CN221032063U - 一种机械铰链、车厢储物箱及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种机械铰链、车厢储物箱及车辆，属于汽车配件技术领域，所述机械铰链包括壳体、输入轴、连接轴和弹簧，所述输入轴可转动地安装在所述壳体中，所述输入轴的一端伸出所述壳体，另一端与所述连接轴活动连接；所述连接轴安装在所述壳体内部，所述弹簧设置在所述连接轴与所述壳体之间，所述连接轴可沿所述壳体的内壁轴向滑动；所述输入轴与所述连接轴之间通过传动结构连接，所述传动结构用于将所述输入轴输入的转矩传递至所述连接轴，并驱使所述连接轴沿轴向移动，以使所述弹簧被压缩；本申请所述的机械铰链结构简单，体积轻便，装配空间占用小，能耗低，且无噪音，适用于各种车身内外饰开闭件，有利于节省成本，提升用车体验。

Description

一种机械铰链、车厢储物箱及车辆

技术领域

本申请涉及汽车配件技术领域，特别涉及一种机械铰链、车厢储物箱及车辆。

背景技术

当前汽车用户市场，顾客群体对于汽车车身内外饰开闭件等部件，均有开启便捷、可实现悬停自由的使用需求，如皮卡车箱储物盒、皮卡盖板、乘用车尾门等，目前针对此类需求的解决方案通常是为开闭件匹配液压撑杆或增加电机驱动等方式，以上方式较为传统，虽然应用较广，但是存在装配占用空间大、成本高、能耗高等缺陷。

实用新型内容

有鉴于此，本申请旨在提出一种机械铰链，以解决现有技术中采用液压撑杆、电机驱动等方式实现悬停存在的装配空间占用大、能耗大、成本高的问题。

为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：

一种机械铰链，包括：壳体、输入轴、连接轴和弹簧；

所述输入轴可转动地安装在所述壳体中，所述输入轴的一端伸出所述壳体，所述输入轴的另一端与所述连接轴活动连接；

所述连接轴安装在所述壳体内部，所述弹簧设置在所述连接轴与所述壳体之间，所述连接轴可沿所述壳体的内壁轴向滑动；

所述输入轴与所述连接轴之间通过传动结构连接，所述传动结构用于将所述输入轴输入的转矩传递至所述连接轴，并驱使所述连接轴沿轴向移动，以使所述弹簧被压缩。

进一步的，所述传动结构包括第一连接部和第二连接部；

所述第一连接部设置在所述输入轴靠近所述连接轴的一端，所述第一连接部包括第一螺旋部和第二螺旋部，所述第一螺旋部和所述第二螺旋部围绕所述输入轴的周向设置，所述第一螺旋部和所述第二螺旋部首尾连接，所述第一螺旋部与所述第二螺旋部关于所述输入轴的轴心呈中心对称分布；所述第一螺旋部包括第一螺旋面，所述第二螺旋部包括第二螺旋面；

所述第二连接部设置在所述连接轴靠近所述输入轴的一端，且所述第二连接部的形状与所述第一连接部适配；所述第二连接部包括第三螺旋部和第四螺旋部，所述第三螺旋部包括第三螺旋面，所述第四螺旋部包括第四螺旋面；

所述第一螺旋面与所述第三螺旋面抵接并且可相对第三螺旋面滑动，所述第二螺旋面与所述第四螺旋面抵接并且可相对第四螺旋面滑动；或者，所述第一螺旋面与所述第四螺旋面抵接并且可相对所述第四螺旋面滑动，所述第二螺旋面与所述第三螺旋面抵接并且可相对所述第三螺旋面滑动；

