CN102143663B - 一键开关转轴及采用其的手机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一键开关转轴，其中，套设于主轴上的按块、凸轮组和弹性元件，所述凸轮组包括主凸轮、与主凸轮始终紧贴的从凸轮、套设于主凸轮内的副凸轮，其中，所述按块可在主凸轮中轴向移动以推动副凸轮做轴向移动，所述副凸轮的轴向移动可推动从凸轮做轴向移动及翻转，从凸轮压缩弹性元件使其储能。本发明还公开了一种应用该一键开关转轴的手机。

Description

一键开关转轴及采用其的手机

技术领域

本发明涉及一种一键开关转轴及采用其的手机。

背景技术

转轴作为翻盖手机的一个关键模组，具有各种结构。目前，翻盖手机以半自动结构为主。而能够实现自动翻盖的手机转轴，除了依靠手机本身的电力驱动的结构外，还有采用机械结构的方式自动打开翻盖，但后者一般只能在打开或者闭合时能实现单方向自动弹开，而另外的一个方向则需要手动闭合，不能实现双向自动的功能。

半自动结构翻盖手机结构简单可靠，但不能实现自动开合；自动翻盖手机采用的结构如果依靠手机电池的能量，则增加了对手机电量的消耗，而采用机械结构的一般自动转轴，只能实现一个方向的自动功能，不能够具备既可自动开、又可自动关的双向功能。

有鉴于此，有必要提供一种新的转轴结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可一键开关的转轴。

本发明所要解决的另一个技术问题在于提供一种应用该转轴的手机。

本发明公开了一键开关转轴，其中，套设于主轴上的按块、凸轮组和弹性元件，所述凸轮组包括主凸轮、与主凸轮始终紧贴的从凸轮、套设于主凸轮内的副凸轮，其中，所述按块可在主凸轮中轴向移动以推动副凸轮做轴向移动，所述副凸轮的轴向移动可推动从凸轮做轴向移动及翻转，从凸轮压缩弹性元件使其储能。

本发明还公开了一种应用该一键开关转轴的手机。

本发明的优点在于：能够实现一键自动打开和闭合手机的功能，除一键自动开合的方式外，还可以使用手动的方式开闭手机；完全采用机械结构，不需要消耗手机电池的能量。同时，本发明采用了空间圆柱凸轮的主要结构，减少了转轴本身的尺寸，零件少，结构相对简单。

附图说明

图1为本发明实施例转轴结构示意图；

图2为本发明实施例转轴另一方向结构示意图；

图3为本发明实施例转轴按键剖示图；

图4为本发明实施例转轴主凸轮剖示图；

图5为本发明实施例转轴从凸轮剖示图；

图6为本发明实施例转轴部分装配示意图；

图7为图6的A向视图示意图；

图8为本发明实施例转轴从轴中心剖开的示意图；

图9为本发明实施例转轴示意图；

图10为本发明实施例转轴装配到手机中的示意图；

图11为本发明实施例转轴凸轮组闭合状态示意图；

图12为本发明实施例转轴凸轮组自动开启示意图；

图13为本发明实施例转轴凸轮组手动闭合示意图；

图14为本发明实施例转轴凸轮组开启状态示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、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。

如图1所示，本发明的主要零部件标注如下，1：按块、2：主凸轮、3：外壳、4：副凸轮、5：销子、6：从凸轮、7：压簧、8：主轴、9：卡环。其中，凸轮组包括主凸轮2、副凸轮4和从凸轮6；本发明弹性元件优选压簧。

各个零件的具体结构和相互位置如图1至图8所示。

按块1外部类似为圆柱体，内部为中空台阶状，内表面11和主轴8的表面81配合在一起，并带动主轴8一起转动；外表面12与主凸轮2的内表面21配合在一起，并能在内表面21里面轴向移动；台阶面13与主轴8的内端面83贴合在一起，并承受压簧7的弹力；第一端面14是使用者施加力的地方；第二端面15与副凸轮4的端面43贴合在一起，由它推动副凸轮4的移动。

