CN102619426B - 一种弹力合页 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹力合页，包括弹簧轴件、边侧设有可与中部轴套对接的上轴套和下轴套的弹簧枢座、芯轴以及弹簧，芯轴上设有由两个轴承轴、两个弹簧座件和弹簧构成的弹性抵压机构；所述两个轴承轴分别与上轴套和下轴套固定配合并延伸出上轴套和下轴套，两个轴承轴分别延伸出上轴套和下轴套的部分与安装在中部轴套两端的轴承配合；两个轴承轴分别延伸出上轴套和下轴套的端部设有与弹簧座件配合的凹凸部；两个弹簧座件固定在中部轴套中，弹簧座件的一端设有与轴承轴凹凸部相匹配的活动凹凸部，另一端设有弹簧腔，两个弹簧腔相对而设，随着弹簧轴件转动，弹簧座件可在中部轴套中上下移动；芯轴贯穿于轴承轴、弹簧座件和弹簧中。

Description

一种弹力合页

技术领域

本发明涉及一种弹力合页，特别涉及一种淋浴房的弹力合页。

背景技术

现有技术的淋浴房门已经具有自动关门的功能。如2011年1月12日公开，公开号为201705089U的中国发明专利公开了一种90度自回位弹力玻璃夹，包括：边侧设有中部轴套的左夹片、边侧设有可与左夹片边侧中部轴套对接之上端套和下轴座的右夹片，以及可将左右夹片铰连接形成玻璃夹的芯轴，芯轴通过上轴承和下轴承安装在左夹片的中部轴套内，芯轴的两端分别与右夹片的上端套和下轴座固定连接,其特征在于左夹片的中部轴套内的上轴承与下轴承间之芯轴上设有一由弹簧座、弹簧和滑套构成的弹性抵压机构。所采用的弹性抵压机构通过滑套端滑坡面将弹簧力传递给设置在芯轴上的滑轴，利用滑套端螺旋滑坡面与滑轴的配合来适度调节弹簧复位过程中的弹力。实现了玻璃门扇在速度柔缓而适当的过程中自动完成关闭，其使用更加安全可靠。但这种玻璃夹由于使用了一个滑套，在自动关门过程中，通过滑套带动中部轴套转动，从而带动门的转动实现关门。由于滑套直径小，且只利用弹簧单边弹力，就目前最强劲的弹簧亦难以提供足够的扭力带动门自关。

另外，这种滑套，因其所要带动的门的质量大，在转动过程中，关门力矩大，容易出现疲劳损坏及磨损，寿命短。再有，现有技术中的弹力合页的芯轴与活动夹片的上下轴套的配合是通过限位装置来固定配合，如卡位、键或销等限位结构，因此这些弹力合页只适用于标准角度如90度、135度及180度的门，而实际情况是，一些场地或场合需要安装非标准角度的门，现有技术的弹力合页在安装和使用时就不能满足要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种克服现有技术的上述缺点，自关门扭力大，寿命长、开关门平缓、能适合任何角度的可自动关门的弹力合页。

为达到上述目的，本发明包括边侧设有中部轴套的弹簧轴件、边侧设有可与中部轴套对接的上轴套和下轴套的弹簧枢座、可将弹簧轴件和弹簧枢座枢接的芯轴以及弹簧，芯轴上设有由两个轴承轴、两个弹簧座件和弹簧构成的弹性抵压机构；所述两个轴承轴分别与上轴套和下轴套固定配合并延伸出上轴套和下轴套，两个轴承轴分别延伸出上轴套和下轴套的部分与安装在中部轴套两端的轴承配合；两个轴承轴分别延伸出上轴套和下轴套的端部设有与弹簧座件配合的凹凸部；所述两个弹簧座件固定在中部轴套中，弹簧座件的一端设有与轴承轴凹凸部相匹配的活动凹凸部，另一端设有用于安放弹簧的弹簧腔，两个弹簧腔相对而设，随着弹簧轴件转动，弹簧座件可在中部轴套中上下移动；芯轴贯穿于轴承轴、弹簧座件和弹簧中。

所述轴承轴与上轴套和下轴套通过花键固定配合。

所述轴承轴的凹凸部由两个对称的第一凹平面和第一凸平面组成，其中该凹凸部上的第一凹平面与第一凸平面之间通过第一斜坡过渡相连；相应地，弹簧座件上的活动凹凸部由两个对称的第二凹平面和第二凸平面组成，该活动凹凸部上的第二凹平面与第二凸平面之间通过第二斜坡过渡相连。

