一种电子设备及其转轴机构的制作方法

文档序号:14685354发布日期:2018-06-12 23:27
一种电子设备及其转轴机构的制作方法

本发明涉及电子设备技术领域,特别涉及一种转轴机构,本发明还涉及具有上述转轴机构的一种电子设备。



背景技术:

目前,为了进一步提高电子设备的工作性能,有些电子设备上设置有柔性屏幕,并且令柔性屏幕的两侧端部分别连接在电子设备能够相对转动的两个部分上,从而尽可能的增大显示面积。由于电子设备能够相对转动的两部分之间通过转轴机构连接,所以柔性屏幕需要覆盖在转轴机构上。

但是,现有转轴机构的中性层(中性层指薄板弯曲时内部没有拉伸也没有压缩的纯弯曲面,例如一块厚橡胶板弯曲时,内表面压缩,外表面拉伸,介于内表面和外表面之间的某一个面层既未被拉伸也未被压缩,其仅发生弯曲,则此面层即为中性层)位于转轴机构的内部,其远离设置在转轴机构表面的柔性屏幕的中性层,由于此两个中性层之间存在着较大的距离,所以转轴机构在使电子设备两部分相对转动的过程中,不仅会使铺设在转轴机构外侧的柔性屏幕发生弯曲,而且也会令柔性屏幕承受拉伸应力或压缩应力而被拉伸或压缩,导致柔性屏幕受到损伤,影响了柔性屏幕的使用寿命。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供了一种转轴机构,其能够使中性层从自身内部脱离而更加靠近柔性屏幕的中性层,从而减少甚至避免柔性屏幕受到的损伤,延长了柔性屏幕的使用寿命。本发明还提供了具有上述转轴机构的一种电子设备。

为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种转轴机构,包括依次连接的多个连接单元,所述连接单元包括:

第一连接件和第二连接件;

第一转轴,穿过所述第一连接件和所述第二连接件;

第三连接件;

第二转轴,穿过所述第二连接件和所述第三连接件;

第四连接件;

第三转轴,穿过所述第三连接件和所述第四连接件;

第四转轴,穿过所述第四连接件;

其中,

所述第一转轴、所述第二转轴、所述第三转轴和所述第四转轴均平行设置,并且开设在所述第一连接件、所述第二连接件、所述第三连接件和所述第四连接件上,并分别被所述第一转轴、所述第二转轴、所述第三转轴和所述第四转轴穿过的通孔,均为允许所述第一转轴、所述第二转轴、所述第三转轴和所述第四转轴转动和移动的条形孔。,

优选的,上述转轴机构中,还包括套设在所述第一转轴和所述第二转轴上的第一轴距保持件,开设在所述第一轴距保持件上并分别被所述第一转轴和所述第二转轴穿过的通孔,均为允许所述第一转轴和所述第二转轴转动的圆孔。

优选的,上述转轴机构中,还包括穿过所述第二连接件和所述第三连接件的第五转轴,所述第三转轴和所述第五转轴上套设有第二轴距保持件,开设在所述第二连接件和所述第三连接件上并被所述第五转轴穿过的通孔,均为允许所述第五转轴转动和移动的条形孔。

优选的,上述转轴机构中,还包括:

第六转轴和第七转轴,均穿过所述第一轴距保持件和所述第二连接件,并通过圆孔与所述第一轴距保持件转动配合,通过条形孔与所述第二连接件转动和移动配合;

第八转轴和第九转轴,均穿过所述第二轴距保持件和所述第三连接件,并通过圆孔与所述第二轴距保持件转动配合,通过条形孔与所述第三连接件转动和移动配合。

优选的,上述转轴机构中,所述第一连接件和所述第三连接件相互靠近的侧壁上均开设有开口,两个所述开口能够拼合成容纳所述第六转轴和所述第七转轴的条形孔;所述第二连接件和所述第四连接件相互靠近的侧壁上均开设有开口,两个所述开口能够拼合成容纳所述第八转轴和所述第九转轴的条形孔。

