铰链及汽车的制作方法

1.本实用新型涉及一种铰链及汽车，属于车辆技术领域。


背景技术：

2.汽车的车门和车身的连接处设置有铰链和限位器。铰链的主要功能是将车门和车身连接起来，并保证车门相对于车身的位置。限位器用来限制车门打开的程度。
3.相关技术中，铰链包括第一铰接臂、第二铰接臂和铰接轴，第一铰接臂的第一端通过铰接轴与第二铰接臂的第一端铰接，第一铰接臂的第二端与车身紧固连接，第二铰接臂的第二端与车门紧固连接。限位器包括限位臂和套装在限位臂上的限位盒，限位盒内设有弹簧和滑块，弹簧的两端分别与限位盒的内壁和滑块的一端抵触，滑块的另一端与限位臂的滑动面滑动接触，滑动面上沿限位臂的长度方向间隔设置有多个限位槽。滑块的另一端嵌入不同位置处的限位槽内，使得车门能够以不同的开度打开。
4.然而，由于限位臂的滑动面平行于水平面设置，其上容易积灰，从而滑块很容易磨损，减损其寿命并带来异响。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种铰链及汽车，解决了现有技术中的滑块容易磨损，从而减损其寿命并带来异响的问题。
6.本实用新型的第一方面是提供一种铰链，包括第一铰接臂、第二铰接臂、铰接轴、滚珠以及弹性件；
7.所述第一铰接臂的第一端通过所述铰接轴与所述第二铰接臂的第一端铰接；
8.所述第一铰接臂的第二端用于与车身和车门的其中一个紧固连接；
9.所述第二铰接臂的第二端用于与车身和车门的另外一个紧固连接；
10.所述第一铰接臂的第一端的侧壁上设置有安装孔；
11.所述弹性件和部分所述滚珠设置在所述安装孔内，所述弹性件的两端分别与所述安装孔的底壁和所述滚珠抵接；
12.所述第二铰接臂的第一端的侧壁上设置有供所述滚珠滚动的配合面，所述配合面上设置有多个可供所述滚珠进入的档位凹槽，多个所述档位凹槽沿所述铰接轴的周向方向间隔设置。
13.可选地，所述弹性件包括第一弹簧和顶部具有开口的滑盒；
14.所述第一弹簧的两端分别与所述安装孔的底壁和所述滑盒抵接；
15.部分所述滚珠设置在所述滑盒内；
16.所述滑盒可滑动地设置在所述安装孔内。
17.可选地，所述滑盒的外形为长方体形，所述安装孔的纵截面为矩形。
18.可选地，所述弹性件包括第二弹簧；
19.所述第二弹簧的两端分别与所述安装孔的底壁和所述滚珠抵接；
20.所述安装孔的纵截面为圆形。
21.可选地，还包括滚动导槽；
22.所述滚动导槽环绕所述铰接轴设置并用于连通相邻的两个所述档位凹槽，所述滚动导槽的纵截面为弧形。
23.可选地，还包括第一垫圈；
24.所述第一垫圈套装在所述铰接轴上并位于所述第一铰接臂和所述第二铰接臂之间。
25.可选地，所述第一铰接臂包括第一连接板、第一连接梁以及连接管；
26.所述第一连接板用于与车身和车门的其中一个紧固连接；
27.所述第一连接梁垂直于所述第一连接板设置，所述第一连接梁的第二端与所述第一连接板紧固连接，所述第一连接梁的横截面为多边形；
28.所述连接管的侧壁与所述第一连接梁的第一端的端面接触并与所述第一连接梁紧固连接；
29.所述铰接轴的第二端插设于所述连接管内并与所述连接管紧固连接；
30.所述安装孔设置在所述第一连接梁的第一端的端面上并位于所述连接管的上方。
31.可选地，还包括锁紧孔和固定销；
32.所述锁紧孔设置在所述连接管的侧壁上并与所述连接管的内部连通；
33.所述铰接轴的侧壁上设置有环绕所述铰接轴的轴线设置的固定槽；
34.所述固定销插穿过所述锁紧孔并插设于所述固定槽内。
35.可选地，所述第二铰接臂包括第二连接梁、第二连接板以及限位板；
36.所述第二连接板垂直于所述第二连接梁设置并与所述第二连接梁的第一端紧固连接，所述第二连接板用于与车身和车门的另外一个紧固连接；
37.所述限位板的第一端的端面与所述第二连接梁的第二端的端面接触并与所述第二连接梁紧固连接；
38.所述第二连接梁和所述限位板的横截面均为多边形；
39.所述配合面设置在所述第二连接梁的第二端的侧壁上；
40.所述第二连接梁的第二端的顶面设置有贯穿所述第二连接梁的第一通孔；所述铰接轴的第一端插设于所述第一通孔内并与所述第二连接梁转动连接；