主凸轮2是一个空间圆柱凸轮，其内表面21为扁型结构，按块1和副凸轮4都能在主凸轮2的内表面21做轴向移动；外表面22和端面23均为扁型结构且固定在手机主体内；主凸轮2的凸轮面包括第一曲面24和第二曲面26，从主凸轮2的第一曲面24过渡到第二曲面26的临界位置为主凸轮上止处；主凸轮2的第一曲面24、第二曲面26分别与从凸轮6第五曲面65、第六曲面66和副凸轮4的第三曲面46、第四曲面47在转动过程中相接触；销孔25用来安装销子5。

外壳3是一个薄壁零件，它的外表面32、34与手机上盖连接，并固定在其里面；内表面31与主凸轮2的外表面22、从凸轮6的外表面64配合；弹簧7安装在外壳3的里面，并顶住外壳3的内侧端面，外侧端面33用来与卡环9的端面91接触，并支撑卡环9。

副凸轮4是一个中空圆柱凸轮，副凸轮4的凸轮面包括第三曲面46和第四曲面47，副凸轮4承受按块1的推力，并通过第三曲面46、第四曲面47传递到从凸轮6的第五曲面65、第六曲面66，且能够使从凸轮6沿着主轴8产生转动和轴向移动；副凸轮4的内孔表面42与主轴8的第二段84间隙配合；表面41、44和主凸轮2的内表面21间隙配合，并在其内孔21里面沿着主轴8做轴向移动；端面43承受按块1的推力，并贴紧端面15；销子5的一端穿过销孔25后落在长槽45内，并能在里面沿着轴向移动，副凸轮4和销子5组合一起使用能防止主凸轮2的脱落，而且不会影响副凸轮4自身的移动幅度。

销子5为一圆柱体，其一端51过盈配合安装在主凸轮2的销孔25内，另外一端52落在副凸轮4的长槽45内，且和长槽45有间隙，并能够相对运动；销子5的作用是防止主凸轮2在单个模组的情况下的脱落，因为主凸轮2在没有装配到手机主体的时候，在主轴8的轴线方向没有限位，所以会脱落下来。

从凸轮6为一个中空圆柱形凸轮，它的作用是在副凸轮4的推动下产生转动，并带动外壳3一起转动，从而实现手机上盖的翻转；从凸轮6的凸轮面包括第五曲面65和第六曲面66；从凸轮6的外表面64紧贴外壳3的内表面31，并能沿它的内表面31做轴向移动；内孔62与主轴8的外表面85间隙配合，内孔62上有卡位61，当从凸轮6从手机闭合的初始位置转动θ度时[参考图6、图7所示]，卡位61被主轴8上的挡位86挡住，卡位61的作用是保证从凸轮6可靠的越过主凸轮2的上止处；端面63紧贴压簧7的端面71，并承受压簧7产生的压力；从凸轮6的第五曲面65、第六曲面66分别与主凸轮2的第一曲面24、第二曲面26和副凸轮4的第三曲面46、第四曲面47在转动过程中相接触。

压簧7是实现自动翻转功能的储能元件，套设在主轴8上，端面71与从凸轮6的端面63紧贴，另外一端面72与外壳3的内侧端面紧贴。

主轴8是个阶梯形轴，按块1、副凸轮4、主凸轮2、从凸轮6、压簧7和外壳3套设在它的上面；本发明实施例中的转轴固定器件包括卡环9，卡环槽87用来安装卡环9，卡环9能够对安装在主轴8上的零件轴向限位，防止脱落。主轴8分为三段：第一段81、第二段84、第三段85。其中，第一段81的内端面83紧贴按块1的台阶面13，并承受压簧7的弹力；外表面82与按块1的内孔表面11贴紧。第二段84用来安装按块1和副凸轮4；第三段85用来安装从凸轮6、弹簧7、卡环9；端面91和外壳3的端面33紧贴。

转轴模组的装配顺序如下：先在主轴8上依次顺序安装按块1、副凸轮4、主凸轮2、从凸轮6、压簧7，接着安装销子5并穿过主凸轮2的销孔25，然后使销子另外一端落入副凸轮4的长槽45内，目的上是防止单个转轴模组时主凸轮2脱落。最后把外壳3套入，往下压缩压簧7直到露出轴1上的卡环槽，接着安装上卡环9，整个转轴模组安装完毕。

