CN102387226B - 一种转轴及其手机 - Google Patents

Abstract

本发明适用于转轴结构领域，提供一种转轴，包括：套设于主轴上的凸轮组、弹性元件和挡块，所述凸轮组包括内部具有台阶的第一凸轮、第二凸轮、套设于第二凸轮内的第三凸轮；所述弹性元件包括第一弹性元件和第二弹性元件，第一弹性元件设置于第一凸轮台阶内，第二弹性元件设置于第三凸轮和挡块之间；所述主轴可轴向滑动以推动第三凸轮轴向滑动，从而使第一凸轮轴向滑动，压缩弹性元件使其储能，同时第二凸轮和第一凸轮相对转动。还提供一种包括上述转轴的手机。本发明手机转轴模组能够实现翻盖手机的一键开功能；手动扳开和闭合实现半自动功能，不需要手机提供逻辑电源。

Description

一种转轴及其手机

技术领域

本发明属于手机转轴领域，尤其涉及一种半自动、一键开的转轴及其手机。

背景技术

随着通讯事业的发展，手机已逐渐成为人们日常生活中的必需品。为了满足人们对于手机时尚、便捷、超薄的需求，要求手机的机构功能件结构紧凑且应用方便，翻盖手机因其时尚、大方越来越受欢迎。

转轴作为翻盖手机的一个关键模组，具有各种结构。目前，公知的转轴结构，通过操作者克服转轴弹簧力控制手机翻盖手机开合，此转轴结构简单可靠，但当操作者使用一只手时则很难将手机翻盖打开；另外，为克服操作者一只手操作不便的技术缺点，公知的转轴结构，通过依靠手机电池的能量，克服转轴弹簧力实现手机翻盖开合，这样则增加了对手机电量的消耗。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有技术转轴结构依靠手机电池能量实现手机翻盖开合，增加了手机电量消耗的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种转轴，包括：套设于主轴上的凸轮组、弹性元件和挡块，所述凸轮组包括内部具有台阶的第一凸轮、第二凸轮、套设于第二凸轮内的第三凸轮；所述挡块设置于外壳底部；所述弹性元件包括第一弹性元件和第二弹性元件，第一弹性元件设置于第一凸轮台阶内，第二弹性元件设置于第三凸轮和挡块之间；所述第二凸轮和第三凸轮可以轴向转动，以带动第一凸轮轴向转动，所述主轴可轴向滑动以推动第一凸轮和第三凸轮做轴向滑动，从而压缩弹性元件使其储能。

本发明还提供一种包括上述转轴的手机，还包括上盖和主体，转轴的外壳安装于上盖，第一凸轮一端安装于主体上。

本发明实施例提供的一种转轴及其手机，通过利用凸轮组中三个凸轮之间的相互作用，实现将弹性元件的弹力转换为扭力的过程，从而达到翻盖手机一键自动打开的效果，方便、实用且时尚。与现有技术方案相比较，本发明的手机转轴模组能够实现翻盖手机的一键开、在手动扳力实现半自动开闭手机，可单手操作开启盖体，且不需要手机提供逻辑电源，最低限度节省了电池电能，结构简单、占用空间较小、不需要依靠电机驱动的手机转轴。

附图说明

图1为本发明实施例转轴结构分解立体示意图；

图2为本发明实施例转轴第一凸轮结构示意图；

图3为本发明实施例转轴第一凸轮剖示图；

图4为本发明实施例转轴第二凸轮结构示意图；

图5为本发明实施例转轴第三凸轮结构示意图；

图6为本发明实施例转轴主轴结构示意图；

图7为本发明实施例转轴卡簧结构示意图

图8为本发明实施例转轴挡块结构示意图；

图9为本发明实施例转轴外壳结构示意图

图10为本发明实施例转轴从轴中心剖开的示意图；

图11、12为本发明实施例转轴装配完成的示意图；

图13为本发明实施例转轴装配到手机中的示意图；

图14～18为本发明实施例转三凸轮的工作状态示意图。

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：主轴、2：第一压簧、3：第一凸轮、4：第二凸轮、5：外壳、6：第三凸轮、7：第二压簧、8：挡块、9：卡簧；本发明弹性元件优选压簧。

