CN110306893B - 一种带限位解锁功能的铰链 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带限位解锁功能的铰链，其通过分别设置在第一铰接件和第二铰接件上的第一导向面以及限位件来实现该铰接的限位功能，而通过旋转复位件上的接纳部以及第一导向面上限位段和脱离段与铰接轴轴心之间距离的规划来实现该铰接的自动解锁，以使该铰接能够实现限位以及自动解锁的功能，且该铰接结构简单，易于实施。

Description

一种带限位解锁功能的铰链

技术领域

本发明涉及铰链结构，具体是涉及一种带限位解锁功能的铰链。

背景技术

现有叉车的车身和车门之间广泛采用合页式铰链相互连接，铰链的两个合页分别固定在车门和车身门柱上，两个合页之间则通过销轴实现可旋转地连接，但合页并不具备限位功能，在车门打开的情况下，车门易受力意外关闭。虽然市面上出现了一些具有限位功能的铰链结构，这些具有限位功能的铰链结构都是通过插销等结构来实现限位，这些铰链结构都无法进行自动解锁。

发明内容

本发明旨在提供一种带限位解锁功能的铰链，以解决现有的铰链结构无法实现自动限位解锁的问题。

具体方案如下：

一种带限位解锁功能的铰链，包括第一铰接件、第二铰接件和旋转复位件，所述第一铰接件、第二铰接件和旋转复位件铰接于同一铰接轴，且第一铰接件、第二铰接件和旋转复位件均可相对旋转；

所述第一铰接件上具有沿铰接轴径向设置的第一导向面，该第一导向面上具有一限位段以及一脱离段，该限位段上具有阻挡该第二铰接相朝向该第一铰接件合拢的限位部；

所述第二铰接件上设置有限位件、弹性件和滑槽，该限位件随该第二铰接件相对于第一铰接件一同转动，该弹性件作用于该限位件，以使该限位件一直沿该滑槽且朝向该第一铰接件的第一导向面运动；

所述旋转复位件上具有一接纳部以及连接至该接纳部的第二导向面，该旋转复位件上还设置有一扭矩弹性件；

在该扭矩弹性件非扭转的自由态下，该限位段位于该脱离段和该接纳部之间，该第二导向面位于该限位段和该接纳部之间；

定义：该第一导向面的限位段和脱离段的顶点距离铰接轴轴心之间的距离分别为L1和L2，该接纳部底端和开口端与铰接轴轴心之间的距离分别为L30和L32，其中，L1＜L30＜L32＜L2。

进一步的，所述限位件为插入所述滑槽以滑动设置的限位片。

进一步的，所述限位段上的限位部为一凹陷，所述旋转复位件的接纳部为一衔口。

进一步的，所述凹陷为一台阶结构，该台阶结构具有能够阻挡所述限位片的阻挡面。

进一步的，所述衔口为设置在旋转复位件外环面上的一凹口，该凹口的宽度与该限位片的厚度相当。

进一步的，所述第二铰接件为截面为“凹”字型的金属件，所述滑槽为开设于作为第二铰接件的该“凹”字型的金属件的两侧板上对应相同位置的两个直线型长槽孔，所述限位件为插入于该两个直线型长槽孔的一矩形限位片。

进一步的，所述矩形限位片在远离第一导向面的侧端面还上设置一直线形的杆体，且该杆体沿滑槽的长度方向延伸，该杆体上套设有作为弹性体的弹簧，作为所述第二铰接件的“凹”字型的金属件的槽板上还设置抵于弹簧另一端的一挡块。

进一步的，所述挡块上还具有供该杆体穿过的让位通孔。

进一步的，所述第一铰接件为截面为“凹”字型的金属件，所述第一导向面形成于作为第一铰接件的该“凹”字型的金属件的两侧板的外轮廓上。

进一步的，所述第一导向面的限位段和脱离段之间还具有一省力段，在该第二铰接件相对于该第一铰接件转动时，该限位件不与该省力段的第一导向面接触。

进一步的，所述第一导向面与铰接轴轴心之间的距离从限位段的顶点至省力段以及从脱离段的顶点至省力段均逐渐减小。

进一步的，所述第一导向面在脱离段远离限位段的一侧上还具有与脱离段相连的一恒力段，该恒力段为与铰接轴轴心等距的圆弧段，且该圆弧段的半径与脱离段的顶点距离铰接轴轴心之间的距离L2相等。

