专利名称：转轴结构及其扭力调整方法
转轴结构及其扭力调整方法
技术领域：
本发明是关于一种转轴结构及其扭力调整方法，特别是关于一种用于 笔记本电脑或小尺寸显示器的转轴结构及其扭力调整方法。
背景技术：
在笔记本电脑与小尺寸显示器中，常会用到一字形的转轴，并利用转 轴产生扭力来支撑小尺寸显示器的重量。
请参照图1，现有的一字形转轴100具有一公轴120与一母轴140。公 轴120具有一突出的圆柱形构造121。圆柱形构造121的两侧各有一沟槽 122。母轴140具有一圆筒状构造141。公轴120的圆柱形构造121的直径 D略大于母轴140的圆筒状构造141的内径d，且圆柱形构造121与圆筒状 构造141的表面皆为粗糙面。
请参照图2，当公轴120的圆柱形构造121插入母轴140的圆筒状构造 141中时，由于圆柱形构造121的直径略大于圆筒状构造141的内径，所以 公轴120与母轴140会紧密的连结，而于其间具有动摩擦力与静摩擦力， 称为过盈配合。圆柱形构造121与圆筒状构造141的接触面在旋转至紧密 连结的过程中会互相磨合而产生磨损，磨损产生的废弃物会储存在公轴120 的沟槽122内。在公轴120与母轴140的紧密连结使圆柱形构造121与圆 筒状构造141的粗糙面形成稳定的表面粗糙度后，转轴100就能在扭力稳 定的状态下旋转。
由于转轴100的扭力大小取决于摩擦面126产生的摩擦力与过盈配合 的大小，所以必须改变摩擦面126的面积，例如改变圆柱形构造121的直 径D与圆筒状构造141的内径d的尺寸，或是改变长度L，才能变更转轴 100的扭力。这表示若不改变公轴120及母轴140的尺寸，则无法调节转轴 100的扭力，如此会降低此一字形转轴100的通用性。并且，因为车削加工 生产的精度常达不到公轴120或母轴140的尺寸设定值，所以生产良率低(约15%左右)。
发明内容
本发明在于提供一种转轴结构及其扭力调整方法，不需改变转轴结构 的公轴或母轴等零组件的尺寸即可调整其扭力，并能提升生产良率。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一 步的了解。
为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明提供一种转轴 结构，其包括一第一轴件、 一第二轴件及一调整元件。第一轴件具有一凸 柱，凸柱的内部具有一孔道，孔道提供一开口，开口位于凸柱的外表面。 第二轴件具有一凹槽，凹槽可供第一轴件的凸柱插入，并且凹槽的底部具 有一通孔。调整元件具有一杆状部。在第一轴件的凸柱置入第二轴件的凹 槽后，凹槽的通孔对应于孔道的开口，使调整元件的杆状部适于穿过通孔 而插入孔道中。
较佳地，第一轴件的凸柱是具有至少两弧形柱体，并且凸柱的外表面 形成数个环状凹沟。弧形柱体是环绕孔道而配置，并且每两相邻的弧形柱 体的间具有一间隙。
此外，第一轴件的凸柱的外表面设有一突出部，并且第二轴件的凹槽 的内壁设有一凹陷部。在第一轴件的凸柱置入第二轴件的凹槽内时，突出 部卡入凹陷部中。第一轴件的孔道的开口为一圆形孔，其与调整元件的杆 状部形成过盈配合。
较佳地，调整元件还包括一螺合部，其表面具有一螺牙。调整元件的 杆状部具有一固定端及一自由端，其固定端是连接螺合部，而其自由端具 有一圆锥面。第二轴件的通孔是为一螺孔，以配合该螺牙，而供调整元件 的螺合部锁入。
本发明的一实施例提供一种转轴结构的扭力调整方法，是用以调整上 述转轴结构的扭力。在第一轴件的凸柱插入第二轴件的凹槽后，凹槽的通 孔是连通凸柱的孔道。此时可采用以下步骤实施转轴结构的扭力调整。首 先，提供一扭力测试器、 一固定治具及一转动治具。接着，将固定治具插 入扭力测试器中，将第一轴件插入固定治具中，并以转动治具旋转第二轴 件，而从扭力测试器读取一对应的扭力值。
5值得一提的是，本实施例以调整元件穿过通孔而插入孔道中，并于通 孔及孔道内移动调整元件，以调整扭力值。在扭力值被调整到一需要数值 后，固定调整元件于通孔中。
上述扭力调整方法，较佳地，螺合部的表面具有一凹槽。调整扭力值 的步骤则包括以一扳手插入螺合部的凹槽中，而将螺合部旋转进入通孔 中，并且进一步地调整螺合部的螺牙的旋转圈数，以移动位于孔道中的杆 状部。
较佳地，固定调整元件于通孔中的方式是可将螺合部焊接于通孔中， 或是在通孔中涂抹一封着剂，将螺合部旋入通孔后，静置一段时间使封着 剂干涸。
本发明的转轴结构及其扭力调整方法，第一轴件与第二轴件组合后， 调整元件可通过第二轴件的通孔而旋入第一轴件的孔道中。在调整元件被 旋入第一轴件的孔道的过程中，调整元件与孔道之间的摩擦面逐渐增大， 凸柱与凹槽之间的摩擦面亦逐渐增大，而使整个转轴结构的扭力增大，反 之则扭力减小，而达到调整扭力的目的。
