专利名称：屏幕转轴结构及掀盖式便携电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种屏幕转轴结构及掀盖式便携电子装置，尤其是一种可在开盖与闭盖过程的特定角度范围增加扭力的屏幕转轴结构及掀盖式便携电子装置。
背景技术：
掀盖式电子装置为常用的电子设备。掀盖式电子装置以笔记本型计算机为例， 由于其通常为折叠式设计，因此在开盖与闭盖的过程中，使用者必须施以适当的扭力。请参考图1，其为常用的屏幕转轴结构的枢转角度与扭力数值的关系图。在图 1中，横轴表示掀盖式电子装置的枢转角度，纵轴表示扭力数值，而上半部曲线表示开盖 过程，下半部曲线则表示闭盖过程。常用的屏幕转轴结构的特色在于开盖过程的扭力变 化与闭盖过程的扭力变化曲线呈上下对称关系，亦即线段AB的扭力值等于线段GH的扭 力值，而线段CD的扭力值亦相同于线段EF的扭力值。然而，在某些使用情况下，需要在特定角度范围增加扭力值。举例来说，若为 具有触控式屏幕的笔记本型计算机，其开盖至使用状态时(例如枢转角度由100度至130 度之间时)，需要有较大的扭力支撑，但是在使用状态下进行闭盖时，则不需要较大的扭 力。另外，在闭盖至特定角度范围时(例如枢转角度由70度至30度之间时)需要增加 扭力作为屏幕端的支撑，以防止使用者一松手即让笔记本型计算机的屏幕端直接落下而 损伤内部结构。只是目前并无针对上述需求而有开盖与闭盖的枢转角度与扭力的关系曲线为非 对称的设计，亦即无法在开盖与闭盖过程的“特定角度范围”内增加屏幕转轴结构的扭 力，以方便使用者操作。因此，有必要提供一种屏幕转轴结构及掀盖式便携电子装置，以解决先前技术 所产生的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种屏幕转轴结构，其用于掀盖式便携电子装置， 其可在开盖与闭盖过程的特定角度范围内增加扭力。本发明的另一目的在于提供便携式电子装置，其可在开盖与闭盖过程的特定角 度范围内增加扭力。为达到上述的目的，本发明提供一种屏幕转轴结构，该屏幕转轴结构用于一掀 盖式便携电子装置，该掀盖式便携电子装置包括相互枢接的一主体与一盖体，该主体与 该盖体之间形成一枢转角度，本发明的屏幕转轴结构包括一固定件、一第一枢转件与一 第二枢转件。其中，该固定件包括一固定座与一枢转孔，该固定座连接到该掀盖式便携 电子装置上。藉由该枢转孔以使该第一枢转件可相对于该固定件进行枢转。该第二枢转 件设置在该固定件上且相邻于该第一枢转件，当该枢转角度在一特定枢转角度范围时， 可藉由该第一枢转件的枢转而连动该第二枢转件，以增加该屏幕转轴结构的扭力。
本发明提供一种屏幕转轴结构，该屏幕转轴结构用于一掀盖式便携电子装置， 该掀盖式便携电子装置包括相互枢接的一主体与一盖体，该主体与该盖体之间形成一枢 转角度，该屏幕转轴结构包括一固定件，该固定件上具有一固定座与一枢转孔，该固 定座连接到该掀盖式便携电子装置上；以及一扭力产生组件，该扭力产生组件包括一 扭力产生器，该扭力产生器通过该枢转孔枢接于该固定座上，以使该扭力产生器可相对 于该固定座进行枢转，该扭力产生器所产生的扭力随着该枢转角度的改变而产生变化； 一连动机构；以及一辅助扭力产生结构，当该枢转角度在一特定枢转角度范围时，该扭 力产生器藉由该连动机构以带动该辅助扭力产生结构，以增加该屏幕转轴结构的扭力。