CN107939820B - 扭力线性变化的封闭式转轴及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了提供一种扭力线性变化的封闭式转轴及电子设备，扭力线性变化的封闭式转轴包括壳体、转动轴、至少一滑块组件和滑轨结构。其中，转动轴可驱动内滑块转动并带动外滑块转动，内滑块在滑轨结构的限位作用下，可在转动同时在轴向滑动，以通过调节内滑块上的过液口B与外滑块一翅片上的过液口A重合的大小，从而改变流体通过的面积，也就实现了某一角度旋转扭力的线性变化，进而达到了实现不同角度不同扭矩的目的，应用上述扭力线性变化的封闭式转轴的电子设备，由于需用到的阻尼液均被密闭在一个腔体内，因此，不会有漏油或漏脂等风险，且无须提供预紧力，简化了结构，进而降低了生产成本。

Description

扭力线性变化的封闭式转轴及电子设备

技术领域

本发明涉及连接电子设备的显示屏部分及基体部分的转轴技术领域，具体是涉及一种扭力线性变化的封闭式转轴及电子设备。

背景技术

转轴也称为枢纽器，是一种能够提供相对转动的连接元件，主要应用于电子设备的显示屏部分和基体部分之间，目前，广泛应用于各种数码产品和电子设备中，比如笔记本电脑、计算机，通过转轴提供的相对转动功能，实现笔记本电脑等的显示屏部分与基体部分之间的开合、转动定位及自闭合功能。

参见图1，现有技术中，转轴的旋转扭力及扭力变化通常通过设置在转轴的轴芯上的扭力组件100及弹性组件200实现，并由蝶形弹片300或压缩弹簧400、垫片及螺母500等组成的锁紧部件提供预紧力，其中，扭力组件通过凸轮与凹轮之间的相对摩擦产生旋转扭力，弹性组件通过凸轮的曲面端与凹轮的曲面端之间的配合产生轴向的相对运动，以实现旋转扭力的变化，比如在特定角度产生开轻关重的功能。但是，上述结构的转轴，由于需要借助相对摩擦产生旋转扭力，通常要在摩擦面上增加润滑油脂，导致使用过程中容易出现漏油的问题。且这种结构必须由锁紧部件提供预紧力，不然会有空行程产生。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种扭力线性变化的封闭式转轴及电子设备，在实现某一角度旋转扭力线性变化的同时，无须提供预紧力，且不会有漏油的风险。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种扭力线性变化的封闭式转轴，包括一端封闭一端开口的壳体和封闭所述壳体的开口端形成密闭腔体并能相对所述壳体旋转的转动轴，还包括至少一组滑块组件和滑轨结构，所述滑块组件包括外滑块和套在所述外滑块内的内滑块，所述外滑块一侧具有过液口A，所述内滑块具有贯通相对两侧过液口B；所述内滑块能够被所述转动轴驱动进而带动所述外滑块转动，以扰动所述密闭腔体内注入的阻尼液，且在所述滑轨结构的限位作用下，所述内滑块在转动的同时能够相对所述外滑块沿轴向滑动以调节所述过液口A与所述过液口B重合的大小。

进一步的，所述转动轴包括轴芯和套在所述轴芯外的活塞盘，所述轴芯上形成有沿轴向的滑槽；所述活塞盘封闭所述壳体的开口端，形成所述密闭腔体，所述内滑块部分嵌入所述滑槽内，所述过液口B形成于所述内滑块外露于所述滑槽的部分上，所述外滑块内侧面上形成有间隔相对的两翅片，所述过液口A形成于一翅片上，所述外滑块径向定位于所述内滑块与所述壳体之间，并使两个所述翅片套在所述内滑块外，所述内滑块能够相对所述轴芯及所述外滑块在轴向滑动，且其在滑动过程中调节所述过液口A与所述过液口B重合的大小；所述滑轨结构包括设于所述内滑块及所述外滑块两端的两个滑轨，每个滑轨的中心具有避让所述轴芯的避让孔，两个所述滑轨相对的面上形成有与所述内滑块配合的螺旋上升曲面，两个所述滑轨的两个螺旋上升曲面之间的距离恰可容置所述内滑块，两个所述滑轨相对的面上形成有与所述外滑块配合环平面。

