CN108691470B - 双枢轴横向平移铰链 - Google Patents

Abstract

双枢转横向平移铰链附接在固定的第一基板(例如车辆车身)和旋转的第二基板(例如车辆门)之间，并且当旋转第二基板时横向延伸。在一些示例中，铰链包括转向节和导螺杆机构，当旋转第二基板时，导螺杆机构改变铰链几何结构，导致导螺杆通过一组齿轮或齿条和小齿轮旋转。在另外一些示例中，铰链包括螺旋丝杠，螺旋丝杠随着旋转第二基板而改变长度，从而导致铰链横向延伸。

Description

双枢轴横向平移铰链

技术领域

本公开总体涉及用于车辆闭合件的铰链。具体地，描述包括竖直和水平枢轴线并且连同正常闭合件旋转产生横向平移的铰链。

背景技术

理想的情况是，对于车辆闭合件，特别是在例如卡车和SUV的多用途车辆上的那些车辆闭合件，能够完全打开车身开口并且因此提供通向车辆内部的畅通无阻的通路。这种通路允许达到开口尺寸的大型物品更容易地放置到车辆中以及从车辆移除。闭合件完全脱离其车身开口的能力通常由用于将闭合件附接并悬挂到车辆车身的铰链的构造决定。

对于造型和空气动力优点，许多车辆在关闭闭合件时需要隐藏铰链。为满足该要求，铰链必须容纳在闭合件外板的内侧并且在车辆车身的深度内。对具有单个枢轴线的隐藏式铰链，门的行程将很有可能被限制为大约90度。这是由于2个主要因素，a)闭合件剖切线摆动路径与实际铰链冲突，以及b)当超过90度时，在枢轴线外侧的闭合件的部分具有行程的内侧分量。

因此，如果门行进超过90度，则门将与车辆车身的侧面接触(或者更优选地，门被限制行程以防止其与车辆车身接触)。这是由于铰链枢轴点拥有最小的旋转半径，并且定位成使得门的面向外的部分被放置在铰链的旋转路径的前面，在此它可以在铰链的旋转路径内与车辆车身的相应的面向外的部分相遇。在该位置，许多车辆门不能完全脱离门口；需要超过90度的门行程以完全脱离门口。

如果在处于闭合位置时铰链枢轴点放置于车辆车身和门的表面之外，则可以采用简单的铰链来提供大于90度的行程，条件是门和车身侧部的部分没有弯曲或突出经过铰链枢轴。在该位置，尽管铰链的旋转半径保持不变，但门的任何部分都不在铰链的旋转路径的前面。虽然这种铰链构造允许车辆门很好地行进超过90度并且尺寸紧凑，但铰链的枢轴部分从车辆外部可见，使得其易受潜在损坏并形成阻碍危险。从美学的观点来看，可见的铰链也通常是不理想的。

多年来已开发了各种铰链，以允许车辆门超过90度的行程，同时当关闭门时提供清洁外观而无铰链的可见部分。例如，由于其形状类似于弯曲的鹅颈而命名的“鹅颈式”铰链用于将门枢轴点进一步移动远离门并进入车辆车身和/或车架中。这有效地增加了铰链的旋转半径，使得门围绕足够宽的路径旋转，使得在经过90度行程之前在旋转路径中不会遇到车辆车身。铰链的相对较大的半径在门打开时提供一定程度的向外横向平移。

然而，鹅颈式铰链对于其中采用它们的应用范围不是完全令人满意的。例如，鹅颈式铰链，因为它们将门枢轴点进一步移动远离门外表面，因此需要相对较深的切口进入邻近的车身和/或车架。这些切口可以潜在地削弱车架结构，因此需要结构加强件，这增加了车辆结构的重量和成本。此外，采用鹅颈式铰链对邻近车身和/或车架的构造形成限制，因为其将需要容纳在门闭合位置；当邻近车辆结构没有充足空间时，不能采用鹅颈式铰链。

因此，存在对于可用于车辆应用的铰链的需求，其改进并提高已知铰链的设计，这允许车辆门脱离邻近的车身结构并打开超过90度。下面讨论与本领域现有需要相关的新型的和有用的铰链的示例。

在下面的详细描述中提供解决一个或多个所识别的现有需求的公开。法国专利公开FR2736380涉及平行双枢转横向平移铰链，并且公开具有双枢轴点的铰链，其通过围绕并附接到一个枢轴点的一组齿轮的作用横向平移。

发明内容

根据所公开的发明的第一方面，一种铰链包括：构造成固定到第一基板的第一附接板；具有纵向轴线并且固定到第一附接板的第一枢轴；构造成固定到第二基板的第二附接板；第二枢轴，第二枢轴具有与第一枢轴纵向轴线正交定向的纵向轴线并且固定到第二附接板，第二枢轴构造成使得第二附接板绕第二枢轴纵向轴线旋转；以及驱动机构，驱动机构机械地连接到第二附接板和第一枢轴，并且构造成当第二附接板旋转时将负载传递给第一枢轴以导致第一枢轴旋转，使得由第一枢轴旋转产生的力导致第二附接板平移远离第一附接板。

在一个实施例中，驱动机构包括多个相互啮合的齿轮以将第一枢轴与第二枢轴机械地连接，并且第二附接板的旋转经由多个相互啮合的齿轮传递给第一枢轴。

在另一个实施例中，驱动机构进一步包括：转向节，转向节机械地附接到第一枢轴；导螺杆，导螺杆与转向节接合并且经由齿轮机械地连接到第二枢轴，使得当第二附接板旋转时导螺杆在转向节内旋转，导致转向节沿着导螺杆的旋转轴线移动。

