專利名稱：一種可保持扭力的自鎖緊轉(zhuǎn)軸機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，確切地說，涉及一種可保持扭力的自鎖緊轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，屬于計算機結(jié)構(gòu)配件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，在消費電子領(lǐng)域里，為了實現(xiàn)一些部件既能夠在一定角度或范圍內(nèi)隨意旋轉(zhuǎn)，又可以隨時定位固定于任何一個位置，具有自鎖緊功能的轉(zhuǎn)軸機構(gòu)被廣泛應用。例如由于每個用戶的身高、座椅和使用習慣的不同，人們經(jīng)常需要對電腦顯示器的顯示屏進行各種角度和方向的調(diào)整，一旦將其調(diào)到某個位置，還希望能夠固定不動。該顯示屏機體與其底座之間就是采用一種具有自鎖緊功能的轉(zhuǎn)軸機構(gòu)。
現(xiàn)在，絕大部分轉(zhuǎn)軸機構(gòu)都是采用金屬材料制造的。這種金屬材料的轉(zhuǎn)軸機構(gòu)完全能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能。但是，消費電子領(lǐng)域里的很多產(chǎn)品的應用場合并不需要轉(zhuǎn)軸機構(gòu)具有很高的機械強度和很長的使用壽命；而且，金屬零件的制造工序復雜，對操作工人的技術(shù)水準要求高，使得生產(chǎn)成本非常昂貴，切削加工還造成資源的浪費。如何使用當代資源充足、成本相對低廉的化學高分子材料注塑成型制造結(jié)構(gòu)新穎的自鎖緊的轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，既能夠在不改變用戶的使用感受的前提下實現(xiàn)該機械零件的結(jié)構(gòu)功能，又能夠提高加工效率和降低成本，就成為業(yè)內(nèi)技術(shù)人員急需解決的課題。
實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種可保持扭力的自鎖緊轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，該機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本降低，且轉(zhuǎn)動的扭力可保持不變，具有自鎖緊功能。
為了達到上述目的，本實用新型提供了一種可保持扭力的自鎖緊轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，該機構(gòu)包括有轉(zhuǎn)軸和支架，所述轉(zhuǎn)軸貫通安裝在支架的通孔內(nèi)，該轉(zhuǎn)軸伸出支架通孔外側(cè)的兩端為方向相同的用于緊固連接其它零件的平面；所述支架底座兩側(cè)分別設有緊固螺孔或通孔；其特征在于所述支架的通孔內(nèi)表面設有圓錐形部分，一個外圓錐形面與支架通孔的圓錐形面相同、且有軸向開口的預緊摩擦環(huán)和壓簧、支撐環(huán)組成的自鎖緊部件，彼此緊鄰、擠壓地安設在所述支架通孔與轉(zhuǎn)軸之間，藉由該壓簧對預緊摩擦環(huán)的抵壓，使得預緊摩擦環(huán)被壓向圓錐形面的錐頂并抱緊轉(zhuǎn)軸；在轉(zhuǎn)動過程中，因預緊摩擦環(huán)與轉(zhuǎn)軸摩擦產(chǎn)生磨損而使扭力減小時，壓簧會推動預緊摩擦環(huán)沿著支架通孔的內(nèi)圓錐形面向錐頂滑動，同時預緊摩擦環(huán)的開口間隙變小，自動保持預緊摩擦環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間的夾緊摩擦力，進而保證轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時的扭力不變。
所述支架的通孔內(nèi)表面由分別放置預緊摩擦環(huán)和壓簧、支撐環(huán)的圓錐形和圓柱形兩部分組成，該通孔底端設有導向凹槽，并在靠近一端側(cè)的徑向設有上下兩個定位小孔。
