一种汽车开门机构及汽车

技术领域

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种汽车开门机构及汽车。

背景技术

目前汽车常用铰接式车门结构，开门时侧门为侧向打开，汽车两侧所需的避让空间较大，在一些空间狭小的地方开门容易受阻。侧向推拉式车门虽然能够减少开门时的空间占用，但是需要在汽车侧面设置一定长度的轨道供车门移动，对汽车的尺寸有一定要求，针对一些小型汽车，例如两座汽车，其外形尺寸有限，侧面没有足够的空间安装轨道结构，因此在小型汽车上应用时也具有一定的局限性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种手动开门流畅省力，开门空间占用小，应用的局限性更低，适用场景范围更广的汽车开门机构及汽车。

本发明的内容提供了一种汽车开门机构，包括直线导轨一、弧形导轨、支撑导套及一端用于安装车门的门轴，所述支撑导套的轴向与直线导轨一的长度方向平行，所述门轴穿设在支撑导套内并可在支撑导套内移动和转动，且门轴上设置有用于沿直线导轨一和弧形导轨滑动的导向件一，所述弧形导轨位于直线导轨一的一端侧面并与直线导轨一该端连接，且弧形导轨的径向与门轴的轴向垂直；

还包括扭簧和直线导轨二，所述直线导轨二位于直线导轨一的一侧并与直线导轨一平行，所述扭簧套设在门轴上，扭簧的一端与门轴固定，另一端与直线导轨二滑动连接，所述导向件一位于直线导轨一上时，扭簧为压缩状态，所述导向件一滑动至弧形导轨与直线导轨一连接处时，门轴可进行旋转，扭簧释放扭矩能量为门轴的旋转提供辅助力。

更进一步地，还包括旋转阻尼器，用于在门轴转动时提供阻尼力。

更进一步地，所述旋转阻尼器的转动部与门轴固定，旋转阻尼器的固定部上设置有导向件二，导向件二与直线导轨一滑动连接。

更进一步地，所述直线导轨一上设置有直线滑槽，所述弧形导轨上沿自身弧度设置有弧形滑槽，所述弧形滑槽与直线滑槽在弧形导轨与直线导轨一连接处连通，所述导向件一沿直线导轨和弧形导轨滑动时为沿直线滑槽和弧形滑槽内滑动。

更进一步地，所述导向件一为圆柱形或球形，导向件一为圆柱形时，其轴线与门轴的轴线垂直。

更进一步地，所述支撑导套设置有两组，两组支撑导套对应设置在直线导轨一的两端，所述门轴同时穿设在两组支撑导套内。

更进一步地，所述门轴上设置有固定器，固定器沿门轴的径向或切向延伸设置，所述门轴通过固定器固定扭簧的一端。

更进一步地，还包括底座，所述直线导轨一、弧形导轨和直线导轨二均设置在底座上，所述支撑导套设置在底座或直线导轨一上。

更进一步地，所述门轴用于安装车门的一端设置有法兰。

本发明的内容还提供了一种汽车，设置有如上述的汽车开门机构。

本发明的有益效果是，开门时，沿门轴的轴向拉动车门，导向件一随着门轴的轴向移动沿直线导轨一滑动，起到门轴轴向移动的导向作用及门轴周向的限位作用，结合直线导轨二的设置，能够保障扭簧跟随门轴轴向移动并保障门轴轴向移动时扭簧始终为储能状态。当导向件一滑动至直线导轨一与弧形导轨连接处时，门轴失去弧形导轨所在方向的周向限位，扭簧可释放其储存的扭矩能量，提供门轴旋转的辅助力，而在该位置状态下，此时车门与汽车本体侧面之间具有一定的间隔，不会与汽车本体侧面其他部件发生干涉，结合扭簧释放的扭矩能量，大大减小了旋转开门所需的力，能够在避免干涉的情况下使车门自动旋转打开或手动施加较小力气后轻松旋转打开，开门动作更加流畅省力。

关门时，反向转动车门，对车门施加的作用力结合车门的自身重力共同克服扭簧的扭力，使扭簧逐渐压缩，反向转动到位后，导向件一滑动至弧形导轨与直线导轨一连接处，再将车门向内推至与汽车本体侧面贴合即可。

在门轴转动使车门旋转的过程中，导向件一为沿弧形导轨上滑动，起到转动导向及门轴轴向限位的作用，提高转动开门过程的稳定性及可靠性。

该汽车开门机构能够使车门打开时的空间占用小，可适用于狭小空间内的开门需求，且在汽车侧面所需的安装空间小，相较于电气动力驱动方式，本发明能够通过较小的力实现车门的手动旋转打开，开门过程流畅且省力，结构简单且成本更低，能够更好地适用于小型汽车或低成本汽车上，因此应用的局限性更低，可适用的场景范围更广。