在另一个实施例中，转向节可旋转地附接到连杆臂的第一端，连杆臂进一步具有远离第一端的第二端，其中第二端机械地附接到第一枢轴。

在另一个实施例中，连杆臂的第二端可旋转地附接到提升臂，提升臂具有第一端和远离第一端定位的第二端，提升臂在提升臂的第一端可旋转地附接到第一枢轴。

在另一实施例中，驱动机构进一步包括驱动机构支架，驱动机构支架具有可旋转地附接到第二枢轴的第一支架端、以及远离第一支架端并且可旋转地附接到提升臂的第二端的第二支架端。

在另一个实施例中，第一附接板进一步包括承口；并且第二附接板进一步包括钩。当第二附接板的平面进入与第一附接板的平面平行的位置时，钩接合到承口中。

在另一个实施例中，驱动机构进一步包括多个齿轮，其中，多个齿轮中的一个齿轮机械地连接到第二附接板，并且多个齿轮中的第二个齿轮机械地连接到导螺杆。

在又一个实施例中，驱动机构进一步包括机械地连接到第二附接板的齿条、以及机械地连接到导螺杆的小齿轮，其中，旋转第二附接板导致齿条旋转小齿轮。

在又一个实施例中，驱动机构进一步包括螺旋丝杠，螺旋丝杠具有机械地附接到第一附接板的第一端和附接到万向节的第二端；并且万向节机械地附接到第二附接板。

根据所公开的发明的第二方面，一种用于将门固定到基板的铰链包括：固定到基板的第一附接板；固定到门的第二附接板；第一枢轴，第一枢轴具有纵向轴线并且机械地附接到第一附接板，使得第一枢轴的纵向轴线大致平行于第一附接板的平面；提升臂，提升臂具有第一端和远离第一端定位的第二端，提升臂的第一端可旋转地附接到第一枢轴，使得提升臂向上旋转远离第一附接板的平面，第一端进一步包括连杆枢轴点，并且第二端进一步包括支架枢轴点；连杆臂，连杆臂具有第一端和远离第一端定位的第二端，第二端可旋转地附接到连杆枢轴点，并且第一端包括转向节枢轴点；驱动机构，包括：驱动机构支架，驱动机构支架具有：可旋转地固定到第二枢轴的第一端，第二枢轴具有与第一枢轴纵向轴线正交定向的纵向轴线；以及远离第一端定位并且可旋转地固定到支架枢轴点的第二端；可旋转地附接到转向节枢轴点的螺纹转向节；螺纹导螺杆，螺纹导螺杆具有纵向轴线并且可旋转地固定到驱动机构支架并穿过转向节，使得旋转导螺杆导致转向节沿着导螺杆纵向轴线移动；以及一个或多个齿轮，一个或多个齿轮固定到驱动机构支架并且构造成可旋转地驱动导螺杆。第二附接板可旋转地附接到第二枢轴并且构造成使得旋转门导致第二附接板绕第二枢轴旋转并且将旋转运动传递给一个或多个齿轮，从而导致导螺杆被可旋转地驱动，并且从而进一步使负载置于提升臂上，产生导致提升臂旋转远离第一附接板的平面的扭矩。

在一个实施例中，第一附接板进一步包括承口，并且第二附接板进一步包括钩。当门进入抵靠基板的闭合位置时，钩接合到承口中。

在另一个实施例中，一个或多个齿轮包括机械地附接到第二附接板的齿条、以及附接到导螺杆的小齿轮。

根据所公开的发明的第三方面，一种车辆包括：车辆车身；车辆门，车辆门通过至少两个铰链可移动地固定到车辆车身，每个铰链进一步包括：第一附接板，第一附接板通过第一枢轴固定到车辆车身；驱动机构，驱动机构具有与第一枢轴正交定向的第二枢轴，驱动机构可旋转地附接到第一枢轴；以及第二附接板，第二附接板固定到车辆门并且可旋转地附接到第二枢轴，第二附接板构造成当第二附接板旋转时驱动驱动机构。旋转门导致每个铰链的第二附接板绕第二附接板的相应的第二枢轴旋转，导致当第二附接板旋转时，车辆门相对于车辆车身横向移动。

在一个实施例中，驱动机构包括：提升臂，提升臂具有第一端和远离第一端定位的第二端，提升臂的第一端可旋转地附接到第一枢轴，使得当负载置于提升臂的第一端上时，提升臂向上旋转远离第一附接板的平面，第一端进一步包括连杆枢轴点，并且第二端进一步包括支架枢轴点；连杆臂，连杆臂具有第一端和远离第一端定位的第二端，第一端包括转向节枢轴点并且第二端可旋转地附接到连杆枢轴点；驱动机构支架，驱动机构支架具有：可旋转地固定到第二枢轴的第一端，第二枢轴具有与第一枢轴纵向轴线正交定向的纵向轴线；以及远离第一端定位并且可旋转地固定到支架枢轴点的第二端；可旋转地附接到转向节枢轴点的螺纹转向节；螺纹导螺杆，螺纹导螺杆具有纵向轴线并且可旋转地固定到驱动机构支架且穿过转向节，使得旋转导螺杆导致转向节沿着导螺杆纵向轴线移动，经由连杆臂将负载施加到提升臂上，并且因而导致提升臂旋转远离第一附接板的平面。

在另一个实施例中，驱动机构进一步包括一个或多个齿轮，一个或多个齿轮固定到驱动机构支架并且构造成可旋转地驱动导螺杆。

在另一个实施例中，绕第二枢轴旋转的第二附接板将旋转运动传递到一个或多个齿轮中的一个齿轮，从而导致导螺杆旋转。

在又一个实施例中，驱动机构进一步包括机械地附接到第二附接板的齿条、以及附接到导螺杆的小齿轮，其中，绕第二枢轴旋转第二附接板导致导螺杆旋转。

在另一个实施例中，驱动机构进一步包括螺旋丝杠，螺旋丝杠具有机械地附接到第一附接板的第一端和附接到万向节的第二端；万向节机械地附接到第二附接板；并且旋转第二附接板将旋转运动传递给万向节，导致螺旋丝杠改变长度。