所述轉(zhuǎn)軸的軸肩上靠近支撐環(huán)的一側(cè)邊有一凸塊，用于與支撐環(huán)上的凹槽相配合而限制轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動角度。
所述支架和轉(zhuǎn)軸是用抗蠕變性和耐磨性好、強度高的高分子材料注塑成型的。
所述轉(zhuǎn)軸和支架的材料是摻有玻璃纖維的尼龍。
所述預緊摩擦環(huán)是外表面為圓錐形、內(nèi)表面為圓柱形的筒狀零件，該預緊摩擦環(huán)的軸向設有開口而使其內(nèi)徑伸縮可變，其外徑底部設有軸向條狀凸塊，用作安放在支架通孔凹槽內(nèi)的導軌。
所述支撐環(huán)是圓柱形的環(huán)狀零件，該支撐環(huán)的外表面底部設有軸向條狀凸塊，用作安放在支架通孔凹槽內(nèi)的導軌；并在徑向上下兩側(cè)和軸向左右兩側(cè)分別設有兩個定位小凸塊和兩個凹槽，其中一個凹槽用作限制轉(zhuǎn)軸上的凸塊轉(zhuǎn)動角度的限位槽。
所述預緊摩擦環(huán)和支撐環(huán)是用有自潤滑效果、耐磨性好和強度高的高分子材料注塑成型的。
所述預緊摩擦環(huán)和支撐環(huán)的材料是聚甲醛。
本實用新型是一種可保持扭力的自鎖緊轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，它在轉(zhuǎn)動過程中發(fā)生磨損時，能夠自動調(diào)整而保持扭力不變，其特點是該轉(zhuǎn)軸機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設計簡單、巧妙、實用為了保證轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時所需要的扭力相對穩(wěn)定，采用了在內(nèi)徑為圓錐體形的支架通孔中放置其外徑為相同圓錐體形狀的帶開口的摩擦環(huán)，該摩擦環(huán)安裝方便，且其內(nèi)徑可調(diào)；再和壓簧與支撐環(huán)一起組成自鎖緊部件。其中壓簧的作用將摩擦環(huán)擠向圓錐體中的直徑小的錐頂一端而使得其開口變小，這樣可以減小摩擦環(huán)在磨損后產(chǎn)生的間隙，使轉(zhuǎn)軸在轉(zhuǎn)動時所需的扭力可以自動調(diào)節(jié)而保持穩(wěn)定。這種結(jié)構(gòu)不僅較好地克服了原來在轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動使用過程中扭力容易衰減的問題，使得該轉(zhuǎn)軸機構(gòu)在相當長的使用周期內(nèi)都能夠自動保持比較恒定的扭力，工作可靠。而且，由于使用能夠滿足性能要求的高分子材料注塑成型制造相關(guān)零件，加工簡單便利，大大降低生產(chǎn)成本，還提高了產(chǎn)品性能。因此，采用新結(jié)構(gòu)和新材料的本實用新型用于電腦顯示器時，能夠保證顯示器支架和其它連接件轉(zhuǎn)軸之間的轉(zhuǎn)動使用要求，又能提高加工效率和降低成本，替代金屬轉(zhuǎn)軸機構(gòu)而節(jié)省自然資源。該機構(gòu)還可應用于筆記本電腦和其它電子產(chǎn)品，具有很好的推廣應用前景。


圖1(A)、(B)、(C)、(D)分別是本實用新型轉(zhuǎn)軸機構(gòu)的各組成零件分解圖、裝配后的主視圖、右視圖和俯視剖視圖。
圖2(A)、(B)、(C)、(D)、(E)分別是本實用新型轉(zhuǎn)軸機構(gòu)中的支架的立體圖、主視圖、右視圖、左視圖和主視剖視圖。
圖3是本實用新型轉(zhuǎn)軸機構(gòu)中的轉(zhuǎn)軸立體圖。
圖4(A)、(B)、(C)、(D)分別是本實用新型轉(zhuǎn)軸機構(gòu)中的預緊摩擦環(huán)的立體圖、主視圖、右視圖和左視圖。
圖5(A)、(B)、(C)、(D)分別是本實用新型轉(zhuǎn)軸機構(gòu)中的支撐環(huán)的立體圖、主視圖、右視圖和左視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)和具體實施方式
