TWI764565B - 電子裝置及其鉸鏈組件 - Google Patents

Abstract

一種電子裝置及其鉸鏈組件。電子裝置包括框架、柔性面板以及鉸鏈組件。框架設置在鉸鏈組件上，而柔性面板設置在框架上。鉸鏈組件包括一基座、一齒輪桿、一對蝸輪、一對鉸鏈支架、一對第一連桿以及一對第二連桿。基座具有一側面以及一頂面，其中頂面具有一對弧形槽。齒輪桿附接於基座的側面，齒輪桿具有一第一軸向以及在第一軸向上對稱設置的一對蝸桿部。蝸輪附接於基座的側面，且蝸輪與蝸桿部一對一地對應嚙合。每一個鉸鏈支架具有一弧形部，弧形部與弧形槽一對一地設置。其中一個第一連桿連接於其中一個蝸輪與弧形部之間，另一個第一連桿連接於另一個蝸輪與弧形部之間。其中一個第二連桿連接於其中一個弧形部與基座之間，另一個第二連桿連接於另一個弧形部與基座之間。

Description

電子裝置及其鉸鏈組件

本發明是有關於一種裝置及組件，且特別是有關於一種電子裝置及其鉸鏈組件。

鉸鏈組件常見於智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦或可摺疊螢幕的平板電腦等消費性電子產品中，使兩個元件(例如筆記型電腦的螢幕與鍵盤、平板電腦的支撐腳架與螢幕)可以相對開合，或甚至是使平板電腦或智慧型手機的螢幕本身產生摺疊的功能。

目前可摺疊螢幕的平板電腦的鉸鏈設計中並不常見到使用連桿，通常手機類的可摺疊螢幕的鉸鏈組件才使用連桿設計。然而，手機的可摺疊螢幕的鉸鏈組件的設計架構不同於可摺疊螢幕的平板電腦的鉸鏈組件的設計架構。

此外，目前的可摺疊螢幕的平板電腦的鉸鏈組件的設計架構也無法完全符合使用需求。

具體地說，目前的鉸鏈組件的設計，鉸鏈組件旋轉時的軌跡是圓弧狀，因此在可摺疊螢幕摺合的過程中，鉸鏈支架會與框架發生干涉。而為了防止鉸鏈支架與框架彼此干涉，就需要將框架的部分挖空以做出避讓空間。

然而，框架被挖空的部分，會造成柔性面板局部懸空。因此，如果有力量施加在懸空的柔性面板處，因為沒有框架的支撐，容易造成柔性面板破裂損壞。

“先前技術”段落只是用來幫助了解本發明內容，因此在“先前技術”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在“先前技術”段落所揭露的內容，不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。

本發明提供一種架構新穎的鉸鏈組件，其鉸鏈支架不需要設置避讓空間。

本發明提供一種電子裝置，其可以順暢地開合使用，且具有延長的使用壽命。

本發明的一種鉸鏈組件，包括一基座、一齒輪桿、一對蝸輪、一對鉸鏈支架、一對第一連桿以及一對第二連桿。基座具有一側面以及一頂面，其中頂面具有一對弧形槽。齒輪桿附接於基座的側面，齒輪桿具有一第一軸向以及在第一軸向上對稱設置的一對蝸桿部。蝸輪附接於基座的側面，且蝸輪與蝸桿部一對一地對應嚙合。每一個鉸鏈支架具有一弧形部，弧形部與弧形槽一對一地設置。其中一個第一連桿連接於其中一個蝸輪與弧形部之間，另一個第一連桿連接於另一個蝸輪與弧形部之間。其中一個第二連桿連接於其中一個弧形部與基座之間，另一個第二連桿連接於另一個弧形部與基座之間。

本發明的一種電子裝置包括一框架、一柔性面板以及上述的鉸鏈組件，其中框架設置在鉸鏈組件上，且柔性面板設置在框架上。

在本發明的一實施例中，上述的蝸輪為正齒輪。

在本發明的一實施例中，上述的蝸輪為正扭齒輪。

在本發明的一實施例中，上述的齒輪桿以第一軸向做為旋轉軸心而轉動時，蝸輪同動以使鉸鏈支架相對打開或相對閉合。

在本發明的一實施例中，電子裝置還包括固定於基座的側面的一第一固定件，第一固定件具有中空的容納部，而齒輪桿容納於容納部中以相對第一固定件空轉。

在本發明的一實施例中，上述的第一連桿及第二連桿分別以第一固定件為對稱中心而對稱設置。

在本發明的一實施例中，電子裝置還包括一對第二固定件，穿過相對應的蝸輪及第一連桿並鎖入基座。

在本發明的一實施例中，上述的齒輪桿以第一軸向做為旋轉軸心而轉動時，蝸輪同動以使鉸鏈支架的外緣沿各自的一雲形線軌跡移動。

在本發明的一實施例中，上述的雲形線軌跡是指鉸鏈支架於打開0度、45度及90度的狀態時，鉸鏈支架的外緣位在由一虛擬圓心所繪出的一虛擬圓上，而在非0度、45度及90度的狀態時，鉸鏈支架的外緣位在虛擬圓以外的位置。

