直接作用的發條平衡鉸鏈組件的製作方法
2023-05-19 23:38:56
直接作用的發條平衡鉸鏈組件的製作方法
【專利摘要】一種用於可旋轉地支撐車輛行李箱蓋的平衡鉸鏈組件，其包括鉸鏈盒和可旋轉地附接到鉸鏈盒的支撐構件。連杆系統使鉸鏈盒和支撐構件相互連接，並且包括可旋轉地附接到鉸鏈盒用於繞彈簧軸線旋轉的卷緊連杆，和使卷緊連杆和支撐構件相互連接的從動連杆。平面螺旋彈簧繞彈簧軸線盤繞，並且聯接到鉸鏈盒和卷緊連杆。平面螺旋彈簧向卷緊連杆施加扭矩，來使卷緊連杆繞彈簧軸線旋轉，以輔助支撐構件從閉合位置到打開位置的運動。
【專利說明】直接作用的發條平衡鉸鏈組件
【技術領域】
[0001 ] 本發明總體涉及平衡鉸鏈組件。
【背景技術】
[0002]用於可旋轉地支撐車輛行李箱蓋的平衡鉸鏈組件通常包括至少一個扭力杆，該扭力杆在一對鉸鏈盒之間延伸。支撐構件可旋轉地附接到每一個鉸鏈盒，並且由所述每一個鉸鏈盒支撐，其中行李箱蓋附接到支撐構件以隨其一起旋轉。扭矩杆的一端彎曲以限定接合鉸鏈盒之一的卷緊端(wind-up end),並且扭矩杆的另一端彎曲以限定接合支撐構件之一的環狀端。因此，扭力杆必須跨車輛的寬度在相對的鉸鏈盒之間延伸。扭矩杆在相對於鉸鏈盒的裝配和固定在位過程中扭轉，以預加載扭矩杆。被預加載的扭矩杆作為彈簧發揮作用來解除扭曲，由此向支撐構件施加扭矩來輔助打開行李箱蓋。
[0003]扭力杆的有效長度越短，則作用在扭力杆上的應力越高。因此，縮短扭力杆的有效長度往往降低扭力杆的耐久性，而增大扭力杆的有效長度往往延長扭力杆的耐久性。但是，扭力杆的有效長度受側向車輛寬度限制。由於隨時間推移車輛變得越來越小，因此車輛的側向寬度也減小，由此縮短扭力杆的有效長度。另外，對封裝的考慮要求扭力杆與其他車輛部件(例如揚聲器、座椅安全帶卷收器、動力遮陽裝置等)爭奪行李箱內擱架下方的空間。
【發明內容】
[0004]提供一種平衡鉸鏈組件。該平衡鉸鏈組件包括鉸鏈盒。支撐構件被可旋轉地附接到鉸鏈盒，以繞旋轉軸線在閉合位置和打開位置之間旋轉。連杆系統使鉸鏈盒和支撐構件相互連接。連杆系統包括卷緊連杆(wind-up link)和從動連杆。卷緊連杆可旋轉地附接到鉸鏈盒，以繞彈簧軸線旋轉。卷緊連杆徑向遠離彈簧軸線地延伸到遠側樞轉軸線，該遠側樞轉軸線與彈簧軸線側向地間隔開。從動連杆包括第一端和第二端。第一端在遠側樞轉點處可旋轉地附接到卷緊連杆。第二端可旋轉地附接到支撐構件。平面螺旋彈簧繞彈簧軸線盤繞，並且聯接到鉸鏈盒和卷緊連杆。平面螺旋彈簧配置為向卷緊連杆施加扭矩來使卷緊連杆繞彈簧軸線旋轉，以輔助支撐構件從閉合位置到打開位置的運動。
[0005]還提供一種車輛。該車輛包括沿縱向軸線延伸並且限定開口的車身。行李箱蓋聯接到車身，並且配置為密封所述開口。平衡鉸鏈組件可旋轉地附接到車身，以繞旋轉軸線在閉合位置和打開位置之間旋轉。該平衡鉸鏈組件包括鉸鏈盒。支撐構件被可旋轉地附接到鉸鏈盒，並且支撐後背箱蓋，用於繞旋轉軸線隨後背箱蓋一起在閉合位置和打開位置之間旋轉。連杆系統使鉸鏈盒和支撐構件相互連接。連杆系統包括卷緊連杆和從動連杆。卷緊連杆可旋轉地附接到鉸鏈盒，以繞彈簧軸線旋轉。卷緊連杆徑向遠離彈簧軸線地延伸到遠側樞轉軸線，該遠側樞轉軸線與彈簧軸線側向地間隔開。從動連杆包括第一端和第二端。第一端在遠側樞轉點處可旋轉地附接到卷緊連杆。第二端可旋轉地附接到支撐構件。至少一個發條繞彈簧軸線盤繞，並且聯接到鉸鏈盒和卷緊連杆。至少一個發條配置為向卷緊連杆施加扭矩來使卷緊連杆繞彈簧軸線旋轉，以輔助支撐構件從閉合位置到打開位置的運動。[0006]因此，平衡鉸鏈組件包括平面螺旋彈簧，例如發條，以存儲和提供扭矩，以輔助使支撐構件從閉合位置運動到打開位置中。這樣，本文所述的平衡鉸鏈組件不需要跨車輛寬度延伸的長扭力杆，由此空出車輛行李箱內的封裝空間。