41.多个所述档位凹槽环绕所述铰接轴间隔设置。
42.本实用新型的第二方面是提供一种汽车，包括车门、车身以及上述的铰链；所述铰链用于铰接所述车门和所述车身。
43.本实用新型提供的一种铰链及汽车，包括第一铰接臂、第二铰接臂、铰接轴、滚珠以及弹性件；第一铰接臂的第一端通过铰接轴与第二铰接臂的第一端铰接；第一铰接臂的第二端用于与车身和车门的其中一个紧固连接；第二铰接臂的第二端用于与车身和车门的另外一个紧固连接；第一铰接臂的第一端的侧壁上设置有安装孔；弹性件和部分滚珠设置在安装孔内，弹性件的两端分别与安装孔的底壁和滚珠抵接；第二铰接臂的第一端的侧壁上设置有供滚珠滚动的配合面，配合面上设置有多个可供滚珠进入的档位凹槽，多个档位凹槽沿铰接轴的周向方向间隔设置。
44.本实用新型提供的方案，通过弹性件和滚珠的配合，可以使滚珠在配合面上滚动，
以实现车门开度的转动，而且配合面垂直于水平面设置，其上不易积灰，从而滚珠也就不易磨损，可以增加铰链使用寿命并避免异响的产生。将弹性件、滚珠、配合面以及档位凹槽构成的限位结构设置在铰链上，使得铰链具备限位功能，也即限位功能集成到了铰链上，可以降低整车制造成本。
附图说明
45.通过参照附图的以下详细描述，本实用新型实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本实用新型的多个实施例进行说明，其中：
46.图1为本实用新型实施例的铰链的立体图；
47.图2为本实用新型实施例的铰链的正视图；
48.图3为图2中的a-a处的剖视图；
49.图4为本实用新型实施例的第一铰接臂的立体图；
50.图5为图2中的b-b处的剖视图；
51.图6为本实用新型实施例的第二铰接臂的立体图。
52.附图标记：
53.10-第一铰接臂；11-第一连接板；12-第一连接梁；13-连接管；
54.20-第二铰接臂；21-第二连接梁；22-第二连接板；23-限位板；
55.30-铰接轴；
56.40-滚珠；
57.50-弹性件；51-第一弹簧；52-滑盒；
58.60-第一垫圈；
59.71-配合面；72-档位凹槽；73-滚动导槽。
具体实施方式
60.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
61.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“上”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
62.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
63.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。
64.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
65.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
66.汽车的车门和车身的连接处设置有铰链和限位器。铰链的主要功能是将车门和车身连接起来，并保证车门相对于车身的位置。限位器用来限制车门打开的程度。
67.在相关技术中，铰链包括第一铰接臂、第二铰接臂和铰接轴，第一铰接臂的第一端通过铰接轴与第二铰接臂的第一端铰接，第一铰接臂的第二端与车身紧固连接，第二铰接臂的第二端与车门紧固连接。限位器包括限位臂和套装在限位臂上的限位盒，限位盒内设有弹簧和滑块，弹簧的两端分别与限位盒的内壁和滑块的一端抵触，滑块的另一端与限位臂的滑动面滑动接触，滑动面上沿限位臂的长度方向间隔设置有多个限位槽。滑块的另一端嵌入不同位置处的限位槽内，使得车门能够以不同的开度打开。
68.然而，由于限位臂的滑动面平行于水平面设置，其上容易积灰，从而滑块很容易磨损，减损其寿命并带来异响。
69.本公开发明人分析后发现，在弹簧的作用下，滑块始终与限位臂的滑动面接触并与限位臂滑动摩擦，而且滑动面平行于水平面设置，在滑动面上会不断的积存灰尘，在灰尘的作用下，使得滑块的磨损速度加快，降低了滑块的寿命并带来异响。
