CN2745326Y

CN2745326Y - 一种可保持扭力的自锁紧转轴机构

Info

Publication number: CN2745326Y
Application number: CN 200420115731
Authority: CN
Inventors: 张嵘; 甘立渊; 史晓岩
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2004-11-16
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2014-11-16

Abstract

一种可保持扭力的自锁紧转轴机构，包括转轴、支架、预紧摩擦环、压簧和支撑环，其中转轴贯通安装在支架通孔内，支架通孔内表面有圆锥形部分，一个外圆锥形面与支架通孔的圆锥形面形状相同、且有轴向开口的预紧摩擦环和压簧、支撑环组成的自锁紧部件，彼此紧邻、挤压地安设在支架通孔与转轴之间，藉由压簧对预紧摩擦环的抵压，可自动保持预紧摩擦环与转轴之间的夹紧摩擦力，进而保证转轴转动时的扭力不变。该机构解决了原来在转轴的转动过程中扭力容易衰减的问题，使得该转轴机构在相当长的使用周期内能够自动保持稳定的扭力，具有自锁紧功能，工作可靠。且采用高分子材料注塑成型制造零件，加工简单便利，大大降低生产成本，提高了机构性能。

Description

一种可保持扭力的自锁紧转轴机构

技术领域

本实用新型涉及一种转轴机构，确切地说，涉及一种可保持扭力的自锁紧转轴机构，属于计算机结构配件技术领域。

背景技术

目前，在消费电子领域里，为了实现一些部件既能够在一定角度或范围内随意旋转，又可以随时定位固定于任何一个位置，具有自锁紧功能的转轴机构被广泛应用。例如由于每个用户的身高、座椅和使用习惯的不同，人们经常需要对电脑显示器的显示屏进行各种角度和方向的调整，一旦将其调到某个位置，还希望能够固定不动。该显示屏机体与其底座之间就是采用一种具有自锁紧功能的转轴机构。

现在，绝大部分转轴机构都是采用金属材料制造的。这种金属材料的转轴机构完全能够实现上述功能。但是，消费电子领域里的很多产品的应用场合并不需要转轴机构具有很高的机械强度和很长的使用寿命；而且，金属零件的制造工序复杂，对操作工人的技术水准要求高，使得生产成本非常昂贵，切削加工还造成资源的浪费。如何使用当代资源充足、成本相对低廉的化学高分子材料注塑成型制造结构新颖的自锁紧的转轴机构，既能够在不改变用户的使用感受的前提下实现该机械零件的结构功能，又能够提高加工效率和降低成本，就成为业内技术人员急需解决的课题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种可保持扭力的自锁紧转轴机构，该机构结构简单，加工容易，成本降低，且转动的扭力可保持不变，具有自锁紧功能。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种可保持扭力的自锁紧转轴机构，该机构包括有转轴和支架，所述转轴贯通安装在支架的通孔内，该转轴伸出支架通孔外侧的两端为方向相同的用于紧固连接其它零件的平面；所述支架底座两侧分别设有紧固螺孔或通孔；其特征在于：所述支架的通孔内表面设有圆锥形部分，一个外圆锥形面与支架通孔的圆锥形面相同、且有轴向开口的预紧摩擦环和压簧、支撑环组成的自锁紧部件，彼此紧邻、挤压地安设在所述支架通孔与转轴之间，藉由该压簧对预紧摩擦环的抵压，使得预紧摩擦环被压向圆锥形面的锥顶并抱紧转轴；在转动过程中，因预紧摩擦环与转轴摩擦产生磨损而使扭力减小时，压簧会推动预紧摩擦环沿着支架通孔的内圆锥形面向锥顶滑动，同时预紧摩擦环的开口间隙变小，自动保持预紧摩擦环与转轴之间的夹紧摩擦力，进而保证转轴转动时的扭力不变。