[0007]在結合附圖理解時，本發明的上述特徵和優點以及其他特徵和優點從下面實現所附權利要求中限定的本發明的一些最佳模式和其他實施例的詳細描述中是顯而易見的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是顯示平衡鉸鏈組件的從車輛一側看的示意性剖視圖；
[0009]圖2是平衡鉸鏈組件的示意性立體視圖；
[0010]圖3是平衡鉸鏈組件的示意性分解立體視圖。
【具體實施方式】
[0011]本領域中普通技術人員將意識到，例如「上方」、「下方」、「向上」、「向下」等術語用於關於附圖描述性地使用，不表示限制本發明的範圍，本發明的範圍由所附權利要求限定。
[0012]參照附圖，其中，在整個幾幅視圖中，相似的數字標示相似的部件，車輛大體顯示在22處。參照圖1，車輛圖示為私家轎車，其具有布置在車輛22的車身26的後端處的行李箱，車輛22的後端顯示在圖1中。應可理解，車輛22包括至少一個動力源，例如但不限於內燃發動機和/或電機，其驅動車輛22來使至少一個驅動輪旋轉。雖然圖示為私家轎車，但是應意識到，車輛22的特定形狀和/或配置可與圖1中所示的不同。
[0013]車輛22包括平衡鉸鏈組件，後文稱為鉸鏈組件20。鉸鏈組件20可旋轉地將行李箱蓋24聯接到車輛22的車身26。行李箱蓋24密封由車身26(例如車輛22的行李箱或貨物區域)限定的開口 28。雖然本文僅顯示並且描述了一個鉸鏈組件20，但是應意識到，車輛22可包括一對鉸鏈組件，每一個位於車輛22的相對側向側上，用於同時支撐行李箱蓋24，其中鉸鏈組件的每一個彼此互為鏡像，並且彼此不直接連接。雖然鉸鏈組件20在本文中被描述並且顯示用於支撐行李箱蓋24，但是應意識到，鉸鏈組件20可被用於本文未顯示或描述的其他目的。
[0014]車身26沿縱向軸線30在前端和後端之間延伸。鉸鏈組件20可旋轉地將行李箱蓋24附接到車身26，用於繞旋轉軸線32旋轉。如圖所示，旋轉軸線32相對於車輛22的縱向軸線30垂直。但是，車輛22的旋轉軸線32和縱向軸線30之間的相對位置可能與本文所示和所述的不同。行李箱蓋24可在用於密封開口 28的閉合位置和用於允許訪問開口28的打開位置之間旋轉。
[0015]還參照圖2到3，鉸鏈組件20包括鉸鏈盒34。鉸鏈盒34附接到車身26。鉸鏈盒34可以任何適當方式附接到車身26，例如通過緊固件，該緊固件例如為螺栓和/或螺釘。支撐構件36可旋轉地附接到鉸鏈盒34。支撐構件36被附接到車身26，並且相對於車身26支撐行李箱蓋24。支撐構件36配置為繞旋轉軸線32在閉合位置和打開位置之間旋轉，從而使行李箱蓋24在閉合位置和打開位置之間旋轉。支撐構件36可以任何適當方式成形，例如但不限於圖中所示的鵝頸管構造(gooseneck configuration)。
[0016]參照圖2和3，連杆系統38將鉸鏈盒34和支撐構件36相互連接。連杆系統38將扭矩從平面螺旋彈簧40傳遞到支撐構件36。施加到支撐構件36的扭矩輔助支撐構件36從閉合位置到打開位置的運動。