优选的,上述转轴机构中,还包括连接所述第一连接件和所述第二连接件的第一定位结构、连接所述第二连接件和所述第三连接件的第二定位结构、连接所述第三连接件和所述第四连接件的第三定位结构,以及设置在所述第四连接件上的第四定位结构,并且所述第一定位结构、所述第二定位结构、所述第三定位结构和所述第四定位结构的结构均相同;

其中,所述第一定位结构包括:

定位件,位于所述第一连接件和所述第二连接件之间;

第一定位轴、第二定位轴和第三定位轴,均平行设置并均穿过第一连接件、第二连接件和定位件;其中,

所述第一定位轴和所述第二定位轴均通过条形孔与所述第一连接件、所述第二连接件转动和移动配合,并通过圆孔与所述定位件转动配合;所述第三定位轴与所述第一连接件、所述第二连接件和所述定位件均通过条形孔转动和移动配合。

优选的,上述转轴机构中,还包括:

连接在所述第一定位轴和所述第二定位轴上,用于覆盖所述连接单元的多个外侧盖板;

连接在所述第六转轴和所述第七转轴上,以及连接在所述第八转轴和所述第九转轴上的多个内侧盖板,所述内侧盖板位于所述外侧盖板和所述连接单元之间。

优选的,上述转轴机构中,多个所述连接单元沿所述第一转轴的轴向和径向呈矩形阵列分布。

一种电子设备,包括能够相对转动的第一部分和第二部分,以及连接所述第一部分和第二部分的转轴机构,该转轴机构为上述任意一项中的转轴机构。

优选的,上述电子设备中,所述电子设备的柔性屏幕设置在所述转轴机构的弯曲内侧;

位于多个所述连接单元的端部的两个所述连接单元中,通过所述第一连接件连接第一连接板,其中,所述第一连接板连接所述第一部分,或者通过所述第四连接件连接第二连接板,其中,所述第二连接板连接所述第二部分。

本发明提供的转轴机构,采用多个连接单元依次连接而成,此连接单元中,第一转轴穿过第一连接件和第二连接件,以实现第一连接件和第二连接件的连接,第二转轴穿过第二连接件和第三连接件,以实现第二连接件和第三连接件的连接,第三转轴穿过第三连接件和第四连接件,以实现第三连接件和第四连接件的连接,并且第四连接件上还设置有与其他连接单元的第一连接件连接的第四转轴。上述这些转轴均平行设置,并且还令开设在各个连接件上并分别被各个转轴穿过的多个通孔均为条形孔,以使得各个转轴能够在被其穿过的条形孔中转动和移动。在使用上述的转轴机构连接电子设备能够相对转动的第一部分和第二部分后,当令第一连接件和第二连接件靠近时,即通过转轴机构的弯曲而带动第一部分和第二部分相对翻转时,由于各个转轴设置在条形孔中,所以各个转轴可以根据连接单元的弯曲程度而自动移动和转动,从而实现多个转轴机构中多个连接单元的均匀延伸,进而令整个转轴机构的弯曲弧度更加圆滑,以使转轴机构的中性层从转轴机构的内部转移至转轴机构弯曲内侧的表面,从而令其中性层与设置在转轴机构弯曲内侧的柔性屏幕的中性层更加靠近甚至完全重合,减少甚至避免柔性屏幕因承受压缩应力而受到的损伤,有效的延长了柔性屏幕的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的转轴机构处于平直状态时的结构示意图;

图2为图1的分解图;

图3为转轴机构弯曲一定角度后的结构示意图;

图4为转轴机构弯曲180度后的结构示意图;

图5为转轴机构中性层的示意图;

图6为轴距保持件的结构示意图;

图7为定位件的结构示意图;

图8为第二连接件的结构示意图;

图9为转轴机构处于平直状态时外侧盖板与转轴机构配合的结构示意图;

图10为转轴机构处于弯曲状态时外侧盖板、内侧盖板与转轴机构配合的结构示意图;

