TWI649773B - 可用來改變升降式按鍵狀態的樞軸機構及高度調整機構 - Google Patents

Abstract

一種用來改變升降式按鍵狀態的樞軸機構或高度調整機構。樞軸機構包含有第一轉軸、橋接件、第一連接件、連桿組以及支撐件。橋接件樞接於第一轉軸。橋接件具有第一凸輪。連桿組連結升降式按鍵、且可轉動地設置於第一連接件上。支撐件具有本體、滑梢與第二凸輪。本體滑動設置於第一轉軸，滑梢連結連桿組，且第二凸輪活動止抵於第一凸輪。橋接件從第一角度轉到第二角度時，透過第一凸輪推動第二凸輪使支撐件沿著第一轉軸移動，並且經由滑梢牽引連桿組從第一狀態切換到第二狀態，藉此調整升降式按鍵之高度。

Description

可用來改變升降式按鍵狀態的樞軸機構及高度調整機構

本發明係提供一種用來改變升降式按鍵狀態的機構，尤指一種可用來改變升降式按鍵狀態的樞軸機構及高度調整機構。

隨著科技的進步，具有輕薄特性的消費性電子產品操作便利且攜帶容易，越來越受到消費者歡迎。薄型筆記型電腦為了縮減其產品厚度，設計一款具有升降功能的按鍵與鍵盤。欲使用薄型筆記型電腦時，使用者可將具有升降功能的鍵盤自殼體表面升起，提供較長的操作行程以使按鍵按壓手感更舒適；不使用薄型筆記型電腦，具有升降功能的鍵盤則會收回殼體，讓閉合的筆記型電腦能具有超薄外觀。傳統的具升降功能鍵盤不會隨著筆記型電腦之開闔自動進行高度調整，造成使用者的不便。

本發明係提供一種可用來改變升降式按鍵狀態的樞軸機構及高度調整機構，以解決上述之問題。

本發明之申請專利範圍係揭露一種用來改變升降式按鍵狀態的樞軸機構，包含有第一轉軸、橋接件、第一連接件、連桿組以及支撐件。橋接件樞 接於第一轉軸。橋接件具有第一凸輪。連桿組連結升降式按鍵、且可轉動地設置於第一連接件上。支撐件具有本體、滑梢與第二凸輪。本體滑動設置於第一轉軸，滑梢連結連桿組，且第二凸輪活動止抵於第一凸輪。橋接件從第一角度轉到第二角度時，透過第一凸輪推動第二凸輪使支撐件沿著第一轉軸移動，並且經由滑梢牽引連桿組從第一狀態切換到第二狀態，藉此調整升降式按鍵之高度。

本發明之申請專利範圍另揭露一種應用於升降式按鍵的高度調整機構，包含有底座、第一連動件、第二連動件以及馬達。第一連動件活動設置於底座、且固接升降式按鍵。第二連動件活動連結第一連動件。馬達電連接第二連動件，用來驅使第二連動件旋轉，牽引第一連動件相對於底座產生位移，以進行升降式按鍵之高度調整。

本發明的樞軸機構使用三個樞紐件作為第一轉軸相對第二轉軸旋轉的樞紐組。第一樞紐件與第三樞紐件以齒輪配合，第二樞紐件與第三樞紐件以蝸輪配合，既能有效避免結構干涉，亦可符合電控裝置兩殼體的開闔需求。樞軸機構利用凸輪驅動支撐件，由支撐件牽引連桿組帶動升降式按鍵的高度調整。本發明的樞軸機構可根據電控裝置兩殼體的展開角度自動調整升降式按鍵的高度；機械式樞軸機構的結構簡單，具有操作便利之優點。

