CN113700402B - 一种车门铰链结构和铰链系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种车门铰链结构和铰链系统，其包括固定座、第一悬臂、球窝座、球头、活动座和第二悬臂，其中固定座和车身连接；球窝座通过第一悬臂与固定座连接，其内设有球窝，其外侧壁上设有与球窝连通的轨迹避让槽，球头设置在球窝内；活动座和车门连接，活动座上设有穿设轨迹避让槽且与球头连接的第二悬臂。由于采用球窝座和球头配合的方式，当车门上的活动座带动第二悬臂以上下球头球心形成的铰链轴做旋转开关门运动时，球头在球窝中转动，在这一过程中球头的球心始终不会发生变化；因此不需要考虑采用常规合页或二连杆铰链单个铰链自带的旋转轴所带来的同轴度问题，从而降低部品尺寸加工精度和装配要求，降低设备投入成本，节省调试时间。

Description

一种车门铰链结构和铰链系统

技术领域

本申请涉及汽车零部件领域，特别涉及一种车门铰链结构和铰链系统。

背景技术

目前，通常汽车采用的车门铰链结构由与车身连接的固定页板、与车门连接的活动页板和旋转轴组成，车门以销轴为中心转动，实现车门的开闭；另外一个车门通常具备上下两个车门铰链结构，共同形成铰链系统。

在一些相关技术中，一个刚体不可能绕两个轴线同时做旋转运动，因而要想保证车门能正常的开关旋转运动，必须要使得装配工艺满足上下两个铰链的旋转轴是同轴的条件，在实际生产中装配必然存在一定的误差，使得上下两个铰链的旋转轴同轴度无法保证，常规的做法为：在车门铰链结构中设置阻尼件，通过车门和车身的微变，以及阻尼件，抵消同轴度的影响，实现开关门。

然而，当上下铰链的旋转轴的同轴度偏差越大，微变就会越大，阻尼也就会越大，进而影响开关门能量、开关门力和开关门舒适性；因此通常各车企对上下铰链的旋转轴定义了一定数值的同轴度，主流的装配工艺较强的车企通常定义同轴度为0.5mm即允许上下铰链的轴线在上铰链的上边界和下铰链的下边界之间的轴线段，在理论定义的车门旋转轴线形成的R0.5mm的圆柱范围内。

但是，存在以下问题：

(1)采用以上方式，由于一个旋转轴具有上下两个端点，那么要保证铰链系统的上下两个旋转轴的同轴度，则需要保证四个端点位于同一个轴线上，因此以上的方式对车门铰链结构的部品尺寸加工精度要求高，需要投入高昂的定位工装设备和长时间的调试。

发明内容

本申请实施例提供一种车门铰链结构和铰链系统，以解决相关技术中与车身连接的固定页板、与车门连接的活动页板和旋转轴组成的车门铰链结构的同轴度所带来的设计和生产难度。

第一方面，提供了一种车门铰链结构，其包括：

固定座，其用于和车身连接，并且其上设有第一悬臂；

球窝座，其通过所述第一悬臂与固定座连接，并且其内设有球窝，其外侧壁上设有与所述球窝连通的轨迹避让槽；

球头，其位于所述球窝内；

活动座，其用于和车门连接，所述活动座上设有穿设所述轨迹避让槽且与所述球头连接的第二悬臂，当所述活动座带动第二悬臂做旋转开关门运动时，所述球头在球窝内且与水平面内转动。