进一步的，设有两个所述内滑块及外滑块，所述轴芯上设有对应两个所述内滑块的两个滑槽，两个所述滑槽分设于所述轴芯相对的两侧上，所述滑轨的曲面端上形成有对应两个所述内滑块的两段螺旋上升曲面。

进一步的，一个所述滑轨一体成型于所述壳体的封闭端内侧，另一个所述滑轨与所述壳体内壁固定连接，并位于所述活塞盘一侧。

进一步的，所述壳体内相对的两侧形成有两个卡条，所述卡条与所述壳体一体成型，并介于所述滑轨的两段螺旋上升曲面之间，所述卡条自所述壳体的封闭端向开口端延伸；另一所述滑轨由两个滑轨块拼接而成，每个滑轨块上形成一段所述螺旋上升曲面，两个滑轨块拼接的位置形成有与所述卡条卡接的凹槽。

进一步的，设有一个所述内滑块和一个所述外滑块，所述轴芯上设有对应所述内滑块的一个所述滑槽，所述滑轨的曲面端上形成有对应所述内滑块的一段螺旋上升曲面，一个所述滑轨一体成型于所述壳体的封闭端内侧，另一个所述滑轨与所述壳体内壁固定连接，并位于所述活塞盘一侧。

进一步的，所述滑轨的曲面端由对应所述内滑块的内环面和对应所述外滑块的外环平面组成，所述内环面包括两段不同高度的内平面和衔接于两个内平面之间的一段所述螺旋上升曲面，且所述滑轨的一侧形成有连通其中心避让孔的缺口；所述壳体内形成有一个卡条，所述卡条与所述壳体一体成型，所述卡条自所述壳体的封闭端向开口端延伸，所述卡条的延伸端面上形成有与所述缺口卡接的凸台。

进一步的，还包括一密封端盖，所述密封端盖包括套设于所述轴芯与所述壳体之间的套部和盖在所述壳体的开口端上的盖部，所述密封端盖与壳体及所述轴芯之间密封连接。

进一步的，所述壳体的封闭端外侧具有用于与外部第一转动体连接的第一连接端，所述轴芯外露于所述壳体的部分形成有用于与外部第二转动体连接的第二连接端，所述轴芯穿设于所述密闭腔体内的一端形成转动端，所述壳体的封闭端内侧形成有与所述转动端转动配合的槽孔。

一种电子设备，包括第一转动体、第二转动体和所述扭力线性变化的封闭式转轴，所述第一转动体与所述壳体固定连接，所述第二转动体与所述转动轴固定连接。

本发明的有益效果是：本发明提出了一种扭力线性变化的封闭式转轴，包括壳体、转动轴、滑块组件和滑轨结构，滑块组件包括外滑块和套在外滑块内侧的内滑块，外滑块一侧具有过液口A，内滑块具有贯通相对两侧过液口B，其中，转动轴在转动过程中驱动内滑块转动，内滑块在滑轨结构的限位作用下，在转动的同时在轴向滑动，以调节内滑块上的过液口B与外滑块一侧的过液口A之间重合的大小，从而改变流体通过的面积，也就实现了某一角度旋转扭力的线性变化。由上可知，本发明是一种封闭式的变扭力结构，应用粘滞阻尼原理，通过转动过程中，改变流体通过的面积，达到了实现不同角度不同扭矩的目的，应用上述扭力线性变化的封闭式转轴的电子设备，由于需用到的阻尼液(一定粘度的流体或脂)均被密闭在一个腔体内，因此，不会有漏油或漏脂等风险，且无须提供预紧力，简化了结构，进而降低了生产成本。

附图说明

图1为现有技术中一种转轴结构示意图；

图2为本发明实施例2扭力线性变化的封闭式转轴的分解图；

图3为图2所示的扭力线性变化的封闭式转轴的局部剖视图；

图4为图2所示的扭力线性变化的封闭式转轴中转轴、滑块及滑轨配合示意图；

图5为图2所示的扭力线性变化的封闭式转轴中壳体与滑轨一体成型结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种扭力线性变化的封闭式转轴及电子设备。