10‧‧‧鍵盤

12‧‧‧樞軸機構

14‧‧‧升降式按鍵

16‧‧‧第一轉軸

18‧‧‧橋接件

20‧‧‧第一連接件

22‧‧‧連桿組

24‧‧‧支撐件

26‧‧‧止擋件

28‧‧‧第一彈性元件

30‧‧‧第二轉軸

32‧‧‧第二連接件

34‧‧‧第一凸輪

36‧‧‧本體

38‧‧‧滑梢

40‧‧‧第二凸輪

42‧‧‧滑槽

44‧‧‧突出部

46‧‧‧平坦部

48‧‧‧第一連桿

50‧‧‧第二連桿

52‧‧‧第一連桿的第一端

54‧‧‧第一連桿的第二端

56‧‧‧第一連桿的轉折端

58‧‧‧第三連桿

60‧‧‧第二彈性元件

62‧‧‧第一樞紐件

64‧‧‧第二樞紐件

66‧‧‧第三樞紐件

68‧‧‧扭力元件

70‧‧‧第一主動件

72‧‧‧第二主動件

74‧‧‧第一被動件

76‧‧‧第二被動件

78‧‧‧外殼

80、80’‧‧‧高度調整機構

82、82’‧‧‧底座

84、84’‧‧‧第一連動件

86、86’‧‧‧第二連動件

88‧‧‧馬達

90‧‧‧感測器

92‧‧‧運算處理器

94‧‧‧條狀溝槽

96‧‧‧條狀卡合部

98‧‧‧軌跡

100‧‧‧凸緣部

102‧‧‧軸心

104‧‧‧限位部

106‧‧‧限位槽

A‧‧‧電控裝置

B‧‧‧第一殼體

C‧‧‧第二殼體

D1‧‧‧第一方向

第1圖為本發明實施例之電控裝置之示意圖。

第2圖為本發明實施例之鍵盤之部分結構示意圖。

第3圖與第4圖分別為本發明實施例之樞軸機構在不同視角之元件***圖。

第5圖為本發明實施例之移除外殼之樞軸機構之示意圖。

第6圖與第7圖分別為本發明實施例之第一凸輪與第二凸輪在不同操作階段之示意圖。

第8圖為本發明實施例之連桿組處於第一狀態之示意圖。

第9圖為本發明實施例之連桿組處於第二狀態之示意圖。

第10圖為第8圖所示之連桿組於另一視角之示意圖。

第11圖為第9圖所示之連桿組於另一視角之示意圖。

第12圖至第15圖分別為本發明實施例之樞軸機構在不同開闔角度之示意圖。

第16圖為本發明第一實施例之電控裝置之示意圖。

第17圖為本發明第一實施例之高度調整機構之示意圖。

第18圖為本發明第二實施例之電控裝置之示意圖。

第19圖為本發明第二實施例之高度調整機構之元件***圖。

第20圖為本發明第二實施例之高度調整機構之組裝示意圖。

請參閱第1圖至第4圖，第1圖為本發明實施例之電控裝置A之示意圖，第2圖為本發明實施例之鍵盤10之部分結構示意圖，第3圖與第4圖分別為本發明實施例之樞軸機構12在不同視角之元件***圖。電控裝置A具有可相互開闔的第一殼體B與第二殼體C。樞軸機構12設置在電控裝置A的第一殼體B與第二殼體C之間。第一殼體B具有顯示螢幕，第二殼體C具有鍵盤10，且鍵盤10設置複數個升降式按鍵14。第一殼體B在旋轉過程中，會透過樞軸機構12切換升降式按鍵14的應用狀態。例如：第一殼體B相對於第二殼體C開啟時，樞軸機構12升高 按鍵14，使其浮出第二殼體C便於使用者按壓操作；如第一殼體B相對第二殼體C閉合，樞軸機構12降低按鍵14，讓電控裝置A符合超薄型的外觀需求。

樞軸機構12可包含第一轉軸16、橋接件18、第一連接件20、連桿組22、支撐件24、止擋件26、第一彈性元件28、第二轉軸30以及第二連接件32。橋接件18可樞接於第一轉軸16與第二轉軸30，且橋接件18還具有第一凸輪34。第一連接件20裝設在第二殼體C，連桿組22可轉動地設置於第一連接件20上、並且連結升降式按鍵14。第二連接件32設置於第二轉軸30且裝在第一殼體B。支撐件24可具有本體36、滑梢38與第二凸輪40。本體36滑動設置於第一轉軸16。滑梢38連結連桿組22，並且活動設置在第一連接件20之滑槽42內。第二凸輪40設置於本體36，用來滑動制動第一凸輪34。

