专利名称：电脑屏幕的转轴装置与定位机构的制作方法
技术领域：
本发明与一种可携式电脑产品有关，特别是有关一种应用于可携式电脑其屏幕与主机间的转轴装置及定位机构，以提供更可靠、更稳定的旋转定位效果。
背景技术：
随着集成电路制作技术突飞猛进的脚步，电子科技持续的发展与进步，促使各式各样的电子产品皆朝着「数字化」发展。并且，为了符合轻便性与实用性的考量，在电子产品在设计上，都趋向以轻薄短小、功能多、处理速度快来作为设计规格，以便制作的产品能更容易携带，且更符合现代的生活需求。特别是在多媒体电子产品大行其道后，夹着其强大的运算能力，可轻易的处理各种音效、影像、图样等数字化资料，而提供消费者高画质与高音质的娱乐效果，连带的使轻便型的电脑产品受到大众广泛的喜爱与使用。
特别是，随着网络应用技术的开发与成熟，通过有线或无线网络的连结，消费者可在任何地点任何时间进行上网，而传递或交换各式各样的讯息与资料。在此种情形下，消费者显然会更乐于购买使用各式轻便型的电脑产品，像是掌上型电脑、膝上型电脑、或笔记本电脑，以便借由互联网与远方的使用者进行信息交流，或是取得各式各样的语音或图象资料。换言之，在结合了新一代电脑超强的数据处理能力，以及网络连结所提供的通讯服务后，消费者将可轻松的通过电脑屏幕，观赏网络上的多媒体节目或是浏览即时的新闻信息。
为了提供消费者更多操作上的便利性，新一代的可携式电脑，例如平板型电脑(TABLE PC)，并采用了触控式屏幕，而使消费者能通过屏幕进行输入数据的动作，或是进行各项功能的操控。此外，为了让消费者能从更多角度浏览屏幕画面，在屏幕与主机之间的转轴设计上，除了传统的掀盖式设计外，并允许向上掀起的屏幕，能在主机上表面进行180度的左右旋转，而方便消费者能从各个方位浏览屏幕上的画面。换言之，在新式的可携式电脑中，其屏幕除了可进行俯仰方向上的掀起或盖下的动作外，同时也可以在左右方向上进行转动。
为了使屏幕能同时进行上下与左右方向的转动，新一代的可携式电脑，舍弃了传统笔记本电脑在屏幕底边左、右两侧各自装设转轴的方式，而改成在屏幕底边的中央部位，组装一组转轴装置。并且，由于此转轴装置除了能沿着上下方向外，亦能提供沿着左右方向转动的功能，因此电脑屏幕能在主机上进行向上掀起或向下闭合的扳动，并且也能在主机上进行左、右方向的转动。
尽管借着组装单一的转轴装置在电脑屏幕与主机之间，能同时提供上述两个方向的转动效果。但对目前市面上大部份的转轴装置而言，仍具有相当多的缺点。特别是，对目前市面上大部份的转轴装置来说，由于定位功能普遍不够可靠，并且定位的间隙过大，因此在屏幕旋转到定位后，缺乏有力的固定与支撑，仍然会产生轻微的摆动，而造成消费者在观看屏幕时容易产生不适。其次，当屏幕在进行旋转时，由于转轴装置所提供的摩擦扭力效果普遍不足，因此整个屏幕无法平稳的进行转动，而会产生摇晃的现象。
发明内容
为了有效的解决上述诸项问题，本发明的目的是提供一种转轴装置，其是组装连结于一可携式电脑的屏幕与主机间，能使屏幕能在主机上表面进行上下方向的扳动与左右方向的转动。
本发明所提供的一种转轴装置主要包括下列元件一长条形板块，构成转轴装置的主体；一垂直转轴，由长条形板块下表面中央位置向下凸出，能插入主机机壳上对应的孔洞，而允许长条形板块于主机上表面进行左右方向的转动；两个水平转轴，分别连结于长条形板块的两端，且沿着长条板块的方向向外延伸，水平转轴能进行相对于长条形板块的转动，水平转轴并能与屏幕外壳下缘对应的凹槽结合，而带动屏幕进行相对于长条形板块的上下方向转动；弹性构件，连结于长条形板块的下表面且向下凸出，弹性构件的前端正好触压主机机壳，其中在主机机壳上表面并具有孔状凹陷，当长条形板块旋转至定位时，弹性构件的前端正好能凸出卡在孔状凹陷中。
借由以下结合附图所作的详细描述，将可轻易的了解上述内容及此项发明的诸多优点，其中图1是显示本发明所提供的转轴装置、主机与屏幕的详细结构图；图2是显示本发明中弹性构件的详细结构图；及图3是显示本发明中转轴装置、主机与屏幕间的搭配关系的立体示意图。
具体实施例方式