所述壳体与所述连接轴之间设置有限位件，所述限位件用于限制所述连接轴转动。

进一步的，所述限位件包括多根设置在所述壳体内壁上的导向筋，多根所述导向筋沿所述连接轴的轴向设置，所述连接轴上设置有多个与所述导向筋适配的凹槽。

进一步的，所述壳体内部固定设置有定位轴套，所述输入轴穿过所述定位轴套并且与所述定位轴套转动连接。

进一步的，所述壳体内部固定设置有定位芯轴，所述定位芯轴的一端与所述输入轴同轴连接，另一端穿过所述连接轴与所述壳体内壁连接；所述弹簧套设在所述定位芯轴的外周。

进一步的，所述弹簧包括第一弹簧，所述第一弹簧套设在所述定位芯轴的外周，所述第一弹簧的一端与所述连接轴连接，另一端与所述壳体内壁连接。

进一步的，所述弹簧还包括第二弹簧，所述第二弹簧套设在所述定位芯轴的外周，所述第一弹簧套设在所述第二弹簧的外周，所述第二弹簧的一端与所述连接轴连接，另一端与所述壳体内壁连接。

相对于现有技术，本申请所述的机械铰链具有以下优势：

本申请所述的机械铰链，包括壳体、输入轴、连接轴和弹簧，所述输入轴可转动地安装在所述壳体中，所述输入轴的一端伸出所述壳体，另一端与所述连接轴活动连接；所述连接轴安装在所述壳体内部，所述弹簧设置在所述连接轴与所述壳体之间，所述连接轴可沿所述壳体的内壁轴向滑动；通过在输入轴与连接轴之间设置传动结构，能够将输入轴输入的转矩传递到连接轴，并使连接轴沿着轴向移动，进而压缩弹簧，利用弹簧提供逆向阻力，用于平衡开闭件开启时的自身重力，最终实现开闭件的悬停。本申请提供的机械铰链结构简单，体积轻便，可靠性强，相比于现有技术实现悬停的液压撑杆或驱动电机，能耗低，装配空间占用小，无噪音，非常适用于皮卡车的车厢储物箱、皮卡车盖板、乘用车尾门等车身内外饰开闭件，有利于节省成本，提升用车体验。

本申请还提出一种车厢储物箱，包括如上所述的机械铰链。

进一步的，所述车厢储物箱包括箱体和箱盖，所述箱盖与所述箱体通过所述机械铰链铰接；所述壳体固定在所述箱体中，所述输入轴与所述箱盖固定连接。

相对于现有技术，本申请所述的车厢储物箱，通过上述机械铰链实现箱盖与箱体的铰接，开盖动作便捷省力，运动平稳，能够实现箱盖的不同角度悬停，防止箱盖回落对人体或物件造成磕碰，结构简单，能耗低，成本低。

本申请还提出一种车辆，包括如上所述的机械铰链，或者包括如上所述的车厢储物箱。

所述车辆与上述机械铰链、上述车厢储物箱相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例所述的机械铰链的爆炸视图；

图2为本申请实施例所述的机械铰链中输入轴的结构示意图；

图3为本申请实施例所述的机械铰链中连接轴的结构示意图；

图4为本申请实施例所述的机械铰链中壳体的内部示意图；

图5为本申请实施例所述的机械铰链中输入轴、连接轴与弹簧的连接关系示意图一；

图6为本申请实施例所述的机械铰链中输入轴、连接轴与弹簧的连接关系示意图二；

图7为本申请实施例所述的机械铰链的剖视图；

图8是本申请实施例所述的机械铰链在车厢储物箱中的安装示意图一；

图9是本申请实施例所述的机械铰链在车厢储物箱中的安装示意图二；

图10是本申请实施例所述的机械铰链安装到车厢储物箱中的局部剖视图。

附图标记说明：

1、壳体；11、导向筋；

2、输入轴；21、第一连接部；211、第一螺旋面；212、第二螺旋面；

3、连接轴；31、凹槽；32、第二连接部；321、第三螺旋面；322、第四螺旋面；

4、第一弹簧；5、第二弹簧；6、定位轴套；7、定位芯轴；8、箱体；9、箱盖。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