所述支架的通孔内表面由分别放置预紧摩擦环和压簧、支撑环的圆锥形和圆柱形两部分组成，该通孔底端设有导向凹槽，并在靠近一端侧的径向设有上下两个定位小孔。

所述转轴的轴肩上靠近支撑环的一侧边有一凸块，用于与支撑环上的凹槽相配合而限制转轴转动角度。

所述支架和转轴是用抗蠕变性和耐磨性好、强度高的高分子材料注塑成型的。

所述转轴和支架的材料是掺有玻璃纤维的尼龙。

所述预紧摩擦环是外表面为圆锥形、内表面为圆柱形的筒状零件，该预紧摩擦环的轴向设有开口而使其内径伸缩可变，其外径底部设有轴向条状凸块，用作安放在支架通孔凹槽内的导轨。

所述支撑环是圆柱形的环状零件，该支撑环的外表面底部设有轴向条状凸块，用作安放在支架通孔凹槽内的导轨；并在径向上下两侧和轴向左右两侧分别设有两个定位小凸块和两个凹槽，其中一个凹槽用作限制转轴上的凸块转动角度的限位槽。

所述预紧摩擦环和支撑环是用有自润滑效果、耐磨性好和强度高的高分子材料注塑成型的。

所述预紧摩擦环和支撑环的材料是聚甲醛。

本实用新型是一种可保持扭力的自锁紧转轴机构，它在转动过程中发生磨损时，能够自动调整而保持扭力不变，其特点是：该转轴机构的结构设计简单、巧妙、实用：为了保证转轴转动时所需要的扭力相对稳定，采用了在内径为圆锥体形的支架通孔中放置其外径为相同圆锥体形状的带开口的摩擦环，该摩擦环安装方便，且其内径可调；再和压簧与支撑环一起组成自锁紧部件。其中压簧的作用将摩擦环挤向圆锥体中的直径小的锥顶一端而使得其开口变小，这样可以减小摩擦环在磨损后产生的间隙，使转轴在转动时所需的扭力可以自动调节而保持稳定。这种结构不仅较好地克服了原来在转轴的转动使用过程中扭力容易衰减的问题，使得该转轴机构在相当长的使用周期内都能够自动保持比较恒定的扭力，工作可靠。而且，由于使用能够满足性能要求的高分子材料注塑成型制造相关零件，加工简单便利，大大降低生产成本，还提高了产品性能。因此，采用新结构和新材料的本实用新型用于电脑显示器时，能够保证显示器支架和其它连接件转轴之间的转动使用要求，又能提高加工效率和降低成本，替代金属转轴机构而节省自然资源。该机构还可应用于笔记本电脑和其它电子产品，具有很好的推广应用前景。

附图说明

图1(A)、(B)、(C)、(D)分别是本实用新型转轴机构的各组成零件分解图、装配后的主视图、右视图和俯视剖视图。

图2(A)、(B)、(C)、(D)、(E)分别是本实用新型转轴机构中的支架的立体图、主视图、右视图、左视图和主视剖视图。

图3是本实用新型转轴机构中的转轴立体图。

图4(A)、(B)、(C)、(D)分别是本实用新型转轴机构中的预紧摩擦环的立体图、主视图、右视图和左视图。

图5(A)、(B)、(C)、(D)分别是本实用新型转轴机构中的支撑环的立体图、主视图、右视图和左视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构和具体实施方式进一步的详细描述。

参见图1，本实用新型是一种自锁紧的转轴机构，该机构包括有：转轴1、预紧摩擦环2、金属压簧3、支撑环4和支架5，其中支架5是所有其它零件的支撑体，转轴1贯通安装在支架5的通孔内，该转轴1伸出支架5通孔外侧的两端为方向相同的平面，该平面上设有用于紧固连接其它零件的通孔1-2(参见图3)。支架5的通孔左例部分内表面为圆锥体形，一个外表面与支架5通孔的圆锥体形内表面形状和尺寸相同、且有轴向开口的预紧摩擦环2和压簧3、支撑环4组成的自锁紧部件彼此紧邻、挤压地设置在支架5的通孔与转轴1之间，藉由该压簧3对预紧摩擦环2的抵压，压簧3推动预紧摩擦环2沿着支架5通孔的内圆锥形面向锥顶滑动，同时预紧摩擦环的开口间隙变小，自动保持预紧摩擦环2与转轴1之间的夹紧摩擦力，进而保证转轴1转动时的扭力不变。