基於上述，本發明提供了一種架構新穎的鉸鏈組件，且應用此鉸鏈組件的電子裝置可以避免在開合過程中框架與基座干涉的狀況，且因此框架可以保持形狀完整而不需要設置避讓空間。也因此，可使電子裝置具備較長的使用壽命。

有關本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的一較佳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、左、右、前或後等，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並非用來限制本發明。

[第一實施例]

圖1為本發明之電子裝置的分解示意圖、圖2為圖1的組裝示意圖，而圖3是圖2中的鉸鏈組件的示意圖。圖3為了清楚地示出蝸輪與齒輪桿的嚙合，因此省略了一些組件。

請同時參考圖1、圖2及圖3，本實施例的電子裝置1為可折疊螢幕的平板電腦，其包括一柔性面板2、一對框架3以及一鉸鏈組件4，其中框架3裝設在鉸鏈組件4上，而柔性面板2裝設在板狀的框架3上。通過鉸鏈組件4的狀態的改變而能夠讓電子裝置1相對開合。

上述的鉸鏈組件4包括一基座41、一齒輪桿42、一對蝸輪43、一對鉸鏈支架44、一對第一連桿45以及一對第二連桿46。

基座41具有實質上垂直相連的一側面411以及一頂面412，其中頂面412具有一對弧形槽413。

齒輪桿42可轉動地附接在基座41的側面411。電子裝置1還包括一第一固定件47。本實施例的齒輪桿42透過第一固定件47以附接在基座41的側面411上。具體地說，第一固定件47固定在基座41的側面411，其中第一固定件47具有中空的容納部471，而齒輪桿42容納在此容納部471內，且齒輪桿42可以相對第一固定件47空轉。換言之，第一固定件47只用於將齒輪桿42附接在基座41的側面411上，不會影響齒輪桿42的轉動。

齒輪桿42具有一第一軸向A1以及在第一軸向A1上對稱設置的一對蝸桿部421。第一軸向A1與齒輪桿42組裝至基座41的側面411的組裝方向D互相垂直。

蝸輪43附接於基座41的側面411，且蝸輪43與蝸桿部421一對一地對應嚙合。本實施例的蝸輪43為正齒輪，且蝸輪43具有的第二軸向A2平行於組裝方向D。

框架3設置在鉸鏈支架44上，而柔性面板2設置在框架3上。每一個鉸鏈支架44具有一弧形部441以及與弧形部441相連的本體部442。弧形部441與弧形槽413一對一地設置。兩個鉸鏈支架44的本體部442在第一軸向A1上沿著不同的方向延伸突出於弧形部441。本體部442提供足夠的空間以與框架3銜接。

為了讓鉸鏈支架44能夠連動於齒輪桿42及蝸輪43的作動而相對基座41轉動，因此利用多個連桿將鉸鏈支架44、蝸輪43以及基座41連接在一起。

以本實施例來說，使用四個連桿(兩個第一連桿45及兩個第二連桿46)將鉸鏈支架44、蝸輪43以及基座41連接在一起，且四個連桿兩兩成對地設置。

兩個第一連桿45連接於蝸輪43與弧形部441之間。具體地說，其中一個第一連桿45連接於其中一個蝸輪43與弧形部441之間，而另一個第一連桿45連接於另一個蝸輪43與弧形部441之間。兩個第一連桿45具有相同的形狀及尺寸，且以第一固定件47為對稱中心而左右鏡射地對稱設置。

兩個第二連桿46連接於弧形部441與基座41之間。具體地說，其中一個第二連桿46連接於其中一個弧形部441與基座41之間，而另一個第二連桿46連接於另一個弧形部441與基座41之間。類似於第一連桿45的設置方式，兩個第二連桿46亦具有相同的形狀及尺寸，且以第一固定件47為對稱中心而左右鏡射地對稱設置。

