2024年1月21日发(作者：温旋)

手机转轴是折叠式手机的一个重要元器件，它将手机翻盖和手机主面装配连接起来后，由它驱动来实现折叠式手机旋转的功能。

1.手机转轴结构型式

转轴产生扭力的结构型式大致可分成以下型式:

⑴凸轮式

依凸轮做动形式可分为A.轴向凸轮B.径向凸轮以下图解说明(本体; 弹簧; 凸轮; 旋转轴)

A.轴向凸轮作动原理:

旋转轴旋转时在凸轮曲面滑动，凸轮被本体限制只能做轴向运动去压缩弹簧，进而在不同角度产生不同扭力。

主要运用：One stop Hinge & Free stop Hinge

优点：行程角度对应扭力变化范围较大。

B.径向凸轮

作动原理:旋转轴旋转带动摩擦片，摩擦片因本体限位形状关系向中间压缩弹簧。进而产生扭力值。(本体; 旋转轴;磨擦片;弹簧)

主要运用：Free stop Hinge本体

弹簧

旋转轴

⑵滑动式

原理:以滑轨结合LCM及Main Case，再利用弹簧及连杆使LCM连结侧平板只能朝上或下运动，造成LCM开关效果。

除了常用旋转转轴外，现在市场上还有滑盖式转轴，多方向扭转转轴，后两类转轴手机，属于价格高档类。

手机转轴供应厂大多被日本，韩国所垄断。日本(草莓)strawberry公司最早研制出手机转轴，拥有专利权。韩国拥有专利的转轴供应公司有：Prexco，Postec，Nanotech，Phonex，此四家都是韩国公司，它们出的旋转转轴型号类似，大多能相互通用。Phonex在中国杭州设有生产厂，有直接内销权。韩国M2sys公司拥有自主专利权，它生产的旋转转轴型式独具一格，与上面四家韩国公司的旋转转轴不能通用，主要给韩国Sumsung供货。

2.转轴功能评估要项

⑴转轴的驱动功能

首先计算LCM及Main case重量对转轴所产生之扭力 EX: LCM=30gX30mm =90g-f/mm =0.09Kg/Cm

A.支撑Main Case必须的扭力须有0.18Kg-f/Cm，再乘以1.2倍=0.216Kg-f/Cm使其能锁住Main Case不致与LCM张开。

B.支撑LCM必须的扭力须有0.09Kg-f/Cm，再乘以1.2倍=0.108Kg-f/Cm使其能自动弹开。

EX: Main Case=60gX30mm =180g-f/mm =0.18Kg/Cm，对应扭力曲线20°位置扭力值。

EX: LCM=30gX30mm =90g-f/mm =0.09Kg/Cm，对应扭力曲线110°位置扭力值。

C.对应扭力曲线20°位置后扭力值是呈现下降驱。使用者开起ＬＣＭ时手感较轻。

D.扭力值正反值变化明显，发生角度约在55°~100°间越小越能在低角度就开启LCM。

E.对应扭力曲线170°~180°位置扭力值较高，可减少LCM完全开启后晃动现象。

⑵转轴寿命测试

以每日开阖LCM50次计算X365天X3年=54750次⑺所以寿命测试需达到60000次以上仍能保持转轴的驱动功能正常。

⑶.环境测试

A.高温湿度放置试验：45℃放置120H后,再放置常温2H

B.低温/高温放置试验：-20℃放置96H后,再放置常温2H，85℃放置96H后,再放置常温2H。

C.温/湿度试验：试验温度20℃~60℃,湿度35%~95%RH

D.温度疲劳试验：试验温度-40℃~85℃

E.测试周期(Test cycle)：:6循环后常温放置1H

F.耐水试验(Withstanding water experiment)：

需符合 JIS C 0920防潮Ⅱ型之标准(conform to JIS the C 0920 moisture-proof II spec.)