图1为现有的一字型转轴的分解结构示意图。 图2为现有的一字型转轴的组合结构示意图。
图3A为本发明第一实施例的转轴结构的分解示意图。
图3B为本发明第二实施例的转轴结构的分解示意图。
图4为根据本发明第二实施例的组合后的转轴结构的剖面示意图。
图5为根据本发明第二实施例的转轴结构的轴件的表面示意图。
图6及图7为本发明一实施例的转轴结构的扭力调整动作示意图。
一字形转轴100 公轴120 圆柱形构造121 沟槽122 母轴140 圆筒状构造141
摩擦面126 转轴结构200 第一轴件220 凸柱222 孔道224 开口 226第二轴件240调整元件360
凹槽242凹槽361
通孔244螺合部362
调整元件260螺牙363
转轴结构300杆状部364
第一轴件320自由端366
凸柱322凹陷部348
弧形柱体322a， 322b扭力测试器400
间隙323固定部420
孔道324固定治具500
弧形凹沟325a， 325b插孔520
突出部328转动治具600
第二轴件340夹持部620
凹槽342扳手700
螺孔34具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图 式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到
的方向用语，例如上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方 向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
请参照图3A， 一转轴结构200包括一第一轴件220、 一第二轴件240 及一调整元件260。第一轴件220具有一凸柱222，第二轴件240具有一凹 槽242，其可供第一轴件220的凸柱222插入。
值得一提的是，第一轴件220的凸柱222的内部具有一孔道224，孔道 224的一端是具有一位于凸柱222的外表面的开口 226。第二轴件240的凹 槽242的底部具有一通孔244。凸柱222内部的孔道224及其开口 226是位 于第一轴件220的旋转轴心上，而第二轴件240的通孔244是位于第二轴 件240的旋转轴心上。因此，在第一轴件220的凸柱222置入第二轴件240 的凹槽242时，第一轴件220的旋转轴心与第二轴件240的旋转轴心重合， 两轴件220， 240的旋转轴心如虚线A-A所示，此时凹槽2"的通孔2"是对应于孔道224的开口 226，使调整元件260适于穿过通孔244而插入孔道 224中。
较佳地，第一轴件220的孔道224的开口 226可为一圆形孔，其与调 整元件260形成过盈配合。于本实施例中，过盈配合亦即第一轴件220与 第二轴件240会紧密的连结，而于其间具有动摩擦力与静摩擦力。如此可 借由将调整元件260插入孔道224中，而将凸柱222的直径撑大，使其与 第二轴件240的凹槽242密合。
请参照图3B，在一较佳实施例的转轴结构300中，第一轴件320的凸 柱322可具有至少二个弧形柱体322a, 322b，这些弧形柱体322a， 322b环 绕孔道324而配置，并且每两相邻的弧形柱体322a， 322b之间具有一间隙 323。如图3B所示，每一弧形柱体322a， 322b具有两半圆弧面，分别位于 其内侧及外侧，其外侧的半圆弧面上设有弧形凹沟325a， 325b。当两个弧 形柱体322a， 322b组成一完整的圆形凸柱322时，其内侧的两半圆弧面则 形成孔道324的内壁，其外侧的两半圆弧面上的两弧形凹沟325a， 325b则 组成一环状凹沟。附带一提的是，环状凹沟亦可设于图3A的凸柱222的外 表面。
第二轴件340的凹槽342底部具有一螺孔344。调整元件360具有一螺 合部362及一杆状部364。螺合部362的表面形成有一螺牙363，以配合第 二轴件340的螺孔344，而供螺合部362锁入螺孔344中。调整元件360的 杆状部364具有一固定端(未标号)及一自由端366，其固定端是连接螺合部 362，而其自由端366具有一圆锥面。
在图3B所示的实施例中，转轴结构300的组装过程如下。先将第一轴 件320的凸柱322插入第二轴件340的凹槽342，此时凸柱322的孔道324 是可连通第二轴件340的螺孔344。再将调整元件360的杆状部364穿过螺 孔344而进入孔道324中，接着将调整元件360的螺合部362固定于螺孔 344中。