另外，在本申请的实施例中所提到的“上”、“下”、“左”、“右”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。此外，诸如“第一”、“第二”、“第三”、“第四”之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参见图1，一种机械铰链，包括壳体1、输入轴2、连接轴3和弹簧；所述输入轴2可转动地安装在所述壳体1中，所述输入轴2的一端伸出所述壳体1，所述输入轴2的另一端与所述连接轴3活动连接；所述连接轴3安装在所述壳体1内部，所述弹簧设置在所述连接轴3与所述壳体1之间，所述连接轴3可沿所述壳体1的内壁轴向滑动；所述输入轴2与所述连接轴3之间通过传动结构连接，所述传动结构用于将所述输入轴2输入的转矩传递至所述连接轴3，并驱使所述连接轴3沿轴向移动，以使所述弹簧被压缩。

具体的，壳体1用于包覆铰链的内部组件，可以采用分体式结构，方便对铰链的内部组件进行组装，如图1所示，壳体1包括左半部分的第一壳体和右半部分的第二壳体，两部分可以通过卡接或螺接等方式连接一体，壳体1内部形成用于容纳输入轴2、连接轴3、弹簧等结构的空间。第一壳体上开设有与输入轴2尺寸匹配的通孔，输入轴2安装在壳体1内部，且输入轴2的一端穿过该通孔从第一壳体中伸出。连接轴3也安装在壳体1内部并且与输入轴2同轴设置，连接轴3与第二壳体之间连接弹簧。输入轴2与连接轴3之间通过传动结构实现传动连接，当输入轴2转动时，输入轴2输入的转矩经过传动结构被传递至连接轴3，该传动结构能够将圆周运动转换成直线运动，使得连接轴3沿轴向朝着远离输入轴2的方向移动，从而压缩弹簧。弹簧用于提供逆向阻力，用来平衡开闭件开启时的自身重力，最终实现开闭件的悬停。

进一步的，所述传动结构包括第一连接部21和第二连接部32。

所述第一连接部21设置在所述输入轴2靠近所述连接轴3的一端，所述第一连接部21包括第一螺旋部和第二螺旋部，所述第一螺旋部和所述第二螺旋部围绕所述输入轴2的周向设置，所述第一螺旋部和所述第二螺旋部首尾连接，所述第一螺旋部与所述第二螺旋部关于所述输入轴2的轴心呈中心对称分布；所述第一螺旋部包括第一螺旋面211，所述第二螺旋部包括第二螺旋面212。

所述第二连接部32设置在所述连接轴3靠近所述输入轴2的一端，且所述第二连接部32的形状与所述第一连接部21适配；所述第二连接部32包括第三螺旋部和第四螺旋部，所述第三螺旋部包括第三螺旋面321，所述第四螺旋部包括第四螺旋面322。

所述第一螺旋面211与所述第三螺旋面321抵接并且可相对第三螺旋面321滑动，所述第二螺旋面212与所述第四螺旋面322抵接并且可相对第四螺旋面322滑动；或者，所述第一螺旋面211与所述第四螺旋面322抵接并且可相对所述第四螺旋面322滑动，所述第二螺旋面212与所述第三螺旋面321抵接并且可相对所述第三螺旋面321滑动。

所述壳体1与所述连接轴3之间设置有限位件，所述限位件用于限制所述连接轴3转动。

具体的，参见图2，第一连接部21包括围绕着输入轴2周向设置的第一螺旋部和第二螺旋部，第一螺旋部和第二螺旋部首尾连接并且关于输入轴2的轴心呈中心对称分布，第一螺旋部包括第一螺旋面211，第二螺旋部包括第二螺旋面212；参见图3，第二连接部32的形状与第一连接部21的形状契合，第二连接部32包括第三螺旋部和第四螺旋部，第三螺旋部和第四螺旋部首尾连接并且关于连接轴3的轴心呈中心对称分布，第三螺旋部包括第三螺旋面321，第四螺旋部包括第四螺旋面322。第一连接部21与第二连接部32卡接，具体而言，第一螺旋面211与第三螺旋面321抵接并且可相对第三螺旋面321滑动，第二螺旋面212与第四螺旋面322抵接并且可相对第四螺旋面322滑动；或者，第一螺旋面211与第四螺旋面322抵接并且可相对第四螺旋面322滑动，第二螺旋面212与第三螺旋面321抵接并且可相对第三螺旋面321滑动。