第二凸輪40可包含相鄰接的突出部44以及平坦部46。如第3圖與第4圖所示，突出部44和平坦部46圍繞設置在本體36的側緣，使得第一凸輪34能順暢地從突出部44滑動至平坦部46、或是從平坦部46滑向突出部44。突出部44與平坦部46的比例關係會影響升降式按鍵14在第一殼體B相對於第二殼體C展開時的抬昇過程。舉例來說，平坦部46之寬度較佳可為突出部44之寬度的四倍，其中寬度係可表示為突出部44與平坦部46沿著本體36之環型結構的軌跡。在第一殼體B相對第二殼體C的翻轉過程中，升降式按鍵14只有四分之一的時間會受到樞軸機構12之驅動而抬昇。突出部44和平坦部46的寬度比例不限於前揭態樣所述，端視設計需求而定。

再者，止擋件26設置在第一轉軸16相對於橋接件18的一端。第一彈性元件28位於止擋件26與支撐件24。第一彈性元件28之兩端分別止抵止擋件26 和支撐件24；當支撐件24受到第一凸輪34的推擠而沿著第一轉軸16往止擋件26移動時，第一彈性元件28壓縮以儲存彈性恢復力。第一凸輪34不再施壓第二凸輪40之突出部44時，第一彈性元件28的彈性恢復力可驅動支撐件24快速回復到初始位置。

連桿組22可包含第一連桿48以及第二連桿50。第一連桿48的第一端52連接於滑梢38，第二端54經由第二連桿50連接升降式按鍵14。第一連桿48的轉折端56位於第一端52與第二端54之間，用以樞接第一連接件20。因此，滑梢38在滑槽42內移動，會牽引第一連桿48以轉折端56為軸心旋轉，進而帶動第二連桿50之位移。在本發明較佳實施例中，連桿組22還可進一步包含第三連桿58。第一連桿48的第二端54係通過第三連桿58連結到第二連桿50。藉由第三連桿58之設計，第二連桿50可隨著第一連桿48的旋轉而沿著第一方向D1來回線性移動。

第二彈性元件60為選擇性配置元件。第二彈性元件60的兩端分別連接第一連桿48與第一連接件20。第一凸輪34從突出部44滑向平坦部46時，不僅第一彈性元件28的彈性恢復力可驅動支撐件24沿著第一轉軸16往橋接件18的方向移動，第二彈性元件60也能釋放其彈性恢復力，帶動連桿組22的第一連桿48相對第一連接件20產生順時針旋轉，同樣可提供支撐件24回復到初始位置。

樞軸機構12還可包含第一樞紐件62、第二樞紐件64、第三樞紐件66以及扭力元件68。第一樞紐件62連結第一轉軸16，第二樞紐件64連結第二轉軸30。扭力元件68設置在第一樞紐件62與第二樞紐件64上。扭力元件68之數量與位置不限於本發明實施例所示，端視扭力調節需求而定。第三樞紐件66位於第一樞紐件62和第二樞紐件64之間。第一樞紐件62的第一主動件70配合第三樞紐 件66的第二主動件72，第二樞紐件64的第一被動件74配合第三樞紐件66的第二被動件76。此外，樞軸機構12可包含外殼78，用來包覆在樞紐組(意即第一樞紐件62、第二樞紐件64與第三樞紐件66)以及扭力元件68外以提供防塵保護。

請參閱第5圖，第5圖為本發明實施例之移除外殼78之樞軸機構12之示意圖。樞軸機構12在翻轉時，第一主動件70與第二主動件72因機械配合而彼此反向旋轉，第一被動件74與第二被動件76之間的配合不會發生干涉，故第二轉軸30可通過橋接件18與樞紐組環繞第一轉軸16旋轉，使得第一殼體B能順暢地相對第二殼體C展開或收合。一般來說，第二轉軸30相對第一轉軸16的旋轉角度係小於三百六十度，讓電控裝置能從筆電模式切換為平板模式；然實際應用當不限於此。

