CN108468707B - 一种转轴装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转轴装置和电子设备，转轴装置包括转轴；与转轴转动连接的第一板状连接件；用于提供转轴相对于第一板状连接件的第一扭力的扭力机构；用于提供转轴相对于第一板状连接件的第二扭力的扭簧，扭簧套设在转轴上，且扭簧的一端固定在转轴上，另一端固定在第一板状连接件的板面上；其中，当转轴装置所连接的第一本体和第二本体的开合角度为90度时，扭簧的扭力为零；当第一本体和第二本体的开合角度由90度减小或增大时扭簧的扭力均递增。本发明在第一本体的开启角度较小或较大时，利用扭力机构提供的第一扭力和扭簧提供的第二扭力共同支撑第一本体，避免第一本体由于重力自动转动，提高了第一本体相对于第二本体的开启角度的稳固性。

Description

一种转轴装置和电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，更具体地说，涉及一种转轴装置，本发明还涉及一种电子设备。

背景技术

现有技术的笔记本电脑，连接显示器与底座的转轴装置仅通过恒定的扭力提供显示器的支撑力，这样一来，显示器在小于30度或大于150度时，较易自动往下掉，显示器的稳固性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种转轴装置，以提高其连接的第一本体相对于第二本体的开启角度的稳固性。

本发明的另一目的在于提供一种具有上述转轴装置的电子设备，以提高第一本体相对于第二本体的开启角度的稳固性。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种转轴装置，用于实现第一本体相对于第二本体的开合，包括：

转轴；

与所述转轴转动连接的第一板状连接件；

用于提供所述转轴相对于所述第一板状连接件的第一扭力的扭力机构；

用于提供所述转轴相对于所述第一板状连接件的第二扭力的扭簧，所述扭簧套设在所述转轴上，且所述扭簧的一端固定在所述转轴上，另一端固定在所述第一板状连接件的板面上；

其中，当所述转轴装置所连接的第一本体和第二本体的开合角度为90度时，所述扭簧的扭力为零；当所述转轴装置所连接的第一本体和第二本体的开合角度由90度减小或增大时所述扭簧的扭力均递增。

优选的，上述转轴装置中，所述转轴上开设有轴向卡槽，所述扭簧与所述转轴固定的一端卡入所述轴向卡槽内。

优选的，上述转轴装置中，所述轴向卡槽设置在所述转轴的端部。

优选的，上述转轴装置中，所述扭簧的弹簧丝截面为矩形。

优选的，上述转轴装置中，所述扭力机构包括：

叠放的多个摩擦片，所述摩擦片套在所述转轴上；

用于定位所述摩擦片一端的定位件，所述定位件固定在所述转轴上；

用于定位所述摩擦片另一端的转动件，所述转动件可转动地套设在所述转轴上并与所述第一板状连接件固定连接。

优选的，上述转轴装置中，所述转动件为摩擦板，所述摩擦板与所述第一板状连接件固定连接，所述转轴上具有轴向定位所述摩擦板的定位凸起，所述定位凸起位于所述摩擦板远离所述摩擦片的一侧。

优选的，上述转轴装置中，所述扭簧扭力为零时的长度与所述扭力机构的长度相同。

优选的，上述转轴装置中，所述转轴包括第一轴段和第二轴段，所述第一轴段的直径小于所述第二轴段的直径，所述扭簧和所述扭力机构均设置在所述第一轴段上，且所述扭力机构靠近所述第二轴段；

所述第二轴段远离所述第一轴段的一端还连接有用于与所述第一本体固定连接的第二板状连接件。

优选的，上述转轴装置中，所述第一板状连接件包括：

用于与所述第二本体固定连接的平板，所述扭簧的一端通过螺钉固定在所述平板上；

垂直设置在所述连接板两端的第一连接板和第二连接板；

其中，所述第一连接板开设有供所述第一轴段的一端穿过的第一穿孔，所述第二连接板开设有供所述第一轴段的另一端穿过的第二穿孔和与所述摩擦板的连接凸起固定连接的固定孔。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的转轴装置用于实现第一本体相对于第二本体的开合，包括：转轴；与转轴转动连接的第一板状连接件；用于提供转轴相对于第一板状连接件的第一扭力的扭力机构；用于提供转轴相对于第一板状连接件的第二扭力的扭簧，扭簧套设在转轴上，且扭簧的一端固定在转轴上，另一端固定在第一板状连接件的板面上；其中，当转轴装置所连接的第一本体和第二本体的开合角度为90度时，扭簧的扭力为零；当转轴装置所连接的第一本体和第二本体的开合角度由90度减小或增大时扭簧的扭力均递增。