各个零件的具体结构如图1至图10所示。

请参考图1所示，一种转轴，包括：套设于主轴1上的凸轮组、弹性元件和挡块，凸轮组包括内部具有台阶的第一凸轮3、第二凸轮4、套设于第二凸轮内的第三凸轮6；挡块8设置于外壳底部；弹性元件包括第一弹性元件2和第二弹性元件7，第一弹性元件2设置于第一凸轮3台阶内，第二弹性元件7设置于第三凸轮6和挡块8之间；主轴1可轴向滑动以推动第三凸轮6轴向滑动，从而使第一凸轮3轴向滑动，压缩弹性元件使其储能，同时第二凸轮4和第一凸轮3相对转动。

主轴1包括依次连接形成阶梯形的第一段12、第二段13、第三段14，参考图6，第一凸轮3套设于第一段12和第二段13，第一弹性元件2套设于第二段13，第一弹性元件2的一端面21紧贴第一段12的端面15；第二弹性元件7套设在第三段14上，第三凸轮6套设于第二段13和第三段14上，第三凸轮6内表面的内阶梯面61和第二段13与第三段14间的阶梯面16相贴合。主轴1上设有转轴固定卡环槽，转轴固定部件套设在主轴的固定卡环槽上

第一凸轮3为一个空间圆柱凸轮，参考图2和图3，第一凸轮3的表面33、34为平面结构；第一凸轮3可轴向滑动及转动，内阶梯面31紧贴第二压簧2的端面22，并承受第一压簧2产生的压力。第一凸轮3的作用是在主轴1的推动下与第二凸轮4配合，第一凸轮3轴向滑动并转动，实现一键开功能；当操作者用手开闭手机时，第一凸轮3与第三凸轮6配合，第一凸轮包括第一曲面32，第一曲面32与第三凸轮6的凸轮面62在转动当第一凸轮3越过第三凸轮6最高点时，实现半自动开闭手机翻盖功能。

第二凸轮4是一个空间圆柱凸轮，参考图1和图4，第二凸轮4的表面42、43、44、45为平面结构，平面44、45与外壳5内平面52、53配合，参考图9，端面46与外壳5内阶梯面51配合，将第二凸轮4支撑在外壳5内；第二凸轮内平面42、43与第三凸轮6外平面63、64配合，控制第三凸轮6转动；第二凸轮4的第二曲面41与第一凸轮3的第一曲面32在转动的过程中相接触。

第三凸轮6为一空间圆柱凸轮，参考图5，其外平面63、64与第二凸轮内平面42、43配合，底部端面65与第二压簧7端部71配合，第三凸轮6只做轴向滑动；凸轮面62与第一凸轮3的第一曲面32在运动过程中互相作用实现扭力方向的转换从而实现半自动功能。

参考图9，外壳5是一个两端开口的筒状，其内表面52、53与第二凸轮4的外表面44、45配合，限制第二凸轮4的转动，外壳5的内阶梯面51与第二凸轮4的端面46配合，限制第二凸轮4的滑动。主轴1连接上述第一压簧2、第一凸轮3、第二凸轮4、外壳5、第三凸轮6、第二压簧7、挡块8，用卡簧9固定于外壳5中。

参考图1和图10，第一压簧2置于第一凸轮3内，端面22与第一凸轮3的阶梯面31紧贴，另外一端面21与主轴1的内侧端面15紧贴，第一压簧2提供弹簧力，使第一凸轮3能够沿轴向滑动。