在实际应用中，输入轴2与车身开闭件连接，壳体1则安装在车身上保持固定，开闭件开启时会带动输入轴2相对壳体1转动。当开闭件处于闭合状态时，弹簧既不压缩也不拉伸，处于自然状态；手动打开开闭件的过程中，会带动输入轴2转动，如图5所示，输入轴2沿逆时针方向转动，由于第一连接部21与第二连接部32之间以螺旋斜面配合，并且连接轴3在限位件的作用下无法转动，因此第一连接部21转动时，第一螺旋面211会相对第三螺旋面321或第四螺旋面322滑动，相应的，第二螺旋面212会相对第四螺旋面322或第三螺旋面321滑动，从而推动连接轴3沿着轴向朝远离输入轴2的方向移动，进而压缩弹簧；当开闭件开启到一定角度后，松手，此时由弹簧的弹力提供逆向阻力用于平衡开闭件自身的重力，当弹簧压缩力矩与重力矩平衡时，开闭件实现悬停。手动关闭开闭件时，带动输入轴2反向转动，此时弹簧释放弹力，推动连接轴3沿着轴向朝着靠近输入轴2的方向移动，直到开闭件完全闭合，输入轴2和连接轴3均复位，弹簧的弹力完全释放，弹簧恢复到自然状态。

本实施例中，传动结构的第一连接部21与第二连接部32之间通过螺旋斜面楔形配合，通过摩擦力及线接触传递力矩，将输入轴2的转动转换成了连接轴3的轴向移动，使得弹簧被压缩，从而获得逆向阻力来平衡开闭件的重力，实现悬停。

在另一可变的实施例中，传动结构也可以是螺纹结构。具体而言，可以在输入轴2靠近连接轴3的一端设置外螺纹，在连接轴3靠近输入轴2的一端设置与所述外螺纹匹配的内螺纹，连接轴3通过限位件限制其周向的转动。当输入轴2转动时，会带动连接轴3沿其轴向移动，使得弹簧被压缩。

进一步的，所述限位件包括多根设置在所述壳体1内壁上的导向筋11，多根所述导向筋11沿所述连接轴3的轴向设置，所述连接轴3上设置有多个与所述导向筋11适配的凹槽31。

具体而言，参见图4，壳体1的内壁上设置多根凸出的导向筋11，连接轴3的外周开设有多个轴向的凹槽31，用于与导向筋11配合，实现连接轴3与壳体1的滑动连接。多个凹槽31可以围绕连接轴3的周向均匀分布，也可以是不均匀分布，多根导向筋11在壳体1内壁上的分布与凹槽31的分布相适配。通过设置导向筋11和凹槽31，一方面可以对连接轴3的轴向移动进行导向，另一方面也可以对连接轴3进行周向的限位，防止工作过程中连接轴3转动，确保开合动作的顺畅。

进一步的，所述壳体1内部固定设置有定位轴套6，所述输入轴2穿过所述定位轴套6并且与所述定位轴套6转动连接。

参见图7，具体的，定位轴套6作为输入轴2的安装基础，固定在壳体1内壁上，定位轴套6中部开设有与输入轴2尺寸适配的通孔，以使输入轴2能够穿过该通孔安装到定位轴套6内，并且输入轴2可以相对定位轴套6转动。输入轴2的外周设置有一圈凸环，装配时该凸环能与定位轴套6的端面抵接形成限位。通过设置定位轴套6可以方便对输入轴2进行安装定位，实现输入轴2与壳体1的可转动连接，同时可以防止输入轴2在工作过程中发生轴向移动或歪斜偏离轴线，保证开合动作的顺畅。