进一步的，还包括作为所述铰接轴的一轴体，所述第一铰接件、第二铰接件活动套设与所述轴体上，所述旋转复位件固定连接一轴套，该轴套通过一轴销固定在所述轴体上，以使所述旋转复位件随该轴体转动。

本发明提供的带限位解锁功能的铰链与现有技术相比较具有以下优点：本发明提供的铰链通过分别设置在第一铰接件和第二铰接件上的第一导向面以及限位件来实现该铰接的限位功能，而通过旋转复位件上的衔口以及第一导向面上限位段和脱离段与铰接轴轴心之间距离的规划来实现该铰接的自动解锁，以使该铰接能够实现限位以及自动解锁的功能，且该铰接结构简单，易于实施。

附图说明

图1示出了铰链的立体的示意图。

图2示出了铰链的侧面轮廓的示意图。

图3示出了铰链侧面轮廓简化后的示意图。

图4a示出了铰链在合拢状态下其侧面轮廓的示意图。

图4b示出了铰链在展开过程中其侧面轮廓的示意图。

图4c示出了铰链在限位状态下其侧面轮廓的示意图。

图4d示出了铰链的限位件卡入至衔口内时其侧面轮廓的示意图。

图4e示出了铰接的旋转复位件的衔口越过限位段顶点时其侧面轮廓的示意图。

图4f示出了铰接的旋转复位件的衔口越过脱离段顶点时其侧面轮廓的示意图。

图5示出了铰链的剖面示意图。

图6示出了铰链侧面轮廓简化后的另一示意图。

图7示出了固定件以及安装在铰接轴上的旋转复位件的立体示意图。

图8示出了实施例2中的铰链的示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种带限位解锁功能的铰链，包括相互铰接的两铰接件，两铰接件可以绕铰接轴相互转动，但下文为了更清楚地进行说明，两铰接件的其一定义为固定件10，另一定义为转动件20，固定件10和转动件20之间通过一铰接轴30实现两者之间的铰接，以使转动件20可以绕铰接轴30相对于固定件10转动。在本实施例中以车门通过该铰接安装在车体上为例进行说明，其中固定件10固定安装在车体上，转动件20则固定安装在车门上。

但需要说明的是，在不同应用场合下，固定件10和转动件20也是可以互换安装对象的，同时固定件10和转动件20的结构形态也是可以根据实际应用需要进行改变和调整的。本实施例中，为了生产制造加工的便利性，以及增强铰链件强度上考虑，该固定件10和转动件20均是设计成截面为“凹”字型的金属冲压件。

参考图1和图2，所述固定件10具有设在铰接轴30径向外侧的第一导向面100，本实施例中的第一导向面100是形成于该“凹”字型的金属冲压件的两侧板的外轮廓上。该第一导向面100上具有一限位段110以及一脱离段120，该限位段110具有一限位部，在本实施例中，以该限位部为一凹陷来说明，优选的是该凹陷区域为一台阶结构，其具有一能够阻挡转动件20随图中顺时针方向往回转动的阻挡面。

转动件20上设置有滑槽200、限位件210和一弹性件220，其中，弹性件220可以是弹片、弹簧、弹性块等，在本实施例中，弹性件220选用为弹簧，且该弹簧处于压缩状态，以产生将限位件210推向固定件10的第一导向面100的力，滑槽200则是开设于该“凹”字型的金属冲压件的两侧板的对应相同位置的两个直线型长槽孔，限位件210则是插入于该两个直线型长槽孔的一矩形金属片，该矩形金属片可以沿该“凹”字型的金属冲压件的两侧板的该“凹”字型的金属冲压件的两侧板进行直线滑动，该矩形金属片的限位件210的两侧边分别为第一端2100和第二端2102。

限位件210可随转动件20同步转动，该弹性件220作用在限位件210上，以使限位件210能够沿滑槽200滑动并使限位件210的的第一端2100能够与固定件10的第一导向面100相抵。