应用时，将第二本体固定在第一板状连接件上，将第一本体与转轴固定连接，在第一本体相对于第二本体转动的过程中，转轴相对第一板状连接件转动。

当第一本体相对于第二本体的开合角度为90度时，扭簧的扭力为零，此时仅依靠扭力机构提供的第一扭力支撑第一本体。

当第一本体相对于第二本体的开合角度由90度减小或增大时扭簧的扭力均递增，减小或增大的角度越多，扭簧的扭力越大，扭簧提供的第二扭力能够克服一部分第一本体的重力产生的扭矩。

综上所述，本发明在第一本体的开启角度较小或较大时，利用扭力机构提供的第一扭力和扭簧提供的第二扭力共同支撑第一本体，避免第一本体由于重力自动转动，所以提高了转轴装置连接的第一本体相对于第二本体的开启角度的稳固性。

而且，当第一本体从相对于第二本体的开合角度为0度转动到90度，即开启第一本体时，扭簧提供的第二扭力逐渐减小，所以易于第一本体的开启；故本发明的转轴装置实现了第一本体相对于第二本体的开轻关重。

此外，本发明的扭簧的一端固定在第一板状连接件的板面上，固定点距离扭簧的轴线较远，所以能够产生较大的扭力，进一步提高了使用过程中的稳固性。

本发明还提供了一种电子设备，包括第一本体、第二本体，连接所述第一本体与所述第二本体的转轴装置，所述转轴装置为上述任一种转轴装置，由于上述转轴装置具有上述效果，具有上述转轴装置的电子设备具有同样的效果，故本文不再赘述。

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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的转轴装置的立体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的转轴装置的俯视图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种转轴装置，提高了其连接的第一本体相对于第二本体的开启角度的稳固性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参考附图1-2，本发明实施例提供的转轴装置用于实现第一本体相对于第二本体的开合，包括：转轴1；与转轴1转动连接的第一板状连接件；用于提供转轴1相对于第一板状连接件的第一扭力的扭力机构；用于提供转轴1相对于第一板状连接件的第二扭力的扭簧6，扭簧6套设在转轴1上，且扭簧6的一端固定在转轴1上，另一端固定在第一板状连接件的板面上；其中，当转轴装置所连接的第一本体和第二本体的开合角度为90度时，扭簧6的扭力为零；当转轴装置所连接的第一本体和第二本体的开合角度由90度减小或增大时扭簧6的扭力均递增。

应用时，将第二本体固定在第一板状连接件上，将第一本体与转轴1固定连接，在第一本体相对于第二本体转动的过程中，转轴1相对第一板状连接件转动。

当第一本体相对于第二本体的开合角度为90度时，扭簧6的扭力为零，此时仅依靠扭力机构提供的第一扭力支撑第一本体。

当第一本体相对于第二本体的开合角度由90度减小或增大时扭簧6的扭力均递增，减小或增大的角度越多，扭簧6的扭力越大，扭簧6提供的第二扭力能够克服一部分第一本体的重力产生的扭矩。

综上所述，本发明在第一本体的开启角度较小或较大时，利用扭力机构提供的第一扭力和扭簧6提供的第二扭力共同支撑第一本体，避免第一本体由于重力自动转动，所以提高了转轴装置连接的第一本体相对于第二本体的开启角度的稳固性。

而且，当第一本体从相对于第二本体的开合角度为0度转动到90度，即开启第一本体时，扭簧6提供的第二扭力逐渐减小，所以易于第一本体的开启；故本发明的转轴装置实现了第一本体相对于第二本体的开轻关重。

此外，本发明的扭簧6的一端固定在第一板状连接件的板面上，固定点距离扭簧6的轴线较远，所以能够产生较大的扭力，进一步提高了使用过程中的稳固性。

根据胡克定律F＝KX，K为弹性系数，X是弹簧伸长或压缩量，F为扭簧6的扭力，扭力与弹簧的长度变化量是线性关系。

当转轴1的转动由90度向0度闭合时，弹簧最大会产生F＝Kπr的力。随着关闭角度变小，实现扭力变大。

当转轴1的转动由0度向90度打开时，0度时弹簧会提供F＝Kπr，随着打开角度变大，扭簧6的力慢慢变小；所以能实现开轻的目的。

反之90度-180度和180度-90度也是同理。

因为扭簧6能提供第二扭力，克服一部分第一本体如显示器的重力产生的扭矩，并且能随着扭矩变大，扭力也变大。所以转轴1本身的第一扭力(F＝F1-Fk)也可以做得小一点，利于转轴1的寿命。