由于每两相邻的弧形柱体322a， 322b之间具有间隙323，所以在第一 轴件320的凸柱322插入第二轴件340的凹槽342时，这些弧形柱体322a， 322b会向内靠拢，而使凸柱322变形。利用凸柱322的变形，使第一轴件 320容易组装至第二轴件340。在调整元件360插入孔道324时，两者形成 过盈配合，因此这些弧形柱体322a， 322b会被调整元件360向外撑开而紧
8靠凹槽342，使第一轴件320与第二轴件340更紧密地组合。
请参照图4，第一轴件320的凸柱322设有一突出部328，并且第二轴 件340的凹槽342的内壁设有一凹陷部348。在第一轴件320的凸柱322置 入第二轴件340的凹槽342时，突出部328卡入凹陷部348中，因而能够 在转轴结构300被旋转时，防止第一轴件320轻易地退出第二轴件340。
请参照图5，并同时参照图1，在现有技术中，若要改变一字型转轴100 的扭力，则必须变更公轴120的摩擦面126的尺寸。例如，若要使一字型 转轴100的扭力变大，则需将公轴120的直径D或长度L变大，以增大摩 擦面126;反之则扭力变小。换句话说，若要调整一字型转轴IOO的扭力， 则需调整公轴120及母轴140之间的过盈配合大小。对照本发明的实施例， 要改变转轴结构300的扭力，并不需改变公轴(第一轴件320)的摩擦面326 的尺寸，例如直径D1或长度L1。转轴结构300的扭力可透过调整元件360 在孔道324中被旋入或旋出作调整。
对于具有较大扭力的转轴结构300，第一轴件320可采用粉末冶金、锌 合金、镁铝合金等制作；对于具有较小扭力的转轴结构300，第一轴件320 可采用聚甲醛材料(POM)制作。附带一提的是，孔道324可以被变更设计而 形成一具有锥状空间的孔道，而与调整元件360的圆锥面配合使用，有助 于实现转轴结构300的扭力可调整功能。
请参照图6及图7，本实施例是提供一种扭力调整方法，是用以调整上 述转轴结构300的扭力。在第一轴件320的凸柱322插入第二轴件340的 凹槽342之后，可采用以下步骤实施转轴结构300的扭力调整。首先，提 供一扭力测试器400、 一固定治具500及一转动治具600。扭力测试器400 具有一固定部420，用于装设固定治具500。固定治具500提供一插孔520， 用以固定第一轴件320。转动治具600包括一夹持部620，其适合夹住第二 轴件340。
量测扭力时，将固定治具500插入扭力测试器400的固定部420，再将 第一轴件320插入固定治具500的插孔520中，并用转动治具600夹住第 二轴件340，以其旋转第二轴件340，此时可从扭力测试器400读取一对应 的扭力值。
为了调整该扭力值，本实施例以调整元件360的杆状部364穿过螺孔 344而插入孔道324中。调整元件360的螺合部362提供了一凹槽361 (如图3B所示)，以供一扳手700插入其中，而将螺合部362旋转进入螺孔344, 并可进一步地调整螺合部362的螺牙363的旋转圈数，以移动位于孔道324 中的杆状部364。在调整元件360被旋入第一轴件320的孔道324的过程中， 调整元件360与孔道324之间的摩擦面的面积逐渐增大，凸柱322与凹槽 342的摩擦面的面积亦逐渐增大(如图3B所示)，而使整个转轴结构300的 扭力增大，反之则扭力减小，如此可达到调整转轴结构300的扭力的目的。 在扭力值被调整到一需要数值后，再将调整元件360固定于螺孔344中。
在一较佳实施例中，固定调整元件360于螺孔344中的方式是可将螺 合部362焊接于螺孔344中；或是在调整元件360旋入螺孔344之前，在 螺孔344中涂抹一封着剂(未图示)，再将螺合部362旋入螺孔344，当扭力 调整好，静置一段时间使封着剂干涸，螺合部362即与螺孔344紧密结合 在一起。
在本发明的实施例中，不需改变第一轴件220， 320与第二轴件240， 340 的尺寸大小，即可调整转轴结构200，300的扭力，所以可减少转轴结构 200， 300的第一轴件220， 320或第二轴件240， 340等零件的设计变更次数。 并且，同一款转轴结构200,300可使用在有不同扭力需求的机台上，这样 有利于零件加工以及生产组装。