所述轴承轴上的凹凸部由两个对称的第三凹平面和凸弧面组成；相应地，弹簧座件上的活动凹凸部分别由两个对称的凹弧面和两个第三凸平面组成。

所述弹簧枢座上设有与弹簧枢座配合形成夹片的夹盖。

所述弹簧枢座上设有将弹力合页安装于墙上的安装板。

所述弹簧枢座的两个自由边上设有安装钉。

所述弹簧座件的外周为多边形，相应地，中部轴套与弹簧座件配合的部分也为多边形。

本发明的有益效果是：

由于本发明与现有技术相比，有两个弹簧座件，利用弹簧两端弹力带动自关，门反作用于每个弹簧座件的力相对减少，使弹簧合页有足够扭力完成自关动作，同时可以延长弹力合页的寿命。这种结构的设计原理及定量分析如下：

1、假设玻璃门的尺寸为1950*600*10的玻璃门，带拉手，重量为33kg左右；

2、启动一个33kg的玻璃门50，实测数据须在离转轴的距离D为500mm位置(见图30)，即拉手60处施加7牛顿力；

3、合页关闭力要求(见图31)：

R＝5mm的转轴施加4对关闭力，(上下合页2个，每个合页上下二对关闭力)，即单点关闭力要求：8F*5mm＝7.0(N)*500mm

单点关闭力：F＝87.5N

4、弹簧座件上的活动凹凸部45°设计(见图32、图33)

由于弹簧的作用，使弹簧座件有一个反作用力W，由于弹簧座件上的活动凹凸部为45°设计，因此该反作用力W分解为水平方向的力为Wsin45°,分解为垂直方向的力为Wcos45°,其中水平方向的力Wsin45°被中部轴套11的多边形内孔111所限制产生的限制力P所抵消，即(P＝Wsin45°),而门要起动但未起动时；垂直方向的分解力为Wcos45°则等于弹簧作用于斜面的单点弹力。

即F＝Wcos45°

该弹簧弹力从弹簧座件6上传递至轴承轴5上，由于轴承轴上的凹凸部51为45°设计，弹簧座件6对轴承轴5的支承力W的水平分解力为Wsin45°，由于轴承轴5固定在中部轴套中不能上下移动，故垂直方向的力Wcos45°被的限制力Q所抵消。

带动门转动的转动力，为Wsin45°＝弹簧作用于斜面的单点弹力，

则：弹簧弹力＝2×F＝2*转动力＝2*87.5＝175N

5、合页结构设计

设：安装好的弹簧长为：32mm

压缩后的弹簧长为：27mm

因为弹簧长期使用要求压缩量＜25％,否则弹簧容易疲劳，因此：

设计弹簧原长L0＝36mm(75％*36mm＝27mm)

6、即要求弹簧在36mm压缩至27mm时能提供175N的弹力

即弹簧倔强系数K＝175N/(0.036-0.027)M＝175N/0.009M＝19400(N/M)

这种倔强系数K值的弹簧在目前弹簧生产生产行业中是完全可以做到的。

而现有技术的弹簧只使用单边弹力做合页，同样假设玻璃门的尺寸为1950*600*10的玻璃门，带拉手，重量为33kg左右，启动一个33kg的玻璃门，实测数据须在离转轴500mm位置施加7牛顿力量，则单点关闭力要求为：

4F*5mm＝7(N)*500mm

F＝175N

单边弹弹簧力为两倍的单点关闭力，

即弹簧弹力要求2F＝2*175＝350N

弹簧从36mm压缩至27mm时能提供350N的弹力

K＝350N/0.009M＝38888N/M

而这种倔强系数K值的弹簧即使使用最强劲的弹簧材料是做不到的。

在此基础上，由于轴承轴与所述轴承轴与上轴套和下轴套通过花键固定配合，这样可以使本发明适用与任何的场合，即可以适用非标准角度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明：