本发明还提供一种掀盖式便携电子装置，包括一主体；一盖体，该盖体枢接 于该主体而形成一枢转角度；一固定件，该固定件包括一固定座与一枢转孔，该固定座 连接到该主体上；一第一枢转件，藉由该枢转孔以使该第一枢转件可相对于该固定件进 行枢转；以及一第二枢转件，该第二枢转件设置在该固定件上且相邻于该第一枢转件， 当该枢转角度在一特定枢转角度范围时，可藉由该第一枢转件的枢转而连动该第二枢转 件，以增加该屏幕转轴结构的扭力。为达到上述的另一目的，本发明的掀盖式便携电子装置包括相互枢接的主体、 盖体与屏幕转轴结构，主体与盖体之间形成枢转角度。屏幕转轴结构包括固定件、第一 枢转件与第二枢转件。其中，固定件包括固定座与枢转孔，固定座连接到掀盖式便携电 子装置上。藉由枢转孔以使第一枢转件可相对于固定件进行枢转。第二枢转件设置在固 定件上且相邻于第一枢转件，当枢转角度在特定枢转角度范围时，可藉由第一枢转件的 枢转而连动第二枢转件，以增加屏幕转轴结构的扭力。本发明的屏幕转轴结构及掀盖式便携电子装置，开盖与闭盖的枢转角度与扭力 的关系曲线为非对称的设计，亦即可在开盖与闭盖过程的“特定角度范围”内增加屏幕 转轴结构的扭力，以方便使用者操作。
图1为常用的屏幕转轴结构的枢转角度与扭力数值的关系图。图2为本发明的屏幕转轴结构的枢转角度与扭力数值的关系图。图3至图5表示本发明的屏幕转轴结构在开盖时，枢转角度为90度的示意图。图6为本发明的屏幕转轴结构在开盖时，枢转角度为142度的立体图。图7为本发明的屏幕转轴结构在闭盖时，枢转角度为77度的立体图。图8为本发明的屏幕转轴结构在闭盖时，枢转角度为25度的立体图。主要组件符号说明屏幕转轴结构1固定件10固定座12枢转孔14第一枢转件20旋动件22第二枢转件30齿轮组40第一齿部41第二齿部42第三齿部51第四齿部52掀盖式便携电子装置90 主体91
盖体92枢转角度θ
具体实施例方式为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明 的具体实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。以下请先一并参考图2至5。图2为本发明的屏幕转轴结构的枢转角度与扭力数 值的关系图，图3为掀盖式便携电子装置的示意图，图4为屏幕转轴结构的立体图，图5 为屏幕转轴结构的另一角度的立体图。其中，图3至图5皆为屏幕转轴结构在开盖时， 枢转角度为90度的附图。如图3所示，掀盖式便携电子装置90包括主体91、盖体92与屏幕转轴结构1。 其中盖体92枢接于主体91而形成枢转角度Θ，枢转角度θ可供使用者视使用状态而调整。如图4所示。屏幕转轴结构1包括固定件10、第一枢转件20与第二枢转件30。固定件10包括固定座12与枢转孔14，固定座12连接到掀盖式便携电子装置90 上。在本实施例中，固定座12固定于主体91上。第一枢转件20可产生扭力，藉由枢转孔14以使第一枢转件20可相对于固定座 12进行枢转。在本实施例中，主体91与盖体92藉由第一枢转件20而枢接，亦即第一枢 转件20即为掀盖式便携电子装置90的旋转轴。在本实施例中，第一枢转件20包括扭力产生器，该扭力产生器所产生的扭力随 着该枢转角度θ的改变而产生变化。第一枢转件20可为常用的扭力产生器，其扭力变 化可如图1所示。惟须注意的是，第一枢转件20的结构以及所产生的扭力变化并不限于 上述。举例来说，扭力产生器可由摩擦式转轴或扭力弹簧等构件所构成。在本实施例中，第一枢转件20藉由旋动件22固定于盖体92上(可一并参考图 3与图4)。第二枢转件30亦可产生扭力，其设置在固定件10上且相邻于第一枢转件20，当 枢转角度θ在特定枢转角度范围9s时，可藉由第一枢转件20的枢转而连动第二枢转件 30，以增加屏幕转轴结构1的扭力。