CN103452403B - 直接作用的发条平衡铰链组件 - Google Patents

Abstract

一种用于可旋转地支撑车辆行李箱盖的平衡铰链组件，其包括铰链盒和可旋转地附接到铰链盒的支撑构件。连杆系统使铰链盒和支撑构件相互连接，并且包括可旋转地附接到铰链盒用于绕弹簧轴线旋转的卷紧连杆，和使卷紧连杆和支撑构件相互连接的从动连杆。平面螺旋弹簧绕弹簧轴线盘绕，并且联接到铰链盒和卷紧连杆。平面螺旋弹簧向卷紧连杆施加扭矩，来使卷紧连杆绕弹簧轴线旋转，以辅助支撑构件从闭合位置到打开位置的运动。

Description

直接作用的发条平衡铰链组件

技术领域

本发明总体涉及平衡铰链组件。

背景技术

用于可旋转地支撑车辆行李箱盖的平衡铰链组件通常包括至少一个扭力杆，该扭力杆在一对铰链盒之间延伸。支撑构件可旋转地附接到每一个铰链盒，并且由所述每一个铰链盒支撑，其中行李箱盖附接到支撑构件以随其一起旋转。扭矩杆的一端弯曲以限定接合铰链盒之一的卷紧端(wind-upend)，并且扭矩杆的另一端弯曲以限定接合支撑构件之一的环状端。因此，扭力杆必须跨车辆的宽度在相对的铰链盒之间延伸。扭矩杆在相对于铰链盒的装配和固定在位过程中扭转，以预加载扭矩杆。被预加载的扭矩杆作为弹簧发挥作用来解除扭曲，由此向支撑构件施加扭矩来辅助打开行李箱盖。

扭力杆的有效长度越短，则作用在扭力杆上的应力越高。因此，缩短扭力杆的有效长度往往降低扭力杆的耐久性，而增大扭力杆的有效长度往往延长扭力杆的耐久性。但是，扭力杆的有效长度受侧向车辆宽度限制。由于随时间推移车辆变得越来越小，因此车辆的侧向宽度也减小，由此缩短扭力杆的有效长度。另外，对封装的考虑要求扭力杆与其他车辆部件(例如扬声器、座椅安全带卷收器、动力遮阳装置等)争夺行李箱内搁架下方的空间。

发明内容

提供一种平衡铰链组件。该平衡铰链组件包括铰链盒。支撑构件被可旋转地附接到铰链盒，以绕旋转轴线在闭合位置和打开位置之间旋转。连杆系统使铰链盒和支撑构件相互连接。连杆系统包括卷紧连杆(wind-uplink)和从动连杆。卷紧连杆可旋转地附接到铰链盒，以绕弹簧轴线旋转。卷紧连杆径向远离弹簧轴线地延伸到远侧枢转轴线，该远侧枢转轴线与弹簧轴线侧向地间隔开。从动连杆包括第一端和第二端。第一端在远侧枢转点处可旋转地附接到卷紧连杆。第二端可旋转地附接到支撑构件。平面螺旋弹簧绕弹簧轴线盘绕，并且联接到铰链盒和卷紧连杆。平面螺旋弹簧配置为向卷紧连杆施加扭矩来使卷紧连杆绕弹簧轴线旋转，以辅助支撑构件从闭合位置到打开位置的运动。

还提供一种车辆。该车辆包括沿纵向轴线延伸并且限定开口的车身。行李箱盖联接到车身，并且配置为密封所述开口。平衡铰链组件可旋转地附接到车身，以绕旋转轴线在闭合位置和打开位置之间旋转。该平衡铰链组件包括铰链盒。支撑构件被可旋转地附接到铰链盒，并且支撑后背箱盖，用于绕旋转轴线随后背箱盖一起在闭合位置和打开位置之间旋转。连杆系统使铰链盒和支撑构件相互连接。连杆系统包括卷紧连杆和从动连杆。卷紧连杆可旋转地附接到铰链盒，以绕弹簧轴线旋转。卷紧连杆径向远离弹簧轴线地延伸到远侧枢转轴线，该远侧枢转轴线与弹簧轴线侧向地间隔开。从动连杆包括第一端和第二端。第一端在远侧枢转点处可旋转地附接到卷紧连杆。第二端可旋转地附接到支撑构件。至少一个发条绕弹簧轴线盘绕，并且联接到铰链盒和卷紧连杆。至少一个发条配置为向卷紧连杆施加扭矩来使卷紧连杆绕弹簧轴线旋转，以辅助支撑构件从闭合位置到打开位置的运动。

