CN103890299A - 扭力杆门掣 - Google Patents

Abstract

一种用于汽车的门掣，具有止动臂，止动臂具有形成在相对侧面上的凸轮。整体能量储存部件与止动臂配合以对车门的开启和关闭提供递增的阻力和多个定位位置。整体能量储存部件包括一对弹簧，每个弹簧连接到管托，当管托沿着止动臂移动时，管托支撑抵靠在侧面上并以扭转的方式对弹簧加载。整体能量储存部件形成为整体单元以便于操作和组装。

Description

扭力杆门掣

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2011年9月6日，申请号为13/226,348的美国专利申请的优先权，其内容通过引用的方式被并入此。

技术领域

本发明涉及汽车门掣，特别涉及一种小型的能够以预定的力将汽车门保持在一个或多个预定开启位置的机械装置。

背景技术

已经确定的是，控制汽车门在多个预定开启位置的运动对确保乘客方便和安全地进出是有益的。所述门通常在至少一个开启位置上被作用力或阻力阻挡，以能够抵挡强风和在坡面或斜坡上停车而导致的汽车门动作。

汽车门掣最常见的形式是一种通过响应该系统的强迫运动来可释放地储存能量以抵抗汽车门运动的机械装置。这些装置，位于车辆主体结构和车门之间，可以与车门铰链一体配置或者单独地作为独立的机械部件。能量储存通常通过具有线圈的弹簧形式和最流行配置的扭转布置来实现。当车门开启或关闭时，门掣被配置为释放能量进入阻挡位置，并当从所述阻挡位置移出时以储存能量。在弹簧系统中储存能量的最常用方式是借助于与所述门协同运动的凸轮装置。该凸轮装置能够在铰链内运转，以最终产生围绕所述铰链的转动轴的扭矩，或者能够在单独的能够产生力矢量的门掣装置中成直线地工作以阻挡车门在选定开启位置运动。

卡斯韦尔（Carswell）的专利文献US5173991中描述了一种通用类型的单独的门掣装置，该门掣装置利用铸模链接件来提供凸轮装置，并利用一对线圈弹簧来可释放地储存能量。所述线圈弹簧容纳在门掣阻挡壳体内，所述铸模链接件通过球轴承和球轴承保持架作用于所述线圈弹簧。所述门掣阻挡壳体刚性地连接于车辆门，所述铸模链接件可枢转地连接于车辆主体结构。Carewell卡斯韦尔的该门掣装置提供了一种耐用的、可靠的以及相对紧凑的用于阻挡汽车门运动的解决方案。有很多利用辊子或滑块来替代卡斯韦尔的球轴承的类似解决方案。佩顿等人（Paton et.al.）的专利文献US6370733中描述了一种单独的阻止装置，该阻止装置利用了铸模链接件或者止动臂和辊子。霍夫曼等人（Hoffmann et.al.）的专利文献US6842943中描述了一种利用铸模止动臂和滑块的单独的阻止装置。

由于汽车门掣必须位于车辆的车身结构和车门之间，汽车门掣被强制地占用严格限制的封装空间，因为车辆的车身结构和车门之间具有有限的间隙，以及车门内具有十分少的可用的空间。此外，汽车门掣装置的重量不能太大，因为相当大比例的门掣装置重量将驻留在车门轮廓内，车门在枢转点上摆动并对重量具有高灵敏性。一般情况下，汽车零部件的制造成本是任何类似行业中最低的，具有低部件数量的简单解决方案是非常可取的。汽车门掣发展的主要重点是在最可实现的低重量和成本下，以可能最小的封装获得所需的阻挡效果。正如汽车门掣要易于组装到车身结构中，以及所述汽车门掣装置能够经受车身结构制造工艺的能力，使用尽可能少的部件是非常期望的。弹簧的类型以及与其相关的应变能量储存能力，并结合驱动机构的封装效率，最终决定了汽车门掣装置的整体效果。

