专利名称：一种可半自动翻转的转轴结构及使用该转轴结构的手机的制作方法
技术领域：
本发明属于转轴结构领域，尤其涉及一种可半自动翻转的转轴结构及使用该转轴 结构的手机。
背景技术：
目前的翻盖手机上的转轴结构多为采用圆柱凸轮与弹簧相组合的模组结构以产 生扭矩。现有技术中的这种转轴结构由套筒、压缩弹簧、圆柱凸轮、从动件、轴体和固定扣环 组成。其采用圆柱凸轮和作用在圆柱凸轮上的压缩弹簧作为转动过程中的扭力来源，工作 过程中使用者一手持手机主体，一手向上翻转手机上盖，手机上盖带动圆柱凸轮与从动件 发生相对转动，产生扭矩，从而带动手机的手机上盖实现开合。此转轴结构中圆柱凸轮的表 面由曲面构成，形状复杂，需通过注塑成型或金属粉末注射成型，加工成本高；且圆柱凸轮 与从动件表面为线接触，长期使用下容易造成工作表面磨损，减弱了转轴结构的力学性能， 可靠性低；当手机上盖翻过临界点后，手机自动打开，无阻尼结构，手机上盖完全打开的瞬 间转轴结构会受到冲击，转轴结构易损坏。现有技术中也有部分手机有转轴结构采用阻尼结构，其主要通过在转轴内设置阻 尼油，利用了阻尼油的粘稠性，轴体相对套筒发生转动时产生摩擦并产生扭矩，从而实现转 动的阻尼效果。但阻尼油在长期使用后会变黑老化，黏度降低，无法保证阻尼效果的持久 性，使用寿命较短。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种可半自动翻转的转轴结 构及使用该转轴结构的手机，其结构简单可靠，装配工艺简单，加工成本及装配成本低。本发明是这样实现的，一种可半自动翻转的转轴结构，包括固定轴、套筒、弹性件， 所述套筒内开设有可容置所述固定轴及弹性件的凹腔，所述套筒转动套设于所述固定轴 外，所述弹性件一端固定连接于所述固定轴，另一端固定连接于所述套筒。进一步地，所述固定轴中段设有若干间隔设置的摩擦盘，所述套筒上开设有与所 述摩擦盘匹配的容置腔。优选地，所述摩擦盘与所述套筒为无间隙配合或过盈配合。具体地，所述套筒包括左套筒以及与所述左套筒相拼合的右套筒。更具体地，所述弹性件为一成弓形的弹片，所述弹片包括固定端和活动端，所述固 定端固定连接于所述固定轴上，所述活动端固定连接于套筒上。更具体地，所述弹片于所述套筒相对所述固定轴旋转过程中始终处于拉伸状态， 且于旋转起始点及终止点，所述弹片的拉伸变形量小于弹片于所述套筒相对所述固定轴在 旋转过程的拉伸变形量。更具体地，所述固定轴两端凸设有卡固所述固定端的定位部。优选地，所述定位部偏离所述固定轴的中心轴线。
优选地，所述摩擦盘采用复合材料制造。进一步地，所述固定轴端部固定连接有轴帽。本发明提供的另一技术方案为一种手机，所述手机包括手机上盖和主体，所述手 机上盖和主体之间安装有上述的转轴结构。本发明提供的一种可半自动翻转的转轴结构及使用该转轴结构的手机，其采用弹 性件、固定轴、套筒为主要功能结构，结构简单可靠，装配工艺简单，加工成本及装配成本 低，产品阻尼效果稳定，使用寿命长，利用了弹性件的弹力作为扭力源，保证了转轴结构工 作的可靠性，且转轴结构为非模组结构，长期使用后可对磨损的零部件进行更换。
图1是本发明实施例一提供的一种可半自动翻转的转轴结构的分解立体示意图；图2是本发明实施例一提供的一种可半自动翻转的转轴结构的部分装配立体示 意图；图3是本发明实施例一提供的一种可半自动翻转的转轴结构的装配立体示意图；图4是本发明实施例一提供的一种可半自动翻转的转轴结构的固定轴的立体示 意图；图5是本发明实施例一提供的一种可半自动翻转的转轴结构的弹性件的立体示 意图；图6是本发明实施例一提供的一种手机的分解立体示意图；图7是本发明实施例二提供的一种可半自动翻转的转轴结构的分解立体示意图；图8是本发明实施例二提供的一种可半自动翻转的转轴结构的部分装配立体示 意图；图9是本发明实施例二提供的一种可半自动翻转的转轴结构的装配立体示意图；图10是本发明实施例二提供的一种可半自动翻转的转轴结构的固定轴的立体示 意图；图11是本发明实施例二提供的一种可半自动翻转的转轴结构的弹性件的立体示 意图；图12是本发明实施例二提供的一种手机的分解立体示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。