CN1233719A - 铰链减速装置 - Google Patents

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Abstract

一种减速装置,可插入连接在一起、绕铰链轴相对转动的两部件之间,该装置对抗此转动,以预定方式减缓此转动;该装置包括:大体上为圆柱形的支承件,与转动连接的部件的第一部件成整体,和铰链轴基本同轴;螺旋弹簧,和支承件过盈配合,其末端是两相对旋臂伸向连接在一起相对转动的部件的第二部件;及止动基座,与第二部件成整体,弹簧旋臂置于止动基座的两相对侧边上,第二部件对弹簧旋臂施压,使弹簧向着降低弹簧与支承件过盈的方向变形。

Description

铰链减速装置
本发明涉及一种铰链减速装置，尤其是用于车辆工具箱盖的铰链减速装置。更具体地说，本发明的减速装置适于插入任意两个相对转动部件之间，以可控方式减缓部件的转动。
在某些应用中需要减缓两个部件的相对移动，以便在预定速度下维持转动。最常见的例子之一是车辆工具箱盖。例如，当卡搭一声打开锁扣时，一些箱盖会被使用者在关盖时压下的弹簧自动打开；这种情况下，减速装置能防止箱盖猛地弹开。其它情况时，箱盖由使用者抬起打开，并且定位于通常由制动机构确定的限定位置上；这种情况下，当松开制动机构时，减速装置可防止箱盖急剧地下降到关闭位置(在其自身重量和/或弹簧的拉力作用下)。
上述问题目前是通过在铰链上安装减速装置或将减速装置连接到可移动件上来解决的，所述减速装置或者在可能危及使用者安全的急剧运动的两个方向(打开和关闭)上，或者只在一个方向上减缓转动。减速装置大体上分为两类。第一类包括摩擦机构(通常为机械式的)，该摩擦机构又包括在要减缓的运动中互相摩擦的弹簧加载双向摩擦构件，使运动中产生的部分能量必须克服摩擦构件之间的摩擦力，从而极大地减小施加给运动部件的力并减小了运动部件的加速度。第二类包括液压机构，在该液压机构中，用一个或多个齿轮与要制动的运动部件连接，这些齿轮被浸在浓稠液体(例如硅油)中转动。
上述两类减速装置有许多缺点：费用昂贵，体积庞大，并且都不能和铰链成为一个整体结构。此外，摩擦装置机械复杂，不是很可靠，还要受到磨损；而液压装置会有泄漏，然而最重要的是性能会随室温变化(室温的变化会影响油的浓度，从而影响制动运动的程度)。
本发明的目的是提供一种简单，生产费用廉价，非常小巧，可与铰链成为一体，可靠并且不受室温变化影响的减速装置。
根据本发明，提供了一种可插入两个连接在一起，绕铰链轴相对转动的部件之间的减速装置；所述减速装置被设计成对抗这种转动，从而以预定方式减缓这种转动，其特征在于：它包括：-一个大体上为圆柱形的支承件，与转动连接的所述部件的第一部件成一整体，并和铰链轴基本同轴；-一个螺旋弹簧，和支承件过盈配合，其末端是两个相对的旋臂伸向转动连接的所述部件的第二部件；以及-一个止动基座，与所述第二部件成一整体，弹簧的旋臂放置在止动基座的两个相对的侧边上，由于所述两个部件绕铰链轴的相对转动，所述第二部件对弹簧的旋臂施压，使弹簧向着降低弹簧与支承件的过盈配合的方向变形。
具体地说，弹簧被装配到销子的圆柱形侧面上，销子的直径大于弹簧不变形时的内径；销子由一个防止该销子相对第一部件转动的棱柱形接头固定到第一部件上。
从而，当使所述两个部件相对转动时，弹簧的两个旋臂中的一个或另一个(取决于相对转动的方向)-所述两个旋臂侧向靠在止动基座的相应的两个相对的面上，止动基座的相对面始终平行于销子的所述侧面的切线-受到一个反转力矩，弹性地增大由所述螺旋弹簧形成的螺旋管线圈直径。
因此当松弛时，弹簧也可相对销子转动，不过由于弹性变形产生的强烈的内部摩擦，转动非常缓慢，这样便可达到所需要的减缓这两个部件的相对转动。制动作用与制作弹簧的琴用钢弦的直径成正比，并同静止时的弹簧的线圈内径和弹簧被装配到其上的销子的外径之比成正比，即正比于过盈的量。
因此本发明的装置非常简单，生产费用低廉，易于装配(利用工具简单地把弹簧插入，并通过渐开线变形把弹簧装配到销子上)，在两个转动方向上都有效，并且小巧，易于和铰链集成在一起，确定铰链轴的铰链销子，例如可穿过支承弹簧的销子装配，从而形成单独的减速铰链组件。另外，制动作用不受室温的影响，不存在泄漏问题，并且操作完全可靠。
当然，其上装配弹簧的销子不一定是圆柱形，它可以是棱柱形、卵形或椭圆形，只要其形状许可弹簧的变形及转动。
下面将参考附图举例说明本发明的一个非限定性实施例。
图1是本发明的减速装置和铰链集成的纵剖面示意图；
图2是图1所示的减速装置和铰链的横截面示意图。
