TWI657203B - 電子裝置及其樞轉機構 - Google Patents

Abstract

一種樞轉機構，包括一底座、一第一扭力組件及一第二扭力組件。第一扭力組件包括一第一樞軸以及一第一齒輪。第一樞軸樞設於底座並連接一旋轉件，以使旋轉件適於相對底座旋轉。第一齒輪套設於第一樞軸上。第二扭力組件包括一第二樞軸以及一第二齒輪。第二樞軸樞設於底座。第二齒輪套設於第二樞軸上。第一齒輪適於驅動第二齒輪旋轉，且第一齒輪的一第一外徑大於第二齒輪的一第二外徑。

Description

電子裝置及其樞轉機構

本發明是有關於一種電子裝置及其樞轉機構，且特別是有關於一種電子裝置及其具有扭力組件的樞轉機構。

隨著科技不斷地進步，更複雜且更人性化的電子產品更推陳出新。以電腦為例，在一般人生活及工作當中，電腦已經漸漸地變成不可或缺的重要工具。筆記型電腦具有與一般桌上型電腦相同的功能，再加上體積小及重量輕的特點，使用者在隨身攜帶上相當地方便。當用以閱讀文章、觀看視聽節目或影片時，會將智慧型手機、平板電腦等電子裝置放置於桌上，而通常會採用支架支撐電子裝置，以方便使用者觀看。

目前的支架種類包含有外接式或直接固接於電子裝置的方式。外接式可為獨立式，或是安裝於多媒體裝置的保護套上。一般而言，保護套是皮質或塑膠，強度較低，其支架是包覆於其中的紙片或塑膠片，由於機械強度低而導致使用壽命較短。獨立式的支架可以有較高的機械強度，但攜帶上較為不便。直接固接於電子裝置的支架可使電子裝置不需額外的配件，機體即可變換不同角度，以方便使用者操作，其設計主要藉由電子裝置本體內含支架來變換平板電腦使用角度，支架以樞軸扭力設計來支撐平板電腦。通常是以樞軸將支架與殼體相互對接。然而，受到設計上輕薄短小的限制，樞軸的體積也有嚴格的限制，卻又必須提供相當的扭力。因此，目前的樞軸的扭力通常會隨使用時間增加而快速下降，因而讓樞軸的使用壽命難以達到設計要求。

本發明提供一種電子裝置及其樞轉機構，可有效減少樞軸結構的體積更可提供足夠的扭力。

本發明的樞轉機構包括一底座、一第一扭力組件及一第二扭力組件。第一扭力組件包括一第一樞軸以及一第一齒輪。第一樞軸樞設於底座並連接一旋轉件，以使旋轉件適於相對底座旋轉。第一齒輪套設於第一樞軸上。第二扭力組件包括一第二樞軸以及一第二齒輪。第二樞軸樞設於底座。第二齒輪套設於第二樞軸上。第一齒輪適於驅動第二齒輪旋轉，且第一齒輪的一第一外徑大於第二齒輪的一第二外徑。

本發明的電子裝置包括一第一機體、一第二機體及一樞轉機構。第二機體適於相對第一機體旋轉。樞轉機構包括一底座、一第一扭力組件及一第二扭力組件。底座固設於第一機體。第一扭力組件包括一第一樞軸以及一第一齒輪。第一樞軸樞設於底座並連接第二機體。第一樞軸適於相對底座旋轉，第一齒輪套設於第一樞軸上。第二扭力組件包括一第二樞軸以及一第二齒輪。第二樞軸樞設於底座。第二齒輪套設於第二樞軸上。第一齒輪適於驅動第二齒輪旋轉，且第一齒輪的一第一外徑大於第二齒輪的一第二外徑。

在本發明的一實施例中，上述的第一扭力組件更包括至少一第一彈性件以及一第一固定件，第一固定件設置於第一樞軸的一端，第一彈性件抵接於第一固定件與第一齒輪之間，以提供一第一扭力。

在本發明的一實施例中，上述的至少一第一彈性件包括壓片彈簧或螺旋彈簧，第一固定件包括螺帽。

在本發明的一實施例中，上述的第二扭力組件更包括一第二彈性件以及一第二固定件，第二固定件設置於第二樞軸的一端，第二彈性件抵接於第二固定件與第二齒輪之間，以提供一第二扭力。