一些实施例中，所述球窝座包括：

第一部件；

第二部件，其覆盖在所述第一部件上，并与所述第一部件合围形成所述球窝和轨迹避让槽，所述第二部件和第一部件可拆卸连接；以及，

所述第一部件与第二部件中的其中一个组设于第一悬臂上。

一些实施例中，所述第二部件和第一部件上均设有连接耳，所述连接耳上穿设有连接杆。

一些实施例中，所述球窝座包括：

所述第一部件上设有第一容纳空间，其侧壁上设有与所述第一容纳空间连通的第一容纳槽；

第二部件上也设有所述第一容纳空间和第一容纳槽，两个所述第一容纳空间形成所述球窝，两个所述第一容纳槽形成所述轨迹避让槽。

一些实施例中，所述第二部件或第一部件上还具有用于加固第一部件和第二部件连接的卡紧件。

一些实施例中，所述卡紧件包括延伸部和抵持部，所述抵持部位于所述延伸部的末端；

当所述第二部件上组设有卡紧件时，该卡紧件的延伸部连接在所述第二部件上，且该卡紧件的抵持部抵接在第一部件下表面；

当所述第一部件上组设有卡紧件时，该卡紧件的延伸部连接在所述第一部件上，且该卡紧件的抵持部抵接在第二部件上表面。

一些实施例中，所述卡紧件上设有凸起，所述第二悬臂上设有与所述凸起相匹配的凹陷部。

一些实施例中，所述固定座上设有第一定位连接孔，以及直径大于所述第一定位连接孔的可调连接孔；

所述活动座上设有第二定位连接孔和定位长孔连接孔。

一些实施例中，所述第一悬臂的横截面积沿所述固定座朝向球窝座的方向逐渐减小，所述第二悬臂为回转体。

第二方面，提供了一种铰链系统，其包括：

车身；

车门；以及，

至少两个上述的车门铰链结构；两个所述车门铰链结构连接在所述车身和车门之间，两个所述车门铰链结构上下设置，以使两个球头的球心确定车门的旋转开闭轴线。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种车门铰链结构与铰链系统，由于采用球窝座和球头配合的方式，当车门上的两个活动座带动第二悬臂以上下球头球心形成的铰链轴做旋转开关门运动时，球头在球窝中转动，球头的球心始终不会发生变化，因此不需要考虑采用旋转轴所带来的要保证旋转轴两端的同轴度问题，从而上下两个铰链结构在安装时，只需要将两个铰链结构装配于车身车门之间即可，其上下两个球心就确定了一条直线即铰链轴，其应用了两点确定一条直线的原理，彻底根除了原来需要保证四个点共线的困难，因此不需要考虑采用常规合页或二连杆铰链单个铰链自带的旋转轴所带来的同轴度问题，从而降低部品尺寸加工精度和装配要求，降低设备投入成本，节省调试时间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的车门铰链结构的整体示意图；

图2为本申请实施例提供的车门铰链结构的爆炸示意图；

图3为本申请实施例提供的车门铰链结构与车门和车身连接的铰链系统示意图。

图中：1、固定座；100、第一定位连接孔；101、可调连接孔；2、车身；3、第一悬臂；4、球窝座；400、第一部件；401、第一容纳空间；402、第一容纳槽；403、第二部件；404、连接耳；405、卡紧件；406、凸起；5、球头；6、活动座；600、第二定位连接孔；601、定位长孔连接孔；7、车门；8、第二悬臂；800、凹陷部。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种车门铰链结构和铰链系统，以解决相关技术中与车身连接的固定页板、与车门连接的活动页板和旋转轴组成的车门铰链结构的同轴度所带来的设计和生产难度的问题。

请参阅图1和图2，一种车门铰链结构，其包括固定座1、第一悬臂3、球窝座4、球头5、活动座6和第二悬臂8，其中固定座1一侧用于和车身2连接，并且另一侧与第一悬臂3连接；球窝座4通过第一悬臂3与固定座1连接，并且其内设有球窝，其外侧壁上设有与球窝连通的轨迹避让槽，球头5设置在球窝内；

活动座6用于和车门7连接，活动座6上设有穿设轨迹避让槽且与球头5连接的第二悬臂8，旋转开关门运动过程中，车门7装有上下两个活动座6，活动座6带动第二悬臂8以上下球头5的球心形成的铰链轴做旋转运动，球头5在球窝内且与水平面内转动。其中轨迹避让槽的两端以球头5的球心为圆心形成的圆心角为车门7可以进行转动的角度。

