CN202926863U - 一种转轴模组及具有该转轴模组的折叠式手机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种转轴模组及具有该转轴模组的折叠式手机，所述转轴模组包括相互配合的主轴、钣金件、齿轮、凸轮、弹性元件以及第一支撑块。所述主轴、钣金件、齿轮和弹性元件均为两个，主轴平行设置，钣金件固定在主轴的两端，所述主轴上依次安装有齿轮、凸轮、弹性元件和第一支撑模块。两个齿轮相互啮合并可在两根主轴的带动下转动。所述齿轮和凸轮相对的两个表面上还设有相互配合的从动轮和主动轮。本实用新型的转轴模组可以实现360度的旋转，打开过程的前半段需要外力，后半段转轴模组可自行打开，在打开过程中有良好的手感和到位感。

Description

一种转轴模组及具有该转轴模组的折叠式手机

技术领域

 本实用新型涉及一种转轴模组，尤其涉及一种应用在折叠式电子设备上的转轴模组。

背景技术

手机、个人数字助理（PDA，Personal Digital Assistant）以及便携式游戏机（PSP，PlayStation Portable）等电子设备逐渐深入人们的生活，为人们的工作、学习、沟通、娱乐提供了极大方便，电子设备的款式也日益丰富。例如，目前市场上的手机主要有四种款式：直板式、翻盖式、滑动式和旋转式，而翻盖式手机由于可将内屏转为外屏，从而给用户以不同的手感和体验，随着消费者对手机的要求越来越高，翻盖手机的翻开形式、翻开角度、集成的功能也越来越多样化。

市场上翻盖手机的驱动方式主要通过转轴来实现，转轴通常包括主轴，套设于主轴上并可沿主轴轴向移动的主动轮、套设于主轴上并与主动轮配合并可沿主轴轴向移动和转动的从动轮、弹性元件、外壳以及卡固件。一般翻盖手机为半自动直翻且打开角度为165度左右，且只有这一个角度。这就限制了翻开后可能集成的其他功能的应用。

实用新型内容

为了解决现有应用在折叠式电子设备中的转轴模组只能打开一个固定角度的问题，本实用新型提供了一种转轴模组。

本实用新型的转轴模组包括：主轴21、钣金件22以及依次位于主轴上的齿轮23、凸轮24、弹性元件25和第一支撑块26；所述主轴21为两个，平行设置；所述钣金件22为两个，钣金件22固定在主轴21的两端并可带动主轴21转动；所述齿轮23为两个，齿轮23上设有用于套设在主轴上的通孔232，两个齿轮23相互啮合并可在主轴21的带动下转动，所述每个齿轮23上还设有从动轮231，所述从动轮231包括两个以通孔232圆心为中心对称设置的凸起结构2311；所述凸轮24上设置有用于套设在两根主轴21上的通孔242，凸轮24上还设有分别与两个齿轮23上的从动轮231相配合的两个主动轮241，所述主动轮241包括由第一对凹槽结构2411、第二对凹槽结构2412组成的两对凹槽结构和由第一对凸起结构2413、第二对凸起结构2414组成的两对凸起结构，且每对凹槽结构中的两个凹槽和每对凸起结构中的两个凸起以通孔242的圆心为中心对称分布；所述第一支撑块26定位在弹性元件25的一端。