图11为转轴机构处于弯曲状态时外侧盖板、内侧盖板与转轴机构配合的另一角度的结构示意图;

图12为外侧盖板的结构示意图;

图13为内侧盖板的结构示意图;

图14为多个连接单元呈矩形阵列排布的结构示意图;

图15为本发明实施例提供的电子设备正面的结构示意图;

图16为电子设备背面的结构示意图;

图17为电子设备处于闭合状态的结构示意图;

图18为转轴机构与金属片、柔性屏幕配合的结构示意图。

图1-图18中:

1-第一连接件,2-第二连接件,3-第一转轴,4-第三连接件,5-第二转轴,6-第四连接件,7-第三转轴,8-第四转轴,9-第一轴距保持件,10-第五转轴,11-第二轴距保持件,12-第六转轴,13-第七转轴,14-第八转轴,15-第九转轴,16-开口,17-定位件,18-第一定位轴,19-第二定位轴,20-第三定位轴,21-外侧盖板,22-内侧盖板,23-柔性屏幕,24-第一连接板,25-第二连接板,26-中心条形孔,27-连接条形孔,28-弧形孔,29-倾斜孔,30-水平条形孔,31-金属片。

具体实施方式

本发明提供了一种转轴机构,其能够使中性层从自身内部脱离而更加靠近柔性屏幕的中性层,从而减少甚至避免柔性屏幕受到的损伤,延长了柔性屏幕的使用寿命。

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1-图14所示,本发明实施例提供的转轴机构,用于连接电子设备能够相对转动的第一部分和第二部分,并具有依次连接的多个连接单元,该连接单元主要包括第一连接件1、第二连接件2、第三连接件4、第四连接件6以及第一转轴3、第二转轴5、第三转轴7、第四转轴8。其中,第一转轴3穿过第一连接件1和第二连接件2,令第一连接件1和第二连接件2通过第一转轴3实现连接,同样的,令第二转轴5穿过第二连接件2和第三连接件4、第三转轴7穿过第三连接件4和第四连接件6,以实现彼此间的连接。同时第四连接件6上还穿设有第四转轴8,该第四转轴8用于穿过其他连接单元的第一连接件,从而实现相邻设置的两个连接单元之间的连接。并且,上述结构中,还令第一转轴3、第二转轴5、第三转轴7和第四转轴8均平行设置,进而在实现第一连接件1、第二连接件2、第三连接件4和第四连接件6连接的同时,还令第一连接件1和第二连接件2交错设置、第二连接件2和第三连接件4交错设置、第三连接件4和第四连接件6交错设置,并且还优选各连接件之间因交错而重叠的面积,均为各个连接件自身面积的一半;而第一连接件1、第二连接件2、第三连接件4和第四连接件6上开设的分别被各转轴穿过的通孔,则均为条形孔,如图8所示,这样就能够使得各个转轴在被其穿过的条形孔中进行移动和转动,令各转轴根据各连接件的相对转动程度(或者说连接单元的弯曲程度)而自动进行移动和转动,令不同连接单元根据在整个转轴机构中所处的位置而自动调整自身的弯曲程度,进而使得整个转轴机构的弯曲弧度更加圆滑,更加接近于圆形,以使转轴机构的中性层从转轴机构的内部转移至转轴机构的弯曲内侧面,如图5所示(图5中的点画线即为中性层),从而令其中性层与设置在转轴机构弯曲内侧的柔性屏幕23的中性层更加靠近甚至完全重合,如图18所示,减少甚至避免柔性屏幕23受到的损伤。

上述结构的转轴机构中,各个连接件的结构较为简单,并通过与多个平行的转轴装配而成型,借助于各转轴在条形孔中的相对移动与转动,令各零件(即连接件和转轴)间彼此制约、干涉、联系,从而令整个转轴机构具有弯曲时各连接单元均匀延伸的效果。并且,各连接件和各转轴均选用高刚性、高强度金属材料,并通过精密冲压或镭雕等工艺成型,令各零件可以做得超薄,进而使得整个转轴机构的体积较小,以适于超薄性的电子设备中,例如超薄的笔记本电脑中。另外,还可以通过优化调整各零件的设计参数(例如按比例放缩或加减连接单元),以使转轴机构的中性层能够更加靠近柔性屏幕23的中性层。