在又一个实施例中，第一附接板进一步包括承口；并且第二附接板进一步包括钩。当门进入抵靠基板的闭合位置时，钩接合到承口中。

附图说明

图1A是第一示例性的双枢转横向平移铰链的第一示例的前侧部透视图。

图1B是图1A中示出的双枢转横向平移铰链的后侧部透视图，其描绘了用于将铰链附接到基板的附接板以及铰链驱动机构。

图1C是图1A中示出的双枢转横向平移铰链的底部透视图，其进一步描绘了优选实施例的驱动机构部件。

图1D是图1A中示出的双枢转横向平移铰链的俯视透视图，其描绘了第一枢轴点和驱动机构连杆臂。

图2是图1A中示出的双枢转横向平移铰链的分解图，其描绘了包括铰链的各种部件。

图3A是图1A中示出的双枢转横向平移铰链的前剖视图，其描绘了铰链驱动机构的内部部件的设置。

图3B是沿着线3B截取的图3A中示出的双枢转横向平移铰链的侧视横截面图，其描绘了当铰链处于闭合和缩回构造时驱动机构的部件设置。

图3C是沿着线3B截取的图3A中示出的双枢转横向平移铰链的侧视横截面图，其描绘了当铰链处于打开和延伸构造时驱动机构的部件设置。

图4A是图1A中示出的双枢转横向平移铰链的侧部透视图，其描绘了经安装以将车辆门固定到车辆车身的铰链，其中门部分打开。

图4B是图4A中示出的双枢转横向平移铰链的侧部透视图，其描绘了在门处于更完全打开位置时的铰链。

图5是图4A中示出的双枢转横向平移铰链的俯视图，其描绘了当铰链延伸时由铰链提供的横向间隙。

图6A是包括使用齿条和小齿轮实施的驱动机构的双枢转横向平移铰链的第二示例的透视图，其中铰链描绘为处于缩回构造。

图6B是图6A中示出的双枢转横向平移铰链的透视图，其描绘了处于延伸构造的铰链。

图7A是包括使用螺旋丝杠和万向节实施的驱动机构的双枢转横向平移铰链的第三示例的透视图，其中铰链描绘为处于缩回构造。

图7B是图7A中示出的双枢转横向平移铰链的透视图，其描绘了处于延伸构造的铰链。

具体实施方式

通过结合附图阅读以下详细描述，将更好地理解所公开的双枢转横向平移铰链。详细描述和附图仅提供本文所描述的各种发明的示例。本领域技术人员将理解，在不脱离本文所描述的本发明的范围的情况下，可以变化、修改和改变所公开的示例。设想不同应用和设计考虑的许多变化；然而，为简洁起见，在下面的详细描述中没有单独地描述每个设想的变化。

在下面的详细描述中，提供各种双枢转横向平移铰链的示例。示例中的相关特征可在不同的示例中相同、类似或不类似。为简洁起见，将不详细描述相关的特性。相反，相关特性名称的使用将提示读者具有相关特性名称的特性可相似于先前解释的示例中的相关特性。在该具体示例中将描述特定于给定示例的特性。读者应理解，给定特性不需要与任何给定的图或示例中的相关特性的特定描写相同或类似。

参考图1A到图5，现在将描述双枢转横向平移铰链的第一示例，铰链100。铰链100用于将例如车辆门的面板固定到例如车辆车架或车身的基板，以这样一种方式使得旋转固定面板将旋转力传递到铰链100的安装板。继而，当安装板保持在固定刚性平面中时，此旋转力致动铰链100内的驱动机构，其导致铰链100横向延伸远离基板。在车辆应用中，这导致车辆门在其旋转时平移远离车辆车身，潜在地在车辆门和车辆的周围部分之间提供更大的间隙。此附加间隙可允许车辆门打开到比常规隐藏式铰链可能的更宽的角度，否则门的行程将通过与车辆车身接触而受到限制。读者将从附图和下面的描述中理解，铰链100解决常规隐藏式车辆铰链的缺点。

此外，读者应理解，尽管车辆在本文中被描述为用于铰链100的主要应用，但是这决不是限制性的。铰链100可以用于各种不同的应用，车辆和非车辆两者。各种应用的一些示例可包括车辆提升门、回转门和舱门、以及建筑物门和维修面板、或者平面基板需要相对于第二平面基板枢转的任何其它应用、以及需要与旋转运动结合的横向平移。

在该申请中，当零件“机械地附接”到另一零件时，这意味着该零件以这样的方式附接：使得其能够传输、传递或施加力到其所附接的零件，且并非意味着暗示将所讨论的零件附接在一起的特定方法。

例如，与鹅颈式类型铰链相反，铰链100呈现为紧凑封装，其几乎不需要突出到车辆车身和/或车架结构中。因为铰链100在车辆门闭合时折叠到其自身中，其尺寸收缩以占据大致相当于不允许车辆车身的横向平移和间隙的传统隐藏式铰链的体积。因此，铰链100提供鹅颈式铰链的益处-大的回转半径，其提供远离车辆车身的横向平移，并且允许门打开超过90度，以及当车辆门闭合时完全隐藏铰链-具有常规铰链的尺寸和封装优点允许铰链装配到门和车辆之间的空间中，而不会侵入车辆车身和/或车架中。