通过以上的设置，由于采用球窝座4和球头5配合的方式，当车门上的活动座6带动第二悬臂8以上下球头球心形成的铰链轴做旋转开关门运动时，球头5在球窝中转动，在这一过程中球头5的球心始终不会发生变化；

因此车门在打开和关闭的过程中不需要考虑采用旋转轴所带来的要保证旋转轴两端的同轴度问题，从而只需要将上下两个铰链结构安装在车身2和车门7之间即可，上下两个球头5的球心就确定了一条直线即铰链轴，其应用了两点确定一条直线的原理，彻底根除了由于上下两个旋转轴，需要保证四个点在同一条直线上的困难，因此不需要考虑采用常规合页或二连杆铰链单个铰链自带的旋转轴所带来的同轴度问题，从而降低部品尺寸加工精度和装配要求，降低设备投入成本，节省调试时间。

在一些优选的实施例中，避免为补偿车门下沉而在焊装车间做车门预抬而导致的干涉问题，进行了以下的设置：

第二悬臂8上穿设轨迹避让槽的部分在竖直方向上与轨迹避让槽之间设有设计间隙，该设计间隙可设置为1mm～1.5mm，不仅避免了干涉的问题，并且这样的设置使原本球头5具有一个自由度，变为三个自由度，实现了即便活动座6安装位置有所误差，亦可保证球头5的球心位置不变及车门开闭限位点的准确性，故而可节省保证车门侧安装点位置度而带来的高精度要求的成本。

在一些优选的实施例中，如图2所示，为方便进行球窝座4、球头5和第二悬臂8之间的安装和拆卸，对球窝座4进行了以下的设置：

球窝座4包括第一部件400和第二部件403，第二部件403覆盖在第一部件400上，并与第一部件400合围形成上述的球窝和轨迹避让槽，第二部件403和第一部件400可拆卸连接；第一部件400与第二部件403中的其中一个组设于第一悬臂3上。

在安装时：可先将带有第一悬臂3的固定座与车身2连接；然后将第一部件400和第一悬臂3固定连接，再将球头5放置在第一部件400上，并与第二悬臂8连接；再将第二部件403覆盖并连接在第一部件400上，最后第二悬臂8通过活动座6与车门7连接。

其中，第一悬臂3也可以是和第二部件403连接，将球头5放置在第二部件403上的这一形式。

从而通过以上的方式，到达了便于将本铰链结构与车门7和车身2的装配。

进一步的，在第二部件403和第一部件400上均设有连接耳404，连接耳404上穿设有连接杆，具体的如图1和图2所示，连接耳404上设有安装孔，连接杆可为螺栓或者销轴结构，其穿过安装孔将第二部件403和第一部件400上的连接耳连接，从而实现第二部件403和第一部件400之间的可拆卸连接。

进一步的，第一部件400上设有第一容纳空间401，其侧壁上设有与第一容纳空间401连通的第一容纳槽402；

第二部件403上也设有第一容纳空间401和第一容纳槽402，两个第一容纳空间401形成球窝，两个第一容纳槽402形成轨迹避让槽。

通过以上的形式，将第一部件400和第二部件403设置成两个互为镜像的部分，并且容纳球头5的球窝，以及轨迹避让槽由第二部件403和第一部件400上的第一容纳空间401和第一容纳槽402共同组成，更为便于进行拆装。

进一步的，第二悬臂8为回转体，轨迹避让槽用于和第二悬臂8接触的部分为圆弧形，这一设置是由于在装配的过程中第二悬臂8微自转情况的发生，若第二悬臂8为不规则，微自转后其与轨迹避让槽之间的间隙会发生变化。这一设置无论第二悬臂8是否发生微自转，与轨迹避让槽之间的间隙均不会发生变化，消除了第二悬臂8装配时的微自转带来截面变化的影响，使得和轨迹避让槽始终可贴合，并在车门7打开到极限位置时，不会影响第二悬臂8的贴合限位角度。