請參閱第6圖至第11圖，第6圖與第7圖分別為本發明實施例之第一凸輪34與第二凸輪40在不同操作階段之示意圖，第8圖為本發明實施例之連桿組22處於第一狀態之示意圖，第9圖為本發明實施例之連桿組22處於第二狀態之示意圖，第10圖為第8圖所示之連桿組22於另一視角之示意圖，第11圖為第9圖所示之連桿組22於另一視角之示意圖。

如第6圖所示，第一殼體B為靠近第二殼體C的狀態，此時橋接件18位於第一角度，支撐件24位於第一位置；第一凸輪34抵靠於第二凸輪40的平坦部46，此時第一彈性元件28沒有被擠壓。如第7圖所示，第一殼體B相對於第二殼體C翻轉約九十度至一百八十度之範圍內，橋接件18位於第二角度，第一凸輪34沿著第一轉軸16旋轉，並從平坦部46滑動至突出部44。其中，第一殼體B相對第二殼體C的翻轉角度並不限於前揭實施態樣所示，端視設計需求而定。第二凸 輪40受到第一凸輪34之軌跡會造成支撐件24沿著第一轉軸16左移至第二位置，使得第一彈性元件28產生壓縮變形。若第一殼體B的翻轉角度超出一百八十度、或收回而小於九十度，第一凸輪34將從突出部44移回平坦部46，第一彈性元件28所儲存的彈性恢復力被釋放，提供支撐件24沿著第一轉軸16右移，以回到第6圖所示之第一位置。

如第8圖與第10圖所示，第一凸輪34接觸第二凸輪40的平坦部46，第一連桿48的第一端52連結滑梢38並位於滑槽42的右端，連桿組22處於第一狀態，此時第二彈性元件60沒有受到擠壓。如第9圖與第11圖所示，第一凸輪34觸及第二凸輪40的突出部44，支撐件24沿著第一轉軸16左移，使滑梢38從滑槽42的右端移向左端。此時，第一連桿48以轉折端56為軸心相對第一連接件20發生逆時針旋轉，第二彈性元件60受擠壓儲存彈性恢復力。第三連桿58受到第一連桿48之牽引發生順時針轉動，從而推動第二連桿50沿著第一方向D1平移，連桿組22切換到第二狀態。第二連桿50的線性移動可用來調整升降式按鍵14之高度，使其自第二殼體C抬昇，供使用者操作。

如第一殼體B的翻轉角度超出一百八十度、或收回而小於九十度，第一彈性元件28的彈性恢復力驅動支撐件24沿著第一轉軸16右移，可帶動滑梢38從滑槽42的左端移回右端，讓連桿組22切回第一狀態。除此之外，第二彈性元件60的彈性恢復力也會推動第一連桿48以轉折端56為軸心產生順時針旋轉，有助於將連桿組22切回第一狀態，可使第二連桿50反向收回，降低升降式按鍵14的高度以收入第二殼體C內。

請參閱第12圖至第15圖，第12圖至第15圖分別為本發明實施例之樞 軸機構12在不同開闔角度之示意圖。如第12圖所示，第一凸輪34位於第二凸輪40之突出部44下方的平坦部46，支撐件24位於第一轉軸16的右側，連桿組22處於第一狀態，升降式按鍵14處於低點位置。如第13圖所示，橋接件隨著第一殼體B的展開轉到第二角度，第一凸輪34制動第二凸輪40的突出部44，支撐件24在第一轉軸16上左移，連桿組22切至第二狀態，第二連桿將升降式按鍵14推升到高點位置。如第14圖與第15圖所示，第一凸輪34移到突出部44上方的平坦部46，支撐件24移到第一轉軸16右側，連桿組22切回第一狀態，升降式按鍵14恢復為低點位置。