以上仍能保持转轴的驱动功能正常

3.转轴組裝說明

折叠式手机在生产装配中及用户使用中会出现一些与转轴位有关的问题:

⑴与转轴配合的翻盖中轴位破裂。

原因：A.转轴与翻盖中轴配合紧,过盈配合；

B.翻盖中轴塑胶壁厚太薄。

C.翻盖中轴的熔接线处强度不够。

解决方案：A.转轴与翻盖中轴配合要做到有间隙,取值见上面第4点。

B.翻盖中轴塑胶壁厚保持在1.0mm以上, 取值见上面第9点。

C．改变翻盖的入水口或增加胶位来达到改变熔接线的位置，注塑时调整注塑参数，让熔接线减小。

⑵手机整个翻盖摇晃。

原因：A.手机翻盖和手机主面同轴度不好；

B.手机转轴和手机翻盖,手机主面三部件间的配合间隙太大。

解决方案：要调整好几个塑胶件的同轴度和间隙值。

⑶转轴不顺畅，即手机在从闭合到打开过程中，有疙疙嗒嗒的响声。

原因：手机转轴和手机主面配合间隙太大。

解决方案：调整好手机转轴和手机主面配合间隙。

⑷翻盖打开后,稍用力能继续后翻。

原因：没设计好足够的挡位，挡住翻盖继续后翻。

解决方案： 在主面与翻盖设计好足够的挡位，一般采用凸起的胶位来限位；另外在主面上设计缓冲垫。

⑸装转轴时刮主面肩膀部的漆面。

原因：上图中主面C1取值偏大,另外是装配人员大意所致。

解决方案：主面C1一般取值0.8mm~1.5mm；生产装配时用适当的方法和治具。

⑹拆转轴时损坏转轴及主机面壳。生产装配检测时常发现问题，需拆转轴返工，员工拆时用力过大，常顶坏主机面壳和转轴。

解决方案:一手用弯头的治具对准转轴头部往里压，同时另一手将翻盖往旁边拉出，这样就易拆，故拆转轴的工序要对员工给予专门培训。

⑺手机闭合力不足。手机闭合后，反转手机，使翻盖朝下，翻盖会掉落摇晃。

原因：A.手机翻盖合上时预压角度设计小了。B.选用的转轴扭矩力太小。

解决方案: A. 手机翻盖合上时预压角度一般要设计26º~30º。

B．转轴的扭矩力一般(单位)有：5.0，4.5，4.0，3.5，3.0。设计时要根据个案手机的翻盖重量来选用转轴的型号，或在量产前，根据试用不同的扭矩力转轴型号来选用较好的一种。

⑻手机转轴扭矩力衰减过大。手机经过翻盖翻转测试或长时间使用后，因手机开合造成转轴的凸轮部位磨损及弹簧衰减，相应扭矩力衰减，出现手机开启和闭合时松松垮垮的手感。。从数据上来说，一般扭矩力衰减不超过20%，就不会出现手机开启和闭合时有松松垮垮的手感。我厂现在成品手机会做翻盖实验，翻转六万次后，若没出现手机开启和闭合时有松松垮垮的手感，就判断为合格。现在我厂选用的转轴供应厂Nanotech，M2sys的都能过六万次翻盖实验。

⑼FPC断裂损坏。手机经过翻盖翻转测试或长时间使用后，FPC易出现断裂损坏。

原因：在手机翻转时，FPC会产生动态扭曲，而且易与主机面内孔碰撞，多次后出现断裂。

解决方案:在设计时，根据主机面内孔径，保留与FPC单边间隙0.5mm以上的原则，尽量加大主机面内孔径，另外FPC在成本不变高的情况下，宽度尽量往小设计，而且在转弯处设计适当R角。我厂现在成品手机会做翻盖实验，翻转六万次后，若没出现FPC断裂损坏，就判断为合格。

4. 手机转轴和手机翻盖，手机主面三部件间的配合尺寸 (单位为mm)

⑴A=A1-0.2，翻盖和主面的A，A1的配合面都为直身。

为了让A1面与A面摩擦后的痕迹隐藏起来，不影响外观，在A1的两面各加0.03的凸台，面积小于A1面的R位0.5，见上图，这样设计尺寸改为A1=A+0.26。

⑵B=B1+(0.05~0.07)，C=C1+0.2，C1=0.8~1.5(一般取值)。B1圆轴面取1度;的拔模斜度，B圆孔处与B1的配合面取0度;的拔模斜度，这样B和B1的配合为线接触，加上B和B1的配合间隙适中，翻盖和主面装配后晃动很小。