在本發明的一實施例中，上述的至少一第二彈性件包括壓片彈簧或螺旋彈簧，第二固定件包括螺帽。

在本發明的一實施例中，上述的樞轉機構更包括：一多段旋轉機構，套設於第一樞軸並與第一齒輪形成多段性的結構干涉，以多段性地控制第一齒輪的一旋轉角度。

在本發明的一實施例中，上述的多段旋轉機構包括一棘輪，其包括多個棘齒，以與第一齒輪形成多段性的結構干涉。

在本發明的一實施例中，上述的底座更包括一止擋件，環繞於部分的第一樞軸，第一齒輪更包括一止擋結構，朝止擋件突出於第一齒輪，止擋結構適於隨著第一齒輪旋轉至與止擋件結構干涉，以固定第一齒輪的一最大旋轉角度。

在本發明的一實施例中，上述的樞轉機構更包括：一第三扭力組件，耦接於第一扭力組件與第二扭力組件之間，並包括一第三樞軸以及一第三齒輪，第三樞軸樞設於底座，第三齒輪套設於第三樞軸上並分別與第一齒輪及第二齒輪嚙合，其中第三齒輪的一第三外徑大於第二外徑並小於第一外徑。

在本發明的一實施例中，上述的第一機體為一平板電腦，第二機體為一支撐架。

基於上述，本發明的樞轉機構及使用其之電子裝置利用至少兩個樞軸上的齒輪之間的外徑差來放大扭力組件所提供的扭力，因此，扭力組件可使用較少數量或較短長度的彈性件即可達到樞轉機構的預設扭力，進而可縮減樞轉機構的體積及生產成本。並且，如此配置，外界施加的外力須至少大於此被放大的扭力才能使第二機體（旋轉件）旋轉，因而可提升使用此樞轉機構的電子裝置的穩定性。因此，本發明實施例的樞轉機構及電子裝置可有效減少彈性件的數量及/或長度，進而可減少樞轉機構所佔用電子裝置的空間，並且，本發明實施例的樞轉機構可透過齒輪的外徑差來放大其所提供的扭力，因而可輕易達到扭力的需求，進而可延長樞轉機構的使用壽命。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之各實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本發明。並且，在下列各實施例中，相同或相似的元件將採用相同或相似的標號。

圖1是依照本發明的一實施例的電子裝置的示意圖。本實施例的電子裝置10可如圖1所示之包括一第一機體200、一第二機體300及一樞轉機構100。第二機體300可透過樞轉機構100而相對第一機體200旋轉。在本實施例中，電子裝置10可為一平板電腦，其中，第一機體200可為平板電腦本體，而第二機體300則可為用以支撐平板電腦本體的支撐架，其適於透過樞轉機構100而沿一旋轉方向R1相對平板電腦本體旋轉，以旋轉至一適當角度而對平板電腦本體提供支撐。當然，本發明並不侷限於此。在其他實施例中，電子裝置10亦可為筆記型電腦或其他適於樞轉的電子裝置。

圖2是依照本發明的一實施例的樞轉機構的示意圖。在本實施例中，樞轉機構100可如圖2所示之包括一底座110、一第一扭力組件120及一第二扭力組件130。在本實施例中，底座110可例如透過螺絲鎖固而固設於第一機體200上。第一扭力組件120包括一第一樞軸122以及一第一齒輪124。第一樞軸122樞設於底座110並連接一旋轉件140，以使旋轉件140適於相對底座110旋轉，而第一齒輪124則套設於第一樞軸122上。在本實施例中，旋轉件140即可為第二機體300或是連接至第二機體300的構件。如此，第一樞軸122可穿過底座110以利相對底座110旋轉，而第一樞軸122的一端可連接旋轉件140，使旋轉件140可帶動第一樞軸122及第一齒輪124相對底座110旋轉。

進一步而言，第一扭力組件120更可包括至少一第一彈性件126以及一第一固定件128。在本實施例中，第一彈性件126可例如為壓片彈簧(即，盤型彈簧)或螺旋彈簧，而第一固定件128可為螺帽。第一固定件128設置於第一樞軸122的一端（相對於旋轉件140的一端），第一彈性件126抵接於第一固定件128與第一齒輪124之間，以對第一齒輪124及第一樞軸122提供一第一扭力。本實施例可透過調整螺帽（第一固定件128）的旋鎖鬆緊程度來控制此第一扭力的大小。

