[发明专利]一种转轴结构

说明书

技术领域

本发明属于转轴领域，尤其涉及一种具有自动闭合功能的转轴结构。

背景技术

在日常生活中，为了使折叠式物件得以顺利开合，通常会在两相对的旋转组件之间装设转轴结构。在现有转轴结构中，包覆式转轴因其相对较低的制作成本而广泛应用于折叠式物件上，以提供一定的扭矩。

目前，转轴自动闭合功能的实现主要依靠两类结构。一类是采用凸轮干涉组件的弹片式结构，通过凸轮间轴向的旋转产生轴向位移，弹片挤压程度急剧变化，导致转轴的输出扭矩剧变，实现自动闭合及防自动打开的自动闭合功能。另一类是在现有包覆式转轴的轴径方向进行改进，使得轴径与弹片（或轴套）之间的干涉变形量随旋转角度位置变化而变化，当转至自动闭合位置时，干涉位移量减小，导致输出扭矩剧减，实现自动闭合功能。

从理论上讲，这两种结构均能完美地实现转轴的自动闭合功能，但根据实际生产及使用情况可知，此两种结构还存在许多缺点和不足。如在自动闭合角度位置时，由于扭矩急剧减小，自动闭合下落时的旋转加速度非常大，在合到零度位置时冲击速度非常大，极易对笔记本等电子产品产生冲击破坏。目前为了减缓这种潜在较强的合盖冲击，常将转轴的自动闭合角度范围限制得非常小，比如在20度以下。对于凸轮弹片式转轴，当在自动闭合角度打开转轴时，由于凸轮上凸台的过渡特点，导致转轴打开过程中会出现一极大的扭矩，远远高出正常输出扭矩值，增大电子产品本体支架和外壳破裂的风险；且在扭矩角度曲线上体现为一很高的尖峰，从而会导致尖峰位置的磨损加剧，直接影响转轴的使用寿命。对于改进干涉变形量的包覆式转轴而言，由于摩擦力及输出扭矩对干涉量非常敏感，在实际生产中很难保证转轴装配后的干涉量和旋转角度的关系，导致转轴扭矩稳定性差，基本无量产可能。

发明内容

本发明为解决现有包覆式转轴由于摩擦力及输出扭矩对干涉量非常敏感，在实际生产中很难保证转轴装配后的干涉量和旋转角度的关系，导致转轴扭矩稳定性差的技术问题，提供一种具有自动闭合功能的包覆式转轴结构。

本发明所述的技术问题是通过以下技术方案解决的：

一种转轴结构，包括：

底座体，所述底座体轴向开设一圆柱孔，与该圆柱孔底部连接并轴向延伸的导向槽；

弹簧片，与底座体紧密配合，包括邻接于圆柱孔的内壁设有开槽的圆柱管，所述圆柱管上开设有至少一个镂空区，与圆柱管连接的导向定位片与导向槽紧密配合；以及

旋转轴，该旋转轴的表面开设有至少一个扁平区，开设扁平区的一端套设于弹簧片的圆柱管中，旋转轴的另一端设有限制弹簧片轴向移动的轴肩挡位；

旋转轴相对于弹簧片旋转时，在镂空区和扁平区的共同作用下，圆柱管的内表面与旋转轴外表面的接触面积随两者旋转角度变化而变化，从而形成不同的摩擦扭矩。

本发明提供的转轴结构，采用接触面积的变化实现扭矩的变化，由于扭矩与摩擦接触面积大小为线性关系，使得扭矩随旋转角度的变化规律更容易控制和实现。同时，无论在设计上，还是生产上，都能很好的保证接触面积的连续稳定变化，使得输出扭矩也连续平稳变化。在自动闭合角度范围内，通过合理设计接触面积的减小趋势，能达到摩擦扭矩减小到外加扭矩时自动关合的功能。因为其扭矩是平缓减小，能有效避免一般转轴在自动闭合时的强烈冲击带来的潜在破坏，相应闭合角度范围的限制也更小，更符合人性化要求。

附图说明

图1是本发明提供的转轴结构装配总成结构示意图。

图2是本发明第一实施例中转轴结构的爆炸示意图。

图3是本发明第一实施例中底座体的结构示意图。

图4是本发明第一实施例中弹簧片的结构示意图。

图5是图4中弹簧片的展开结构示意图。

图6是本发明第一实施例中旋转轴的结构示意图。

图7是本发明第一实施例中转轴在阶段I中弹簧片与旋转轴位置示意图。

图8是本发明第一实施例中转轴在阶段II中弹簧片与旋转轴位置示意图。

图9是本发明第一实施例中转轴在阶段III中弹簧片与旋转轴位置示意图。

图10是本发明第一实施例中摩擦面积—旋转角度曲线示意图。

图11是本发明第一实施例中摩擦扭矩、重力扭矩、旋转角度曲线示意图。

图12是本发明第二实施例中转轴结构的爆炸示意图。

图13是本发明第二实施例中弹簧片的结构示意图。

图14是本发明第二实施中旋转轴的结构示意图。

图15是本发明第二实施例中转轴初始位置时弹簧片与旋转轴位置示意图。