参考图1A到图2，铰链100包括构造成固定到例如车辆车身或车架部件的第一基板的第一附接板102。具有纵轴的第一枢轴104固定到第一附接板102。第二附接板106构造成固定到例如车辆门的第二基板，并且具有与第一枢轴104纵轴正交定向的纵轴的第二枢轴108固定到第二附接板106。第二枢轴108构造成使得第二附接板106绕第二枢轴108纵轴旋转。驱动机构110构造成当其被驱动时绕第一枢轴104纵轴旋转，并且机械地连接到第二附接板106，使得当第二附接板106绕第二枢轴108纵轴旋转时驱动驱动机构110，因此导致第二附接板106远离第一附接板102平移。

在优选实施例中，驱动机构110包括具有第一端136和远离第一端136定位的第二端140的提升臂126，提升臂126的第一端136可旋转地附接到第一枢轴104，使得提升臂126可以向上旋转远离第一附接板102的平面。第一端136进一步包括连杆枢轴点132，并且第二端140构造成支架枢轴点。具有第一端125和远离第一端125定位的第二端130的连杆臂124经由第二端130可旋转地附接到连杆枢轴点132。连杆臂124的第一端125构造成转向节枢轴点以接收转向节枢轴113。

驱动机构支架122具有通过枢轴孔109可旋转地固定到第二枢轴108的第一端119、以及远离第一端119定位并且可旋转地固定到第二端140的支架枢轴点的第二端142。螺纹转向节112经由转向节枢轴113可旋转地附接到连杆臂第一端125的转向节枢轴点。具有纵轴的螺纹导螺杆114可旋转地固定到驱动机构支架122并且穿过转向节112，使得旋转导螺杆114导致转向节112沿着导螺杆114的纵轴移动。一个或多个齿轮120固定到驱动机构支架122并且构造成当第二附接板106可旋转地附接到第二枢轴108时可旋转地驱动导螺杆114。

当第二附接板106固定到第二基板时，旋转第二基板导致第二附接板106绕第二枢轴108旋转，并且将旋转运动传递给一个或多个齿轮120，从而导致导螺杆114被可旋转地驱动。

如在图1B和图1C中可以看出，第一附接板102优选地配备有多个安装孔152，其可以允许铰链100安装在各种不同的基板上，调适用于安装螺栓的多个潜在位置，这可能必须基于给定的车辆或非车辆应用而变化。同样地，图1A和图1D描绘了具有多个安装孔156的第二附接板106。

这些安装孔152和156可以具有各种不同的尺寸和形状，例如圆形、正方形或多边形，并且可以沿着第一附接板102在各种不同的位置定位，这取决于铰链100的预期应用。此外，第一附接板102和第二附接板106不需要使用安装孔固定到它们各自的基板。可以使用用于安装第一附接板102和第二附接板106的任何适合的装置，例如夹具、销、按扣或用于牢固地附接至基板的另一种适合的方法，这取决于铰链100的具体预期使用以及基板的类型和性质。

第一安装板102和第二安装板106经描绘为大致矩形形状。本领域技术人员将理解，该形状有些任意。第一安装板102和第二安装板106可以构造成能够调适驱动机构110的任何特定形状，并且因此可经调节为装配特定应用，例如可能在车辆门和车辆侧柱之间的空间中遇到的轮廓表面。第一安装板102和第二安装板106优选地由用于大多数车辆应用的钢建造，但是也可以由例如复合材料或塑料的材料、或适合于铰链100的预期应用的任何其它材料建造。它们可使用任何合适的技术制造，例如对于钢支架，可使用冲压、铸造或锻造，或适合于选定的建造材料的任何其它制造方法。

如在图中可以看出，在优选实施例中，第一安装板102和第二安装板106大致为U形，当铰链100安装在第一基板和第二基板之间时，这有助于提供结构刚性并抵抗变形。将在本文中讨论的各种部件可以位于U形的每一侧上。

第一附接板102通过第一枢轴104连接到铰链100的其余部分，即，驱动机构110。同样，第二附接板106通过第二枢轴108附接到驱动机构110。这里进一步讨论，第一枢轴104实施为圆形销，其穿过位于U形的任一侧上的第一枢轴安装孔134、以及驱动机构110上的相应孔装配。同样，第二枢轴108也实施为销，其装配到第二枢轴安装孔107中，通过作为驱动机构110的一部分的驱动机构支架122上的相应枢轴孔109固定。虽然优选地实施为销，但是第一枢轴104和第二枢轴108可以使用允许第一附接板102、驱动机构110和第二附接板106相对于彼此旋转的任何机构实施，例如一系列轴承、衬套或铰链点。如何实施每个枢轴将取决于铰链100的具体使用。

第一附接板102还包括沿着第一附接板102的侧部设置的承口146。承口146构造成接收接近第二枢轴安装孔107中的一个从第二附接板106突出的钩144。如图1C和图1D所示，当铰链100旋转到闭合构造时，第一附接板102和第二附接板106的平面变得大致平行，并且钩144接合到承口146中。通过这样做，由第二附接板106承载的任何负载被直接传递到第一附接板102及其相应的第一基板，并且铰链100保持在固定构造中而不受任何直接横向力影响。钩144到承口146中的接合进一步用于将驱动机构110从施加到铰链100的任何重量和/或扭矩卸载，以便防止驱动机构110的不必要的疲劳。当铰链100通过第二附接板106旋转远离第一附接板102而打开时，钩144从承口146脱离，从而解锁和释放铰链100。

第二枢轴108可在第二附接板106上的点处，具体地，在远离枢轴驱动齿轮118的第二枢轴安装孔107处配备有检查设备，其可用于限制第二附接板106的行程，以确保铰链100不能过度延伸。此外，这种检查设备可以构造成在第二附接板106的行程中提供中间止动件，以允许附接的门置于部分打开位置，其中铰链100的进一步打开对于特定的使用时间是不可行的或者仅仅是不理想的。这种检查设备在相关领域中是已知的。