附图说明

图1为本发明汽车开门机构第一工作状态的结构示意图。

图2为本发明图1状态下导向件一和导向件二的位置示意图。

图3为本发明汽车开门机构第二工作状态的结构示意图。

图4为本发明图3状态下导向件一和导向件二的位置示意图。

图5为本发明车门关闭状态的示意图。

图6为本发明门轴直线移动后车门的状态示意图。

图7为本发明门轴直线移动并旋转后车门的状态示意图。

在图中：1、直线导轨一；11、直线滑槽；2、弧形导轨；21、弧形滑槽；3、门轴；31、导向件一；32、法兰；4、支撑导套；5、扭簧；6、直线导轨二；61、滑块；7、旋转阻尼器；71、导向件二；8、固定器；9、底座；100、汽车开门机构；200、车门。

具体实施方式

如图1-图7所示，本发明提供一种汽车开门机构100，该汽车开门机构100包括直线导轨一1、弧形导轨2、支撑导套4及门轴3。门轴3的一端用于安装车门200，所述支撑导套4位于直线导轨一1的侧面或者端部，支撑导套4的轴向与直线导轨一1的长度方向平行，所述门轴3穿设在支撑导套4内，门轴3的轴向与直线导轨一1的长度方向同向，门轴3可在支撑导套4内移动和转动，支撑导套4对门轴3起滑动及滚动支撑的作用。所述门轴3上设置有导向件一31，导向件一31用于随着门轴3的移动或转动而沿直线导轨一1或沿弧形导轨2滑动。如图2和图4所示，所述弧形导轨2位于直线导轨一1的一端侧面并与直线导轨一1该端连接，弧形导轨2的圆心位于门轴3的轴线上，且弧形导轨2的径向与门轴3的轴向垂直。以确保导向件一31位于弧形导轨2与直线导轨一1连接处时，能够随着门轴3的旋转而沿弧形导轨2滑动。

该汽车开门机构100还包括扭簧5和直线导轨二6，所述直线导轨二6位于直线导轨一1的一侧并与直线导轨一1平行，所述扭簧5套设在门轴3上，扭簧5的一端与门轴3固定，即扭簧5该端跟随门轴3移动和转动，直线导轨二6上滑动设置有滑块61，扭簧5的另一端与滑块61固定，使得扭簧5该端与直线导轨二6滑动连接，使得当门轴3直线移动时，扭簧5整体可以跟随门轴3同步直线移动。

如图1和图2所示，导向件一31位于直线导轨一1上时，扭簧5为压缩状态，即为储能状态，导向件一31和直线导轨一1的配合能够在周向上对门轴3进行限位，避免导向件一31位于直线导轨上时门轴3受扭簧5的作用力而转动。当导向件一31滑动至弧形导轨2与直线导轨一1连接处时，门轴3失去周向上的约束，从而可进行旋转，扭簧5释放扭矩能量，为门轴3的旋转提供辅助力。

本发明提供的汽车开门机构100，应用至汽车中时，车门200安装在门轴3的一端，开门时，沿门轴3的轴向拉动车门200，导向件一31随着门轴3的轴向移动沿直线导轨一1滑动，起到门轴3轴向移动的导向作用及门轴3周向的限位作用，结合直线导轨二6的设置，能够保障扭簧5跟随门轴3轴向移动并保障门轴3轴向移动时扭簧5始终为储能状态。当导向件一31滑动至直线导轨一1与弧形导轨2连接处时，门轴3失去弧形导轨2所在方向的周向限位，扭簧5可释放其储存的扭矩能量，提供门轴3旋转的辅助力，而在该位置状态下，此时车门200与汽车本体侧面之间具有一定的间隔，不会与汽车本体侧面其他部件发生干涉，结合扭簧5释放的扭矩能量，大大减小了旋转开门所需的力，能够在避免干涉的情况下使车门200自动旋转打开或手动施加较小力气后轻松旋转打开，开门动作更加流畅省力。关门时，反向转动车门200，对车门200施加的作用力结合车门200的自身重力共同克服扭簧5的扭力，使扭簧5逐渐压缩，反向转动到位后，导向件一31滑动至弧形导轨2与直线导轨一1连接处，再将车门200向内推至与汽车本体侧面贴合即可。在门轴3转动使车门200旋转的过程中，导向件一31为沿弧形导轨2上滑动，起到转动导向及门轴3轴向限位的作用，提高转动开门过程的稳定性及可靠性。

该汽车开门机构100能够使车门200打开时的空间占用小，可适用于狭小空间内的开门需求，且在汽车侧面所需的安装空间小，相较于电气动力驱动方式，本发明能够通过较小的力实现车门200的手动旋转打开，开门过程流畅且省力，结构简单且成本更低，能够更好地适用于小型汽车或低成本汽车上，因此应用的局限性更低，可适用的场景范围更广。

本发明还包括旋转阻尼器7，用于在门轴3转动时提供阻尼力，对门轴3的转动提供缓冲，避免扭簧5释放扭矩能量时产生的瞬时扭力过大而对车门200造成冲击，进一步提高转动开门过程的稳定性及可靠性。门轴3即为车门200的旋转轴。优选旋转阻尼器7扭矩大于或等于车门200旋转开合过程中产生的扭矩和扭簧5抵消后的扭矩值，但不会超过人在转动车门过程中需要的用到的舒适力值。具体大小关系是：

