CN106686938A - 一种电子设备及其翻转机构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种翻转机构，用于转动连接电子设备可翻转开合的第一部分和第二部分，包括：转轴，转动连接第一部分和第二部分；自锁件，套设在转轴上并与转轴摩擦接触，随着转轴的转动，自锁件与转轴之间产生的转动摩擦力逐渐增大。本发明提供的翻转机构，相对于现有的通过垂直于转轴轴线的平面获得摩擦力的方式相比，由于自锁件是套设在转轴上且与转轴摩擦接触，所以两者之间产生的转动摩擦力沿转轴的周向分布，因此即使自锁件的平面尺寸减小，也不会影响转轴与套设在其上的自锁件之间的摩擦力大小，令电子设备在整体尺寸减小时，其工作性能也不会下降，甚至能够进一步提高电子设备的工作性能。本发明还提供了具有上述翻转机构的一种电子设备。

Description

一种电子设备及其翻转机构

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，特别涉及一种翻转机构，本发明还涉及具有上述翻转机构的一种电子设备。

背景技术

在笔记本电脑、手机等可翻转开合的电子设备中，其屏幕部分和主机部分均是通过翻转机构实现可转动连接的。

在现有技术中，能够实现屏幕部分相对于主机部分360度翻转的翻转机构，一般包括传动结构、扭力结构和自锁结构，其中，传动结构的作用是实现屏幕部分与主机部分的同步转动，扭力结构的作用是为屏幕部分翻转后停留在翻转位置提供保持力，而自锁结构的作用则是保证电子设备在处于闭合状态时，屏幕部分和主机部分能够相互紧密的贴合。

目前，为了使电子设备的外形更加时尚、美观，电子设备的设计趋势是越来越薄型化，而随着电子设备整体厚度的减小，作为电子设备组成部分的翻转机构，其整体尺寸也需要随之减小。但是，上述翻转机构中，由于自锁结构的锁片和扭力结构的碗状弹片，是设置在垂直于转轴轴线的平面内，通过相互摩擦、挤压产生的摩擦力来为电子设备提供自锁力和保护力，所以需要保证自锁片和碗状弹片在垂直于转轴轴线的平面内的接触面积足够大，才能产生足够的摩擦力，而如果翻转机构的整体尺寸被缩小，则自锁片和碗状弹片的接触面积必然减小，从而导致自锁片和碗状弹片之间的摩擦力减小，令电子设备的自锁性能和翻转形态的保持效果受到影响，使得电子设备的工作性能下降。

因此，如何保证电子设备的工作性能不会下降，已经成为目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种翻转机构，其在电子设备尺寸整体缩小时，不会令电子设备的工作性能下降。本发明还提供了具有上述翻转机构的一种电子设备。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种翻转机构，用于转动连接电子设备可翻转开合的第一部分和第二部分，其包括：

转轴，转动连接所述第一部分和所述第二部分；

自锁件，套设在所述转轴上并与所述转轴摩擦接触，随着所述转轴的转动，所述自锁件与所述转轴之间产生的转动摩擦力逐渐增大。

优选的，上述翻转机构中，所述转轴上设置有自锁轴段，所述自锁件套设在所述自锁轴段上并能够发生弹性变形。

优选的，上述翻转机构中，所述自锁轴段通过在所述转轴上切削出两个平面而成型，且两个所述平面对正设置；所述自锁件为开设有自锁孔的自锁片，所述自锁孔设置有径向开口。

优选的，上述翻转机构中，所述翻转机构的扭力结构包括被所述转轴穿过，并与所述转轴摩擦接触的多个摩擦片，全部所述摩擦片层叠设置。

优选的，上述翻转机构中，所述转轴包括与所述第一部分连接的第一转轴，以及与所述第二部分连接的第二转轴，所述第一转轴和所述第二转轴均穿过所述自锁件和全部所述摩擦片，并且所述第一转轴和所述第二转轴通过传动结构实现联动。

优选的，上述翻转机构中，所述传动结构包括：

在所述第一转轴的外周面上设置斜轮齿而形成的第一齿轮轴段；

在所述第二转轴的外周面上设置斜轮齿而形成的第二齿轮轴段；

设置在所述第一齿轮轴段和所述第二齿轮轴段之间，并与所述第一齿轮轴段和所述第二齿轮轴段啮合的中间齿轮。

优选的，上述翻转机构中，所述第一转轴和所述第二转轴通过支撑定位结构实现两者位置的相对固定，所述支撑定位结构包括：

支撑件，位于所述第一转轴和所述第二转轴之间，并且所述支撑件的顶端和底端均开设有定位凹槽，以分别容纳所述第一转轴和所述第二转轴；

定位件，其顶端和底端均设置有卡勾，以分别阻挡所述第一转轴和所述第二转轴从所述定位凹槽中脱出；所述顶端和所述底端之间设置有能够伸入到所述第一转轴和所述第二转轴之间，以与所述支撑件连接的定位板。