因此，平衡铰链组件包括平面螺旋弹簧，例如发条，以存储和提供扭矩，以辅助使支撑构件从闭合位置运动到打开位置中。这样，本文所述的平衡铰链组件不需要跨车辆宽度延伸的长扭力杆，由此空出车辆行李箱内的封装空间。

在结合附图理解时，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点从下面实现所附权利要求中限定的本发明的一些最佳模式和其他实施例的详细描述中是显而易见的。

附图说明

图1是显示平衡铰链组件的从车辆一侧看的示意性剖视图；

图2是平衡铰链组件的示意性立体视图；

图3是平衡铰链组件的示意性分解立体视图。

具体实施方式

本领域中普通技术人员将意识到，例如“上方”、“下方”、“向上”、“向下”等术语用于关于附图描述性地使用，不表示限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求限定。

参照附图，其中，在整个几幅视图中，相似的数字标示相似的部件，车辆大体显示在22处。参照图1，车辆图示为私家轿车，其具有布置在车辆22的车身26的后端处的行李箱，车辆22的后端显示在图1中。应可理解，车辆22包括至少一个动力源，例如但不限于内燃发动机和/或电机，其驱动车辆22来使至少一个驱动轮旋转。虽然图示为私家轿车，但是应意识到，车辆22的特定形状和/或配置可与图1中所示的不同。

车辆22包括平衡铰链组件，后文称为铰链组件20。铰链组件20可旋转地将行李箱盖24联接到车辆22的车身26。行李箱盖24密封由车身26(例如车辆22的行李箱或货物区域)限定的开口28。虽然本文仅显示并且描述了一个铰链组件20，但是应意识到，车辆22可包括一对铰链组件，每一个位于车辆22的相对侧向侧上，用于同时支撑行李箱盖24，其中铰链组件的每一个彼此互为镜像，并且彼此不直接连接。虽然铰链组件20在本文中被描述并且显示用于支撑行李箱盖24，但是应意识到，铰链组件20可被用于本文未显示或描述的其他目的。

车身26沿纵向轴线30在前端和后端之间延伸。铰链组件20可旋转地将行李箱盖24附接到车身26，用于绕旋转轴线32旋转。如图所示，旋转轴线32相对于车辆22的纵向轴线30垂直。但是，车辆22的旋转轴线32和纵向轴线30之间的相对位置可能与本文所示和所述的不同。行李箱盖24可在用于密封开口28的闭合位置和用于允许访问开口28的打开位置之间旋转。

还参照图2到3，铰链组件20包括铰链盒34。铰链盒34附接到车身26。铰链盒34可以任何适当方式附接到车身26，例如通过紧固件，该紧固件例如为螺栓和/或螺钉。支撑构件36可旋转地附接到铰链盒34。支撑构件36被附接到车身26，并且相对于车身26支撑行李箱盖24。支撑构件36配置为绕旋转轴线32在闭合位置和打开位置之间旋转，从而使行李箱盖24在闭合位置和打开位置之间旋转。支撑构件36可以任何适当方式成形，例如但不限于图中所示的鹅颈管构造(gooseneckconfiguration)。

参照图2和3，连杆系统38将铰链盒34和支撑构件36相互连接。连杆系统38将扭矩从平面螺旋弹簧40传递到支撑构件36。施加到支撑构件36的扭矩辅助支撑构件36从闭合位置到打开位置的运动。