参见图2和图3，支架5的通孔内表面由圆锥体形5-2和圆柱体形5-3两部分组成，分别用于放置预紧摩擦环2和压簧3与支撑环4，该通孔底端设有导向凹槽5-1，并在靠近一端侧的径向设有上下两个定位小孔5-4和5-5。支架的底座两侧分别设有两个紧固螺孔或通孔5-6，转轴1的轴肩上靠近支撑环4的一侧边缘有一凸块1-1，用于与支撑环4上的凹槽4-6相配合而限制该转轴1的转动角度。该转轴1上伸出支架5通孔外侧的两端平面上分别设有两个通孔1-2，用于紧固连接其它零件；另外，该转轴1上还设有多个用于节省材料的工艺孔1-3。

参见图4，预紧摩擦环2是外表面为圆锥形、内表面为圆柱形的筒状零件，其中外表面的圆锥形形状和尺寸与支架5通孔中的圆锥形部分相同，内表面的圆柱形尺寸则与转轴1的外径形成滑动配合；在轴向设有开口2-1，使得该摩擦环2的内径伸缩可变，其外表面底部设有轴向条状凸块2-2，用作安放在支架5通孔导向凹槽5-1内的导轨。

参见图5，支撑环4是圆环状零件，其外表面底部有轴向条状凸块4-5，用作安放在支架5的通孔凹槽5-1内的导轨；在径向上下两侧设有两个定位小凸块4-3和4-4，在轴向左右两侧设有两个凹槽4-1和4-2，其中一个凹槽4-2的端部开口较大，用作限制转轴1上的凸块1-1转动角度的限位槽4-6。

本实用新型的支架5和转轴1是用抗蠕变性和耐磨性好、强度高的高分子材料(例如掺有玻璃纤维的尼龙)注塑成型。而预紧摩擦环2和支撑环4是用有自润滑效果、耐磨性能好和强度高的高分子材料(例如聚甲醛)注塑成型。

组装本实用新型时，先把预紧摩擦环2外表面底部上的条形凸块2-2放入支架5的导向凹槽5-1内，并沿着该凹槽5-1将摩擦环2推入支架5的通孔里侧的圆锥形内孔5-2内；然后将压簧3放进支架5的通孔，顶住预紧摩擦环2的右侧端面2-3；再将支撑环4底部的条状凸块4-5定位安装在支架5的通孔导向凹槽5-1内，并使支撑环4的上下两个小凸块卡钩4-3、4-4分别卡入支架5通孔上两个定位小孔5-4和5-5中，这样就使得压簧3处于受挤压状态。在该装配过程中，支撑环4两侧的两个轴向槽4-1、4-2会发生变形，以使支撑环4的小卡钩4-3、4-4能够进入支架5上的两个定位小孔。此时，再把转轴1沿着支撑环4的内孔伸入压簧3和预紧摩擦环2的内孔中，其安装好的位置如图1(D)所示。转轴1轴肩边缘上的限位凸块1-1只能在支撑环4的限位卡槽4-6内转动，这样就能满足转轴只在所限定范围内转动的需求。

使用时，把已经装配好转轴1的支架5底座上的四个螺孔或通孔5-6用紧固螺栓固定在显示器或其它连接件上；然后把转轴1的四个通孔1-2固定在另一连接件上，就可以实现显示器或其它连接件的转动功能。

