CN117301838A - 锁体组件、电池包、锁止机构及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动汽车技术领域,具体涉及一种锁体组件、电池包、锁止机构及车辆。本申请旨在解决现有锁止机构的耐久性和可靠性差、更换维护难度大的问题。本申请的锁体组件包括:安装座,呈筒状结构,底部敞开,顶部开设安装孔;防松机构,包括限位件和套接件,限位件可拆卸连接于安装座,其上设有第一过孔和第一接合结构,套接件设有第二过孔和第二接合结构,第二过孔内设有第三接合结构;连接件,具有调节部和紧固部,调节部可移动设置,其上设有第四接合结构,套接件套于调节部,紧固部上部能穿过安装孔并旋紧于目标紧固件;防松件,设于调节部与安装座的顶部内壁之间。本申请可提高锁体组件耐久性和连接可靠性,降低维护难度。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域,具体涉及一种锁体组件、电池包、锁止机构及车辆。
背景技术
换电是目前电动汽车的重要补能方式之一,其换电时间通常可控制在3分钟以内,与传统燃油车的加油时间接近,因此越来越受到用户的青睐。换电方案中,用于连接车身与电池包的锁止机构是实现“车-电分离”的重要一环,锁止机构的耐久性能和连接可靠性直接决定了用户的换电体验,以及该方案是否能够被广泛应用。
当前用于连接车身与电池包的锁止机构中,锁体组件通常固定连接在电池包上,并通过螺纹连接件与锁合组件中对应的螺纹紧固件螺接。但是在实际应用中,随着使用次数增加,螺纹连接件的法兰面与被连接件的承压面之间磨损程度逐步加深,影响螺纹连接件和被连接件的使用寿命,以及螺纹连接件的连接可靠性。又因为锁体组件固定连接的设置方式,导致锁体组件的更换和维护难度大。
相应地,本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述至少一个问题,即为了解决现有锁止机构的耐久性和可靠性差、更换维护难度大的问题,本申请提供了一种锁体组件,所述锁体组件包括:
安装座,所述安装座呈筒状结构,并且所述安装座的底部敞开,顶部开设有安装孔;
防松机构,所述防松机构包括限位件和套接件,所述限位件可拆卸地连接于所述安装座的底部并与所述安装座之间围设形成容纳腔,所述限位件的中部设置有第一过孔,所述第一过孔被设置成允许加解锁头穿过,所述限位件上还设置有第一接合结构,所述套接件可沿其轴向移动地设置于所述容纳腔并且所述套接件的底部能够与所述加解锁头对接,所述套接件的外部设置有第二接合结构,所述第二接合结构能够与所述第一接合结构接合,从而限制所述套接件相对于所述限位件的周向相对转动,所述套接件的中部设置有第二过孔,所述第二过孔内部设置有第三接合结构;
连接件,所述连接件具有彼此连接的调节部和紧固部,所述调节部可沿其轴向移动地设置于所述容纳腔并且能够在所述套接件带动下上升,所述调节部上设置有第四接合结构,所述调节部允许所述套接件套设于其上,并且当所述套接件套设于所述调节部时,所述第三接合结构与所述第四接合结构接合,从而限制所述连接件相对于所述套接件的周向相对转动,所述紧固部的上部能够穿过所述安装孔并旋转紧固于目标紧固件;
防松件,所述防松件设置于所述调节部与所述安装座的顶部内壁之间,所述防松件被设置成在所述紧固部与所述目标紧固件旋转紧固时被挤压在所述调节部与所述安装座的顶部内壁之间,并且与所述安装座的顶部内壁之间无相对转动。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述防松件为垫圈,所述垫圈固定连接于所述安装座的顶部内壁。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述垫圈上设置有沉头孔,所述安装座的顶部内壁开设有螺纹孔,沉头螺钉穿过所述沉头孔后螺接于所述螺纹孔,实现所述垫圈固定连接于所述安装座的顶部内壁。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述紧固部的上部为螺纹段,所述螺纹段能够穿过所述安装孔并螺接于所述目标紧固件。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述防松件为垫圈,所述垫圈套设于所述紧固部的下部,并且所述垫圈的上表面的粗糙度大于其下表面的粗糙度。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述垫圈的上表面与所述安装座的顶部内壁之间的摩擦系数是所述垫圈的下表面与所述调节部之间的摩擦系数的2.0~2.5倍。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述紧固部的上部为螺纹段,所述螺纹段能够穿过所述安装孔并螺接于所述目标紧固件。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述紧固部的下部为光轴段,所述光轴段的上端与所述螺纹段连接、下端与所述调节部连接,所述垫圈套设于所述光轴段。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述光轴段的外径小于所述螺纹段的螺纹外径,所述垫圈的内径小于所述螺纹段的螺纹外径。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述防松件包括:
第一垫片,所述第一垫片呈环形且套设于所述紧固部的下部,所述第一垫片的上表面形成有第一放射状凸纹,所述第一垫片下表面沿周向形成有第一楔形面;
第二垫片,与所述第一垫片成对使用,所述第二垫片呈环形且套设于所述第一垫片的下方,所述第二垫片的下表面形成有第二放射状凸纹,所述第二垫片上表面沿周向形成有与所述第一楔形面匹配的第二楔形面,
在所述紧固部与所述目标紧固件旋转紧固时,所述第一放射状凸纹与所述安装座的顶部内壁彼此挤压,所述第二放射状凸纹与所述调节部彼此挤压,所述第一楔形面与所述第二楔形面彼此挤压。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述第一放射状凸纹与所述安装座的顶部内壁之间的摩擦系数是所述第一楔形面与所述第二楔形面之间的摩擦系数的2.0~2.5倍;并且/或者