本实用新型的转轴模组，通过手动搬动钣金件22使两根主轴21转动，进而带动定位在主轴上且相互啮合的齿轮23转动。由于齿轮23和凸轮24上设置有相互配合的从动轮231和主动轮241，从动轮231上的两个凸起结构2311在主动轮241上的第一对凹槽结构2411内且沿着第一对凹槽2411的表面向第一对凸起结构2413滑动。齿轮23定位在主轴21上，无法在主轴21的轴线方向窜动，因此，在齿轮23转动过程中凸轮24会被齿轮23的主动轮的凸起结构2311推动，在主轴的轴线方向产生位移。弹性元件25一端连接凸轮24，另一端连接第一支撑块26，凸轮24产生位移的同时压缩弹性元件25，使弹性元件储能，此时搬动钣金件22会感到阻力。当齿轮的两个凸起结构2311滑动到凸块的第一对凸起结构2413的顶点上时，凸轮24在主轴21轴线上的位移最大，弹性元件25压缩程度最大。当齿轮的两个凸起结构2311越过凸轮的第一对凸起结构2413的顶点时，弹性元件25释放能量，推动凸轮24向齿轮23移动，此时搬动钣金件22感觉很省力。直到齿轮的两个凸起结构2311滑动到凸轮24的第二对凹槽结构2412的最低点时，如不继续搬动钣金件22，齿轮23的凸起结构2311定位在凸轮24的第二对凹槽结构2412中，此时，两个钣金件22保持在已张开的角度上。

若继续搬动钣金件22转动，齿轮上的凸起结构2311从凸轮的第二对凹槽结构2412中重新滑动到第一对凹槽结构2411中，此时两个钣金件最终可以实现360度的旋转和定位，具体过程如上所述。

本实用新型的转轴模组可以实现360度的旋转，打开过程的前半段需要外力，后半段转轴模组可自行打开，在打开过程中有良好的手感和到位感。制造过程中控制第一对凹槽结构2411的最低点连线与第二对凹槽结构2412的最低点连线多成的角度，可以调整两个钣金件22张开并定位在不同的角度，以适用不同电子产品打开不同角度的需要。

本实用新型还提供了一种折叠式手机，包括上壳1、下壳3和上述的转轴模组2，所述转轴模组2连接上壳1和下壳3，所述下壳3的上表面设有输入面板30，上壳1的下表面设有显示屏10。

本实用新型的折叠式手机，上壳和下壳通过转轴模组2可以实现360度的旋转，并可张开并定位在0度到360度中间的某一角度，根据张开角度的不同，可以在电子产品上集成更多的应用功能。转动过程中具有良好的手感和到位感。

附图说明

     图1 是本实用新型一个实施例中转轴模组的***视图；

     图2是本实用新型一个实施例中齿轮结构示意图；

     图3是本实用新型一个实施例中凸轮结构示意图；

     图4是本实用新型一个实施例中转轴模组0度位置示意图；

     图5是本实用新型一个实施例中转轴模组150度位置示意图；

     图6是本实用新型一个实施例中转轴模组360度位置示意图；

     图7是本实用新型一个实施例中转轴模组加上遮挡盖后的示意图；

     图8是本实用新型一个实施例中的翻盖手机0度闭合状态的示意图；

     图9是本实用新型一个实施例中的翻盖手机打开150度状态示意图；

     图10是本实用新型一个实施例中的翻盖手机打开360度状态示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种转轴模组，包括主轴21、钣金件22以及依次位于主轴上的齿轮23、凸轮24、弹性元件25和第一支撑块26；所述主轴21为两个，平行设置；所述钣金件22为两个，钣金件22固定在主轴21的两端并可带动主轴21转动；所述齿轮23为两个，齿轮23上设有用于套设在主轴上的通孔232，两个齿轮23相互啮合并可在主轴21的带动下转动，所述每个齿轮23上还设有从动轮231，所述从动轮231包括两个以通孔232圆心为中心对称设置的凸起结构2311；所述凸轮24上设置有用于套设在两根主轴21上的通孔242，凸轮24上还设有分别与两个齿轮23上的从动轮231相配合的两个主动轮241，所述主动轮241包括由第一对凹槽结构2411、第二对凹槽结构2412组成的两对凹槽结构和由第一对凸起结构2413、第二对凸起结构2414组成的两对凸起结构，且每对凹槽结构中的两个凹槽和每对凸起结构中的两个凸起以通孔242的圆心为中心对称分布；所述弹性元件25一端与凸轮24相连，另一端与第一支撑块26相连；所述第一支撑块26定位在弹性元件25的一端。

