CN110593695A - 轻质铰链 - Google Patents

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CN110593695A CN201910506757.0A CN201910506757A CN110593695A CN 110593695 A CN110593695 A CN 110593695A CN 201910506757 A CN201910506757 A CN 201910506757A CN 110593695 A CN110593695 A CN 110593695A
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米夏埃尔·胡芬
亚历山大·特里贝内克
斯特凡·帕格
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Abstract

本公开涉及一种用于在机动车辆中使用的类型的发动机罩组件的铰链。铰链包括至少一个结构复合部件，所述至少一个结构复合部件附接至车辆的发动机罩和车身中的一者并且构造成包括包覆模制到芯面板中的塑料部分。

Description

轻质铰链
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年6月12日提交的名称为“Light Weight Hinge(轻质铰链)”的美国临时申请No.62/683,818的优先权，该申请的全部内容通过参引并入本文中。
技术领域
本公开总体上涉及在机动车辆中所使用类型的铰链，该铰链用以将闭合构件支撑成在打开位置与关闭位置之间运动。特别地，本公开涉及铰链组件，该铰链组件由至少一个复合铰链部件构成并且构造成用于与车辆发动机罩一起使用。
背景技术
该部分提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
近年来，人们非常重视开发用于在机动车辆中使用的行人保护系统，以努力减少在行人与机动车辆之间发生碰撞期间所引起的伤害的可能性或严重性。一种这样的开发领域已经涉及为机动车辆配备能够吸收冲击力的罩组件。
与罩组件相关联的“被动”行人保护系统包括设置在发动机罩与车辆的发动机舱内的部件之间的罩下挤压空间的腔。该挤压空间构造成减少身体与发动机部件内的部件撞击的可能性，并且更具体地，该挤压空间构造成提供冲击吸收特征。然而，在现代机动车辆中使用低轮廓发动机罩以改善美观和空气动力学特性结合更小的发动机舱限制了可用的挤压空间。
作为替代方案，与车辆的发动机罩组件相关联的“主动”行人保护系统提供“可部署的”发动机罩，该“可部署的”罩构造成升高已闩锁的罩的后部部分以产生额外的罩下挤压空间。该可部署的发动机罩特征响应于检测到的行人与机动车辆的前端部的碰撞而启用。通常，一对主动铰链结合到发动机罩组件中。每个主动铰链包括将发动机罩互连至车身的枢转连杆并包括致动器，致动器能够操作成响应于检测到的行人冲击而迫使枢转连杆移动，以使发动机罩从非部署位置移动至部署位置。在共同拥有的美国专利No.8,544,590和美国公开No.2014/0182962中公开了提供该功能的主动铰链的示例。与由金属形成的主动罩铰链相关联的一个缺点是，主动行人保护系统不仅必须克服发动机罩的质量，还必须克服金属铰链部件的质量以将发动机罩部署至主动行人位置。为此，需要减小铰链的重量，以用于改进主动行人保护系统部署时间，并且减小主动行人保护系统的致动器的输出功率和尺寸，同时提供能够在主动行人保护操作期间抵抗由致动器施加在铰链上的快速部署力的主动铰链。在一些主动铰链中，致动器用于将发动机罩保持在其部署位置。例如，一些主动铰链使用烟火致动器，烟火致动器通常需要受控的通风以保持施加至枢转连杆的向上的力。为此，需要提供用于将发动机罩定位及保持在其部署位置的替代解决方案，该替代解决方案解决及克服常规的主动铰链的缺点。
另外，期望提供比方说例如用于机动车辆的发动机罩铰链之类的铰链，该铰链重量轻并且保持与金属铰链的期望的强度和刚度特性匹配的强度和刚度特性或者保持超过了金属铰链的期望的强度和刚度特性的强度和刚度特性。替代铰链中采用的金属的一种已知的轻质材料是碳纤维。然而，与使用金属形成的铰链相比，与采用碳纤维材料制的铰链的相关联的一些缺点包括增加的制造复杂性和增加的材料成本。
近年来，还注意到开发用于在机动车辆的结构部分中使用的较轻重量的部件。为此，需要提供用于被动车辆发动机罩组件和主动车辆发动机罩组件两者的替代解决方案，该解决方案解决及克服常规冲压钢铰链部件的缺点。
发明内容
该部分提供了本公开的总体概述，而非旨在被解释为是对本公开的全部范围或本公开的所有目的、方面特征和/或优点的全面公开。
根据一方面，提供了一种铰链，该铰链包括：发动机罩支架，发动机罩支架用于附接至车辆发动机罩；以及车身支架，车身支架用于附接至车辆车身；其中，车身支架和发动机罩支架中的至少一者是具有塑料本体部分的复合部件。根据相关方面，该铰链还包括：部署支架，部署支架以可枢转的方式附接至发动机罩支架和车身支架，发动机罩支架能够相对于部署支架在非部署位置与部署位置之间枢转；闩锁机构，闩锁机构具有主闩锁和副闩锁，主闩锁能够操作成用于在非部署位置将发动机罩支架以可释放的方式闩锁至部署支架，副闩锁能够操作成用于在部署位置将发动机罩支架以可释放的方式闩锁至部署支架；以及致动器，致动器用于将主闩锁释放并且允许发动机罩支架运动至其部署位置。根据相关方面，部署支架经由具有至少一个复合连杆的枢转连杆机构以可枢转的方式联接至车身支架。根据相关方面，车身支架包括金属芯面板和紧固至芯面板的塑料部分。根据相关方面，塑料部分包覆模制到金属芯面板上。根据相关方面，发动机罩支架包括支撑至少一个金属支撑套筒的塑料主体。根据相关方面，塑料主体包覆模制在金属支撑套筒上。根据相关方面，车身支架和发动机罩支架中的至少一者包括用纤维增强塑料包覆模制的复合芯面板。根据相关方面，车身支架和发动机罩支架中的至少一者由塑料材料制成并且包括具有用于为车身支架和发动机罩支架中的至少一者提供强度和刚度的蜂窝状单元的阵列的面。根据另一相关方面，至少一对金属支撑套筒压配合或包覆模制到车身支架和发动机罩支架中的至少一者中。根据另一相关方面，塑料材料制成的一系列加强肋从金属支撑套筒径向延伸。根据相关方面，车身支架由塑料材料制成并且限定一对一体式衬套孔眼，并且其中，车身支架还限定多个加强肋，所述多个加强肋从一体式衬套孔眼径向延伸。根据相关方面，发动机罩支架是具有塑料本体部分的复合部件，并且其中，一对管状插入件包覆模制到车身部分中，以用于接纳紧固件，从而将发动机罩支架紧固至车辆的发动机罩。
根据本公开的另一方面，提供了一种铰链，该铰链包括：发动机罩支架，发动机罩支架用于附接至车辆发动机罩；车身支架，车身支架用于附接至车辆车身；连结件，连结件与发动机罩支架和车身支架中的至少一者联接，连结件包括限定室的壳体和保持在室中的本体部分，并且壳体限定至少一个壳体通道，以用于接纳紧固件，从而将连结件与铰链的发动机罩支架和车身支架中的至少一者联接，其中，壳体由金属材料制成，本体部分由塑料材料制成。根据相关方面，本体部分包括多个加强肋，所述多个加强肋限定六边形腔的阵列。根据另一相关方面，壳体具有平坦的基部和从基部横向延伸的侧壁。根据又一相关方面，壳体的侧壁限定多个开口，并且其中，本体部分包括多个凸部，凸部由开口接纳并与开口联接以将本体部分紧固至壳体。根据再一相关方面，本体部分限定安装支承件，该安装支承件由壳体通道接纳并限定支承件通道，支承件通道用于接纳紧固件以将连结件与铰链的发动机罩支架和车身支架中的至少一者联接。