在本实施例中，在作为限位件210的矩形金属片的第二端2102上设置一直线形的杆体212，且该杆部是在矩形金属片的第二端2102的端面上沿滑槽200的长度方向延伸的，作为弹性件220弹簧套设在该杆体212上，以使作为弹性件20的弹簧对限位件210的作用力是一直沿滑槽200长度方向且朝向第一导向面100的。而在作为转动件20的“凹”字型的金属冲压件的槽板上具有一阻挡弹簧从杆体212中脱出的挡块230，且挡块230上具有供该杆体212穿过的让位通孔。

铰接轴30上套设有一旋转复位件40，该旋转复位件40与固定件10、转动件20铰接于同一铰接轴30上，且旋转复位件40、固定件10和转动件20均可相对旋转。该旋转复位件40上还设置有一扭矩弹性件42，该旋转复位件40上设置有一衔口400以及连接至衔口400的第二导向面410。在本实施例中，该衔口400为设置在旋转复位件40外环面上的一凹口，该凹口的宽度与作为限位件210的该金属片的厚度相当。

在本实施例中，参考图7，以扭矩弹性件42为扭簧为例来进行说明，扭簧的一端部固定在作为固定件10的“凹”字型的金属冲压件的其中一侧板上，另一端部则固定在旋转复位件40。该旋转复位件40上固定连接有一轴套32，该轴套32通过一轴销320固定在铰接轴30上，使旋转复位件40与铰接轴30一同转动，以避免出现轴向打滑的问题。

该实施例优选的，限位件210的第一端2100为具有圆弧倒角面，旋转复位件40该衔口400的底面与侧壁面具有圆弧倒角，侧壁面的上端开口处也具有圆弧倒角，从而能够在适当的力量施加下，使限位件210更顺畅地从衔口400脱出。

需要说明的是，在其他实施方式中，如果选用其他结构形式的限位件进行限位的情况下，该实施例的限位段110的结构和衔口400的结构可以进行相应调整，限位段的结构满足：能够与限位件配合进行单向限位以避免反向旋转，衔口的结构满足：能够与限位件配合进行卡位以使旋转复位件能够被限位件带动反向旋转并能够在适当的力量施加下脱出，均是可行的方案。

其中，限位段110、脱离段120和衔口400均位于铰接轴30的径向外侧，且在扭矩弹性件42非扭转的自由态下，限位段110位于脱离段120和衔口400之间，所述第二导向面410位于限位段110和衔口400之间。

参考图3，为了便于该带限位解锁功能的铰链的限位和自动解锁实现原理的描述，图3只示出了固定件10、铰接轴30、旋转复位件40和限位件210的轮廓图，定义：限位段110的顶点A和铰接轴30的轴心O之间的距离为L1，脱离段120的顶点B与铰接轴30的轴心O之间的距离为L2，衔口400的底端C与铰接轴30的轴心O之间的距离为L30，衔口400的开口端D与铰接轴30的轴心O之间的距离为L32，其中，L1＜L30＜L32＜L2。

参考图4a-图4f，由于限位件210与转动件20是同步转动的，因此图4a-图4f均以限位件210的位置的改变来代表转动件20转动的状态。

在车门关闭的状态下，即固定件10和转动件20合拢时，固定件10、铰接轴30、旋转复位件40和限位件210之间各自位置的关系如图4a所示，此时，限位件210位于脱离段120远离限位段110的一侧，旋转复位件40也处在初始位置上。

在车门开启的过程中，即转动件20相对于固定件10以图中逆时针方向往外旋转展开，此时固定件10、铰接轴30、旋转复位件40和限位件210之间各自位置的关系如图4b所示，在转动件20转动时，弹性件220将限位件210的自由端面推向固定件10的第一导向面100，使得在转动过程中限位件210的自由端面能够沿导向面运动，且在运动的同时，限位件210能够根据导向面距离铰接轴30轴心的距离远近在转动件20的滑槽200内相应的滑动。