为了进一步优化技术方案,本实施例提供的转轴机构中,还包括套设在第一转轴3和第二转轴5上的第一轴距保持件9,开设在第一轴距保持件9上并分别被第一转轴3和第二转轴5穿过的通孔,均为允许第一转轴3和第二转轴5转动的圆孔,如图1-图6所示。因为第一转轴3和第二转轴5能够相对于第一连接件1、第二连接件2和第三连接件4进行移动,为了避免转轴机构弯曲过程中第一转轴3和第二转轴5意外移动而影响转轴机构的正常弯曲,并更加可靠的连接第一连接件1和第三连接件4,所以优选增设限制第一转轴3和第二转轴5之间距离的第一轴距保持件9,以令第一转轴3和第二转轴5始终保持固定的轴距并实现联动,从而提高转轴机构的工作可靠性。在此基础之上,为了保证起到正常的轴距保持作用而又不影响第一转轴3和第二转轴5的正常转动,所以令第一轴距保持件9上开设的通孔,为内壁与第一转轴3和第二转轴5的外壁接触并允许此两者转动的圆孔。

如图1-图5所示,本实施例中还进一步的包括穿过第二连接件2和第三连接件4的第五转轴10,第三转轴7和第五转轴10上套设有第二轴距保持件11,开设在第二连接件2和第三连接件4上并被第五转轴10穿过的通孔,均为允许第五转轴10转动和移动的条形孔。本实施例中,为了进一步提高转轴机构的工作可靠性,在设置有第一轴距保持件9的基础之上,还进一步的设置与第一轴距保持件9结构相同的第二轴距保持件11,为了与第二轴距保持件11配合,增设了第五转轴10,并将第二轴距保持件11设置在第三转轴7和第五转轴10上,以实现第三转轴7与第五转轴10的轴距保持和联动,从而令连接单元中的第二连接件2和第四连接件6更加可靠的实现连接。

更加优选的,如图1-图5所示,还包括:上下排布的第六转轴12和第七转轴13,其均穿过第一轴距保持件9和第二连接件2,并通过圆孔与第一轴距保持件9转动配合,通过条形孔与第二连接件2转动和移动配合;上下排布的第八转轴14和第九转轴15,均穿过第二轴距保持件11和第三连接件4,并通过圆孔与第二轴距保持件11转动配合,通过条形孔与第三连接件4转动和移动配合。为了进一步提高转轴机构均匀延伸的工作效果,本实施例还在两个轴距保持件上分别设置了第六转轴12、第七转轴13以及第八转轴14和第九转轴15,同时第六转轴12和第七转轴13通过圆孔与第一轴距保持件9配合,以对两者起到轴距保持作用,而与第二连接件2则通过条形孔配合,即第六转轴12和第七转轴13在保持彼此之间轴距不变的情况下,还能够相对于第二连接件2转动和移动,从而保证转轴机构的柔顺弯曲。同样的,第八转轴14和第九转轴15与第二轴距保持件11、第三连接件4的配合方式,与第六转轴12、第七转轴13和第一轴距保持件9、第二连接件2的配合方式相同。