所述第二放射状凸纹与所述调节部之间的摩擦系数是所述第一楔形面与所述第二楔形面之间的摩擦系数的2.0~2.5倍。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述紧固部的上部为螺纹段,所述螺纹段能够穿过所述安装孔并螺接于所述目标紧固件。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述第一楔形面和所述第二楔形面的坡度均大于所述螺纹段的螺纹升角。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述紧固部的下部为光轴段,所述光轴段的上端与所述螺纹段连接、下端与所述调节部连接,所述第一垫片和所述第二垫片套设于所述光轴段。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述光轴段的外径小于所述螺纹段的螺纹外径,所述第一垫片和所述第二垫片的环形内径均小于所述螺纹段的螺纹外径。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述螺纹段为粗牙螺纹。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述防松件的表面硬度大于所述连接件的表面硬度。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述防松件的表面硬度为460~510HV。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述第一接合结构设置于所述限位件的顶面,所述套接件的顶部外缘向外延伸形成有翻边,所述第二接合结构设置于所述翻边的下表面。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述第一接合结构为内锥齿,所述第二接合结构为外锥齿。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述翻边的外径与所述安装座的内径大致相等。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述调节部包括法兰段和对接段,所述法兰段的上表面与所述紧固部连接、下表面与所述对接段连接,所述第四接合结构设置于所述对接段。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述第三接合结构为花键槽,所述第四接合结构为花键。
在上述锁体组件的优选技术方案中,所述防松机构还包括弹性件,所述弹性件的两端分别抵接于所述套接件的顶面和所述安装座的顶部内壁,并且所述弹性件被设置成始终具有能够使所述套接件朝向所述限位件移动的弹性势能。
在上述锁体组件的优选技术方案中,在所述紧固部与所述目标紧固件未紧固的状态下,所述调节部被设置成在重力作用下抵接于所述套接件上,并且所述连接件的上部通过所述安装孔伸出。
本申请还提供了一种电池包,所述电池包包括外壳,所述外壳上设置有上述优选技术方案中任一项所述的锁体组件。
本申请还提供了一种锁止机构,所述锁止机构包括锁合组件和上述优选技术方案中任一项所述的锁体组件,所述锁体组件与所述锁合组件配合连接。
在上述锁止机构的优选技术方案中,所述锁合组件包括固定板、浮动板和锁止件,所述固定板固定能够连接于车辆,所述浮动板可浮动地设置于所述固定板,所述锁止件固定设置于所述浮动板。
本申请还提供了一种车辆,所述车辆包括车体、电池包和上述优选技术方案中任一项所述的锁止机构,所述电池包通过所述锁止机构与所述车体连接。
本申请的优选技术方案,通过在调节部与安装座的顶部内壁之间设置防松件,可以提高锁体组件的耐久性和连接可靠性,延长使用寿命,降低维护难度。具体地,现有锁止机构在锁止过程中,安装座的顶部内壁作为承压面直接与连接件产生摩擦,久而久之会导致连接件和安装座的顶部内壁磨损程度增加,并且由于锁体组件的安装座通常直接固定连接在电池包上的设置方式,还使得磨损后的安装座不便更换。而本申请通过在调节部与安装座的顶部内壁之间设置防松件,可以将磨损面由连接件与安装座顶部内壁之间转移到防松件与连接件之间,从而大大减少安装座顶部内壁的磨损程度,起到保护安装座的作用。而且,相较于安装座,连接件和防松件更换更为方便,还能降低锁体组件的维护难度和维护成本。
并且,防松件的设置还使得连接件在多次加解锁后预紧力的衰减保持在一定范围内,在设定的加锁扭矩下连接件的预紧力随使用次数的增加变化更小,使得连接更可靠。此外,防松件的设置还能够与防松机构一起形成双重防松功能,确保锁体组件的连接可靠性。
进一步地,通过将垫圈固定连接在安装座的顶部内壁上,可以避免垫圈与安装座的顶部内壁之间产生摩擦,保护安装座免受磨损,提高安装座的使用寿命。并且,这种设置方式还能够避免垫圈与防松机构之间产生干涉,确保防松机构动作稳定性。
进一步地,通过将垫圈套设于光轴段,且设置光轴段的外径小于螺纹段的螺纹外径,垫圈的内径小于螺纹段的螺纹外径,使得垫圈可以始终保持在光轴段上,消除防松件漏装、错装、或掉落的风险,并且连接件与垫圈可作为组合件和易损件进行备仓。
进一步地,防松件为垫圈时,垫圈上表面的粗糙度大于其下表面的粗糙度的设置方式,使得加解锁过程中垫圈的上表面与安装座的顶部内壁之间没有相对转动,而连接件与垫圈的下表面之间可产生相对转动,从而将磨损面转移至垫圈与连接件之间,减少安装座的磨损,当垫圈的下表面磨损超过可接受范围,可拆卸沉头螺钉更换新垫圈,提高维护便利性。
进一步地,防松件选用第一垫片和第二垫片的设置方式,使得连接件产生松动趋势时,第一垫片与第二垫片的楔形面之间相对转动而产生抬升张力,来阻止连接件的松动,从而提高防松效果。
进一步地,第一楔形面和第二楔形面的坡度大于螺纹段的螺纹升角的设置方式,使得螺纹段在产生松动趋势时,两个垫片之间在轴向上的提升量要大于螺纹段在轴向上爬升量,二者之间形成了行程差,反馈至连接件内部即为增加了连接件的轴向预紧力,通过这种楔形效应,使得连接件松动的趋势被消减,因此不会发生松动。
进一步地,第一垫片和第二垫片的环形内经小于螺纹段的螺纹外径,且光轴段的外径小于螺纹段的螺纹外径的设置方式,使得第一垫片和第二垫片可以始终保持在光轴段上,拆装方便,还可以消除防松件漏装、错装、或掉落的风险,并且连接件与防松件可作为组合件和易损件备仓。
进一步地,螺纹段选用粗牙螺纹,相较于细牙螺纹具有更高的连接耐久性,可以提高连接件的使用寿命。
进一步地,通过将防松件的表面硬度设置为大于连接件的表面硬度,使得连接件与垫圈的接触面状态更稳定,磨损正常。
进一步地,通过第一接合结构设置在限位件顶面,第二接合结构设置在翻边下表面,使得套接件落在限位件时,第一接合结构和第二结合机构可以自动接合,保证防松效果。
