CN202228525U - 一种可调节扭矩的转轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调节扭矩的转轴，包括：摆臂、基座、凸轮、从动件、弹性元件及调节螺钉，所述摆臂与所述凸轮固定在一起，所述凸轮设置在所述基座上，并可相对所述基座转动；所述从动件设置在所述基座上并与所述凸轮配合，所述从动件的表面设置有凸起，所述凸轮上设置有与所述凸起配合的滑动槽；所述弹性元件容置在基座中，其一端抵接所述从动件，另一端抵接所述调节螺钉，所述调节螺钉螺纹配合于述基座上。本实用新型可以通过调节螺钉调节弹性元件的松紧程度来改变转轴的扭矩，从而避免因扭矩衰减而更换转轴，降低了成本。

Description

一种可调节扭矩的转轴

技术领域

本实用新型涉及一种可调节扭矩的转轴。

背景技术

在日常生活中，为了使折叠式部件得以顺利开合，通常会在两相对旋转的部件间装设转轴结构。

目前，电子产品如笔记本电脑的转轴的结构通常由公轴与母轴组成，其中公轴主要包括一公轴连接部与一轴柱，母轴主要包括一母轴连接部与一轴套。在一般情况下，公轴的轴柱可旋转结合于母轴的轴套，母轴的连接部结合于第一物件（如笔记本电脑底座），公轴的连接部结合于第二物件（如笔记本电脑屏）。因此，第一物件可以第一轴套的轴心为中心而旋转，使得第一物件与第二物件得以翻转开合，从而构成折叠式物件。对于此类转轴结构，其扭矩绝大部分来源于轴柱与第一轴套之间的表面摩擦力，这类转轴一旦装配，扭矩就被限定。显然，在较大载荷的工作条件下，会对第一轴套与轴柱产生相当大的摩擦损耗，致使第一轴套与轴柱杆之间提供的扭矩剧减，降低转轴的使用寿命，因此也导致屏幕松动等问题，给用户带来诸多不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可调节扭矩的转轴。

一种可调节扭矩的转轴，包括：摆臂、基座、凸轮、从动件、弹性元件及调节螺钉，所述摆臂与所述凸轮固定在一起，所述凸轮设置在所述基座上，并可相对所述基座转动；所述从动件设置在所述基座上并与所述凸轮配合，所述从动件的表面设置有凸起，所述凸轮上设置有与所述凸起配合的滑动槽；所述弹性元件容置在基座中，其一端抵接所述从动件，另一端抵接所述调节螺钉，所述调节螺钉螺纹配合于所述基座上。

进一步的，所述凸轮包括依次连接的第一轴段、第二轴段、第三轴段及第四轴段，所述第一轴段和第四轴段设置在所述基座上，并可相对所述基座转动；所述第二轴段与所述摆臂固定连接；所述第三轴段的表面设置有滑动槽。

更进一步的，所述第二轴段上至少具有一个平面，所述摆臂上设置有嵌孔，所述第二轴段的横截面形状与所述嵌孔形状一致。

进一步的，所述滑动槽包括第一段及与第一段相连的第二段，所述第一段为类螺旋状，其扫描轨迹线为空间曲线，所述第二段的截面扫描轨迹线为一段圆弧。

进一步的，所述从动件为圆柱形轴，所述凸起为嵌入从动件外表面并可在所述从动件中滚动的滚珠。

进一步的，所述基座包括上基座及与所述上基座配合的下基座，所述上基座上设置有上轴座，所述上轴座为半圆形，其与位于下基座上半圆形的下轴座配合形成圆形的轴座，所述凸轮绕所述轴座旋转。

进一步的，所述下基座上设置有螺纹通孔，所述弹性元件容置于所述螺纹通孔中，所述弹性元件的一端抵接所述从动件的末端，另一端抵接调节螺钉，所述调节螺钉锁固在所述螺纹通孔中。

