CN201679362U - 车门铰链和滑动机构 - Google Patents

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詹森·法兰斯基
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戴夫·迈克尔·莱希昆
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Abstract

本实用新型公开一种车门铰链和滑动机构，其包括经由第一支架在其一端枢轴地安装至车辆结构的摇臂和包含安装在所述摇臂的相对端的旋转的第二支架的滑动总成。滑动总成可滑动地接合至车门。该机构也包括至少部分环绕连接至车辆结构的第一链轮和固定至车门的第二链轮的第一柔性连接。该机构进一步包括在一端固定至车门并且在相对端固定至车辆结构的第二柔性连接。第二柔性连接至少部分地环绕凸轮，其中第二柔性连接和凸轮提供接合所述凸轮以加速在打开期间车门的运动的擎子。本实用新型的优点在于不需要相邻车门打开而允许车门打开和关闭，且易于操作。

Description

车门铰链和滑动机构
技术领域
本实用新型总体上涉及车门移动控制装置，尤其涉及用于使得车门能够铰链活动的机构，例如特别是在皮卡货车中，这样该机构允许打开和关闭车门而不需要相邻车门的打开。
背景技术
如本领域所知，汽车设计由多种人类工程学和工作特性主导。对于车门和其它这样的部件，设计总体上基于人类工程学因素(例如外观以及铰链、闭锁和邻近部件的位置和可见性)，以及工作特性(例如提供的进口/出口、打开/关闭车门所需的最大间隙和碰撞性能)。
对于设计用于适应数名乘客的进/出同时也提供用于运输大型货物的皮卡货车、运动型多用途车(SUV)和其它这样的车辆，打开/关闭车门所需的进口/出口和最大间隙是尤其重要。例如，具有前和后驾驶员/乘客车门的皮卡货车可包括安装在后门的C柱，该后门可相对于C柱以类似于安装在A柱上的前门的方式枢轴转动从而提供相对较大的和没有阻碍的进口/出口而无需中间的B柱。由于典型的皮卡货车的尺寸较大，特别是车门长度(当打开时为车辆宽度)，如果有车辆邻近货车停车并且足够接近使人员无法进入前门和后门之间的区域上车或装货(当车门打开时)，驾驶员/乘客即使可以进出也会变得特别受限制，这被称为为停车场陷阱(parking lot entrapment)。带有前门和后门的典型货车将包括安装在B柱的后门的，该后门相对于B柱以类似于安装在A柱的前门的方式枢轴转动。当邻近其它车辆停车时，这种设计不会遭受相同程度的停车场陷阱，但是由于车门打开的限制在进/出方面仍然受到限制。
在努力解决这种停车场陷阱问题的过程中，已经提出了许多滑动或铰链后门设计，例如美国专利US 6,183,039所公开的设计。许多提出的铰链车门系统在设计上相对复杂并且通常容易失效。再后来，如2009年1月5日申请的美国申请专利US 12/348,566中所公开的已经提出车门皮带和凸轮铰链机构，因此该公开作为参考合并入本实用新型中。
因此，需要提供不需要相邻车门打开而允许车门打开和关闭的机构，且该机构易于操作。
实用新型内容
根据本实用新型的一方面，通过提供一种车门铰链和滑动机构来克服现有技术的铰链车门机构的缺点和不足，该车门铰链和滑动机构包括经由第一支架在其一端枢轴地安装至车辆结构的摇臂和包含安装在摇臂的相对端的旋转的第二支架的滑动总成，其中滑动总成可滑动地接合至车门。该机构也包括至少部分环绕连接至车辆结构的第一链轮和固定至车门的第二链轮的第一柔性连接。该机构进一步包括在一端固定至车门并且在相对端固定至车辆结构的第二柔性连接。第二柔性连接至少部分地环绕凸轮，其中第二柔性连接和凸轮提供接合所述凸轮以在打开期间加速车门的运动的擎子。
根据本实用新型的另一方面，提供一种车门铰链和滑动机构，该车门铰链和滑动机构包括经由第一支架在其一端枢轴地安装至车辆结构的摇臂和包含安装在摇臂的相对端的旋转的第二支架的滑动总成，其中滑动总成可滑动地接合至车门。该机构也包括至少部分环绕连接至车辆结构的第一链轮和固定至车门的第二链轮的第一柔性连接。该机构进一步包括在一端固定至车门并且在相对端固定至车辆结构的第二柔性连接，第二柔性连接至少部分地环绕凸轮。该机构进一步包括与第二柔性连接一起移动并且接合凸轮以打开期间加速车门的运动并且在关闭期间减速车门的运动的擎子部件。