在本实施例中，第二枢转件30包括辅助扭力产生器。由于第二枢转件30为辅 助第一枢转件20的不足，因此第二枢转件30所能产生的扭力，一般来说较第一枢转件20 小。第一枢转件20包括第一齿部41与第三齿部51，第二枢转件30包括第二齿部42 与第四齿部52，第一齿部41、第二齿部42、第三齿部51与第四齿部52共同形成相互搭 配的齿轮组40，其用于将第一枢转件20连动第二枢转件30。只是齿轮组40在枢转角度 θ为特定枢转角度范围Qs时，第一枢转件20才会连动第二枢转件30，当第一枢转件20 连动第二枢转件30时会使屏幕转轴结构1的扭力增加。在本实施例中，第一齿部41与第二齿部42(如图4所示)为可相互啮合的一组 齿轮，第三齿部51与第四齿部52为可相互啮合的另一组齿轮。其中第一齿部41与第三 齿部51之间呈特定角度(在本实施例中略呈L形)，且第二齿部42与第四齿部52呈特 定角度(在本实施例中略呈V形)。此外，第一齿部41、第二齿部42、第三齿部51与第四齿部52之间亦具有特殊的对应位置关系。惟须注意的是，第一枢转件20连动第二枢转件30亦可不通过齿轮组。举例来 说，第一枢转件20连动第二枢转件30可通过凸轮结构等。特定枢转角度范围θ 8包括特定开盖角度范围θ。ρεη与特定闭盖角度范围θ。-， 并且特定开盖角度范围θ。pm与特定闭盖角度范围θ d■并不相同。其中，当枢转角度θ 逐渐增加，进入特定开盖角度范围9。pen时，第一齿部41接触并带动第二齿部42，以增 加屏幕转轴结构1的扭力。一般来说，特定开盖角度范围θ。pen介于80度至150度之间。 惟须注意的是，特定开盖角度范围θ。ρεη并不限于此。当枢转角度θ逐渐减少，进入特定闭盖角度范围Θ。-时，第三齿部51接触并 带动第四齿部52，以增加屏幕转轴结构1的扭力。其中，特定闭盖角度范围9d。se与特 定开盖角度范围θ。ρεη并不相同，其为本发明的特色之一。一般来说，特定闭盖角度范围 0d。se介于80度至20度之间。惟须注意的是，特定闭盖角度范围ed。se并不限于此。以下便分阶段进一步说明本发明的实际作动方式。在本实施例中，令特定开盖 角度范围θ。pen介于90度至142度之间，特定开盖角度范围θ。pen介于77度至25度之间。一、开盖阶段(1)枢转角度θ由0度至小于90度(0° $ θ <90° )在此区间，第一齿部41不会接触第二齿部42，第三齿部51亦不会接触第四齿部 52，此时屏幕转轴结构1的扭力仅由第一枢转件20所提供。在本实施例中，第一枢转件20使用与公知相同的扭力产生器，因此，在本实施 例中，图2的线段IJ数值与图1的线段AB相同。惟须注意的是，第一枢转件20可选用提供较小扭力的扭力产生器(亦即数值较 图2的线段IJ为小)，可使此阶段的扭力值降低，使用者在开启盖体92时便较为省力。(2)枢转角度θ由90度至小于142度(90° < θ < 142° )请参考图3至图5，其为枢转角度θ恰为90度的附图。此时，第一齿部41正 好接触到第二齿部42。接着枢转角度θ继续由90度增加，藉由第一齿部41推动第二齿 部42而带动第二枢转件30，由于其所产生的扭力为第一枢转件20与第二枢转件30所能 产生扭力的总和，因此可提供屏幕转轴结构1更大的扭力支撑，其支撑效果比公知的佳 (比较图1的线段CD与图2的线段KL)，特别适用于具有触控屏幕的掀盖式便携电子装 置90。进一步来说，当使用者在枢转角度θ为90度继续开盖时(如图5的箭头所示方 向)，图5的第一齿部41以逆时针旋转以带动第二齿部42，第二齿部42以顺时针旋转以 带动第二枢转件30。图2右上方的双斜线的区域即为第二枢转件30所产生的扭力。由 于当第一齿部41与第三齿部51的相对位置固定，第二齿部42与第四齿部52的相对位置 固定，因此当第一齿部41带动第二齿部42时，第三齿部51与第四齿部52亦会以相同角 度进行旋转。惟须注意的是，开始增加扭力值的枢转角度θ (即第一齿部41刚接触到第二齿 部42时)并非一定为90度，只要改变第一齿部41与第二齿部42的相对位置，即可改变