优选的，转轴1上开设有轴向卡槽12，扭簧6与转轴1固定的一端卡入轴向卡槽12内。该扭簧6的一端需要绕过转轴1的外周面进入轴向卡槽12内，连接面积较大，提高了该端的固定强度。同时，扭簧6置于轴向卡槽12内的一端相当于固定于扭簧6的轴线上，增大了扭簧6两端的径向间距，进一步提高了扭力。可以理解的是，本发明也可以在转轴1上设置安装凸起，使扭簧6的该端固定在安装凸起上，也可以将扭簧6的该端固定在于转轴1固定连接的其他部件上。

为了简化结构，轴向卡槽12设置在转轴1的端部，该位置的轴向卡槽12可以从转轴1的端部进行加工，简化了加工过程；同时可以首先将扭簧6的端部制造出能够套在轴向卡槽12一侧的半个转轴1上的套接孔，然后直接将套接孔穿在半个转轴1上即可，便于装配。可替换的，上述轴向卡槽12还可以设置转轴1的中部。

优选的，扭簧6的弹簧丝截面为矩形。如图1-2所示，本发明的扭簧6为片状，相邻的两圈弹簧丝的距离较远，便于变形，操作灵活性较高，而且使用寿命较长。可以理解的是，上述扭簧6的弹簧丝截面还可以为其他形状，如圆形等。

本发明一具体的实施例中，扭力机构包括：叠放的多个摩擦片9，摩擦片9套在转轴1上；用于定位摩擦片9一端的定位件10，定位件10固定在转轴1上；用于定位摩擦片9另一端的转动件，转动件可转动地套设在转轴1上并与第一板状连接件固定连接。

当转轴1相对第一板状连接件转动时，定位件10会相对转动件转动，从而带动多个摩擦片9之间产生摩擦力，形成恒定扭力，作为第一扭力。

上述扭力机构的结构比较简单，且加工过程中，第一扭力的大小易于控制。可以理解的是，上述扭力机构还可以为其他结构，如与转轴1转动配合的扭力块，以实现同样的提供第一扭力的效果。上述第一扭力也可以为通过改变摩擦面积大小形成的变扭力。

上述实施例中，定位件10优选为螺母，螺母通过螺纹配合固定在转轴1上，便于装配；而且螺母的端面也会与摩擦片9产生摩擦力，增加了第一扭力。当然，该定位件10也可以为加工在转轴1上的凸起。

摩擦片9为碟形弹簧。碟形弹簧的刚度较大，缓冲吸震能力较强，能够承受较大的载荷，使用寿命较长。该摩擦片9也可以为金属片，以达到同样的产生摩擦扭力的效果。

进一步的技术方案中，转动件为摩擦板8，摩擦板8与第一板状连接件固定连接，转轴1上具有轴向定位摩擦板8的定位凸起11，定位凸起11位于摩擦板8远离摩擦片9的一侧。本发明利用转轴1上的定位凸起11定位摩擦板8，摩擦板8的两端与摩擦片9以及定位凸起11之间均能产生摩擦扭力，进一步提高了第一扭力的值。

上述定位凸起11还可以替换为套在转轴1上的定位套等。

优选的，扭簧6扭力为零时的长度与扭力机构的长度相同。本发明使转轴1受到第一扭力的长度与受到第二扭力的长度相同，整个转轴1的受力均匀性较好。当然，扭簧6扭力为零时的长度也可以大于或小于扭力机构的长度。

优选的，转轴1包括第一轴段和第二轴段，第一轴段的直径小于第二轴段的直径，扭簧6和扭力机构均设置在第一轴段上，且扭力机构靠近第二轴段；

本发明的第一轴段直径较小，套上扭力机构和扭簧6后，使整个转轴1长度方向的强度相差较小。而且，本发明将始终提供第一扭力的扭力机构设置在转轴1的中部，使整个转轴1受扭力较均匀，手感较好。

如图1所示，第二轴段远离第一轴段的一端还连接有用于与第一本体固定连接的第二板状连接件7；应用时，通过第二板状连接件7固定连接第一本体，通过转动第一本体连带着第二板状连接件7、转轴1一起相对于第一板状连接件转动，从而实现第一本体相对于第二本体的开合。

