CN104453518A - 一种铰链悬停结构及其装配方法和一种中控台扶手 - Google Patents

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吴壮强
黄颖
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    • E05D11/00—Additional features or accessories of hinges
    • E05D11/06—Devices for limiting the opening movement of hinges
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Abstract

本发明涉及铰链技术领域，具体涉及一种铰链悬停结构及其装配方法和一种应用该铰链悬停结构的中控台扶手，包括至少一个板件，还包括铰链销、卡簧和至少一个垫圈，所述铰链销具有销体和一个销头，所述垫圈和板件间隔套设在铰链销上，所述卡簧将垫圈和板件锁紧在铰链销的销体上，所述板件绕铰链销转动。本发明所述的铰链悬停结构的有益效果是：结构简单、安全稳定，使用寿命长，可以任意角度悬停，自由开启、关闭和悬停，操作方便安全快捷，可广泛用于制作汽车中控台扶手等。本发明所述的中控台扶手针对现有汽车中控台扶手开启的缺陷，应用本发明所述的铰链悬停结构，实现中控台扶手在空中任意位置悬停，避免扶手反弹，或者自动下掉。

Description

一种铰链悬停结构及其装配方法和一种中控台扶手
技术领域
本发明涉及铰链技术领域，具体涉及一种铰链悬停结构及其装配方法和一种应用该铰链悬停结构的中控台扶手。
背景技术
常规的铰链结构用来连接两个固体并允许两者之间做转动的机械装置，固件可以自由转动，但没有悬停功能。而汽车中控台扶手所使用的铰链结构分为两种，一种是开启后扶手盖自动弹起，全开反弹或自动开启到任意位置，采用这种结构的铰链结构，扶手开启过程中出现的反弹现象可能会伤及汽车后座人员。另外一种是开启后需要手扶扶手盖，无任何支撑力，放开扶手盖会自动下掉，采用这种结构则无法单手操作，缺乏便捷性及安全性。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是在于提供一种能在任意角度悬停且安全便捷的铰链悬停结构。
为实现上述目的，本发明可以通过以下技术方案予以实现：
一种铰链悬停结构，包括至少一个板件，还包括铰链销、卡簧和至少一个垫圈，所述铰链销具有销体和一个销头，所述垫圈和板件间隔套设在铰链销上，所述卡簧将垫圈和板件锁紧在铰链销的销体上，所述板件绕铰链销转动。
进一步的，所述垫圈和板件分别为一个，所述垫圈设于铰链销的销头与板件之间，增加摩擦力。
进一步的，所述板件为两个或两个以上，所述垫圈设于两两板件之间，垫圈的作用在于增加板件转动时的摩擦力。
进一步的，所述铰链销的销头与板件之间也设有垫圈，同样为了增加板件转动时的摩擦力。
进一步的，所述垫圈的材质为塑料，与板件之间产生足够的摩擦力。
进一步的，所述垫圈的半径小于铰链销的销头半径，防止垫圈在施加紧固力时被挤压发生形变，同时保证施力时销头有足够的加工接触面。
铰链悬停结构的装配方法，包括如下步骤：
(1)把垫圈、板件和卡簧按顺序套设在铰链销的销体上；
(2)以铰链销的销头为支撑面，对卡簧施加紧固力，以紧固压缩量来衡量紧固力。
进一步的，所述紧固压缩量为0.6mm、0.8mm或1.0mm。
本发明所述的铰链悬停结构在施加紧固力后铰链销、垫圈以及板件之间产生摩擦力，来控制板件之间相互转动的阻力。因为有了摩擦力，使板件绕铰链销转动时就需要的一个力，这个力就是铰链扭力；铰链扭力的大小由卡簧与铰链销之间的紧配关系来确定，这个紧配关系用紧固压缩量来表示，紧固压缩量为对卡簧、垫圈和板件施加紧固力时它们被压缩的位移。当铰链扭力大于等于板件重力时，铰链达到悬停效果。
铰链悬停结构使用杠杆原理算出铰链悬停最大扭力及失效扭力，根据公式：动力*动力臂＝阻力*阻力臂，用代数式表示为F1·L1＝F2·L2，计算板件重力，即可知道铰链须承受多少扭力才能达到悬停效果。