70.鉴于平行于水平面设置的滑动面才容易积灰，从而可以将滑动面垂直于水平面设置，在重力的作用下，使得滑动面不易积灰。但是，滑动面与滑块之间的接触形式仍然是滑动摩擦，并不能完全解决滑块容易磨损的问题。为此，本公开发明人摒弃了基于滑动摩擦的技术方案，提供了一种基于滚动摩擦的技术方案，增加了使用寿命并避免了异响的产生。该技术方案主要在铰链的一部上设置滚珠，在铰链的另一部分上设置与滚珠滚动配合的配合面，配合面上设置有多个供滚珠进入的档位凹槽。配合面垂于水平面设置并与滚珠滚动配合，降低了滚珠的磨损速度，提升了寿命。滚珠与配合面为滚动配合，避免了异响的产生。滚珠进入不同位置处的档位凹槽，使得车门以不同的开度打开。
71.除此之外，将滚珠、配合面和档位凹槽设置在铰链上，使得铰链铰接车身和车门的同时具有限位功能，能够控制车门的打开度。因此，具有限位功能的铰链，可去掉单独设计的限位器，降低成本的同时可提高整车品质。
72.具体地，本公开提供了一种铰链，主要包括第一铰接臂、第二铰接臂、滚珠以及弹性件。第一铰接臂的第一端和第二铰接臂的第一端铰接，以构成铰接车身和车门的铰链。第一铰接臂上设置有安装孔，安装孔用来安装弹性件和滚珠，弹性件的两端分别与安装孔的底壁和滚珠抵接，弹性件使得滚珠始终与设置在第二铰接臂的侧壁上的配合面接触。配合面上设置有多个档位凹槽，多个档位凹槽用于使车门具有不同的开度。
73.下面结合具体实施例对本实用新型提供的铰链及汽车进行详细说明。
74.图1为本实施例的铰链的立体图；图2为本实施例的铰链的正视图；图3为图2中的a-a处的剖视图。
75.如图1-图3所示，本实施例提供了一种铰链，包括第一铰接臂10、第二铰接臂20、铰接轴30、滚珠40以及弹性件50。其中，第一铰接臂10的第一端通过铰接轴30与第二铰接臂20的第一端铰接；第一铰接臂10的第二端用于与车身和车门的其中一个紧固连接；第二铰接臂20的第二端用于与车身和车门的另外一个紧固连接。
76.第一铰接臂10的第一端的侧壁上设置有安装孔；弹性件50和部分滚珠40设置在安装孔内，弹性件50的两端分别与安装孔的底壁和滚珠40抵接。
77.第二铰接臂20的第一端的侧壁上设置有供滚珠40滚动的配合面71，配合面71上设置有多个可供滚珠40进入的档位凹槽72，多个档位凹槽72沿铰接轴30的周向方向间隔设置。
78.第一铰接臂10的第一端可以与车门和车身的其中一个紧固连接，对应地，第二铰接臂20的第一端可以与车门和车身的另外一个紧固连接，因第一铰接臂10的第二端通过铰接轴30与第二铰接臂20的第二端铰接，使得车门和车身铰接。同时，通过铰接的第一铰接臂10第二铰接臂20，使得车身可支撑处于打开状态的车门。
79.第一铰接臂10和第二铰接臂20可以通过螺纹连接的方式与车门或车身紧固连接，例如，采用螺栓连接。
80.可以理解的是，铰接轴30的两端分别垂直于第一铰接臂10和第二铰接臂20设置，便于铰接轴30的两端分别与第一铰接臂10和第二铰接臂20连接，以使得第一铰接臂10和第二铰接臂20铰接。
81.铰接轴30的形状可以是圆柱状或者阶梯轴。
82.可以理解的是，安装孔设置在第一铰接臂10的第一端的侧壁上，是为了与垂直于水平面设置的配合面71配合，以确保滚珠40可在配合面71上滚动。
83.可以理解的是，弹性件50的设置，在弹性件50的弹性形变的作用下，对滚珠40施加一个作用力，使得滚珠40始终与配合面71接触。
84.需要说明的是，配合面71应当是一个曲面，以使得部分滚珠40始终位于安装孔内并与配合面71滚动接触。
85.多个档位凹槽72沿铰接轴30的周向方向间隔设置，使得滚珠40与进入不同位置的档位凹槽72后，从而第一铰接臂10和第二铰接臂20的之间具有多个限位角度，进而车门具有不同的开度，满足不同的打开需求。同时，滚珠40进入档位凹槽72后，在没有外力的作用下，使得第一铰接臂10相对于第二铰接臂20的位置保持不变，从而车门的开度不变。
86.可以理解的是，档位凹槽72的纵截面呈弧形，以使得滚珠40和档位凹槽72紧密配合。