实施例一如图1 图6所示，本发明实施例提供的一种可半自动翻转的转轴结构，其可用于 翻盖手机、屏幕可旋转的相机等翻盖设备上，本实施例将其安装于翻盖手机上，所述转轴结 构包括固定轴110、套筒120、弹性件130，所述固定轴110固定连接于翻盖手机的本体141 上，所述套筒120固定连接于翻盖手机的手机上盖142上，所述套筒120为一横截面为非圆 形的柱体，以保证套筒120可与手机上盖142可靠地同步转动，所述套筒120内开设有可容置所述固定轴110及弹性件130的凹腔，所述套筒120转动套设于所述固定轴110外，所述 弹性件130—端固定连接于所述固定轴110，另一端固定连接于所述套筒120，优选地，所述 弹性件130为一高强度高弹性且成弓形的弹片131，所述弹片131包括固定端1311和活动 端1312，所述固定端1311固定连接于所述固定轴110上，所述活动端1312固定连接于套 筒120上，所述手机上盖142处于闭合状态时，所述弹片131处于拉伸状态，且弹片131的 拉伸力的力臂偏离所述固定轴110的轴线，使拉伸力作用于手机上盖142，使手机上盖142 与本体141间产生一定的锁紧力，保证了翻盖手机的手机上盖142的稳定性；所述弹片131 于所述套筒120相对所述固定轴110旋转过程中始终处于拉伸状态，且于旋转起始点及终 止点，所述弹片131的拉伸变形量小于弹片131于所述套筒120相对所述固定轴110在旋 转过程的拉伸变形量。当所述手机上盖142相对所述本体141由闭合状态向上翻转0°至 90°时，所述闭合状态即为旋转起始点，所述套筒120将同步翻转并带动所述弹片131的 活动端1312沿所述固定轴110的轴线同步转动，所述固定端1311保持静止，所述弹片131 的变形量将逐渐增大，弹片131的拉伸力也逐渐增大，但是弹片131的变形幅度较小，故其 拉伸力增加的幅度也较小，此过程拉伸力的力臂逐渐靠近所述固定轴110的轴线并逐渐减 小，使手机上盖142翻转的过程比较轻松，当所述手机上盖142相对所述本体141向上翻转 至90°时，所述弹片131的变形量及弹片131的拉伸力达到最大值，拉伸力的力臂的方向 穿过所述固定轴110的轴线并减小为零，此时转轴结构的输出扭矩为零，手机上盖142可以 保持静止状态；当所述手机上盖142相对所述本体141翻转超过90°时，所述套筒120将 同步翻转并带动所述活动端1312沿所述固定轴110的轴线同步转动，所述固定端1311保 持静止，所述弹片131的变形量将逐渐减小，弹片131的拉伸力也逐渐减小，但是由于弹片 131的变形幅度较小，故其拉伸力减小的幅度也较小，此过程拉伸力的力臂逐渐远离所述固 定轴110的轴线并逐渐增大，扭矩也将逐步增大，从而带动所述手机上盖142自动翻转至旋 转终止点，当所述手机上盖142翻转至旋转终止点处于完全打开状态时，所述弹片131仍然 处于拉伸状态，拉伸力作用于手机上盖142上，使手机上盖142与本体141之间保持一定的 锁紧力，从而使手机上盖142可稳定地处于完全打开的状态。本发明所提供的一种可半自 动翻转的转轴结构，其通过采用弹性变形能力强的弹片131作为扭力源，结构简单可靠，装 配工艺简单，加工成本及装配成本低，大大简化了转轴结构的设计部分，降低了转轴结构各 零部件的加工难度，且转轴结构为非模组结构，长期使用后可对磨损的零部件进行更换。