此一数值。 (3)枢转角度θ等于142度(Θ = 142° )
请参考图6，为枢转角度等于142度的立体图。此时，第一齿部41正好脱离第 二齿部42，使得屏幕转轴结构1的扭力恢复为仅由第一枢转件20所提供。若在此角度附 近进行开盖或闭盖，第一齿部41与第二齿部42皆不会相互接触。
惟须注意的是，若不需要本阶段(即第一齿部41脱离第二齿部42的阶段)，只 要将掀盖式便携电子装置90的枢转角度θ的最大值定为小于142度即可。举例来说， 令枢转角度θ最大值为135度，则枢转角度θ达135度即无法继续增加，此时第一齿部 41便不会有脱离第二齿部42的情形(如图2所示的线段LM)。
二、闭盖阶段
(4)枢转角度θ由142度至大于77度(142° 2 θ > 77° )
此阶段为由图6移至图7的阶段，亦即使用者在枢转角度θ为142度继续闭盖 时(如图6的箭头所示方向)。在此区间，第一齿部41不会接触第二齿部42，第三齿部 51亦不会接触第四齿部52，此时屏幕转轴结构1的扭力仅由第一枢转件20所提供。
在本实施例中，第一枢转件20使用与公知相同的扭力产生器，因此，在本实施 例中，图2的线段MN数值与图1的线段EF相同。
(5)枢转角度θ由77度至大于25度(77° 2 θ > 25° )
由于前述阶段O)的第一齿部41带动第二齿部42时，第四齿部52亦会以相对 应角度进行旋转，旋转后的第四齿部52的位置，恰好在本阶段中，能让第三齿部51可接 触到第四齿部52。
请参考图7，此时枢转角度θ恰为77度，第三齿部51正好接触到第四齿部52。 接着使用者若继续进行闭盖，枢转角度θ继续由77度减少，藉由第三齿部51推动第四 齿部52而带动第二枢转件30，由于其所产生的扭力为第一枢转件20与第二枢转件30所 能产生扭力的总和，因此可提供屏幕转轴结构1更大的扭力支撑，其支撑效果比公知的 佳(比较图1的线段GH与图2的线段OP)，此时不会因稍微松手而使盖体92立即往下 掉。
进一步来说，当使用者在枢转角度θ为77度继续闭盖时，图7的第三齿部51 以顺时针旋转以带动第四齿部52，第四齿部42以逆时针旋转以带动第二枢转件30。图 2左下方的双斜线的区域即为第二枢转件30所产生的扭力。
由于当第一齿部41与第三齿部51的相对位置固定，第二齿部42与第四齿部52 的相对位置固定，因此当第三齿部51带动第四齿部52时，第一齿部41与第四齿部42亦 会以相应角度进行旋转。
惟须注意的是，开始增加扭力值的枢转角度θ (即第三齿部51刚接触到第四齿 部52时)并非一定为77度，只要改变第三齿部51与第四齿部52的相对位置，即可改变此一数值。
(6)枢转角度θ小于25度2 θ )
请参考图8，图8为枢转角度等于25度的立体图。此时，第三齿部51正好脱离 第四齿部52，使得屏幕转轴结构1的扭力恢复为仅由第一枢转件20所提供。若在此角度 附近进行开盖或闭盖，第三齿部51与第四齿部52皆不会相互接触。
前述的阶段(1)至(6)可为循环动作，使用者每进行开盖至使用状态与闭盖至收 纳状态一次，前述的阶段(1)至(6)即会完整进行一次。