优选的，上述翻转机构中，所述第一转轴和所述第二转轴上均设置有所述自锁轴段，所述自锁件上开设有两个所述自锁孔，并分别被所述第一转轴和所述第二转轴上的所述自锁轴段穿过。

优选的，上述翻转机构中，位于所述转轴端部的所述自锁件，通过限位部件被轴向限位在所述转轴上。

一种电子设备，包括第一部分、第二部分以及连接所述第一部分和所述第二部分的翻转机构，所述翻转机构为上述任意一项所述的翻转机构。

本发明提供的翻转机构，用于转动连接电子设备可翻转开合的第一部分和第二部分，主要包括连接第一部分和第二部分的转轴，以及套设在转轴上，在转轴转动的过程中，与转轴之间产生的转动摩擦力逐渐增大的自锁件。当上述翻转机构应用到电子设备上以后，令第一部分和第二部分处于闭合状态时，自锁件与转轴之间的摩擦力最小，而在用户施加推力以使第一部分和第二部分分离时，即用户打开电子设备时，转动的转轴与固定的自锁件之间的转动摩擦力，随着转轴转动角度的增大而增大，推力克服转动摩擦力而使电子设备打开。当需要使电子设备闭合时，反向施加推力，由于转动摩擦力会逐渐减小，所以第一部分和第二部分相互靠近的趋势逐渐增强，直至最终闭合。在上述过程中，由于打开时需要克服越来越大的转动摩擦力，而闭合时阻挡力(即转动摩擦力)越来越小，所以使得电子设备具有自锁效果，令第一部分和第二部分能够更加充分的闭合。而相对于现有的通过垂直于转轴轴线的平面获得摩擦力的方式相比，由于自锁件是套设在转轴上且与转轴摩擦接触，所以两者之间产生的转动摩擦力沿转轴的周向分布，因此即使自锁件的平面尺寸减小，也不会影响转轴与套设在其上的自锁件之间的摩擦力大小，令电子设备在整体尺寸减小时，其工作性能也不会下降，甚至能够进一步提高电子设备的工作性能。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的翻转机构的分解示意图；

图2为翻转机构的装配图；

图3为摩擦片与第一转轴和第二转轴配合的结构示意图；

图4为自锁件与第一转轴和第二转轴上的自锁轴段配合的结构示意图；

图5为装饰壳体与翻转机构配合的结构示意图。

在图1-图5中：

1-第一转轴，2-第二转轴，3-自锁件，4-摩擦片，5-中间齿轮，6-支撑件，7-定位件，8-限位部件，9-装饰壳体；

101-自锁轴段，201-自锁轴段，102-第一齿轮轴段，202-第二齿轮轴段，301-自锁孔，302-径向开口，601-定位凹槽，701-卡勾，702-定位板。

具体实施方式

本发明提供了一种翻转机构，其在电子设备尺寸整体缩小时，不会令电子设备的工作性能下降。

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，所描述的实施例仅仅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。

如图1-图5所示，本发明实施例提供的翻转机构，包括转轴和自锁件3，此两者构成了翻转机构的自锁结构。其中，转轴能够转动连接电子设备可翻转开合的第一部分和第二部分，而自锁件3套设在转轴上并与转轴摩擦接触，但不随转轴发生转动，即自锁件3相对于第一部分和第二部分固定设置，并且在转轴转动时，固定的自锁件3能够与转轴之间产生转动摩擦力，在一定的角度范围内，该转动摩擦力随着转轴转动角度的增大而逐渐增大。

将上述翻转机构组装到电子设备上以后，令第一部分和第二部分处于贴合状态时，转轴与自锁件3之间的摩擦力最小(或者为零)，在用户推动第一部分和第二部分中的一者转动而打开电子设备时，转轴随同第一部分或第二部分同步转动，从而使得转轴与固定设置的自锁件3之间产生转动摩擦力，并且在第一部分或第二部分初始转动的一定角度范围内，随着转轴转动角度的增大，转轴与自锁件3之间的转动摩擦力的大小也逐渐增大，使得第一部分和第二部分在相互分离的过程中受到越来越大的阻力，而当用户反向转动第一部分或第二部分时，转轴和自锁件3之间的转动摩擦力越来越小，使得两者相互靠近的阻力也越来越小，相互靠近的趋势逐渐增强，因此电子设备具有自锁效果。