根据又一方面，提供了一种铰链，该铰链包括：发动机罩支架，发动机罩支架用于附接至车辆发动机罩；车身支架，车身支架用于附接至车辆车身；连结件，连结件与发动机罩支架和车身支架中的至少一者联接，连结件包括芯板和封装芯板的外本体部分；以及一对支承通道，所述一对支承通道以彼此间隔开的关系由外本体部分限定，以用于接纳紧固件，从而将连结件与发动机罩支架和车身支架中的至少一者联接，其中，芯板由金属材料制成，外本体部分由塑料材料制成。根据相关方面，芯板包括在一对支承件通道之间延伸的主部段，并且其中，主部段终止于各自围绕支承件通道中的一个支承件通道包绕的一对端部部段。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于车辆的复合铰链和复合铰链部件。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于车辆发动机罩铰链组件的复合铰链部件，该复合铰链部件具有支撑用于接纳紧固件的金属套筒的塑料本体，金属套筒用于支撑由紧固件施加压缩载荷以防止压缩载荷作用在塑料本体上并引起塑料本体的变形和/或疲劳。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于车辆发动机罩铰链组件的复合铰链部件，该复合铰链部件具有塑料本体，该塑料本体具有限定塑料本体的增强单元阵列。
本公开的另一方面提供了一种用于车辆发动机罩铰链组件的复合铰链部件，该复合铰链部件具有塑料本体，该塑料主体具有限定塑料本体的至少两个增强单元子阵列，两个子阵列中的至少一个子阵列设置成围绕用于接纳紧固件的开孔。根据相关方面，围绕开孔的子阵列具有比其他子阵列更高的强度。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于车辆发动机罩铰链组件的复合铰链部件，该复合铰链部件具有：平面芯，平面芯具有形成在其中的开孔，平面芯用于在开孔之间提供平面内强度；以及连接的塑料本体部分，连接的塑料本体部分从平面芯延伸离开平面以用于为复合铰链部件提供平面外刚度。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于车辆发动机罩铰链组件的复合铰链部件，该复合铰链部件具有：平面结构，平面结构具有形成在其中的开孔，平面结构用于在开孔之间提供平面内强度；以及一系列离散结构，比如作为示例的加强肋，离散结构以变化的密度从平面芯延伸离开平面，以为复合铰链部件提供平面外刚度。根据相关方面，离散结构的密度在围绕开孔的体积中是最大的。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于发动机罩铰链的发动机罩支架，该发动机罩支架用于附接至车辆发动机罩并附接至用于附接至车身的车身支架，发动机罩支架是具有塑料本体部分的复合部件。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于发动机罩铰链的车身支架，车身支架用于附接至车身并附接至用于附接至发动机罩的发动机罩支架，车身支架是具有塑料本体部分的复合部件。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于发动机罩铰链的部件，该部件包括第一阵列结构和第二阵列结构，第一阵列结构设置成围绕形成在该部件中的开孔，开孔用于接纳紧固件以将该部件紧固至车辆的发动机罩和车辆的车身中的一者以及与发动机罩支架和车身支架中的至少一者联接的连结件，第二阵列结构设置成与第一阵列结构的至少一部分连接。
根据另一方面，提供了一种制造用于铰链的部件的方法，该方法包括以下步骤：形成至少一个第一结构的步骤，所述至少一个第一结构具有第一强度并且构造成各自限制至少一个开孔，以用于接纳紧固件，从而将该部件紧固至车辆发动机罩、车辆车身和另一铰链部件中的一者；以及形成第二结构的步骤，第二结构具有低于第一强度的第二强度并且构造成与第一结构的至少一部分互连。
根据另一方面，还提供了一种制造用于将车辆的发动机罩联接至车身的铰链的部件的方法，该方法包括以下步骤：形成本体的步骤，该本体具有至少一个第一阵列结构，所述至少一个第一阵列结构构造成各自限制开孔，以用于接纳紧固件，从而将该部件紧固至发动机罩、车身和用于铰链的另一部件中的一者；以及形成第二阵列结构的步骤，第二阵列结构构造成与第一阵列结构互连并形成将第一阵列结构与第二阵列结构互连的平面结构。
根据另一方面，还提供了一种制造用于将车辆的发动机罩联接至车身的铰链的部件的方法，该方法包括以下步骤：冲压具有至少两个开孔的平面芯本体的步骤，所述至少两个开孔各自用于接纳紧固件以将该部件紧固至发动机罩、车身和用于铰链的另一部件中的一者；以及将塑料本体连接至平面芯本体的步骤，平面芯本体具有至少一个第一阵列结构并具有第二阵列结构，所述至少一个第一阵列结构构造成各自限制开孔，以用于接纳紧固件从而将该部件紧固至发动机罩、车身和用于铰链的另一部件中一者，第二阵列结构构造成与第一阵列结构互连。
根据另一方面，提供了一种铰链，该铰链包括用于附接至车辆发动机罩的发动机罩支架以及用于附接至车辆车身的车身支架，其中，车身支架和发动机罩支架中的至少一者是具有塑料本体部分的复合部件。
根据又一方面，提供了一种用于机动车辆的铰链的部件，该部件包括具有至少两个开孔的本体部分，所述至少两个开孔各自用于接纳紧固件，该本体部分具有平面结构和阵列结构，平面结构沿着平面延伸，阵列结构联接至平面结构并且沿远离平面结构的平面的方向延伸。
本公开的另一方面提供了一种用于在车辆发动机罩组件中使用的主动铰链，主动铰链包括枢转连杆机构和闩锁机构，枢转连杆机构将发动机罩互连至车身，闩锁机构具有主闩锁和副闩锁，主闩锁用于将枢转连杆机构通常保持在第一或“预部署”状态，副闩锁用于将枢转连杆机构保持在第二或“部署”状态。
本公开的另一方面是通过下述方法提供一种主动铰链：该方法用于在枢转连杆机构从其部署状态运动返回到其预部署状态之后重置闩锁机构。
根据另一方面，提供了一种完全由塑料形成的复合铰链，复合铰链没有非塑料结构材料。
应当理解的是，所公开的铰链的布置结构提供了重量减轻而没有改变强度以及/或者提供了增加的强度和/或刚度。应当理解的是，所公开的铰链的布置结构提供了塑料铰链，塑料铰链能够避免因由紧固件施加至塑料铰链的载荷所引起的变形和疲劳。
根据所提供的描述，其他方面和适用领域将变得明显。本概述中的描述和具体示例仅意在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文所描述的附图仅用于所选定的实施方式的说明性目的，而不是其所有可能的实现形式，因此附图并非旨在限制本公开的范围
图1是具有根据本公开构造的主动铰链和发动机罩的车辆发动机罩组件的侧视图，示出了位于正常关闭位置的车辆发动机罩组件，其中，发动机罩处于闩锁状态并且主动铰链处于非部署状态；
图2是类似的侧视图，目前示出了处于部署位置的车辆发动机罩组件，其中，发动机罩保持在其闩锁状态并且发动机罩的后边缘区段升高，并且主动铰链处于部署状态；
图3是另一类似的侧视图，目前示出了车辆发动机罩组件移动至解闩锁位置，其中，发动机罩处于释放状态且枢转至中间打开位置，同时主动铰链保持在其部署状态；
图4是又一侧视图，示出了车辆发动机罩组件移动至重置位置，其中发动机罩进一步枢转至完全打开位置，以用于将主动铰链从其部署状态转换成其非部署状态；
图5是侧视图，示出了在主动铰链重置到其非部署状态之后车辆发动机罩组件返回到其正常关闭位置；
图6是根据本公开的第一实施方式构造的主动铰链的侧视图，其中，闩锁机构的主闩锁被接合，以将枢转连杆机构保持在缩回取向以限定图1中所示的非部署状态；
图7和图8是图6所示的主动铰链的前立体图和后立体图，以更好地图示主动铰链的结构和部件的相互作用；
图9是类似于图6的主动铰链的侧视图，但目前示出了闩锁机构的处于释放模式的主闩锁和闩锁机构的处于闩锁模式的副闩锁，以用于将枢转连杆机构保持在伸出取向，从而限定图2所示的部署状态；
图10是主动铰链的另一立体图，其中，闩锁机构的主闩锁和副闩锁两者在发动机罩解闩锁后处于主闩锁和副闩锁的释放模式，以允许发动机罩枢转运动至图3所示的中间打开位置；
图11是主动铰链的与发动机罩运动至图4的完全打开位置对应的又一立体图并且图示了闩锁机构的主闩锁的再接合，以用于将主动闩锁重置在其非部署状态；
图12和图13是根据本公开的替代实施方式构造的主动铰链的前立体图和后立体图，该主动铰链适于替代图6至图11中所示的主动铰链与图1至图5中所示的车辆发动机罩组件一起使用；
图14是主动铰链的又一实施方式的立体图；
图15类似于图14，但为了更清晰而移除了长杆连结件；
图16是图14中所示的主动铰链的相反的立体图；
图17是与主动铰链一起使用的复合铰链条带本体部件(或“车身支架”)的侧视图；
图18A和图18B是与图17中所示的复合铰链条带本体部件相关联的金属板芯构件的前立体图和后立体图；
图19A和图19B分别是示出了图18A和图18B的金属板芯构件以及复合铰链条带部件的模制塑料部分的前立体图和后立体图；