根据本实用新型的另一方面，提供一种车门铰链和滑动机构，该车门铰链和滑动机构包括经由第一支架在其一端枢轴地安装至车辆结构的摇臂和包含安装在摇臂的相对端的旋转第二支架的滑动总成，其中滑动总成可滑动地接合至车门。该机构也包括至少部分环绕连接至车辆结构的第一链轮和固定至车门的第二链轮的第一柔性连接。该机构进一步包括在一端固定至车辆部件并且在相对端固定至车辆结构的第二柔性连接，第二柔性连接至少部分地环绕凸轮，其中第二柔性连接和凸轮提供接合凸轮以在一个方向上加速车辆部件的运动并且在相反方向上减速车辆部件的运动的擎子。
本领域技术人员在研习下面的说明书、权利要求书和附图应了明白和了解本实用新型的这些和其它方面、目的和特征。
附图说明
图1为依照本实用新型一个实施例的用于车辆后门的车门铰链和滑动机构的等视图，显示了关闭的后门并且以虚线显示了隐藏的机构。
图2为车门铰链和滑动机构的等视图，显示了打开的后门。
图3为车门以及铰链和滑动机构的立体图，车辆显示为关闭位置。
图4为车门以及铰链和滑动机构的立体图，车辆显示为部分打开位置。
图5为说明车门处于进一步部分打开位置的车辆的立体图。
图6为显示车门处于完全打开位置的车辆的立体图。
图7为车门铰链和滑动机构的分解组合图。
图8为说明车门铰链和滑动机构的车身和车门的顶视图，其中车门处于关闭位置。
图9为说明车门铰链和滑动机构的车身和车门的顶视图，其中车门处于部分打开位置。
图10为说明车门铰链和滑动机构的车身和车门的顶视图，其中车门处于进一步打开位置。
图11为说明车门铰链和滑动机构的车身和车门的顶视图，其中车门处于进一步打开位置。
图12为说明车门铰链和滑动机构的车身和车门的顶视图，其中车门处于进一步打开位置。
图13为说明车门铰链和滑动机构的车身和车门的顶视图，其中车门处于进一步打开位置。
图14为说明车门铰链和滑动机构的车身和车门的顶视图，其中车门处于完全打开位置。
具体实施方式
现参考附图，其中在数张视图中相同的标记数字指定相应的部件，图1-14说明了依照本实用新型的一个实施例的车辆后门铰链机构，其总体上指定为“后门铰链和滑动机构10”。
具体参考图1和图2，后门铰链和滑动机构10总体上显示为安装至包括前门14和后门16的车辆上。在说明的示例性实施例，车辆12可为包括A柱18和C柱20的皮卡货车，并且最好在车门关闭时前门14和后门16大体上邻接或紧密接近的位置处包括B柱(未图示)。为了有效地协助从车辆12的乘客厢进出，后门铰链和滑动机构10可允许完全打开后门16并且完全打开或完全关闭邻近的前门14，因此其操作独立于邻近的前门14并且不需要打开邻近的前门14。尽管车门铰链和滑动机构10显示为配置在邻近前门14的后门16上，应了解机构10可在前门或后门上采用并且无论有没有邻近车门均可与车门结合使用。
后门铰链和滑动机构10具有如图3所示连接至车身侧上的车辆12的支撑结构上的固定支架40，依照本实用新型的一个实施例，车辆固定结构为C柱20。车门铰链和滑动机构10枢轴、滑动地在相对端接合至车门16，这样车门16可绕摇臂旋转并且在图1中所示的关闭位置和图2中所示的打开位置之间滑动。
参考图1-7，车门铰链和滑动机构10包括总体上显示为具有通过一对垂直杆元件互连的三个水平杆元件32，34和36的摇臂30。摇臂30在上水平杆元件32和下水平杆元件34的一端处通过枢轴销钉41枢轴连接至固定的第一支架40，枢轴销钉41相应地连接至车辆12的车身侧的支撑结构(例如C柱)。摇臂30的上和下水平杆元件32和34的相对端经由枢轴销钉38枢轴连接至滑动板总成26上的旋转第二支架25，滑动板总成26相应地滑动地接合至车门16。滑动板总成26显示为连接至旋转支架28。枢轴销钉38和41允许摇臂30枢转运动。
滑动板总成26具有接合至固定至车门16内侧的滑轨22的一个或多个滚动元件24。滑轨22上的滑动接合可通过相应固定至滑动板总成26的滑轮或滑动副24来实现。依照本实用新型的一个实施例，滑轮或滑动副24可包括一个或多个滚动轴承。可替代地，依照本实用新型的另一个实施例，滑轮或滑动副24可包括滚珠轴承。因此，滑轮或滑动副24允许旋转总成26相对于车门16滑动运动。