此外，如图2所描绘的铰链100配备有过打开止动件，其实施为驱动机构支架122上的突出部160和第二附接板106上的相应表面162。在操作中，当第二附接板106围绕第二枢轴108旋转时，一旦第二附接板106达到其设计的最大行程，则表面162将接触突出部160，从而阻止第二附接板106的进一步行程。对于相关领域的技术人员将显而易见的是，第二附接板106以及因此铰链100的最大允许行程可以通过选择驱动机构支架122上的突出部160的位置来设置。如图2所描绘，突出部160是驱动机构支架122的一体部分，因此在制造驱动机构支架122时被定位。然而，突出部160可以使用可移除地附接到驱动机构支架122的单独制造的零件来实施，使得第二附接板106的最大行程可以以后在本领域得到调整。在其它实施例中，表面162可以配备有经定位与突出部160相互作用的凹陷部或类似部件，其中这些部件的深度将决定第二附接板106的最大行程，并且该最大行程可以通过使部件更深或更高得到调整。

与包括钩144的第二枢轴安装孔107相对的是枢轴驱动齿轮118。枢轴驱动齿轮118经由包括驱动机构110的一部分的齿轮120向驱动机构110供应旋转力。

驱动机构110经由其提升臂126连接到第一枢轴104并且驱动机构110通过穿过提升臂126的第一端136上的孔固定到第一枢轴104。在第一端136上还有形成连杆枢轴点132的附加孔，连杆枢轴132穿过附加孔。第二端140构造有一系列孔以形成支架枢轴点，支架枢轴138穿过所述一系列孔。如本文将进一步解释，提升臂126构造成传输在驱动机构110中产生的扭矩，以使铰链100通过绕第一枢轴104枢转而延伸。

该扭矩由连杆臂124产生并从连杆臂124传递，连杆臂124通过连杆枢轴128穿过连杆臂124的第二端130以及连杆枢轴点132的孔而固定到连杆枢轴点132。连杆臂124包括第一端125，其具有用于接收转向节枢轴113的孔。转向节枢轴113设置在转向节112的相对侧上。如上所述，转向节112包括沿着转向节枢轴113的轴线大致居中地定位的螺纹孔，导螺杆114穿过该螺纹孔，导螺杆114具有与沿着其轴设置的转向节112相应的螺纹116。当导螺杆114旋转通过转向节112，导致转向节112沿着导螺杆114的长度横向行进时，横向运动通过转向节枢轴113传递到连杆臂124。

导螺杆114在一端包括小齿轮，其由齿轮组120驱动并且是齿轮组120的一部分。齿轮120继而由第二附接板106上的枢轴驱动齿轮118驱动。在优选的实施例中，齿轮120构造成适当的比率，以提供施加到导螺杆114的旋转速度的增加。然而，相关领域的技术人员将理解，适当的比率还将取决于导螺杆114的螺距，并且最终取决于铰链100对于给定应用必须提供的横向平移量。导螺杆114的较大螺距和/或较小所需横向平移将允许较低的驱动比。枢轴驱动齿轮118驱动堆叠在较大齿轮顶部的小齿轮，其继而在导螺杆114的端部驱动更小的小齿轮。

相关领域的技术人员将理解，导螺杆114和相应的转向节112的螺距将随着导螺杆114的每次旋转决定转向节112在导螺杆114的轴上的行程量。与大螺距相比，小螺距将导致转向节112随着每次导螺杆114旋转在导螺杆114的轴上移动相对较小的距离，这将导致转向节112随着单次旋转在导螺杆114的轴上移动更大的距离。

驱动机构支架122固定导螺杆114和齿轮120。一系列固定孔123接收连接到齿轮120以及导螺杆114的各个轴(例如，连接至其中一个齿轮120的轴121)，将它们保持在固定位置，同时允许旋转，使得驱动机构110可以可靠地起作用。穿过第二枢轴安装孔107和枢轴孔109的第二枢轴108确保驱动机构支架122和第二附接板106相对于彼此保持刚性，并且第二附接板106仅允许相对于驱动机构支架122旋转。当齿轮120同样相对于驱动机构支架122保持在固定位置时，枢轴驱动齿轮118永久地保持在适当位置以接合齿轮120。驱动机构支架122通过驱动机构支架122的第二端142固定到提升臂126，支架枢轴138穿过驱动机构支架122以及穿过提升臂126的第二端140。

通过驱动机构支架122相对于第二附接板106保持刚性并且绕第二枢轴108旋转，当第二附接板106旋转时，枢轴驱动齿轮118旋转齿轮120，这继而导致导螺杆114旋转并且转向节112向上移动导螺杆114的轴。当转向节112向上移动导螺杆114时，转向节112的位置和驱动机构支架122的底座之间的增加的距离增加，使得转向节枢轴113经由第一端125抵靠连杆臂124施加线性力或负载。这继而导致连杆臂124通过连杆枢轴点132和连杆枢轴128向提升臂126施加力或负载。由于连接臂124是固定的和刚性的长度，所以背压经由导螺杆114置于驱动机构支架122，驱动机构支架122继而经由第二枢轴108将背压供应给第二附接板106，以促使驱动机构支架122向下枢转并绕支架枢轴138旋转。因为第二附接板106、以及通过连接的驱动机构支架122通过附接到第二基板而保持在刚性竖直位置，这防止围绕支架枢轴138的枢转部分。因此，由连杆臂124施加到提升臂126的线性负载产生扭矩，该扭矩导致提升臂126绕第一枢轴104旋转，并向上枢转且远离第一附接板102，导致铰链100延伸。导螺杆114在铰链100的操作中经受轴向负载，并且因此驱动机构支架122可配备有推力轴承机构，优选地在导螺杆114突出穿过的固定孔123中，以增强寿命并减少驱动机构110上的磨损。