图20图示了主动铰链的复合铰链条带部件，目前的主动铰链包括用于提供额外的结构硬度和强度的纤维增强插入件；
图21A和图21B是主动铰链的铰链条带本体部件的前立体图和后立体图，目前主动铰链根据替代构造而构造为包覆模制有纤维增强塑料的热成形纤维复合面板；
图22A至图22C是通过图19A和图19B中所示的铰链条带本体部件的部分截取的截面图，以用于图示各种一体式特征；
图23是另一复合铰链条带本体部件的立体图，其中，金属支撑结构件紧固在蜂窝状主体区段内，并且腹板状加强肋围绕金属支撑结构件；
图23A是又一复合铰链条带本体部件的立体图，其中，金属支撑结构件紧固在蜂窝状主体区段内，并且腹板状加强肋围绕金属支撑结构件；
图24A和图24B是图23中所示的复合铰链条带本体部件的替代形式的前立体图和后立体图；
图25是适于与主动铰链一起使用的复合铰链条带发动机罩部件(“发动机罩支架”)的立体图；
图26A和图26B是适于与主动铰链一起使用的复合杆连杆部件的前立体图和后立体图；
图27A是另一复合杆连杆部件的视图，并且图27B和图27C是分别通过图27A的A-A和B-B截取的局部截面图，示出了经由注塑成型过程紧固至U形金属面板的注塑塑料部分；
图28A是复合杆连杆部件的又一形式的视图，并且图28B和图28C是分别通过图28A的C-C和D-D截取的局部截面图，示出了包覆模制部分和封装金属面板；
图29至图35是在机动车辆中安装于发动机罩组件与结构本体部分之间的复合主动铰链组件的立体图；以及
图36是沿着图29的A’-A’线截取的截面图，图示了紧固件作用在车身支架上的压缩载荷。
图37至图39是图示了根据说明性实施方式的形成铰链的方法的流程图；以及
图40是机动车辆的前端部的局部剖切的立体图，示出了经由一对铰链固定至该前端部的发动机罩闩锁和处于打开位置的发动机罩。
贯穿附图的若干视图，相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施方式
现在将参照附图更全面地描述示例实施方式。
现在将参照附图更全面地描述具有发动机罩和至少一个铰链的车辆发动机罩组件、以及说明性地体现本公开的教导的主动铰链的示例实施方式。然而，仅提供示例实施方式以使得本公开将是彻底的，并且将向本领域技术人员充分传达范围。阐述了许多具体细节，比如特定部件、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施方式的透彻理解。对于本领域技术人员而言明显的是，不需要采用特定细节，并且示例实施方式可以以许多不同形式实施，并且这些都不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施方式中，没有详细描述公知的过程、公知的装置结构和公知的技术。
如将详细描述的，本公开的铰链和铰链部件可以用作用于机动车辆上的行人保护系统的发动机罩组件的一部分。更具体地，本文中公开类型的主动铰链用于将车辆发动机罩安装至车身，以在车辆撞到行人时努力引入车辆的发动机罩运动方面的额外的自由度，从而在行人接触车辆的发动机罩时降低持续受伤的严重性。本公开的铰链和铰链部件可以用作在机动车辆上没有行人保护系统的常规的发动机罩组件的一部分。本公开的铰链还可以用于机动车辆的其他类型的闭合面板，比方说例如但不限于前备箱(frunk)、车箱(trunk)、侧门、杂物箱(glove compartment)或其他储物箱面板等。
图1图示了用于如图40中所示的机动车辆9的车辆发动机罩组件10的侧视图，车辆发动机罩组件10通常构造成包括发动机罩12和至少一个铰链14，比如主动或被动铰链14。术语“车辆”意在广泛地涵盖任何汽车、卡车、SUV、货车或任何其他类型的载客车辆。发动机罩组件10构造成覆盖在车辆9的隔室13的上面，隔室13比如为如由车辆的车身11限定的发动机隔室或储存隔室，发动机隔室或储存隔室在没有发动机的情况下也被称为“前备箱(frunk)”(通过将词“前-车箱(front trunk)”混合形成的合并词)。发动机罩12被示出为包括前区段16、后区段18和一对侧向间隔开的侧区段20。如常规的那样，发动机罩12的前区段16构造成靠近车辆的前部部分定位，而发动机罩12的后区段18构造成靠近车辆的挡风玻璃定位。
根据一个示例实施方式，并且经进一步参照图40，可以是主动或被动铰链的一对铰链14与发动机罩组件10相关联，每个铰链邻近于发动机罩12的侧区段20中的一个侧区段定位，并且构造成允许发动机罩12在打开位置与正常关闭位置之间枢转，其中，在打开位置，前区段16升高以提供进入隔室13、比如收装隔室或发动机隔室的通道，在正常关闭位置处，发动机罩12降低以为操作车辆9的人提供无障碍的视野。图1示出了主动铰链14，主动铰链14定位成使得发动机罩12接近发动机罩12的后区段18枢转。车辆9还配备有发动机罩闩锁装置21，发动机罩闩锁装置21被示出为包括固定至发动机罩12的前区段16的下侧部分的撞销22和安装至车辆的车身11的结构部分26的闩锁24。特别地，图1图示了撞销22，撞销22被闩锁24接合并保持以将发动机罩组件10定位在发动机罩组件10的正常关闭位置，其中，主动铰链14保持在“非部署”状态，由此发动机罩的前区段16被闩锁，并且发动机罩12的后区段18位于后发动机罩12的常规的降低位置。
如将详细描述的，主动铰链14包括在车辆与行人碰撞的情况下自动起作用的行人保护装置。具体地，行人保护装置用于将主动铰链14从主动铰链14的非部署状态转变成“部署”状态，如图2中所示，发动机罩12的后区段18被移动到升高或部署位置，而发动机罩12的前区段16经由闩锁装置21保持被闩锁。因此，主动铰链14在主动铰链14的运动方面提供额外的自由度以允许发动机罩12的后区段18从后区段18的正常降低位置(图1)移动到后区段18的升高位置(图2)。如将详细说明的，在正常(即，预碰撞)情况下，通过与主动铰链14相关联的闩锁机构的主闩锁来禁用该额外自由度，主动铰链14又允许通过作为示例的由用户的手动移动或者由动力致动器(未示出)的动力移动而正常使用发动机罩12。正常使用应理解为指的是在主动铰链14保持在主动铰链14的非部署状态的情况下发动机罩12在发动机罩12的图1的正常关闭位置与正常打开位置(未示出)之间的枢转运动。主闩锁(经由致动器)的释放用于启动主动铰链14的从主动铰链14的非部署状态到主动铰链14的部署状态的转变。应认识到的是，本文中的教示可以应用于其他类型的铰链，例如被动铰链，换句话说，被动铰链不设置有用于使铰链在车辆与行人碰撞的情况下使铰链自动部署的行人保护装置。被动型铰链可以例如通过用户手动地移动发动机罩12而被手动地操作，或者例如通过动力致动器移动发动机罩12而被动力地操作。
主动铰链14构造成响应于车辆/行人碰撞而允许发动机罩12的运动中的这种额外自由度，但是在碰撞期间主动铰链14不变形或者不吸收能量。另外，主动铰链14提供了用于在发动机罩12于碰撞事件之后被解闩锁时经由闩锁机构的副闩锁46来机械地保持主动铰链14的部署状态的方式。此外，提供重置功能，通过该重置功能，副闩锁被释放并且主闩锁被接合以使主动铰链14返回至主动铰链14的非部署状态。
图3图示了处于解闩锁位置的发动机罩组件10，其中，发动机罩12从闩锁装置21释放并且在主动铰链14保持在主动铰链14的部署状态时朝向打开位置枢转。图4图示了发动机罩组件10继续枢转运动到重置位置，其中，发动机罩12此时被示出为枢转到完全打开位置，在完全打开位置处，闩锁机构的主闩锁已经再接合，以便将主动铰链14转变回到主动铰链14的非部署状态。这样，发动机罩组件10随后沿关闭方向枢转运动到发动机罩组件10的正常关闭位置将允许发动机罩12移动成与闩锁装置21闩锁接合，如图1和图5中所示的。