第二压簧7置于外壳底部，第二压簧7的一端面71顶在第三凸轮6的端面65，第二压簧7的另一端面72顶在挡块8的一端面82上，提供弹簧力推压第三凸轮6，使第三凸轮6沿轴向滑动，使第一凸轮32能与第二凸轮62接触。

挡块8置于外壳5底端，支撑第二压簧7，主轴1穿过挡块8的中心孔81，卡簧9安装于主轴1上的卡环槽11上，挡块8和外壳5限位，起轴向限位作用，防止外壳5内的各个零件脱落，图7是卡簧结构示意图，图8为挡块结构示意图。

多功能转轴的装配顺序如下：先将第二凸轮4与第三凸轮6配合好后组装到外壳5中，然后将第一压簧2装入主轴1中，接着将第一凸轮3装入主轴1中，再将安装好的第一压簧2与第一凸轮3及主轴1装入外壳5中，然后从外壳5底部按顺序装入第二压簧7及挡块8，沿主轴1轴线方向按压挡块8，压缩压簧使主轴1露出卡簧槽11，最后将卡簧9安装到卡簧槽中，整个多功能转轴安装完成。装配完成的转轴示意图如图11和图12所示。

下面详细介绍多功能转轴的具体装配过程。

第1步，将第二凸轮4与第三凸轮6配合，将第三凸轮6套入第二凸轮4中，使第三凸轮6平面63、64与第二凸轮4的两平面42、43相配合；第2步，将第一步配合好的第二凸轮4与第三凸轮6安装至外壳5中，第二凸轮4的端面46与第三凸轮6的端面65与外壳5内部台阶面51配合，第二凸轮4两平面44、45与外壳5内平面52、53配合，使第二凸轮4与第三凸轮6定位于外壳5中；第3步，安装第一压簧2，先将第一压簧2套入主轴1，使第一压簧2的端面21紧贴主轴1的内端面15；第4步，安装第一凸轮3，将第一凸轮3套入主轴1，使第一凸轮3内端面31与第一压簧2的端面22贴合；第5步，将第3步与第4步组装好的第一凸轮3、第一压簧2及主轴1压入外壳5中；第6步，将第二压簧7从外壳5底部装入外壳5中；第7步，将挡块8从外壳5底部装入外壳5中；第8步，安装卡簧9，沿主轴1的轴线方向按压挡块8，使第一压簧2、第二压簧7压缩，露出主轴1的卡簧槽11，然后把卡簧9安装到卡簧槽11内，整个转轴就安装完成了。

本发明还提供一种包括上述转轴的手机，还包括上盖h1和主体h2，转轴的外壳安装于上盖h1，第一凸轮3一端安装于主体h2上。通过利用凸轮组中三个凸轮之间的相互作用，实现将弹性元件的弹力转换为扭力的过程，从而达到翻盖手机一键自动打开的效果，方便、实用且时尚。与现有技术方案相比较，本发明的手机转轴模组能够实现翻盖手机的一键开、在手扳力作用下半自动开闭手机，可单手操作开启盖体，且不需要手机提供逻辑电源，最低限度节省了电池电能，结构简单、占用空间较小、不需要依靠电机驱动的手机转轴。

下面具体描叙转轴装配到手机中的过程。

多功能转轴在翻盖手机中的装配过程参考图13所示：先把转轴的外壳5安装并固定在手机上盖h1内，第一凸轮3安装固定在手机主体h2内，此时第一压簧2和第二压簧7都是处于压缩储能状态；特别说明第二压簧的刚度比第一压簧的刚度大。

下面详细讲解多功能转轴的工作过程和原理：

初始状态时，手机主体h2和手机上盖h1相对闭合，转轴存在一个预压角，而且始终保持第一压簧2、第二压簧7处于预压状态，保持转轴有预压力，使手机上盖h1能够紧贴在手机主体h2上。此时，第一凸轮3的第一曲面32与第三凸轮6的第三曲面或第四曲面62配合。