进一步地,通过第一接合结构采用内锥齿,第二接合结构采用外锥齿,可以确保限位件与套接件顺利接合,避免接合失败等情况。
进一步地,通过设置翻边的外径与安装座的内径大致相等,可以保证套接件的移动稳定性,避免出现套接件轴向偏斜而导致的防松机构失效。
进一步地,通过设置弹性件,可以使得套接件在未受外力时与限位件之间始终保持接合,保证防松机构的防松效果。
进一步地,通过设置连接件的上部始终通过安装孔伸出,可以在不影响电池包流转的前提下,利用安装孔对连接件进行导向,提高连接精度,并且利于实现连接件与目标紧固件的尽早咬合。
本申请的电池包,通过外壳上设置带有防松件的锁体组件,可以保证电池包的连接可靠性,提高电池包的维护便利性。
本申请的锁止机构,通过在锁体组件中设置防松件,能够提高锁止机构的锁止可靠性和使用耐久性,延长锁止机构的使用寿命,降低锁止机构的维护难度。
进一步地,通过锁合组件设置为浮动板相对于固定板浮动,可以降低锁止机构的锁止难度,并且使得锁合组件的更换更方便,维护成本更低。
本申请的车辆,通过车辆的电池包采用上述具有防松件的锁止机构与车体连接,可以提高电池包与车辆之间的连接可靠性,降低车辆的安全风险,使得车辆的维护更加方便。
方案1.一种锁体组件,其特征在于,所述锁体组件包括:
安装座,所述安装座呈筒状结构,并且所述安装座的底部敞开,顶部开设有安装孔;
防松机构,所述防松机构包括限位件和套接件,所述限位件可拆卸地连接于所述安装座的底部并与所述安装座之间围设形成容纳腔,所述限位件的中部设置有第一过孔,所述第一过孔被设置成允许加解锁头穿过,所述限位件上还设置有第一接合结构,所述套接件可沿其轴向移动地设置于所述容纳腔并且所述套接件的底部能够与所述加解锁头对接,所述套接件的外部设置有第二接合结构,所述第二接合结构能够与所述第一接合结构接合,从而限制所述套接件相对于所述限位件的周向相对转动,所述套接件的中部设置有第二过孔,所述第二过孔内部设置有第三接合结构;
连接件,所述连接件具有彼此连接的调节部和紧固部,所述调节部可沿其轴向移动地设置于所述容纳腔并且能够在所述套接件带动下上升,所述调节部上设置有第四接合结构,所述调节部允许所述套接件套设于其上,当所述套接件套设于所述调节部时,所述第三接合结构与所述第四接合结构接合,从而限制所述连接件相对于所述套接件的周向相对转动,所述紧固部的上部能够穿过所述安装孔并旋转紧固于目标紧固件;
防松件,所述防松件设置于所述调节部与所述安装座的顶部内壁之间,所述防松件被设置成在所述紧固部与所述目标紧固件旋转紧固时被挤压在所述调节部与所述安装座的顶部内壁之间,并且与所述安装座的顶部内壁之间无相对转动。
方案2.根据方案1所述的锁体组件,其特征在于,所述防松件为垫圈,所述垫圈固定连接于所述安装座的顶部内壁。
方案3.根据方案2所述的锁体组件,其特征在于,所述垫圈上设置有沉头孔,所述安装座的顶部内壁开设有螺纹孔,沉头螺钉穿过所述沉头孔后螺接于所述螺纹孔,实现所述垫圈固定连接于所述安装座的顶部内壁。
方案4.根据方案2所述的锁体组件,其特征在于,所述紧固部的上部为螺纹段,所述螺纹段能够穿过所述安装孔并螺接于所述目标紧固件。
方案5.根据方案1所述的锁体组件,其特征在于,所述防松件为垫圈,所述垫圈套设于所述紧固部的下部,并且所述垫圈的上表面的粗糙度大于其下表面的粗糙度。
方案6.根据方案5所述的锁体组件,其特征在于,所述垫圈的上表面与所述安装座的顶部内壁之间的摩擦系数是所述垫圈的下表面与所述调节部之间的摩擦系数的2.0~2.5倍。
方案7.根据方案5所述的锁体组件,其特征在于,所述紧固部的上部为螺纹段,所述螺纹段能够穿过所述安装孔,并螺接于所述目标紧固件。
方案8.根据方案7所述的锁体组件,其特征在于,所述紧固部的下部为光轴段,所述光轴段的上端与所述螺纹段连接、下端与所述调节部连接,所述垫圈套设于所述光轴段。
方案9.根据方案8所述的锁体组件,其特征在于,所述光轴段的外径小于所述螺纹段的螺纹外径,所述垫圈的内径小于所述螺纹段的螺纹外径。
方案10.根据方案1所述的锁体组件,其特征在于,所述防松件包括:
第一垫片,所述第一垫片呈环形且套设于所述紧固部的下部,所述第一垫片的上表面形成有第一放射状凸纹,所述第一垫片下表面沿周向形成有第一楔形面;
第二垫片,与所述第一垫片成对使用,所述第二垫片呈环形且套设于所述第一垫片的下方,所述第二垫片的下表面形成有第二放射状凸纹,所述第二垫片上表面沿周向形成有与所述第一楔形面匹配的第二楔形面,
在所述紧固部与所述目标紧固件旋转紧固时,所述第一放射状凸纹与所述安装座的顶部内壁彼此挤压,所述第二放射状凸纹与所述调节部彼此挤压,所述第一楔形面与所述第二楔形面彼此挤压。
方案11.根据方案10所述的锁体组件,其特征在于,所述第一放射状凸纹与所述安装座的顶部内壁之间的摩擦系数是所述第一楔形面与所述第二楔形面之间的摩擦系数的2.0~2.5倍;并且/或者
所述第二放射状凸纹与所述调节部之间的摩擦系数是所述第一楔形面与所述第二楔形面之间的摩擦系数的2.0~2.5倍。
方案12.根据方案10所述的锁体组件,其特征在于,所述紧固部的上部为螺纹段,所述螺纹段能够穿过所述安装孔并螺接于所述目标紧固件。
方案13.根据方案12所述的锁体组件,其特征在于,所述第一楔形面和所述第二楔形面的坡度均大于所述螺纹段的螺纹升角。
方案14.根据方案12所述的锁体组件,其特征在于,所述紧固部的下部为光轴段,所述光轴段的上端与所述螺纹段连接、下端与所述调节部连接,所述第一垫片和所述第二垫片套设于所述光轴段。
方案15.根据方案14所述的锁体组件,其特征在于,所述光轴段的外径小于所述螺纹段的螺纹外径,所述第一垫片和所述第二垫片的环形内径均小于所述螺纹段的螺纹外径。
方案16.根据方案4、7或12所述的锁体组件,其特征在于,所述螺纹段为粗牙螺纹。
方案17.根据方案1所述的锁体组件,其特征在于,所述防松件的表面硬度大于所述连接件的表面硬度。
方案18.根据方案17所述的锁体组件,其特征在于,所述防松件的表面硬度为460~510HV。
方案19.根据方案1所述的锁体组件,其特征在于,所述第一接合结构设置于所述限位件的顶面,所述套接件的顶部外缘向外延伸形成有翻边,所述第二接合结构设置于所述翻边的下表面。
方案20.根据方案19所述的锁体组件,其特征在于,所述第一接合结构为内锥齿,所述第二接合结构为外锥齿。
方案21.根据方案19所述的锁体组件,其特征在于,所述翻边的外径与所述安装座的内径大致相等。
方案22.根据方案1所述的锁体组件,其特征在于,所述调节部包括法兰段和对接段,所述法兰段的上表面与所述紧固部连接、下表面与所述对接段连接,所述第四接合结构设置于所述对接段。