⑶D=D1+0.2，在翻盖装转轴处，倒0.2X45度;角，方便转轴装进翻盖。

⑷ E1=E+(0.02~0.04)，F1=F+(0.02~0.04)，

E2=E-(0.01~0.03)，F2=F-(0.01~0.03)，

以上取值可以保证转轴和翻盖的配合间隙适中，转轴可以很方便用手轻易压入。

⑸G1=G+(0.02~0.04)，H1=H+(0.02~0.04)，以上取值可以保证转轴和主面的配合间隙适中，转轴装入主面后不会晃动，从而保证翻盖和主面晃动很小。

⑹翻盖中轴的挡墙厚度值J=0.7~0.8，K=0.7~1.0，L=2.5，(一般取值)，M1=M+(0.1~0.2)。

⑺@=30度;

一般转轴设计成180度;转角，手机翻盖的打开角度ID设计一般是150度;，若在主面上设计缓冲垫，将手机翻盖回压2度;~4度;，此时@取30度;，则手机翻盖合上时预压角度为30度;。

⑻@=30度;-(2度;~4度;)，即在主面上不设计缓冲垫，而将转轴设计成有2度;~4度;的预压角度，则手机翻盖合上时预压角度为26度;~28度;。

⑼为了保证翻盖中轴的强度，翻盖中轴的T值与所用的材料有关，见下表（供参考）：

材料 MIN(最小值) AV(平均值)

PC 1.0mm 1.2mm

PC/ABS 1.2mm 1.4mm

5. 翻盖手机转轴设计相关数据

⑴转轴设计相关数据(一)

a=1.5mm；FPC端C壳插入B壳深度，翻盖测试受力；最小1.2mm

b=1mm；FPC端C壳壁厚，翻盖测试受力；

c≥0.5mm；FPC与BC壳内壁距离，距离小会导致FPC磨断，或者导致翻盖异音;最小0.4

d≥0.5mm；FPC与BC壳内壁距离，距离小会导致FPC磨断，或者导致翻盖异音;最小0.4

e≥1.2mm；FPC端B壳壁厚，外观面，且翻盖测试受力；

f≥1.2mm；Hinge镶嵌孔，壁厚最少1.2mm，外观面；

g≥0.5mm；FPC与BC壳内壁距离，距离小会导致FPC磨断，或者导致翻盖异音;最小0.4

h≥0.5mm；FPC与BC壳内壁距离，距离小会导致FPC磨断，或者导致翻盖异音;最小0.4

i≥0.8mm；FPC从LCD板走入转轴空腔的入口部分，切口方向尽量指向转轴轴心；

j、k≥1.5mm；FPC内外角最小1.5mm，太小的角度会导致FPC撕裂；

l=0.02mm；hinge固定端以及转动端与孔的配合间隙，如果间隙太小，hinge无法装

入；太大则上翻盖晃动且有脆响；孔拔模0.1度。根部干涉一点。

m=0.05mm；FPC端BC壳间隙；

N=0.075mm~0.1；hinge端面与B壳要有段差，hinge稍微内缩；

⑵转轴设计相关数据(二)

a=0.1mm；BC壳在x-y方向的间隙，太大影响外观，太小无法装配；

b=0.4mm；BC壳在按键面附近的间隙，由于按键会突出壳体最少0.1mm，因此此处

数据太小会导致主LENS被磨损；对于超薄键（MOTO V3按键），此数值可以是

0.3mm。

C=0.3~0.5mm；BC壳在轴配合位置的轴间隙，太小会导致旋转干涉；

D=0.3mm~0.5；BC壳在轴配合位置的轴间隙，太小会导致旋转干涉；

开预压角：3~5度，太大翻盖测试会开裂，太小上翻盖会松动；

合预压角：20度，具体参考转轴规格书。预压角要严格按照规格书设计;

缓冲垫厚度0.6：沉在C壳内0.3mm，突出0.3mm；缓冲垫受力方向指向转轴轴心

其他：

1.设计前先确定转轴外壳直径，通过FPC宽度来计算：

4.0（FPC宽度）+0.5*2（FPC距离壳内间隙）+1.0*2（C壳伸入长度）+0.05*2（BC之间间隙）+1.2*2（B壳壁厚）=9.5mm

最小数值：4.0+0.4*2+1*2+0.05*2+1*2=8.9mm

2024年1月21日发(作者：温旋)