具体地，如图1和图6所示，所述固定轴110中段设有若干间隔设置的摩擦盘111， 所述套筒120上开设有与所述摩擦盘111匹配的容置腔，以增加所述摩擦盘111与套筒120 的接触面积，从而增加所述摩擦盘111与套筒120之间的摩擦力以及摩擦扭矩，所述摩擦盘 111与所述套筒120为无间隙配合或过盈配合，使所述手机上盖142在翻转时通过所述摩擦 盘111与套筒120之间产生适当的摩擦力，产生一定的摩擦扭矩，且摩擦扭矩的大小比较稳 定，从而产生稳定的阻尼效果，可使手机上盖142在翻转时手感良好且使翻转过程平稳，当 所述手机上盖142相对所述本体141翻转超过90°后，所述弹片131的拉伸力将驱动所述 手机上盖142自动翻转，此时所述摩擦盘111与套筒120之间产生的摩擦扭矩可减缓所述 手机上盖142翻转的速度，从而减小了所述手机上盖142翻转达到完全打开状态时所产生 的瞬间冲击，转轴结构不易损坏，有利于提高了产品的可靠性及使用寿命。更具体地，如图1所示，所述套筒120包括左套筒121以及与所述左套筒121相拼合的右套筒122，有利于零部件的加工及装配，且可通过调节所述左套筒121与右套筒122 之间的间隙，以调整所述套筒120与摩擦盘111之间的松紧度。更具体地，如图1和图4所示，所述固定轴110两端凸设有可卡固所述固定端1311 的定位部1101，优选地，所述定位部1101偏离所述固定轴110的中心轴线。本实施例中，所 述定位部1101为一开设有缺口 1103的环形，所述环形中部凸设有定位轴1102，所述弹片 131的固定端1311套设于所述定位轴1102且穿设于所述缺口 1103，所述左套筒121侧壁 开设有可固定所述活动端1312的凹穴1211。优选地，所述摩擦盘111采用复合材料制造，可采用金属材料与金属材料的复合 材料、金属材料与非金属材料的复合材料、非金属材料与非金属材料的复合材料等，具体可 根据其使用要求选用合适的材料，材料选用的范围大，所述摩擦盘111可与所述固定轴110 一体成形。另外地，也可以在所述摩擦盘111的表面覆盖一层耐磨性较好的复合材料，从而 提高产品的使用寿命。无需添加阻尼油，当产品在长期使用后，所述摩擦盘111因为磨损而 失效时，可对易损元件摩擦盘111或固定轴110进行更换，无需将转轴结构整体报废，维护 简单、方便。进一步地，如图1 图3所示，所述固定轴110端部固定连接有轴帽170，所述轴帽 170固定连接于翻盖手机的本体141上，从而使所述固定轴110固定于翻盖手机的本体141 上，且通过设置轴帽170，可防止灰尘等杂物进入所述套筒120内部影响产品的正常使用。本发明提供的另一技术方案如图1和图6所示，一种手机，所述手机包括手机上 盖142和主体141，所述手机上盖142和主体141之间安装有上述的转轴结构，可使手机的 手机上盖142在翻转时转动平稳，且可半自动翻转。具体地，安装时，如图1 图6所示，首先将固定轴110固定于夹具上，将弹片131 的固定端1311套设于所述定位轴1102且穿过所述缺口 1103 ；然后将右套筒122安装到固 定轴110的一侧，将所述弹片131的活动端1312固定连接于左套筒121的凹穴1211内，此 时弹片131处于拉伸状态，然后将左套筒121安装到固定轴110的另一侧，右套筒122与左 套筒121合为一体，使所述固定轴110只能相对所述套筒120旋转；再将轴帽170固定连接 于固定轴110的端部得到转轴组件，并使所述套筒120内部封闭，以避免灰尘等杂物进入； 然后将手机上盖142及手机本体141固定设于夹具上，使手机上盖142相对手机本体141 之间成180°完全打开的状态，所述手机上盖142上开设有与套筒120外形相匹配第一连接 孔1421，所述手机本体141上开设有第二连接孔1411，使所述第一连接孔1421及第二连接 孔1411相对齐且相互贯通，将所述转轴组件通过第二连接孔1411安装至第一连接孔1421 内，然后将外形与第二连接孔1411相匹配的轴帽端盖150装入第二连接孔1411并固定连 接于所述轴帽170，从而使所述套筒120与手机上盖142固定连接，所述固定轴110与手机 本体141相固定连接；最后将橡胶压头160安装到第二连接孔1411内且与轴帽端盖150固 定连接，所述橡胶压头160与所述第二连接孔1411过盈配合，以保持手机外观的一致性。