方案23.根据方案22所述的锁体组件,其特征在于,所述第三接合结构为花键槽,所述第四接合结构为花键。
方案24.根据方案1所述的锁体组件,其特征在于,所述防松机构还包括弹性件,所述弹性件的两端分别抵接于所述套接件的顶面和所述安装座的顶部内壁,并且所述弹性件被设置成始终具有能够使所述套接件朝向所述限位件移动的弹性势能。
方案25.根据方案1所述的锁体组件,其特征在于,在所述紧固部与所述目标紧固件未紧固的状态下,所述调节部被设置成在重力作用下抵接于所述套接件上,并且所述连接件的上部通过所述安装孔伸出。
方案26.一种电池包,其特征在于,所述电池包包括外壳,所述外壳上设置有方案1-25中任一项所述的锁体组件。
方案27.一种锁止机构,其特征在于,所述锁止机构包括锁合组件和方案1-25中任一项所述的锁体组件,所述锁体组件与所述锁合组件配合连接。
方案28.根据方案27所述的锁止机构,其特征在于,所述锁合组件包括固定板、浮动板和锁止件,所述固定板固定能够连接于车辆,所述浮动板可浮动地设置于所述固定板,所述锁止件固定设置于所述浮动板。
方案29.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括车体、电池包和方案27或28所述的锁止机构,所述电池包通过所述锁止机构与所述车体连接。
附图说明
下面参照附图来描述本申请的锁体组件、电池包、锁止机构及车辆。附图中:
图1为本申请的锁止机构的爆炸图;
图2为本申请的锁体组件的连接件与防松件的装配图;
图3为本申请的锁体组件的安装座与防松件的剖面图;
图4为本申请的锁止机构的落锁状态剖视图;
图5为本申请的锁止机构的锁止状态剖视图;
图6为本申请的连接件预紧力变化曲线图;
图7为本申请的可替换实施方式的连接件与防松件的装配图;
图8为本申请的另一种可替换实施方式的连接件处于锁止状态的局部剖视图;
图9为本申请的另一种可替换实施方式的防松件爆炸图。
附图标记列表
10、锁体组件;11、安装座;111、安装孔;12、防松机构;121、限位件;1211、第一过孔;1212、第一接合结构;1213、对接槽;122、套接件;1221、第二过孔;1222、第二接合结构;1223、第三接合结构;123、弹性件;13、连接件;131、调节部;1311、法兰段;1312、对接段;1313、第四接合结构;132、紧固部;1321、螺纹段;1322、光轴段;14、防松件;141、第一垫片;1411、第一放射状凸纹;1412、第一楔形面;142、第二垫片;1421、第二放射状凸纹;1422、第二楔形面;15、沉头螺钉;
20、锁合组件;21、固定板;22、浮动板;23、锁止件;
30、横梁;
40、加解锁头。
具体实施方式
下面参照附图来描述本申请的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理,并非旨在限制本申请的保护范围。例如,虽然本申请的下述实施方式是结合电动汽车进行说明的,但是这并非旨在于限值本申请的保护范围,在不偏离本申请原理的前提下,本申请的锁体组件、电池包和锁止机构还可以应用于其他车辆。
需要说明的是,在本申请的描述中,术语“中”、“上”、“下”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,还需要说明的是,在本申请的描述中,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。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
首先参照图1和图2,对本申请的,锁体组件进行描述。
如图1和图2所示,为了解决现有锁止机构的耐久性和可靠性差、更换维护难度大的问题,本申请的锁体组件10包括安装座11、防松机构12、连接件13和防松件14。安装座11呈筒状结构,其顶部开设有安装孔111、底部为敞口。防松机构12包括限位件121和套接件122,限位件121可拆卸地连接于安装座11的底部并与安装座11之间围设形成容纳腔,限位件121的中部设置有第一过孔1211,第一过孔1211允许加解锁头40穿过,限位件121上还设置有第一接合结构1212。套接件122可沿其轴向(图1中的竖直方向)移动地设置于容纳腔并且套接件122的底部能够与加解锁头40对接,套接件122的外部设置有第二接合结构1222,第二接合结构1222能够与第一接合结构1212接合,从而限制套接件122相对于限位件121的周向相对转动。套接件122的中部设置有第二过孔1221,第二过孔1221内部设置有第三接合结构1223(可参阅图5)。连接件13具有彼此连接的调节部131和紧固部132,调节部131可沿其轴向(同样为图1中的竖直方向)移动地设置于容纳腔并且能够在套接件122带动下上升,调节部131上设置有第四接合结构1313,调节部131允许套接件122套设于其上,并且当套接件122套设于调节部131时,第三接合结构1223与第四接合结构1313接合,从而限制连接件13相对于套接件122的周向相对转动。紧固部132的上部能够穿过安装孔111并旋转紧固于目标紧固件。防松件14设置于调节部131与安装座11的顶部内壁之间,防松件14被设置成在紧固部132与目标紧固件旋转紧固时,被挤压在调节部131与安装座11的顶部内壁之间,并且与安装座11的顶部内壁之间无相对转动。
举例而言,当锁体组件10应用于车辆时,锁体组件10固定于电池包上,目标紧固件可以为车辆底盘,底盘上开设有锁紧孔,或者目标紧固件可以为车辆底盘上设置的锁合件或锁合组件。安装电池包时,将电池包举升至车辆底盘的安装位处,然后驱动加解锁装置运行,加解锁装置的加解锁头40上升并与防松机构12的套接件122的底部对接,从而带动套接件122脱离限位件121后上升。上升过程中,加解锁头40穿过限位件121的第一过孔1211进入容纳腔内部,而连接件13在套接件122的带动下沿容纳腔上升,直至紧固部132的上部与目标紧固件对接后,加解锁头40向套接件122施加加锁扭矩并继续抬升,在第三接合结构1223与第四接合结构1313的接合下,套接件122可以带动连接件13旋转紧固于目标紧固件上。安装好后,加解锁头40从第一过孔1211中退出,套接件122沿其轴向下降至限位件121上,此时第一接合结构1212与第二接合结构1222重新接合,防松件14被挤压在调节部131与安装座11的顶部内壁之间。在连接件13受到震动等情况而出现松动趋势时,防松机构12中的套接件122与限位件121之间的接合能够阻止该趋势,防松件14也能够阻止该趋势,使得连接件13始终保持稳定连接。