進一步的詳細描述。
參見圖1，本實用新型是一種自鎖緊的轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，該機構(gòu)包括有轉(zhuǎn)軸1、預緊摩擦環(huán)2、金屬壓簧3、支撐環(huán)4和支架5，其中支架5是所有其它零件的支撐體，轉(zhuǎn)軸1貫通安裝在支架5的通孔內(nèi)，該轉(zhuǎn)軸1伸出支架5通孔外側(cè)的兩端為方向相同的平面，該平面上設有用于緊固連接其它零件的通孔1-2(參見圖3)。支架5的通孔左例部分內(nèi)表面為圓錐體形，一個外表面與支架5通孔的圓錐體形內(nèi)表面形狀和尺寸相同、且有軸向開口的預緊摩擦環(huán)2和壓簧3、支撐環(huán)4組成的自鎖緊部件彼此緊鄰、擠壓地設置在支架5的通孔與轉(zhuǎn)軸1之間，藉由該壓簧3對預緊摩擦環(huán)2的抵壓，壓簧3推動預緊摩擦環(huán)2沿著支架5通孔的內(nèi)圓錐形面向錐頂滑動，同時預緊摩擦環(huán)的開口間隙變小，自動保持預緊摩擦環(huán)2與轉(zhuǎn)軸1之間的夾緊摩擦力，進而保證轉(zhuǎn)軸1轉(zhuǎn)動時的扭力不變。
參見圖2和圖3，支架5的通孔內(nèi)表面由圓錐體形5-2和圓柱體形5-3兩部分組成，分別用于放置預緊摩擦環(huán)2和壓簧3與支撐環(huán)4，該通孔底端設有導向凹槽5-1，并在靠近一端側(cè)的徑向設有上下兩個定位小孔5-4和5-5。支架的底座兩側(cè)分別設有兩個緊固螺孔或通孔5-6，轉(zhuǎn)軸1的軸肩上靠近支撐環(huán)4的一側(cè)邊緣有一凸塊1-1，用于與支撐環(huán)4上的凹槽4-6相配合而限制該轉(zhuǎn)軸1的轉(zhuǎn)動角度。該轉(zhuǎn)軸1上伸出支架5通孔外側(cè)的兩端平面上分別設有兩個通孔1-2，用于緊固連接其它零件；另外，該轉(zhuǎn)軸1上還設有多個用于節(jié)省材料的工藝孔1-3。
參見圖4，預緊摩擦環(huán)2是外表面為圓錐形、內(nèi)表面為圓柱形的筒狀零件，其中外表面的圓錐形形狀和尺寸與支架5通孔中的圓錐形部分相同，內(nèi)表面的圓柱形尺寸則與轉(zhuǎn)軸1的外徑形成滑動配合；在軸向設有開口2-1，使得該摩擦環(huán)2的內(nèi)徑伸縮可變，其外表面底部設有軸向條狀凸塊2-2，用作安放在支架5通孔導向凹槽5-1內(nèi)的導軌。
參見圖5，支撐環(huán)4是圓環(huán)狀零件，其外表面底部有軸向條狀凸塊4-5，用作安放在支架5的通孔凹槽5-1內(nèi)的導軌；在徑向上下兩側(cè)設有兩個定位小凸塊4-3和4-4，在軸向左右兩側(cè)設有兩個凹槽4-1和4-2，其中一個凹槽4-2的端部開口較大，用作限制轉(zhuǎn)軸1上的凸塊1-1轉(zhuǎn)動角度的限位槽4-6。
本實用新型的支架5和轉(zhuǎn)軸1是用抗蠕變性和耐磨性好、強度高的高分子材料(例如摻有玻璃纖維的尼龍)注塑成型。而預緊摩擦環(huán)2和支撐環(huán)4是用有自潤滑效果、耐磨性能好和強度高的高分子材料(例如聚甲醛)注塑成型。
組裝本實用新型時，先把預緊摩擦環(huán)2外表面底部上的條形凸塊2-2放入支架5的導向凹槽5-1內(nèi)，并沿著該凹槽5-1將摩擦環(huán)2推入支架5的通孔里側(cè)的圓錐形內(nèi)孔5-2內(nèi)；然后將壓簧3放進支架5的通孔，頂住預緊摩擦環(huán)2的右側(cè)端面2-3；再將支撐環(huán)4底部的條狀凸塊4-5定位安裝在支架5的通孔導向凹槽5-1內(nèi)，并使支撐環(huán)4的上下兩個小凸塊卡鉤4-3、4-4分別卡入支架5通孔上兩個定位小孔5-4和5-5中，這樣就使得壓簧3處于受擠壓狀態(tài)。在該裝配過程中，支撐環(huán)4兩側(cè)的兩個軸向槽4-1、4-2會發(fā)生變形，以使支撐環(huán)4的小卡鉤4-3、4-4能夠進入支架5上的兩個定位小孔。此時，再把轉(zhuǎn)軸1沿著支撐環(huán)4的內(nèi)孔伸入壓簧3和預緊摩擦環(huán)2的內(nèi)孔中，其安裝好的位置如圖1(D)所示。轉(zhuǎn)軸1軸肩邊緣上的限位凸塊1-1只能在支撐環(huán)4的限位卡槽4-6內(nèi)轉(zhuǎn)動，這樣就能滿足轉(zhuǎn)軸只在所限定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動的需求。