在一些优选的实施例中，为加强第二部件403和第一部件400的连接，进行了以下的设置：

在第二部件403或第一部件400上还设有用于加固第一部件400和第二部件403连接的卡紧件405，卡紧件405可以是两块夹紧片，两个夹紧片之间通过螺栓连接的形式，也可以是如下的结构：

如图2所示，卡紧件405包括包括延伸部和抵持部，抵持部位于延伸部的末端；

当第二部件403上组设有卡紧件405时，该卡紧件405的延伸部连接在第二部件403上，且该卡紧件405的抵持部抵接在第一部件400的下表面；

当第一部件400上组设有卡紧件405时，该卡紧件405的延伸部连接在第一部件400上，且该卡紧件405的抵持部抵接在第二部件403的上表面，也就是说延伸部和抵持部，以及第一部件400形成第二容纳空间；

或者延伸部和抵持部，以及第二部件403形成第二容纳空间，以图2为例，延伸部连接在第二部件403上，在连接第二部件403和第一部件400时，先将第一部件400放置在第二容纳空间内，然后才进行连接耳404和连接杆的连接。

进一步的，卡紧件405上设有凸起406，第二悬臂8上设有与所述凸起406相匹配的凹陷部800，其中凹陷部800可以是绕第二悬臂8的环形凹槽；凸起406与凹陷部800确定铰链的限位角度，凸起406与凹陷部800接触时的点为车门铰链结构的限位止点。

另外凸起406与也起到了限位的作用，避免第二悬臂8和轨迹避让槽产生碰撞造成损害。

在一些优选的实施例中，固定座1上设有第一定位连接孔100，以及直径大于所述第一定位连接孔100的可调连接孔101，其中可调连接孔101进行以上的设置所产生的效果是：用来吸收侧围精度以及车门7预抬带来的位置变动。

活动座6上设有第二定位连接孔600和定位长孔连接孔601，以保证焊装后、拆卸、再在总装重新装配后的一致性，而无需额外工装设备保证。

在安装以上的两个车门铰链结构时，只需要将活动座6上的第二定位连接孔600和定位长孔连接孔601与车门7上的安装孔对准，并将活动座6固定；然后将固定座1上的第一定位连接孔100和可调连接孔101与车身2上的安装孔对准，并将固定座1与车身2连接。最后只需要将球窝座4分别与第一悬臂1和第二悬臂8连接即可，整个过程不需要而无需额外工装设备保证下上两个车门铰链结构的同轴度，避免了需要保证两个车门铰链结构同轴度所带来的精度调节问题；其原因在于：上下两个球心就确定了一条直线即铰链轴，其应用了两点确定一条直线的原理，彻底根除了原来需要保证四个点共线的困难。

另外也使在完成涂装生产后，进行的焊装、拆卸、再总装重新装配过程中的一致性，并且无需额外工装设备保证同轴度。

在一些优选的实施例中，第一悬臂3的横截面积沿固定座1朝向球窝座4的方向逐渐减小。第二悬臂8的横截面积沿活动座6朝向球头5的方向逐渐减小。

本本申请还是提出了一种铰链系统，其包括：

车身2；

车门7；以及，

上述的至少两个车门铰链结构；两个车门铰链结构连接在车身2和车门7之间，两个车门铰链结构上下设置，并且两个球头5的球心位于同一轴线上，即两个球头5的球心确定一轴线，该轴线为旋转开闭轴线。

采用上述的铰链系统，本铰链系统由两个车门铰链结构组成，两个铰链结构布置装配完成后，两个球头5的球心即形成车门开闭运动的唯一旋转轴，整个铰链系统在工业化阶段无需考虑常规铰链的同轴度的问题。

本申请的原理：

(1)不需要考虑采用旋转轴所带来的要保证旋转轴两端的同轴度问题，从而上下两个铰链结构在安装时，只需要将两个铰链结构装配于车身2和车门7之间即可，其上下两个球心就确定了一条直线即铰链轴，其应用了两点确定一条直线的原理，彻底根除了原来需要保证四个点共线的困难，从而降低部品尺寸加工精度和装配要求，以及提高生产效率，降低设备投入成本，节省调试时间。