请参照图1，此图是显示本发明所提供转轴装置1的结构立体分解图。此转轴装置1可组装连结于一可携式电脑的屏幕与主机间，而使屏幕能在主机上表面进行上下方向的扳动、以及左右方向的转动。如图中所示，此转轴装置1的主要构件区分为一长条形板块10、一垂直转轴11、二个水平转轴12、弹性构件13、以及固定构件14。其中，所述长条形板块10，是构成整个转轴装置1的主体。垂直转轴11则是由长条形板块10下表面的中央位置，向下垂直沿伸凸出，用来组装插入主机机壳上对应的孔洞，而允许长条形板块10于主机上表面进行左右方向的转动。所述水平转轴12，则分别连结于长条形板块10的两端，并且沿着长条板块10的方向，向两侧延伸凸出。此水平转轴12能沿着其轴向，进行相对于长条形板块的转动。当水平转轴12与屏幕外壳下缘对应的凹槽结合后，可带动整个屏幕进行上下方向转动。
值得注意的是，在上述长条形板块10的中心处，并制作了一个贯穿板块的中央圆孔101。并且，在中央圆孔101的下方，正好连接上述的垂直转轴11。由于垂直转轴11亦为一中空的圆筒结构，所以会向上贯穿长条形板块10的中央圆孔101。在较佳实施例中，此垂直转轴11与长条形板块10是以一体成型的方式制作，而其贯穿的中央圆孔101，则可提供铺设用来连结屏幕与主机的各式信号线或电源线。
仍请参照图1，在长条形板块10上表面，中央圆孔101的两边，分别设置了贯穿长条形板块10的套环102，用来组装本发明所提供的弹性构件13。如图中所示，此套环102是由长条形板块10上表面向上凸起，并且在套环102的内壁上制作有螺纹，以便将弹性构件13旋入并螺固于套环102中。要特别指出的是，弹性构件13在旋入贯穿长条形板块10的套环102后，会向下凸出于长条形板块10的下表面。当整个转轴装置10组装于主机上时，弹性构件13的前端，正好会触压主机机壳，以便借着其弹性触压的力，使长条形板块10的转动更为平顺。另外，在主机机壳上表面设置有对应于此弹性构件13的孔状凹陷，一旦长条形板块10旋转至定位时，弹性构件13的前端，正好会凸出卡在孔状凹陷中，而产生固定长条形板块10的效果。
在本发明一实施例中，所述弹性构件13是由弹簧球螺丝(spring ballscrew)构成。请参照图2，此图显示了弹性构件13的详细结构。此弹性构件13包括了一个套筒131、一弹簧132以及一钢珠133。在套筒131的外壳上制作有螺纹131a，以便能以开口朝下的方式，旋入并螺固于长条形板块10的套环102中。所述弹簧132是塞置于套筒131中，并且弹簧132的前端连结于钢珠133。如图中所示，由于钢珠133的直径大于套筒131的开口直径，因此会卡箍于套筒131的开口中，并受到弹簧132的弹性挤压。
一般而言，为了使屏幕与主机间能保留足够的空间，使屏幕能顺利的进行左右转动与上下扳动。在实际的机构中，水平转轴12的位置，会高于长条形板块10的上表面，而产生一个阶梯状的高度差，以提供屏幕与主机间足够的连结空间。如图1中所示，在长条形板块10上表面两端，分别设置有向上凸起的方块103。在较佳实施例中，此处的方块103亦是以一体成型的方式，与长条形板块10连接在一起。
在每一个方块103的上表面具有一个沿着长条形板块10方向往外延伸的固定构件14。每一个固定构件14，如图1中所示，可区分为平板141与柱状结构142两个部份。其中，在平板141上设置有两个小孔141a，能以铆钉或螺固方式将平板141固定在方块103的上表面。柱状结构142则连接于平板141的前端并向外沿伸，用来与水平转轴12连结。
仍请参照图1，所述水平转轴12是连结于固定构件14的前端，并且能进行相对于固定构件14的转动。每一个水平转轴12亦可区分为柱状结构121与平板122两个部份。其中，柱状结构121是连结于固定构件14的柱状结构142前端，并且能沿着其轴向进行相对于柱状结构142的转动。平板122则由柱状结构121前端向外延伸。在平板122上并制作了两个小孔122a，能借由螺丝将水平转轴12锁固于屏幕下缘。
一般而言，在将转轴装置1组装至电脑主机上时，还会在上述垂直转轴11上穿套有至少一个滚珠轴承15，以便组装插入主机机壳上对应的孔洞，而使转轴装置1能平顺的在主机上进行左右方向的旋转。在本发明中，如图1所示，是使用两组滚珠轴承15a与15b，依序穿套于垂直转轴11上，作为转动的凭借。并且，在滚珠轴承15的下方使用一螺帽16来进行锁固动作，以便将转轴装置1锁固于电脑主机中。
在搭配上述转轴装置1的结构基础上，本发明亦提供了主机机壳与屏幕外壳的对应设计，以便能与上述转轴装置1组装连结，并充分的发挥此转轴装置独具的功效。仍请参照图1，在主机2的机壳上表面，靠近侧边的位置，设置了一个向下凹陷的圆盘基座20。在圆盘基座20的中心处并制作了一中央孔洞201，对应于转轴装置1下侧的垂直转轴11。在把转轴装置1的垂直转轴11组装至中央孔洞201中后，此长条形板块10便能在圆盘基座20上表面，进行左右方向的转动。