在上述结构中，由于自锁件3是套在转轴上，并且两者摩擦接触，所以两者之间产生的摩擦力是沿转轴的周向分布的，因此在自锁件3与转轴在周向上充分接触的基础之上，即使减小自锁件3的平面尺寸(以使电子设备更薄)，也不会令自锁件3与转轴之间的摩擦力大小受到影响，所以电子设备的工作性能不会因整体尺寸的减小而下降，甚至有可能进一步提高电子设备的工作性能。

为了进一步优化技术方案，本实施例提供的翻转机构中，转轴上设置有自锁轴段101(和/或201)，如图1所示，自锁件3套设在自锁轴段101(和/或201)上并能够发生弹性变形，如图4所示。本实施例中，通过设置自锁轴段101(和/或201)，使之与自锁件3配合工作，并且优选自锁件3为能够发生弹性变形的弹性件，在转轴进行转动时，转轴可以对自锁件3进行挤压，从而使自锁件3发生变形，令自锁件3变形后所具有的恢复力作用在转轴上，以使两者之间具有足够大的压力，进而产生较大的转动摩擦力。并且，随着转轴的继续转动，自锁件3的形变量逐渐增大，转动摩擦力也越来越大。上述结构是通过增大转轴和自锁件3之间的压力的方式来增大两者之间的摩擦力的，因为其易于实现，且自锁效果较好，所以将其作为优选方式。另外，也可以通过增大转轴和自锁件3之间摩擦系数的方式来增大摩擦力，例如，自锁件3的与转轴接触的表面，令其不同部位的粗糙度不同，且不同粗糙度的部位按照粗糙度逐渐增大的方式排布。

优选的，自锁轴段101(和/或201)通过在转轴上切削出两个平面而成型，且两个平面对正设置，如图1所示，自锁件3为开设有自锁孔301的自锁片，自锁孔301设置有径向开口302，如图1和图4所示。上述结构为转轴和自锁件3配合实现自锁的优选结构，通过在圆柱形转轴的圆周表面上切削出两个平面，并使其相对设置，能够使得自锁轴段101(和/或201)在不同角度上的径向尺寸(或者说直径)不再相等，同时令自锁孔301也为椭圆形孔，并且椭圆形孔的短轴尺寸小于自锁轴段101(和/或201)的最大径向尺寸，在进行组装时，使得自锁轴段101(和/或201)的具有最大径向尺寸的两个弧面部分分别位于椭圆形孔的长轴两端，如图4所示，此为自锁结构的初始状态。在与电子设备的第一部分和第二部分组装连接时，令此初始状态对应第一部分和第二部分的闭合状态，在转动第一部分或第二部分而使转轴转动时，自锁轴段101(和/或201)的两个弧面部分分别向自锁孔301的两个短轴端靠近，由于自锁孔301的短轴尺寸小于自锁轴段101(和/或201)的最大径向尺寸(即两个弧面部分之间的最大尺寸)，所以自锁轴段101(和/或201)会径向挤压自锁孔301进而使自锁件3发生变形，从而令自锁轴段101(和/或201)和自锁件3之间产生足够的转动摩擦力。此外，自锁件3和自锁轴段101(和/或201)也可以采用其他的结构，通过自锁件3的弹性变形来提供转动摩擦力，例如将自锁孔301设置为圆形孔，自锁轴段101(和/或201)为圆柱形转轴并且在圆柱形转轴表面上设置凸块，当自锁结构处于初始状态时，凸块伸入到径向开口302中，径向开口302通过圆滑的弧面与自锁孔301的连通，转动转轴时，凸块经圆滑的弧面进入到自锁孔301中，对自锁孔301进行挤压以使自锁件3发生变形。

而在自锁件3上开设与自锁孔301连通并相对于自锁孔301径向设置的径向开口302，可以为自锁件3预留更大的变形空间，从而进一步提高自锁件3的形变量，使得自锁孔301和自锁轴段101(和/或201)之间能够产生更大的压力，以进一步提供高翻转机构的自锁效果。而将自锁件3优选为片状结构，能够在满足工作要求的前提下，可以使得翻转机构的结构更加紧凑、简单。