图1是本发明一种实施方式的立体图；

图2是图1所示结构的剖视图；

图3是弹簧枢座的结构示意图；

图4是弹簧轴件的结构示意图；

图5是夹盖的结构示意图；

图6是轴承轴的的一种实施例结构示意图；

图7是弹簧座件的的一种实施例结构示意图；

图8是弹簧枢座与弹簧轴件枢接部分的装配剖视图；

图9-图10是弹性抵压机构不同方向的关门状态的示意图；

图11是图10的剖视图；

图12-图13是弹性抵压机构不同方向的开门状态的示意图；

图14是图13的剖视图；

图15是弹性抵压机构开门状态示意图；

图16是弹性抵压机构处于自动关门状态过程的示意图；

图17是弹性抵压机构关门状态示意图；

图18是轴承轴的另一种实施例的结构示意图；

图19是弹簧座件的的另一种实施例的结构示意图；

图20是图1所示弹力合页处于90度内开状态的示意图；

图21是图1所示弹力合页处于135度内开状态的示意图

图22是图1所示弹力合页处于平接内外开状态的示意图；

图23图1所示弹力合页处于135度外开状态的示意图；

图24是本发明的另一种实施方式的示意图；

图25是图24所示结构的剖视图；

图26是本发明的又一种实施方式的示意图；

图27是图26所示结构安装在墙上的示意图；

图28是本发明的又一种实施方式的示意图；

图29是28所示结构安装在墙上的示意图；

图30是门的拉手至芯轴的轴心距离示意图；

图31是门在开门起动时弹力合页中轴承轴所受的转动力的示意图；

图32是弹力合页中弹簧座件的受力示意图；

图33是弹力合页中轴承轴的受力示意图。

具体实施方式

如图1-图8示出本发明的一种实施方式，作为一种合页，包括边侧设有中部轴套11的弹簧轴件1、边侧设有可与中部轴套对接的上轴套21和下轴套22的弹簧枢座2、与弹簧轴件1配合形成夹片的夹盖3、与弹簧枢座配合形成夹片的夹盖3A、可将弹簧轴件1和弹簧枢座2枢接的芯轴4，芯轴4上设有由两个轴承轴5A、5B、两个弹簧座件6A、6B和弹簧7构成的弹性抵压机构8；所述轴承轴5A穿过上轴套21，5B穿过下轴套22，轴承轴5A和轴承轴5B穿出上轴套21和下轴套22的部分与安装在中部轴套11两端的轴承9配合。这样，中部轴套11就可以带动弹簧轴件1围绕轴承轴5A、5B转动。所述弹簧座件6A、6B设在中部轴套11中，弹簧座件6A、6B的一端设有与轴承轴5A、5B凹凸部51A、51B相匹配的活动凹凸部61A、61B，另一端设有用于安放弹簧7的弹簧腔62A、62B，弹簧腔62A、62B相对而设，随着弹簧轴件1的转动，由于中部轴套内孔111的多边形与弹簧座件6A、6B外周多边形相配合，使弹簧座件6A、6B不能转动，只能上下移动。轴承轴5A、5B上的凹凸部51A、51B与弹簧座件上的活动凹凸部61A、61B相配合，使弹簧座件6A、6B可在中部轴套11中上下移动。芯轴4穿过轴承轴5A、5B的内孔53、弹簧座件6A、6B的通孔63和弹簧，使芯轴4贯穿于轴承轴5A、5B、弹簧座件6A、6B和弹簧7中，作为将弹簧轴件1和弹簧枢座2枢接的主轴。所述弹簧座件6A、6B与中部轴套11之间可以是本技术领域通用的固定配合的方式，如弹簧座件6A、6B的外周为多边形，相应地，中部轴套11的内孔111为多边形；或者弹簧座件6A、6B的外周为齿形，相应地，中部轴套与弹簧座件配合的部分也为齿形，或者通过键或销固定配合。凡本领域中能实现中部轴套11和弹簧座件6这两个部件的任何一个部件转动都能带动另一个部件转动这样的功能的任何连接方式都在本发明的保护范围内。

为了使本发明适用于非标准角度的场合，如图6和图8所示，在所述轴承轴5A、5B上设有花键52A、52B，在安装过程中，如果所安装的场地是非标准角度，假设固定门和活动门之间的角度是150度，现将固定门和活动门安装呈150度，最后将轴承轴5A、5B冲压安装在上轴套21和下轴套22上，此时，固定门和活动门的角度固定在150度，完成安装。同理，如果门是其他非标角度，都可以这样方便地安装。

为了使门能自动、平滑、缓和地实现自动关门，如图6和图7所示，轴承轴的凹凸部51分别由两个对称的第一凹平面511和第一凸平面512组成，第一凹平面511与第一凸平面512之间通过第一斜坡513过渡相连；相应地，弹簧座件6上的活动凹凸部61分别由两个对称的第二凹平面611和第二凸平面612组成，其中第二凹平面611与第二凸平面612之间通过第二斜坡613过渡相连。