在车门开启到位后，即转动件20相对于固定件10逆时针旋转展开至一定角度后，限位件210伸入至限位段110中，以阻止转动件20反向转动，即防止车门受外力意外关闭，此时固定件10、铰接轴30、旋转复位件40和限位件210之间各自位置的关系如图4c所示，在转动件20旋转越过限位段110的顶点后，由于弹性件220一直将限位件210的自由端面推向固定件10的第一导向面100，使得弹性件220将限位件210的自由端面推入至限位段110内，由于本实施例的限位段110为一台阶结构，而该限位件210为一片状结构，则台阶结构抵触在其一侧面，从而阻止了限位件210的反向转动，即车门处于无法关闭的状态。

在需要关闭车门时，即需将转动件20相对于固定件10按图中顺时针转动以合拢时，先将转动件20继续按图中逆时针往外转动一定角度，以将限位件210卡入至旋转复位件40的衔口400内，此时固定件10、铰接轴30、旋转复位件40和限位件210之间各自位置的关系如图4d所示，在转动件20继续往外转动时，限位件210沿旋转复位件40上的第二导向面410滑动并卡入至衔口400内，且在限位件210沿第二导向面410滑动时，旋转复位件40并不会随同限位件210一起转动，此时旋转复位件40处于静止状态。维持旋转复位件40处于静止状态可直接由扭矩弹性件42来提供，即在限位件210沿第二导向面410滑动期间对旋转复位件40产生的使旋转复位件40旋转的作用力的最大值小于扭矩弹性件42发生扭转的扭力，即可维持旋转复位件40处于静止状态。又或如图1和5所示，在旋转复位件40上具有一限位面410，该旋转复位件40在初始状态下，其限位面410与固定件10的该“凹”字型的金属冲压件的槽板前端面相抵，以阻止旋转复位件40在限位件210沿第二导向面410滑动期间对旋转复位件40产生的作用力下以图中逆时针方向旋转，由于该旋转复位件40限位面410的存在，扭矩弹性件42发生扭转的扭力可以比较小。

然后将转动件20以图中顺时针方向往回转动，由于限位件210卡在旋转复位件40的衔口400内，且由于弹性件220的推力可以维持限位件210卡在衔口400内，转动件20转动时，带动旋转复位件40一同以图中顺时针方向往回转动，在旋转复位件40以图中顺时针方向往回转动时，扭矩弹性件42产生使旋转复位件40恢复至初始位置的扭转力。且由于L1＜L30，即衔口400底端和铰接轴30轴心O的距离L30较限位段110的顶点A和铰接轴30的轴心O的距离L1大，因此在转动件20时，限位件210可以越过限位段110，限位件210越过限位段110时固定件10、铰接轴30、旋转复位件40和限位件210之间各自位置的关系如图4e所示。

当转动件20继续以图中顺时针方向往回转动时，由于L32＜L2，即衔口400的开口端与铰接轴30的轴心之间的距离L32较脱离段120的顶点B与铰接轴30的轴心O之间的距离L2小，因此当转动件20回转至脱离段120的顶点B处时，脱离段120将限位件210从衔口400中顶出，由于扭矩弹性件42扭转力的存在，当限位件210从衔口400中脱离时，扭矩弹性件42使旋转复位件40逆时针回弹至初始位置上，限位件210从衔口400中脱离时固定件10、铰接轴30、旋转复位件40和限位件210之间各自位置的关系如图4f所示。而后转动件20继续以图中顺时针方向往回转动，即可回转至如图4a所示的位置，即转动件20相对于固定件10合拢，以对应车门关闭的状态。

优选的，在上述结构基础上进行的优化设计，参考图6，该实施例中形成于该“凹”字型的金属冲压件的两侧板的外轮廓上的固定件10的第一导向面100除了一限位段110和一脱离段120外，在限位段110和脱离段120之间中部具有一与铰接轴30的轴心O之间的距离最短的近点E，位于金属冲压件的两侧板的外轮廓上的第一导向面100与铰接轴30的轴心O的距离从限位段110的顶点A至近点E逐渐减小，位于金属冲压件的两侧板的外轮廓上的第一导向面100与铰接轴30的轴心O的距离从脱离段120的顶点B至近点E逐渐减小。