现在参照图6至图8，现在将充分详细地描述主动铰链14的第一示例实施方式，以允许本领域技术人员认识和理解本公开提供的结构和功能特征。主动铰链14被示出为总体上包括车身支架30、发动机罩支架32、部署支架34以及在车身支架30与部署支架34之间互连的枢转连杆机构40。枢转连杆机构40具有设置成限定四杆式连杆机构40的第一长连结件36和第二短连结件38。主动铰链14还包括以可操作的方式设置在部署支架34与发动机罩支架32之间并且具有主闩锁44和副闩锁46的闩锁机构42。部署支架34可以使用紧固件15c、比方说例如枢转销70和枢转连接件120联接至发动机罩支架32和车身支架30。当紧固件接纳在形成于部署支架、发动机罩支架32和车身支架30中的开孔内时，这些紧固件15c允许部署支架34与发动机罩支架32和车身支架30之间的枢转联接。根据另一实施方式，发动机罩支架32可替代性地经由紧固件15c直接联接至发动机罩支架32。发动机罩支架32构造成通过由紧固件15a例示的合适的紧固件刚性地紧固至发动机罩12的后区段18的下侧部分，而车身支架30构造成通过由紧固件15b例示的适合的紧固件刚性地紧固至车辆的车身11的位于发动机隔室内的部分。最后，主动铰链14包括致动器50，致动器50能够操作成响应于与主动乘客保护控制系统相关联的控制器提供的控制信号而选择性地释放主闩锁44，其中，主动乘客保护控制系统响应于一个或更多个车载传感器或其他检测装置检测到发生行人碰撞而提供所述控制信号。在所示的示例中，致动器50包括电连接件52，电连接件52将与传感器和/或控制器电连接，使得产生电控制信号来控制致动器50的致动。致动器50可以替代性地直接作用在发动机罩12、发动机罩支架32或其他铰链部件上以使发动机罩12在致动器于主动行人安全操作中被启用或部署时移动。
枢转连杆机构40被示出为具有第一连结件36，第一连结件36的一个端部经由第一枢转销60以可枢转的方式连接至车身支架30，并且第一连接件36的相反的端部经由第二枢转销62以可枢转的方式连接至部署支架34。类似地，第二连结件38被示出为具有第一端部，该第一端部经由第一枢转销64以可枢转的方式连接至车身支架30，并且第二连结件38的第二端部经由第二枢转销66以可枢转的方式连接至部署支架34。枢转销70以可枢转的方式将部署支架34的末端区段连接至发动机罩支架32的壁区段72。发动机罩支架32的带凸缘的壁区段74包括一系列安装开孔76，以经由紧固件附接至发动机罩12和主闩锁槽78。枢转销60、62、64是紧固件15c的示例。
主闩锁44包括主闩锁板80，主闩锁板80经由主闩锁枢转销82以可枢转的方式安装至部署支架34。主闩锁板80包括捕获凸缘84和致动凸缘86。如图6至图8中所示，捕获凸缘84构造成延伸穿过发动机罩支架32中的主闩锁槽78，并且捕获凸缘84通常接合凸缘区段74上的闩锁表面88以用于将发动机罩支架32闩锁至部署支架34。主闩锁偏置弹簧90设置成用于通常将主闩锁板80沿闩锁方向(即，图6和图7中的逆时针方向)偏置以使捕获凸缘84通常与凸缘区段74上的闩锁表面88接合。
图6至图8图示了主动铰链14处于主动铰链14的非部署状态，其中，主闩锁42处于接合或闩锁模式以用于以可释放的方式将发动机罩支架32和部署支架34联接成相对于车身支架30进行共同的枢转运动(经由连杆机构40)，以提供发动机罩12在发动机罩的闩锁位置与打开位置之间的正常运动。主闩锁44还包括互连在致动凸缘86与部署支架34之间的主释放杆92。如图8中最佳看出的，致动器50的可移动致动器元件100紧靠主闩锁板80的致动凸缘86定位并且能够在致动器50进行致动时操作成迫使主闩锁板80从主闩锁板80的接合位置移动至释放位置，从而将主闩锁44转变成处于释放模式并允许发动机罩支架32独立移动至部署支架34。
副闩锁46包括副闩锁板104，副闩锁板104经由副闩锁枢转销106以可枢转的方式安装至发动机罩支架32的壁区段72。副闩锁板104包括捕获槽108。副闩锁偏置弹簧110通常将副闩锁板104沿闩锁方向(图6和图7中的顺时针方向)偏置。副释放杆112还示出为将副闩锁板104互连至部署支架34。如另外所示的，上止销114固定至部署支架34并且坐置在形成于发动机罩支架32的壁区段72中的空动槽(lost-motion slot)116中。在主闩锁44处于主闩锁44的闩锁模式的情况下，上止销114接合空动槽116的端部，以在主动铰链14处于主动铰链44的非部署状态时将发动机罩支架32相对于部署支架34适当地定向。如所示的，在该位置，发动机罩支架32可以设置成与部署支架34大体对准、即不相对于部署支架34枢转。应指出的是，在这种情况下，副闩锁板104的捕获槽108从与上止销114的接合移位，以便限定副闩锁46的释放模式。
现在参照图9，发动机罩组件10被示出为处于发动机罩10的部署位置，其中，主动铰链14在主动铰链14的部署状态下操作。具体地，致动器50已经接合主闩锁板80的致动凸缘86并且使致动凸缘86抵抗主闩锁弹簧90的偏置而沿释放方向进行枢转运动，以便使捕获凸缘84与闩锁表面88断开接合，从而将主闩锁44转变成处于主闩锁44的释放模式。在主闩锁44释放时，枢转连杆机构40允许部署支架34与发动机罩支架32之间的相对运动直到上止销114位于副闩锁板104的捕获槽108内，从而将副闩锁46转变成处于副闩锁46的接合或闩锁模式。更具体地，发动机罩支架32可以相对于部署支架34沿第一方向枢转直到上止销114位于捕获槽108内。
图10图示了在发动机罩12已经被解闩锁并且在重置过程开始时朝向图3的发动机罩12的中间打开位置向上枢转之后处于主动铰链14的部署状态的主动铰链14。如所示的，发动机罩12的这种旋转引起发动机罩支架32相对于部署支架34的同步运动，这使得副释放杆112将副闩锁板104保持成使得上止销114从捕获槽108释放，从而在主闩锁44保持处于主闩锁44的释放模式的同时将副闩锁46转变成处于副闩锁46的释放模式。图11图示了发动机罩12继续向上枢转运动至类似于图4的发动机罩12的完全打开或重置位置。如看出的，这种继续旋转使得发动机罩支架32相对于部署支架34枢转直到主闩锁44返回至主闩锁44的闩锁模式，从而将主动铰链14重置成处于主动铰链14的非部署状态。更具体地，发动机罩支架32可以沿与第一方向相反的第二方向枢转直到主闩锁44返回至主闩锁44的闩锁模式。这样，发动机罩12随后可以返回至发动机罩12的闩锁且降低的位置，其中，发动机罩组件10处于图1和图5中所示的发动机罩组件10的正常关闭位置。如认识到的，图1至图5提供了一系列连续的图示，所述一系列连续的图示描绘了主动铰链14的非部署、部署和随后的重置，主动铰链14利用闩锁机构42在发动机罩支架32与部署支架34之间提供两个不同的机械连接。
图12和图13图示了主动铰链14’的第二示例实施方式，主动铰链14’与主动铰链14大体类似，不同之处在于，四杆式枢转连杆机构40已经被位于车身支架30’与部署支架34’之间的作为紧固件15c的示例的单个枢转连接件120代替。然而，结合在部署支架34’与发动机罩支架32之间的闩锁机构42在结构和功能上保持相同，以在部署支架34’与发动机罩32之间提供主闩锁44和副闩锁46。
根据本公开，公开了一种主动铰链，该主动铰链采用闩锁机构来将铰链保持在铰链的非部署状态和部署状态。第一闩锁用于以可释放的方式将铰链保持在铰链的非部署状态，而第二闩锁用于以可释放的方式将铰链保持在铰链的非部署状态。提供了重置功能，通过该重置功能，这两个闩锁最初都被释放，并且接着第一闩锁随后被再接合以再建立非部署状态，从而允许在行人碰撞事件之后将发动机罩闭合至发动机罩的正常使用位置。
参照图14至图16，示出了具有铰链部件的另一替代铰链14A，铰链部件包括车身支架(“铰链带-车身”)30A、发动机罩支架(“铰链带-发动机罩”)32A、部署支架(“铰链顶部部分”)34A，其中，发动机罩支架32A和部署支架34A经由连结件——比方说例如，通过第一长连结件(“连杆-长”)36A和第二短连结件(“连杆-短”)38A——连接在一起。车身支架30A构造成紧固至车辆9的车身11，比如经由被接纳并穿过也被称为开孔的车身安装孔眼31的紧固件15b紧固至车辆9的车身11，并且紧固件15b用于将车身支架30A紧固至车辆的车身11并且例如用于将车身支架30A压靠于车身11，以防止车身支架30A与车身11之间的移动和运动。同样，发动机罩支架32A构造成经由穿过发动机罩安装孔眼31的紧固件15a紧固至发动机罩12。同样，第一长连结件36A和第二短连结件38A说明性地经由紧固件15c联接至车身支架30A和发动机罩支架32A，其中，作为示例而非限制，紧固件15c可以是例如销型紧固件、螺母-螺栓型紧固件或铆钉型紧固件。如前所述，通常被称为紧固件的一系列枢转销或支承件用于将长连结件38A和短连结件38A枢转地安装至车身支架30A和部署支架34A两者以允许车身支架30A与部署支架34A之间的旋转，以及将部署支架34A枢转地安装至发动机罩支架32A并建立四杆式枢转连杆机构40A。为了允许通过紧固件15c进行这种相对旋转，与紧固件15b、15a的较高压紧作用相比，紧固件15c可以不在长连杆38A和短连杆38A与车身支架30A和部署支架34A两者和发动机罩支架32A之间进行压紧接合。图16最佳地示出了用以将发动机罩支架32A连接至气体压缩弹簧的连接点35，以及包括支撑区域37A、安装区域37B、悬挂区域37C和推进/接触区域37D的各种致动器50A点。