参见图6-图7、图9-图17，弹力合页在运动时，弹簧抵压机构的动作关系是：

当轴承轴5的凹凸部51的第一凸平面512和弹簧座件6上的活动凹凸部第二凹平面611嵌合时，此时，门处于关门状态。当外力将门推开或拉开时，中部轴套11带动弹簧座件6转动，轴承轴5与弹簧座件6相对转动，由于轴承轴5被固定在弹簧枢座2上，因此，只有弹簧座件6才能转动。当弹簧座件6转动时使轴承轴5的第一凸平面512压迫弹簧座件6的第二斜坡613，使弹簧座件6整体向中部轴套11的中部挤靠，这时，弹簧7被压缩，直到第一凸平面512移动到第二凸平面612上，此时，门处于开的状态，第一凸平面512在第二凸平面612上移动时，门都处于开的状态，不受弹力影响。关门时，当轴承轴凹凸部51的第一凸平面512到达第二斜坡613时，在没有外力的情况下，由于弹簧7的作用，弹簧7将弹簧座件6向外推，使第一凸平面512自动落入到第二凹平面611，实现自动关门。这种结构由于是对称的凹凸结构嵌合，适用于内开和外开，如图20-图23所示。

轴承轴5的凹凸部51还可以是其他的形状，如图18、图19所示，轴承轴上的凹凸部51分别由两个对称的第三凹平面514和凸弧面515组成；相应地，弹簧座件6上的的活动凹凸部61分别由两个对称的凹弧面615和两个第三凸平面614组成。同理，其动作关系同上一种情况，且也适用于内外开。

参见图24-图25，本发明的另一种实施方式，作为一种弹簧铰链，即所述弹簧枢座2上设有将弹力合页安装于墙上的安装板20。这种作为弹簧铰链的弹力合页一边安装活动门，一边安装在固定物上或墙上。

参见图26-图27，本发明的又一种实施方式，作为一种弹簧墙铰，即所述弹簧枢座2上设有将弹力合页安装于墙上的安装板30。这种弹力合页一边安装门，一边安装在固定物上或墙上。

参见图28-图29，本发明的又一种实施方式，作为一种弹簧天地轴，即所述弹簧枢座2的两个自由边上设有安装钉40。这种作为弹簧天地轴的弹力合页安装在门墙的上下两个角，如图30所示。

上述四种用于不同场合的结构实质上都是弹力合页，它们的核心结构是相同的，只是在用于不同场合时，对结构进行很小的改变，就可以满足不同场合的需要了。

Claims (7)

1.一种弹力合页，包括边侧设有中部轴套的弹簧轴件、边侧设有可与中部轴套对接的上轴套和下轴套的弹簧枢座、可将弹簧轴件和弹簧枢座枢接的芯轴以及弹簧，其特征是：芯轴上设有由两个轴承轴、两个弹簧座件和弹簧构成的弹性抵压机构；所述两个轴承轴分别与上轴套和下轴套固定配合并延伸出上轴套和下轴套，两个轴承轴分别延伸出上轴套和下轴套的部分与安装在中部轴套两端的轴承配合；两个轴承轴分别延伸出上轴套和下轴套的端部设有与弹簧座件配合的凹凸部；所述两个弹簧座件固定在中部轴套中，弹簧座件的一端设有与轴承轴凹凸部相匹配的活动凹凸部，另一端设有用于安放弹簧的弹簧腔，两个弹簧腔相对而设，随着弹簧轴件转动，弹簧座件可在中部轴套中上下移动；芯轴贯穿于轴承轴、弹簧座件和弹簧中，所述轴承轴与上轴套和下轴套通过花键固定配合。

2.根据权利要求1所述的弹力合页，其特征是：轴承轴的凹凸部由两个对称的第一凹平面和第一凸平面组成，其中该凹凸部上的第一凹平面与第一凸平面之间通过第一斜坡过渡相连；相应地，弹簧座件上的活动凹凸部由两个对称的第二凹平面和第二凸平面组成，该活动凹凸部上的第二凹平面与第二凸平面之间通过第二斜坡过渡相连。

3.根据权利要求1所述的弹力合页，其特征是：轴承轴上的凹凸部由两个对称的第三凹平面和凸弧面组成；相应地，弹簧座件上的活动凹凸部分别由两个对称的凹弧面和两个第三凸平面组成。

4.根据权利要求1所述的弹力合页，其特征是：所述弹簧枢座上设有与弹簧枢座配合形成夹片的夹盖。

5.根据权利要求1所述的弹力合页，其特征是：所述弹簧枢座上设有将弹力合页安装于墙上的安装板。

6.根据权利要求1所述的弹力合页，其特征是：所述弹簧枢座的两个自由边上设有安装钉。

7.根据权利要求1所述的弹力合页，其特征是：所述弹簧座件的外周为多边形，相应地，中部轴套与弹簧座件配合的部分也为多边形。