现参考图3A到图3C，可以看见铰链100的各种部件在铰链100延伸时的运动。在图3A中，从前视图看出，铰链100在转向节112位于导螺杆114上的位置时是可见的。转向节112位于导螺杆114的底座处的小齿轮以及驱动机构支架122的底座附近，驱动机构支架122由第二附接板106覆盖，第二附接板106示出处于平行于第一附接板102的折叠的闭合位置。图3B从侧剖视图示出了此构造，其中，当铰链100处于缩回构造时，转向节112处于位置A。图3C继而描绘了处于延伸位置的铰链100，其中，第二附接板106旋转远离铰链100。当其旋转时，与齿轮120接合的枢轴驱动齿轮118转动导螺杆114并将转向节112移动到位置B。在位置B，转向节112更靠近驱动机构支架112的顶部。在转向节112和驱动机构支架122的底部(在位置B处描绘)之间产生的增加的距离已经通过围绕第一枢轴104的提升臂126产生了扭矩。铰链100移动到图3C所示的延伸构造，其中第二附接板106随着旋转横向平移远离第一附接板102。

铰链100的总体延伸可以通过改变由提升臂126、连杆臂124、转向节112和导螺杆114的螺距、以及导螺杆114相对于第二附接板106的旋转的旋转量(本身通过由齿轮120提供的齿轮比决定)产生的几何结构来调节。例如，当与更小的螺距相比时，所有其它变量保持相等，由于转向节112在导螺杆114的轴上的更大的行程距离，因此提供用于转向节112和导螺杆114的更大的螺距通常将导致铰链100的更大的延伸。同样地，对于转向节112和导螺杆114的给定螺距，增加齿轮120的比率使得导螺杆114对于第二附接板106的给定行程旋转更大量将同样导致铰链100的更大的延伸。此外，增加提升臂126上的第一枢轴104连接到第一端136处与连杆枢轴点132之间的距离产生更大的杆距离，在该距离中，由连杆臂124施加的力被转换成提升臂126上的扭矩。该更大的距离同样将减小铰链100的延伸距离，但是允许铰链100施加更大的扭矩，因此使铰链100能够支撑和平移更重的负载。相关领域的技术人员将理解，可以改变这些各种几何结构以调节铰链100的延伸特性从而适应特定的应用，例如，具有不同宽度的门和车身、不同的所需间隙和/或门的期望旋转行程的车辆等。

图4A和图4B描绘了在车辆情况下的铰链100，其中第一基板是车辆车架202的一部分，并且第二基板是车辆门206。图4A示出了处于接近缩回位置的铰链100，门206略微半开，已经旋转以略微延伸铰链100。可以看见，铰链100不需要穿透到车架202中。图4B示出门206几乎打开，其中铰链100处于几乎完全延伸构造。

最后，图5示出了处于大部分延伸构造的铰链100的顶视图。尤其值得注意的是，车架202和门206的边缘之间的间距210。当门206处于从闭合位置接近135度的位置时，车架202和门206之间的间距210例示了在门206旋转期间由铰链100提供的横向平移如何允许门206容易地脱离车架202的侧部而门206刚好过90度。在没有该间距210的情况下，门206将被车架202的邻近门206的右侧的部分阻止打开大于90度。

将注意力转向图6A到图6B，现在将描述双枢转横向平移铰链，铰链600的第二示例。铰链600包括许多与铰链100类似或相同的特征。因此，为简洁起见，将不会冗余地解释铰链600的各特征。相反，将详细描述铰链600和铰链100之间的关键区别，并且读者应参考上述对两个铰链之间大致类似的特征的讨论。铰链100和铰链600之间的主要区别是驱动机构的不同实施。

如在图6A和图6B中可以看出，除了齿轮120之外，铰链600的大部分部件与铰链100相同，包括驱动机构110的主要部件。铰链600包括附接到第一枢轴604的第一附接板608。第二附接板606同样地附接到第二枢轴602。与第二附接板106具有用于致动驱动机构110的相关联枢轴驱动齿轮118形成对比，第二附接板606包括杆突出部611，杆突出部611包括枢轴点，枢轴点继而移动齿条610。齿条610包括与小齿轮614接合并且附接至铰链600的导螺杆(对应于导螺杆114并且在其它方面与其相同)的底座的多个齿。如图6A和图6B所描绘，小齿轮614用留挂螺栓612固定到导螺杆。这仅是将齿条610固定到小齿轮614的一种可能方式，其确保与齿条的可靠滑动配合。将小齿轮614固定到导螺杆的方法的示例可包括压入配合、焊接或粘合剂、小齿轮614内的接合导螺杆上的相应螺纹以使小齿轮614可以被紧固就位的螺纹、或将小齿轮614设计为导螺杆的整体加工部分。与铰链100的驱动机构110相比，采用齿条610允许消除齿轮120和简化铰链600中的驱动机构。

图6A描绘了处于缩回位置的铰链600，并且可以看出，齿条610定位在其行程的末端。图6B描绘了处于延伸位置的铰链600。当第二附接板606枢转远离第一附接板608时，在第二枢轴602的相对侧定位在第二附接板606上的杆突出部611朝向第一附接板608摆动。当它这样做时，齿条610在杆突出部611上枢转并且沿着远离第二附接板606的摆动的方向移动，从而向小齿轮614传递旋转运动，这继而导致导螺杆向上驱动转向节，并且将铰链600移动到延伸构造中。该操作在其他方面与铰链100的延伸和缩回相同。

将注意力转向图7A和图7B，现在将描述双枢转横向平移铰链的第三示例，铰链700。铰链700包括许多与铰链100类似或相同的特征。因此，为简洁起见，将不会冗余地解释铰链700的各特性。相反，将详细描述铰链700和铰链100之间的关键区别，并且读者应参考上述对两个铰链之间大致类似的特征的讨论。铰链100和铰链700之间的主要区别是驱动机构的另一不同实施。