进一步的，所述上基座及下基座上都设有紧固孔，所述上基座及下基座通过锁紧螺钉与紧固孔配合固定。

进一步的，弹性元件为压缩弹簧。

本实用新型提供的可调节扭矩的转轴通过调节螺钉调节弹性元件的松紧程度来改变转轴的扭矩，从而避免因扭矩衰减而更换转轴，降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例可调节扭矩的转轴结构示意图。

图2为本实用新型实施例可调节扭矩的转轴爆炸示意图。

图3为本实用新型实施例上基座结构示意图。

图4为本实用新型实施例凸轮结构示意图。

图5为本实用新型实施例凸轮在其横向平面上的投影示意图。

图6为本实用新型实施例笔记本电脑结构示意图。

图7为本实用新型实施例可调节扭矩的转轴完全闭合时凸轮与从动件的状态示意图。

图8为本实用新型实施例可调节扭矩的转轴打开角度α时凸轮与从动件的状态示意图。

图9为本实用新型实施例可调节扭矩的转轴打开角度β时凸轮与从动件的状态示意图。

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，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1至图9所示，本实用新型可调节扭矩的转轴包括：摆臂1、基座2、凸轮3、从动件4、弹性元件5及调节螺钉6，所述摆臂1与所述凸轮3固定在一起，所述凸轮3设置在所述基座2上，并可相对所述基座2转动；所述从动件4设置在所述基座2上并与所述凸轮3配合，所述从动件4的表面设置有凸起41，所述凸轮3上设置有与所述凸起41配合的滑动槽331；所述弹性元件5容置在基座2中，其一端抵接所述从动件4，另一端抵接所述调节螺钉6，所述调节螺钉6螺纹配合于所述基座2上。在本实施例中，所述弹性元件5优选为压缩弹簧。弹性元件5在转轴转动过程中产生均匀形变，并与其两端的从动件4、调节螺钉6始终保持挤压状态。

如图2、图4及图5所示，凸轮3包括依次连接的第一轴段31、第二轴段32、第三轴段33及第四轴段34，所述第一轴段31和第四轴段34设置在所述基座2上，并可相对所述基座2转动；所述第二轴段32与所述摆臂1固定连接；所述第三轴段33的表面设置有滑动槽331。所述第二轴段32上至少具有一个平面，作为具体的实施例，所述第二轴段32上设置有2个相对而置的平面321，在与凸轮3配合的摆臂1上相应设置有嵌孔11，所述第二轴段32的横截面形状与所述嵌孔11的形状一致。通过嵌孔11，摆臂1紧密套接于凸轮3的第二轴段32，保证两者的同步转动。所述滑动槽331包括第一段3311及与第一段3311相连的第二段3312。如图5所示，所述第一段3311为类螺旋状，其扫描轨迹线为空间曲线，所述第二段3312的截面扫描轨迹线为一段圆弧。将所述滑动槽331投影到凸轮3的横截平面上，设凸轮3的轴心为O，其投影为O’，在第一段3311上对应的起点设定为P1，其在横截平面的投影点对应为P1’， 第一段3311与第二段3312相交的点设定为P2，其在横截平面的投影点对应为P2’， 第二段3312的终点设定为P3，其在横截平面的投影点对应为P3’。 所述投影段为圆弧，相对投影圆心O’，其圆心角为β，P1’至P2’之间的圆心角为α，P1’至P3’之间的圆心角为β。其中α对应可调节扭矩的转轴10在打开时自锁最大角度，β对应可调节扭矩的转轴10打开的最大角度。