使用時，把已經(jīng)裝配好轉(zhuǎn)軸1的支架5底座上的四個螺孔或通孔5-6用緊固螺栓固定在顯示器或其它連接件上；然后把轉(zhuǎn)軸1的四個通孔1-2固定在另一連接件上，就可以實現(xiàn)顯示器或其它連接件的轉(zhuǎn)動功能。
在整個使用過程中，轉(zhuǎn)軸1的外表面直接接觸預緊摩擦環(huán)2的圓柱形內(nèi)孔，轉(zhuǎn)動時所需要的扭力用于克服兩者之間的摩擦力。預緊摩擦環(huán)2的外表面為圓錐形，同時具有軸向開口2-1。在該機構(gòu)的使用過程中，預緊摩擦環(huán)2的圓柱形內(nèi)孔會因為長期與轉(zhuǎn)軸1的轉(zhuǎn)動摩擦而產(chǎn)生磨損，使得該內(nèi)孔直徑漸漸變大，這樣，就會使得其對轉(zhuǎn)軸1的夾緊力變小。此時，壓簧3的彈力會推壓預緊摩擦環(huán)2的右端平面2-3，使其向左移動。再由于預緊摩擦環(huán)2的外表面在其外側(cè)的支架5通孔的圓錐形內(nèi)表面5-2的限制下，使預緊摩擦環(huán)2的開口2-1變小，并使得其圓柱形內(nèi)孔直徑也隨之減小。這樣，預緊摩擦環(huán)2的內(nèi)孔2-5與轉(zhuǎn)軸1之間的滑動配合又會恢復成為原來的情況，自動保持原來的扭力。
本實用新型已經(jīng)試制出樣品，并進行了實施試驗，完全實現(xiàn)了發(fā)明目的。
權(quán)利要求1.一種可保持扭力的自鎖緊轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，包括有轉(zhuǎn)軸和支架，所述轉(zhuǎn)軸貫通安裝在支架的通孔內(nèi)，該轉(zhuǎn)軸伸出支架通孔外側(cè)的兩端為方向相同的用于緊固連接其它零件的平面；所述支架底座兩側(cè)分別設有緊固螺孔或通孔；其特征在于所述支架的通孔內(nèi)表面設有圓錐形部分，一個外圓錐形面與支架通孔的圓錐形面相同、且有軸向開口的預緊摩擦環(huán)和壓簧、支撐環(huán)組成的自鎖緊部件，彼此緊鄰、擠壓地安設在所述支架通孔與轉(zhuǎn)軸之間，藉由該壓簧對預緊摩擦環(huán)的抵壓，使得預緊摩擦環(huán)被壓向圓錐形面的錐頂并抱緊轉(zhuǎn)軸；在轉(zhuǎn)動過程中，因預緊摩擦環(huán)與轉(zhuǎn)軸摩擦產(chǎn)生磨損而使扭力減小時，壓簧會推動預緊摩擦環(huán)沿著支架通孔的內(nèi)圓錐形面向錐頂滑動，同時預緊摩擦環(huán)的開口間隙變小，自動保持預緊摩擦環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間的夾緊摩擦力，進而保證轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時的扭力不變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可保持扭力的自鎖緊轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，其特征在于所述支架的通孔內(nèi)表面由分別放置預緊摩擦環(huán)和壓簧、支撐環(huán)的圓錐形和圓柱形兩部分組成，該通孔底端設有導向凹槽，并在靠近一端側(cè)的徑向設有上下兩個定位小孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可保持扭力的自鎖緊轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸的軸肩上靠近支撐環(huán)的一側(cè)邊有一凸塊，用于與支撐環(huán)上的凹槽相配合而限制轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可保持扭力的自鎖緊轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