[0017]軸組件42支撐平面螺旋彈簧40，並且將平面螺旋彈簧40相對於鉸鏈盒34固定。軸組件42繞彈簧軸線44同中心地布置。鉸鏈盒34包括第一凸緣46和第二凸緣48。第二凸緣48與第一凸緣46平行並且間隔開。軸組件42聯接到鉸鏈盒34的第一凸緣46和第二凸緣48，並且由鉸鏈盒34的第一凸緣46和第二凸緣48支撐，並且在鉸鏈盒34的第一凸緣46和第二凸緣48之間延伸。
[0018]連杆系統38包括卷緊連杆50 (wind-up link)和從動連杆52。卷緊連杆50聯接到軸組件42，用於繞彈簧軸線44相對於鉸鏈盒34旋轉。卷緊連杆50包括第一臂54和第二臂56。第一臂54聯接到鄰近第一凸緣46的軸組件42。第二臂56聯接到鄰近第二凸緣48的軸組件42。卷緊連杆50的第一臂54和第二臂56徑向遠離彈簧軸線44地延伸到遠側樞轉軸線58，該樞轉軸線58與彈簧軸線44側向地間隔開。從動連杆52包括在樞轉軸線58處可旋轉地聯接到卷緊連杆50的第一端60，和可旋轉地聯接到支撐構件36的第二端62。
[0019]平面螺旋彈簧40繞彈簧軸線44盤繞，並且連接到鉸鏈盒34和卷緊連杆50。平面螺旋彈簧40通過軸組件42聯接到鉸鏈盒34。平面螺旋彈簧40配置為向卷緊連杆50施加扭矩，來使卷緊連杆50繞彈簧軸線44旋轉，由此移動從動連杆52和支撐構件36，以輔助支撐構件36從閉合位置到打開位置中的運動。這樣，平面螺旋彈簧40抵靠鉸鏈盒34偏壓卷緊連杆50，以使卷緊連杆50旋轉。
[0020]平面螺旋彈簧40可包括盤簧，其中，螺旋(coil)布置在公共平面上，例如但不限於發條。如圖所示，平面螺旋彈簧40包括第一彈簧72和第二彈簧74。但是，應意識到，平面螺旋彈簧40僅需要包括單個彈簧。平面螺旋彈簧40包括內端64，66。更具體地，第一彈簧72包括內端64,並且第二彈簧74包括內端66。內端64，66由軸組件42支撐,並且以互鎖接合方式接合軸組件42，以阻止第一彈簧72和第二彈簧74的內端64，66之間相對於軸組件42的相對旋轉。平面螺旋彈簧40進一步包括外端68，70。更具體地，第一彈簧72包括外端68，並且第二彈簧74包括外端70。外端68，70接合卷緊連杆50，以將扭矩施加到卷緊連杆50。
[0021]第一彈簧72包括第一彈簧剛度，並且第二彈簧74包括第二彈簧剛度。第一彈簧72的第一彈簧剛度等於或不同於第二彈簧74的第二彈簧剛度。因此，可通過調節第一彈簧72和/或第二彈簧74中的一個或兩個來調節由平面螺旋彈簧40 (包括第一彈簧72和第二彈簧74)所提供的彈簧力，以符合任何特定目的的需要。
[0022]如圖所示，軸組件42包括驅動部分76和從動部分78。夾緊裝置80將驅動部分76和從動部分78相互連接並且固定在一起，以繞彈簧軸線44共同旋轉。驅動部分76可旋轉地附接到第一凸緣46，並且從動部分78可旋轉地附接到第二凸緣48。如圖3中所示，軸組件42的驅動部分76和從動部分78中的每一個可包括槽82，84，槽82，84分別軸向地延伸到驅動部分76和從動部分78中。驅動部分76中的槽82配置為以互鎖接合方式接收第一彈簧72的內端64，並且從動部分78中的槽84配置為以互鎖接合方式接收第二彈簧74的內端66。第一彈簧72的外端68和第二彈簧74的外端70每一個接合卷緊連杆50,並且配置為沿繞彈簧軸線44的旋轉方向偏壓卷緊連杆50。
[0023]夾緊裝置80布置在第一彈簧72和第二彈簧74之間，以限制第一彈簧72或第二彈簧74沿彈簧軸線44的軸向運動，以及來阻止第一彈簧72或第二彈簧74的內端64，66分別從驅動部分76或從動部分78中的槽82，84脫出。