优选情况下，所述主轴21上设有用于固定钣金件22的卡缝211。所述钣金件22的两端具有薄壁端223，所述薄壁端223固定在卡缝211中，主轴21可以在钣金件22的带动下转动。当然，钣金件22与主轴21之间也可采用其他方式固定连接。

优选情况下，所述主轴21上设有多边形柱213，所述齿轮23的通孔232为与多边形柱213相配合的多边形通孔。具体的，所述主轴21上设有六边形柱213，齿轮23的通孔232为六边形通孔并与主轴的六边形柱213相紧配，无相对转动。这样主轴21可以带动相互啮合的齿轮23转动。

优选情况下，所述转轴模组还包括第二支撑块27，所述第二支撑块27定位在齿轮23的一端。定位支撑块27起到防止齿轮窜动的作用，增加了整个转轴模组的结构稳定性。

优选情况下，所述主轴21的两端设有卡槽212，所述卡槽212中设置有用于定位第一支撑块26和第二支撑块27的卡固件28。卡固件28将第一支撑块26和第二支撑块27的位置固定，使整个转轴模组结构稳定，避免了转动过程中齿轮23和凸轮24的窜动。

优选情况下，，所述转轴模组还包括遮挡盖20，所述遮挡盖20固定在第一支撑块26和第二支撑块27上。所述遮挡盖20覆盖住了齿轮23、凸轮24、弹簧25、第一支撑块26和第二支撑块27，使整个转轴模组看上去整洁、美观。

优选情况下，所述钣金件22上设有螺纹孔221和定位孔222。所述螺纹孔221和定位孔用于与电子产品连接。

优选情况下，过第一对凹槽结构2411最低点的连线和过第二对凹槽结构2412最低点的连线相交，两条连线相隔75度。通过两个钣金件22搬动转轴模组的过程中，当每个齿轮23的凸起结构2311从凸轮24的第一对凹槽结构2411中转动到第二对凹槽结构2412中的时候，一个钣金件转动了75度，这样两个钣金件共转动150度并定位，应用到电子产品上，当电子产品的上壳和下壳打开150度时，方便使用。

优选情况下，所述弹性元件25为分别套设在两根主轴21上的两个压簧。由于压簧具有预压缩，使初始状态下齿轮23和凸轮24相抵顶，整个转轴模组结构紧凑，在转动过程中还能提供良好的弹力。

本实用新型还提供了一种折叠式手机，包括上壳1、下壳3和上述的转轴模组2，所述转轴模组2连接上壳1和下壳3，所述下壳3的上表面设有输入面板30，上壳1的下表面设有显示屏10。

优选情况下，所述手机上壳1的上表面还设有外显示屏11、功能键12、听筒13和摄像头14。所述外显示屏11用于在手机闭合状态下显示时间和来电，所述听筒13用于接听电话，摄像头14用于拍照和摄像。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种转轴模组2，包括两根主轴21、钣金件22、齿轮23、凸轮24、弹性元件25、第一支撑块26、第二支撑块27和卡固件28。其中两个主轴21并排放置，钣金件22固定在主轴21的两端，第二支撑块27、齿轮23、凸轮24、弹性元件25、第一支撑块26依次安装在主轴上，所述两个齿轮23相互啮合。所述主轴21上有卡缝211、卡槽212、六边形住213和限位机构214，分别与钣金件22、卡固件28、齿轮23和齿轮上的内孔234相配合。

所述钣金件22为两个，每个钣金件具有两个薄壁端223，分别卡在两个主轴21两端的卡缝211中。钣金件上有螺丝孔221和定位孔222以便转轴模组2和手机的上下壳1、3连接。