值得注意的是，在圆盘基座20其中央孔洞201的内壁上设置有一环状薄板201a，以便将环型的滚珠轴承15a置放于中央孔洞201中的环状薄板201a上表面。在环状薄板201a的下侧则放置有另一个环型的滚珠轴承15b。如此一来，当转轴装置1的垂直转轴11，由上而下依序穿过滚珠轴承15a、环状薄板201a与滚珠轴承15b时，能使用上述螺帽16由滚珠轴承15b的下表面，将这些组件锁固于垂直转轴11上。
此外，在上述中央孔洞201两侧的圆盘基座20表面上分别制作有孔状凹陷202。当转轴装置1旋转至定位时，弹性构件13前端的钢珠133，正好会向下凸出并卡于对应的孔状凹陷202中，而产生固定转轴装置1的效果。
要特别指出的是，为了避免屏幕在左右旋转时超过180度，而导致转轴装置1中连结屏幕与主机的线路过度扭曲或，造成线路打结或断裂的问题，本发明中并可在长条形板块10下表面，制作一根向下凸出的凸柱(图中未显示)。并且，在圆盘基座20上表面，环绕中央孔洞201的位置上，设置一半圆形的弧线凹沟203。当转轴装置1组装于圆盘基座20上时，长条形板块10下表面的凸柱，正好会塞入弧线凹沟203中。如此一来，当长条形板块10在圆盘基座20上进行旋转时，凸柱会沿着弧线凹沟203往复滑动。由于弧线凹沟203仅有半图，因此长条形扳块10最多能转动180度，并且其转动的方向，亦会受到凸柱位置的限制。
另一方面，在屏幕3外壳下缘处，则设置有与上述水平转轴12对应，用来组装转轴装置1的两组锁合基座30。每一个锁合基座30包括了半圆形的圆弧状凹槽30a与两个螺孔30b。在组装转轴装置1与屏幕3时，上述固定构件14的圆柱结构142以及水平转轴12的圆柱结构121，正好组装容置于圆弧状凹槽30a中；至于水平转轴12的平板122则可借由螺丝锁固的方式，依序穿过小孔122a与30b，将其固定装设于锁合基座30上。
为了方便了解，并请参照图3，此图显示了上述转轴装置1、主机2与屏幕3之间的组装关系。其中，所述圆盘基座20是制作于主机2机壳上表面后侧的中央位置，所述两个锁合基座30则分布于屏幕3外壳下缘中央处，且正好与转轴装置1的水平转轴12相对。
使用本发明的设计，具有相当多的优点(1)首先，由于本发明的转轴装置具有两个向下凸出的弹性构件，因此当长条形板块在主机机壳上左右转动时，此弹性构件正好会抵触于圆盘基座上表面，使整个长条形板块的转动更为平顺，进而降低屏幕转动时的摇晃程度。
(2)在本发明中圆盘基座上表面并设置了孔状凹陷，使屏幕在到达定位的时候，上述的弹性构件正好会向下凸出卡在孔状凹陷中，进而达到增强固定屏幕的效果。
(3)此外，本发明中并在长条形板块下表面设置凸柱，同时在圆盘基座上设置对应的半圆形弧状凹沟。如此一来，能有效的限制屏幕的旋转方向与角度限制，而防止由于屏幕过度转动，导致主机与屏幕间连线发生扭曲、断裂的意外。
本发明虽以较佳实例阐明如上，然而其并非用以限定本发明精神与发明保护范围。熟悉本技术的人员当可轻易了解并利用其它元件或方式来产生相同的功效。因此，在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改，均应包含在下述的本申请权利要求范围内。
权利要求
1.一种转轴装置，组装连结于一可携式电脑的屏幕与主机间，而使该屏幕能在该主机上表面进行上下方向的扳动与左右方向的转动，该转轴装置至少包括一长条形板块，构成该转轴装置的主体；一垂直转轴，由该长条形板块下表面中央位置向下凸出，能插入该主机机壳上对应的孔洞，而允许该长条形板块于该主机上表面进行左右方向的转动；两个水平转轴，分别连结于长条形板块的两端，且沿着该长条板块的方向向外延伸，该水平转轴能进行相对于该长条形板块的转动，该水平转轴并能与该屏幕外壳下缘对应的凹槽结合，而带动该屏幕进行相对于该长条形板块的上下方向转动；弹性构件，连结于该长条形板块的下表面且向下凸出，该弹性构件的前端正好触压该主机机壳，其中在该主机机壳上表面具有孔状凹陷，当该长条形板块旋转至定位时，该弹性构件的前端正好能凸出卡在该孔状凹陷中。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述长条形板块具有一个贯穿的中央圆孔，且该垂直转轴是为一中空的圆筒结构，而贯穿至该长条形板块的该中央圆孔。