扭力线性变化的封闭式转轴，包括一端封闭一端开口的壳体和封闭壳体的开口端形成密闭腔体并能相对壳体旋转的转动轴，还包括至少一组滑块组件和滑轨结构，滑块组件包括外滑块和套在外滑块内侧的内滑块，外滑块一侧具有过液口A，内滑块具有贯通相对两侧过液口B；内滑块能够被转动轴驱动进而带动外滑块转动，以扰动密闭腔体内注入的阻尼液，且在滑轨结构的限位作用下，内滑块在转动的同时能够相对外滑块沿轴向滑动以调节过液口A与过液口B重合的大小。

电子设备，包括第一转动体、第二转动体和上述扭力线性变化的封闭式转轴，其中第一转动体与壳体固定连接，第二转动体与转动轴固定连接。应用上述扭力线性变化的封闭式转轴的电子设备，由于需用到的阻尼液(一定粘度的流体或脂)均被密闭在一个腔体内，因此，不会有漏油或漏脂等风险，且无须提供预紧力，简化了结构，进而降低了生产成本。

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。实施例附图的结构中各组成部分未按正常比例缩放，故不代表实施例中各结构的实际相对大小。其中所说的结构或面的上面或上侧，包含中间还有其他层的情况。

实施例1

如图2、图3、图4和图5所示，本发明提供一种具有两个滑块组件的扭力线性变化的封闭式转轴，包括壳体1、转动轴2、一个滑块组件3和滑轨结构，滑块组件包括外滑块301和内滑块302。

参见图5，壳体1一端封闭一端开口，整体呈圆管状，开口端被封闭后可形成一个密闭腔体，密闭腔体用于注入一定粘度的流体或脂，这里统称为阻尼液，封闭端外侧具有用于与外部第一转动体连接的第一连接端101，封闭端内侧具有槽孔102。

参见图2和图4，转动轴2包括轴芯201和套在轴芯外的活塞盘202，轴芯上形成有沿轴向的对应一个内滑块的滑槽203；活塞盘用于封闭壳体的开口端，形成密闭腔体，滑槽用于轴向限位内滑块，驱动内滑块旋转并实现内滑块的轴向滑动功能，即滑槽在轴向延伸呈长条状，以限制内滑块在轴向滑动。参见图3，轴芯一端外露于壳体的部分形成有用于与外部第二转动体连接的第二连接端204，轴芯中部主体用于穿入壳体内，以带动内滑块并带动外滑块扰动阻尼液，轴芯另一端形成有转动端205，用于与壳体封闭端内侧的槽孔102转动配合，从而实现转动定位，以保证转动轴的稳定性；转动端与轴芯之间具体台阶，以止挡轴芯对转动轴实现定位功能。

参见图2和图4，内滑块301呈长条状，用于部分嵌入轴芯上对应的滑槽203内，过液口B3011形成于内滑块外露于滑槽的部分上。外滑块302呈弧形长条状，外滑块302内侧面上形成有间隔相对的两翅片3021，过液口A3022形成于一翅片上，另一翅片上可设计连通滑动槽的小孔，也可以不设小孔，具体可根据旋转扭力的设定需要，进行选择。外滑块用于径向定位于内滑块与壳体之间，并使两个翅片套在内滑块外，以使内滑块能够相对轴芯及外滑块在轴向滑动，且其在滑动过程中调节过液口A与过液口B重合的大小；外滑块的外侧面为圆弧面，用于与壳体内壁紧密转动配合；外滑块的前后两侧面及内滑块的前后两侧面用于扰动密闭腔体内的阻尼液以产生阻尼的效果。优选的，本实施例中过液口B及对应的过液口A数量均采用一个，但不限于此，也可根据实际需要设置两个或多个，这样，阻尼液可经过外滑块的一翅片上的过液口A及内滑块的过液口B进行流动，并从另一翅片的边缘流出，从而使不同方向转动时，获得不同的旋转扭力。由于过液口A位于外滑块的一翅片上，内滑块相对外滑块在轴向滑动时，凸过液口A与过液口B重合的大小的得以改变，即实现了在滑动过程中调节过液口A与过液口B重合的大小的功能，进而改变流体通过的面积，实现某一角度旋转扭力的线性变化。