手机转轴是折叠式手机的一个重要元器件，它将手机翻盖和手机主面装配连接起来后，由它驱动来实现折叠式手机旋转的功能。

1.手机转轴结构型式

转轴产生扭力的结构型式大致可分成以下型式:

⑴凸轮式

依凸轮做动形式可分为A.轴向凸轮B.径向凸轮以下图解说明(本体; 弹簧; 凸轮; 旋转轴)

A.轴向凸轮作动原理:

旋转轴旋转时在凸轮曲面滑动，凸轮被本体限制只能做轴向运动去压缩弹簧，进而在不同角度产生不同扭力。

主要运用：One stop Hinge & Free stop Hinge

优点：行程角度对应扭力变化范围较大。

B.径向凸轮

作动原理:旋转轴旋转带动摩擦片，摩擦片因本体限位形状关系向中间压缩弹簧。进而产生扭力值。(本体; 旋转轴;磨擦片;弹簧)

主要运用：Free stop Hinge本体

弹簧

旋转轴

⑵滑动式

原理:以滑轨结合LCM及Main Case，再利用弹簧及连杆使LCM连结侧平板只能朝上或下运动，造成LCM开关效果。

除了常用旋转转轴外，现在市场上还有滑盖式转轴，多方向扭转转轴，后两类转轴手机，属于价格高档类。

手机转轴供应厂大多被日本，韩国所垄断。日本(草莓)strawberry公司最早研制出手机转轴，拥有专利权。韩国拥有专利的转轴供应公司有：Prexco，Postec，Nanotech，Phonex，此四家都是韩国公司，它们出的旋转转轴型号类似，大多能相互通用。Phonex在中国杭州设有生产厂，有直接内销权。韩国M2sys公司拥有自主专利权，它生产的旋转转轴型式独具一格，与上面四家韩国公司的旋转转轴不能通用，主要给韩国Sumsung供货。

2.转轴功能评估要项

⑴转轴的驱动功能

首先计算LCM及Main case重量对转轴所产生之扭力 EX: LCM=30gX30mm =90g-f/mm =0.09Kg/Cm

A.支撑Main Case必须的扭力须有0.18Kg-f/Cm，再乘以1.2倍=0.216Kg-f/Cm使其能锁住Main Case不致与LCM张开。

B.支撑LCM必须的扭力须有0.09Kg-f/Cm，再乘以1.2倍=0.108Kg-f/Cm使其能自动弹开。

EX: Main Case=60gX30mm =180g-f/mm =0.18Kg/Cm，对应扭力曲线20°位置扭力值。

EX: LCM=30gX30mm =90g-f/mm =0.09Kg/Cm，对应扭力曲线110°位置扭力值。

C.对应扭力曲线20°位置后扭力值是呈现下降驱。使用者开起ＬＣＭ时手感较轻。

D.扭力值正反值变化明显，发生角度约在55°~100°间越小越能在低角度就开启LCM。

E.对应扭力曲线170°~180°位置扭力值较高，可减少LCM完全开启后晃动现象。

⑵转轴寿命测试

以每日开阖LCM50次计算X365天X3年=54750次⑺所以寿命测试需达到60000次以上仍能保持转轴的驱动功能正常。

⑶.环境测试

A.高温湿度放置试验：45℃放置120H后,再放置常温2H

B.低温/高温放置试验：-20℃放置96H后,再放置常温2H，85℃放置96H后,再放置常温2H。

C.温/湿度试验：试验温度20℃~60℃,湿度35%~95%RH

D.温度疲劳试验：试验温度-40℃~85℃

E.测试周期(Test cycle)：:6循环后常温放置1H

F.耐水试验(Withstanding water experiment)：

需符合 JIS C 0920防潮Ⅱ型之标准(conform to JIS the C 0920 moisture-proof II spec.)