下面详细介绍转轴模组的具体装配过程。

第1步，安装按块1，先将按块1套入主轴8，使按块1的台阶面13紧贴主轴8的内端面83，两者上面的扁型面81、11对齐，同时，内端面83和台阶面13也对齐贴合在一起；第2步，安装副凸轮4，将副凸轮4套入主轴8，并使主轴8的第二段84、内圆柱面42间隙配合，同时，使端面43和按块1的第二段面15贴合；第3步，安装主凸轮2，将主凸轮2套入主轴8，并同时套在副凸轮4和按块1上，且对齐扁型面，这样，三个零件之间只能相对移动，不能相对转动；第4步，安装销子5，销子5的一端51过盈配合在主凸轮2的销孔25内，另外一端52落在副凸轮4的长槽45内，装配时先将主凸轮2上的销孔25对准副凸轮4上的长槽45，然后压入销子5到长槽45内，且销子的端部51不能超出主凸轮2的外圆柱面22；第5步，安装从凸轮6，安装时，先要将从凸轮6的凸轮面落到主凸轮2的第一曲面24、副凸轮4的第三曲面46之间[参考图11所示]；卡位61和主轴8上的挡位86之间的间隔角度为θ[参考图6所示]；第6步，安装压簧7，将它套入主轴8，然后使压簧7的一端71与从凸轮6的端面63紧贴；第7步，安装外壳3和卡环9，将外壳3的内表面31套入上面装好的零件组的外表面上，然后沿主轴8的轴线方向压紧外壳3的端面33，此时压簧7被压缩变短，直到露出主轴8的卡环槽87，然后把卡环9安装在卡环槽87内，整个转轴模组安装即完成。

下面具体描叙转轴装配到手机中的过程。

一键开关转轴在翻盖手机中的装配过程[参考图10所示]：先把转轴模组中的主凸轮2的外圆柱表面22安装并固定于手机主体的孔h1内，再接着把外壳3的外圆柱表面32安装于手机上盖孔h2内，当上盖相对于手机主体翻转时，也就是手机的打开或闭合过程。

下面详细讲解一键开关转轴的工作过程和原理。

初始状态时，手机主体和手机上盖相对闭合，此时压簧7处于预压状态，预压目的是使转轴有个预压力，保持手机上盖在打开或者闭合的情况下不会自由转动。手机关闭状态时，从凸轮6的凸轮组处于主凸轮2的第一曲面24和副凸轮4的第三曲面46之间[参考图11所示]。从凸轮6与主轴8之间上的卡位61，挡位86之间间隔θ度[图7所示]，这个θ度就是在使用者按压按块1的过程中，上盖能翻转的角度。

转轴自动开启过程[参考图12]：当使用者压下按块1时，和按块1接触在一起的副凸轮4被沿主轴8的轴线方向向前推动，副凸轮4在向前移动的过程中，其第三曲面46推动从凸轮6的第六曲面66，也使从凸轮6沿轴线方向移动。同时，从凸轮6的第五曲面65也与主凸轮2的第一曲面24接触在一起，由于从凸轮6，主凸轮2，副凸轮4这3个凸轮都为空间凸轮曲面，因此，从凸轮6也会绕主轴8转动。当从凸轮6转动时，带动外壳3转动，而外壳3和手机上盖连接，因而也带动上盖转动，由此打开上盖；从凸轮6的端面63被弹簧7的端面71压紧，因此，从凸轮6能紧密的和副凸轮4的第三曲面46及主凸轮2的第一曲面24接触在一起。随着副凸轮4沿主轴8的轴线方向继续向前推，使从凸轮6沿着主凸轮2的第一曲面24上升到主凸轮2的上止处，压簧7被压缩到最大，此时，接触在一起的从凸轮6和主轴8两者的卡位61、挡位86处于即将脱离开的状态。当使用者的力继续作用于副凸轮4时，从凸轮6被再向前推动，从凸轮6的卡位61马上从主轴8的挡位86脱离开来，从凸轮6越过主凸轮2的上止处，并在压簧7释放出的弹力下沿主凸轮2上的第二曲面26向下滑动，且自身也继续转动，此时从凸轮6的转动完全不需要外力，靠压簧7释放的力就可以完全实现手机上盖自动翻转打开，当从凸轮6的第六曲面66继续滑动直到落入主凸轮2的第二曲面26和副凸轮4的第四曲面47之间并接触时[参考图14]，手机上盖停止翻转，此时压簧7的压力没有完全释放出来，仍然保留一定压力，用来保证手机上盖不会在此时自由转动。至此，整个手机自动打开的过程完成。