图14至图16中所示的部件都是对下述常规冲压金属部件的说明：所述常规冲压金属部件提供了平面内(例如，沿着由箭头95和箭头97表示的X轴和Y轴)硬度和强度以支撑主动铰链14A的功能，然而，提供沿横向(CW)方向(例如，沿着由箭头99表示的Z轴)延伸的最小材料和结构来提供平面外刚度。这些说明性的常规冲压金属部件可以设置有在冲压处理期间形成的弯曲边缘和凸出部，如附图标记29说明性示出的，然而，这些结构29可能如将在下文中更详细描述的那样在经历较高载荷的位置处不能提供足够的加强材料并且可能难以在那些期望的位置处通过冲压形成。此外，横向延伸的结构29的厚度受限于待冲压的金属坯件的厚度，从而进一步限制了为冲压铰链提供刚度的材料。尽管这些金属部件是标准的，但是本文中所公开的用以在保持和增强结构完整性的同时降低成本和重量的先进努力现在导致了“复合”或“混合”式铰链和铰链部件的开发，在下文中对此进行详述。术语“复合”或“混合”在本文中用于例如指使用不同材料形成铰链的复合结构和/或使用不同结构特征——比如，如在下文中更详细描述的结构增强特征——形成铰链的复合结构。
图17至图19B图示了铰链部件并且特别地图示了复合车身支架或铰链带本体部件200，该复合车身支架或铰链带本体部件200具有例示为金属芯面板202的平面芯以及包覆模制到金属芯面板202上的塑料本体部分204。金属芯面板202形成有连续边缘206、用于将部件——比如，致动器50——安装至金属芯面板202的带螺纹安装孔洞208、界定至少一个紧固件接纳开孔的一对管状支撑套环210，其中，所述至少一个紧固件接纳开孔实施为用于接纳可旋转紧固件、比如紧固件15c的衬套孔洞212。金属芯面板202可以通过冲压形成以用于形成平面结构，从而提供在金属芯面板202的平面内的方向上的强度、和例如在由使用将安装孔眼33和/或衬套孔洞212互连的附图标记LF指示的虚线例示的高负荷通量路径上的强度。金属芯面板202包括的平面内范围显著大于金属芯面板202的横向宽度范围，金属芯面板202以这种形式中提供了比平面外强度大的平面内强度，这可能导致金属芯202在横向方向上经受侧向载荷时弯曲。连接至金属芯面板202的塑料本体部分204设置成从金属芯202沿平面外方向——例如，沿Z轴方向99——延伸，以提供用于增强部件200的刚度的结构。
图20图示了铰链部件的另一示例性形式并且特别地图示了复合铰链带本体部件200的修改形式，该修改形式标记为附图标记200’并且具有金属芯面板202、例如通过包覆模制紧固或连接至金属芯面板202的塑料包覆模制部分204以及可选地封装在塑料部分204内的一个或更多个纤维增强结构插入件220。塑料本体部分204为原本的呈平面的金属芯面板202提供在横向宽度CW上延伸的结构，从而为复合车身支架或铰链带本体部件200增加刚度，以抵抗可能原本导致冲压金属芯202弯曲或变形的任何横向载荷。应理解的是，由于开孔33形成在金属芯面板202中，因而可以提供与车辆9的牢固连接。在金属芯202的平面中的开孔33之间传递的载荷LF可以由较高强度的平面金属芯202支撑。此外，金属芯面板202便于力在紧固件15b、15c之间并因此在车辆的车身11与铰链连结件36、38、36A、36B之间传递，并且沿着安装孔眼33之间的力载荷路径LF在结构上加强车身支架或铰链带本体部件200。因此，车身支架或铰链带本体部件200的不经受或很少经受这种平面内力通量负荷的其他部分可以设置有不同的较轻材料，比如塑料或其他聚合物并且/或者设置有不同的结构，以用于减轻车身支架或铰链带本体部件200的重量以及/或者用于为车身支架或铰链带本体部件200提供横向宽度上的刚度。
图21A和图21B是具有平面芯的另一复合车身支架或铰链带本体部件240的前立体图和后立体，所述平面芯例如是用纤维增强塑料244包覆模制的热成形纤维复合芯面板242。优选地但非限制性地，用于复合芯面板242的材料可以包括dynalite 201-C200(x)/50％碳(3mm厚)和BKV 30 H2.0(PA6-GF30)，并且用于塑料层244的材料可以包括但不限于材料和其他结合层压板。部件240的一般构型与部件200几乎相同，但不再使用金属内芯面板。
图22A至图22C图示了部件200的局部截面图，以更好地示出某些一体式特征。例如，图22A是沿着图19A的线A-A截取的横截面图，其图示了位于管状凸台部段252中的包覆模制的钢套筒210以及在冲压期间由金属芯202形成的安装紧固件、比如钩254。同样，图22B是沿着线B-B截取的横截面图，其图示了一体式衬套孔洞212，该一体式衬套孔洞212中接纳有紧固件15c、262，比如支承螺栓或铆钉，紧固件15c、262延伸穿过一体式衬套孔洞212以用于枢转地附接诸如杆36A、36B、264的连结件。最后，图22C是沿着线C-C截取的横截面图，其图示了一体式螺钉座266，该一体式螺钉座266形成在金属芯202中，以用于接纳螺钉或螺母，从而通过螺钉或螺母将部件、比如高度可调缓冲器安装至部件200。
图23图示了复合或混合铰链部件的又一示例，所述复合或混合铰链部件图示为车身支架或复合铰链带本体部件300，车身支架或复合铰链带本体部件300具有由塑料材料形成的本体区段302和说明性地具有至少一对支撑套管304，比方说例如金属支撑套管304。本体区段302是塑料本体部分的示例，但是现在不设置有平面金属芯。
塑料本体区段302说明性地使用注塑成型工艺形成，并且可以包括例示为单元阵列306的轻质加强结构，单元阵列306说明性地示出为由一系列互连的肋306a形成的一系列嵌套的单元306b，所述一系列互连的肋306a以几何式样、比如以六边形形状或蜂巢状形状布置，以限定多个腔306c。单元306说明性地沿横向宽度或横向(CW)方向延伸，其中，单元306从部件300的位于部件300的第一侧315(面向图23的页面中)上的平面结构301沿平面外方向延伸，以例如在相对的第二侧317(面向图23的页面外)上形成具有单元阵列306的面，这也可以在注塑成型过程期间形成，从而形成包括平面结构301和阵列结构306的整体式结构。可以包括一个或多个子阵列的单元阵列306——例如单元阵列306可以包括子阵列307、309——说明性地连接至平面结构301并且延伸远离平面结构301。具有单元阵列306的面可以包括覆盖并连接至单元阵列306的的至少一部分的另一平面结构(未示出)。单元306b可以被设置为由多个肋306a形成的其他类型的几何形状、比如三角形、五边形、圆形、椭圆形、正方形、矩形等，以形成加强结构或腹板状结构，如图23中所示。已经认识到的是，对注塑成型聚合物材料比如塑料的处理可以使用增材制造工艺来执行，并且可以采用诸如熔融塑料和金属的材料。
单元阵列306可以形成为具有两个或更多个子结构——比如单元子阵列——的复合结构，由此每个子结构具有彼此不同的结构。结构之间的这种差异可以包括：例如结构的形状差异、比如不同形状的单元，和/或结构的密度差异、例如使用一个结构由比另一个结构使用更多的塑料材料形成，和/或比强度和比刚度的差异，和/或形成单元的肋的宽度可以比形成另一结构的单元的肋宽。例如，可以围绕开孔33设置第一结构，比如具有一个或更多个第一子单元307a的第一单元子阵列307。子单元307a可以形成为限定由一体形成的管状套筒围绕的孔洞或衬套孔眼308以提供用于支撑枢转转紧固件15c的衬套结构，并且说明性地包括至少一个并且可以包括多个径向辐射的腹板状加强肋310，加强肋310在它们之间限定腔311。一个或多个第二子阵列309说明性地包括多个嵌套的蜂窝状单元306b、309b。单元306提供轻质结构以用于使铰链部件、比如具有本体区段302的铰链带本体部件300加强并且变硬，并且单元306可以形成在从平面结构301延伸的所需位置处并可以由所需强度和体积的材料形成。