本发明所述的铰链悬停结构的有益效果是：结构简单、安全稳定，使用寿命长，可以任意角度悬停，自由开启、关闭和悬停，操作方便安全快捷，可广泛用于制作汽车中控台扶手等。
一种中控台扶手，包括扶手盖、扶手盖上支架和扶手盖下支架，所述扶手盖与扶手盖上支架固定连接，所述扶手盖下支架的一端固定在中控台上，还包括权利要求1的铰链悬停结构，所述扶手盖上支架和扶手盖下支架代替铰链悬停结构的板件安装在铰链销上，所述扶手盖上支架通过铰链悬停结构绕轴转动。
进一步的，由于扶手盖上支架和扶手盖下支架体积较大，所述铰链悬停结构至少设为两个，保证有足够的动力开启扶手盖。
本发明所述的中控台扶手针对现有汽车中控台扶手开启的缺陷，应用本发明所述的铰链悬停结构，实现中控台扶手在空中任意位置悬停，避免扶手反弹，或者自动下掉。现有技术扶手开启后扶手转动开启，并出现反弹，在无意中，扶手在反弹过程可能会伤及后座人员。本发明由于实现扶手任意空中悬停功能，在开启时不会自动开启，可以按照习惯将扶手停在喜欢位置，同时安全可靠，结构简单。
附图说明
图1是本发明所述的铰链悬停结构的结构示意图；
图2是本发明所述的中控台扶手的铰链结构示意图；
图3是本发明所述的中控台扶手的铰链扭力分析示意图；
图中：1-铰链悬停结构、11-铰链销、12-垫圈、13-卡簧、14-板件、2-扶手盖上支架、3-扶手盖下支架、4-扶手盖。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步的说明：
如图1所示，本发明所述的铰链悬停结构1，主要包括铰链销11、垫圈12、卡簧13和板件14。其中，铰链销11具有销体和一个销头，销体为圆柱形，销头为圆形。垫圈12和板件14都至少为一个，间隔套设在铰链销11上。当垫圈12和板件14分别为一个时，垫圈12设于铰链销11的销头与板件14之间。当板件14为两个或两个以上时，垫圈12设于两两板件14之间，优选的，在铰链销11的销头与板件14之间也设有一个垫圈12，增加板件14转动时的摩擦力。如图1，按铰链销11销头、垫圈12、板件14、垫圈12、板件14这样的顺序关系把上述4个部件套装到铰链销11的销体上，卡簧13把这4个部件锁紧在铰链销11上，板件14能绕铰链销11转动。
优选的，垫圈12的材质采用塑料，使其与板件14之间产生足够的摩擦力。
优选的，垫圈12的半径小于铰链销11的销头半径，防止垫圈12在施加紧固力时被挤压发生形变，同时保证施力时销头有足够的加工接触面。
铰链悬停结构1除了上述结构外，还需配合以下的装配方法，才能更好地达到悬停效果：
(1)把垫圈12、板件14和卡簧13依照顺序套设在铰链销11的销体上；
(2)以铰链销11的销头为支撑面，对卡簧13施加紧固力，以紧固压缩量来衡量紧固力。紧固压缩量为对卡簧13、垫圈12和板件14施加紧固力时它们被压缩的位移。
上述步骤经加压后铰链销11、垫圈12以及板件14之间产生了摩擦力，摩擦力作为板件14之间相互转动的阻力，使板件14可以悬停。
如图2～3所示，本发明所述的中控台扶手，包括扶手盖4、扶手盖上支架2、扶手盖下支架3和铰链悬停结构1。其中，铰链悬停结构1设为两个。扶手盖上支架2和扶手盖下支架3代替铰链悬停结构1的板件14安装在铰链销11的销体上，扶手盖4与扶手盖上支架2固定连接，扶手盖下支架3的一端固定在中控台上。按铰链销11销头、垫圈12、扶手盖上支架2、垫圈12、扶手盖下支架3这样的顺序关系把上述4个部件套设在铰链销11上，卡簧13把这4个部件锁紧在铰链销11上，以铰链销11的销头为支撑面，对卡簧13施加紧固力，扶手盖上支架2绕铰链销11转动。
如图3所示，为保证达到悬停效果，需要事先算出铰链悬停最大扭力及失效扭力。当铰链扭力大于等于扶手重力时，铰链达到悬停效果。因此，要计算出扶手重力，根据杠杆原理：动力*动力臂＝阻力*阻力臂，用代数式表示为F1·L1＝F2·L2，F1为提拉扶手的动力，F2为扶手重力；其中，扶手实测重量：1030g，由图面以及数据测试可得出：
L2＝77.6mm
L1＝171.6mm
F1＝10.3N
由杠杆原理可以得出
F2＝L1*F1/L2＝22.8N