Ng的美国专利申请2011/0016665显示了门掣的一种完美的解决方案，其中，部件的数量减少到一个臂和一个单一本体。所述单一本体由一对板簧组成，这一对板簧与所述臂配合以在所述臂相对于所述壳体运动时储存和释放能量。这种布置减少了部件的数量，从而提供了显著的优点。板簧的使用降低了所需部件的数量，但同时，需要密切控制制造过程，以实现操作所需的一致性。材料和尺寸的相对较小的变化能够对板簧的特性产生改变，这可能不被门掣的最终使用者接受。

影响扭转弹簧特性的制造公差更容易控制。Leang的专利号为No.6,687,953的美国专利公开了一种门掣装置，该门掣装置中，扭转弹簧用于将辊子偏压在门掣臂的侧面上。虽然所述扭转弹簧具有均匀的物理特性，但Leang所示的所述装置使用了相当多的部件，这些部件包括辊子和壳体，所述扭转弹簧支撑在该壳体内。由于所述部件不能经受喷涂工艺，在门主体被喷涂后，进行所述装配将带来机械复杂性和负担，还要求将所述部件装配到所述车门上。

Friedr.Fingscheidt GmbH的专利文献EP1759080中公开了一种门掣，该门掣中，弹簧钢丝被弯曲成复杂的形状以提供能量储存装置。所述弹簧钢丝的成型是复杂的并且精工制作。大多数实施例中，储存元件仅作用在限位带（check strap）的一侧，并且需要附加部件以对弹性的能量储存装置提供支撑。实施例中作用在限位带两侧的门闩元件的配置使得装载复杂并限制了所述能量储存装置的自由长度。

因此，本发明的目的是提供一种能够消除或减轻上述缺点的门掣。

发明内容

概括地说，本发明提供一种门掣，该门掣具有止动臂和整体能量储存部件，当车门在开启位置和关闭位置之间运动时，能量储存部件能够与止动臂相配合。所述单个的能量储存部件整体形成为单独的部件，该能量储存部件用于储存能量并便于装配和操作。所述整体能量储存部件利用了一对扭矩弹簧，每个扭矩弹簧连接于管托，管托在车门开启或关闭时在止动臂上滑动。安装支架设置在扭矩弹簧上，以在扭矩弹簧被扭转加载时，允许支架和弹簧之间的旋转运动。弹簧，安装支架以及管托被模制以作为整体单元，优选地在单个的模制操作中被模制，以便于操作和组装。

根据本发明的一个方面，提供一种用于汽车的门掣，包括：

a)止动臂，具有形成在相对侧面上的凸轮面；

b）整体能量储存部件，包含一对扭转弹簧；

c）所述扭转弹簧与一对安装支架以及一对管托被整体地模制以形成单一的整体部件；

d）所述扭转弹簧从所述管托反向延伸，

e）所述安装支架配置为允许所述扭转弹簧旋转运动，并与适于将整体能量储存部件结构地连接到车门结构的紧固件一起模制；

以使所述整体能量储存部件的所述管托与所述止动臂的所述侧面被可操作地配合，以调节所述止动臂和所述整体能量储存部件之间的相对滑动运动，从而，所述管托沿着所述侧面的移动能够改变所述管托之间的间距，并从而在所述扭转弹簧中储存能量。