半自动过程：当手机上盖h1转过一定的角度，第三凸轮6随手机上盖h1运动，运动轨迹为第一凸轮3的第一曲面32，当第三凸轮6越过第一凸轮3的最高点35，转轴便带动手机上盖h1自动弹开，实现半自动开启过程；关闭过程与开启过程相似。

一键开过程：初始状态三个凸轮的各自的位置如图14，定义第一凸轮3的位置为上，有卡簧9的位置为下；当操作者按压主轴1，通过主轴1压下第三凸轮6使其做轴向滑动，当第三凸轮6的凸轮曲面的最高点66越过第一凸轮3的凸轮最高点35时，第一凸轮3和第三凸轮6完全脱离，如图15(两凸轮不存在互相咬合状态)，在继续按压时，第一凸轮3的第一曲面32和第二凸轮4的第二曲面47互相作用，此时只要保持施加力，第一凸轮3就会沿着第二凸轮4的第二曲面47下滑，如图16，第一凸轮3和第二凸轮4发生相对转动，于是第二凸轮4便会带动手机上盖h1自动弹开至一定角度，弹开角度可以根据需要做相应的凸轮第二曲面47的设计，并使上盖h1固定在一个位置上，此时手松开；由于第二压簧7的作用下，第三凸轮6向上运动并和第一凸轮3互相咬合，此时第三凸轮6和第二凸轮4分离，如图17，在第二压簧7的作用下第一凸轮3继续向上运动直至极限位置如图18，此时整个打开的过程完成。关闭的过程采用手动关闭和半自动的原理是一样此时三个凸轮的所处状态如图14；因此不管是手动打开还是一键开，最终采用手动关闭都回到了如图14的状态，形成一个可逆的循环。

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。

Claims (6)

1.一种转轴，其特征在于，包括：套设于主轴上的凸轮组、弹性元件和挡块，所述凸轮组包括内部具有台阶的第一凸轮、第二凸轮、套设于第二凸轮内的第三凸轮；所述弹性元件包括第一弹性元件和第二弹性元件，第一弹性元件设置于第一凸轮台阶内，第二弹性元件设置于第三凸轮和挡块之间；所述主轴可轴向滑动以推动第三凸轮轴向滑动，从而使第一凸轮轴向滑动，压缩弹性元件使其储能，同时第二凸轮和第一凸轮相对转动；自动打开所述转轴时，外力推动主轴使得第三凸轮做轴向滑动，推动第一凸轮曲面和第二凸轮曲面配合，使第一凸轮轴向滑动并和第二凸轮发生相对转动；半自动开闭所述转轴时，外力带动第二凸轮和第三凸轮轴向转动，第三凸轮的曲面越过第一凸轮曲面最高点时，第三凸轮在弹力的作用下轴向转动。

2.根据权利要求1所述的一种转轴，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，所述第一凸轮套设于第一段和第二段，第一弹性元件套设于第二段，第一弹性元件的一端面紧贴第一段的端面；所述第二弹性元件套设在第三段上，第三凸轮套设于第二段和第三段上，第三凸轮内表面的内阶梯面和第二段与第三段间的阶梯面相贴合。

3.根据权利要求1所述的一种转轴，其特征在于，所述主轴上设有转轴固定卡环槽，转轴固定部件套设在主轴的固定卡环槽上。

4.根据权利要求1所述的一种转轴，其特征在于，所述第一凸轮包括第一曲面，第二凸轮包括第二曲面，第三凸轮包括相互对称的第三曲面和第四曲面。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种转轴，其特征在于，还包括设置有内凸台的外壳，第一凸轮设置于外壳顶端部外侧，第二凸轮固定于外壳内的凸台上。

6.一种手机，包括上盖和主体，其特征在于，还包括权利要求1至5中任一项所述的转轴；所述转轴的外壳安装于上盖，第一凸轮一端安装于主体上。

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