在上述结构的基础之上,还在第一连接件1和第三连接件4相互靠近的侧壁上均开设有开口16,两个开口16能够拼合成容纳第六转轴12和第七转轴13的条形孔;同样的,第二连接件2和第四连接件6相互靠近的侧壁上也均开设有开口16,两个开口16能够拼合成容纳第八转轴14和第九转轴15的条形孔,如图3、图4和图8所示。本实施例中,优选第六转轴12和第七转轴13穿过第二连接件2竖直中心线(图8中的虚线)所在的部位,即第六转轴12和第七转轴13从第二连接件2宽度方向上的中心部位穿过,同样的,第八转轴14和第九转轴15也穿过第三连接件4宽度方向上的中心部位,从而进一步提高转轴机构的柔顺弯曲性能。而在此种设置方式下,第六转轴12和第七转轴13穿过第二连接件2的一端则正好位于第一连接件1和第三连接件4接合部位,所以为了保证第六转轴12和第七转轴13在转轴机构保持平直状态时不与第一连接件1和第三连接件4发生干涉,所以在第一连接件1和第三连接件4相互靠近的侧壁上均开设有开口16,并使两个开口16在拼合时形成容纳第六转轴12和第七转轴13的条形孔,以保证第六转轴12和第七转轴13在穿过第一连接件1和第三连接件4时不影响其正常工作。同样的,第二连接件2和第四连接件6相互靠近的侧壁上也均开设有开口16,其能够拼合成容纳第八转轴14和第九转轴15的条形孔。

为了使得连接单元能够更加稳定的工作,本实施例中还优选包括连接第一连接件1和第二连接件2的第一定位结构、连接第二连接件2和第三连接件4的第二定位结构、连接第三连接件4和第四连接件6的第三定位结构,以及设置在第四连接件6上的第四定位结构,并且第一定位结构、第二定位结构、第三定位结构和第四定位结构的结构均相同,如图1-图4所示。因为各连接件之间以及各连接件与各转轴之间,在转轴机构发生弯曲时,均会发生相对位移,所以为了进一步提高连接可靠性,增设了多个定位结构,这些定位结构的结构均相同,为了便于区分,将连接第一连接件1和第二连接件2的定位结构称为第一定位结构,将连接第二连接件2和第三连接件4的定位结构称为第二定位结构,将连接第三连接件4和第四连接件6的定位结构称为第三定位结构,将设置在第四连接件6上的定位结构称为第四定位结构。

具体的,如图1-图4所示,第一定位结构包括(由于第二定位结构、第三定位结构和第四定位结构与第一定位结构的结构相同,所以第二定位结构、第三定位结构和第四定位结构也包括如下部件):位于第一连接件1和第二连接件2之间的定位件17;平行设置的第一定位轴18、第二定位轴19和第三定位轴20,其均穿过第一连接件1、第二连接件2和定位件17。并且,还令第一定位轴18和第二定位轴19均通过条形孔与第一连接件1、第二连接件2转动和移动配合,通过圆孔与定位件17转动配合,第三定位轴20则与第一连接件1、第二连接件2和定位件17均通过条形孔实现配合,以使第三定位轴20相对于第一连接件1、第二连接件2和定位件17既能够进行转动又能够进行移动。此种结构的定位结构,结构相对简单,并且在对各连接件起到可靠连接、定位的同时,还能够保证各连接件的灵活移动,避免了对转轴机构的工作性能造成影响。

如图8所示,为了与前述的结构正常配合,本实施例优选各连接件为结构相同的金属板状件,并且其上开设的、被各个转轴和定位轴穿多的通孔均为条形孔,以第二连接件2为例,对各个条形孔的设置方式进行说明:由于第六转轴12和第七转轴13上下排布,并从第二连接件2宽度方向上的中心部位穿过,所以被第六转轴12和第七转轴13穿过的条形孔(为了便于区分,后续将其称为中心条形孔26)沿竖直方向延伸,并位于整个板状件的竖直中心线(图8中的虚线)上;由于第一转轴3、第二转轴5、第六转轴12和第七转轴13被连接在第一轴距保持件9上,此四个转轴进行联动,所以分别被第一转轴3和第二转轴5穿过的两个连接条形孔27也为沿竖直方向延伸的条形孔,并且限于第一轴距保持件9的三角形结构,此两个连接条形孔27分别位于中心条形孔26的两侧,在竖直方向上位于中心条形孔26的下方,且关于竖直中心线对称设置;由于第一定位结构的第一定位轴18和第二定位轴19在水平方向上并排设置,并且第一定位结构连接第一连接件1和第二连接件2,且转轴机构在弯曲时第一连接件1会相对于第二连接件2进行转动,所以被第一定位轴18和第二定位轴19穿过的条形孔为沿水平方向延伸并具有一定弧度的弧形孔28,而被第三定位轴20穿过的条形孔则为相对于竖直中心线倾斜的倾斜孔29,并且倾斜孔29的顶部与竖直中心线的水平距离小于其底部与竖直中心线的水平距离,又由于每个连接件均被两个定位结构的定位轴穿过,所以同一连接件上有两个弧形孔28和两个倾斜孔29,并且两个弧形孔28关于竖直中心线对称设置,两个倾斜孔29也关于竖直中心线对称设置;被第五转轴10穿过的条形孔,为在连接件上水平设置的水平条形孔30,并且在连接件的竖直中心线的另一侧,还设置有一个与其他连接单元的转轴连接的水平条形孔30,此两个水平条形孔30也关于竖直中心线对称设置。