87.可以理解的是，限制车门开度的弹性件50、滚珠40以及档位凹槽72等设置在由第一铰接臂10、第二铰接臂20和铰接轴30构成的铰链上，使得铰链具有限位功能，进而无需再设置单独的限位器，可以降低整车制造成本。同时，减少了限位器与汽车匹配所带来的问题，从而提高了整车的可靠性。
88.综上所述，当第一铰接臂10与车身紧固连接，第二铰接臂20与车门紧固连接时，在打开车门的过程中，车门带动第二铰接臂20相对于第一铰接臂10转动，滚珠40在配合面71上滚动并进入档位凹槽72内，以此使得车门具有不同的开度。在此过程中，弹性件50使得滚珠40始终与配合面71接触，同时将滚珠40固定在档位凹槽72内，使得车门的开度保持不变。
89.如图3所示，在第一种可选地实施方式中，弹性件50包括第一弹簧51和顶部具有开口的滑盒52。其中，第一弹簧51的两端分别与安装孔的底壁和滑盒52抵接；部分滚珠40设置在滑盒52内；滑盒52可滑动地设置在安装孔内。滚珠40设置在滑盒52内，滚珠40与第一弹簧51间接接触，降低了滚珠40的磨损量，增加滚珠40的寿命。
90.可以理解的是，滚珠40仅部分设置在滑盒52内，以使得滚珠40能够在配合面71滚动。
91.滑盒52可滑动地设置在安装孔内，目的是在第一弹簧51的作用下，滑盒52可带动滚珠40相对于配合面71作往复直线运动，确保滚珠40与配合面71接触。
92.滑盒52的设置，可避免第一弹簧51与滚珠40直接接触，从而使滚珠40容易磨损，减损其寿命。
93.滑盒52的形状可以圆柱形或长方体形，可以理解的是，安装孔的纵截面形状与滑盒52的形状适配。例如，当滑盒52的外形为长方体形时，安装孔的纵截面为矩形。采用长方体形的滑盒52，滑盒52与安装孔之间形成卡位结构，滑盒52不随滚珠40的滚动而转动，确保滚珠40与配合面71为滚动摩擦。
94.在第二种可选地实施方式中，弹性件50包括第二弹簧。其中，第二弹簧的两端分别与安装孔的底壁和滚珠40抵接；安装孔的纵截面为圆形。第二弹簧的设置，能够使滚珠40始终在配合面71滚动并插入档位凹槽72内。
95.与第一种结构的弹性件50相比，由第二弹簧构成的弹性件50能够有效降低成本，并降低装配难度。
96.如图3所示，在一种可选地实施方式中，还包括滚动导槽73。其中，滚动导槽73环绕铰接轴30设置并用于连通相邻的两个档位凹槽72，滚动导槽73的纵截面为弧形。滚动导槽73的设置，使得滚珠40能够准确的从一个档位凹槽72中进入到与之相邻的档位凹槽72中。
97.需要说明的是，滚动导槽73的纵截面为弧形，是为了与滚珠40配合并使滚珠40的滚动方向为预定方向。
98.如图1和图2所示，在一种可选地实施方式中，还包括第一垫圈60。其中，第一垫圈60套装在铰接轴30上并位于第一铰接臂10和第二铰接臂20之间。第一垫圈60的两端分别与第一铰接臂10和第二铰接臂20接触，避免了第一铰接臂10和第二铰接臂20直接接触，增加第一铰接臂10和第二铰接臂20的使用寿命。
99.需要说明的是，第一垫圈60的材质可以是金属材质，以保证第一垫圈60的使用寿命。
100.图4为本实施例的第一铰接臂的立体图。
101.如图4所示，在一种可选地实施方式中，第一铰接臂10包括第一连接板11、第一连接梁12以及连接管13。其中，第一连接板11用于与车身和车门的其中一个紧固连接；第一连接梁12垂直于第一连接板11设置，第一连接梁12的第二端与第一连接板11紧固连接，第一连接梁12的横截面为多边形。
102.连接管13的侧壁与第一连接梁12的第一端的端面接触并与第一连接梁12紧固连接；铰接轴30的第二端插设于连接管13内并与连接管13紧固连接；安装孔设置在第一连接梁12的第一端的端面上并位于连接管13的上方。由第一连接板11、第一连接梁12以及连接管13构成的第一铰接臂10，实现了与车身和车门的其中一个紧固连接的同时能够安装弹性件50和滚珠40，以控制车门的开度。
103.第一连接板11设置为平板结构，是为了增加其与车门或车身的连接面积，从而增加连接强度。第一连接板11可以通过螺纹连接的方式与车身和车门的其中一个紧固连接，例如，第一连接板11上设置有第一紧固孔，紧固螺栓穿过第一紧固孔与车身或车门紧固连接。第一连接板11的形状为多边形，例如，第一连接板11的形状为矩形。
