本实用新型涉及门锁，尤其涉及一种用于汽车的加油或充电口的门锁。
背景技术：
燃油汽车中设有用于供给燃料或油的加油口，电动汽车中也相应的设有用于供给电力的充电口。目前的加油或充电口通过门盖遮蔽，并且通过门锁使门盖锁定在加油或充电口上。在需要加油或充电时，需要人工对门锁进行操作以将门盖开启，再通过加油或充电口向汽车补充燃料或者电力。并且在补充燃料或者电力之后需要关闭门盖时，也需要人工对门锁进行操作以将门盖关闭。但是该方式需要人工开锁，并打开门盖。由于加油或充电口门锁位于车身外部，操作人员需要从车辆中出来到达车辆外部才能够进行开关门锁的操作，因此操作及其不方便。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种加油或充电口门锁，其能够实现加油或充电口门盖的自动打开或关闭，无需人工对门锁进行操作。
为了实现上述目的，本实用新型的第一方面提供了一种加油或充电口门锁，包括：
升降轴，所述升降轴的外壁设有升降螺齿；
蜗轮，所述蜗轮用于驱动所述升降轴，所述蜗轮设有内螺齿和外齿轮，所述蜗轮套设在所述升降轴的外部，所述蜗轮的所述内螺齿与所述升降轴的所述升降螺齿啮合；
蜗杆，所述蜗杆用于驱动所述蜗轮，所述蜗杆外部设有螺旋齿，所述螺旋齿与所述蜗轮的所述外齿轮啮合；
其中，所述升降轴被配置为能够在所述蜗杆的驱动下实现沿其轴向的上升、下降运动以及围绕其轴向的旋转运动；
所述升降轴的头部用于驱动加油或充电口门盖，以控制所述加油或充电口门盖的打开和关闭。
根据上述第一方面，所述加油或充电口门盖设置在所述升降轴的所述头部，所述加油或充电口门盖跟随所述升降轴的运动做上升、下降以及旋转运动。
根据上述第一方面，所述的加油或充电口门锁还包括：
壳体，所述壳体设有供所述升降轴穿过的孔，所述壳体容纳所述升降轴，所述升降轴的所述头部伸出所述孔；
其中，相对于所述升降轴的上下运动，所述壳体固定不动。
根据上述第一方面，所述壳体被构造为容纳所述蜗轮并限制所述蜗轮在轴向方向上的运动。
根据上述第一方面，所述壳体还包括容纳所述升降轴的套管，所述套管的内壁上设有至少一个定位销；
所述升降轴的尾部设有轨迹蜗杆，所述轨迹蜗杆的外表面设有至少一个轨迹槽，所述至少一个轨迹槽中的每一个轨迹槽包括沿所述升降轴轴向延伸的上部直槽和围绕所述升降轴螺旋延伸的下部螺纹槽，所述直槽与所述螺纹槽相连通；
所述定位销与所述轨迹槽配合，用于控制所述升降轴上下运动时的旋转轨迹。
根据上述第一方面，当所述定位销在所述直槽内配合滑动时，所述升降轴只做上升或下降的运动；
当所述定位销在所述螺纹槽内配合滑动时，所述升降轴做上升或下降的运动的同时还做旋转运动。
根据上述第一方面，所述蜗杆的轴向垂直于所述升降轴的轴向的方向设置。
根据上述第一方面，所述的加油或充电口门锁还包括：
电机，所述电机设有驱动轴，所述驱动轴与所述蜗杆相连，以通过所述电机带动所述蜗杆旋转。
根据上述第一方面，所述的加油或充电口门锁还包括：
加油或充电口门盖安装座，其中，所述加油或充电口门盖安装座连接在所述升降轴的所述头部，所述加油或充电口门盖安装座的上侧安装所述加油或充电口门盖，以将所述加油或充电口门盖安装在所述升降轴的所述头部。
根据上述第一方面，所述的加油或充电口门锁还包括：
限位止挡件，所述限位止挡件连接在所述壳体的顶部，并且所述限位止挡件被设置为能够使所述升降轴穿过其中。
根据上述第一方面，加油或充电口门锁还包括：
传感器，所述传感器用于检测所述加油或充电口门盖处于关闭或是打开的状态，并产生加油或充电口门锁状态信号。
在本实用新型的第二方面提供了一种用于车辆的加油或充电口盖总成，包括：
连接底盘，所述连接底盘设有加油或充电口；
加油或充电口门盖，所述加油或充电口门盖用于关闭所述连接底盘上的所述加油或充电口；以及
如上述第一方面中任一项所述的加油或充电口门锁；
其中，所述加油或充电口门盖连接在所述加油或充电口门锁的所述升降轴的所述头部，所述连接底盘相对于所述升降轴的上下运动固定不动，所述加油或充电口门盖在关闭的位置与所述连接底盘接合，以关闭所述连接底盘上的所述加油或充电口。