[0024]如圖3中所示，夾緊裝置80包括緊固件86、螺紋聯軸器88和限定孔92的聯軸器蓋90。緊固件86延伸通過聯軸器蓋90的孔92形成螺紋聯軸器88的螺紋接合，以將螺紋聯軸器88拉入到聯軸器蓋90的夾緊接合中，由此夾緊螺紋聯軸器88和聯軸器蓋90之間的驅動部分76和從動部分78。螺紋聯軸器88和聯軸器蓋90的相對表面可成形來以互鎖機械接合方式接收驅動部分76的內部軸向端94和從動部分78的內部軸向端96，以阻止螺紋聯軸器88和聯軸器蓋90、以及軸組件42的驅動部分76或從動部分78之間的相對旋轉。
[0025]軸組件42的驅動部分76包括外部軸向端98，其延伸在第一凸緣46和卷緊連杆50的第一臂54的外側。軸組件42的從動部分78包括外部軸向端100，其延伸在第一凸緣48和卷緊連杆50的第一臂56的內側。如本文中所用，術語「外側」限定為布置得距縱向軸線30更遠，並且術語「內側」限定為布置為距縱向軸線30更近。因此，從動部分76的外部軸向端98布置得距離縱向軸線30比卷緊連杆50的第一臂54和鉸鏈盒34的第一凸緣46更遠，並且從動部分78的外部軸向端100布置得比卷緊連杆50的第二臂56和鉸鏈盒34的第二凸緣48距縱向軸線30更近。
[0026]第一保持夾104聯接到驅動部分76，鄰近驅動部分76的外部軸向端98。第一保持夾104阻止軸組件42的驅動部分76沿彈簧軸線44以內側方向相對於第一凸緣46的軸向運動。驅動部分76可進一步包括徑向延伸唇緣(未示出)，其以鄰接接合方式接合第一凸緣46的內表面，以阻止軸組件42的驅動部分76沿彈簧軸線44沿外側方向相對於第一凸緣46的軸向運動。第二保持夾108連接到從動部分78，鄰近從動部分78的外部軸向端100。第二保持夾108阻止軸組件42的從動部分78沿著彈簧軸線44沿外側方向相對於第二凸緣48的軸向運動。從動部分78可進一步包括徑向延伸唇緣110,其以鄰接接合方式接合第二凸緣48的內表面，以阻止軸組件42的從動部分78沿著彈簧軸線44沿內側方向相對於第二凸緣48的軸向運動。
[0027]杆112可附接到從動部分76的外部軸向端98，並且可隨從動部分76的外部軸向端98旋轉。杆112可相對於軸組件42的驅動部分76的外部軸向端98可旋轉地固定，從而杆112的旋轉使軸組件42的驅動部分76旋轉。當夾緊裝置80可旋轉地將軸組件42的從動部分78相對於軸組件42的驅動部分76固定以繞彈簧軸線44旋轉時，應意識到，驅動部分76繞彈簧軸線44的旋轉同時使從動部分78繞彈簧軸線44旋轉。
[0028]如圖2和3中所示，杆112可包括旋轉鎖定機構114，其可旋轉地將杆112固定到驅動部分76的外部軸向端98。旋轉鎖定機構114可包括任何能夠將杆112可旋轉地固定到驅動部分76的機構。例如，參照圖2和3，旋轉鎖定機構114可包括杆孔116，所述杆孔116延伸穿過杆112，並且具有非環形橫截面形狀，該非環形橫截面形狀對應於驅動部分76的外軸向端98的非環形橫截面形狀。如圖所示，杆孔116限定六邊形橫截面形狀，該六邊形橫截面形狀與驅動部分76的外部軸向端98的六邊形外部形狀配合。但是，應意識到，杆孔116和驅動部分76的外部軸向端98之間可替代地使用其他非環形的相應形狀。