本实施例中，还优选翻转机构的扭力结构包括被转轴穿过，并与转轴摩擦接触的多个摩擦片4，全部摩擦片4层叠设置，如图1-图3所示。全部摩擦片4相对于第一部分和第二部分固定设置，并且全部摩擦片4也与转轴摩擦接触，在转轴转动的过程中，摩擦片4与转轴的圆周表面发生摩擦，摩擦产生的摩擦力为第一部分或第二部分停留在转动后的位置提供保持力。全部摩擦片4层叠设置，能够使得摩擦片4与转轴产生摩擦力的同时，不同摩擦片4之间也产生摩擦力，从而为第一部分或第二部分停留在转动后的位置提供更加充足的保持力。并且，因为本实施例提供的翻转机构，需要安装到厚度较小的电子设备上，所以对其整体尺寸仍然具有较严格的要求，因此也需要在保证工作效果的前提下，令扭力结构的尺寸也尽量减小，基于此将扭力结构设置为套设在转轴上的多个摩擦片4，相对于现有的碗状弹片，摩擦片的体积更小且能够提供相对更大、更稳定的保持力，并且可以与转轴之间实现周向的多点接触摩擦，直接产生同轴心转动的扭力，不仅能够更好的满足厚度较小的电子设备的安装要求，而且也能够使得翻转机构的工作效果更加突出。

具体的，优选转轴包括与第一部分连接的第一转轴1，以及与第二部分连接且平行于第一转轴1设置的第二转轴2，第一转轴1和第二转轴2均穿过自锁件3和全部摩擦片4，并且第一转轴1和第二转轴2通过传动结构实现联动。本实施例中，优选翻转机构为能够实现第一部分和第二部分翻转360度的360度翻转机构，该360度翻转机构则具体包括第一转轴1、第二转轴2、传动结构以及前述的自锁结构和扭力结构，第一转轴1连接电子设备的第一部分，第二转轴2连接电子设备的第二部分，在第一转轴1随同第一部分转动时，通过传动结构的连接令第二转轴2与第一转轴1联动，使得第二部分在第一部分转动的同时进行反向转动，以最终实现第一部分和第二部分的360度翻转。同时，由于第一转轴1和第二转轴2在转动的过程中，能够与自锁件3配合而使电子设备具有自锁效果。另外，翻转机构也可以是仅包括一个转轴，仅允许第一部分和第二部分在一定角度范围内(一般小于180度)相对转动的常规翻转机构。

如图1和图2所示，传动结构包括：在第一转轴1的外周面上设置斜轮齿而形成的第一齿轮轴段102；在第二转轴2的外周面上设置斜轮齿而形成的第二齿轮轴段202；设置在第一齿轮轴段102和第二齿轮轴段202之间，并与第一齿轮轴段102和第二齿轮轴段202啮合的中间齿轮5。在第一转轴1上设置轮齿形成第一齿轮轴段102，在第二转轴2上设置轮齿形成第二齿轮轴段202，而不是直接在第一转轴1和第二转轴2上设置齿轮，同样是为了最大限度的缩小整个翻转机构的整体尺寸，以更好的满足电子设备的安装要求。而第一齿轮轴段102和第二齿轮轴段202上设置的斜齿轮，相比于普通齿轮，能够进一步增强传动稳定性。

进一步的，如图1和图2所示，第一转轴1和第二转轴2通过支撑定位结构实现两者位置的相对固定，支撑定位结构包括：支撑件6，位于第一转轴1和第二转轴2之间，并且支撑件6的顶端和底端均开设有定位凹槽601，以分别容纳第一转轴1和第二转轴2；定位件7，其顶端和底端均设置有卡勾701，以分别阻挡第一转轴1和第二转轴2从定位凹槽601中脱出；顶端和底端之间设置有能够伸入到第一转轴1和第二转轴2之间，以与支撑件6连接的定位板702。本实施例中，因为传动结构中形成的第一齿轮轴段102和第二齿轮轴段202的斜齿轮和转轴为无法拆分的一体结构，因为斜齿轮的阻挡，原来的连接件无法再被转轴穿过而进行组装，所以采用了上述的支撑定位结构，用于与一体结构的齿轮轴配合组装，使得整个翻转机构能够顺利、方便的实现组装。