此外,轴距保持件和定位件17也为金属板状件,如图6和图7所示。

本实施例中,如图9-图13所示,还包括:连接在第一定位轴18和第二定位轴19上,用于覆盖连接单元的多个外侧盖板21;连接在第六转轴12和第七转轴13上,以及连接在第八转轴14和所述第九转轴15上的多个内侧盖板22,内侧盖板22位于外侧盖板21和连接单元之间。为了使本实施例提供的转轴机构更加美观,也为了给连接单元提供更好的防护,本实施例还在连接单元的外侧增设了外侧盖板21,当转轴机构处于平直状态时,多个外侧盖板21就能够实现对全部连接单元的覆盖,如图9所示,而当转轴机构发生弯曲时,由于各连接件之间、各连接单元之间会发生相对转动和移动,导致转轴机构外表面分布的长度增大,外侧盖板21无法完全覆盖长度增加的转轴机构,所以还增设了内侧盖板22,当转轴机构弯曲时,位于外侧盖板21内侧的内侧盖板22会挡在外侧盖板21之间的缝隙部位,通过内侧盖板22的弥补实现对延伸后转轴机构的完全覆盖,避免了连接单元的裸露,如图10和图11所示。具体的,外侧盖板21和内侧盖板22不再使用易蠕变、易老化、可靠性不足的柔性聚合物材料,而是选用金属材质。

如图14所示,为了进一步提高转动连接的可靠性,还优选多个连接单元沿第一转轴3的轴向和径向呈矩形阵列分布。增加连接单元的设置数量,并使其沿平行设置的转轴的轴向和径向扩展分布,则能够进一步提高转轴机构的工作可靠性。

此外,如图15-图18所示,本实施例还提供了一种电子设备,其包括能够相对转动的第一部分和第二部分,以及连接第一部分和第二部分的转轴机构,此转轴机构即为上述的转轴机构。

在本实施例提供的电子设备中,优选令柔性屏幕23设置在转轴机构的弯曲内侧,如图15-图18所示。具体的,在设置时,为了增强对柔性屏幕23的保护,将柔性屏幕23附着在超薄的高弹性金属片31上,如图18所示,该弹性金属片31的弯曲匹配转轴机构的弯曲。由于高弹性的金属片31的拉伸/压缩强度很高,所以“金属片31+柔性屏幕23”组合的中性层实际就是金属片31的中性层,因此增设金属片31能够令转轴机构的中性层更加靠近柔性屏幕23的中性层。

如图1、图2、图3、图4和图14所示,位于多个连接单元的端部的两个连接单元中,通过第一连接件1连接第一连接板24,其中,第一连接板24连接第一部分,或者通过第四连接件6连接第二连接板25,其中,第二连接板25连接第二部分。本实施例中,增设第一连接板24和第二连接板25,能够更好的令本实施例提供的转轴机构与电子设备实现装配,为转轴机构的在电子设备上的安装提供了方便。

本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述,每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处,转轴机构的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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