现有的一字型转轴100的过盈配合尺寸要求非常高，通常在0. 01 0.02mm之间，其余配合尺寸的公差也都在0. 01 0. 05mm之间。当上述零件 的尺寸偏小或过大时，扭力大小就会超出设计规格。在本发明的实施例中， 透过旋入调整元件260， 360而调整扭力，并将扭力不良的转轴调整到规格 范围内，以增加良率。具有扭力调整功能的转轴可以降低其零件的加工精 度，同时提升其制造良率，具有非常大的意义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施 的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效 变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例 或申请专利范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外， 摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的 权利范围。
权利要求
1.一种转轴结构，包括一第一轴件，具有一凸柱，该凸柱的内部具有一孔道，该孔道提供一开口，该开口位于该凸柱的外表面；一第二轴件，具有一凹槽，其中该凹槽可供该第一轴件的该凸柱插入，该凹槽的底部具有一通孔；以及一调整元件，具有一杆状部，其中，在该第一轴件的该凸柱置入该第二轴件的该凹槽后，该凹槽的该通孔对应于该孔道的该开口，使该调整元件的该杆状部适于穿过该通孔而插入该孔道中。
2. 如权利要求l所述的转轴结构，其特征在于该第一轴件的该凸柱 具有至少两弧形柱体，该至少两弧形柱体是环绕该孔道而配置，每两相邻 的该弧形柱体之间具有一 间隙。
3. 如权利要求1所述的转轴结构，其特征在于该第一轴件的该凸柱 的该外表面形成数个环状凹沟。
4. 如权利要求l所述的转轴结构，其特征在于该第一轴件的该凸柱 的该外表面设有一突出部，该第二轴件的该凹槽的内壁设有一凹陷部，在 该凸柱置入该凹槽内时，该突出部卡入该凹陷部中。
5. 如权利要求l所述的转轴结构，其特征在于该第一轴件的该孔道 的该开口为一圆形孔，其与该调整元件的该杆状部形成过盈配合。
6. 如权利要求l所述的转轴结构，其特征在于该调整元件还包括一 螺合部，该螺合部的表面形成有一螺牙，并且该杆状部具有一固定端及一 自由端，该固定端是连接该螺合部。
7. 如权利要求6所述的转轴结构，其特征在于该第二轴件的该通孔 为一螺孔，以配合该螺牙而供该调整元件的该螺合部锁入。
8. 如权利要求6所述的转轴结构，其特征在于该杆状部的该自由端具有一圆锥面。
9. 一种转轴结构的扭力调整方法，是用以调整一转轴结构的扭力，该 转轴结构包括一第一轴件、 一第二轴件及一调整元件，其中该第一轴件具 有一凸柱，该凸柱的内部具有一孔道，该第二轴件具有一凹槽，该凹槽的底部具有一通孔，该凸柱是插入该凹槽中，而使该通孔连通该孔道，该扭 力调整方法的步骤包括提供一扭力测试器、 一固定治具及一转动治具；将该固定治具插入该扭力测试器中；将该第一轴件插入该固定治具中；以该转动治具旋转该第二轴件，而从该扭力测试器读取一对应的扭力值；以该调整元件穿过该通孔而插入该孔道中，并于该通孔及该孔道内移 动该调整元件，以调整该扭力值；以及在该扭力值被调整到一需要数值后，固定该调整元件于该通孔中。
10. 如权利要求9所述的转轴结构的扭力调整方法，其特征在于该 调整元件具有一螺合部及一杆状部，该杆状部是连接于该螺合部，该螺合 部的表面形成有一凹槽及一螺牙，其中调整该扭力值的步骤包括以一扳手插入该螺合部的该凹槽中，而将该螺合部旋转进入该通孔；以及调整该螺合部的该螺牙的旋转圈数，以移动位于该孔道中的该杆状部。
11. 如权利要求10所述的转轴结构的扭力调整方法，其特征在于固 定该调整元件于该通孔中的步骤包括在该通孔中涂抹一封着剂，将该螺合部旋入该通孔后，静置一段时间 使该封着剂干涸。
12. 如权利要求10所述的转轴结构的扭力调整方法，其特征在于固 定该调整元件于该通孔中的步骤包括将该螺合部焊接于该通孔中。
全文摘要
一种转轴结构及其扭力调整方法，该转轴结构包括一第一轴件、一第二轴件及一调整元件。第一轴件具有一凸柱。第二轴件具有一凹槽，可供第一轴件的凸柱插入。第一轴件的凸柱内部具有一孔道，孔道的一开口是位于凸柱的外表面。第二轴件的凹槽底部具有一通孔。在第一轴件的凸柱置入第二轴件的凹槽后，凹槽的通孔对应于孔道的开口。调整元件具有一杆状部，其适于穿过通孔而插入孔道中。借着在通孔及孔道中移动调整元件，而改变调整元件的杆状部与孔道的间的摩擦面大小，以调整转轴结构的扭力。
文档编号G06F1/16GK101672320SQ20081021348
公开日2010年3月17日 申请日期2008年9月8日 优先权日2008年9月8日
发明者翁明祥, 杰 袁 申请人:昆山扬皓光电有限公司