所述齿轮23为两个，分别套设在两个主轴上且相互啮合，所述齿轮23有一六边形通孔233，与所述主轴21的六边形柱213紧配，无相对滑动。所述齿轮23的一面为一从动轮231，从动轮231包括两个凸起结构2311，两个凸起结构2311以通孔232的圆心为中心对称分布并相隔180度。另一面有一直径较大的圆形内孔234，与主轴21上的限位机构214配合防止齿轮23在转动过程中窜动与第二支撑块27接触产生较大摩擦。

所述凸轮24上有两个可供主轴21通过的圆形通孔242，与齿轮23相对的一面有两个主动轮241，每个主动轮241包括两对凹槽2411、2412和两对凸起2413、2414，每对凹槽和凸起中的两个凹槽和凸起以通孔242的圆心为中心对称分布并相隔180度，凸轮24上的两个主动轮241与两个齿轮23上的从动轮231相配合。

所述弹性元件25为压簧，两个压簧分别套设于两个主轴21上，并位于第一支撑块26和凸轮24之间的位置，提供转动过程中的弹性力。

所述第一支撑块26和第二支撑块27分别位于主轴21的两端并被卡固件28限制不能向主轴的两端滑动，所述每个支撑块中设有两个通孔261以便两个主轴21穿过其中，外表面设有螺纹孔262以便和转动模组的遮挡块20装配在一起。

所述卡固件28为四个，分别装在两个主轴21两端的卡槽212中。

凸块24上每个主动轮241的两对凹槽2411和2412相隔75度，即过第一对凹槽结构2411最低点的连线和过第二对凹槽结构2412最低点的连线相交，两条连线相隔75度。从而保证每边的主轴均可从0度转到75度，即转轴模组2可从0度翻转并定位在150度的位置。

如图4至图6所示，转轴模组从初始位置0度开始，到打开150度位置，再到打开360度的位置。

在初始0度位置时，转轴模组2的两个钣金件22的夹角为0度，此时，两个齿轮23的从动轮231的两个凸起结构2311刚好位于凸轮24的主动轮241的第一对凹槽结构2411中，弹性元件25为压簧且处于一定的预压状态，使得初始状态下整个转轴模组的结构稳定。

当从初始状态开始用外力翻开手机上下壳1、3进而带动两个钣金件22转动时，由于两个钣金件22卡在两个主轴21两端上的卡缝211中，两个主轴21也随之发生转动。由于通过六边形孔233和主轴21上的六边形柱213相互紧配，两个齿轮23也随之转动，因而每个齿轮23的从动轮231的一对凸起结构2311沿着凸轮24的主动轮241的第一对凹槽结构2411向第一对凸起结构2413滑动。由于两个齿轮23上的内孔234被主轴21上的限位机构214卡住不能向限位机构214的方向移动，因而凸轮24就相应的沿着主轴21向弹性元件25的方向移动，此时弹性元件25被进一步压缩，产生更大的压力，同时也就产生更大的摩擦，转轴模组2产生了更大的扭矩。在此过程中，弹性元件25被压缩产生的弹力沿凸轮24的主动轮241上从第一凹槽结构2411到第一凸起结构2413的一段曲线的任何一点的瞬时切向分力与运动方向相反，起阻力作用，因而需要外力推动。当两个齿轮23上的一对凸起结构2311到达凸轮24上的第一凸起结构2413的顶点时，弹性元件25被压缩量达到最大，存储能量也达到最大。当两个齿轮23的一对凸起结构2311在外力的带动下通过凸轮24上的第一凸起结构2413的顶点位置继续向凹槽2412滑行后，弹性元件25被压缩产生的弹力沿凸轮24的主动轮241上从第一凸起结构2413的顶点到第二凹槽结构2412最低点的一段曲线的任何一点的瞬时切向分力与运动方向相同，起动力作用，在此动力的作用下，不需要外力，齿轮23上的一对凸起结构2311自动滑入凸轮24上的第二对凹槽结构2412中。此过程中齿轮23和凸轮24之间的距离拉近，凸轮24沿着主轴21向齿轮的方向移动，弹性元件25的压缩量逐渐减小，直到齿轮23上的凸起结构2311进入凸轮24上的第二对凹槽结构2412中。在此位置，齿轮23上的一对凸起结构2311的顶点刚好位于凸轮24上的第二对凹槽结构2412的最底部，稍稍向两边移动，齿轮23上的一对凸起结构2311都会在弹性元件25的作用下自动滑入凸轮24的第二对凹槽结构2412中。因而进入此处时有明显的到位感且可以定位在此处。第一凹槽结构2411与第二凹槽结构2412相距75度，两个齿轮23分别转过了75度，也即两个齿轮23相对转过了150度，带动主轴21转过了150度，因而这一过程中两个钣金件22翻开了150度，也即手机上下壳1、3翻开了150度。由于齿轮23的啮合作用，两边主轴21的转动过程时时同步，从而手机可以对称打开，打开过程的前半段需要外力，后半段手机可自行打开，具有良好的手感和到位感。