图1和图2中的数字1表示整个减速装置，它可插入两个被连接在一起、绕铰链轴4相对转动的部件2和3之间，并且对抗部件的转动，从而以预定的方式减缓部件的转动。部件2、3可以是彼此相对运动的任意两个部件，例如关闭存取开口(例如车辆工具箱的存取开口)的盖及限定所述开口的框柱(post)，或者是构成铰接所述部件并和减速装置1结合的铰链10(图2)的一部分，这种情况下，部件2、3由两个半铰链(例如一个可活动的半铰链及一个固定的半铰链)组成，用一个绕铰链轴4转动的销子5将它们连接。
根据本发明，减速装置1包括一个支承件11，位于部件2、3之一(图中所示例子是在部件3上)上并与其成一整体，并和铰链轴4基本同轴；一个螺旋弹簧12，和支承件11过盈配合，其末端是伸向另一部件(所示例子的部件2上)的两个相对的旋臂13、14；以及至少一个与部件2成一整体的止动基座15，弹簧12的旋臂13、14置于止动基座的相对的两侧上。
在图中所示的非限定性例子中，部件2被假定为可活动部件(绕轴4转动)，部件3为固定部件，不过，下面的说明也可反向应用。此外，在图中所示的非限定性例子中，虽然支承件11是由和轴4同轴的圆柱形外侧面20限定的，大体上呈圆柱形的销子构成，但是，显然基本轴向延伸并且轴向对称的任何支承件都可以起到和圆柱形销子11同样的作用。
根据本发明，弹簧12是与柱形面20过盈配合的，弹簧是用预定直径的圆形剖面的琴用钢弦21制成的，作法是把钢弦21缠绕成预定匝数的线圈，不变形时其内径小于柱形面20上的销子11的外径。
根据本发明，销子11由在销子11的两个相对端部23、24上形成的圆形平面22限定的棱柱形接头整体装配并倾斜连接到部件3上，销子11的两个相对端部23、24安装在部件3中整体形成的各个辅助棱柱形基座25内。销子11最好由塑料材料压塑而成，也可由金属制成。
旋臂13和14由弹簧12的两个相对应的弯曲端形成，弯曲端两侧相应地置于止动基座15上的相对面28、29上(图2)，每个弯曲端都不穿过部件2的平面(图2中示为A)。在最简单的实施例中，用于旋臂13、14的止动基座只由面28、29构成，面28、29还构成部件2。另一种作法是，可以有一个或多个止动基座15(图中虚线表示)，例如包括凹状面或部件2的恰当结构，并由面28、29部分地构成。
根据本发明，不论哪种情况下，面28、29始终平行于销子11的外侧面20的切线，以便每当相对转动部件2和3时，总是沿着图2中箭头所指两个方向中的任一方向绕轴4相对转动。这样，在顺时钟转动的情况下，面29阻止并旋转旋臂14，而在反时钟转动的情况下，面28阻止并旋转旋臂13。
在所示的例子中，构成铰链装置10的两个转动连接的部件2、3由销子5连接在一起，销子5被装配到部件2上，并以已知的方式与部件2倾斜集成在一起(如图2中剖面线所示的相同方向)，销子5还确定铰链轴4。销子5穿过销子或支承件11被同轴装配，于是销子或支承件11为筒形，大体上为圆柱形，并且可以相对销子5自由转动，或者当部件2转动时，同部件3保持静止不动。如果销子5也被固定(例如成为销子11的一部分)，并且通过适当的基座把部件2闲置地和销子5连接时，也可获得同样的结果。
不论哪种情况，上述结构的减速装置1(及减速的铰链装置10)的操作如下所述。
通常，弹簧12被紧紧缠绕在销子11上，以便防止弹簧12和销子11之间的任何转动。
当部件2-在使用者手动或者凭借弹性装置产生的推力，或者在其自身重量的作用下-开始沿图2中箭头所指的两个方向中的任一方向绕轴4转动时，部件2施压于静止的分别靠在相对的面28、29上的旋臂13、14中的一个臂上，由于上面描述的原因，使其和部件2整体转动。这样旋臂13或14(取决于转动方向)就会受到部件2施加的一个和转动角度成正比的反转力矩，该反转力矩弹性增大螺旋弹簧12确定的螺旋管的线圈直径。
换句话说，不论哪个转动方向，传递给旋臂13、14的转矩将使弹簧12向着降低弹簧与支承件11的过盈配合方向弹性变形，以致由弹簧12形成的螺旋管“张开”，使弹簧12能够相对于销子11，和部件2一起转动。但是，使弹簧12弹性变形到足以使弹簧转动所需要的能量消耗了作用在部件2上的大部分能量，因此部件2的转动的减缓与初始的过盈，以及变形中由弹簧吸收的弹性扭力(取决于钢弦21的直径)成正比。
同样的原理也可反过来应用于附图中未示出的一种变形结构，例如通过把螺旋弹簧过盈配合在一个圆柱形基座内，旋臂从基座伸出，并和可活动的部件连接在一起，使得在相对转动中，旋臂使弹簧受到弹性关闭螺旋管(即减小螺旋管的直径)的转矩。不过，上面描述的最佳实施例显然更易于装配。