104.在车门打开时，第一铰接臂10和第二铰接臂20处于承载车门的状态中，为保证车门的安全，第一连接板11、第一连接梁12以及连接管13为一体成型的一体结构，第一连接板11和第一连接梁12的连接强度以及第一连接梁12和连接管13连接强度有保证，以增加第一铰接臂10的使用寿命。
105.需要说明的是，安装孔设置在第一连接梁12的第一端的端面上并位于连接管13的上方，是为了使滚珠40能够在配合面71上滚动。
106.连接管13的设置，实现了第一铰接臂10与铰接轴30连接，以实现第一铰接臂10和第二铰接臂20铰接。
107.图5为图2中的b-b处的剖视图。
108.如图4和图5所示，可选地，还包括锁紧孔和固定销。其中，锁紧孔设置在连接管13的侧壁上并与连接管13的内部连通；铰接轴30的侧壁上设置有环绕铰接轴30的轴线设置的固定槽；固定销插穿过锁紧孔并插设于固定槽内。固定销和锁紧孔的设置，实现了连接管13和铰接轴30紧固连接。
109.固定槽的设置，使得固定销的第一端与固定槽形成卡位结构，并在固定销与锁紧孔紧固连接的作用下，将连接管13和铰接轴30固定。
110.固定销的形状可以是圆柱形，锁紧孔的形状可以是圆形。
111.图6为本实施例的第二铰接臂的立体图。
112.如图6所示，在一种可选地实施方式中，第二铰接臂20包括第二连接梁21、第二连接板22以及限位板23。其中，第二连接板22垂直于第二连接梁21设置并与第二连接梁21的第一端紧固连接，第二连接板22用于与车身和车门的另外一个紧固连接；
113.限位板23的第一端的端面与第二连接梁21的第二端的端面接触并与第二连接梁21紧固连接；第二连接梁21和限位板23的横截面均为多边形。
114.配合面71设置在第二连接梁21的第二端的侧壁上，多个档位凹槽72环绕铰接轴30间隔设置。第二连接梁21的第二端的顶面设置有贯穿第二连接梁21的第一通孔；铰接轴30的第一端插设于第一通孔内并与第二连接梁21转动连接。由第二连接梁21、第二连接板22以及限位板23构成的第二铰接臂20实现了与第一铰接臂10铰接，并设置有与滚珠40配合的
档位凹槽72，以控制车门的打开度。
115.通过设置第二连接板22，可以增加与车门或车身的连接面积，从而增加连接强度。第二连接板22可以通过螺纹连接的方式与车身和车门的其中一个紧固连接，例如，第二连接板22上设置有第二紧固孔，紧固螺栓穿过第二紧固孔与车身或车门紧固连接。第二连接板22的形状为多边形，例如，第二连接板22的形状为矩形。
116.在车门打开时，第一铰接臂10和第二铰接臂20处于承载车门的状态中，为保证车门的安全，第二连接板22、第二连接梁21以及限位板23为一体成型的一体结构，第二连接板22和第二连接梁21的连接强度以及第二连接梁21和限位板23连接强度有保证，以增加第二铰接臂20的使用寿命。
117.需要说明的是，限位板23能够与第一连接梁12的侧壁抵触，以限定第一铰接臂10相对于第二铰接臂20的最大转动角度，进而限定车门的最大打开度。
118.第一通孔的设置，实现了铰接轴30与第一铰接臂10转动连接。其中，铰接轴30穿过第一通孔设置，并且其上套装有第二垫圈和固定环，第二垫圈的两端分别与固定环和第二连接梁21接触。固定环和第二垫圈的设置，避免了铰接轴30和第二铰接臂20脱离。
119.本实施例还提供一种汽车，包括车门、车身以及上述的铰链。其中，铰链用于铰接车门和车身。例如，将上文中的第一铰接臂10与车身固定，将第二铰接臂20与车门固定，或者，将上文中的第一铰接臂10与车门固定，将第二铰接臂20与车身固定。
120.需要说明的是，采用具有限位功能的铰链，无需再单独设置限位器，有效降低了成本并可提高整车的可靠性。
121.最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型已经进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施方式技术方案的范围。