第一連桿45與第二連桿46是否也具有相同的形狀或尺寸則依照需求決定，但第一連桿45與第二連桿46並非是對稱地設置。

電子裝置1還包括一對第二固定件48。蝸輪43透過第二固定件48以可轉動地固定在基座41的側面411。詳細而言，第二固定件48呈桿狀，穿過蝸輪43的中心及相應的第一連桿45並鎖入基座41。換言之，蝸輪43的第二軸向A2即是第二固定件48的軸向，且亦為蝸輪43組裝至基座41的組裝方向D。

第二固定件48只用於將蝸輪43、第一連桿45固定在基座41的側面411上，但不會影響蝸輪43、第一連桿45的轉動。

圖4A至圖4C為鉸鏈組件相對閉合的流程圖。首先如圖4A所示，當電子裝置1打開以平整地使用時，鉸鏈組件4打開180度時，鉸鏈支架44平行地並列設置。

欲將電子裝置1閉合時，接著請同時參考圖1、圖4B及圖4C，可施力將電子裝置1的兩個末端相對靠近。此時，通過鉸鏈支架44的弧形部441與基座41的頂面412的弧形槽413的形狀的互相配合且互相導引，鉸鏈支架44相對基座41轉動。

具體地說，鉸鏈支架44先以樞接在基座41的側面411上的第二連桿46的末端作為轉動軸心而相對基座41轉動。在此同時，鉸鏈支架44亦以樞接在鉸鏈支架44的第二連桿46的末端為轉動軸心而自體轉動。因此，鉸鏈支架44的弧形部441會同時沿著基座41的頂面412的弧形槽413的輪廓而移動，且兩個鉸鏈支架44從彼此打開180度的狀態而漸漸朝向彼此轉動。

特別的是，受到鉸鏈支架44的移動，第一連桿45也隨著鉸鏈支架44的轉動而帶動蝸輪43轉動，而與蝸輪43嚙合齒輪桿42的蝸桿部421受到驅動而轉動。

附帶一提，由於位在齒輪桿42的兩端的蝸桿部421分別與一個蝸輪43嚙合，因此只要其中一個蝸輪43轉動，齒輪桿42受到轉動的蝸輪43帶動而轉動，同步帶動另一個蝸輪43轉動。換句話說，兩個蝸輪43相輔相成地同步轉動。

由上述可知，成對設置的蝸輪43同步轉動，且成對設置的蝸輪43反向地轉動。具體地說，電子裝置1從打開到閉合的過程，位在圖4A至圖4C中的左邊的蝸輪43逆時鐘地轉動，而位在圖4A至圖4C中的右邊的蝸輪43順時鐘地轉動。

請繼續參考圖1、圖4B及圖4C。特別的是，在鉸鏈支架44相對基座41轉動及移動的同時，由於第一連桿45及第二連桿46的長度是固定的，所以受到第一連桿45及第二連桿46的轉動而被帶動的鉸鏈支架44轉動時，鉸鏈支架44的外緣的移動軌跡並非是圓形。

具體地說，當鉸鏈支架44以第二連桿46樞接在基座41的末端做為轉動軸心相對基座41轉動到某一角度時，受限於第一連桿45的長度，鉸鏈支架44改以第一連桿45樞接於蝸輪43的末端做為轉動軸心而相對基座41轉動。

由於在鉸鏈支架44相對基座41轉動的過程中歷經轉動軸心的變換，使得鉸鏈支架44的外緣的轉動軌跡並非是單純地沿著圓弧形而移動，而是沿一雲形線軌跡T移動。

圖4C中還示出雲形線軌跡T。請參考圖4C，本實施例中所指的雲形線軌跡T是指鉸鏈支架44的外緣的移動軌跡並非是沿著圓弧形移動。

具體地說，在本實施例中，各個鉸鏈支架44以其虛擬圓心C為轉動中心而打開0度、45度及90度時(即兩個鉸鏈支架44相對打開0度、90度及180度的狀態時)，鉸鏈支架44的外緣位在由虛擬圓心C所繪出的一虛擬圓VC上。而在各個鉸鏈支架44以其虛擬圓心C為轉動中心而打開的角度為非0度、45度及90度時(即兩個鉸鏈支架44相對打開的角度非0度、90度及180度的狀態時)，鉸鏈支架44的外緣位在各自的虛擬圓VC以外的位置。附帶一提，圖4A中只繪示左邊的鉸鏈支架44的虛擬圓心C，且圖4A至圖4C中只繪示圖中左邊的鉸鏈支架44的虛擬圓VC，但右邊的鉸鏈支架44也具有其虛擬圓心C及虛擬圓VC，在圖中並未繪示出來。

由圖4C可以看出，當兩個鉸鏈支架44處於180度的時候，鉸鏈支架44的外緣位在虛擬圓VC的圓周上。當兩個鉸鏈支架44從180度閉合至兩個鉸鏈支架44所夾的角度為90度之前，鉸鏈支架44的外緣的移動軌跡都位在虛擬圓VC的圓周內。