如图2所示，从动件4为圆柱形轴，所述凸起41为嵌入从动件4外表面并可在所述从动件4中滚动的滚珠。滚珠使从动件4在凸轮3上设置的滑动槽331中滑动时更顺畅。

如图2和图3所示，基座2包括上基座21及与所述上基座21配合的下基座22，所述上基座21上设置有上轴座211，所述上轴座211为半圆形，其与位于下基座22上半圆形的下轴座221配合形成圆形的轴座，所述凸轮3安设在所述轴座上并可在所述轴座旋转，上轴座211和下轴座221配合确保凸轮3在基座2上无轴向窜动。所述下基座22上设置有螺纹通孔222，所述弹性元件5容置于所述螺纹通孔222中，所述弹性元件5的一端抵接所述从动件4的末端，另一端抵接调节螺钉6，所述调节螺钉6锁固在所述螺纹通孔222中。调节螺钉6用于调节弹性元件5的受挤压程度，从而调节凸轮3和从动件4之间的扭矩的大小，当在多次使用后，若扭矩发生衰减，可以通过将调节螺钉6往螺纹通孔222中的螺纹旋合部分来使扭矩发生补偿，从而调节扭矩的大小。所述上基座21设有上基座紧固孔212，所述下基座22设有与上基座紧固孔212对应的下基座紧固孔223，所述上基座21及下基座22通过锁紧螺钉224与上基座紧固孔212及下基座紧固孔223配合固定。作为具体的实施方式，所述紧固孔及锁紧螺钉分别为2个。上基座21上还设置有开槽结构213，确保摆臂1在夹角为0°到β之间旋转而不受上基座21的干涉。

图6是本实用新型实施例提供的笔记本电脑，其包括设置有屏幕的上本体20，以及设置有键盘的下本体30，上本体20和下本体30通过可调节扭矩的转轴10相连接。如图2和图6所示，在本实施例中，上本体20与摆臂1固定连接在一起，摆臂1上开有一嵌孔11和至少一安装孔12。通过嵌孔11，摆臂1与凸轮3固定连接；通过安装孔12，摆臂1与上本体20固定连接。基座2与下本体30通过螺钉紧固连接。可调节扭矩的转轴10为2个，分别安装在上本体20与下本体30交接处。

图7所示，为可调节扭矩的转轴完全闭合状态时凸轮3与从动件4的状态示意图。当转轴在角度为0°~α运动时，凸轮3与从动件4的扭矩不足以克服上本体20在自身重力的作用下产生的闭合的扭矩，上本体20实现自锁。此时，从动件4的凸起41运动在滑动槽331的第一段3311，即图5中P1到P2这一段，其能实现自锁的角度范围为0°~α。如图8所示，为可调节扭矩的转轴打开角度为α时凸轮与从动件的状态示意图。此时为可调节扭矩的转轴10能实现自锁的临界点，此时从动件4的凸起41运动在滑动槽331的第一段3311与第二段3312相交点P2。当继续施加力使从动件4的凸起41越过P2，到达第二段3312上的P2与P3之间，此时，凸轮3与从动件4的扭矩可以克服屏幕在自身重力的作用下产生的扭矩，从而实现屏幕可以在任意位置停留。如图9所示，为可调节扭矩的转轴打开角度为β时凸轮与从动件的状态示意图。

本实施例提供的可调节扭矩的转轴的各零部件相互运动关系如下：摆臂1在开合的过程中，将力传给与之铆接固定的凸轮3，于是，凸轮3在基座2的上轴座211和下轴座221中做旋转运动。凸轮3与从动件4通过设置在从动件4上的凸起41在凸轮3的滑动槽331内滑动。接着，从动件4在凸轮3的作用下在下基座22的螺纹通孔222中做往复的平动。如图2所示，弹性元件5一端与从动件4端面抵接，另一端与调节螺钉6抵接。由于调节螺钉6的作用，从动件4始终受到弹性元件5的轴向压力，这使得从动件4始终对凸轮3产生轴向的压力。如图4和图5所示，由于凸轮3的滑动槽331分为两段，第一段3311与第二段3312。当凸轮3在摆臂1的作用下旋转角度为0°~α时，凸起41刚好在凸轮3的第一段3311中，此时，凸轮3与从动件4的扭矩不足以克服上本体20在自身重力的作用下产生的方向相反的扭矩，屏幕自动闭合，实现自锁。当凸轮3在摆臂1的作用下旋转到角度为α~β时，设置在从动件4上的凸起41与凸轮3刚好滑动于凸轮3的第二段3312中, 此时，凸轮3与从动件4的扭矩可以克服上本体20在自身重力的作用下产生的扭矩，上本体20相对下本体30可以在任意位置停留，角度范围为α~β。α和β的角度范围可以根据用户的需要进行设计，具体的，α可以设置为40°，当打开角度为40°时，用户无法观看屏幕，所以可以让其实现自锁，β可以设置为160°，40°~160°可以满足用户的使用需要，在此范围内用户可以根据需要调节上本体20的开启角度，使其在所开启的角度进行停留。