第二板状连接件7具体为一平面板。

第一板状连接件和第二本体的连接面积以及第一本体与第二板状连接件7的连接面积较大，提高了结构强度。当然，第二板状连接件7还可以替换为连接支架等结构。

如图1所示，第一板状连接件包括用于与第二本体固定连接的平板3，扭簧6的一端通过螺钉4固定在平板3上，便于拆装；垂直设置在连接板两端的第一连接板5和第二连接板2；其中，第一连接板5开设有供第一轴段的一端穿过的第一穿孔，第二连接板2开设有供第一轴段的另一端穿过的第二穿孔和与摩擦板8的连接凸起固定连接的固定孔。

装配时，使第一连接板5的第一穿孔穿过第一轴段的一端，使第二连接板2的第二穿孔穿过第一轴段的另一端，并使摩擦板8的连接凸起固定在第二连接板2的固定孔内，操作比较简单；而且扭力机构处，第一板状连接件通过第二连接板2和摩擦板8共同与转轴转动配合，配合面积较大，提高了连接强度。同时，本发明通过第一连接板5和第二连接板2与平板3的连接强度较好，提高了使用寿命。

上述两个连接板还可以替换为连接柱或者连接套筒，以实现同样的与转轴1转动连接的目的。

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括第一本体、第二本体，连接第一本体与第二本体的转轴装置，转轴装置为上述任一项实施例提供的转轴装置，提高了第一本体相对于第二本体的开启角度的稳固性，其优点是由转轴装置带来的，具体的请参考上述实施例中相关的部分，在此就不再赘述。

上述电子设备可以为笔记本电脑、翻盖手机或者其他需要开合的设备。

电子设备具体为笔记本电脑时，第一本体为显示器，第二本体为底座。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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。

Claims (9)

1.一种转轴装置，用于实现第一本体相对于第二本体的开合，其特征在于，包括：

转轴；

与所述转轴转动连接的第一板状连接件；

用于提供所述转轴相对于所述第一板状连接件的第一扭力的扭力机构；

用于提供所述转轴相对于所述第一板状连接件的第二扭力的扭簧，所述扭簧套设在所述转轴上，且所述扭簧的一端固定在所述转轴上，另一端固定在所述第一板状连接件的板面上；

其中，当所述转轴装置所连接的第一本体和第二本体的开合角度为90度时，所述扭簧的扭力为零；当所述转轴装置所连接的第一本体和第二本体的开合角度由90度减小或增大时所述扭簧的扭力均递增；

所述转轴包括第一轴段和第二轴段，所述扭簧和所述扭力机构均设置在所述第一轴段上，且所述扭力机构靠近所述第二轴段；

所述第一板状连接件包括：

用于与所述第二本体固定连接的平板，所述扭簧的另一端通过螺钉固定在所述平板上；

垂直设置在所述平板两端的第一连接板和第二连接板；

其中，所述第一连接板开设有供所述第一轴段的一端穿过的第一穿孔，所述第二连接板开设有供所述第一轴段的另一端穿过的第二穿孔；

所述转轴上开设有轴向卡槽，所述扭簧与所述转轴固定的一端卡入所述轴向卡槽内。

2.根据权利要求1所述的转轴装置，其特征在于，所述轴向卡槽设置在所述转轴的端部。

3.根据权利要求1所述的转轴装置，其特征在于，所述扭簧的弹簧丝截面为矩形。

4.根据权利要求1所述的转轴装置，其特征在于，所述扭力机构包括：

叠放的多个摩擦片，所述摩擦片套在所述转轴上；

用于定位所述摩擦片一端的定位件，所述定位件固定在所述转轴上；

用于定位所述摩擦片另一端的转动件，所述转动件可转动地套设在所述转轴上并与所述第一板状连接件固定连接。

5.根据权利要求4所述的转轴装置，其特征在于，所述转动件为摩擦板，所述摩擦板与所述第一板状连接件固定连接，所述转轴上具有轴向定位所述摩擦板的定位凸起，所述定位凸起位于所述摩擦板远离所述摩擦片的一侧。

6.根据权利要求4所述的转轴装置，其特征在于，所述扭簧扭力为零时的长度与所述扭力机构的长度相同。

7.根据权利要求5所述的转轴装置，其特征在于，所述第一轴段的直径小于所述第二轴段的直径；

所述第二轴段远离所述第一轴段的一端还连接有用于与所述第一本体固定连接的第二板状连接件。

8.根据权利要求7所述的转轴装置，其特征在于，所述第二连接板开设有与所述摩擦板的连接凸起固定连接的固定孔。

9.一种电子设备，包括第一本体、第二本体，连接所述第一本体与所述第二本体的转轴装置，所述转轴装置为如权利要求1-8任一项所述的转轴装置。

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