从打开150度的位置开始用外力翻转手机上下壳1、3进而带动两个钣金件22继续转动，由于两个钣金件22卡在两个主轴的两端上的卡缝211中，两个主轴21也会随之转动。两个齿轮23由于通过六边形通孔233和主轴21上的六边形柱213相互紧配也会随之转动，因而每个齿轮23上的一对凸起2311沿着凸轮24每个主动轮241的第二对凹槽结构2412向第二对凸起结构2414滑动。由于两个齿轮23上的较大的圆形通孔234被主轴21上的限位机构214卡主不能向限位机构的方向移动，因而凸轮24就相应的沿着主轴21向着弹性元件25的方向移动，弹性元件25被进一步压缩，产生更大的压力，同时也就产生更大的摩擦，转轴模组产生更大的扭矩。此过程中，弹性元件25被压缩产生的弹力沿着凸轮24上的第二凹槽结构2412到第二凸起结构2414的一段曲线的任何一点的瞬时切向分力与运动方向相反，起阻力的作用，因而需要外力推动。当两个齿轮23上的一对凸起结构2311到达凸轮24上的第二对凸起结构2414的顶点时，弹性元件25被压缩量达到最大，储存的能量也最大。当两个齿轮23上的一对凸起结构2311在外力的带动下越过第二对凸起结构2414的顶点位置继续向第一对凹槽结构2411滑行后，弹性元件25由于被压缩产生的弹力沿第二对凸起结构2414到第一对凹槽结构2411的一段曲线的任何一定的瞬时切向分力与运动方向相同，起动力作用。在此动力的作用下，不需要外力，齿轮23上的凸起机构2311自动滑入凸轮24上的第一对凹槽结构2411中。此过程中齿轮23和凸轮24之间的距离在拉近，凸轮24沿着主轴21向齿轮23的方向移动，弹性元件25的压缩量逐渐减小，直到齿轮23上的凸起结构2311进入凸轮24上的第一对凹槽结构2411中。此位置齿轮23上的凸起结构2311的顶点刚好位于凸轮24上的第一对凹槽结构2411的最底部。稍稍向两边移动，凸起结构2311就会在弹性元件25沿第一凹槽结构2411的两边的曲线的切向分力的作用下自动滑入第一对凹槽结构2411中。因而进入此处时有到位感且可以停在此处。第二对凹槽结构2412和第一对凹槽结构2411相距105度，两个齿轮23分别转过了105度，也即两个齿轮23相对转过了210度，带动主轴21转过了210度，因而钣金件22翻开了210度，也即手机上下壳1、3翻开了201度到达360度位置。这一过程由于齿轮23的啮合作用，两边的主轴21转动过程中时时同步，从而手机时时对称，具有良好的手感和到位感。