如在图7A和图7B中可以看出，铰链700包括附接到第一枢轴704的第一附接板708、以及附接到第二枢轴702的第二附接板706。这些部件的功能与其在铰链100中的相应部件相同。铰链700还包括如铰链100中的由第二附接板706的旋转驱动的一个或多个齿轮710。这些齿轮710继而驱动附接到轴716的小齿轮712，轴716通过万向节或等速万向节714转动螺旋丝杠718。螺旋丝杠718包括移入和移出相应的套筒的带螺纹的部分。螺旋丝杠718继而附接到枢转铰链720，枢转铰链720本身固定到第一附接板708。从铰链700缺失的是附接到转向节的连杆臂，其已被螺旋丝杠组件代替。

图7A描绘了处于缩回构造的铰链700，并且图7B描绘了延伸的铰链700。随着第二附接板706旋转远离第一附接板708，齿轮710驱动小齿轮712、轴716和万向节714，这导致螺旋丝杠718的带螺纹的部分从套筒上旋开，增加了螺旋丝杠的总长度。如图7B所描绘，随着总长度增加，其推动第一附接板706并对铰链700的驱动机构支架施加相反负载，导致提升臂被提升远离第一附接板708。与转向节和导螺杆组合一样，改变螺旋丝杠718的带螺纹的部分的螺距和套筒将改变螺旋丝杠718的长度随着小齿轮712的每次旋转而增加的量，类似于改变齿轮710的齿轮比，因此允许铰链700的延伸量和速率根据各种应用的需要而调节。

上述发明笼括具有独立效用的多个有区别的发明。虽然已经以具体形式公开这些发明中的每一个，但是上述公开和示出的特定实施例不应被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。本发明的主题包括以上公开的和本领域技术人员对于这些发明固有的各种元件、特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。在本公开或随后提交的权利要求叙述“一个”元件、“第一”元件或任何这样的等同术语的情况下，一个或多个公开或多个权利要求应被理解为包括一个或多个这样的元件，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。

申请人保留提交针对被认为是新颖和非显而易见的所公开的发明的组合和子组合的权利要求的权利。体现在特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合中的发明可以通过修改这些权利要求或在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。这种修改或新的权利要求，无论它们是针对相同的发明还是不同的发明，以及它们在范围上与原始权利要求不同、更宽、更窄或相等，都应被认为在本文所描述的发明的主题内。

Claims (20)

1.一种铰链，包括：

第一附接板，所述第一附接板构造成固定到第一基板；

第一枢轴，所述第一枢轴具有纵向轴线并且固定到所述第一附接板；

第二附接板，所述第二附接板构造成固定到第二基板；

第二枢轴，所述第二枢轴具有与所述第一枢轴的纵向轴线正交定向的纵向轴线并且固定到所述第二附接板，所述第二枢轴构造成使得所述第二附接板绕所述第二枢轴的纵向轴线旋转；以及

驱动机构，所述驱动机构机械地连接到所述第二附接板和所述第一枢轴，并且构造成当所述第二附接板旋转时将负载传递给所述第一枢轴以导致所述第一枢轴旋转，使得由所述第一枢轴旋转产生的力导致所述第二附接板平移远离所述第一附接板。

2.根据权利要求1所述的铰链，其中，所述驱动机构包括多个相互啮合的齿轮以将所述第一枢轴与所述第二枢轴机械地连接，并且所述第二附接板的所述旋转经由所述多个相互啮合的齿轮传递给所述第一枢轴。

3.根据权利要求1所述的铰链，其中，所述驱动机构进一步包括：

转向节，所述转向节机械地附接到所述第一枢轴；

导螺杆，所述导螺杆与所述转向节接合并且经由齿轮机械地连接到所述第二枢轴，使得当所述第二附接板旋转时所述导螺杆在所述转向节内旋转，导致所述转向节沿着所述导螺杆的旋转轴线移动。

4.根据权利要求3所述的铰链，其中，所述转向节可旋转地附接到连杆臂的第一端，所述连杆臂进一步具有远离所述第一端的第二端，其中所述第二端机械地附接到所述第一枢轴。

5.根据权利要求4所述的铰链，其中，所述连杆臂的所述第二端可旋转地附接到提升臂，所述提升臂具有第一端和远离所述第一端定位的第二端，所述提升臂在所述提升臂的所述第一端可旋转地附接到所述第一枢轴。

6.根据权利要求5所述的铰链，其中，所述驱动机构进一步包括驱动机构支架，所述驱动机构支架具有可旋转地附接到所述第二枢轴的第一支架端、以及远离所述第一支架端并且可旋转地附接到所述提升臂的所述第二端的第二支架端。

7.根据权利要求6所述的铰链，其中：

所述第一附接板进一步包括承口；并且

所述第二附接板进一步包括钩，

其中，当所述第二附接板进入与所述第一附接板平行的位置时，所述钩接合到所述承口中。

8.根据权利要求3所述的铰链，其中，所述驱动机构进一步包括多个齿轮，其中，所述多个齿轮中的一个齿轮机械地连接到所述第二附接板，并且所述多个齿轮中的第二个齿轮机械地连接到所述导螺杆。

9.根据权利要求3所述的铰链，其中，所述驱动机构进一步包括机械地连接到所述第二附接板的齿条、以及机械地连接到所述导螺杆的小齿轮，其中，旋转所述第二附接板导致所述齿条旋转所述小齿轮。