进一步的，所述壳体1内部固定设置有定位芯轴7，所述定位芯轴7的一端与所述输入轴2同轴连接，另一端穿过所述连接轴3与所述壳体1内壁连接；所述弹簧套设在所述定位芯轴7的外周。

参见图7，具体的，在输入轴2的中部开设有轴孔，用于安装所述定位芯轴7，定位芯轴7一端插入该轴孔与输入轴2同轴连接，另一端依次穿过连接轴3和弹簧固定到第二壳体的内壁上。输入轴2与定位芯轴7之间为转动连接，当输入轴2转动时，会推动连接轴3沿其轴向移动，通过设置定位芯轴7可以为连接轴3的移动提供导向作用，同时也方便对弹簧进行安装和限位，防止弹簧在压缩和复位过程中发生歪斜，确保力沿着轴向传递。

进一步的，所述弹簧包括第一弹簧4，所述第一弹簧4套设在所述定位芯轴7的外周，所述第一弹簧4的一端与所述连接轴3连接，另一端与所述壳体1内壁连接。

具体的，当开闭件开启时，输入轴2转动带动连接轴3沿轴向移动，从而压缩第一弹簧4，第一弹簧4对输入轴2的反作用力作为逆向阻力，可用来平衡开闭件打开时的重力，最终实现开闭件的悬停。

进一步的，所述弹簧还包括第二弹簧5，所述第二弹簧5套设在所述定位芯轴7的外周，所述第一弹簧4套设在所述第二弹簧5的外周，所述第二弹簧5的一端与所述连接轴3连接，另一端与所述壳体1内壁连接。

具体的，在第一弹簧4与定位芯轴7之间增设第二弹簧5，第一弹簧4作为主弹簧，第二弹簧5作为副弹簧，两者共同提供逆向阻力，通过设置第二弹簧5，可以与第一弹簧4分担受力，同时增加整体的结构强度，延长机械铰链的使用寿命。

本申请实施例提供的机械铰链结构简单，体积轻便，且可靠性强，相比于现有技术实现悬停的液压撑杆或驱动电机，其能耗低，装配空间占用小，无噪音，可广泛应用于皮卡车厢储物箱、皮卡车盖板以及乘用车尾门等车身内外饰开闭件，有利于节省成本，提升用车体验。

本申请实施例还提出一种车厢储物箱，包括如上所述的机械铰链。

进一步的，所述车厢储物箱包括箱体8和箱盖9，所述箱盖9与所述箱体8通过所述机械铰链铰接；所述壳体1固定在所述箱体8中，所述输入轴2与所述箱盖9固定连接。

具体的，参见图8-图10，机械铰链的壳体1可以通过螺接或铆接等方式固定到箱体8的内壁上，机械铰链的输入轴2伸出箱体8并与箱盖9通过固定件进行固定。手动开启箱盖9时，箱盖9会带动输入轴2转动，由输入轴2输入转矩，通过传动结构将转矩传递到连接轴3并驱使连接轴3沿轴向压缩弹簧，弹簧的弹力用于提供逆向阻力，当松手后，弹簧的压缩力矩与箱盖9的重力矩平衡时，箱盖9实现悬停。

本申请所述的车厢储物箱，通过上述机械铰链实现箱盖9与箱体8的铰接，开盖动作便捷省力，动作平稳，能够实现箱盖9的不同角度悬停，防止箱盖9回落对人体或物件造成磕碰，结构简单，能耗低，成本低。

本申请实施例还提出一种车辆，包括如上所述的机械铰链，或者包括如上所述的车厢储物箱。所述车辆与上述机械铰链、上述车厢储物箱相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机械铰链，其特征在于，包括：壳体(1)、输入轴(2)、连接轴(3)和弹簧；

所述输入轴(2)可转动地安装在所述壳体(1)中，所述输入轴(2)的一端伸出所述壳体(1)，所述输入轴(2)的另一端与所述连接轴(3)活动连接；

所述连接轴(3)安装在所述壳体(1)内部，所述弹簧设置在所述连接轴(3)与所述壳体(1)之间，所述连接轴(3)可沿所述壳体(1)的内壁轴向滑动；

所述输入轴(2)与所述连接轴(3)之间通过传动结构连接，所述传动结构用于将所述输入轴(2)输入的转矩传递至所述连接轴(3)，并驱使所述连接轴(3)沿轴向移动，以使所述弹簧被压缩。