参见图2，滑轨结构包括两个滑轨4，每个滑轨的中心具有避让转动轴的轴芯的避让孔401，两个滑轨相对设置，且相对的面上形成有与内滑块配合的两段螺旋上升曲面402，两个滑轨的螺旋上升曲面之间的距离恰可容置内滑块301。作为一种优选实施例，本实施例中对应每个内滑块设置了一段螺旋上升曲面，用于实现某一角度旋转扭力的线性变化，但不限于此，若整个相对转动过程中，需要多个角度实现旋转扭力的变化，可以对应每个内滑块设置多段连续或间断的螺旋上升曲面，以在对应的转动角度内，实现旋转扭力的线性变化。两个滑轨相对的面上还形成有与外滑块配合的环平面，即外滑块的上下两端被轴向限位于两个滑轨的两个环平面之间，使外滑块只能在周向转动。

优选的，一个滑轨一体成型于壳体的封闭端内侧，参见图5，即一个滑轨与壳体设计成一个整体的部件，可省去滑轨与壳体的安装于配合，简化结构。

优选的，滑轨的曲面端由对应内滑块的内环面和对应外滑块的外环平面404组成，内环面包括两段不同高度的内平面405和衔接于两个内平面之间的一段螺旋上升曲面402，且滑轨的一侧形成有连通其中心避让孔的缺口403；壳体内形成有一个卡条103，卡条与壳体一体成型，卡条自壳体的封闭端向开口端延伸，卡条的延伸端面上形成有与缺口卡接的凸台。

装配时，参见图2、图3和图4，先将一个滑轨装入壳体的封闭端的内侧，如果该滑轨被一体成型于壳体内，则该步骤省略，接着将内滑块装入其对应的滑槽内，然后将外滑块套在内滑块上，接着将另一个滑轨安装到滑块组件与转动轴的活塞盘之间，最后，将组装了滑轨及滑块组件的转动轴从壳体的开口端***壳体内，使轴芯一端的转动端***壳体封闭端的槽孔内，进行转动配合，轴芯与转动端之间的台阶止挡于槽孔的开口处，进行定位。转动轴上的活塞盘***壳体内，并与壳体的内壁之间紧密配合，形成了一个密闭腔体，且活塞盘能够相对壳体周向转动，并使滑块组件的内滑块恰好装配到两个滑轨相对应的螺旋上升曲面之间，使滑块组件的外滑块恰好装配到两个滑轨相对应的环平面之间。这样，转动轴在转动过程中可驱动内滑块转动并带动外滑块转动，内滑块在滑轨结构的限位作用下，可同时在轴向滑动，以通过调节内滑块上的过液口B与外滑块一翅片上的过液口A重合的大小，从而改变流体通过的面积，也就实现了某一角度旋转扭力的线性变化。因此，本发明提出了一种封闭式的变扭力结构，应用粘滞阻尼原理，通过转动过程中，改变流体通过的面积，达到了实现不同角度不同扭矩的目的。

优选的，参见图2和图3，扭力线性变化的封闭式转轴还包括一密封端盖5，密封端盖包括套设于轴芯与壳体之间的套部501和盖在壳体的开口端上的盖部502，密封端盖与壳体及轴芯之间密封连接，比如，通过在密封端盖与活塞盘之间设置的密封垫圈，在密封端盖与轴芯之间设置O型圈，以实现转动轴与壳体及轴芯之间的密封，进一步保证密闭腔体的密封性能，避免漏油或漏脂等风险。