以上仍能保持转轴的驱动功能正常

3.转轴組裝說明

折叠式手机在生产装配中及用户使用中会出现一些与转轴位有关的问题:

⑴与转轴配合的翻盖中轴位破裂。

原因：A.转轴与翻盖中轴配合紧,过盈配合；

B.翻盖中轴塑胶壁厚太薄。

C.翻盖中轴的熔接线处强度不够。

解决方案：A.转轴与翻盖中轴配合要做到有间隙,取值见上面第4点。

B.翻盖中轴塑胶壁厚保持在1.0mm以上, 取值见上面第9点。

C．改变翻盖的入水口或增加胶位来达到改变熔接线的位置，注塑时调整注塑参数，让熔接线减小。

⑵手机整个翻盖摇晃。

原因：A.手机翻盖和手机主面同轴度不好；

B.手机转轴和手机翻盖,手机主面三部件间的配合间隙太大。

解决方案：要调整好几个塑胶件的同轴度和间隙值。

⑶转轴不顺畅，即手机在从闭合到打开过程中，有疙疙嗒嗒的响声。

原因：手机转轴和手机主面配合间隙太大。

解决方案：调整好手机转轴和手机主面配合间隙。

⑷翻盖打开后,稍用力能继续后翻。

原因：没设计好足够的挡位，挡住翻盖继续后翻。

解决方案： 在主面与翻盖设计好足够的挡位，一般采用凸起的胶位来限位；另外在主面上设计缓冲垫。

⑸装转轴时刮主面肩膀部的漆面。

原因：上图中主面C1取值偏大,另外是装配人员大意所致。

解决方案：主面C1一般取值0.8mm~1.5mm；生产装配时用适当的方法和治具。

⑹拆转轴时损坏转轴及主机面壳。生产装配检测时常发现问题，需拆转轴返工，员工拆时用力过大，常顶坏主机面壳和转轴。

解决方案:一手用弯头的治具对准转轴头部往里压，同时另一手将翻盖往旁边拉出，这样就易拆，故拆转轴的工序要对员工给予专门培训。

⑺手机闭合力不足。手机闭合后，反转手机，使翻盖朝下，翻盖会掉落摇晃。

原因：A.手机翻盖合上时预压角度设计小了。B.选用的转轴扭矩力太小。

解决方案: A. 手机翻盖合上时预压角度一般要设计26º~30º。

B．转轴的扭矩力一般(单位)有：5.0，4.5，4.0，3.5，3.0。设计时要根据个案手机的翻盖重量来选用转轴的型号，或在量产前，根据试用不同的扭矩力转轴型号来选用较好的一种。

⑻手机转轴扭矩力衰减过大。手机经过翻盖翻转测试或长时间使用后，因手机开合造成转轴的凸轮部位磨损及弹簧衰减，相应扭矩力衰减，出现手机开启和闭合时松松垮垮的手感。。从数据上来说，一般扭矩力衰减不超过20%，就不会出现手机开启和闭合时有松松垮垮的手感。我厂现在成品手机会做翻盖实验，翻转六万次后，若没出现手机开启和闭合时有松松垮垮的手感，就判断为合格。现在我厂选用的转轴供应厂Nanotech，M2sys的都能过六万次翻盖实验。

⑼FPC断裂损坏。手机经过翻盖翻转测试或长时间使用后，FPC易出现断裂损坏。

原因：在手机翻转时，FPC会产生动态扭曲，而且易与主机面内孔碰撞，多次后出现断裂。

解决方案:在设计时，根据主机面内孔径，保留与FPC单边间隙0.5mm以上的原则，尽量加大主机面内孔径，另外FPC在成本不变高的情况下，宽度尽量往小设计，而且在转弯处设计适当R角。我厂现在成品手机会做翻盖实验，翻转六万次后，若没出现FPC断裂损坏，就判断为合格。

4. 手机转轴和手机翻盖，手机主面三部件间的配合尺寸 (单位为mm)

⑴A=A1-0.2，翻盖和主面的A，A1的配合面都为直身。

为了让A1面与A面摩擦后的痕迹隐藏起来，不影响外观，在A1的两面各加0.03的凸台，面积小于A1面的R位0.5，见上图，这样设计尺寸改为A1=A+0.26。

⑵B=B1+(0.05~0.07)，C=C1+0.2，C1=0.8~1.5(一般取值)。B1圆轴面取1度;的拔模斜度，B圆孔处与B1的配合面取0度;的拔模斜度，这样B和B1的配合为线接触，加上B和B1的配合间隙适中，翻盖和主面装配后晃动很小。