在整个使用过程中，转轴1的外表面直接接触预紧摩擦环2的圆柱形内孔，转动时所需要的扭力用于克服两者之间的摩擦力。预紧摩擦环2的外表面为圆锥形，同时具有轴向开口2-1。在该机构的使用过程中，预紧摩擦环2的圆柱形内孔会因为长期与转轴1的转动摩擦而产生磨损，使得该内孔直径渐渐变大，这样，就会使得其对转轴1的夹紧力变小。此时，压簧3的弹力会推压预紧摩擦环2的右端平面2-3，使其向左移动。再由于预紧摩擦环2的外表面在其外侧的支架5通孔的圆锥形内表面5-2的限制下，使预紧摩擦环2的开口2-1变小，并使得其圆柱形内孔直径也随之减小。这样，预紧摩擦环2的内孔2-5与转轴1之间的滑动配合又会恢复成为原来的情况，自动保持原来的扭力。

本实用新型已经试制出样品，并进行了实施试验，完全实现了发明目的。

Claims

1、一种可保持扭力的自锁紧转轴机构，包括有转轴和支架，所述转轴贯通安装在支架的通孔内，该转轴伸出支架通孔外侧的两端为方向相同的用于紧固连接其它零件的平面；所述支架底座两侧分别设有紧固螺孔或通孔；其特征在于：所述支架的通孔内表面设有圆锥形部分，一个外圆锥形面与支架通孔的圆锥形面相同、且有轴向开口的预紧摩擦环和压簧、支撑环组成的自锁紧部件，彼此紧邻、挤压地安设在所述支架通孔与转轴之间，藉由该压簧对预紧摩擦环的抵压，使得预紧摩擦环被压向圆锥形面的锥顶并抱紧转轴；在转动过程中，因预紧摩擦环与转轴摩擦产生磨损而使扭力减小时，压簧会推动预紧摩擦环沿着支架通孔的内圆锥形面向锥顶滑动，同时预紧摩擦环的开口间隙变小，自动保持预紧摩擦环与转轴之间的夹紧摩擦力，进而保证转轴转动时的扭力不变。

2、根据权利要求1所述的可保持扭力的自锁紧转轴机构，其特征在于：所述支架的通孔内表面由分别放置预紧摩擦环和压簧、支撑环的圆锥形和圆柱形两部分组成，该通孔底端设有导向凹槽，并在靠近一端侧的径向设有上下两个定位小孔。

3、根据权利要求1所述的可保持扭力的自锁紧转轴机构，其特征在于：所述转轴的轴肩上靠近支撑环的一侧边有一凸块，用于与支撑环上的凹槽相配合而限制转轴转动角度。

4、根据权利要求2或3所述的可保持扭力的自锁紧转轴机构，其特征在于：所述支架和转轴是用抗蠕变性和耐磨性好、强度高的高分子材料注塑成型的。

5、根据权利要求4所述的可保持扭力的自锁紧转轴机构，其特征在于：所述转轴和支架的材料是掺有玻璃纤维的尼龙。

6、根据权利要求1所述的可保持扭力的自锁紧转轴机构，其特征在于：所述预紧摩擦环是外表面为圆锥形、内表面为圆柱形的筒状零件，该预紧摩擦环的轴向设有开口而使其内径伸缩可变，其外表面底部设有轴向条状凸块，用作安放在支架通孔凹槽内的导轨。

7、根据权利要求1所述的可保持扭力的自锁紧转轴机构，其特征在于：所述支撑环是圆柱形的环状零件，该支撑环的外表面底部设有轴向条状凸块，用作安放在支架通孔凹槽内的导轨；并在径向上下两侧和轴向左右两侧分别设有两个定位小凸块和两个凹槽，其中一个凹槽用作限制转轴上的凸块转动角度的限位槽。

8、根据权利要求6或7所述的可保持扭力的自锁紧转轴机构，其特征在于：所述预紧摩擦环和支撑环是用有自润滑效果、耐磨性好和强度高的高分子材料注塑成型的。

9、根据权利要求8所述的可保持扭力的自锁紧转轴机构，其特征在于：所述预紧摩擦环和支撑环的材料是聚甲醛。