参照图23并参照图23A，部件300可以示例性地包括支撑插入件304，支撑插入件304围绕用于接纳紧固件——比如，紧固件15a、15b——的开孔33。例如，支撑插入件304可以是由金属形成的支撑套筒304，支撑套筒304被压配合或包覆模制到本体区段302中并且在部件300的第一侧315与部件的相对的第二侧317之间沿横向宽度CW延伸，并且支撑套筒304可以限定开孔33并且例如紧邻开孔33。支撑套筒304与本体区段302之间的其他类型连接是可能的。替代性地，支撑套筒304可以由塑料材料与本体区段302一起形成，从而形成一体的整体式部件并且具有例如管状结构。支撑插入件304可以设置为管状金属套筒，如图23所示，或者可以设置为平板插入件、比如一对对置的金属板插入件304a，如图23A所示并且说明性地例如在本体区段302的相对的第一侧315与第二侧317之间沿横向宽度CW延伸。当支撑插入件304由塑料材料形成并且邻近开孔33定位时，这种平板插入件可以形成所描述的管状结构的一部分，如图23A中所示。插入件304、304a可以设置成在其相反的端部上抵接相邻的组装部件，比如车身11、发动机罩12或其他铰链部件，比如连结件36A、38B。插入件304可以设置成用于支撑由于与枢转紧固件15c相比被较大程度地扭转的紧固件15b、15a引起的较大的压缩载荷，其中，紧固件15c不必被压缩成将铰链部件结合在一起而防止部件之间的相对旋转。插入件304也可以设置为形成为较厚的管的一体式模制结构，该较厚管的壁厚比当实施为衬套孔眼308的肋310的壁厚大，其中，衬套孔眼308用于支撑具有较低压缩载荷的紧固件、比如紧固件15c，具有较低压缩载荷的紧固件需要紧固件以允许互连的铰链部件之间的枢转运动，例如车身支架30A或发动机罩支架32A与连结件36A、38A之间的枢转运动。
仍然参照图32，本体区段302可以包括示出为横向CW延伸的加强梁313的接合结构，加强梁313设置成用于进一步加强结构完整性并提供相邻子阵列的不同形状的加强肋310或单元306之间的接合并限定了阵列312A至312G的隔室。提供这样的接合结构可以促进具有例如不同密度和式样的不同阵列结构彼此互连。加强梁313也可以设置为用于部件的支撑表面，所述部件比如为通过与带螺纹安装孔洞208的螺纹连接而紧固至本体区段302的致动器50。
现在除了参照图23之还参照图36，套筒304可以用于提供高强度支撑结构，以抵抗由紧固件15a、15b、15c沿横向CW方向施加在本体区段302上并且特别地施加在图示为围绕开孔33b的第一子阵列307的第一结构上的局部压缩力F，以避免这种压缩载荷比如通过使如图36中所示的第一子阵列307的径向辐射的腹板状加强肋310变形而传递至周围的加强结构并且使周围的加强结构变形或破碎。此外，减少或消除由于扭转的紧固件15b、15c引起的作用在周围塑料第一结构307上的连续压缩载荷还防止对塑料材料的疲劳损坏，疲劳损坏会随着时间的推移降低周围塑料子单元307A的强度并在紧固件15b、15a与塑料本体区段302之间产生间隙，使得引起车身支架或复合铰链带本体部件300与车辆车身11之间的噪声、撞击和运动(play)。如图36中所示，紧固件15b、15a可以是铆钉或螺钉或螺母-螺栓型紧固件，并且可以说明性地包括相反的头部17，相反的头部17通过紧固件轴19互连成将相反的头部17保持在一起并且将铰链部件300靠着车辆车身11或发动机罩12压缩，比如将本体区段302压靠于车身11以将铰链带本体部件300紧固至车辆9。由于由紧固件15b、15a施加在车身支架或复合铰链带本体部件300上的压缩载荷力通过套筒304传递并且传递离开周围的本体区段302、比如说例如周围的第一子阵列子单元307a结构，因此这种周围的第一结构的强度可以被减小并且相当优化，以承受由紧固件15b、15a施加在第一子阵列307上的任何横向的不连续的平面内载荷和/或抵抗第一子阵列307上的任何平面外载荷，并且也可以减小本体区段302的对应重量。
因此，形成单元阵列306、307、309的腹板状加强肋310可以得以形成为用于提供局部强度和刚度，从而抵抗施加至铰链部件的不同部分的不同载荷和载荷方向，其中，这些载荷可能是在打开及关闭期间、在主动行人保护系统的启动期间、或在发生碰撞期间发动机罩12的运动引起的。因此，提供了下述铰链部件，该铰链部件具有有着围绕用于接纳紧固件的开孔的第一强度的第一结构和有着用于围绕第一结构的第二较低强度的第二结构。例如，第一结构可以是第一单元子阵列307，并且第二结构可以是第二单元子阵列309。由紧固件引起的连续压缩载荷或由发动机罩10相对于车身11的运动引起的动态横向或侧向平面内载荷施加的且由围绕用于接纳紧固件15的开孔33的第一结构承受的较高的局部负载可以由第一结构支撑，而由开孔33之间或第一结构之间的载荷通量(load fluxes)LF引起的分布载荷可以由第二结构支撑。由于与由紧固件15引起的局部压缩力F相比，开孔33之间的力通量LF可以分布在较大的第二结构上并且例如分布在由加强肋310形成的单元306b、309b较大的网上，因此第二结构可以设置成具有较低的强度，比如可以通过用例如较低密度的材料形成第二结构而提供较低的强度重量比或比强度。
图24A和图24B图示了复合车身支架或铰链带本体部件400的修改形式，复合车身支架或铰链带本体部件400具有形成为没有钢套筒304(图23)而是具有一体式衬套孔眼404的本体区段402，衬套孔眼404限定了由径向辐射的加强肋406围绕的开孔33b，加强肋406形成第一结构比如第一单元子阵列。本体区段402说明性地由三个复合结构形成。例如，第二结构示例性地示出为由肋410提供的单元阵列，肋410限定了本体区段402的控制部件412中的腔413。这样的第二结构不是蜂窝状的，而是形成为沿横向宽度延伸的嵌套的三角形单元，从而为本体区段402提供重量减少和刚度。由肋410提供的加强结构说明性地与由肋406限制或围绕的衬套孔眼404互连，以提供用于衬套孔眼404之间的力传递的加强路径。本体区段402还包括第三结构409，第三结构409形成为具有与用于接纳枢转紧固件15c的孔洞或衬套孔眼408互连的横向延伸的肋411的实心平面结构。优选地但非限制性地，材料可以包括但不限于：PA66-CF30：Akromid A3 ICF 30(Akro塑料)，PA66-LGF50：ULtramidAW3WG10LFPEEK-CF30：Victrex Peek ZA30
除了复合车身支架/铰链带本体部件的构造之外，本公开还涉及与例如主动铰链一起使用的复合发动机罩支架/铰链带发动机罩部件。就此而言，图25图示了复合铰链带发动机罩部件500，其具有注塑模制的塑料本体区段502、一对管状插入件504比如说例如包覆模制到本体区段502中的一对金属管状插入件、成型为本体区段502的一部分的加强的塑料管状衬套505、以及也包覆模制到本体区段502中的金属安装板506。金属板506具有安装孔眼510，安装孔眼510用于枢转地支撑部署支架，比如部署支架34A。本体区段502示出为包括蜂窝状单元512，以提供所需的强度和刚度。
此外，本公开涉及用于铰链——比如，主动铰链或被动铰链——的复合或“混合”杆臂或杆连结件。在这方面，图26A和图26B图示了杆连结件600，杆连结件600具有：金属壳体602，金属壳体602具有平坦基部607和从基部607横向延伸以限定U形室604的侧壁609；以及保持(即，卡扣、成型、粘合等)在室604内的塑料本体部件606。金属壳体602的基部607限定一对壳体通道613。塑料本体部件606限定一对支承件610，所述一对支承件610各自定位成与壳体通道613中的一个壳体通道对准。支承件610或衬套各自限定用于接纳紧固件——比如，用于将杆连结件600联接至支架的紧固件15c——的支承件通道608或开孔。所述一对支承件610可以是一对包覆模制或压配合的金属套筒插入件，或者可以是一体成型的加强的塑料套筒，以抵抗来自紧固件15c的枢转载荷。在该非限制性示例中，塑料本体部件606示出为包括由与套筒610互连的加强肋612形成的一系列六边形腔。