根据上述第二方面，所述连接底盘和所述加油或充电口门盖上分别设置有磁铁，从而当所述加油或充电口门盖处于关闭位置时，所述连接底盘上的所述磁铁和所述加油或充电口门盖上的所述磁铁相互吸引，使得所述加油或充电口门盖完全闭合在所述关闭位置。
根据上述第二方面，所述连接底盘固定在所述车辆的车身上。
根据上述第二方面，所述加油或充电口盖总成与所述车辆的中控系统通信连接，以通过所述车辆的所述中控系统来控制所述加油或充电口门盖的打开和关闭。
本实用新型的加油或充电口门锁利用电机上的蜗杆驱动蜗轮转动，并且由于蜗轮的内螺齿与升降轴的升降螺齿相互啮合，因此会使得蜗轮与升降轴之间发生相对的旋转，从而驱动升降轴运动，进一步使升降轴头部连接的加油或充电口门盖跟随升降轴一起运动，实现门锁中的门盖的自动打开或者关闭。同时，本实用新型通过升降轴尾部的轨迹蜗杆控制升降轴和加油或充电口门盖的运动轨迹，使门盖可以旋转打开，节省了打开门盖时需要的空间。
附图说明
图1A为本实用新型的加油或充电口门锁的结构示意图；
图1B为图1A所示的加油或充电口门锁去掉壳体后的结构示意图；
图2A为图1A的爆炸图，用于示出加油或充电口门锁的零部件结构；
图2B为图2A中的蜗轮的结构示意图；
图2C为图2B的A-A向的断面图，用于示出蜗轮的内螺齿结构；
图2D为图2A中的壳体底座的结构示意图；
图2E为图2D的B-B向断面图，用于示出壳体底座的套筒内壁上的定位销；
图3A为在加油或充电口门盖完全关闭时，本实用新型加油或充电口门锁的结构示意图；
图3B为在加油或充电口门盖打开或关闭的过程中，本实用新型加油或充电口门锁的结构示意图；
图3C为在加油或充电口门盖完全打开时，本实用新型加油或充电口门锁的结构示意图；
图4A为根据本实用新型的用于车辆的加油或充电口盖总成的结构示意图，其中，加油或充电口门盖处于完全打开的状态；
图4B为根据本实用新型的用于车辆的加油或充电口盖总成的另一个角度的结构示意图，其中，加油或充电口门盖处于完全打开和完全关闭的状态之间；
图5为图4A中的加油或充电口门盖的底部视图，其示出了磁铁；
图6为图4A中的连接底盘的顶部视图，其示出了磁铁。
具体实施方式
下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本申请中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等描述本申请的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本申请所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。在可能的情况下，本申请中使用的相同或者相类似的附图标记指的是相同的部件。
图1A示出了本实用新型的加油或充电口门锁100的结构示意图。如图1A所示，门锁100包括壳体101，壳体101相对于安装本实用新型加油或充电口门锁100的车辆的车身来说是固定不动的。为了显示壳体101 内部门锁100的结构，图1B示出了图1A去掉了壳体101后的结构。如图1A和图1B所示，门锁100包括壳体101和位于壳体101内的升降轴 120、蜗轮113和蜗杆112。壳体101设有供升降轴120穿过的孔108(见图2A)，升降轴120的头部伸出所述孔108。升降轴120的头部连接有加油或充电口门盖410(如图4A和4B所示)。由于相对于所述升降轴120 的上下运动，所述壳体101固定不动，因此，升降轴120能够相对于壳体 101进行上升、下降以及旋转运动，用于通过升降轴120带动将加油或充电口门盖410进行上升、下降以及旋转运动，以将被加油或充电口门盖 410所覆盖的车辆的加油或充电口443暴露出来。
具体而言，加油或充电口门盖410与升降轴120通过门盖安装座121 连接，门盖安装座121包括套筒122，套筒122套设在升降轴120的头部，从而使加油或充电口门盖410安装在升降轴120的头部。升降轴120的外壁设有升降螺齿123，并且在升降轴120外部套设有蜗轮113。升降轴120 的底部设有轨迹蜗杆124，轨迹蜗杆124用于控制升降轴120运动时的轨迹。