实施例二 如图7 图12所示，本发明实施例提供的一种可半自动翻转的转轴结构，其可用 于翻盖手机、屏幕可旋转的相机等翻盖设备上，本实施例将其安装于翻盖手机上，所述转轴 结构包括固定轴210、套筒220、弹性件230，所述固定轴210固定连接于翻盖手机的主体 241上，所述套筒220固定连接于翻盖手机的手机上盖242上，所述套筒220为一横截面为非圆形的柱体，以保证套筒220可与手机上盖242可靠地同步转动，所述套筒220内开设有 可容置所述固定轴210及弹性件230的凹腔，所述套筒220转动套设于所述固定轴210夕卜， 所述弹性件230 —端固定连接于所述固定轴210，另一端固定连接于所述套筒220，所述弹 性件230为一高强度高弹性的弹片231，所述弹片231包括固定端2311和活动端2312，所 述固定端2311固定连接于所述固定轴210上，所述活动端2312固定连接于套筒220上，所 述弹片231的中段为波浪形的缓冲部，所述手机上盖242处于闭合状态时，所述弹片231处 于拉伸状态，弹片231的拉伸力的力臂偏离了所述固定轴210的轴线，拉伸力作用于手机上 盖242，使手机上盖242与主体241间产生一定的锁紧力，保证了翻盖手机的手机上盖242 的稳定性；所述弹片231于所述套筒220相对所述固定轴210旋转过程中始终处于拉伸状 态，且于旋转起始点及终止点，所述弹片231的拉伸变形量小于弹片231于所述套筒220相 对所述固定轴210在旋转过程的拉伸变形量。当所述手机上盖242相对所述主体241由闭 合状态向上翻转0°至90°时，所述闭合状态即为旋转起始点，所述套筒220将同步翻转并 带动所述活动端2312沿所述固定轴210的轴线同步转动，所述弹片231的变形量将逐渐增 大，弹片231的拉伸力也逐渐增大，但是弹片231的变形幅度较小，故其拉伸力增加的幅度 也较小，此过程拉伸力的力臂逐渐靠近所述固定轴210的轴线并逐渐减小，使手机上盖242 翻转的过程比较轻松，当所述手机上盖242相对所述主体241向上翻转至90°时，所述弹片 231的变形量及弹片231的拉伸力达到最大值，拉伸力的力臂的方向穿过所述固定轴210的 轴线并减小为零，此时转轴结构的输出扭矩为零，手机上盖242可以保持静止状态；当所述 手机上盖242相对所述主体241翻转超过90°时，所述套筒220将同步翻转并带动所述活 动端2312沿所述固定轴210的轴线同步转动，所述弹片231的变形量将逐渐减小，弹片231 的拉伸力也逐渐减小，但是由于弹片231的变形幅度较小，故其拉伸力减小的幅度也较小， 此过程拉伸力的力臂逐渐远离所述固定轴210的轴线并逐渐增大，扭矩也将逐步增大，从 而带动所述手机上盖242自动翻转至旋转终止点，当所述手机上盖242翻转至至旋转终止 点处于完全打开状态时，所述弹片231仍然处于拉伸状态，拉伸力作用于手机上盖242上， 使手机上盖242与主体241之间保持一定的锁紧力，从而使手机上盖242可稳定地处于完 全打开的状态。本发明所提供的一种可半自动翻转的转轴结构，其通过采用弹性变形能力 强的弹片231作为扭力源，结构紧凑简单且装配简单，大大简化了转轴结构的设计部分，降 低了转轴结构各零部件的加工难度。