在需要拆卸电池包时,加解锁装置的加解锁头40先与防松机构12的套接件122对接,顶升套接件122使得套接件122脱离限位件121,然后加解锁头40施加与加锁相反的扭矩并平稳下降,在套接件122的带动下,连接件13旋转退出目标紧固件。退出过程中,由于安装座11的顶部内壁与防松件14之间无相对转动,因此二者之间不会产生磨损。
在连接件13与防松件14之间的磨损达到一定程度时,通过拆卸防松机构12的限位件121,可以将连接件13和防松件14顺利取出并更换。
可以看出,通过在调节部131与安装座11的顶部内壁之间设置防松件14,可以提高锁体组件10的耐久性和连接可靠性,延长使用寿命,降低维护难度。具体地,现有锁止机构在锁止过程中,安装座11的顶部内壁作为承压面直接与连接件13产生摩擦,久而久之会导致连接件13和安装座11的顶部内壁磨损程度增加,并且由于锁体组件10的安装座11通常直接固定连接在电池包上的设置方式,还使得磨损后的安装座11不便更换。而本申请通过在调节部131与安装座11的顶部内壁之间设置防松件14,可以将磨损面由连接件13与安装座11顶部内壁之间转移到防松件14与连接件13之间,从而大大减少安装座11顶部内壁的磨损程度,起到保护安装座11的作用。而且,相较于安装座11,连接件13和防松件14更换更为方便,还能降低锁体组件10的维护难度和维护成本。
并且,防松件14的设置还使得连接件13在多次加解锁后预紧力的衰减保持在一定范围内,在设定的加锁扭矩下连接件13的预紧力随使用次数的增加变化更小,使得连接更可靠。此外,防松件14的设置还能够与防松机构12一起形成双重防松功能,确保锁体组件10的连接可靠性。
下面参照图1至图6,对本申请的锁体组件的一种优选实施方式进行介绍。
参见图1和图4,在一种优选实施方式中,锁体组件10包括安装座11、防松机构12、连接件13和防松件14。安装座11呈筒状结构,其底部为敞口,敞口内部开设有内螺纹。安装座11的顶部具有一定厚度,顶部的中部开设有安装孔111。
参见图1,防松机构12包括限位件121、套接件122和弹性件123。限位件121为内齿圈,其中部形成有第一过孔1211,底面沿周向设置有多个对接槽1213,过孔允许加解锁头40穿过,对接槽1213能够与专用的装拆工具相匹配。内齿圈的外周侧设置有外螺纹,该外螺纹与安装座11底部设置的内螺纹相适配。内齿圈的顶面沿周向设置有一圈第一接合结构1212,第一接合结构1212在本申请中为内锥齿,内锥齿朝向内齿圈内部倾斜设置。安装时,通过专用的拆装工具与对接槽1213对接并施加旋转扭矩,使得内齿圈与安装座11的底部螺接,在螺接到位后继续施加预设的拧紧扭矩,保证内齿圈的安装稳定性。当需要拆卸内齿圈时,拆装工具与对接槽1213对接并施加反向扭矩,内齿圈因此退出安装座11的底部。
参见图1和图5,套接件122为外齿圈,其中部形成有第二过孔1221,顶部外缘向外延伸形成有翻边,翻边的外径与安装座11的内径大致相等,第二接合结构1222设置于翻边的下表面。本申请中,第二接合结构1222为外锥齿,外锥齿朝向外齿圈的外部倾斜设置。第二过孔1221的内部设置有第三接合结构1223,第三接合结构1223在本申请中为花键槽,该花键槽为通槽。外齿圈的底部还形成有能够与加解锁头40对接的对接结构,本申请中,该对接结构为形成于外齿圈底部外侧的外十二角梅花结构,该外十二角梅花结构能够与梅花套筒相适配。其中,翻边的外径与安装座11的内径大致相等可以是翻边的外径与安装座11的内径在设计时尺寸相等,但翻边的外径设置上偏差为负值、并且/或者安装座11的内径设置下偏差为正值。或者二者大致相等也可以是翻边的外径比安装座11的内径稍小(如二者之差在1-3mm),使得二者之间具有微小间隙。
弹性件123在本申请中为压缩弹簧,其两端分别抵接于套接件122的顶面翻边与安装座11的顶部内壁,并且弹性件123被设置成始终具有能够使套接件122朝向限位件121移动的弹性势能。换句话说,压缩弹簧在任何状态下均处于被压缩状态。
在未受外力的状态下,压缩弹簧抵压在外齿圈的翻边上表面,外齿圈的底部从第一过孔1211中伸出,外齿圈上的外锥齿与内齿圈顶部的内锥齿啮合,使得外齿圈与内齿圈之间无相对转动。在加解锁头40上的梅花套筒与外齿圈底部的外十二角梅花结构对接并克服压缩弹簧的弹力而顶升外齿圈时,外锥齿与内锥齿脱离,此时向加解锁头40施加旋转扭矩,可使得外齿圈旋转。
参见图2,连接件13为高强度螺栓,该螺栓一体成型并形成有彼此连接的调节部131和紧固部132。具体地,紧固部132整体为螺纹段1321,调节部131包括法兰段1311和对接段1312,螺纹段1321的顶端设置有倒角,底端与法兰段1311的上表面连接,法兰段1311的下表面与对接段1312连接。其中,螺纹段1321选用粗牙螺纹,螺纹段1321的上部能够穿过安装孔111并螺接于目标紧固件。法兰段1311的外径小于安装座11的内径,更具体地,小于压缩弹簧的内径。对接段1312的外径小于法兰段1311的外径,并且对接段1312的外周侧设置有第四对接结构。本申请中,第四接合结构1313为花键,该花键与套接件122上设置的花键槽相适配。
参见图4,在连接件13未与目标紧固件旋转紧固的状态下,套接件122套设在对接段1312上,花键与花键槽相啮合,连接件13在安装孔111以及花键槽的双重导向下处于可自由滑动状态,其中,在重力作用下法兰段1311抵接在外齿圈的上表面,螺纹段1321此时通过安装孔111伸出并且螺纹段1321的上端高于安装孔111。参见图5,在外齿圈脱离内齿圈时,外齿圈顶升连接件13并可带动连接件13旋转,连接件13因此可旋转紧固在目标紧固件上。无论连接件13处于何种状态,其对接段1312始终插接在套接件122的第二过孔1221中,即花键与花键槽始终保持彼此啮合状态。
参见图1和图3,防松件14为垫圈,垫圈固定连接于安装座11的顶部内壁。具体地,垫圈上设置有多个沉头孔(图中未示出),安装座11的顶部内壁对应开设有多个螺纹孔(图中未示出),沉头螺钉15穿过沉头孔后螺接于螺纹孔,实现垫圈固定连接于安装座11的顶部内壁。螺接好后,沉头螺钉15的外表面位于沉头孔内部不露出。如此设置时,由于垫圈与安装座11的顶部内壁之间通过沉头螺钉15固定连接,因此二者之间无相对转动,摩擦只发生在法兰段1311的上表面与垫圈的下表面之间。优选地,防松件14的表面硬度大于连接件13的表面硬度。