當兩個鉸鏈支架44處於90度(即一個鉸鏈支架44轉動到45度)時，鉸鏈支架44的外緣位在虛擬圓VC的圓周上。

當兩個鉸鏈支架44從90度閉合至0度之前，鉸鏈支架44的外緣的移動軌跡位在虛擬圓VC的圓周外。

通過上述的設置架構，鉸鏈支架44的外緣沿著雲形線軌跡T移動，且設置在鉸鏈支架44上的框架3在鉸鏈支架44相對基座41轉動及移動的過程中，框架3與基座41之間不會發生結構干涉而導致卡件的問題。所以，並不需要如習知的鉸鏈組件4需要在框架3處挖空部分區域以做出避讓空間。如此一來，框架3得以保持完整的結構，且能夠提供良好的支撐給柔性面板2。

附帶一提，本領域人員在理解上述說明之後，而可以在不違反本發明精神的前提下依照實際需求而改變組件的尺寸或架設架構進而改變雲形線的軌跡，也可以達成與本發明相同的技術功效。

請再參考圖1及圖2，附帶一提，電子裝置1可更包括螺帽49以及墊片50，且將螺帽49以及墊片50螺合於前述的第二固定件48，且螺帽49以及墊片50可沿著組裝方向D對蝸輪43施加力量，以迫緊蝸輪43，從而影響蝸輪43轉動所需的力量。換言之，可由螺帽49以及墊片50迫緊蝸輪43的程度來更進一步地調整鉸鏈組件4的扭力。

[第二實施例]

圖5為本發明第二實施例的鉸鏈組件的示意圖。請同時參考圖2及圖5，本實施例與第一實施例不同之處在於，本實施例的蝸輪43A的種類不同於第一實施例的蝸輪43的種類。

本實施例中的蝸輪43的正扭齒輪。使用正扭齒輪優點在於傳動動力大，且本實施例的鉸鏈組件4A相較於第一實施例的鉸鏈組件4的轉動過程更為平滑且安靜。

此外，本實施例的蝸桿部421A的實施態樣不同於第一實施例的蝸桿部421。圖5所示的蝸桿部421A的螺紋形狀與正扭蝸輪43A的形狀相類似。

有關於鉸鏈組件4A的作動方式已經於前述第一實施例詳細說明，因此第二實施例中不再重複說明。

[第三實施例]

圖6為本發明第三實施例的鉸鏈組件的示意圖。請參考圖6，本實施例與前述第一實施例及第二實施例的不同之處在於：本實施例中使用第二實施例的蝸輪43A且使用第一實施例的蝸桿部421。

有關於鉸鏈組件4B的作動方式已經於前述第一實施例詳細說明，因此第三實施例中不再重複說明。

由前述第一、第二及第三實施例可以知道，蝸輪以及蝸桿部的實施態樣可以依照需求而選擇性地改變。

綜上所述，本發明提供了一種新穎架構的鉸鏈組件，此鉸鏈組件具有同步且平順地轉動的優點。而應用此架構新穎的鉸鏈組件的電子裝置，可以避免框架與基座發生結構干涉的問題，所以框架不需要挖空部分區域以形成避讓空間，框架保持形狀及結構的完整性，因此能夠提供良好的支撐給柔性面板，進而延長電子裝置的使用壽命。

1:電子裝置 2:柔性面板 3:框架 4、4A、4B:鉸鏈組件 41:基座 411:側面 412:頂面 413:弧形槽 42:齒輪桿 421、421A:蝸桿部 43、43A:蝸輪 44:鉸鏈支架 441:弧形部 442:本體部 45:第一連桿 46:第二連桿 47:第一固定件 471:容納部 48:第二固定件 49:螺帽 50:墊片 D:組裝方向 A1:第一軸向 A2:第二軸向 T:雲形線軌跡 C:虛擬圓心 VC:虛擬圓

圖1為本發明之電子裝置的分解示意圖。 圖2為圖1的組裝示意圖。 圖3是圖2中的鉸鏈組件的示意圖。 圖4A至圖4C為鉸鏈組件相對閉合的流程圖。 圖5為本發明第二實施例的鉸鏈組件的示意圖。 圖6為本發明第三實施例的鉸鏈組件的示意圖。

1:電子裝置

2:柔性面板

3:框架

4:鉸鏈組件

41:基座

411:側面

412:頂面

413:弧形槽

42:齒輪桿

421:蝸桿部

43:蝸輪

44:鉸鏈支架

441:弧形部

442:本體部

45:第一連桿

46:第二連桿

47:第一固定件

471:容納部

48:第二固定件

49:螺帽

50:墊片

D:組裝方向

A1:第一軸向

A2:第二軸向

Claims (14)