請繼續參照圖2，第二扭力組件130包括一第二樞軸132以及一第二齒輪134。第二樞軸132樞設於底座110，以相對底座110旋轉。第二齒輪134套設於第二樞軸132上。相似地，第二扭力組件130更可包括至少一第二彈性件136以及一第二固定件138。在本實施例中，第二彈性件136可例如為壓片彈簧(即，盤型彈簧)或螺旋彈簧，而第二固定件138可為螺帽。第二固定件138設置於第二樞軸132的一端，第二彈性件136抵接於第二固定件138與第二齒輪134之間，以對第二齒輪134及第二樞軸132提供一第二扭力，且此第二扭力的大小可透過螺帽（第二固定件138）的鬆緊程度來控制。

在本實施例中，第一齒輪124與第二齒輪134彼此嚙合，以適於彼此驅動而旋轉。並且，第一齒輪124的第一外徑可如圖2所示之大於第二齒輪134的第二外徑。如此，第二扭力組件130所提供的扭力可透過第一齒輪124及第二齒輪134的不同外徑（力臂）及/或齒數比而被放大，因而可使用較少數量或較短長度的第二彈性件136即可提供足夠的扭力，進而可縮減樞轉機構100的體積及生產成本。如此，旋轉件140所承受的外力須至少大於此第一扭力以及透過齒輪124、134的大小外徑（力臂）而被放大的第二扭力，才能使旋轉件140旋轉，因而可提升使用此樞轉機構100的電子裝置10的穩定性。此第一扭力以及透過齒輪124、134的外徑差而被放大的第二扭力即為欲轉動旋轉件140所須克服的預設扭力。本實施例的樞轉機構100即可透過調整齒輪124、134的外徑差、第二彈性件136的數量及長度而達到此預設扭力。

圖3是依照本發明的另一實施例的樞轉機構的示意圖。圖4是圖3的多段旋轉機構的示意圖。在此必須說明的是，本實施例之樞轉機構100與圖2之樞轉機構100相似，因此，本實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，本實施例不再重複贅述。請參照圖3以及圖4，以下將針對本實施例之樞轉機構100與圖2之樞轉機構100的差異做說明。

在本實施例中，樞轉機構100更可包括一多段旋轉機構125，其如圖3所示之套設於第一樞軸122上，且多段旋轉機構125與第一齒輪124形成多段性的結構干涉，以多段性地控制第一齒輪124的一旋轉角度。進一步而言，多段旋轉機構125可如圖4所示之為一棘輪，其包括多個棘齒125a，第一齒輪124與多段旋轉機構125接觸的端面可與上述的棘齒125a結構配合，因而可與多段旋轉機構125的棘齒125a形成多段性的結構干涉，以方便使用者控制旋轉件140的旋轉角度。在本發明一實施例中，各棘齒125a可為具有一鈍角之等腰三角形結構，因此多段旋轉機構125之轉動可不受方向之限制（即，可為順時鐘或逆時鐘方向）。

圖5是依照本發明的一實施例的樞轉機構的示意圖。圖6是圖5的樞轉機構的剖面示意圖。在此必須說明的是，本實施例之樞轉機構100與圖3之樞轉機構100相似，因此，本實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，本實施例不再重複贅述。請參照圖5以及圖6，以下將針對本實施例之樞轉機構100與圖3之樞轉機構100的差異做說明。

在本實施例中，樞轉機構100更包括一第三扭力組件150，其耦接於第一扭力組件120與第二扭力組件130之間，並且，第三扭力組件150包括一第三樞軸152以及一第三齒輪154。第三樞軸152樞設於底座110並設置於第一樞軸122與第二樞軸132之間，第三齒輪154則套設於第三樞軸152上，並分別與第一齒輪124及第二齒輪134嚙合，其中，第三齒輪154的第三外徑D3可如圖6所示之大於第二齒輪134的第二外徑D2，並小於第一齒輪124的第一外徑D1，意即，第三齒輪154的第三外徑D3介於第一齒輪124的第一外徑D1與第二齒輪134的第二外徑D2之間。如此，第二扭力組件130所提供的第二扭力可經由第三齒輪154的第三外徑D3再次放大，因此，第二扭力組件130所需的第二彈性件136的數量及長度可進一步減少，即可達到樞轉機構100的預設扭力。在本實施例中，第三齒輪154可為一惰輪，其可受到第一齒輪124的驅動而旋轉，進而帶動第二齒輪134旋轉。