图27A至图27C提供了类似的杆连结件600’的另一实施方式的视图。与前面的实施方式一样，金属壳体602’具有平坦基部607’和从基部607’横向延伸以限定U形室604’的侧壁609’。如图27C中所示，侧壁609’限定多个开口611’。塑料基部607’包括多个凸部613’，所述多个凸部613’由金属壳体602’的开口611’接纳并与开口611’联接，以将塑料本体部件606’紧固至金属壳体602’。金属壳体602’限定一对壳体通道619’，所述一对壳体通道619’各自接纳由形成为塑料本体部件606’的一部分的实心管状套筒限定的支承件610’或衬套。支承件610’限定用于接纳用于将连结件600’与支架联接的紧固件的支承件通道608’或开孔。支承件610’是围绕开孔33以抵抗由紧固件15c施加的载荷的第一结构的示例，并且支承件610’示出为没有单元的实心结构，其示出了具有比单元型结构的密度大的密度的结构的示例，而塑料基部607’是与第一结构互连的第二结构的示例并且示出为具有横向延伸肋的单元阵列。
图28A至图28C图示了杆连结件600”的替代形式，杆连结件600”具有封装在塑料外部本体部件606”内的金属芯板602”。塑料外本体部件606”限定一对间隔开的支承件610”。支承件610”或衬套各自限定用于接纳将连杆600”与支架联接的紧固件的支承件通道608”或开孔，并且支承件610”或衬套是抵抗由紧固件15c施加的载荷的第一结构的示例。图28A图示的是，金属芯板602”构造成像板簧，该板簧具有主部段615”和绕支承件610”卷绕的两个轧制端部部段617”。根据这样的说明性示例，提供了下述铰链部件，该铰链部件具有各自围绕用于接纳紧固件的开孔的一对第一结构、与第一结构互连的第二结构、以及与开孔互连的金属芯。连结件36A、36B可以例如使用杆连结件600、600’、600”的类似结构形成。应认识到的是，支承件610、610’、610”被图示为与塑料本体部件606、606’、606”一体地形成，但是插入件比如上文中描述的金属套筒插入件可以设置成围绕开孔和/或形成支承件。
参照图29至图35，示出了主动铰链14B，主动铰链14B配备有一个或更多个先前在图17至图28中描述的类型的的复合/混合铰链部件，现在将对此进行描述。主动铰链14B安装在发动机罩12与车辆9的车身结构之间。主动铰链14B总体上包括：复合车身支架300(图23)，复合车身支架300经由接纳在开孔33b中的紧固件15b安装至车辆车身11并且经由支撑套筒304压缩地接合相邻的车身支架结构；混合发动机罩支架500(图25)，混合发动机罩支架500经由接纳在开孔33a内的紧固件15a安装至发动机罩12并压缩地接合相邻的发动机罩支架结构、比如支撑套504；锻造铝部署支架34A；金属长连结件36A和金属短连结件38A，金属长连结件36A和金属短连结件38A分别经由如上文所描述的紧固件15c联接至发动机罩支架500和车身支架300。图29至图31图示了连接在车辆车身11与发动机罩支架500之间的气体压缩弹簧700，同时致动器50也以若干视图示出。
现在参照图37，图示了制造用于铰链800的部件的方法的流程图，该方法包括：形成、比如通过成型形成至少一个第一结构比如第一阵列结构的步骤802，其中，第一结构具有第一强度、比如第一比强度和/或强度刚度，并且第一结构构造成各自界定至少一个开孔，所述至少一个开孔用于接纳紧固件以将部件紧固至车辆发动机罩、车辆车身和另一铰链部件中的一者；以及形成、比如通过成型形成例如第二结构比如第二阵列结构的步骤804，其中，第二结构具有低于第一强度的第二强度并且被构造为与第一结构的至少一部分互连。作为注塑成型过程的一部分，可以通过使用注塑成型技术或印刷技术比如增材制造——在这种情况下，熔融塑料或金属可以印制以形成本文中所描述的结构——将熔融弹性体材料比如塑料材料注射到模具中来同时形成第一结构和第二结构。该方法还可以包括形成将第一结构和第二结构互连的平面结构的步骤。该方法还可以包括将第一阵列结构形成为第一结构并将第二阵列结构形成为第二结构的步骤。该方法还可以包括形成具有径向延伸远离开孔的多个肋的第一阵列结构的步骤。该方法还可以包括形成具有多个嵌套单元、比如嵌套蜂窝状单元的第二阵列结构的步骤。该方法可以还包括提供围绕开孔的金属插件的步骤。
现在参照图38，根据说明性实施方式提供了制造用于铰链的部件的方法，该铰链用于将发动机罩连接到车辆900的车身，该方法包括：形成、比如通过成型形成具有至少一个第一阵列结构的本体的步骤902，其中，第一阵列结构构造成各自界定用于接纳紧固件以将部件紧固至发动机罩、车身和用于铰链的另一部件中的一者的开孔；以及形成、比如通过成型形成第二阵列结构的步骤904，其中，第二阵列结构构造成为与第一阵列结构互连；以及形成、比如通过成型形成将第一阵列结构与第二阵列结构互连的平面结构的步骤906。
现在参照图39，根据示出的实施方式提供了制造用于铰链的部件的方法，该铰链用于将发动机罩联接至车辆1000的车身，该方法包括：冲压具有至少两个开孔的平面芯本体的步骤1002，其中，所述至少两个开孔各自用于接纳紧固件以将部件紧固至发动机罩、车身和用于铰链的另一部件中的一者；以及将塑料本体连接、比如说例如通过包覆模制连接至具有至少一个第一阵列结构以及第二阵列结构的平面芯本体的步骤1004，其中，第一阵列结构构造成各自界定用于接纳紧固件以将部件紧固至发动机罩、车身和用于铰链的另一部件中的一者的开孔，第二阵列结构构造成与第一阵列结构互连。第一阵列结构和第二阵列结构可以横向于部件延伸以为铰链提供刚度。
本文中所使用的术语仅用于描述特定的示例性实施方式的目的，并且并不意在为限制性的。如本文中所使用的，单数形式“一”、“一种”和“该”也可以意在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。术语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是包括性的并因此指明所阐述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。本文中所描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求其以所论述或所示出的特定顺序执行，除非特别地指明为执行的顺序。还应当理解的是，可以采用另外的或替代性的步骤。
当元件或层被称为“在另一元件或层上”、“接合至”、“连接至”或“联接至”另一元件或层时，其可以直接在其他元件或层上、接合至、连接至或联接至其他元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一元件或层上、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，可以不存在中间元件或层。用以描述元件之间的关系的其他用语(例如“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等)应当以相同的方式来解释。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关联的列举项中的一项或更多项的任何组合和全部组合。
尽管本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各个元件、部件、区域、层和/或部段，但这些元件、部件、区域、层和/或部段不应当被这些术语限制。这些术语可以仅用于区分一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段。除非上下文清楚地指明，否则术语比如“第一”、“第二”和其他数字术语在本文中使用时并不暗示顺序或次序。因此，下面论述的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例性实施方式的教示的情况下可以被称为第二元件、部件、区域、层或部段。
在本文中可以使用空间相对术语，比如“内”、“外”、“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等以便于与描述如图所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。空间相对术语可以意在涵盖装置在使用中或操作中的除了附图中所描绘的取向之外的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件将被定向为在其他元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”可以涵盖上方和下方两个取向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或以其他取向)，并且相应地解释本文中使用的空间相对描述。