一种具体的实施方式中,防松件14的表面硬度选取460~510HV,该范围大于常用性能等级高强度螺栓的表面硬度。其中,8.8级高强度螺栓的表面硬度为250~320HV,10.9级高强度螺栓的表面硬度为320~380HV,12.9级高强度螺栓的表面硬度为380~430HV,而本申请的高强度螺栓可以选取上述几个强度等级中的一个作为制造标准。
上述优选实施方式,通过设置内齿圈与安装座11螺纹连接,并且内齿圈底面设置对接槽1213,方便内齿圈的安装和拆卸,进而提高锁体组件10的维修便利性。
通过第一接合结构1212设置在限位件121顶面,第二接合结构1222设置在翻边下表面,使得套接件122落在限位件121时,第一接合结构1212和第二结合机构可以自动接合,保证防松效果。通过第一接合结构1212采用内锥齿,第二接合结构1222采用外锥齿,可以确保限位件121与套接件122顺利接合,避免接合失败等情况。通过设置翻边的外径与安装座11的内径大致相等,可以保证套接件122的移动稳定性,避免出现套接件122轴向偏斜而导致的防松机构12失效。通过设置弹性件123,可以使得套接件122在未受外力时与限位件121之间始终保持接合,保证防松机构12的防松效果。
螺纹段1321选用粗牙螺纹,相较于细牙螺纹具有更高的连接耐久性,可以提高连接件13的使用寿命。通过将法兰段1311的外径设置为大于对接段1312的外径,使得连接件13与防松件14之间具有更大的接触面积,可以提高防松效果。通过设置连接件13的上部始终通过安装孔111伸出,可以利用安装孔111对连接件13进行导向,提高连接精度,并且利于实现连接件13与目标紧固件的尽早咬合。
通过将垫圈固定连接在安装座11的顶部内壁上,可以避免垫圈与安装座11的顶部内壁之间产生摩擦,保护安装座11免受磨损,提高安装座11的使用寿命。并且,这种设置方式还能够避免垫圈与防松机构12之间产生干涉,确保防松机构12动作稳定性。此外,垫圈固定后还可以形成定位压缩弹簧一端的环形槽,提高压缩弹簧的安装稳定性。通过将防松件14的表面硬度设置为大于连接件13的表面硬度,使得连接件13与垫圈的接触面状态更稳定,磨损正常。
参见图6,经发明人反复试验、观测、分析和比较,在上述设置方式前提下,相比于未设置防松件14的技术方案,本申请防松件14与连接件13之间的接触面状态稳定、磨损正常,锁体组件10在其设计使用寿命周期内(3000次以上重复加解锁),多次重复加解锁后预紧力的衰减可以控制在25%以内,完全满足设计和使用需求,保证电池包与车身可靠连接。
需要说明的是,上述优选的实施方式仅仅用于阐述本申请的原理,并非旨在于限制本申请的保护范围。在不偏离本申请原理的前提下,本领域技术人员可以对上述设置方式进行调整,以便本申请能够适用于更加具体的应用场景。
例如,在一种可替换的实施方式中,虽然上述实施方式中,防松件14是以垫圈固定连接在安装座11的顶部内壁进行说明的,但是这仅仅是一种较为优选的实施方式,本领域技术人员还可以对其进行调整,只要调整后的防松件14能够满足设置在调节部131与安装座11的顶部内壁之间并且被挤压时与安装座11的顶部内壁之间无相对转动的条件即可。
举例而言,参见图7,一种可替换的实施方式中,在其他设置方式不变的前提下,连接件13的紧固部132上部为螺纹段1321,下部为光轴段1322,且光轴段1322的外径小于螺纹段1321的螺纹外径。防松件14仍为垫圈,垫圈套设于光轴段1322,垫圈的内径小于螺纹段1321的螺纹外径,垫圈的上表面的粗糙度大于其下表面的粗糙度。其中,在螺栓制造时,可以先将垫圈套设在光轴螺栓上,然后对光轴螺栓的上部执行搓牙工艺,使得搓牙后形成的螺纹外径(即螺纹段1321的外径)大于垫圈的环形内径,从而垫圈无法从螺栓上脱落,二者从而形成组合件。优选地,垫圈的上表面与安装座11的顶部内壁之间的摩擦系数是垫圈的下表面与法兰段1311之间的摩擦系数的2.0~2.5倍。当垫圈被挤压后,由于其上表面的粗糙度大于下表面的粗糙度,因此安装座11的顶部内壁与垫圈的上表面之间无相对转动,而连接件13的法兰段1311的上表面与垫圈的下表面可以相对转动,该相对转动使得磨损面被转移至法兰段1311的上表面与垫圈的下表面之间,减少安装座11顶部内壁磨损,当接触面磨损超出限度后,更换连接件13和垫圈组合件即可,提高维护便利性。
参见图8和图9,另一种可替换的实施方式中,连接件13的紧固部132上部为螺纹段1321,下部为光轴段1322,且光轴段1322的外径小于螺纹段1321的螺纹外径。防松件14包括第一垫片141和第二垫片142,二者彼此啮合成对使用。其中,第一垫片141呈环形且套设于光轴段1322,第一垫片141的上表面形成有第一放射状凸纹1411,下表面沿周向形成有第一楔形面1412。第二垫片142呈环形,其同样套设于光轴段1322并且位于第一垫片141的下方,第二垫片142的下表面形成有第二放射状凸纹1421,第二垫片142上表面沿周向形成有与第一楔形面1412匹配的第二楔形面1422。优选地,第一放射状凸纹1411与安装座11的顶部内壁之间的摩擦系数大于第一楔形面1412与第二楔形面1422之间的摩擦系数,第二放射状凸纹1421与法兰段1311之间的摩擦系数大于第一楔形面1412与第二楔形面1422之间的摩擦系数,第一楔形面1412和第二楔形面1422的坡度(图8中的α)均大于螺纹段1321的螺纹升角(图8中的β),第一垫片141和第二垫片142的环形内径均小于螺纹段1321的螺纹外径。其中,第一放射状凸纹1411与安装座11的顶部内壁之间的摩擦系数是第一楔形面1412与第二楔形面1422之间的摩擦系数的2.0~2.5倍,第二放射状凸纹1421与法兰段1311之间的摩擦系数是第一楔形面1412与第二楔形面1422之间的摩擦系数的2.0~2.5倍。更为具体地,第一楔形面1412与第二楔形面1422之间的摩擦系数选取0.10~0.17之间的任意值,第一放射状凸纹1411与安装座11的顶部内壁之间的摩擦系数、第二放射状凸纹1421与法兰段1311之间的摩擦系数选取0.20~0.35之间的任意值,本领域技术人员可以有选择性地选取两垫片的材料和表面涂层,来满足上述摩擦系数之间的特定关系。
在连接件13与目标紧固件旋转紧固后,第一放射状凸纹1411与安装座11的顶部内壁彼此挤压,第二放射状凸纹1421与连接件13的法兰段1311彼此挤压,第一楔形面1412与第二楔形面1422彼此啮合挤压。由于第一放射状凸纹1411与安装座11的顶部内壁之间的摩擦系数和第二放射状凸纹1421与法兰段1311之间的摩擦系数均大于第一楔形面1412与第二楔形面1422之间的摩擦系数,因此第一垫片141的上表面与安装座11的顶部内壁之间无相对滑动,第二垫片142的下表面与法兰段1311的上表面之间无相对滑动,相对滑动只发生于第一楔形面1412与第二楔形面1422之间。