优选地，每个所述扭转弹簧具有一对腿，所述腿通过所述管托的所述间距的改变以扭转的方式被加载。

优选地，从所述腿伸出有脚，所述管托连接于所述脚。

优选地，支架和管托在弹簧定位到通常的模具中后模制在弹簧上，以提供整体的结构。

附图说明

本发明的具体实施方式现将通过仅参考附图的实施例的方式来描述，其中：

图1表示了一种具有门掣的门组件，显示了门从关闭位置运动到开启位置时部件的安排。

图2为门掣的立体图；

图3为图2所示的门掣的俯视图；

图4为图3所示的位于圈C内的门掣部分的放大图；

图5为图2所示的门掣的侧视图；

图6为图2所示的门掣的端视图；

图7示意性地显示了图2的门掣部件的构造。

图8为类似于图2的可替换实施方式的门掣的立体图；

图9为安装在门组件的一个部分上的部件的分解图；

图10表示了类似于图8的门掣处于完全开启位置，并且为了清楚而移除了该门掣的一部分的视图；以及

图11为一个示意图，显示了图8的实施方式中使用的止动臂的构造。

具体实施方式

因此，参照图1，门掣10位于车辆的门框F和门D之间。门D通过铰链H枢转地连接于门框F，铰链H限定了门D相对于门框F的转动轴线。

如图2和3最佳地显示，门掣10包括止动臂12，止动臂12通过销14枢转地连接于U形夹板16。U形夹板16通过螺栓17或类似的紧固件固定于门框F，以将止动臂12相对于门框定位。

止动臂12具有从销14穿过的转向节22处延伸的伸长体20。伸长体20由围绕中心金属芯24的塑料材料模制制得。伸长体20包括从转向节22处延伸的柄部26，柄部26反过来与凸轮28结合。凸轮28被模制以提供大致I形的横截面，并具有方向相对的侧面30。

凸轮28的宽度，即侧面30之间的横向间距，将沿着止动臂12的长度而发生改变，在宽度上局部减小以在间隔位置上提供缩腰部32，34，36。

参照图3和4，止动臂12的顶端形成有扩大的头部38，头部38具有一对从止动臂12的每侧横向伸出的底切的凸起40,42。凸起40，42各具有由与侧面30相邻的弯曲凹部46形成的抵接面44和位于凹部46外侧的突出部48。

再次参照图2和6，门掣10还包括一个整体式的能量储存部件50，能量储存部件50固定于门D并与止动臂12配合来控制门和门框F之间的枢转运动。能量储存部件50包括一对延伸到止动臂两侧的扭转弹簧52，54。每个弹簧52,54具有一对平行的并通过弧形弯曲58互连的腿部56。腿56的端部转动90°以提供一对平行伸出的脚60。

腿56通过支架62保持隔开的平行关系。支架62由塑料材料制得，例如以已知的商品名尼龙树脂（Zytel）的尼龙66填充的玻璃，如以下更详细的描述，尼龙树脂围绕腿56模制。紧固件64，螺母、螺栓或类似的紧固件，内嵌于支架62，以便将支架62连接到门D。图2,5和6中可看出，支架62围绕支腿56，从而将支架62原位保持在腿56上，但允许腿在支架62内围绕腿56的纵向轴线旋转。材料的适当选择，或者局部表面处理，确保了支架62不会粘附于腿56，从而允许腿56相对于支架62有限旋转运动。

扭矩弹簧52，54被设置在止动臂12的相对两侧并通过一对管托70，72相互连接。管托70,72被固定到各自侧的脚60上，使得弹簧52，54和管托70，72提供一个整体结构。管托70,72由高密度的低摩擦塑料模制制得，例如以已知商品名为聚甲醛树脂（Delrin）的缩醛，该缩醛整体模制在脚60上以提供一个整体结构。

如图3和4更清楚地所示，管托70,72向内朝向的面74呈波浪状以提供能够与凸轮28的缩腰部32，34，36互补的大致凸起的表面。每个管托70,72的前缘76被底切以与凸起40,42的抵接面44的轮廓互补。每个前缘76具有能够与凹部80平滑结合的外唇缘78，所述凹部80与突出部48的轮廓互补。鼻部82从凹部80伸出并与头部38上的凹部46互补。

腿56的横向间距是这样的，当管托70,72定位在柄部26上时，扭矩弹簧52，54上将有小的预载，以将管托70，72的凸表面74偏压抵靠在柄部26上，同时提供相对于移动微不足道的阻力。弹簧52，54是由适当的弹簧材料，例如标准的琴用钢丝制得。

使用中，当门关闭时，管托70，72将与靠近过渡区的侧面30滑动配合，所述过渡区位于止动臂12的手柄部26和凸轮28之间。在该位置，腿56处于其自由主体状态，管托70，72与侧面30滑动配合。