圖7及圖8是圖5的樞轉機構在不同狀態下的示意圖。在本實施例中，底座110更包括一止擋件112，其如圖7所示環繞於部分的第一樞軸122，第一齒輪124更包括一止擋結構124a，其朝止擋件112的方向突出於第一齒輪124，以適於與止擋件112結構干涉。如此配置，當止擋結構124a隨著第一齒輪124而由圖7的位置旋轉至圖8的位置時，第一齒輪124的止擋結構124a與底座110的止擋件112產生結構干涉，因而阻擋第一齒輪124繼續轉動而固定第一齒輪124的一最大旋轉角度。因此，第二機體300（旋轉件140）可旋轉至此預設的最大旋轉角度並固定於此，以對第一機體200提供支撐。在其他實施例中，樞轉機構100可以此止擋結構124a與止擋件112的設計來取代多段旋轉機構125，當然，樞轉機構100亦可同時具有用以控制最大旋轉角度的止擋結構124a與止擋件112以及用以控制多段旋轉的多段旋轉機構125。

綜上所述，本發明的樞轉機構及使用其之電子裝置利用至少兩個樞軸上的齒輪之間的外徑差來放大扭力組件所提供的扭力，因此，扭力組件可使用較少數量或較短長度的彈性件即可達到樞轉機構的預設扭力，進而可縮減樞轉機構的體積及生產成本。並且，如此配置，外界施加的外力須至少大於此被放大的扭力才能使第二機體（旋轉件）旋轉，因而可提升使用此樞轉機構的電子裝置的穩定性。因此，本發明實施例的樞轉機構及電子裝置可有效減少彈性件的數量及/或長度，進而可減少樞轉機構所佔用電子裝置的空間，並且，本發明實施例的樞轉機構可透過齒輪的外徑差來放大其所提供的扭力，因而可輕易達到扭力的需求，進而可延長樞轉機構的使用壽命。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧電子裝置

100‧‧‧樞轉機構

110‧‧‧底座

112‧‧‧止擋件

120‧‧‧第一扭力組件

122‧‧‧第一樞軸

124‧‧‧第一齒輪

124a‧‧‧止擋結構

125‧‧‧多段旋轉機構

125a‧‧‧棘齒

126‧‧‧第一彈性件

128‧‧‧第一固定件

130‧‧‧第二扭力組件

132‧‧‧第二樞軸

134‧‧‧第二齒輪

136‧‧‧第二彈性件

138‧‧‧第二固定件

140‧‧‧旋轉件

150‧‧‧第三扭力組件

152‧‧‧第三樞軸

154‧‧‧第三齒輪

200‧‧‧第一機體

300‧‧‧第二機體

D1‧‧‧第一外徑

D2‧‧‧第二外徑

D3‧‧‧第三外徑

R1‧‧‧旋轉方向

圖1是依照本發明的一實施例的電子裝置的示意圖。 圖2是依照本發明的一實施例的樞轉機構的示意圖。 圖3是依照本發明的另一實施例的樞轉機構的示意圖。 圖4是圖3的多段旋轉機構的示意圖。 圖5是依照本發明的一實施例的樞轉機構的示意圖。 圖6是圖5的樞轉機構的剖面示意圖。 圖7及圖8是圖5的樞轉機構在不同狀態下的示意圖。

Claims (19)