手机上盖自动关闭过程：由于副凸轮4、主凸轮2、从凸轮6这三个凸轮都采用对称结构，因此，关闭的工作原理和上述的开启过程一样，只是转动的方向相反。按下按块1，就可以实现手机上盖的自动关闭。

转轴自动关闭过程：当使用者压下按块1时，和按块1接触在一起的副凸轮4被沿主轴8的轴线方向向前推动，副凸轮4在向前移动的过程中，第四曲面47压在从凸轮6的第五曲面65，也使从凸轮6沿轴线方向移动。同时，从凸轮6的第六曲面66也与主凸轮2的第二曲面26接触在一起，由于从凸轮6，主凸轮2，副凸轮4这3个凸轮都为空间凸轮曲面，因此，从凸轮6也会绕主轴8转动。当从凸轮6转动时，带动外壳3转动，而外壳3和手机上盖连接，从而带动手机上盖转动关闭；从凸轮6的端面63被弹簧7的端面71压紧，因此，从凸轮6的第六曲面66能紧密的和副凸轮4的第四曲面47及主凸轮2的第二曲面26接触在一起。随着副凸轮4沿主轴8的轴线方向继续向前推，使从凸轮6沿着主凸轮2的第二曲面26上升到主凸轮2的上止处，压簧7被压缩到最大，此时，接触在一起的从凸轮6和主轴8两者的卡位61、挡位86处于即将脱离开的状态，当使用者的力继续作用于副凸轮4时，从凸轮6被再向前推动一微小距离，从凸轮6的卡位61马上和主轴8的挡位86脱离开来，从凸轮6越过主凸轮2的上止处，并在压簧7释放出的弹力下沿主凸轮2上的第一曲面24向下滑动，且自身也继续转动，此时从凸轮6的转动完全不需要外力，靠压簧7释放的力就可以完全实现手机上盖自动翻转打开，当从凸轮6继续滑动直到落入主凸轮2的第一曲面24和副凸轮4的第三曲面46之间，手机上盖停止翻转，此时压簧7的压力没有完全释放出来，仍然保留一定压力，用来保证手机上盖不会在此时自由转动。至此，整个手机自动关闭的过程完成。

手动打开手机上盖的过程：当使用者不想用按的方式打开手机上盖时，可以直接用手把上盖打开。此时，作用在手机上盖的力传到转轴的外壳3，而外壳3的转动带动从凸轮6转动，使从凸轮6的第五曲面65沿着主凸轮2的第一曲面24沿主轴8的轴线向前移动并绕主轴8转动，而主凸轮2固定在手机主体内不动，因此，从凸轮6在转动时压缩弹簧7，并产生反作力来和外力(使用者打开的上盖力)平衡。当从凸轮6继续转动时，从凸轮6的凸轮面越过主凸轮2的上止处，此时压簧7被压缩到最大，然后从凸轮6的第六曲面66和主凸轮2的第二曲面26接触在一起并向下滑动，直到从凸轮6的凸轮面落入主凸轮2的第二曲面26和副凸轮4的第四曲面47之间并接触，手机上盖停止翻转，此时压簧7的压力没有完全释放出来，仍然保留一定压力，用来保证手机上盖不会在此时自由转动。至此，整个手机手动打开的过程完成。主凸轮2的第一曲面24的参数和弹簧7的参数将基本决定手机打开时的手感。在手动开合上盖的过程中，副凸轮4不参与此工作过程。