本实施例1提供了一种具有一个滑块组件的扭力线性变化的封闭式转轴，其结构设计具有优点：

1、不需要弹簧、碟簧之类的提供预紧力；

2.提供旋转扭力的部件设置在一个密闭腔体中，不会有漏油的风险；

3.可以同时实现打开与关闭旋转扭力不一样大，而且可以控制旋转扭力呈线性变化；

4.可以同时实现在某一部分角度，只是一个方向扭力变小，而不是将打开与关闭两个方向旋转扭力同时变小。

因此，本发明具有一个滑块组件的扭力线性变化的封闭式转轴能够满足电子设备的相对转动的多样化需求。且本实施例1中将滑块组件设计成一个，产品旋转角度可以大于180°，理论上可以接近360°，从而能够更好的满足电子设备更大角度的旋转需求。

实施例2

本实施例2提供了一种具有两个滑块组件的扭力线性变化的封闭式转轴，包括壳体、转动轴、两个滑块组件和两个滑轨。本实施例2与实施例1中具有一个滑块组件的扭力线性变化的封闭式转轴相比，区别在于增加了一个滑块组件，且转动轴、滑轨及壳体的结构做了相应改动设计，具体结构为：本实施例中设有两个内滑块及外滑块，轴芯上设有对应两个内滑块的两个滑槽，两个滑槽分设于轴芯相对的两侧上，滑轨的曲面端上形成有对应两个所述内滑块的两段螺旋上升曲面。

优选的，一个滑轨一体成型于壳体的封闭端内侧，另一个滑轨与壳体内壁固定连接，并位于活塞盘一侧。为了更好的实现另一个滑轨与转动轴的装配，优选的，壳体内相对的两侧形成有两个卡条，卡条与壳体一体成型，并介于每个滑轨的两段螺旋上升曲面之间，卡条自壳体的封闭端向开口端延伸；另一滑轨由两个滑轨块拼接而成，每个滑轨块上形成一段螺旋上升曲面，两个滑轨块拼接的位置形成有与卡条卡接的凹槽，装配时，可实现先安装滑块组件，然后再将两个滑轨块从两侧安装到两个滑块组件与活塞盘之间，通过卡条与凹槽的卡接配合，实现滑轨块与壳体的定位，使内滑块恰可容置于两个滑轨的螺旋上去曲面之间。即装配后，两个滑轨与壳体保持固定连接，两个滑轨上的曲面形成一组曲面。当转动轴装入其中时，转动轴转动不同角度时，这一组曲面会控制滑块轴向的位置。

上述本实施例1中将滑块组件设计成一个，产品旋转角度可以大于180°，理论上可以接近360°，从而能够更好的满足电子设备更大角度的旋转需求。本实施例2中提供的具有两个滑块组件的扭力线性变化的封闭式转轴中由于设置了两个滑块组件，应用其的产品能旋转的角度将不能超过180°，一般情况下由于结构需求，只能打开至100°左右。在转动不需要大角度时，可以应用本实施例2。

因此，本实施例2扭力线性变化的封闭式转轴将具备如下优点：

1、不需要弹簧、碟簧之类的提供预紧力；

2.提供旋转扭力的部件设置在一个密闭腔体中，不会有漏油的风险；

3.可以同时实现打开与关闭旋转扭力不一样大，而且可以控制旋转扭力呈线性变化；

4.可以同时实现在某一部分角度，只是一个方向扭力变小，而不是将打开与关闭两个方向旋转扭力同时变小。

以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种扭力线性变化的封闭式转轴，其特征在于：包括一端封闭一端开口的壳体和封闭所述壳体的开口端形成密闭腔体并能相对所述壳体旋转的转动轴，还包括至少一组滑块组件和滑轨结构，所述滑块组件包括外滑块和套在所述外滑块内的内滑块，所述外滑块一侧具有过液口A，所述内滑块具有贯通相对两侧过液口B；所述内滑块能够被所述转动轴驱动进而带动所述外滑块转动，以扰动所述密闭腔体内注入的阻尼液，且在所述滑轨结构的限位作用下，所述内滑块在转动的同时能够相对所述外滑块沿轴向滑动以调节所述过液口A与所述过液口B重合的大小；

