齿轮G4与第二主动齿轮G2的中心距离t3。如此一来，将造成双轴铰链模块100得以在图3A与图3B所示状态之间转换，也就是让第一转轴110与第二转轴120的相对距离d1、d2是随着从动齿轮G3、G4相对于第一主动齿轮G1、第二主动齿轮G2的啮合位置不同而改变(其中相对距离d2大于相对距离d1)，且其改变方向是沿着限位槽131、132的延伸方向。
在此，第一主动齿轮G1的旋转轴X1与第二主动齿轮G2的旋转轴X2形成第一平面N1，而从动齿轮G3、G4的旋转轴X3、X4形成第二平面N2，第二平面N2相对于第一平面N1呈倾斜。在此，形成上述配置状态的齿轮规格如下：首先，第一主动齿轮G1、第二主动齿轮G2、从动齿轮G3、G4具有相同的模数(module)，例如本实施例上述这些齿轮的模数m＝0.25或m＝0.3。再者，第一主动齿轮G1与第二主动齿轮G2具有相同的节圆直径(pitch diameter)，从动齿轮G3、G4具有相同的节圆直径，而第一主动齿轮G1与第二主动齿轮G2的节圆直径不同于从动齿轮G3、G4的节圆直径。此外，本实施例尚进一步地限制第一主动齿轮G1与第二主动齿轮G2之间的相对距离d1、d2，据以造成从动齿轮G3、G4不会坐落在第一平面N1上。
请再参考图3B，当第一机体200与第二机体300随着第一转轴110与第二转轴120彼此远离时，第一机体200与第二机体300之间形成容置空间SP。在本实施例中，可携式电子装置10还包括配件400，其可依据需求而容纳于可携式电子装置10或从其移离，而正因本实施例的第一转轴110与第二转轴120之间的相对距离d1、d2是可调整的，故所述配件400便得以容纳在容置空间SP中而与可携式电子装置10一同随行。同时此举也能有效地提高可携式电子装置10的适用范围。举例来说，可携式电子装置是无实体输入模块的双屏幕电子装置，即机体200、300分别配置有显示屏幕甚或触控屏幕，而不设置任何实体按键或实体键盘，则本实施例便能通过双轴铰链模块100的状态改变，而让可携式电子装置在图3B所示状态时，能在机体200、300之间配置额外的配件400(例如是实体键盘)，据以提供额外的操控手段。同时，也因位在容置空间SP的配件400能用以支撑第一机体200与第二机体300，因而得以维持第一转轴110与第二转轴120在图3B所示相互远离的状态。
需说明的是，图3A与图3B所示机体200、300的相对距离的改变仅作为其改变趋势的例示，而不限制实际上的相关尺寸。
图4是本发明另一实施例的双轴铰链模块的俯视图。请参考图4，在本实施例中，双轴铰链模块500包括第一转轴510(具有旋转轴X1)、第二转轴520(具有旋转轴X2)、限位件530以及其他已于前述实施例提及的扭力件140与齿轮组，其中齿轮组即是包括前述实施例的第一主动齿轮G1、第二主动齿轮G2与从动齿轮G3、G4。在此，相同构件便不再赘述。
与前述实施不同的是，本实施例的第一转轴510与第二转轴520的长度加长而穿设于限位件530，以利于复位机构540的设置。在此，复位机构540是设置在第一转轴510与第二转轴520之间，以在第一转轴510与第二转轴520因所述相对距离的改变而形成多种状态时，复位机构540便得以用来驱动第一转轴510与第二转轴520处于其中一状态。在本实施例中，复位机构540是连接在第一转轴510与第二转轴520之间的弹簧，其驱动第一转轴510与第二转轴520彼此靠近。举例来说，请同时对照图3A与图3B，当双轴铰链模块500如图3B所示让第一转轴510与第二转轴520之间容置有配件400时，由于配件400的存在与支撑，而得以维持第一转轴510与第二转轴520处于彼此远离的状态，此时相当于拉伸变形复位机构540(弹簧)而使之蓄积弹力，故一旦将配件400从第一机体200与第二机体300之间移离后，复位机构540(弹簧)的弹力便得以驱动第一转轴510与第二转轴520相互靠近，而恢复如图3A所示的状态。
综上所述，在本发明的上述实施例中，双轴铰链模块通过在第一转轴与第二转轴之间设置齿轮组，其中齿轮组的第一主动齿轮设置于第一转轴，第二主动齿轮设置于第二转轴，而齿轮组的从动齿轮耦接在第一主动齿轮与第二主动齿轮之间，据以让第一转轴与第二转轴能通过齿轮组而达到同步转动的效果。再者，进一步地通过连杆分别枢接在上述齿轮组的任意相互啮合的两齿轮，以让所述任意相互啮合的两齿轮在进行同步转动的过程中也能保持固定的中心距离。据此齿轮组便能在这些连杆的局限之下而根据需求调整第一转轴与第二转轴的相对距离。
再者，双轴铰链模块还能进一步地通过设置在第一转轴与第二转轴之间的复位机构，以利于能驱动第一转轴与第二转轴处于其中一种变形状态，进而对使用者提供省力的效果。
如此一来，对于双轴铰链模块或对于应用双轴铰链模块的可携式电子装置而言，转轴之间的相对距离或机体之间的相对距离便能因此而可调整，进而提供额外的空间利用，让机体因此而腾出的空间得以容纳其他外加的配件。