轴组件42支撑平面螺旋弹簧40，并且将平面螺旋弹簧40相对于铰链盒34固定。轴组件42绕弹簧轴线44同中心地布置。铰链盒34包括第一凸缘46和第二凸缘48。第二凸缘48与第一凸缘46平行并且间隔开。轴组件42联接到铰链盒34的第一凸缘46和第二凸缘48，并且由铰链盒34的第一凸缘46和第二凸缘48支撑，并且在铰链盒34的第一凸缘46和第二凸缘48之间延伸。

连杆系统38包括卷紧连杆50(wind-uplink)和从动连杆52。卷紧连杆50联接到轴组件42，用于绕弹簧轴线44相对于铰链盒34旋转。卷紧连杆50包括第一臂54和第二臂56。第一臂54联接到邻近第一凸缘46的轴组件42。第二臂56联接到邻近第二凸缘48的轴组件42。卷紧连杆50的第一臂54和第二臂56径向远离弹簧轴线44地延伸到远侧枢转轴线58，该枢转轴线58与弹簧轴线44侧向地间隔开。从动连杆52包括在枢转轴线58处可旋转地联接到卷紧连杆50的第一端60，和可旋转地联接到支撑构件36的第二端62。

平面螺旋弹簧40绕弹簧轴线44盘绕，并且连接到铰链盒34和卷紧连杆50。平面螺旋弹簧40通过轴组件42联接到铰链盒34。平面螺旋弹簧40配置为向卷紧连杆50施加扭矩，来使卷紧连杆50绕弹簧轴线44旋转，由此移动从动连杆52和支撑构件36，以辅助支撑构件36从闭合位置到打开位置中的运动。这样，平面螺旋弹簧40抵靠铰链盒34偏压卷紧连杆50，以使卷紧连杆50旋转。

平面螺旋弹簧40可包括盘簧，其中，螺旋(coil)布置在公共平面上，例如但不限于发条。如图所示，平面螺旋弹簧40包括第一弹簧72和第二弹簧74。但是，应意识到，平面螺旋弹簧40仅需要包括单个弹簧。平面螺旋弹簧40包括内端64,66。更具体地，第一弹簧72包括内端64，并且第二弹簧74包括内端66。内端64,66由轴组件42支撑，并且以互锁接合方式接合轴组件42，以阻止第一弹簧72和第二弹簧74的内端64,66之间相对于轴组件42的相对旋转。平面螺旋弹簧40进一步包括外端68,70。更具体地，第一弹簧72包括外端68，并且第二弹簧74包括外端70。外端68,70接合卷紧连杆50，以将扭矩施加到卷紧连杆50。

第一弹簧72包括第一弹簧刚度，并且第二弹簧74包括第二弹簧刚度。第一弹簧72的第一弹簧刚度等于或不同于第二弹簧74的第二弹簧刚度。因此，可通过调节第一弹簧72和/或第二弹簧74中的一个或两个来调节由平面螺旋弹簧40(包括第一弹簧72和第二弹簧74)所提供的弹簧力，以符合任何特定目的的需要。

如图所示，轴组件42包括驱动部分76和从动部分78。夹紧装置80将驱动部分76和从动部分78相互连接并且固定在一起，以绕弹簧轴线44共同旋转。驱动部分76可旋转地附接到第一凸缘46，并且从动部分78可旋转地附接到第二凸缘48。如图3中所示，轴组件42的驱动部分76和从动部分78中的每一个可包括槽82,84，槽82,84分别轴向地延伸到驱动部分76和从动部分78中。驱动部分76中的槽82配置为以互锁接合方式接收第一弹簧72的内端64，并且从动部分78中的槽84配置为以互锁接合方式接收第二弹簧74的内端66。第一弹簧72的外端68和第二弹簧74的外端70每一个接合卷紧连杆50，并且配置为沿绕弹簧轴线44的旋转方向偏压卷紧连杆50。

夹紧装置80布置在第一弹簧72和第二弹簧74之间，以限制第一弹簧72或第二弹簧74沿弹簧轴线44的轴向运动，以及来阻止第一弹簧72或第二弹簧74的内端64,66分别从驱动部分76或从动部分78中的槽82,84脱出。