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于在该长条形板块上表面，该中央圆孔的两侧，分别具有贯穿该长条形板块的套环，该套环是由该长条形板块上表面向上凸起，且在该套环内壁上具有螺纹。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于所述弹性构件是螺固于该套环中，而贯穿并凸出于该长条形板块下表面，其中每一个该弹性构件还包括一套筒，外壳具有螺纹，是以开口朝下的方式螺固于该套环中；一弹簧，塞置于该套筒之中；及一钢珠，受到该弹簧的弹性挤压而卡箍于该套筒开口中。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于在该长条形板块上表面两端，分别具有向上凸起的方块，并且在每一个该方块的上表面，具有一个沿着该长条形板块方向，向外延伸的固定构件，其中每一个该固定构件可区分为第一平板，具有两个小孔，借助铆钉或螺固方式固定于该方块上表面，以及第一柱状结构，连接于该平板前端。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于所述水平转轴是连结于该固定构件前端，并且能进行相对于该固定构件的转动，其中每一个该水平转轴可区分为第二柱状结构，连结于该固定构件的该第一柱状结构前端，并且能沿着该第一柱状结构的方向进行转动，以及第二平板，由该第二柱状结构前端向外延伸，在该第二平板上并具有两个小孔，能借由螺丝将该水平转轴锁固于该屏幕下缘。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于在所述垂直转轴上穿套有至少一个滚珠轴承，以便组装插入该主机机壳上对应的该孔洞，而允许该转轴装置在该主机上进行左右方向的旋转。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于在该主机机壳上具有一个向下凹陷的圆盘基座，并且在该圆盘基座中央制作有所述孔洞，在把该转轴装置的该垂直转轴组装于该孔洞中时，该长条形板块能在该圆盘基座上表面进行转动。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于在该圆盘基座的该孔洞内壁上具有一环状薄板，以便将环型的第一滚珠轴承置放于该孔洞中的环状薄板上表面。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于在该孔洞中的该环状薄板下侧，并放置有环型的第二滚珠轴承，当该转轴装置的该垂直转轴由上而下，依序穿过该第一滚珠轴承、该环状薄板、与该第二滚珠轴承时，能以一螺帽由该第二滚珠轴承下表面，锁固该垂直转轴。
11.如权利要求4所述与第8所述的装置，其特征在于在该孔洞两侧的该圆盘基座表面上分别具有所述孔状凹陷，当该转轴装置旋转至定位时，该弹性构件前端的该钢珠，会向下凸出卡于该孔状凹陷中，以固定该转轴装置。
12.如权利要求8所述的装置，其特征在于在该长条形板块下表面具有一向下凸出的凸柱，并且在该圆盘基座上表面环绕该孔洞的位置上具有半圆形的弧线凹沟，当该转轴装置组装于该圆盘基座上时，该凸柱正好塞入该弧线凹沟中，并且当该长条形板块在该圆盘基座上进行旋转时，该凸柱是沿着该弧线凹沟往复滑动。
全文摘要
一种转轴装置是组装连结于一可携式电脑的屏幕与主机间，而使屏幕能在主机上表面进行上下扳动与左右转动。此转轴装置包括下列元件一垂直转轴，制作于一长条形板块下表面中央处，并且向下沿伸凸出，能插入主机机壳上对应孔洞，而允许长条形板块于主机上进行转动；两个水平转轴，分别连结于长条形板块两端，且向外侧延伸，水平转轴能进行相对于长条形板块的转动，并能与屏幕外壳下缘对应的凹槽结合，而带动屏幕进行上下方向转动；两个弹性构件，分别连结于长条形板块的下表面，且向下凸出，弹性构件前端正好触压主机机壳。其中在主机机壳上并具有孔状凹陷，当长条形板块旋转至定位时，弹性构件的前端正好凸出卡在孔状凹陷中。
文档编号G06F1/16GK1749917SQ20041007874
公开日2006年3月22日 申请日期2004年9月15日 优先权日2004年9月15日
发明者罗建生 申请人:华硕电脑股份有限公司