在连接件13产生松动趋势时,由于第一楔形面1412和第二楔形面1422的坡度均大于螺纹段1321的螺纹升角(即α>β),因此两个垫片之间在轴向上的提升量要大于螺纹段1321在轴向上爬升量,二者之间形成了行程差,反馈至连接件13内部即为增加了连接件13的轴向预紧力,通过这种楔形效应,使得连接件13松动的趋势被消减,因此不会发生松动。
防松件14选用第一垫片141和第二垫片142的设置方式,使得连接件13产生松动趋势时,第一垫片141与第二垫片142的楔形面之间相对转动而产生抬升张力,来阻止连接件13的松动,从而提高防松效果。具体地,第一放射状凸纹1411与安装座11的顶部内壁之间的摩擦系数、以及第二放射状凸纹1421与法兰段1311之间的摩擦系数均大于第一楔形面1412与第二楔形面1422之间的摩擦系数的设置方式,使得磨损只发生在第一楔形面1412与第二楔形面1422之间,大大减少了对安装座11顶部内壁的损耗,不仅可以保护安装座11,防松件14的更换也更为方便。第一楔形面1412和第二楔形面1422的坡度大于螺纹段1321的螺纹升角的设置方式,使得螺纹段1321在产生松动趋势时,两个垫片之间在轴向上的提升量要大于螺纹段1321在轴向上爬升量,二者之间形成了行程差,反馈至连接件13内部即为增加了连接件13的轴向预紧力,通过这种楔形效应,使得连接件13松动的趋势被消减,因此不会发生松动。第一垫片141和第二垫片142的环形内经小于螺纹段1321的螺纹外径,且光轴段1322的外径小于螺纹段1321的螺纹外径的设置方式,使得第一垫片141和第二垫片142可以始终保持在光轴段1322上,拆装方便,还可以消除防松件14漏装、错装、或掉落的风险,并且连接件13与防松件14可作为组合件和易损件备仓。
再如,在另一种可替换的实施方式中,虽然上述实施方式中,防松机构12是以内齿圈、外齿圈以及弹性件123的组合进行介绍的,但是其设置方式并非唯一,只要能够实现防松功能的零部件,均可以对上述防松机构12进行替换。
举例而言,在一种可替换的实施方式中,本领域技术人员可以调整内齿圈与安装座11的连接形式为旋转卡接、卡扣连接等,还可以调整内齿圈底部的对接槽1213结构,如可以省略该结构或调整为其他能够与装拆工具相对接的结构。再如,本领域技术人员还可以调整限位件121与套接件122之间的对接结构,如将内锥齿调整为沿内齿圈的顶面周向间隔设置的凹槽,而将外锥齿对应调整为沿翻边下表面周向间隔设置的凸起,通过凸起与凹槽的配合连接,实现内齿圈与外齿圈之间的无相对转动。再如,本领域技术人员还可以调整第一接合结构1212与第二结合结构的设置位置,如第一接合结构1212为设置在第一过孔1211的孔壁上的轴向通槽或花键槽,相应地第二接合结构1222设置在外齿圈的外侧壁上部的凸起或花键,通过凸起/花键与通槽滑/花键槽动配合,当凸起/花键位于通槽/花键槽内时,限位件121与套接件122无相对转动,当凸起/花键滑出通槽/花键槽时,套接件122可相对于限位件121转动。再如,弹性件123除了压缩弹簧外,还可以替换为弹片、弹性胶块等具有弹性的零部件。再如,本领域技术人员还可以调整防松机构12的具体组成形式,如省略弹性件123,只设置内齿圈与外齿圈,通过重力实现二者的啮合。
再如,在另一种可替换的实施方式中,连接件13的具体设置形式并非唯一,本领域技术人员可以对其调整,只要调整后的连接件13具有调节部131和紧固部132,并且能够实现旋转紧固在目标紧固件的条件即可。举例而言,本领域技术人员可以调整调节部131和紧固部132的具体设置方式,如将调节部131部分设置为螺纹段1321,或者螺纹段1321采用细牙螺纹,或者将紧固部132的法兰段1311省略、调整法兰段1311的直径等;再或者调整对接段1312为非圆形截面或采用其他形式的键与套接件122连接(相应地套接件122需要进行适应性调整)。紧固段除设置为螺纹段1321外,还可以设置为旋转扣,此时将连接件13的螺纹段1321替换为横设的挂板,挂板始终位于安装座11的安装孔111外部,相应地目标紧固件设置长槽,长槽两侧各设置具有一定坡度的弧形凸起,在将挂板穿过该长槽后旋转,通过挂板沿弧形凸起爬升,实现二者的旋转紧固。
再如,在另一种可替换的实施方式中,安装座11在设置筒状结构的前提下,本领域技术人员可以对其设置方式进行调整,该调整包括但不限于安装孔111的厚度、大小等。
再如,在另一种实施方式中,在防松件14采用第一垫片141与第二垫片142的组合形式的前提下,本领域技术人员可以调整两个垫片的设置参数。举例而言,本领域技术人员可以调整第一楔形面1412和第二楔形面1422的坡度,放射状凸纹的数量、形状,第一垫片141和第二垫片142的环形内经、防松件14的表面硬度等。
当然,上述可以替换的实施方式之间、以及可以替换的实施方式和优选的实施方式之间还可以交叉配合使用,从而组合出新的实施方式以适用于更加具体的应用场景。
本申请还提供了一种电池包,该电池包包括外壳,外壳上设置有上述任一实施例所述的锁体组件10,其中锁体组件10的安装座11固定连接在外壳上。
本申请的电池包,通过外壳上设置带有防松件14的锁体组件10,可以保证电池包的连接可靠性,提高电池包的维护便利性。
返回参见图1和图4,本申请还提供了一种锁止机构,该锁止机构包括锁合组件20和上述任一实施例所述的锁体组件10,锁体组件10与锁合组件20配合连接。
一种实施方式中,锁合组件20包括固定板21、浮动板22和锁止件23,固定板21固定能够连接于车辆,浮动板22可浮动地设置于固定板21,锁止件23固定设置于浮动板22。具体地,固定板21通过螺接、焊接或卡接等方式设置在车辆的底盘横梁30上,底盘横梁30和固定板21上开设有允许连接件13的上部穿过的通孔,固定板21两个彼此相对的侧边向上弯折与底侧围设形成浮动空间,浮动板22被限制在该浮动空间内并可在该浮动空间内自由浮动。浮动板22的中部还一体形成有作为锁止件23的螺母,固定板21的两个侧边围设形成允许螺母伸出的开口,螺母通过该开口伸出并可在该开口限制的范围内浮动。浮动板22的底部在对应螺母的位置设置有倒角,当连接件13在加解锁装置的简介带动下旋转上升时,在螺纹段1321的上端倒角与浮动板22的底部倒角的导向下实现螺纹段1321与螺母的认帽,连接件13继续旋转上升后,与螺母螺纹连接。
本申请的锁止机构,通过在锁体组件10中设置防松件14,能够提高锁止机构的锁止可靠性和使用耐久性,延长锁止机构的使用寿命,降低锁止机构的维护难度。通过锁合组件20设置为浮动板22相对于固定板21浮动,可以降低锁止机构的锁止难度,并且使得锁合组件20的更换更方便,维护成本更低。