1. 一種樞轉機構，包括：一底座；一第一扭力組件，包括一第一樞軸以及一第一齒輪，該第一樞軸樞設於該底座並連接一旋轉件，以使該旋轉件適於相對該底座旋轉，該第一齒輪套設於該第一樞軸上；以及一第二扭力組件，包括一第二樞軸以及一第二齒輪，該第二樞軸樞設於該底座，該第二齒輪套設於該第二樞軸上，該第一齒輪與該第二齒輪彼此嚙合以使該第一齒輪適於驅動該第二齒輪旋轉，且該第一齒輪的一第一外徑大於該第二齒輪的一第二外徑。
2. 如申請專利範圍第1項所述的樞轉機構，其中該第一扭力組件更包括至少一第一彈性件以及一第一固定件，該第一固定件設置於該第一樞軸的一端，該第一彈性件抵接於該第一固定件與該第一齒輪之間，以提供一第一扭力。
3. 如申請專利範圍第2項所述的樞轉機構，其中該至少一第一彈性件包括壓片彈簧或螺旋彈簧，該第一固定件包括螺帽。
4. 如申請專利範圍第1項所述的樞轉機構，其中該第二扭力組件更包括一第二彈性件以及一第二固定件，該第二固定件設置於該第二樞軸的一端，該第二彈性件抵接於該第二固定件與該第二齒輪之間，以提供一第二扭力。
5. 如申請專利範圍第4項所述的樞轉機構，其中該至少一第二彈性件包括壓片彈簧或螺旋彈簧，該第二固定件包括螺帽。
6. 如申請專利範圍第1項所述的樞轉機構，更包括：一多段旋轉機構，套設於該第一樞軸並與該第一齒輪形成多段性的結構干涉，以多段性地控制該第一齒輪的一旋轉角度。
7. 如申請專利範圍第6項所述的樞轉機構，其中該多段旋轉機構包括一棘輪，其包括多個棘齒，以與該第一齒輪形成多段性的結構干涉。
8. 如申請專利範圍第1項所述的樞轉機構，其中該底座更包括一止擋件，環繞於部分的該第一樞軸，該第一齒輪更包括一止擋結構，朝該止擋件突出於該第一齒輪，該止擋結構適於隨著該第一齒輪旋轉至與該止擋件結構干涉，以固定該第一齒輪的一最大旋轉角度。
9. 如申請專利範圍第1項所述的樞轉機構，更包括：一第三扭力組件，耦接於該第一扭力組件與該第二扭力組件之間，並包括一第三樞軸以及一第三齒輪，該第三樞軸樞設於該底座，該第三齒輪套設於該第三樞軸上並分別與該第一齒輪及第二齒輪嚙合，其中該第三齒輪的一第三外徑大於該第二外徑並小於該第一外徑。
10. 一種電子裝置，包括：一第一機體；一第二機體，適於相對該第一機體旋轉；以及一樞轉機構，包括；一底座，固設於該第一機體； 一第一扭力組件，包括一第一樞軸以及一第一齒輪，該第一樞軸樞設於該底座並連接該第二機體，該第一樞軸適於相對該底座旋轉，該第一齒輪套設於該第一樞軸上；以及一第二扭力組件，包括一第二樞軸以及一第二齒輪，該第二樞軸樞設於該底座，該第二齒輪套設於該第二樞軸上，該第一齒輪與該第二齒輪彼此嚙合以使該第一齒輪適於驅動該第二齒輪旋轉，且該第一齒輪的一第一外徑大於該第二齒輪的一第二外徑。
11. 如申請專利範圍第10項所述的電子裝置，其中該第一扭力組件更包括至少一第一彈性件以及一第一固定件，該第一固定件設置於該第一樞軸的一端，該第一彈性件抵接於該第一固定件與該第一齒輪之間，以提供一第一扭力。
12. 如申請專利範圍第11項所述的電子裝置，其中該至少一第一彈性件包括壓片彈簧或螺旋彈簧，該第一固定件包括螺帽。
13. 如申請專利範圍第10項所述的電子裝置，其中該第二扭力組件更包括一第二彈性件以及一第二固定件，該第二固定件設置於該第二樞軸的一端，該第二彈性件抵接於該第二固定件與該第二齒輪之間，以提供一第二扭力。
14. 如申請專利範圍第13項所述的電子裝置，其中該至少一第二彈性件包括壓片彈簧或螺旋彈簧，該第二固定件包括螺帽。
15. 如申請專利範圍第10項所述的電子裝置，更包括： 一多段旋轉機構，套設於該第一樞軸並與該第一齒輪形成多段性的結構干涉，以多段性地控制該第一齒輪的一旋轉角度。
16. 如申請專利範圍第15項所述的電子裝置，其中該多段旋轉機構包括一棘輪，其包括多個棘齒，以與該第一齒輪形成多段性的結構干涉。
17. 如申請專利範圍第10項所述的電子裝置，其中該底座更包括一止擋件，環繞於部分的該第一樞軸，該第一齒輪更包括一止擋結構，朝該止擋件突出於該第一齒輪，該止擋結構適於隨著該第一齒輪旋轉至與該止擋件結構干涉，以固定該第一齒輪的一最大旋轉角度。
18. 如申請專利範圍第10項所述的電子裝置，更包括：一第三扭力組件，耦接於該第一扭力組件與該第二扭力組件之間，並包括一第三樞軸以及一第三齒輪，該第三樞軸樞設於該底座，該第三齒輪套設於該第三樞軸上並分別與該第一齒輪及第二齒輪嚙合，其中該第三齒輪的一第三外徑大於該第二外徑並小於該第一外徑。
19. 如申請專利範圍第10項所述的電子裝置，其中該第一機體為一平板電腦本體，該第二機體為一支撐架。