蜗轮113的内部设有内螺齿238(如图2C所示)，外部设有外齿轮 115。其中内螺齿238与升降轴120上的升降螺齿123啮合，使得蜗轮113 与升降轴120之间可以相对旋转，从而驱动升降轴120在轴向上上升和下降运动。蜗轮113的具体结构在图2B和图2C中示出，其中图2B示出了蜗轮113外部的外齿轮115，而图2C示出了沿图2B的A-A向的断面图，以显示蜗轮113内部的与升降螺齿123啮合的内螺齿238。
继续回到图1A和图1B中，蜗杆112连接在电机110的驱动轴111 上，从而使得电机110可以驱动蜗杆112旋转。电机110与汽车的中控系统通信连接，从而可以通过汽车中控系统控制电机110的开启和关闭。蜗杆112的外部具有螺旋齿117，螺旋齿117与蜗轮113上的外齿轮115啮合，从而使得蜗杆112的转动驱动蜗轮113转动。蜗轮113的转动能够带动升降轴120在轴向上进行上升或下降运动。根据本实用新型的一个示例，蜗杆112的轴向垂直于升降轴120的轴向，从而使蜗杆112绕其轴向的旋转带动升降轴120在轴向上进行上升或下降运动。
图2A示出了图1A中加油或充电口门锁100的爆炸图，以进一步显示本实用新型的加油或充电口门锁100中各个零部件的具体结构。如图2A所示，壳体101包括壳体上盖101.2和壳体底座101.1。根据本实用新型的一个示例，壳体上盖101.2和壳体底座101.1通过焊接相连。但是也可以通过其他方式将壳体上盖101.2和壳体底座101.1连接在一起，这都在本实用新型的保护范围之内。使升降轴120的头部伸出壳体101的孔108 设置在上盖101.2中。壳体底座101.1上设有套管102，用于容纳升降轴 120。套管102底部连接有用于封闭套管102底部的底托202。
套管102的内壁上设有至少一个定位销231(见图2E)，轨迹蜗杆 124外表面上设有至少一个轨迹槽128，所述至少一个定位销231能够伸入所述至少一个轨迹槽128中，从而通过定位销231与轨迹槽128的配合工作来控制升降轴120的运动轨迹，使得升降轴120能够在上升和下降的同时不进行旋转运动或进行旋转运动。根据本实用新型的一个示例，轨迹槽128的数目设置为多个，多个轨迹槽128围绕轨迹蜗杆124的均匀分布。定位销231的数目和位置设置为与多个轨迹槽128相匹配。
具体的，轨迹蜗杆124上的每个轨迹槽128包括上部的直槽128.1和下部的螺纹槽128.2，直槽128.1与螺纹槽128.2相连通。直槽128.1沿升降轴120的轴向方向延伸，螺纹槽128.2绕升降轴120螺旋延伸，且螺纹槽128.2的螺旋方向与升降轴120上的升降螺齿123的旋转方向相同。当定位销231与轨迹蜗杆124外表面上的直槽128.1配合工作时，直槽128.1 提供升降轴102旋转方向的反向扭力，使得蜗轮113的旋转运动仅仅驱动升降轴120上下运动，而不驱动升降轴120旋转运动。当定位销231进入轨迹蜗杆124外表面上的螺纹槽128.2中以后，蜗轮113的旋转运动不仅能够驱动升降轴120上下运动，而且能够驱动升降轴120旋转运动。
轨迹蜗杆124可以套设在升降轴120的底部，也可以与升降轴120一体而成。根据本实用新型的一个示例，为了方便轨迹槽128的加工，轨迹蜗杆124单独加工后套接在升降轴120的底部。
套管102的结构在图2D和图2E中具体示出。如图2D所示，套管 102设在壳体底座101.1下部。图2E为图2D中的壳体底座101.1沿B-B 向的断面图，如图2E所示，定位销231设在套筒102的内壁上。
通过使用上述蜗轮蜗杆机构，以及使用套在升降轴上的蜗轮结构，本实用新型的加油或充电口门锁不仅能够实现升降轴的上升和下降运动，而且能够控制升降轴在上升和下降时进行旋转或不进行旋转。从而本实用新型的加油或充电口门锁不仅能够将加油或充电口门盖升起和降下，而且能够使加油或充电口门盖旋转，从而能够将由加油或充电口门盖覆盖的加油或充电口暴露出来。
继续回到图2A中，壳体底座101.1中设有相连通的第一空腔241.1 和第二空腔241.2，其中第一空腔241.1位于套筒102上部，并与套筒102 相连通。第一空腔241.1用于容纳蜗轮113，当壳体上盖101.2盖住壳体底座101.1时，蜗轮113在轴向方向上的运动受到壳体上盖101.2和壳体底座101.1的限制，以使得蜗轮113在与升降轴120啮合时只进行旋转运动。第二空腔241.2用于承载电机110。