当然,锁合组件20的具体设置方式并非仅限于此,在满足能够与锁体组件10配合连接的前提下,本领域技术人员可以对其设置方式进行调整。举例而言,一种可替换的实施方式中,锁合组件20还可以只包括固定板21和锁止件23,锁止件23固定设置在固定板21上,固定板21固定设置在车辆上。
本申请还提供了一种电动汽车,该电动汽车包括车体、电池包和上述任一实施例所述的锁止机构,电池包通过锁止机构与车体的底盘连接。具体地,锁体组件10的安装座11固定连接在电池包上,锁合组件20设置在车辆的底盘横梁30上,通过锁体组件10与锁合组件20的锁合,实现电池包固定在车辆底盘。
本申请的车辆,通过车辆的电池包采用上述具有防松件14的锁止机构与车体连接,可以提高电池包与车辆之间的连接可靠性,降低车辆的安全风险,使得车辆的维护更加方便。
下面结合图4和图5对本申请的锁止机构的锁止过程和解锁过程进行简要说明。
锁止机构锁止过程中,加解锁装置运行驱动加解锁头40上升,加解锁头40与外齿圈的外十二角梅花结构对接,对接好后,加解锁头40克服压缩弹簧的弹力顶升外齿圈使得二者共同穿过第一过孔1211,此时内外锥齿分离,外齿圈推动法兰段1311实现连接件13的上升。连接件13上升过程中通过外齿圈的翻边与安装座11内壁、外齿圈的花键槽与连接件13的花键、以及螺纹段1321与安装孔111实现导向,保持连接件13抬升姿态稳定。当螺纹段1321的顶端倒角与浮动板22中部的倒角接触后,浮动板22浮动使得螺母与螺纹段1321对正,实现螺纹段1321与螺母的首牙啮合。然后加解锁头40在上升的同时向套接件122施加加锁力矩,套接件122带动连接件13转动,实现螺纹段1321与螺母的螺纹紧固,当紧固到位后,法兰段1311的上表面与垫圈挤压。紧固到位后,加解锁头40下降,套接件122在重力作用下下降至限位件121上,并且外锥齿与内锥齿彼此啮合,此时连接件13的花键与套接件122的花键槽保持啮合,从而实现连接件13的防松功能。
锁止机构解锁过程中,加解锁装置运行驱动加解锁头40上升,加解锁头40与套接件122的外十二角梅花结构对接,对接后加解锁头40顶升外齿圈使得二者共同穿过第一过孔1211,直至套接件122与连接件13的法兰段1311抵接。然后,加解锁头40向套接件122施加反向解锁力矩并平稳下降,套接件122和连接件13在重力和压缩弹簧的弹力释放下反向旋转并退出螺母,当螺纹段1321与螺母完全分离后,连接件13随套接件122和加解锁头40继续下降。当加解锁头40完全退出第一过孔1211后,连接件13的法兰段1311在重力作用下抵接在外齿圈的上表面上,外齿圈则通过外锥齿与内齿圈的内锥齿啮合,此时连接件13的螺纹段1321顶端保持伸出安装孔111。
本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在本申请的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锁体组件,其特征在于,所述锁体组件包括:
安装座,所述安装座呈筒状结构,并且所述安装座的底部敞开,顶部开设有安装孔;
防松机构,所述防松机构包括限位件和套接件,所述限位件可拆卸地连接于所述安装座的底部并与所述安装座之间围设形成容纳腔,所述限位件的中部设置有第一过孔,所述第一过孔被设置成允许加解锁头穿过,所述限位件上还设置有第一接合结构,所述套接件可沿其轴向移动地设置于所述容纳腔并且所述套接件的底部能够与所述加解锁头对接,所述套接件的外部设置有第二接合结构,所述第二接合结构能够与所述第一接合结构接合,从而限制所述套接件相对于所述限位件的周向相对转动,所述套接件的中部设置有第二过孔,所述第二过孔内部设置有第三接合结构;
连接件,所述连接件具有彼此连接的调节部和紧固部,所述调节部可沿其轴向移动地设置于所述容纳腔并且能够在所述套接件带动下上升,所述调节部上设置有第四接合结构,所述调节部允许所述套接件套设于其上,当所述套接件套设于所述调节部时,所述第三接合结构与所述第四接合结构接合,从而限制所述连接件相对于所述套接件的周向相对转动,所述紧固部的上部能够穿过所述安装孔并旋转紧固于目标紧固件;
防松件,所述防松件设置于所述调节部与所述安装座的顶部内壁之间,所述防松件被设置成在所述紧固部与所述目标紧固件旋转紧固时被挤压在所述调节部与所述安装座的顶部内壁之间,并且与所述安装座的顶部内壁之间无相对转动。
2.根据权利要求1所述的锁体组件,其特征在于,所述防松件为垫圈,所述垫圈固定连接于所述安装座的顶部内壁。
3.根据权利要求2所述的锁体组件,其特征在于,所述垫圈上设置有沉头孔,所述安装座的顶部内壁开设有螺纹孔,沉头螺钉穿过所述沉头孔后螺接于所述螺纹孔,实现所述垫圈固定连接于所述安装座的顶部内壁。
4.根据权利要求2所述的锁体组件,其特征在于,所述紧固部的上部为螺纹段,所述螺纹段能够穿过所述安装孔并螺接于所述目标紧固件。
5.根据权利要求1所述的锁体组件,其特征在于,所述防松件为垫圈,所述垫圈套设于所述紧固部的下部,并且所述垫圈的上表面的粗糙度大于其下表面的粗糙度。
6.根据权利要求5所述的锁体组件,其特征在于,所述垫圈的上表面与所述安装座的顶部内壁之间的摩擦系数是所述垫圈的下表面与所述调节部之间的摩擦系数的2.0~2.5倍。
7.根据权利要求5所述的锁体组件,其特征在于,所述紧固部的上部为螺纹段,所述螺纹段能够穿过所述安装孔,并螺接于所述目标紧固件。
8.根据权利要求7所述的锁体组件,其特征在于,所述紧固部的下部为光轴段,所述光轴段的上端与所述螺纹段连接、下端与所述调节部连接,所述垫圈套设于所述光轴段。
9.根据权利要求8所述的锁体组件,其特征在于,所述光轴段的外径小于所述螺纹段的螺纹外径,所述垫圈的内径小于所述螺纹段的螺纹外径。
10.根据权利要求1所述的锁体组件,其特征在于,所述防松件包括:
第一垫片,所述第一垫片呈环形且套设于所述紧固部的下部,所述第一垫片的上表面形成有第一放射状凸纹,所述第一垫片下表面沿周向形成有第一楔形面;
第二垫片,与所述第一垫片成对使用,所述第二垫片呈环形且套设于所述第一垫片的下方,所述第二垫片的下表面形成有第二放射状凸纹,所述第二垫片上表面沿周向形成有与所述第一楔形面匹配的第二楔形面,
在所述紧固部与所述目标紧固件旋转紧固时,所述第一放射状凸纹与所述安装座的顶部内壁彼此挤压,所述第二放射状凸纹与所述调节部彼此挤压,所述第一楔形面与所述第二楔形面彼此挤压。
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