从理论数据来看，铰链扭力必须大于22.8N，才能足够支撑整个扶手铰链。根据这个理论数据来做铰链开启测试，以下为铰链开启测试数据：
编号 1 2 3 4 5
闭合扭力(N) 13.60 22.00 24.00 26.00 35.60
开启扭力(N) 12.70 21.90 25.10 26.30 35.90
扭力平均值(N) 13.15 21.95 24.55 26.15 35.75
紧固压缩量(mm) 0.30 0.40 0.60 0.80 1.0
卡簧脱落 无 无 无 无 无
铰链销龟裂 无 无 无 无 无
垫圈变形 无 无 无 无 无
摩擦异音 无 无 无 无 无
开启情况 失效 失效 悬停 悬停 悬停
从上面的实际测试结果可以看出，铰链扭力在低于24N时，扶手开启出现失效情况，即当铰链扭力大于24N，紧固压缩量为0.6mm、0.8mm和1.0mm时扶手悬停。
下表为铰链耐久测试数据：
铰链开闭次数 0 5000 10000 15000 20000 25000
紧固压缩量(mm) 0.73 0.65 0.67 0.72 0.68 0.68
闭合扭力(N) 33.47 32.10 28.75 27.53 26.97 24.23
开启扭力(N) 34.92 32.91 29.12 27.67 27.13 24.60
平均扭力(N) 34.20 32.51 28.94 27.60 27.05 24.42
垫圈紧固下降量 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
卡簧脱落 无 无 无 无 无 无
铰链销龟裂 无 无 无 无 无 无
垫圈变形 无 无 无 无 无 无
摩擦异音 无 无 无 无 无 无
而从上面铰链耐久测试来看，初始铰链扭力35N左右的铰链，在进行25000次作动后，铰链扭力才会下降到24N左右；所以铰链处理扭力需大于35N。同时可以看出，本发明所述的铰链悬停结构在经过25000次的开启闭合测试后，依然无异常，表明该结构结实耐用，使用寿命长。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上技术方案以及构思，做出其他各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变和变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铰链悬停结构，包括至少一个板件，其特征在于：还包括铰链销、卡簧和至少一个垫圈，所述铰链销具有销体和一个销头，所述垫圈和板件间隔套设在铰链销的销体上，所述卡簧将垫圈和板件锁紧在铰链销上。
2.根据权利要求1所述的铰链悬停结构，其特征在于：所述垫圈和板件分别为一个，所述垫圈设于铰链销的销头与板件之间。
3.根据权利要求1所述的铰链悬停结构，其特征在于：所述板件为两个或两个以上，所述垫圈设于两两板件之间。
4.根据权利要求3所述的铰链悬停结构，其特征在于：所述铰链销的销头与板件之间也设有垫圈。
5.根据权利要求1所述的铰链悬停结构，其特征在于：所述垫圈的材质为塑料。
6.根据权利要求1所述的铰链悬停结构，其特征在于：所述垫圈的半径小于铰链销的销头半径。
7.根据权利要求1～6中任一所述的铰链悬停结构的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)把垫圈、板件和卡簧按顺序套设在铰链销的销体上；
(2)以铰链销的销头为支撑面，对卡簧施加紧固力，以紧固压缩量来衡量紧固力。
8.根据权利要求7所述的铰链悬停结构的装配方法，其特征在于：所述紧固压缩量为0.6mm、0.8mm或1.0mm。
9.一种中控台扶手，包括扶手盖、扶手盖上支架和扶手盖下支架，所述扶手盖与扶手盖上支架固定连接，所述扶手盖下支架的一端固定在中控台上，其特征在于：还包括权利要求1的铰链悬停结构，所述扶手盖上支架和扶手盖下支架代替铰链悬停结构的板件安装在铰链销上。
10.根据权利要求9所述的中控台扶手，其特征在于：所述铰链悬停结构至少设为两个。
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