仍然如图2A所示，壳体上盖101.2的顶部上连接有限位止挡件210，限位止挡件210例如通过卡扣接合连接在壳体上盖101.2的顶部上。限位止挡件210为圆环形状，升降轴120穿过所述限位止挡件210。限位止挡件210可以与将加油或充电口门盖410连接在升降轴120头部的门盖安装座121的底部相配合，以在升降轴120向下运动到关闭位置时阻止升降轴 120继续向下运动。此外，限位止挡件210的圆环内径设置为大体上等于或者略大于升降轴120的螺纹齿部分的外径。由此，升降轴120的上部由限位止挡件210限位，下部由安装定位销321的套筒102部分限位。因此，限位止挡件210与安装定位销321的套筒102部分相配合，使得升降轴120 能够平稳地升降和旋转。由于限位止挡件210是单独的配件，采用限位止挡件210替代壳体上盖101.2作为升降轴120上部的限位件，能够降低壳体上盖和底座的安装精度要求，并且限位止挡件210在磨损后也更加容易更换。
图2A中还示出了限位螺母211、紧固螺栓223和紧固弹片224。其中，限位螺母211套设在电机驱动轴111上，用于对蜗杆112在驱动轴111 上的位置进行限位。紧固螺栓223和紧固弹片224位于安装座121上，用于连接升降轴120与安装座121。
图2A所示的各个部件安装在一起以后，门锁的大部分部件被容纳在壳体内，从而形成了如图1A所示的模块化的门锁结构。通过将本实用新型的加油或充电口门锁形成为模块化的结构，在使用本实用新型的加油或充电口门锁时，能够方便地进行安装，并且也能够方便地进行拆卸，以便于维修。此外，模块化的结构也使得本实用新型的加油或充电口门锁能够适用于现有的车身结构，从而提高了本实用新型的加油或充电口门锁适用性。
图3A、图3B和图3C示出了升降轴120在带动加油或充电口门盖410 运动时，本实用新型的门锁100中各个部件的配合关系，用于说明通过轨迹蜗杆124限定运动轨迹的具体过程，其中为了方便示意，省略了门锁的壳体101。其中，从图3A到图3B再到图3C的顺序表示加油或充电口门盖410从关闭到打开的状态，相反的，从图3C到图3B再到图3A的顺序表示加油或充电口门盖410从打开至关闭的状态。
为了表明定位销231与轨迹槽的配合关系，在图3A-3C中省略了套管 102，但是却示出了位于套管102的内壁上的定位销231。本领域技术人员应该明白的是，定位销231仍然是设置在套管102的内壁上的。
如图3A所示，加油或充电口门盖410在关闭状态时，升降轴120和轨迹蜗杆124位于套管102的最底部，定位销231位于直槽128.1的顶部。当控制电机110对加油或充电口门盖410进行打开操作时，电机110的驱动轴111使蜗杆112旋转，从而驱动蜗轮113转动，蜗轮113再驱动升降轴120进行升降轴120轴向上的上升运动。由于定位销231设置在壳体 101的套管102的内壁上，而壳体101相对于升降轴120固定不动，因此定位销231与直槽128.1配合限制了升降轴120的旋转运动，升降轴120 只做直线上升运动，而不能做旋转运动，直至定位销231到达直槽128.1 的最底部(如图3B所示)。当从图3A到图3B所示的位置后，升降轴 120头部连接的门盖410向上伸出一段距离。
如图3B所示，此时定位销231位于直槽128.1的最底部，当控制电机110继续使蜗杆112旋转时，蜗轮113转动而带动升降轴120继续进行升降轴120轴向上的上升运动，使得定位销231从直槽128.1进入螺纹槽 128.2内。当定位销231进入螺纹槽128.2之后，升降轴120在做上升运动的同时还能够做旋转运动，直至定位销231到达螺纹槽128.2的最底部(如图3C所示)。由于升降轴120进行了旋转运动，从而升降轴120连接的门盖410也被旋转，从而能够使加油或充电口露出(以下将详述)。
如图3C所示，定位销231到达螺纹槽128.2的最底部，使升降轴120 停止运动。此时，电机110停止驱动轴111的转动，加油或充电口门盖 410完全打开。