1. 一種鉸鏈組件，包括：一基座，具有一側面以及一頂面，其中該頂面具有一對弧形槽；一齒輪桿，附接於該基座的該側面，該齒輪桿具有一第一軸向以及在該第一軸向上對稱設置的一對蝸桿部；一對蝸輪，附接於該基座的該側面，且該一對蝸輪與該一對蝸桿部對應嚙合；一對鉸鏈支架，該一對鉸鏈支架中的每一個具有一弧形部，每一該弧形部設置在相對應的該一對弧形槽的其中之一中；一對第一連桿，該一對第一連桿的其中之一連接於該一對蝸輪的其中之一與該弧形部之間，而該一對第一連桿的其中另一連接於該一對蝸輪的其中另一與該弧形部之間；一對第二連桿，該一對第二連桿的其中之一連接於其中一個該弧形部與該基座之間，而該一對第二連桿的其中另一連接於另一個該弧形部與該基座之間；以及一第一固定件，固定於該基座的側面，該第一固定件具有中空的一容納部，而該齒輪桿容納於該容納部中以相對該第一固定件空轉。
2. 如請求項1所述的鉸鏈組件，其中該一對蝸輪為正齒輪。
3. 如請求項1所述的鉸鏈組件，其中該一對蝸輪為正扭齒輪。
4. 如請求項1所述的鉸鏈組件，其中該齒輪桿以該第一軸向做為旋轉軸心而轉動時，該一對蝸輪同動以使該一對鉸鏈支架相對打開或相對閉合。
5. 如請求項1所述的鉸鏈組件，其中該一對第一連桿以該第一固定件為對稱中心而對稱設置，且該一對第二連桿以該第一固定件為對稱中心而對稱設置。
6. 如請求項1所述的鉸鏈組件，還包括一對第二固定件，穿過相對應的該一對蝸輪及該一對第一連桿並鎖入該基座。
7. 一種電子裝置，包括：一柔性面板；一鉸鏈組件，包括：一基座，具有一側面以及一頂面，其中該頂面具有一對弧形槽；一齒輪桿，附接於該基座的該側面，該齒輪桿具有一第一軸向以及在該第一軸向上對稱設置的一對蝸桿部；一對蝸輪，附接於該基座的該側面，且該一對蝸輪與該一對蝸桿部對應嚙合；一對鉸鏈支架，該一對鉸鏈支架中的每一個具有一弧形部，每一該弧形部設置在相對應的該一對弧形槽的其中之一 中；一對第一連桿，該一對第一連桿的其中之一連接於該一對蝸輪的其中之一與該弧形部之間，而該一對第一連桿的其中另一連接於該一對蝸輪的其中另一與該弧形部之間；一對第二連桿，該一對第二連桿的其中之一連接於其中一個該弧形部與該基座之間，而該一對第二連桿的其中另一連接於另一個該弧形部與該基座之間；以及一第一固定件，固定於該基座的側面，該第一固定件具有中空的一容納部，而該齒輪桿容納於該容納部中以相對該第一固定件空轉。
8. 如請求項7所述的電子裝置，其中該一對蝸輪為正齒輪。
9. 如請求項7所述的電子裝置，其中該一對蝸輪為正扭齒輪。
10. 如請求項7所述的電子裝置，其中該齒輪桿以該第一軸向做為旋轉軸心而轉動時，該一對蝸輪同動以使該一對鉸鏈支架相對打開或相對閉合。
11. 如請求項7所述的電子裝置，其中該一對第一連桿以該第一固定件為對稱中心而對稱設置，且該一對第二連桿以該第一固定件為對稱中心而對稱設置。
12. 如請求項7所述的電子裝置，還包括一對第二固定件，穿過相對應的該一對蝸輪及該一對第一連桿並鎖入該基座。
13. 如請求項7所述的電子裝置，其中該齒輪桿以該第一軸向做為旋轉軸心而轉動時，該一對蝸輪同動以使該一對鉸鏈支架的外緣沿各自的一雲形線軌跡移動。
14. 如請求項13所述的電子裝置，其中該雲形線軌跡是指該一對鉸鏈支架中的每一個鉸鏈支架於打開0度、45度及90度的狀態時，該一對鉸鏈支架的外緣位在由一虛擬圓心所繪出的一虛擬圓上，而在非0度、45度及90度的狀態時，該一對鉸鏈支架的外緣位在該虛擬圓以外的位置。

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