具体地，如图7和图12所示，所述固定轴210中段设有若干间隔设置的摩擦盘 211，所述套筒220上开设有与所述摩擦盘211匹配的容置腔，以增加所述摩擦盘211与套 筒220的接触面积，从而增加所述摩擦盘211与套筒220之间的摩擦力以及摩擦扭矩，所述 摩擦盘211与所述套筒220为无间隙配合或过盈配合，使所述手机上盖242在翻转时通过 所述摩擦盘211与套筒220之间产生适当的摩擦力，产生一定的摩擦扭矩，且摩擦扭矩的大 小比较稳定，从而产生稳定的阻尼效果，可使手机上盖242在翻转时手感良好且使翻转过 程平稳，当所述手机上盖242相对所述主体241翻转超过90°后，所述弹片231的拉伸力将 驱动所述手机上盖242自动翻转，此时所述摩擦盘211与套筒220之间产生的摩擦扭矩可 减缓所述手机上盖242翻转的速度，从而减小了所述手机上盖242翻转达到完全打开状态 时所产生的瞬间冲击，转轴结构不易损坏，有利于提高了产品的可靠性及使用寿命。更具体地，如图7所示，所述套筒220包括左套筒221以及与所述左套筒221相拼合的右套筒222，有利于零部件的加工及装配，且可通过调节所述左套筒221与右套筒222 之间的间隙以调整所述套筒220与摩擦盘211之间的松紧度。更具体地，如图7和图10所示，所述固定轴210两端开设有一成扇形的凹陷部 2104，所述凹陷部2104凸设有可卡固所述固定端2311的定位部2103，优选地，所述定位部 2103偏离所述固定轴210的中心轴线。本实施例中，所述定位部2103为一凸设于所述固定 轴210两端的定位轴2102，所述固定轴210的轴线与所述定位轴2102的轴线不重合，所述 弹片231的固定端2311转动套设于所述定位轴2102，所述活动端2312折弯成一钩部，所述 右套筒222左右两段开设有可供所述活动端2312固定连接的缺口部2221。优选地，所述摩擦盘211采用复合材料制造，可采用金属材料与金属材料的复合 材料、金属材料与非金属材料的复合材料、非金属材料与非金属材料的复合材料等，具体可 根据其使用要求选用合适的材料，材料选用的范围大，所述摩擦盘211可与所述固定轴210 一体成形。另外地，也可以在所述摩擦盘211的表面覆盖一层耐磨性较好的复合材料，从而 提高产品的使用寿命。当产品在长期使用后，所述摩擦盘211产生磨损而失效时，可对易损 元件摩擦盘211或固定轴210进行更换，无需将转轴结构整体报废，维护简单、方便。进一步地，如图7 图9所示，所述固定轴210端部固定连接有轴帽270，所述轴帽 270固定于所述手机的主体241上，从而使所述固定轴210固定于所述手机的主体241上， 且通过设置轴帽270，可防止灰尘等杂物进入所述套筒220内部影响产品的正常使用。本发明提供的另一技术方案一种手机，如图7和图12所示，所述手机包括手机上 盖242和主体241，所述手机上盖242和主体241之间安装有上述的转轴结构，可使手机的 手机上盖242在翻转时转动平稳，且可半自动翻转。具体地，安装时，如图7 图12所示，首先将右套筒222固定于夹具上，夹具的内 壁与套筒220的外壁形状相匹配，且夹具仅卡持所述右套筒222的中段，以便后续装配过程 将所述弹片231的活动端2312固定连接于右套筒222左右两段的缺口部2221，将弹片231 的固定端2311套设于所述定位轴2102上，所述固定端2311设计为带缺口的圆环状，且与 所述定位轴2102间隙配合，从而使弹片231可围绕所述定位轴2102自由旋转，然后将所述 活动端2312固定连接于所述右套筒222上的缺口部2221，此时弹片231处于拉伸状态，然 后将左套筒221安装到固定轴210的另一侧，右套筒222与左套筒221合为一体，使所述固 定轴210只能相对所述套筒220旋转；再将轴帽270固定连接于固定轴210的端部从而得 