当门开启时，止动臂12和整体能量储存部件50之间的相对运动将使管托70，72沿着侧面30滑动。止动臂12逐渐变宽，侧面30的间距的增加将迫使管托70，72分开。管托70，72的增大的间隔将使腿56在相反的方向转动，并通过扭转地加载腿56来在扭转弹簧50,52中储存能量，每个弹簧52和54被同样地加载，从而作用在止动臂12的相对一侧上的力被平衡。

如图1所示，门的继续运动将管托70，72移动到标记为位置A的第一缩腰部32中。当管托70,72进入到第一缩腰部32中时，腿56将释放能量，并且管托70,72的凸表面74将容纳在第一缩腰部32中。管托70,72从缩腰部32移出的运动需要腿56转动，从而使腿56重新储存能量。因此，门体重量产生的外部的力或者阵风施加的力能够被抵抗。

门的再次继续运动将迫使管托70，72分开，并在扭转弹簧52，54中储存能量。当管托70,72与标记为位置B的缩腰部34结合时，将提供车门的进一步稳定位置。车门越过缩腰部34的继续运动将使管托70,72运动进入到缩腰部36中并与标记为位置C的头部38结合。因此，头部38将提供阻挡以限定车门的最大开启。

如图4最佳地所示，在该位置时，鼻部82将进入到凹部46中。向车门持续施加力时，鼻部82与突出部48的相互作用将阻挡管托70,72相对的侧向移动。

车门返回关闭位置时，将迫使管托70,72沿着侧面30移动并越过缩腰部32，34,直到管托70,72再次抵靠在手柄部26上。凸轮28的轮廓被选择地提供对于滑动运动所需的阻力，所述滑动运动发生在缩腰部之间的运动过程中，以及提供在每个缩腰部中时所需的固位力。

如图7示意性地所示，整体能量储存部件50通过将支架和管托70,72以单一的模制操作模制到扭转弹簧52,54上来形成，以提供整体结构。模具90由都能够抵接在分型面96上的上半部92和下半部94形成。上半部和下半部中分别形成有半圆柱形轨道95，以容纳并定位弹簧52,54的腿56。腿56穿过横向腔体98，横向腔体98成型以提供支架62。中心凸台100定位腔体98中的紧固件。脚60容纳在管托腔体102中，管托腔体102成型以提供管托70,72的轮廓。

随着模具90打开，弹簧52，54将被放置在轨道95上，紧固件64将被放置在凸台100上。模具90被关闭，并将塑料材料注入到腔体98，102中。固化后，模具90打开，整体能量储存部件50将作为单个的部件被移出。

因此，整体能量储存部件50被提供为具有管托70,72的单个部件，从而提供足够的结构刚度以将单元50保持成一个整体。整体能量储存部件50被安装到车门后，支架62将保持扭转弹簧之间的联系，从而允许管托仅用作滑块而不被要求保持整体能量储存部件的结构完整性。整体能量储存部件50的整体特性以及未设置辊子和类似的部件，也能够使门掣在喷涂前与车辆主体组装，从而简化了后续的组装。

图8-11显示了门掣装置的另一种可替换实施方式，其中，相同的参考数字将用于标记相同的部件，为了清楚起见，增加了后缀“a”。

因此，参照图8，门掣10a具有止动臂12a，止动臂12a具有伸长体20a。主体28a包括通过侧面30a限定的凸轮28a。如图12所示，伸长体20a由塑料材料围绕中心金属芯24a模制制得。柄部24a的前端形成有与柄部24a的平面正交布置的三角形头部120。头部120设置有伸出到凸轮28a的相对两侧并位于侧面30a之间的扩大头部38a。因此，根据止动臂12a和能量储存部件50a之间的相对运动，扩大头部38a能够在管托70a之间穿过。

能量储存部件50a包括一对扭转弹簧52a，54a，并通过管托70a，72a来相互连接，以提供如上所描述的整体结构。支架62a将腿56a保持在间隔平行关系，并提供将能量储存部件50a安装到车门D的安装点。