已经出于说明和描述的目的提供了实施方式的前述描述。并非旨在穷举或限制本公开。术语“塑料”被认为包括能够成型的任何非金属材料。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式，而是在适用的情况下是可互换的并且可以在所选定实施方式中使用，即使没有具体示出或描述亦是如此。特定实施方式的各个元件或特征也可以以多种方式变化。这些变化不应被视为脱离本公开，并且所有这些修改旨在包括在本公开的范围内。
已经出于说明和描述的目的提供了实施方式的前述描述。并非旨在穷举或限制本公开。特定实施方式的各个元件、组件/子组件或特征通常不限于该特定实施方式，而是在适用的情况下是可互换的并且可以在所选定的实施方式中使用，即使没有具体示出或描述亦是如此。例如，本文中描述的各种铰链部件可以各自具有各种实施方式的教导，比如本文中描述的各种铰链部件可以例如设置有一个或更多个阵列结构、围绕开孔的金属加强插入件或套筒、金属或其他平面芯，并且通常铰链部件设置有具有平面外延伸结构的平面结构，平面外延伸结构沿着平面结构具有变化的密度以在铰链部件的经受较高载荷——比如，位于用于接纳紧固件的开口附近——的部分处提供强度和刚度，并且通过不对铰链部件的不经受载荷力或经受较少载荷力的部分提供平面外延伸结构密度而提供了重量减少。本文描述的各种铰链部件可以也可以以多种方式变化。这些变化不应被认为脱离本公开，并且所有这些修改旨在包括在本公开的范围内。
本公开参照以下编号的段落来理解：
1.一种铰链，包括：
发动机罩支架，所述发动机罩支架用于附接至车辆发动机罩；以及
车身支架，所述车身支架用于附接至车辆车身；
其中，所述车身支架和所述发动机罩支架中的至少一者是具有塑料本体部分的复合部件。
2.根据段落1所述的铰链，还包括：
部署支架，所述部署支架以可枢转的方式附接至所述发动机罩支架和所述车身支架，所述发动机罩支架能够相对于所述部署支架在非部署位置与部署位置之间枢转；以及
致动器，所述致动器用于将所述发动机罩支架移动至所述发动机罩支架的部署位置。
3.根据段落2所述的铰链，其中，所述部署支架经由具有至少一个复合连杆的枢转连杆机构以可枢转的方式联接至所述车身支架。
4.根据段落1所述的铰链，其中，所述车身支架和所述发动机罩支架中的至少一者包括金属芯面板，并且其中，所述塑料本体部分紧固至所述金属芯面板。
5.根据段落4所述的铰链，其中，所述塑料本体部分包覆模制到所述金属芯面板上并且以变化的密度从所述金属芯面板延伸。
6.根据段落1所述的铰链，其中，所述车身支架和所述发动机罩支架中的至少一者包括由金属制成的至少一个支撑插入件，所述至少一个支撑插入件邻近于形成在所述车身支架和所述发动机罩支架中的所述至少一者中的用于接纳紧固件的开孔。
7.根据段落6所述的铰链，其中，所述塑料本体部分包覆模制在所述至少一个支撑插入件上。
8.根据段落1所述的铰链，其中，所述车身支架和所述发动机罩支架中的至少一者是由塑料材料制成的并且包括具有用于为所述塑料本体部分提供强度和刚度的单元阵列的表面。
9.根据段落8所述的铰链，其中，所述单元阵列包括第一单元子阵列，所述第一单元子阵列设置成围绕形成在所述车身支架和所述发动机罩支架中的一者中的用于接纳紧固件的开孔。
10.根据段落9所述的铰链，其中，所述单元阵列还包括与所述第一单元子阵列的至少一部分联接的第二单元子阵列。
11.根据段落10所述的铰链，还包括将所述第一单元子阵列与所述第二单元子阵列互连的接合结构。
12.根据段落10所述的铰链，其中，所述第一单元子阵列包括远离所述开孔径向延伸的多个加强肋，并且所述第二单元子阵列包括形成嵌套单元阵列的多个加强肋。
13.根据段落10所述的铰链，包括至少两个第一单元子阵列，所述至少两个第一单元子阵列各自围绕形成在所述车身支架和所述发动机罩支架中的至少一者中的用于接纳紧固件的至少两个开孔中的一个开孔，其中，所述第二单元子阵列与所述第一单元子阵列互连。
14.根据段落13的铰链，其中，所述第一单元子阵列的比强度大于所述第二单元子阵列的比强度。
15.根据段落8所述的铰链，其中，所述车身支架和所述发动机罩支架中的至少一者还包括平面结构，所述单元阵列延伸远离所述平面结构。
16.根据段落9所述的铰链，其中，所述第一单元子阵列连接至围绕所述开孔的金属支撑插入件。
17.根据段落16所述的铰链，其中，所述第一单元子阵列包括径向延伸远离所述开孔的由塑料材料制成的至少一个加强肋。
18.根据段落6所述的铰链，还包括包覆模制到所述塑料本体部分中的至少一个管状套筒，所述至少一个管状套筒限定了一体式衬套孔眼，以用于接纳能够在所述开孔内旋转的紧固件。
19.根据段落1所述的铰链，还包括形成在所述车身支架和所述发动机罩支架中的一者中的开孔并且包括由所述车身支架和所述发动机罩支架中的所述至少一者支撑的至少一个金属支撑插入件，所述开孔用于接纳紧固件以将所述车身支架和所述发动机罩支架中的所述至少一者相应地紧固至所述车身或所述车辆发动机罩，所述至少一个金属支撑插入件邻近于所述开孔并且在所述车身支架和所述发动机支架中的所述至少一者的第一侧部与第二侧部之间横向地延伸。
20.一种用于机动车辆用的铰链的部件，包括：
本体部分，所述本体部分具有各自用于接纳紧固件的至少两个开孔，所述本体部分具有沿着平面延伸的平面结构和联接至所述平面结构的阵列结构，所述阵列结构沿远离所述平面结构的平面的方向延伸，其中，所延伸的阵列结构的密度在所述开孔周围是最大的。

Claims (10)

1.一种铰链(14)，包括：
发动机罩支架(32)，所述发动机罩支架(32)用于附接至车辆发动机罩(10)；以及
车身支架(30)，所述车身支架(30)用于附接至车辆车身(11)；
其中，所述车身支架(30)和所述发动机罩支架(32)中的至少一者是具有塑料本体部分(204、302)的复合部件。
2.根据权利要求1所述的铰链，其中，所述车身支架(30)和所述发动机罩支架(32)中的至少一者由塑料材料制成并且包括具有用于为所述塑料本体部分(204、302)提供强度和刚度的单元阵列(306)的表面(317)。
3.根据权利要求2所述的铰链，其中，所述单元阵列(306)包括第一单元子阵列(307)，所述第一单元子阵列(307)设置成围绕形成在所述车身支架(30)和所述发动机罩支架(32)中的一者中的用于接纳紧固件(15)的开孔(33)。
4.根据权利要求3所述的铰链，其中，所述单元阵列(306)还包括与所述第一单元子阵列(307)的至少一部分联接的第二单元子阵列(307)。
5.根据权利要求4所述的铰链，还包括将所述第一单元子阵列(307)与所述第二单元子阵列(309)互连的接合结构(313)。
6.根据权利要求4或5所述的铰链，包括至少两个第一单元子阵列(307)，所述至少两个第一单元子阵列(307)各自围绕形成在所述车身支架(30)和所述发动机罩支架(32)中的一者中的用于接纳紧固件(15)的至少两个开孔(33)中的一个开孔，其中，所述第二单元子阵列(309)与所述第一单元子阵列(307)互连。
7.根据权利要求6所述的铰链，其中，所述第一单元子阵列(307)包括径向延伸远离所述开孔的多个加强肋(31)，所述第二单元子阵列(309)包括形成嵌套单元阵列的多个加强肋(306a)。
8.根据权利要求3至7中的任一项所述的铰链，其中，所述车身支架(30)和所述发动机罩支架(32)中的至少一者还包括平面结构(301)，所述单元阵列(306)延伸远离所述平面结构(301)。
9.根据权利要求8所述的铰链，其中，所述第一单元子阵列(307)连接至围绕所述开孔(33)的金属支撑插入件(304)。
10.根据权利要求3至9中的任一项所述的铰链，还包括包覆模制到所述塑料本体部分(204、302)中的至少一个管状套筒(505)，所述管状套筒(505)限定一体式衬套孔眼(308)，以用于接纳能够在另一开孔(33)内旋转的紧固件(15)。
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