本实施例提供的可调节扭矩的转轴一方面可以通过调节螺钉调节弹性元件的松紧程度来改变转轴的扭矩，从而避免因扭矩衰减而更换转轴，降低了成本。另一方面，在凸轮上设置分为2段的滑动槽，通过从动件在滑动槽中运动使转轴可以在0°~α角度范围内实现自锁，在α~β角度范围内实现任意停留，方便用户使用。

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

Claims (9)

1.一种可调节扭矩的转轴，其特征在于，包括：摆臂、基座、凸轮、从动件、弹性元件及调节螺钉；所述摆臂与所述凸轮固定在一起，所述凸轮设置在所述基座上，并可相对所述基座转动，所述从动件设置在所述基座上并与所述凸轮配合，所述从动件的表面设置有凸起，所述凸轮上设置有与所述凸起配合的滑动槽；所述弹性元件容置在基座中，其一端抵接所述从动件，另一端抵接所述调节螺钉，所述调节螺钉螺纹配合于所述基座上。

2.如权利要求1所述的一种可调节扭矩的转轴，其特征在于，所述凸轮

包括依次连接的第一轴段、第二轴段、第三轴段及第四轴段，所述第一轴段和第四轴段设置在所述基座上，并可相对所述基座转动；所述第二轴段与所述摆臂固定连接；所述第三轴段的表面设置有滑动槽。

3.如权利要求2所述的一种可调节扭矩的转轴，其特征在于，所述第二轴段上至少具有一个平面，所述摆臂上设置有嵌孔，所述第二轴段的横截面形状与所述嵌孔的形状一致。

4.如权利要求1所述的一种可调节扭矩的转轴，其特征在于，所述滑动槽包括第一段及与第一段相连的第二段，所述第一段为类螺旋状，其扫描轨迹线为空间曲线，所述第二段的截面扫描轨迹线为一段圆弧。

5.如权利要求1所述的一种可调节扭矩的转轴，其特征在于，所述从动件为圆柱形轴，所述凸起为嵌入从动件外表面并可在所述从动件中滚动的滚珠。

6.如权利要求1所述的一种可调节扭矩的转轴，其特征在于， 所述基座包括上基座及与所述上基座配合的下基座，所述上基座上设置有上轴座，所述上轴座为半圆形，其与位于下基座上半圆形的下轴座配合形成圆形的轴座，所述凸轮设置在轴座上并可在所述轴座中转动。

7.如权利要求6所述的一种可调节扭矩的转轴，其特征在于， 所述下基座上设置有螺纹通孔，所述弹性元件容置于所述螺纹通孔中，所述弹性元件的一端抵接所述从动件的末端，另一端抵接调节螺钉，所述调节螺钉锁固在所述螺纹通孔中。

8.如权利要求6所述的一种可调节扭矩的转轴，其特征在于， 所述上基座及下基座上都设有紧固孔，所述上基座及下基座通过锁紧螺钉与紧固孔配合固定。

9.如权利要求1所述的一种可调节扭矩的转轴，其特征在于，弹性元件为压缩弹簧。

Images