止动板130布置在能量储存部件50a和车门D之间。止动板130形成为单独的组件，并可以通过例如金属包头或夹子等固定于能量储存部件50a，以便于运输和组装，或者如果可以，可以通过将其集成在成型过程中被永久地固定。止动板具有平面体132和上翘的边缘134，136。边缘134与支架62a配合以将止动板130相对于能量储存部件50a定位。平面体132具有中心孔138，止动臂12a可穿过中心孔138。平面体132中的外周138的相对朝向的边缘上形成有一对脊140。脊140限定了板132中心的谷142。

脊140和谷142被配置使得扩大头部38a与谷140相配合，以将头部横向地相对于板定位。如图10所示，头部38a与板130配合，以限制车门和车体之间的相对运动，从而提供阻挡以限定车门的最大开启。施加在止动臂12a上的力通过板130来作用，而不是由前面实施方式所述的通过管托70a来作用。

同样应当指出的是，扩大头部38a在侧面30a之间的配置能够使得头部38a在凸轮28a的纵向范围内移动，因此，降低了门掣的总体长度，从而降低了将部件安装到汽车门所需的体积，所述体积还需要容纳许多其他机构，例如相同区域中的车窗升降器、降低的玻璃以及音响喇叭。

Claims (14)

1.一种用于汽车的门掣，包括

a)止动臂，具有形成在相对侧面上的凸轮面；

b）整体能量储存部件，包含一对扭转弹簧；

c）所述扭转弹簧与一对安装支架以及一对管托被整体地模制以形成单一的整体部件；

d）所述扭转弹簧从所述管托反向延伸，

e）所述安装支架配置为允许所述扭转弹簧相对于所述安装支架旋转运动；

以使所述整体能量储存部件的所述管托与所述止动臂的所述侧面可操作地配合，以调节所述止动臂和所述整体能量储存部件之间的相对滑动运动，从而，所述管托沿着所述侧面的移动能够改变所述管托之间的间距，并从而在所述扭转弹簧中储存能量。

2.根据权利要求1所述的门掣，其中，每个所述扭转弹簧具有一对腿，所述腿通过所述管托的所述间距的改变以扭转的方式被加载。

3.根据权利要求2所述的门掣，其中，从所述腿伸出有脚，所述管托连接于所述脚。

4.根据权利要求1-3任一项所述的门掣，其中，所述凸轮形成有至少一个缩腰部，在缩腰部中，所述侧面之间的所述间距局部地减小以提供所述管托沿所述凸轮的止动位置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的门掣，其中，所述凸轮的一端设置有扩大的头部，以限制所述止动臂和所述整体能量储存部件的相对运动。

6.根据权利要求5所述的门掣，其中，所述头部具有能够与所述管托配合的抵接面，所述抵接面被成型为限制所述管托侧向运动。

7.根据权利要求6所述的门掣，其中，每个所述管托具有能够容纳在所述抵接面的各个凹部的鼻部。

8.根据权利要求5所述的门掣，其中，所述头部被定向为在所述管托之间穿过。

9.根据权利要求8所述的门掣，其中，所述头部从所述止动臂伸出并位于所述侧面之间。

10.根据权利要求9所述的门掣，其中，所述头部从所述止动臂的两侧伸出。

11.根据权利要求8-10任一项所述的门掣，包括靠近所述止动臂的止动板，其中，所述头部可被操作以与所述止动板配合。

12.根据权利要求11所述的门掣，其中，所述止动板上设有将所述头部横向定位在所述止动板上的结构。

13.根据权利要求1至12任一项所述的门掣，其中，所述安装支架与紧固件共同模制，所述紧固件适于将整体能量储存部件在结构上与车门结构相连接。

14.根据权利要求13所述的门掣，其中，所述止动臂的一端具有扩大头部，通过与止动板配合以限制所述止动臂与所述整体能量储存部件的相对运动，所述止动板与所述能量储存部件相连接。

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