从360度位置再转回到150度和0度位置的过程与上类似。

如图7所示，为加了遮挡盖20后的转轴模组2，遮挡盖20用螺钉固定在两个支撑块26、27上。

如图8到图10所示，为具有本实用新型转动模组的手机的三个打开位置；即初始位置、打开150度位置和打开360度位置。

初始位置时，手机处于闭合状态，此时，手机上下壳1、3里面的显示屏10和输入面板30被保护在里面。上壳外面有一外显示屏11，用来显示时间和来电。上壳外表面上还设有功能键12、听筒13和摄像头14。

当打开150度时，上壳下表面的屏10作为显示屏，下壳里面的屏30作为输入面板的虚拟键盘，课进行上网、游戏等用途。

当打开360度时，上壳的显示屏10用作普通的手机触摸屏用，下壳的一块屏30作阅读和强光下代替触摸屏10等。

本实用新型的转轴模组还可用于其他的折叠式电子产品上，如PDA和PSP等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的特征和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种转轴模组，其特征在于，包括：主轴（21）、钣金件（22）以及依次位于主轴上的齿轮（23）、凸轮（24）、弹性元件（25）和第一支撑块（26）；所述主轴（21）为两个，平行设置；所述钣金件（22）为两个，钣金件（22）固定在主轴（21）的两端并可带动主轴（21）转动；所述齿轮（23）为两个，定位在两根主轴（21）上，齿轮（23）上设有用于套设在主轴上的通孔（232），两个齿轮（23）相互啮合并可在主轴（21）的带动下转动，所述每个齿轮（23）上还设有从动轮（231），所述从动轮（231）包括两个以通孔（232）的圆心为中心对称设置的凸起结构（2311）；所述凸轮（24）上设置有用于套设在两根主轴（21）上的通孔（242），凸轮（24）上还设有分别与两个齿轮（23）上的从动轮（231）相配合的两个主动轮（241），所述主动轮（241）包括由第一对凹槽结构（2411）、第二对凹槽结构（2412）组成的两对凹槽结构和由第一对凸起结构（2413）、第二对凸起结构（2414）组成的两对凸起结构，且每对凹槽结构中的两个凹槽和每对凸起结构中的两个凸起以通孔（242）的圆心为中心对称分布；所述第一支撑块（26）定位在弹性元件（25）的一端。

2.根据权利要求1所述的转轴模组，其特征在于，所述主轴（21）上设有用于固定钣金件（22）的卡缝（211）。

3.根据权利要求1所述的转轴模组，其特征在于，所述主轴（21）上设有多边形柱（213），所述齿轮（23）的通孔（232）为与多边形柱（213）相配合的多边形通孔。

4.根据权利要求1所述的转轴模组，其特征在于，还包括第二支撑块（27），所述第二支撑块（27）定位在齿轮（23）的一端。

5.根据权利要求4所述的转轴模组，其特征在于，所述主轴（21）的两端设有卡槽（212），所述卡槽（212）中设置有用于定位第一支撑块（26）和第二支撑块（27）的卡固件（28）。

6.根据权利要求4所述的转轴模组，其特征在于，所述转轴模组还包括遮挡盖（20），所述遮挡盖（20）固定在第一支撑块（26）和第二支撑块（27）上。

7.根据权利要求1所述的转轴模组，其特征在于，所述钣金件（22）上设有螺纹孔（221）和定位孔（222）。

8.根据权利要求1所述的转轴模组，其特征在于，过第一对凹槽结构（2411）最低点的连线和过第二对凹槽结构（2412）最低点的连线相交，两条连线相隔75度。

9.根据权利要求1所述的转轴模组，其特征在于，所述弹性元件（25）为分别套设在两根主轴（21）上的两个压簧。

10.一种折叠式手机，其特征在于，包括上壳（1）、下壳（3）和权利要求1中所述的转轴模组（2），所述转轴模组（2）连接上壳（1）和下壳（3），所述下壳（3）的上表面设有输入面板（30），上壳（1）的下表面设有显示屏（10）。

11.根据权利要求10所述的折叠式手机，其特征在于，所述上壳（1）的上表面还设有外显示屏（11）、功能键（12）、听筒（13）和摄像头（14）。

Images