所述转动轴包括轴芯和套在所述轴芯外的活塞盘，所述轴芯上形成有沿轴向的滑槽；所述活塞盘封闭所述壳体的开口端，形成所述密闭腔体，所述内滑块部分嵌入所述滑槽内，所述过液口B形成于所述内滑块外露于所述滑槽的部分上，所述外滑块内侧面上形成有间隔相对的两翅片，所述过液口A形成于一翅片上，所述外滑块径向定位于所述内滑块与所述壳体之间，并使两个所述翅片套在所述内滑块外，所述内滑块能够相对所述轴芯及所述外滑块在轴向滑动，且其在滑动过程中调节所述过液口A与所述过液口B重合的大小；所述滑轨结构包括设于所述内滑块及所述外滑块两端的两个滑轨，每个滑轨的中心具有避让所述轴芯的避让孔，两个所述滑轨相对的面上形成有与所述内滑块配合的螺旋上升曲面，两个所述滑轨的两个螺旋上升曲面之间的距离恰可容置所述内滑块，两个所述滑轨相对的面上形成有与所述外滑块配合环平面。

2.根据权利要求1所述的扭力线性变化的封闭式转轴，其特征在于：设有两个所述内滑块及外滑块，所述轴芯上设有对应两个所述内滑块的两个滑槽，两个所述滑槽分设于所述轴芯相对的两侧上，所述滑轨的曲面端上形成有对应两个所述内滑块的两段螺旋上升曲面。

3.根据权利要求2所述的扭力线性变化的封闭式转轴，其特征在于：一个所述滑轨一体成型于所述壳体的封闭端内侧，另一个所述滑轨与所述壳体内壁固定连接，并位于所述活塞盘一侧。

4.根据权利要求3所述的扭力线性变化的封闭式转轴，其特征在于：所述壳体内相对的两侧形成有两个卡条，所述卡条与所述壳体一体成型，并介于所述滑轨的两段螺旋上升曲面之间，所述卡条自所述壳体的封闭端向开口端延伸；另一所述滑轨由两个滑轨块拼接而成，每个滑轨块上形成一段所述螺旋上升曲面，两个滑轨块拼接的位置形成有与所述卡条卡接的凹槽。

5.根据权利要求1所述的扭力线性变化的封闭式转轴，其特征在于：设有一个所述内滑块和一个所述外滑块，所述轴芯上设有对应所述内滑块的一个所述滑槽，所述滑轨的曲面端上形成有对应所述内滑块的一段螺旋上升曲面，一个所述滑轨一体成型于所述壳体的封闭端内侧，另一个所述滑轨与所述壳体内壁固定连接，并位于所述活塞盘一侧。

6.根据权利要求5所述的扭力线性变化的封闭式转轴，其特征在于：所述滑轨的曲面端由对应所述内滑块的内环面和对应所述外滑块的外环平面组成，所述内环面包括两段不同高度的内平面和衔接于两个内平面之间的一段所述螺旋上升曲面，且所述滑轨的一侧形成有连通其中心避让孔的缺口；所述壳体内形成有一个卡条，所述卡条与所述壳体一体成型，所述卡条自所述壳体的封闭端向开口端延伸，所述卡条的延伸端面上形成有与所述缺口卡接的凸台。

7.根据权利要求1所述的扭力线性变化的封闭式转轴，其特征在于：还包括一密封端盖，所述密封端盖包括套设于所述轴芯与所述壳体之间的套部和盖在所述壳体的开口端上的盖部，所述密封端盖与壳体及所述轴芯之间密封连接。

8.根据权利要求1所述的扭力线性变化的封闭式转轴，其特征在于：所述壳体的封闭端外侧具有用于与外部第一转动体连接的第一连接端，所述轴芯外露于所述壳体的部分形成有用于与外部第二转动体连接的第二连接端，所述轴芯穿设于所述密闭腔体内的一端形成转动端，所述壳体的封闭端内侧形成有与所述转动端转动配合的槽孔。

9.一种电子设备，其特征在于：包括第一转动体、第二转动体和权利要求1-8任一项所述扭力线性变化的封闭式转轴，所述第一转动体与所述壳体固定连接，所述第二转动体与所述转动轴固定连接。