請參閱第16圖與第17圖，第16圖為本發明第一實施例之電控裝置A之示意圖，第17圖為本發明第一實施例之高度調整機構80之示意圖。高度調整機構80可包含底座82、第一連動件84、第二連動件86以及馬達88。第一連動件84以可活動方式設置在底座82上，並用來連結於升降式按鍵14。第二連動件86電連接馬達88，並以可相對活動方式結合第一連動件84。馬達88驅使第二連動件86旋轉，可牽引第一連動件84相對於底座82位移。高度調整機構80還可包含感測器90以及運算處理器92。運算處理器92係提供訊號給予馬達88與感測器90之間相互配合。感測器90可利用光學或電磁效應等方式偵測第一殼體B和第二殼體C的相對移動。運算處理器92根據感測器90之感測結果，判斷是否致發馬達88，進行升降式按鍵14之高度調整。

如第17圖所示，第一連動件84具有條狀溝槽94，第二連動件86具有條狀卡合部96。條狀卡合部96係配合條狀溝槽94。第二連動件86進行自轉時，條狀卡合部96推擠條狀溝槽94的內壁面，讓第一連動件84在底座82的容置空間內單向移動。移動的第一連動件84能用來牽引升降式按鍵14的致動元件，讓升 降式按鍵14在第二殼體C上抬昇或降低高度。換句話說，第一殼體B相對第二殼體C翻轉時，感測器90”偵測”到第一殼體B遠離第二殼體C，運算處理器92即能據以啟動馬達88，將升降式按鍵14調整到適當高度。

請參閱第18至第20圖，第18圖為本發明第二實施例之電控裝置A之示意圖，第19圖為本發明第二實施例之高度調整機構80’之元件***圖，第20圖為本發明第二實施例之高度調整機構80’之組裝示意圖。高度調整機構80’的第一連動件84’具有軌跡98，第二連動件86’具有凸緣部100，且凸緣部100滑動依循軌跡98。軌跡98為依循功能需求的曲線，如第19圖所示的虛線圖案及其延伸的實線圖案。第二連動件86’以可旋轉方式設置於軸心102。第二連動件86’受驅動旋轉、使凸緣部100從軌跡98的凹處(虛線圖案)滑移到凸處(實線圖案)時，第一連動件84’被擠壓而沿著軸心102相對底座82’往左平移。移動的第一連動件84’可牽引升降式按鍵14在第二殼體C抬昇或降低高度。

除此之外，軸心102還可具有限位部104，用來卡合於第二連動件86’的限位槽106。運算處理器92可根據感測器90的感測結果，驅動馬達88’旋轉第二連動件86’，以牽引第一連動件84’並帶動升降式按鍵14的高度調整機制。若是軸心102的限位部104***限位槽106，即能用來限制第二連動件86’相對軸心102之旋轉。高度調整機構80’可以移動軸心102、或是移動第二連動件86’、或是同時移動軸心102與第二連動件86’，進行限位部104及限位槽106的卡合與分離；其致發機制可為人工手動或系統自行驅動，端視實際需求而定。

綜上所述，本發明的樞軸機構使用三個樞紐件作為第一轉軸相對第二轉軸旋轉的樞紐組。第一樞紐件與第三樞紐件以主動件配合，第二樞紐件與 第三樞紐件以被動件配合，既能有效避免結構干涉，亦可符合電控裝置兩殼體的開闔需求。樞軸機構利用凸輪驅動支撐件，由支撐件牽引連桿組帶動升降式按鍵的高度調整。本發明的樞軸機構可根據電控裝置兩殼體的展開角度自動調整升降式按鍵的高度；機械式樞軸機構的結構簡單，具有操作便利之優點。此外，本發明還可利用電控高度調整機構改變升降式按鍵的高度，由運算處理器依照感測器取得的殼體展開角度致發馬達，透過連動件帶動升降式按鍵的高度調整，亦具有操作精準之優點。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

Claims (16)