[0029]平面螺旋彈簧40，在本文所示和所述的示例性實施例中包括第一彈簧72和第二彈簧74，通過杆112繞彈簧軸線44的旋轉而被扭轉，以產生扭矩，該扭矩存儲在平面螺旋彈簧40中。在裝配過程中，杆112相對於鉸鏈盒34旋轉就位，並且固定在該位置中。杆112繞彈簧軸線44的旋轉通過平面螺旋彈簧40的內端64，66和軸組件42之間、軸組件44和卷緊連杆50之間的互鎖接合而扭轉平面螺旋彈簧40，由此產生用於輔助打開行李箱蓋24的扭矩。鉸鏈盒34包括保持結構118，其配置用於將杆112相對於鉸鏈盒34固定在位。保持結構118阻止杆112沿允許平面螺旋彈簧40不扭轉的方向旋轉，並且還阻止遠離縱向軸線30的側向運動，以阻止杆112從保持結構118不經意的分離。
[0030]詳細的描述和圖或附圖是對本發明的支持和描述，但是本發明的範圍僅由權利要求限定。雖然已經詳細描述了實現要求保護的本發明的最佳模式和其他實施例，但是存在多種可替代設計和實施例來實踐所附權利要求中限定的本發明。
【權利要求】
1.一種平衡鉸鏈組件，包括: 鉸鏈盒； 支撐構件，可旋轉地附接到鉸鏈盒，用於繞旋轉軸線在閉合位置和打開位置之間旋轉； 連杆系統，使鉸鏈盒和支撐構件相互連接； 其中，連杆系統包括卷緊連杆和從動連杆，所述卷緊連杆可旋轉地附接到鉸鏈盒用於繞彈簧軸線旋轉，並且徑向遠離彈簧軸線地延伸到遠側樞轉軸線，該遠側樞轉軸線與彈簧軸線側向間隔開，所述從動連杆具有第一端和第二端，第一端在遠側樞轉點處可旋轉地附接到卷緊連杆，且第二端可旋轉地附接到支撐構件；和 平面螺旋彈簧，繞彈簧軸線盤繞，並且聯接到鉸鏈盒和卷緊連杆，其中，平面螺旋彈簧配置為向卷緊連杆施加扭矩，以使卷緊連杆繞彈簧軸線旋轉，以輔助支撐構件從閉合位置到打開位置的運動。
2.根據權利要求1中所述的平衡鉸鏈組件，其中，所述平面螺旋彈簧包括具有第一彈簧剛度的第一彈簧和具有第二彈簧剛度的第二彈簧。
3.根據權利要求2中所述的平衡鉸鏈組件，其中，第一彈簧的第一彈簧剛度與第二彈簧的第二彈簧剛度不同。
4.根據權利要求2中所述的平衡鉸鏈組件，進一步包括軸組件，該軸組件支撐平面螺旋彈簧，並且相對於鉸鏈盒固定平面螺旋彈簧。
5.根據權利要求4中所述的平衡鉸鏈盒組件，其中，鉸鏈盒組件包括第一凸緣和與第一凸緣平行並且間隔開布置的第二凸緣，並且其中，軸組件聯接到鉸鏈盒的第一凸緣和第二凸緣，由鉸鏈盒的第一凸緣和第二凸緣支撐，並且在鉸鏈盒的第一凸緣和第二凸緣之間延伸。
6.根據權利要求5中所述的平衡鉸鏈組件，其中，軸組件包括可旋轉地附接到第一凸緣的驅動部分以及可旋轉地附接到第二凸緣的從動部分。
7.根據權利要求6中所述的平衡鉸鏈組件，其中，軸組件包括夾緊裝置，該夾緊裝置配置為使驅動部分和從動部分相互連接和固定在一起，以繞彈簧軸線共同旋轉。
8.根據權利要求7中所述的平衡鉸鏈組件，其中，夾緊裝置包括緊固件、螺紋聯軸器和限定孔的聯軸器蓋，其中，緊固件延伸通過聯軸器蓋的孔而進入與螺紋聯軸器的螺紋接合，以將螺紋聯軸器拉入到與聯軸器蓋的夾緊接合中，以將驅動部分和從動部分夾在螺紋聯軸器和聯軸器蓋之間。
9.根據權利要求7中所述的平衡鉸鏈組件，其中，第一彈簧包括處於與驅動部分互鎖機械接合的由驅動部分支撐的內端，並且第二彈簧包括處於與從動部分互鎖機械接合的由從動部分支撐的內端。
10.根據權利要求9中所述的平衡鉸鏈組件，其中，夾緊裝置布置在第一彈簧和所述第二彈簧之間。
【文檔編號】E05D11/00GK103452403SQ201310218286
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年6月4日 優先權日:2012年6月4日
【發明者】G.W.克拉詹克, A.N.斯坦達德 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司