⑶D=D1+0.2，在翻盖装转轴处，倒0.2X45度;角，方便转轴装进翻盖。

⑷ E1=E+(0.02~0.04)，F1=F+(0.02~0.04)，

E2=E-(0.01~0.03)，F2=F-(0.01~0.03)，

以上取值可以保证转轴和翻盖的配合间隙适中，转轴可以很方便用手轻易压入。

⑸G1=G+(0.02~0.04)，H1=H+(0.02~0.04)，以上取值可以保证转轴和主面的配合间隙适中，转轴装入主面后不会晃动，从而保证翻盖和主面晃动很小。

⑹翻盖中轴的挡墙厚度值J=0.7~0.8，K=0.7~1.0，L=2.5，(一般取值)，M1=M+(0.1~0.2)。

⑺@=30度;

一般转轴设计成180度;转角，手机翻盖的打开角度ID设计一般是150度;，若在主面上设计缓冲垫，将手机翻盖回压2度;~4度;，此时@取30度;，则手机翻盖合上时预压角度为30度;。

⑻@=30度;-(2度;~4度;)，即在主面上不设计缓冲垫，而将转轴设计成有2度;~4度;的预压角度，则手机翻盖合上时预压角度为26度;~28度;。

⑼为了保证翻盖中轴的强度，翻盖中轴的T值与所用的材料有关，见下表（供参考）：

材料 MIN(最小值) AV(平均值)

PC 1.0mm 1.2mm

PC/ABS 1.2mm 1.4mm

5. 翻盖手机转轴设计相关数据

⑴转轴设计相关数据(一)

a=1.5mm；FPC端C壳插入B壳深度，翻盖测试受力；最小1.2mm

b=1mm；FPC端C壳壁厚，翻盖测试受力；

c≥0.5mm；FPC与BC壳内壁距离，距离小会导致FPC磨断，或者导致翻盖异音;最小0.4

d≥0.5mm；FPC与BC壳内壁距离，距离小会导致FPC磨断，或者导致翻盖异音;最小0.4

e≥1.2mm；FPC端B壳壁厚，外观面，且翻盖测试受力；

f≥1.2mm；Hinge镶嵌孔，壁厚最少1.2mm，外观面；

g≥0.5mm；FPC与BC壳内壁距离，距离小会导致FPC磨断，或者导致翻盖异音;最小0.4

h≥0.5mm；FPC与BC壳内壁距离，距离小会导致FPC磨断，或者导致翻盖异音;最小0.4

i≥0.8mm；FPC从LCD板走入转轴空腔的入口部分，切口方向尽量指向转轴轴心；

j、k≥1.5mm；FPC内外角最小1.5mm，太小的角度会导致FPC撕裂；

l=0.02mm；hinge固定端以及转动端与孔的配合间隙，如果间隙太小，hinge无法装

入；太大则上翻盖晃动且有脆响；孔拔模0.1度。根部干涉一点。

m=0.05mm；FPC端BC壳间隙；

N=0.075mm~0.1；hinge端面与B壳要有段差，hinge稍微内缩；

⑵转轴设计相关数据(二)

a=0.1mm；BC壳在x-y方向的间隙，太大影响外观，太小无法装配；

b=0.4mm；BC壳在按键面附近的间隙，由于按键会突出壳体最少0.1mm，因此此处

数据太小会导致主LENS被磨损；对于超薄键（MOTO V3按键），此数值可以是

0.3mm。

C=0.3~0.5mm；BC壳在轴配合位置的轴间隙，太小会导致旋转干涉；

D=0.3mm~0.5；BC壳在轴配合位置的轴间隙，太小会导致旋转干涉；

开预压角：3~5度，太大翻盖测试会开裂，太小上翻盖会松动；

合预压角：20度，具体参考转轴规格书。预压角要严格按照规格书设计;

缓冲垫厚度0.6：沉在C壳内0.3mm，突出0.3mm；缓冲垫受力方向指向转轴轴心

其他：

1.设计前先确定转轴外壳直径，通过FPC宽度来计算：

4.0（FPC宽度）+0.5*2（FPC距离壳内间隙）+1.0*2（C壳伸入长度）+0.05*2（BC之间间隙）+1.2*2（B壳壁厚）=9.5mm

最小数值：4.0+0.4*2+1*2+0.05*2+1*2=8.9mm