综合上述，本发明的屏幕转轴结构1藉由齿轮组作为传动件，其中第一齿部41 与第二齿部42在开盖时的特定角度范围(即特定开盖角度范围θ。ρεη)可啮合，使第一枢 转件20与第二枢转件30相连动，以提升屏幕转轴结构1的扭力。至于第三齿部51与第 四齿部52则在闭盖时的特定角度范围(即特定闭盖角度范围ed。se)可啮合，使第一枢转 件20与第二枢转件30相连动，以提升屏幕转轴结构1的扭力。惟须注意的是，只需调整第一齿部41、第二齿部42、第三齿部51与第四齿部52 的相对位置关系，即可将特定开盖角度范围θ。ρεη及特定闭盖角度范围θ。-的数值范围 加以改变，以产生设计者想要的区域范围。另需注意的是，在本实施例中，相互啮合的齿数仅单一齿，只是本发明不限于 此，其亦可为多个齿，视实际需求而定。举例来说，当特定开盖角度范围θ。ρεη的数值范 围的需求较大时，第一齿部41与第二齿部42亦可分别由两个齿所构成。综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，处处均显示其迥异于公知技术的 特征，恳请审查员明察，早日赐准专利，使嘉惠社会，实感德便。惟应注意的是，上述 诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所要求保护的权利范围自然应当以权 利要求书的范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种屏幕转轴结构，该屏幕转轴结构用于一掀盖式便携电子装置，该掀盖式便携 电子装置包括相互枢接的一主体与一盖体，该主体与该盖体之间形成一枢转角度，该屏 幕转轴结构包括一固定件，该固定件上具有一固定座与一枢转孔，该固定座连接到该掀盖式便携电 子装置上；以及一扭力产生组件，该扭力产生组件包括一扭力产生器，该扭力产生器通过该枢转孔枢接于该固定座上，以使该扭力产生器 可相对于该固定座进行枢转，该扭力产生器所产生的扭力随着该枢转角度的改变而产生 变化；一连动机构；以及一辅助扭力产生结构，当该枢转角度在一特定枢转角度范围时，该扭力产生器藉由 该连动机构以带动该辅助扭力产生结构，以增加该屏幕转轴结构的扭力。
2.如权利要求1所述的屏幕转轴结构，其中该特定枢转角度范围包括一特定开盖角度 范围，该特定开盖角度范围介于80度至150度之间。
3.如权利要求2所述的屏幕转轴结构，其中该连动机构为一齿轮组或一凸轮组。
4.如权利要求3所述的屏幕转轴结构，其中该齿轮组包括一第一齿部与一第二齿部， 其中该第一齿部连接该扭力产生器，该第二齿部连接该辅助扭力产生结构；当在该特定 开盖角度范围时，该第一齿部接触并带动该第二齿部。
5.如权利要求4所述的屏幕转轴结构，其中该特定枢转角度范围还包括一特定闭盖角 度范围，该特定闭盖角度范围介于80度至20度之间。
6.如权利要求5所述的屏幕转轴结构，其中该齿轮组还包括一第三齿部与一第四齿 部，其中该第三齿部连接该扭力产生器，该第四齿部连接该辅助扭力产生结构；当在该 特定闭盖角度范围时，该第三齿部接触并带动该第四齿部。
7.如权利要求1所述的屏幕转轴结构，其中该主体与该盖体藉由该扭力产生器而枢 接，并且该固定座固定于该主体。
8.—种屏幕转轴结构，该屏幕转轴结构用于一掀盖式便携电子装置，该掀盖式便携 电子装置包括相互枢接的一主体与一盖体，该主体与该盖体之间形成一枢转角度，该屏 幕转轴结构包括一固定件，该固定件包括一固定座与一枢转孔，该固定座连接到该掀盖式便携电子 装置上；一第一枢转件，藉由该枢转孔以使该第一枢转件可相对于该固定件进行枢转；以及一第二枢转件，该第二枢转件设置在该固定件上且相邻于该第一枢转件，当该枢转 角度在一特定枢转角度范围时，可藉由该第一枢转件的枢转而连动该第二枢转件，以增 加该屏幕转轴结构的扭力。