Claims (17)

1.一种双轴铰链模块，包括:
第一转轴；
第一主动齿轮，设置于所述第一转轴；
第二转轴；
第二主动齿轮，设置于所述第二转轴；
一对从动齿轮，耦接于所述第一主动齿轮与所述第二主动齿轮之间；以及
多个连杆，分别枢接于所述第一主动齿轮与其中一从动齿轮之间、枢接于所述对从动齿轮之间、枢接于其中另一从动齿轮与所述第二主动齿轮之间，以使所述第一主动齿轮与其中一从动齿轮的中心距离、所述对从动齿轮的中心距离、其中另一从动齿轮与所述第二主动齿轮的中心距离分别保持固定，
其中第一转轴与所述第二转轴的相对距离随着所述对从动齿轮相对于所述第一主动齿轮、所述第二主动齿轮的啮合位置不同而改变。
2.根据权利要求1所述的双轴铰链模块，其中所述第一主动齿轮与所述第一转轴同轴设置且同步转动，所述第二主动齿轮与所述第二转轴同轴设置且同步转动，而所述第一转轴与所述第二转轴通过所述第一主动齿轮、所述对从动齿轮、所述第二主动齿轮而同步转动。
3.根据权利要求1所述的双轴铰链模块，其中所述第一主动齿轮的旋转轴、所述第二主动齿轮的旋转轴、所述对从动齿轮的旋转轴彼此平行。
4.根据权利要求1所述的双轴铰链模块，其中所述第一主动齿轮的旋转轴与所述第二主动齿轮的旋转轴形成第一平面，而所述对从动齿轮的旋转轴形成第二平面，所述第二平面相对于所述第一平面呈倾斜。
5.根据权利要求1所述的双轴铰链模块，还包括一限位件，具有至少一限位槽，所述第一转轴与所述第二转轴彼此平行地穿设于所述限位件的所述限位槽。
6.根据权利要求5所述的双轴铰链模块，其中所述限位件还具有容置槽，所述第一主动齿轮、所述第二主动齿轮、所述对从动齿轮位于所述容置槽。
7.根据权利要求1所述的双轴铰链模块，还包括复位机构，设置在所述第一转轴与所述第二转轴之间，在所述第一转轴与所述第二转轴因所述相对距离的改变而形成多种状态时，所述复位机构用以驱动所述第一转轴与所述第二转轴处于其中一状态。
8.根据权利要求7所述的双轴铰链模块，其中所述复位机构包括连接在所述第一转轴与所述第二转轴之间的至少一弹簧。
9.一种可携式电子装置，包括:
第一机体；
第二机体；
双轴铰链模块，包括:
第一转轴，组装于所述第一机体；
第一主动齿轮，设置于所述第一转轴；
第二转轴，组装于所述第二机体；
第二主动齿轮，设置于所述第二转轴；
一对从动齿轮，耦接于所述第一主动齿轮与所述第二主动齿轮之间；以及
多个连杆，分别枢接于所述第一主动齿轮与其中一从动齿轮之间、枢接于所述对从动齿轮之间、枢接于其中另一从动齿轮与所述第二主动齿轮之间，以使所述第一主动齿轮与其中一从动齿轮的中心距离、所述对从动齿轮的中心距离、其中另一从动齿轮与所述第二主动齿轮的中心距离分别保持固定，
其中第一转轴与所述第二转轴的相对距离随着所述对从动齿轮相对于所述第一主动齿轮、所述第二主动齿轮的啮合位置不同而改变，且当所述第一机体与所述第二机体随着所述第一转轴与所述第二转轴彼此远离时，所述第一机体与所述第二机体之间形成容置空间。
10.根据权利要求9所述的可携式电子装置，还包括配件，配置在所述容置空间，且所述配件用以支撑所述第一机体与所述第二机体，以维持所述第一转轴与所述第二转轴相互远离的状态。
11.根据权利要求9所述的可携式电子装置，其中所述第一主动齿轮与所述第一转轴同轴设置且同步转动，所述第二主动齿轮与所述第二转轴同轴设置且同步转动，而所述第一转轴与所述第二转轴通过所述第一主动齿轮、所述对从动齿轮、所述第二主动齿轮而同步转动。
12.根据权利要求9所述的可携式电子装置，其中所述第一主动齿轮的旋转轴、所述第二主动齿轮的旋转轴、所述对从动齿轮的旋转轴彼此平行。
13.根据权利要求9所述的可携式电子装置，其中所述第一主动齿轮的旋转轴与所述第二主动齿轮的旋转轴形成第一平面，而所述对从动齿轮的旋转轴形成第二平面，所述第二平面相对于所述第一平面呈倾斜。
14.根据权利要求9所述的可携式电子装置，其中所述双轴铰链模块还包括限位件，具有至少一限位槽，所述第一转轴与所述第二转轴彼此平行地穿设于所述限位件的所述限位槽。
15.根据权利要求14所述的可携式电子装置，其中所述限位件还具有容置槽，所述第一主动齿轮、所述第二主动齿轮、所述对从动齿轮位于所述容置槽。
16.根据权利要求9所述的可携式电子装置，其中所述双轴铰链模块还包括复位机构，设置在所述第一转轴与所述第二转轴之间，在所述第一转轴与所述第二转轴因所述相对距离的改变而形成多种状态时，所述复位机构用以驱动所述第一转轴与所述第二转轴处于其中一状态。
17.根据权利要求16所述的可携式电子装置，其中所述复位机构包括连接在所述第一转轴与所述第二转轴之间的至少一弹簧。
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