Claims (8)

1．一种减速装置，可插入连接在一起、绕铰链轴相对转动的两个部件之间；所述的减速装置被设计成对抗这种转动，从而以预定方式减缓这种转动，其特征在于：它包括：
一个大体上为圆柱形的支承件，与转动连接的所述部件的第一部件成一整体，并和铰链轴基本同轴；
一个螺旋弹簧，和支承件过盈配合，其末端是两个相对的旋臂伸向转动连接的所述部件的第二部件；以及
一个止动基座，与所述第二部件成一整体，弹簧的旋臂放置在止动基座的两个相对的侧边上，由于所述两个部件绕铰链轴的相对转动，所述第二部件对弹簧的旋臂施压，使弹簧向着降低弹簧与支承件的过盈配合的方向变形。
2．根据权利要求1所述的减速装置，其特征在于：所述的支承件由一个圆柱形外侧面形成的销子构成，所述的螺旋弹簧和圆柱形外侧面过盈配合；当不变形时，所述的螺旋弹簧构成的线圈的内径小于销子的所述外侧面上的所述销子的外径。
3．根据权利要求2所述的减速装置，其特征在于：借助由在销子的两个相对端部上形成的圆形平面限定的棱柱形接头，所述销子被倾斜地整体装配到所述转动连接的第一部件上，销子的两个相对端部被装配到所述第一部件上的相应辅助棱柱形基座内。
4．根据权利要求2或3所述的减速装置，其特征在于：所述销子由塑料材料压塑而成，也可由金属制成；并且所述的螺旋弹簧用预定横截面直径的琴用钢弦螺旋缠绕制成。
5．根据权利要求2至4中所述的任何一种减速装置，其特征在于：所述旋臂由所述弹簧的相应的弯曲端形成，弯曲端置于止动基座的两个相对面上，止动基座的相对面始终平行于所述销子的所述外侧面的切线，以便在转动连接的所述部件在任一方向上的相对转动时，至少对一个所述旋臂施加反转力矩，从而弹性地增大由所述的螺旋弹簧形成的螺旋管线圈直径。
6．根据权利要求1至5中所述的任何一种减速装置，其特征在于：转动连接的两个所述部件由确定所述铰链轴，并且同轴穿过所述基本上为圆柱形的支承件的销子连接在一起。
7．根据权利要求1至6中所述的任何一种减速装置，其特征在于：转动连接的两个所述部件由一个固定半铰链和一个可活动的半铰链形成，它们可和门或盖连接，以及和由门或盖打开/关闭的进出口的门框柱或盖框柱(post)连接。
8．一种铰链装置，尤其是用于车辆工具箱盖的铰链装置，其特征在于：包括至少两个由铰链轴旋转连接在一起的半铰链；和一个如权利要求1至6中所述的任何一种减速装置。
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