10.根据权利要求1所述的铰链，其中，所述驱动机构进一步包括螺旋丝杠，所述螺旋丝杠具有机械地附接到所述第一附接板的第一端和附接到万向节的第二端；并且

所述万向节机械地附接到所述第二附接板。

11.一种用于将门固定到基板的铰链，包括：

固定到所述基板的第一附接板；

固定到所述门的第二附接板；

第一枢轴，所述第一枢轴具有纵向轴线并且机械地附接到所述第一附接板，使得所述第一枢轴的所述纵向轴线大致平行于所述第一附接板的平面；

提升臂，所述提升臂具有第一端和远离所述第一端定位的第二端，所述提升臂的所述第一端可旋转地附接到所述第一枢轴，使得所述提升臂向上旋转远离所述第一附接板的所述平面，所述第一端进一步包括连杆枢轴点，并且所述第二端进一步包括支架枢轴点；

连杆臂，所述连杆臂具有第一端和远离所述第一端定位的第二端，所述第一端可旋转地附接到所述连杆枢轴点，并且所述第二端包括转向节枢轴点；

驱动机构，包括：

驱动机构支架，所述驱动机构支架具有：可旋转地固定到第二枢轴的第一端，所述第二枢轴具有与所述第一枢轴的纵向轴线正交定向的纵向轴线；以及远离所述第一端定位并且可旋转地固定到所述支架枢轴点的第二端；

可旋转地附接到所述转向节枢轴点的螺纹转向节；

螺纹导螺杆，所述螺纹导螺杆具有纵向轴线并且可旋转地固定到所述驱动机构支架并穿过所述转向节，使得旋转所述导螺杆导致所述转向节沿着所述导螺杆的纵向轴线移动；以及

一个或多个齿轮，所述一个或多个齿轮固定到所述驱动机构支架并且构造成可旋转地驱动所述导螺杆；并且

其中，所述第二附接板可旋转地附接到所述第二枢轴并且构造成使得旋转所述门导致所述第二附接板绕所述第二枢轴旋转并且将旋转运动传递给所述一个或多个齿轮，从而导致所述导螺杆被可旋转地驱动，并且从而进一步使负载置于所述提升臂上，产生导致所述提升臂旋转远离所述第一附接板的所述平面的扭矩。

12.根据权利要求11所述的铰链，其中：

所述第一附接板进一步包括承口；并且

所述第二附接板进一步包括钩，

其中，当所述门进入抵靠所述基板的闭合位置时，所述钩的突出部接合到所述承口中。

13.根据权利要求11所述的铰链，其中，所述一个或多个齿轮包括机械地附接到所述第二附接板的齿条、以及附接到所述导螺杆的小齿轮。

14.一种车辆，包括：

车辆车身；

车辆门，所述车辆门通过至少两个铰链可移动地固定到所述车辆车身，每个所述铰链进一步包括：

第一附接板，所述第一附接板通过第一枢轴固定到所述车辆车身；

驱动机构，所述驱动机构具有与所述第一枢轴正交定向的第二枢轴，所述驱动机构可旋转地附接到所述第一枢轴；以及

第二附接板，所述第二附接板固定到所述车辆门并且可旋转地附接到所述第二枢轴，所述第二附接板构造成当所述第二附接板旋转时驱动所述驱动机构；并且，

其中，旋转所述门导致每个所述铰链的所述第二附接板绕所述第二附接板的相应的第二枢轴旋转，导致当所述第二附接板旋转时，所述车辆门相对于所述车辆车身横向移动。

15.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述驱动机构包括：

提升臂，所述提升臂具有第一端和远离所述第一端定位的第二端，所述提升臂的所述第一端可旋转地附接到所述第一枢轴，使得当负载置于所述提升臂的所述第一端上时，所述提升臂向上旋转远离所述第一附接板的平面，所述第一端进一步包括连杆枢轴点，并且所述第二端进一步包括支架枢轴点；

连杆臂，所述连杆臂具有第一端和远离所述第一端定位的第二端，所述第二端可旋转地附接到所述连杆枢轴点，并且所述第一端包括转向节枢轴点；

驱动机构支架，所述驱动机构支架具有：可旋转地固定到第二枢轴的第一端，所述第二枢轴具有与所述第一枢轴的纵向轴线正交定向的纵向轴线；以及远离所述第一端定位并且可旋转地固定到所述支架枢轴点的第二端；

可旋转地附接到所述转向节枢轴点的螺纹转向节；

螺纹导螺杆，所述螺纹导螺杆具有纵向轴线并且可旋转地固定到所述驱动机构支架且穿过所述转向节，使得旋转所述导螺杆导致所述转向节沿着所述导螺杆的纵向轴线移动，经由所述连杆臂将负载施加到所述提升臂上，并且从而导致所述提升臂旋转远离所述第一附接板的所述平面。

16.根据权利要求15所述的车辆，其中，所述驱动机构进一步包括一个或多个齿轮，所述一个或多个齿轮固定到所述驱动机构支架并且构造成可旋转地驱动所述导螺杆。

17.根据权利要求16所述的车辆，其中，绕所述第二枢轴旋转的所述第二附接板将旋转运动传递到所述一个或多个齿轮中的一个齿轮，从而导致所述导螺杆旋转。

18.根据权利要求15所述的车辆，其中，所述驱动机构进一步包括机械地附接到所述第二附接板的齿条、以及附接到所述导螺杆的小齿轮，其中，绕所述第二枢轴旋转所述第二附接板导致所述导螺杆旋转。

19.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述驱动机构进一步包括螺旋丝杠，所述螺旋丝杠具有机械地附接到所述第一附接板的第一端和附接到万向节的第二端；

所述万向节机械地附接到所述第二附接板；并且

旋转所述第二附接板将旋转运动传递给所述万向节，导致所述螺旋丝杠改变长度。

20.根据权利要求14所述的车辆，其中：

所述第一附接板进一步包括承口；并且

所述第二附接板进一步包括钩，

其中，当所述门进入抵靠所述车辆车身的闭合位置时，所述钩接合到所述承口中。

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