9.如权利要求8所述的屏幕转轴结构，其中该特定枢转角度范围包括一特定开盖角度 范围，该特定开盖角度范围介于80度至150度之间。
10.如权利要求9所述的屏幕转轴结构，其中该第一枢转件与该第二枢转件共同包括 一齿轮组或一凸轮组。
11.如权利要求10所述的屏幕转轴结构，该齿轮组包括一第一齿部与一第二齿部，其中该第一枢转件包括该第一齿部，该第二枢转件包括该第二齿部；当在该特定开盖角度 范围时，该第一齿部接触并带动该第二齿部。
12.如权利要求11所述的屏幕转轴结构，其中该特定枢转角度范围还包括一特定闭盖 角度范围，该特定闭盖角度范围介于80度至20度之间。
13.如权利要12所述的屏幕转轴结构，该齿轮组还包括一第三齿部与一第四齿部，其 中该第一枢转件包括该第三齿部，该第二枢转件包括该第四齿部；当在该特定闭盖角度 范围时，该第三齿部接触并带动该第四齿部。
14.如权利要求8所述的屏幕转轴结构，其中该主体与该盖体藉由该第一枢转件而枢接。
15.—种掀盖式便携电子装置，包括一主体；一盖体，该盖体枢接于该主体而形成一枢转角度；一固定件，该固定件包括一固定座与一枢转孔，该固定座连接到该主体上；一第一枢转件，藉由该枢转孔以使该第一枢转件可相对于该固定件进行枢转；以及一第二枢转件，该第二枢转件设置在该固定件上且相邻于该第一枢转件，当该枢转 角度在一特定枢转角度范围时，可藉由该第一枢转件的枢转而连动该第二枢转件，以增 加该屏幕转轴结构的扭力。
16.如权利要求15所述的掀盖式便携电子装置，其中该特定枢转角度范围包括一特定 开盖角度范围，该特定开盖角度范围介于80度至150度之间。
17.如权利要求16所述的掀盖式便携电子装置，其中该第一枢转件与该第二枢转件共 同包括一齿轮组或一凸轮组。
18.如权利要求17所述的掀盖式便携电子装置，该齿轮组包括一第一齿部与一第二齿 部，其中该第一枢转件包括该第一齿部，该第二枢转件包括该第二齿部；当在该特定开 盖角度范围时，该第一齿部接触并带动该第二齿部。
19.如权利要求18所述的掀盖式便携电子装置，其中该特定枢转角度范围还包括一特 定闭盖角度范围，该特定闭盖角度范围介于80度至20度之间。
20.如权利要求19所述的掀盖式便携电子装置，该齿轮组还包括一第三齿部与一第四 齿部，其中该第一枢转件包括该第三齿部，该第二枢转件包括该第四齿部；当在该特定 闭盖角度范围时，该第三齿部接触并带动该第四齿部。
全文摘要
屏幕转轴结构及掀盖式便携电子装置。屏幕转轴结构用于掀盖式便携电子装置，掀盖式便携电子装置包括相互枢接的主体与盖体，主体与盖体之间形成枢转角度，屏幕转轴结构包括固定件，固定件上具有固定座与枢转孔，固定座连接到掀盖式便携电子装置上；以及扭力产生组件，包括扭力产生器，扭力产生器通过枢转孔枢接于固定座上，以使扭力产生器可相对于固定座进行枢转，扭力产生器所产生的扭力随着枢转角度的改变而产生变化；连动机构；以及辅助扭力产生结构，当枢转角度在特定枢转角度范围时，扭力产生器藉由连动机构以带动辅助扭力产生结构，以增加屏幕转轴结构的扭力。本发明可在开盖与闭盖过程的“特定角度范围”内增加屏幕转轴结构的扭力。
文档编号F16C11/10GK102022422SQ200910176589
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月23日 优先权日2009年9月23日
发明者胡立骅 申请人:宏碁股份有限公司