在对加油或充电口门盖410进行关闭操作时，与上述过程相反，门锁 100先从图3C所示的状态开始，升降轴120进行下降并旋转的运动，再进行直线下降运动至完全关闭。并且通过升降轴120上连接的止挡件210 与门盖安装座121底部的套筒122配合，使门盖410止步于关闭位置而不会继续相对于套管102向下运动。
本实用新型的门锁100还包括有传感器(未示出)，所述的传感器可以与电机110连接来感测门盖410所处的位置是处于关闭或是打开的状态，并产生加油或充电口门锁100的状态信号。根据本实用新型的一个示例，传感器通过记录电机110的驱动轴111转动圈数来计算门盖410所处的位置是处于关闭或是打开的状态。本实用新型的门锁100还包括连接器 212，用于将电机110与车辆中控系统电连接，通过中控系统可以向电机 110发送关闭或打开加油或充电口门锁100的控制信号或者接收电机110 传递的信号(如加油或充电口门锁100的状态信号)。
通过在车辆中使用本实用新型的加油或充电口门锁，能够通过车辆的中控对加油或充电口门盖的打开和关闭进行自动控制。并且，本实用新型的加油或充电口门锁不仅能够实现加油或充电口门盖的自动打开，而且能够实现加油或充电口门盖的自动关闭，从而不管是需要对加油或充电口门盖进行打开操作还是进行关闭操作，都不需要人工手动对加油或充电口门盖进行操作。从而使驾驶者在不需要下车的情况下，就能控制车辆的加油或充电口盖打开或关闭。此外，通过设置传感器，驾驶者在不需要下车的情况下，就能知晓制车辆的加油或充电口盖打开或关闭状态，并且在车辆启动时能够预先判断加油或充电口门盖是否打开，从而能避免加油或充电口门盖意外开启的情况发生。
图4A为根据本实用新型的用于车辆的加油或充电口盖总成的结构示意图，其中，加油或充电口门盖处于完全打开的状态之间；图4B为根据本实用新型的用于车辆的加油或充电口盖总成的另一个结构示意图，其中，加油或充电口门盖处于完全打开和完全关闭的状态之间。
如图4A所示，本实用新型的用于车辆的加油或充电口盖总成400包括加油或充电口门盖410、连接底盘440和加油或充电口门锁100。连接底盘440具有加油或充电口443(如图6所示)，并且与汽车车身相连。加油或充电口门盖410如前所述连接在加油或充电口门锁100的升降轴 120的头部。加油或充电口门锁100的壳体101与连接底盘440相连，使门锁101的壳体也固定在车身上。升降轴120穿过连接底盘440，通过升降轴120的上升、下降和旋转运动，使连接在升降轴120头部的门盖410 也进行上升、下降和旋转运动。连接底盘440具有开口445，开口445的形状与门盖410的形状相匹配，当门盖410位于闭合位置时，门盖410能够关闭连接底盘440的开口445。
如图4A所示，此时加油或充电口门盖410处于完全打开的状态。而如图4B所示，此时加油或充电口门盖410处于完全打开和完全关闭的状态之间，定位销231刚刚到达直槽128.1的最底部，还未进入螺纹槽128.2 中。可以看到，从完全闭合的位置到完全打开的位置，加油或充电口门盖410旋转了一定的角度，这样才能将由加油或充电口门盖410所覆盖的加油或充电口暴露出来。
图5为图4A中的加油或充电口门盖的底部视图，图6为图4A中的连接底盘的顶部视图，这两幅视图分别示出了位于加油或充电口门盖和连接底盘上的磁铁。
如图5所示，门盖410的底部上设有磁铁542.1、542.2和542.3。如图6所示，连接底盘440的顶部上也设有磁铁542.1和542.2。当门盖410 处于关闭的状态时，门盖410上的磁铁542.1和542.2与连接底盘440上的磁铁542.1和542.2相互吸引，使门盖410完全闭合在关闭位置。这样可以使得门盖410与车身保持平整，保证车身的美观性。所述的磁铁可以根据需要设置一块或者多块，可以沿着门盖410的边沿设置，能够更好的保证门盖与车身的平整。
尽管参考附图中出示的具体实施方式将对本申请进行描述，但是应当理解，在不背离本申请教导的精神和范围和背景下，本申请的加油或充电口门锁可以有许多变化形式。本领域技术普通技术人员还将意识到有不同的方式来改变本申请所公开的实施例中的结构，均落入本申请和权利要求的精神和范围内。