如图3中所示，夹紧装置80包括紧固件86、螺纹联轴器88和限定孔92的联轴器盖90。紧固件86延伸通过联轴器盖90的孔92形成螺纹联轴器88的螺纹接合，以将螺纹联轴器88拉入到联轴器盖90的夹紧接合中，由此夹紧螺纹联轴器88和联轴器盖90之间的驱动部分76和从动部分78。螺纹联轴器88和联轴器盖90的相对表面可成形来以互锁机械接合方式接收驱动部分76的内部轴向端94和从动部分78的内部轴向端96，以阻止螺纹联轴器88和联轴器盖90、以及轴组件42的驱动部分76或从动部分78之间的相对旋转。

轴组件42的驱动部分76包括外部轴向端98，其延伸在第一凸缘46和卷紧连杆50的第一臂54的外侧。轴组件42的从动部分78包括外部轴向端100，其延伸在第一凸缘48和卷紧连杆50的第一臂56的内侧。如本文中所用，术语“外侧”限定为布置得距纵向轴线30更远，并且术语“内侧”限定为布置为距纵向轴线30更近。因此，从动部分76的外部轴向端98布置得距离纵向轴线30比卷紧连杆50的第一臂54和铰链盒34的第一凸缘46更远，并且从动部分78的外部轴向端100布置得比卷紧连杆50的第二臂56和铰链盒34的第二凸缘48距纵向轴线30更近。

第一保持夹104联接到驱动部分76，邻近驱动部分76的外部轴向端98。第一保持夹104阻止轴组件42的驱动部分76沿弹簧轴线44以内侧方向相对于第一凸缘46的轴向运动。驱动部分76可进一步包括径向延伸唇缘(未示出)，其以邻接接合方式接合第一凸缘46的内表面，以阻止轴组件42的驱动部分76沿弹簧轴线44沿外侧方向相对于第一凸缘46的轴向运动。第二保持夹108连接到从动部分78，邻近从动部分78的外部轴向端100。第二保持夹108阻止轴组件42的从动部分78沿着弹簧轴线44沿外侧方向相对于第二凸缘48的轴向运动。从动部分78可进一步包括径向延伸唇缘110，其以邻接接合方式接合第二凸缘48的内表面，以阻止轴组件42的从动部分78沿着弹簧轴线44沿内侧方向相对于第二凸缘48的轴向运动。

杆112可附接到从动部分76的外部轴向端98，并且可随从动部分76的外部轴向端98旋转。杆112可相对于轴组件42的驱动部分76的外部轴向端98可旋转地固定，从而杆112的旋转使轴组件42的驱动部分76旋转。当夹紧装置80可旋转地将轴组件42的从动部分78相对于轴组件42的驱动部分76固定以绕弹簧轴线44旋转时，应意识到，驱动部分76绕弹簧轴线44的旋转同时使从动部分78绕弹簧轴线44旋转。

如图2和3中所示，杆112可包括旋转锁定机构114，其可旋转地将杆112固定到驱动部分76的外部轴向端98。旋转锁定机构114可包括任何能够将杆112可旋转地固定到驱动部分76的机构。例如，参照图2和3，旋转锁定机构114可包括杆孔116，所述杆孔116延伸穿过杆112，并且具有非环形横截面形状，该非环形横截面形状对应于驱动部分76的外轴向端98的非环形横截面形状。如图所示，杆孔116限定六边形横截面形状，该六边形横截面形状与驱动部分76的外部轴向端98的六边形外部形状配合。但是，应意识到，杆孔116和驱动部分76的外部轴向端98之间可替代地使用其他非环形的相应形状。