①任何状态下：扭簧的扭矩≥车门重力相对于旋转轴扭矩；

②任何状态下：旋转阻尼器的扭矩≥（扭簧扭矩-车门重力在旋转时产生的扭矩）；

③任何状态下：[旋转阻尼器的扭矩-（扭簧扭矩-车门重力在旋转时产生的扭矩）]∈人力舒适扭矩区间。

其中，舒适力值、人力舒适扭矩区间可在实际生产时根据目标车辆的适用人群的理论平均握力、拉力范围作为参考数据，在此不再具体限定。在上述旋转阻尼器7阻尼力的作用下，实现流畅省力开门和关门动作的同时，能够满足车门200在任意位置的悬停，可以根据实际停车空间大小控制车门的开启程度，即控制车门200开启时的旋转角度，可避免在空间狭小、不足以车门完全打开的场景下因车门完全打开而发生碰撞的情况，进一步提高在狭小空间开门的灵活性。

旋转阻尼器7的具体设置方式为，所述旋转阻尼器7套设在门轴3上，旋转阻尼器7的转动部与门轴3固定，旋转阻尼器7的固定部上设置有导向件二71，导向件二71与直线导轨一1滑动连接，其中，导向件二71在开门时门轴3的轴向移动方向上位于导向件一31的后方，当导向件一31位于直线导轨1或弧形导轨2上时，导向件二71均位于直线导轨1上，使得旋转阻尼器7整体能够跟随门轴3进行轴向移动，而在门轴3发生转动时，导向件二71则对旋转阻尼器7的固定部起到周向的限位，仅旋转阻尼器7的转动部跟随门轴3发生转动，从而产生阻尼。

在本发明的一些实施方式中，直线导轨一1与弧形导轨2的连接处为弧形过渡，使得位于直线导轨一1上的导向件一31能够沿着该连接处滑动至弧形导轨2上。

在本发明的优选实施方式中，所述直线导轨一1上设置有直线滑槽11，所述弧形导轨2上沿自身弧度设置有弧形滑槽21，所述弧形滑槽21与直线滑槽11在弧形导轨2与直线导轨一1连接处连通，所述导向件一31沿直线导轨和弧形导轨2滑动时为沿直线滑槽11和弧形滑槽21内滑动，降低导向件一31沿着连接处滑动至弧形导轨2上的难度，提高导向件一31经过该连接处时的流畅性。

在上述优选实施方式中，所述导向件一31为圆柱形或球形，进一步提高滑动时的流畅性。当导向件一31为圆柱形时，且可以为随动器或滚动轴承，其轴线与门轴3的轴线垂直。导向件二71也优选为圆柱形或球形。

所述支撑导套4设置有两组，两组支撑导套4对应设置在直线导轨一1的两端，所述门轴3同时穿设在两组支撑导套4内，以提高对门轴3移动导向及滚动支撑的平稳性。支撑导套4优选为轴套，减小门轴3移动和转动时的摩擦力，以降低开门阻力。

所述门轴3上设置有固定器8，固定器8跟随门轴3移动和转动，且固定器8沿门轴3的径向或切向延伸设置，所述门轴3通过固定器8固定扭簧5的一端。由于扭簧5的结构特点，其端部为延伸设置，通过设置固定器8，能够更便于对扭簧5该端进行固定。其中，优选固定器8上设置有固定槽，扭簧5该端穿设在该固定槽内进行固定，以便于扭簧5与固定器8之间的拆装，方便根据不同车门200重量更换扭簧5。

在本发明的一个设置方式中，所述直线导轨一1、弧形导轨2和直线导轨二6安装在汽车本体内部，支撑导套4设置在汽车车体内部或直线导轨一1上。即汽车开门机构100基于汽车车体进行组装。

在本发明的另一个设置方式中，还包括底座9，所述直线导轨一1、弧形导轨2和直线导轨二6均设置在底座9上，所述支撑导套4设置在底座9或直线导轨一1上。该设置方式能够将汽车开门机构100整体组装后再安装至汽车车体上，降低在汽车车体上的安装难度。

所述门轴3用于安装车门200的一端设置有法兰32，以便于车门200的固定。

本发明还提供一种汽车，汽车开门机构100设置在汽车本体上，门轴3设有法兰32的一端与车门200固定，具体为与与车门200的一侧固定，以确保车门200能够通过旋转完全打开。关门状态如图5所示，沿门轴3的轴向拉动车门200后的状态如图6所示，继续旋转车门200使其打开后的状态如图7所示。该汽车由于设置了上述的汽车开门机构100，能够在避免干涉的情况下手动施加较小力气后轻松旋转打开，使得开门动作更加流畅省力，且在汽车侧面所需的安装空间小，结构简单且成本更低，利于降低汽车成本，同时车门200打开时的空间占用小，可适用于狭小空间内的开门需求，降低汽车在狭小空间内的局限性，扩宽了汽车可适用的场景范围。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的保护范围限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请中一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本申请中一个或多个实施例旨在涵盖落入本申请的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请中一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。