2.根据权利要求1所述的机械铰链，其特征在于：

所述传动结构包括第一连接部(21)和第二连接部(32)；

所述第一连接部(21)设置在所述输入轴(2)靠近所述连接轴(3)的一端，所述第一连接部(21)包括第一螺旋部和第二螺旋部，所述第一螺旋部和所述第二螺旋部围绕所述输入轴(2)的周向设置，所述第一螺旋部和所述第二螺旋部首尾连接，所述第一螺旋部与所述第二螺旋部关于所述输入轴(2)的轴心呈中心对称分布；所述第一螺旋部包括第一螺旋面(211)，所述第二螺旋部包括第二螺旋面(212)；

所述第二连接部(32)设置在所述连接轴(3)靠近所述输入轴(2)的一端，且所述第二连接部(32)的形状与所述第一连接部(21)适配；所述第二连接部(32)包括第三螺旋部和第四螺旋部，所述第三螺旋部包括第三螺旋面(321)，所述第四螺旋部包括第四螺旋面(322)；

所述第一螺旋面(211)与所述第三螺旋面(321)抵接并且可相对所述第三螺旋面(321)滑动，所述第二螺旋面(212)与所述第四螺旋面(322)抵接并且可相对所述第四螺旋面(322)滑动；或者，所述第一螺旋面(211)与所述第四螺旋面(322)抵接并且可相对所述第四螺旋面(322)滑动，所述第二螺旋面(212)与所述第三螺旋面(321)抵接并且可相对所述第三螺旋面(321)滑动；

所述壳体(1)与所述连接轴(3)之间设置有限位件，所述限位件用于限制所述连接轴(3)转动。

3.根据权利要求2所述的机械铰链，其特征在于：所述限位件包括多根设置在所述壳体(1)内壁上的导向筋(11)，多根所述导向筋(11)沿所述连接轴(3)的轴向设置，所述连接轴(3)上设置有多个与所述导向筋(11)适配的凹槽(31)。

4.根据权利要求1所述的机械铰链，其特征在于：所述壳体(1)内部固定设置有定位轴套(6)，所述输入轴(2)穿过所述定位轴套(6)并且与所述定位轴套(6)转动连接。

5.根据权利要求1所述的机械铰链，其特征在于：所述壳体(1)内部固定设置有定位芯轴(7)，所述定位芯轴(7)的一端与所述输入轴(2)同轴连接，另一端穿过所述连接轴(3)与所述壳体(1)内壁连接；所述弹簧套设在所述定位芯轴(7)的外周。

6.根据权利要求5所述的机械铰链，其特征在于：所述弹簧包括第一弹簧(4)，所述第一弹簧(4)套设在所述定位芯轴(7)的外周，所述第一弹簧(4)的一端与所述连接轴(3)连接，另一端与所述壳体(1)内壁连接。

7.根据权利要求6所述的机械铰链，其特征在于：所述弹簧还包括第二弹簧(5)，所述第二弹簧(5)套设在所述定位芯轴(7)的外周，所述第一弹簧(4)套设在所述第二弹簧(5)的外周，所述第二弹簧(5)的一端与所述连接轴(3)连接，另一端与所述壳体(1)内壁连接。

8.一种车厢储物箱，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的机械铰链。

9.根据权利要求8所述的车厢储物箱，其特征在于：所述车厢储物箱包括箱体(8)和箱盖(9)，所述箱盖(9)与所述箱体(8)通过所述机械铰链铰接；所述壳体(1)固定在所述箱体(8)中，所述输入轴(2)与所述箱盖(9)固定连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的机械铰链，或者包括如权利要求8-9中任一项所述的车厢储物箱。