(2)第二悬臂8上穿设轨迹避让槽的部分在竖直方向上与轨迹避让槽之间设有设计间隙，不仅避免了干涉的问题，并且这样的设置使原本球头5具有一个自由度，变为三个自由度，实现了即便活动座6安装位置有所误差，亦可保证球头5的球心位置不变及车门开闭限位点的准确性，故而可节省保证车门侧安装点位置度而带来的高精度要求的成本。

(3)卡紧件405上设置凸起406，第二悬臂8上设有与所述凸起406相匹配的凹陷部800，在开关门的过程中，凸起406与凹陷部800接触时即为车门铰链的限位止点。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种车门铰链结构，其特征在于，其包括：

固定座(1)，其用于和车身(2)连接，并且其上设有第一悬臂(3)；

球窝座(4)，其通过所述第一悬臂(3)与固定座(1)连接，并且其内设有球窝，其外侧壁上设有与所述球窝连通的轨迹避让槽；

球头(5)，其位于所述球窝内；所述球窝座(4)包括：第一部件(400)；第二部件(403)，其覆盖在所述第一部件(400)上，并与所述第一部件(400)合围形成所述球窝和轨迹避让槽，所述第二部件(403)和第一部件(400)可拆卸连接；以及，所述第一部件(400)与第二部件(403)中的其中一个组设于第一悬臂(3)上；所述第一部件(400)上设有第一容纳空间(401)，其侧壁上设有与所述第一容纳空间(401)连通的第一容纳槽(402)；第二部件(403)上也设有所述第一容纳空间(401)和第一容纳槽(402)，两个所述第一容纳空间(401)形成所述球窝，两个所述第一容纳槽(402)形成所述轨迹避让槽；

活动座(6)，其用于和车门(7)连接，所述活动座(6)上设有穿设所述轨迹避让槽且与所述球头(5)连接的第二悬臂(8)，所述第一悬臂(3)的横截面积沿所述固定座(1)朝向球窝座(4)的方向逐渐减小，所述第二悬臂(8)为回转体；当所述活动座(6)带动第二悬臂(8)做旋转开关门运动时，所述球头(5)在球窝内且与水平面内转动。

2.如权利要求1所述的车门铰链结构，其特征在于：

所述第二部件(403)和第一部件(400)上均设有连接耳(404)，所述连接耳(404)上穿设有连接杆。

3.如权利要求1所述的车门铰链结构，其特征在于：

所述第二部件(403)或第一部件(400)上还具有用于加固第一部件(400)和第二部件(403)连接的卡紧件(405)。

4.如权利要求3所述的车门铰链结构，其特征在于：

所述卡紧件(405)包括延伸部和抵持部，所述抵持部位于所述延伸部的末端；

当所述第二部件(403)上组设有卡紧件(405)时，该卡紧件(405)的延伸部连接在所述第二部件(403)上，且该卡紧件(405)的抵持部抵接在第一部件(400)下表面；

当所述第一部件(400)上组设有卡紧件(405)时，该卡紧件(405)的延伸部连接在所述第一部件(400)上，且该卡紧件(405)的抵持部抵接在第二部件(403)上表面。

5.如权利要求3所述的车门铰链结构，其特征在于：

所述卡紧件(405)上设有凸起(406)，所述第二悬臂(8)上设有与所述凸起(406)相匹配的凹陷部(800)。

6.如权利要求1所述的车门铰链结构，其特征在于：

所述固定座(1)上设有第一定位连接孔(100)，以及直径大于所述第一定位连接孔(100)的可调连接孔(101)；

所述活动座(6)上设有第二定位连接孔(600)和定位长孔连接孔(601)。

7.一种铰链系统，其特征在于，其包括：

车身(2)；

车门(7)；以及，

至少两个如权利要求1-6任一所述的车门铰链结构；两个所述车门铰链结构连接在所述车身(2)和车门(7)之间，两个所述车门铰链结构上下设置，以使两个球头(5)的球心确定车门(7)的旋转开闭轴线。

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