平面螺旋弹簧40，在本文所示和所述的示例性实施例中包括第一弹簧72和第二弹簧74，通过杆112绕弹簧轴线44的旋转而被扭转，以产生扭矩，该扭矩存储在平面螺旋弹簧40中。在装配过程中，杆112相对于铰链盒34旋转就位，并且固定在该位置中。杆112绕弹簧轴线44的旋转通过平面螺旋弹簧40的内端64,66和轴组件42之间、轴组件42和卷紧连杆50之间的互锁接合而扭转平面螺旋弹簧40，由此产生用于辅助打开行李箱盖24的扭矩。铰链盒34包括保持结构118，其配置用于将杆112相对于铰链盒34固定在位。保持结构118阻止杆112沿允许平面螺旋弹簧40不扭转的方向旋转，并且还阻止远离纵向轴线30的侧向运动，以阻止杆112从保持结构118不经意的分离。

详细的描述和图或附图是对本发明的支持和描述，但是本发明的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了实现要求保护的本发明的最佳模式和其他实施例，但是存在多种可替代设计和实施例来实践所附权利要求中限定的本发明。

Claims (10)

1.一种平衡铰链组件，包括：

铰链盒；

支撑构件，可旋转地附接到铰链盒，用于绕旋转轴线在闭合位置和打开位置之间旋转；

连杆系统，使铰链盒和支撑构件相互连接；

其中，连杆系统包括卷紧连杆和从动连杆，所述卷紧连杆可旋转地附接到铰链盒用于绕弹簧轴线旋转，并且径向远离弹簧轴线地延伸到远侧枢转轴线，该远侧枢转轴线与弹簧轴线侧向间隔开，所述从动连杆具有第一端和第二端，第一端在远侧枢转点处可旋转地附接到卷紧连杆，且第二端可旋转地附接到支撑构件；和

平面螺旋弹簧，绕弹簧轴线盘绕，包括由轴组件支撑并且以互锁接合方式接合轴组件的内端，以及接合卷紧连杆的外端，其中，平面螺旋弹簧配置为向卷紧连杆施加扭矩，以使卷紧连杆绕弹簧轴线旋转，以辅助支撑构件从闭合位置到打开位置的运动。

2.根据权利要求1中所述的平衡铰链组件，其中，所述平面螺旋弹簧包括具有第一弹簧刚度的第一弹簧和具有第二弹簧刚度的第二弹簧。

3.根据权利要求2中所述的平衡铰链组件，其中，第一弹簧的第一弹簧刚度与第二弹簧的第二弹簧刚度不同。

4.根据权利要求2中所述的平衡铰链组件，其中，轴组件支撑平面螺旋弹簧，并且相对于铰链盒固定平面螺旋弹簧。

5.根据权利要求4中所述的平衡铰链组件，其中，铰链盒包括第一凸缘和与第一凸缘平行并且间隔开布置的第二凸缘，并且其中，轴组件联接到铰链盒的第一凸缘和第二凸缘，由铰链盒的第一凸缘和第二凸缘支撑，并且在铰链盒的第一凸缘和第二凸缘之间延伸。

6.根据权利要求5中所述的平衡铰链组件，其中，轴组件包括可旋转地附接到第一凸缘的驱动部分以及可旋转地附接到第二凸缘的从动部分。

7.根据权利要求6中所述的平衡铰链组件，其中，轴组件包括夹紧装置，该夹紧装置配置为使驱动部分和从动部分相互连接和固定在一起，以绕弹簧轴线共同旋转。

8.根据权利要求7中所述的平衡铰链组件，其中，夹紧装置包括紧固件、螺纹联轴器和限定孔的联轴器盖，其中，紧固件延伸通过联轴器盖的孔而进入与螺纹联轴器的螺纹接合，以将螺纹联轴器拉入到与联轴器盖的夹紧接合中，以将驱动部分和从动部分夹在螺纹联轴器和联轴器盖之间。

9.根据权利要求7中所述的平衡铰链组件，其中，第一弹簧包括处于与驱动部分互锁机械接合的由驱动部分支撑的内端，并且第二弹簧包括处于与从动部分互锁机械接合的由从动部分支撑的内端。

10.根据权利要求9中所述的平衡铰链组件，其中，夹紧装置布置在第一弹簧和所述第二弹簧之间。