到转轴组件，所述轴帽270端面凸设有与所述凹陷部2104相匹配的凸块271，所述凸块271 与固定轴210的端部恰好可拼接成一圆柱，从而使所述固定轴210不可相对所述轴帽270 转动，并使所述套筒220内部封闭，以避免灰尘等杂物进入；然后将手机上盖242及手机主 体241固定设于夹具上，使手机上盖242相对手机主体241之间成闭合的状态，所述手机上 盖242上开设有与套筒220外形相匹配第一连接孔2421，所述手机主体241上开设有第二 连接孔2411，使所述第一连接孔2421及第二连接孔2411相对齐且相互贯通，将所述转轴组 件通过第二连接孔2411安装至第一连接孔2421内，然后将外形与第二连接孔2411相匹配 的轴帽端盖250装入第二连接孔2411并固定连接于所述轴帽270，从而使所述套筒220与 手机上盖242固定连接，所述固定轴210与手机主体241相固定连接；最后将橡胶压头260 安装到第二连接孔2411内且与轴帽端盖250固定连接，所述橡胶压头260与所述第二连接 孔2411过盈配合，以保持手机外观的一致性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种可半自动翻转的转轴结构，其特征在于包括固定轴、套筒、弹性件，所述套筒 内开设有可容置所述固定轴及弹性件的凹腔，所述套筒转动套设于所述固定轴外，所述弹 性件一端固定连接于所述固定轴，另一端固定连接于所述套筒。
2.如权利要求1所述的一种可半自动翻转的转轴结构，其特征在于所述固定轴中段 设有若干间隔设置的摩擦盘，所述套筒上开设有与所述摩擦盘匹配的容置腔，所述摩擦盘 采用复合材料制造。
3.如权利要求2所述的一种可半自动翻转的转轴结构，其特征在于所述摩擦盘与所 述套筒为无间隙配合或过盈配合。
4.如权利要求1所述的一种可半自动翻转的转轴结构，其特征在于所述套筒包括左 套筒以及与所述左套筒相拼合的右套筒。
5.如权利要求1所述的一种可半自动翻转的转轴结构，其特征在于所述弹性件为一 成弓形的弹片，所述弹片包括固定端和活动端，所述固定端固定连接于所述固定轴上，所述 活动端固定连接于套筒上。
6.如权利要求5所述的一种可半自动翻转的转轴结构，其特征在于所述弹片于所述 套筒相对所述固定轴旋转过程中始终处于拉伸状态，且于旋转起始点及终止点，所述弹片 的拉伸变形量小于弹片于所述套筒相对所述固定轴在旋转过程的拉伸变形量。
7.如权利要求5所述的一种可半自动翻转的转轴结构，其特征在于所述固定轴两端 凸设有卡固所述固定端的定位部。
8.如权利要求7所述的一种可半自动翻转的转轴结构，其特征在于所述定位部偏离 所述固定轴的中心轴线。
9.如权利要求1至8中任一项所述的一种可半自动翻转的转轴结构，其特征在于所 述固定轴端部固定连接有轴帽。
10.一种手机，所述手机包括手机上盖和主体，其特征在于所述手机上盖和主体之间 安装有如权利要求1至9中任一项所述的转轴结构。
全文摘要
本发明适用于转轴结构领域，提供了一种可半自动翻转的转轴结构及使用该转轴结构的手机，所述转轴结构包括固定轴、套筒、弹性件，所述套筒内开设有可容置所述固定轴及弹性件的凹腔，所述套筒转动套设于所述固定轴外，所述弹性件一端固定连接于所述固定轴，另一端固定连接于所述套筒；所述手机包括手机上盖和主体，所述手机上盖和主体之间安装有上述的转轴结构。本发明提供的一种可半自动翻转的转轴结构及使用该转轴结构的手机，其结构简单可靠，使用寿命长，装配工艺简单，加工成本及装配成本低。
文档编号F16C11/10GK102116346SQ200910238820
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者刘艳, 姜奎, 覃海慧 申请人:比亚迪股份有限公司