定义：转动件20上的直线型长槽孔的滑槽200靠近铰接轴30的轴心O一端的近端面F与铰接轴30的轴心O之间的距离为L4,该近端面F绕铰接轴30的轴心O转动形成的轨迹线为圆H，近点E与铰接轴30的轴心O之间的距离为L5，其中L5＜L4＜L1，且近点E附近区域的导向面与铰接轴30的轴心O之间的距离也小于L5，该区域则为图6中圆H与定位件10外轮廓的两个交点之间的区域，该区域则为转动件20转动时的省力段130。

具体的，参考图6，因近点E与铰接轴30的轴心O之间的距离L5以及附近区域都较滑槽200靠近铰接轴30的轴心O一端的端面F与铰接轴30的轴心O之间的距离L4小，因此在转动件20转动时，弹性件220将限位件210沿滑槽200推向固定件10的第一导向面100时，该限位件210的第一端2100与铰接轴30的轴心O最近处是限位件210的第一端2100与滑槽200的近端面F相抵时，因此当转动件20按图中逆时针转动至省力段130时，限位件210不与省力段130上的导向面接触而产生摩擦力，限位件210在省力段130转动时没有额外的摩擦力，因此相对于其它位置，限位件210在省力段130转动时是相对省力的。

较佳的，参考图6，固定件10的第一导向面100在脱离段120远离限位段110的一侧(即图6中的右侧)上还具有一恒力段140，该恒力段140和脱离段120相连，该恒力段140为与铰接轴30的轴心O等距的圆弧段，且该恒力段140与铰接轴30的轴心O之间的距离R1等于脱离段120的顶点B与铰接轴30的轴心O之间的距离L2。当转动件20按图中逆时针转动至恒力段140时，由于该恒力段140是与铰接轴30的轴心O等距的圆弧段，在假定第一导向面100上各处的粗糙度是相同的情况下，限位件210与该恒力段140上的第一导向面100接触而产生摩擦力也是相同或者大致相同的，而且由于该恒力段140与铰接轴30的轴心O之间的距离R1在第一导向面100上是最大的，因而限位件210对弹性件220的挤压力也是最大的，即对弹性件220对限位件210产生的反作用力也是最大的，也即限位件210与该恒力段140上的第一导向面100接触而产生摩擦力也最大。

转动件20沿第一导向面100从该恒力段140转动至限位段110时，转动件20在沿第一导向面100该恒力段140转动时所需施加的力是大致相当的，且该施加的力在恒力段140至限位段110之间也是最大的，当越过脱离段120段的顶点B后，所需施加的力开始减小，直到省力段130减至最小，而后至限位段110开始增加，使得该转动件20从合拢状态转至限位状态下的整个过程中，所需施加的力有的阶段的变化，因此对使用者来说整个逆时针展开过程中的手感是比较好的。

实施例2

实施例2是与实施例1采用相同原理来实现限位和自动解锁的铰链，其与实施例1中铰链差别在于，其固定件10和转动件20均为平板状的金属片，相对于实施例1中的凹”字型的金属冲压件的固定件10和转动件20，其强度是比较差的，但是其具有体积小、造价低的优势，可在一些强度要求比较低的场合上应用。

该铰链结构如图8所示，其包括都为片状的固定件10＇、转动件20＇和旋转复位件40＇，且固定件10＇、转动件20＇和旋转复位件40＇铰接于同一铰接轴30＇，其中，固定件10＇、转动件20＇和旋转复位件40＇均可相对旋转。

具体的，固定件10＇的外轮廓上具有第一导向面，该第一导向面具有相同功能的一限位段110＇以及一脱离段120＇，转动件20＇上具有限位件210＇和滑槽200＇；限位件210＇尾端的杆部伸入至固定在转动件20＇上的套筒50内，套筒50内的弹簧对限位件210＇的杆部产生将固定件10＇推向外轮廓上的第一导向面的推力；旋转复位件40＇上具有衔口400＇，该旋转复位件40上还设置有一扭矩弹性件(图中未示出)。在扭矩弹性件非扭转的自由态下，限位段110＇位于脱离段120＇和衔口400＇之间，所述第二导向面410＇位于限位段110＇和衔口400＇之间。