，其特征在于所述支架和轉(zhuǎn)軸是用抗蠕變性和耐磨性好、強度高的高分子材料注塑成型的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可保持扭力的自鎖緊轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸和支架的材料是摻有玻璃纖維的尼龍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可保持扭力的自鎖緊轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，其特征在于所述預緊摩擦環(huán)是外表面為圓錐形、內(nèi)表面為圓柱形的筒狀零件，該預緊摩擦環(huán)的軸向設有開口而使其內(nèi)徑伸縮可變，其外表面底部設有軸向條狀凸塊，用作安放在支架通孔凹槽內(nèi)的導軌。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可保持扭力的自鎖緊轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，其特征在于所述支撐環(huán)是圓柱形的環(huán)狀零件，該支撐環(huán)的外表面底部設有軸向條狀凸塊，用作安放在支架通孔凹槽內(nèi)的導軌；并在徑向上下兩側(cè)和軸向左右兩側(cè)分別設有兩個定位小凸塊和兩個凹槽，其中一個凹槽用作限制轉(zhuǎn)軸上的凸塊轉(zhuǎn)動角度的限位槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的可保持扭力的自鎖緊轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，其特征在于所述預緊摩擦環(huán)和支撐環(huán)是用有自潤滑效果、耐磨性好和強度高的高分子材料注塑成型的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可保持扭力的自鎖緊轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，其特征在于所述預緊摩擦環(huán)和支撐環(huán)的材料是聚甲醛。
專利摘要一種可保持扭力的自鎖緊轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，包括轉(zhuǎn)軸、支架、預緊摩擦環(huán)、壓簧和支撐環(huán)，其中轉(zhuǎn)軸貫通安裝在支架通孔內(nèi)，支架通孔內(nèi)表面有圓錐形部分，一個外圓錐形面與支架通孔的圓錐形面形狀相同、且有軸向開口的預緊摩擦環(huán)和壓簧、支撐環(huán)組成的自鎖緊部件，彼此緊鄰、擠壓地安設在支架通孔與轉(zhuǎn)軸之間，藉由壓簧對預緊摩擦環(huán)的抵壓，可自動保持預緊摩擦環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間的夾緊摩擦力，進而保證轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時的扭力不變。該機構(gòu)解決了原來在轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動過程中扭力容易衰減的問題，使得該轉(zhuǎn)軸機構(gòu)在相當長的使用周期內(nèi)能夠自動保持穩(wěn)定的扭力，具有自鎖緊功能，工作可靠。且采用高分子材料注塑成型制造零件，加工簡單便利，大大降低生產(chǎn)成本，提高了機構(gòu)性能。
文檔編號H05K7/16GK2745326SQ20042011573
公開日2005年12月7日 申請日期2004年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月16日
發(fā)明者張嶸, 甘立淵, 史曉巖 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司