1. 一種用來改變升降式按鍵狀態的樞軸機構，包含有： 一第一轉軸； 一橋接件，樞接於該第一轉軸，該橋接件具有一第一凸輪； 一第一連接件； 一連桿組，連結該升降式按鍵、且可轉動地設置於該第一連接件上；以及 一支撐件，具有一本體、一滑梢與一第二凸輪，該本體滑動設置於該第一轉軸，該滑梢連結該連桿組，該第二凸輪活動止抵於該第一凸輪； 其中，該橋接件從一第一角度轉到一第二角度時，透過該第一凸輪推動該第二凸輪使該支撐件沿著該第一轉軸移動，並且經由該滑梢牽引該連桿組從一第一狀態切換到一第二狀態，藉此調整該升降式按鍵之高度。
2. 如請求項1所述之樞軸機構，其中該第二凸輪包含相鄰接的一突出部以及一平坦部，該第一凸輪自該平坦部滑移至該突出部，使該支撐件從一第一位置滑到一第二位置。
3. 如請求項2所述之樞軸機構，其中該平坦部之一寬度為該突出部之一寬度的四倍。
4. 如請求項2所述之樞軸機構，另包含有： 一止擋件，設置在該第一轉軸之一端；以及 一第一彈性元件，該第一彈性元件之兩端分別連接該止擋件與該支撐件，該第一彈性元件之一彈性恢復力用來推動該支撐件從該第二位置回到該第一位置。
5. 如請求項1所述之樞軸機構，其中該第一連接件具有一滑槽，該滑梢活動設置於該滑槽內。
6. 如請求項1所述之樞軸機構，其中該連桿組包含一第一連桿以及一第二連桿，該第一連桿具有相連接的一第一端、一第二端與一轉折端，該轉折端樞接於該第一連接件，該第一端連接該滑梢，該第二端經由該第二連桿連接該升降式按鍵。
7. 如請求項6所述之樞軸機構，其中該連桿組另包含一第三連桿，設置在該第一連桿與該第二連桿之間，用來引導該第二連桿沿著一第一方向移動。
8. 如請求項6所述之樞軸機構，其中該連桿組另包含一第二彈性元件，其兩端分別連接該第一連桿與該第一連接件，該第二彈性元件之一彈性恢復力用來推動該連桿組從該第二狀態回到該第一狀態。
9. 如請求項1所述之樞軸機構，另包含有： 一第二轉軸，樞接於該橋接件；以及 一第二連接件，設置於該第二轉軸上。
10. 如請求項9所述之樞軸機構，另包含有： 一第一樞紐件，連結該第一轉軸，該第一樞紐件具有一第一主動件； 一第二樞紐件，連結該第二轉軸，該第二樞紐件具有一第一被動件；以及 一第三樞紐件，具有一第二主動件與一第二被動件、且位於該第一樞紐件與該第二樞紐件之間，該第二主動件配合該第一主動件，該第二被動件配合該第一被動件。
11. 如請求項10所述之樞軸機構，另包含有： 複數個扭力元件，設置在該第一樞紐件與該第二樞紐件。
12. 一種用來改變升降式按鍵狀態的高度調整機構，包含有： 一底座； 一第一連動件，活動設置於該底座、且固接該升降式按鍵； 一第二連動件，活動連結該第一連動件；以及 一馬達，電連接該第二連動件，用來驅使該第二連動件旋轉，牽引該第一連動件相對於該底座產生位移，以進行該升降式按鍵之高度調整。
13. 如請求項12所述之高度調整機構，其係應用於具有一第一殼體與一第二殼體之一電控裝置，該高度調整機構另包含有一感測器以及一運算處理器，該感測器用以偵測該第一殼體和該第二殼體之相對移動，該運算處理器電連接該感測器與該馬達，用來根據該感測器之一感測結果決定是否致發該馬達。
14. 如請求項12所述之高度調整機構，其中該第一連動件具有一條狀溝槽，該第二連動件具有一條狀卡合部，且該條狀卡合部嚙合於該條狀溝槽。
15. 如請求項12所述之高度調整機構，其中該第一連動件具有一軌跡，該第二連動件具有一凸緣部，且該凸緣部係滑動接觸該軌跡。
16. 如請求項15所述之高度調整機構，其中該第二連動件以可旋轉方式設置於一軸心，該軸心具有一限位部，該第二連動件具有一限位槽，該限位槽卡合於該限位部以限制該第二連動件相對該軸心之旋轉。