手动闭合手机上盖的过程和打开上盖的过程原理一样，只是方向相反[参考图13]。具体过程是：当使用者不想用按的方式关闭手机上盖时，可以直接用手关闭。此时，作用在手机上盖的力传到转轴的外壳3，外壳3带动从凸轮6转动，使从凸轮6的第六曲面66沿着主凸轮2的第二曲面26沿主轴8轴线直线移动并绕主轴8转动，而主凸轮2固定在手机主体内不动，因此，从凸轮6在转动时压缩弹簧7，并产生反作力来和外力(使用者关闭上盖的力)平衡。当从凸轮6继续转动时，从凸轮6的第六曲面66越过主凸轮2的上止处，此时压簧7被压缩到最大，然后从凸轮6的第五曲面65和主凸轮2的第一曲面24接触在一起并向下滑动，直到从凸轮6的凸轮面落入主凸轮2的第一曲面24和副凸轮4的第三曲面46之间并接触，手机上盖停止翻转，此时压簧7的压力没有完全释放出来，仍然保留一定压力，用来保证手机上盖不会在此时自由转动。至此，整个手机手动关闭的过程完成。在手动开合上盖的过程中，副凸轮4都不参与运动过程。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，是为了帮助理解本专利的精神和要点，但并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一键开关转轴，其特征在于，包括：套设于主轴上的按块、凸轮组和弹性元件，所述凸轮组包括主凸轮、与主凸轮始终紧贴的从凸轮、套设于主凸轮内的副凸轮，所述主凸轮的凸轮面包括互相对称的第一曲面和第二曲面，所述副凸轮的凸轮面包括互相对称的第三曲面和第四曲面，所述从凸轮的凸轮面包括互相对称的第五曲面和第六曲面，其中，所述按块可在主凸轮中轴向移动以推动副凸轮做轴向移动，所述副凸轮的轴向移动可推动从凸轮做轴向移动及翻转，从凸轮压缩弹性元件使其储能；接触在一起的从凸轮和主轴两者的卡位、挡位处于即将脱离开的状态，当使用者的力继续作用于副凸轮时，从凸轮被再向前推动，从凸轮的卡位马上从主轴的挡位脱离开来，从凸轮越过主凸轮的上止处，并在压簧释放出的弹力下沿主凸轮上的第二曲面向下滑动，且自身也继续转动，此时从凸轮的转动完全不需要外力，靠压簧释放的力就可以完全实现手机上盖自动翻转打开，当从凸轮的第六曲面继续滑动直到落入主凸轮的第二曲面和副凸轮的第四曲面之间并接触时，停止翻转；接触在一起的从凸轮和主轴两者的卡位、挡位处于即将脱离开的状态，当使用者的力继续作用于副凸轮时，从凸轮被再向前推动一微小距离，从凸轮的卡位马上和主轴的挡位脱离开来，从凸轮越过主凸轮的上止处，并在压簧释放出的弹力下沿主凸轮上的第一曲面向下滑动，且自身也继续转动，此时从凸轮的转动完全不需要外力，靠压簧释放的力就可以完全实现手机上盖自动翻转打开，当从凸轮的第五曲面继续滑动直到落入主凸轮的第一曲面和副凸轮的第三曲面之间，停止翻转。

2.如权利要求1所述的一键开关转轴，其特征在于，所述主轴包括依次连接形成阶梯形的第一段、第二段、第三段，所述按块卡套于第一段，所述副凸轮套设于第二段，所述从凸轮、弹性元件转动套设在第三段上。

3.如权利要求1所述的一键开关转轴，其特征在于，所述主轴设置挡位，所述从凸轮设置与所述挡位相配合的卡位。

4.如权利要求1所述的一键开关转轴，其特征在于，所述转轴闭合状态时，从凸轮的凸轮面处于第一曲面和第三曲面之间，所述转轴打开状态时，从凸轮的凸轮面处于第二曲面和第四曲面之间。

5.如权利要求1所述的一键开关转轴，其特征在于，自动开闭所述转轴时，外力使得按块轴向推动副凸轮，副凸轮推动从凸轮，从而使得从凸轮轴向移动并翻转。

6.如权利要求1所述的一键开关转轴，其特征在于，手动开闭所述转轴时，外力带动从凸轮轴向移动并翻转。

7.如权利要求1所述的一键开关转轴，其特征在于，包括转轴固定器件和主轴上的卡环槽，所述转轴固定器件包括卡环，所述卡环固定套设在卡环槽中。

8.一种手机，其特征在于，包括上盖和主体，还包括权利要求1至7中任一项所述的一键开关转轴，所述主凸轮固定于手机主体，所述一键开关转轴还包括固定安装在手机上盖中的外壳，所述从凸轮带动外壳转动，从而带动手机上盖翻转。