本实施例中的铰链的限位和自动解锁原理与实施例1中的相同，在此不再进行赘述。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种带限位解锁功能的铰链，其特征在于：包括第一铰接件、第二铰接件和旋转复位件，所述第一铰接件、第二铰接件和旋转复位件铰接于同一铰接轴，且第一铰接件、第二铰接件和旋转复位件均可相对旋转；

所述第一铰接件上具有沿铰接轴径向设置的第一导向面，该第一导向面上具有一限位段以及一脱离段，该限位段上具有阻挡该第二铰接件相朝向该第一铰接件合拢的限位部；

所述第二铰接件上设置有限位件、弹性件和滑槽，该限位件随该第二铰接件相对于第一铰接件一同转动，该弹性件作用于该限位件，以使该限位件一直沿该滑槽且朝向该第一铰接件的第一导向面运动；

所述旋转复位件上具有一接纳部以及连接至该接纳部的第二导向面，该旋转复位件上还设置有一扭矩弹性件；

在该扭矩弹性件非扭转的自由态下，该限位段位于该脱离段和该接纳部之间，该第二导向面位于该限位段和该接纳部之间；

定义：该第一导向面的限位段和脱离段的顶点距离铰接轴轴心之间的距离分别为L1和L2，该接纳部底端和开口端与铰接轴轴心之间的距离分别为L30和L32，其中，L1＜L30＜L32＜L2。

2.根据权利要求1所述的铰链，其特征在于：所述限位件为插入所述滑槽以滑动设置的限位片。

3.根据权利要求2所述的铰链，其特征在于：所述限位段上的限位部为一凹陷，所述旋转复位件的接纳部为一衔口。

4.根据权利要求3所述的铰链，其特征在于：所述凹陷为一台阶结构，该台阶结构具有能够阻挡所述限位片的阻挡面。

5.根据权利要求3所述的铰链，其特征在于：所述衔口为设置在旋转复位件外环面上的一凹口，该凹口的宽度与该限位片的厚度相当。

6.根据权利要求2所述的铰链，其特征在于：所述第二铰接件为截面为“凹”字型的金属件，所述滑槽为开设于作为第二铰接件的该“凹”字型的金属件的两侧板上对应相同位置的两个直线型长槽孔，所述限位件为插入于该两个直线型长槽孔的一矩形限位片。

7.根据权利要求6所述的铰链，其特征在于：所述矩形限位片在远离第一导向面的侧端面还上设置一直线形的杆体，且该杆体沿滑槽的长度方向延伸，该杆体上套设有作为弹性体的弹簧，作为所述第二铰接件的“凹”字型的金属件的槽板上还设置抵于弹簧另一端的一挡块。

8.根据权利要求7所述的铰链，其特征在于：所述挡块上还具有供该杆体穿过的让位通孔。

9.根据权利要求1所述的铰链，其特征在于：所述第一铰接件为截面为“凹”字型的金属件，所述第一导向面形成于作为第一铰接件的该“凹”字型的金属件的两侧板的外轮廓上。

10.根据权利要求1或9所述的铰链，其特征在于：所述第一导向面的限位段和脱离段之间还具有一省力段，在该第二铰接件相对于该第一铰接件转动时，该限位件不与该省力段的第一导向面接触。

11.根据权利要求10所述的铰链，其特征在于：所述第一导向面与铰接轴轴心之间的距离从限位段的顶点至省力段以及从脱离段的顶点至省力段均逐渐减小。

12.根据权利要求1或9所述的铰链，其特征在于：所述第一导向面在脱离段远离限位段的一侧上还具有与脱离段相连的一恒力段，该恒力段为与铰接轴轴心等距的圆弧段，且该圆弧段的半径与脱离段的顶点距离铰接轴轴心之间的距离L2相等。

13.根据权利要求1所述的铰链，其特征在于：还包括作为所述铰接轴的一轴体，所述第一铰接件、第二铰接件活动套设与所述轴体上，所述旋转复位件固定连接一轴套，该轴套通过一轴销固定在所述轴体上，以使所述旋转复位件随该轴体转动。