更加优选的，第一转轴1和第二转轴2上均设置有自锁轴段101和201，自锁件3上开设有两个自锁孔301，并分别被第一转轴1和第二转轴2上的自锁轴段101和201穿过，如图1和图4所示。令两个转轴上都设置自锁轴段，即自锁轴段101和自锁轴段201，并且两个自锁轴段101和201同时与自锁件3配合工作，能够最大程度的提高自锁效果，令翻转机构的工作性能得到进一步的提升。此外，也可以仅在第一转轴1和第二转轴2中的一者上设置与自锁件3配合工作的自锁轴段101(或201)，即，通过一个转轴与自锁件3配合，也能够实现自锁功能。

如图1和图2所示，位于转轴端部的自锁件3，通过限位部件8被轴向限位在转轴上。本实施例中，相对于现有的翻转机构，由于自锁结构、扭力结构和传动结构在结构方面进行了较大的改动，所以针对改进后的结构，还专门设置了新的限位部件8，以将自锁结构和扭力结构轴向限位在第一转轴1和第二转轴2上，该限位部件8包括能够与第一转轴1和第二转轴2卡紧的卡紧件，以及垫片和锁紧件等。

另外，本实施例提供的翻转机构，还包括套设在传动结构、扭力结构、自锁结构和限位部件8外侧，能够对其提供防护，并装饰翻转机构，以使电子设备的外形更加美观的装饰壳体9，如图5所示。

基于上述实施例中提供的翻转机构，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备具有上述实施例中提供的翻转机构。此电子设备可以为笔记本电脑、手机等。

由于该电子设备采用了上述实施例提供的翻转机构，所以该电子设备由翻转机构带来的有益效果请参考上述实施例中相应的部分，在此不再赘述。

本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述，每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处，电子设备及其翻转机构的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。

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 (10)

1.一种翻转机构，用于转动连接电子设备可翻转开合的第一部分和第二部分，其特征在于，包括：

转轴，转动连接所述第一部分和所述第二部分；

自锁件，套设在所述转轴上并与所述转轴摩擦接触，随着所述转轴的转动，所述自锁件与所述转轴之间产生的转动摩擦力逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的翻转机构，其特征在于，所述转轴上设置有自锁轴段，所述自锁件套设在所述自锁轴段上并能够发生弹性变形。

3.根据权利要求2所述的翻转机构，其特征在于，所述自锁轴段通过在所述转轴上切削出两个平面而成型，且两个所述平面对正设置；所述自锁件为开设有自锁孔的自锁片，所述自锁孔设置有径向开口。

4.根据权利要求3所述的翻转机构，其特征在于，所述翻转机构的扭力结构包括被所述转轴穿过，并与所述转轴摩擦接触的多个摩擦片，全部所述摩擦片层叠设置。

5.根据权利要求4所述的翻转机构，其特征在于，所述转轴包括与所述第一部分连接的第一转轴，以及与所述第二部分连接的第二转轴，所述第一转轴和所述第二转轴均穿过所述自锁件和全部所述摩擦片，并且所述第一转轴和所述第二转轴通过传动结构实现联动。

6.根据权利要求5所述的翻转机构，其特征在于，所述传动结构包括：

在所述第一转轴的外周面上设置斜轮齿而形成的第一齿轮轴段；

在所述第二转轴的外周面上设置斜轮齿而形成的第二齿轮轴段；

设置在所述第一齿轮轴段和所述第二齿轮轴段之间，并与所述第一齿轮轴段和所述第二齿轮轴段啮合的中间齿轮。

7.根据权利要求6所述的翻转机构，其特征在于，所述第一转轴和所述第二转轴通过支撑定位结构实现两者位置的相对固定，所述支撑定位结构包括：

支撑件，位于所述第一转轴和所述第二转轴之间，并且所述支撑件的顶端和底端均开设有定位凹槽，以分别容纳所述第一转轴和所述第二转轴；

定位件，其顶端和底端均设置有卡勾，以分别阻挡所述第一转轴和所述第二转轴从所述定位凹槽中脱出；所述顶端和所述底端之间设置有能够伸入到所述第一转轴和所述第二转轴之间，以与所述支撑件连接的定位板。

8.根据权利要求5所述的翻转机构，其特征在于，所述第一转轴和所述第二转轴上均设置有所述自锁轴段，所述自锁件上开设有两个所述自锁孔，并分别被所述第一转轴和所述第二转轴上的所述自锁轴段穿过。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的翻转机构，其特征在于，位于所述转轴端部的所述自锁件，通过限位部件被轴向限位在所述转轴上。

10.一种电子设备，包括第一部分、第二部分以及连接所述第一部分和所述第二部分的翻转机构，其特征在于，所述翻转机构为如权利要求1-9中任意一项所述的翻转机构。