车门铰链和滑动机构10进一步包括第一柔性连接42，其在一个实施例中显示为位于摇臂30的上水平杆元件32之下的第二链轮44，其至少部分环绕连接至固定的第一支架40的第一链轮并至少部分环绕连接至滑动总成26的旋转第二支架25。依照本实用新型的一个实施例，第一柔性连接42可包括链条。链条42可接合链轮44和46上的齿。依照本实用新型的另一实施例，第一柔性连接42可包含皮带，例如正时皮带。第一柔性连接42可作用为将固定支架40连接至旋转支架25并且在每次车门16移动时移动以保持车门16相对于支撑结构的方向的1∶1齿轮机构。此外，第一柔性连接42包括张紧机构48用于张紧第一柔性连接42。依照本实用新型的另一个实施例，第一和第二链轮46和44可包括凸轮。第一柔性连接42本质上将车门16固定至车辆12的车身并且当摇臂30在关闭车门位置和打开车门位置之间旋转移动大约120度时使得车门16与车辆12的车身保持平行。
铰链和滑动机构10进一步包括在一端固定至车门16以及在相对端固定至车辆结构20的第二柔性连接50。依照本实用新型的一个实施例，第二柔性连接50可包括第一部分50A和第二部分50B。依照本实用新型的一个实施例，第一部分50A可包括链条并且第二部分50B可包括皮带。依照本实用新型的另一个实施例，第二柔性连接50可包括单个部分或多个部分，并且每个部分可为皮带、线缆或其它柔性元件。第二柔性连接50接合链轮70并且至少部分环绕凸轮60，第二柔性连接50提供接合凸轮60以在打开期间加速车门16的运动的擎子。在一个实施例中擎子显示为沿着第二柔性连接50行进并且接合凸轮60内的齿75的销钉62。应了解车门16的运动同样在关闭车门16期间被减速。
凸轮60连接至摇臂30并且可包含改变摇臂30的加速度和减速度的表面的萨尔蒙凸轮(salmon cam)。凸轮60具有接合为第二柔性连接50的一部分或连接至其上的销钉62的齿或槽75。当摇臂30处于从关闭车门位置至15度的打开位置范围内的位置，并且此后从凸轮60释放或分离时，销钉62接合槽75。设置有当车门16和摇臂30接近大约15度的打开位置时将凸轮60偏转进以接触销钉62的位置的弹簧72。
此外，螺旋弹簧80在一端连接至滑动板总成26上的闭锁84并且在相对端连接至车门16上的支架82。螺旋弹簧80总体上向着车门打开位置偏转滑动板总成26以吸收滑动接合内的松弛。应了解，依照本实用新型的另一个实施例，螺旋弹簧80可为可选的偏转机构并且弹簧80可朝向关闭位置偏转滑动板总成26。
现参考图8-14，进一步地以多种位置说明了铰链和滑动机构10，包括关闭位置、打开位置和它们之间多种中间位置。如图8中可见，车门16显示为在关闭位置，其中车门16总体上与车辆12的外车身面板和邻近的车门齐平安装。如更详细地所示，第二柔性连接50显示为通过连接器52在一端固定地连接至车门16，并且在相对端的点58处固定地连接至固定支架40。在所示的实施例中，第二柔性连接50由两部分50A和50B组成，其中第一部分50A连接在连接器52和销钉62之间，并且第二部分50B从销钉62连接至点58。依照本实用新型的另一实施例，第二柔性连接50可由具有附加或连接至其上的销钉或其它擎子元件62的单个元件(例如单个连续的链条和皮带)构成。
凸轮60显示为枢轴连接至摇臂30并且具有带有配置用于接受销钉62的槽或齿75的外延伸部，这样当车门16为关闭或处于接近关闭位置时，第二柔性连接50环绕凸轮60的外面部分。依照本实用新型的一个实施例，在摇臂30和车门行程的第一个15度期间凸轮60捕获销钉62并且迫使第二柔性连接以加快的速度拉动车门16。开口超过15度之后，销钉62被拉离与凸轮60的接合。第二柔性连接50以在以车门16反方向关闭期间凸轮60内的齿75将捕获销钉62的方式保持销钉62，这样凸轮60在摇臂30的旋转的最后一个15度期间使得车门16减速。
参考图9，车门16显示为摇臂30从关闭位置旋转大约5度，这样摇臂30顺时针旋转并且旋转支架26相对于车门16滑动。摇臂30旋转5度，通过使用1∶1比例的第一柔性连接(例如链条)42，旋转支架25和滑动板总成26维持相对于车辆12的车身的平行位置。尽管提供了1∶1链条的传动比，依照本实用新型的其它实施例，也可以采用链轮作为凸轮以实现其它的传动比。随着摇臂30和车门16旋转5度，第二柔性连接50变得受约束并且开始向后滑动车门16。凸轮60以车门16以加速度移动通过初始的5度打开的方式释放皮带50。依照一个示例，第一个5度的旋转将车门大约向后移动15毫米。
参考图10，车门铰链和滑动机构10进一步图示为摇臂30和已经从打开位置移动10度的车门16。在这们位置，凸轮60已经旋转并且基本上从处于与销钉62接触完全释放，这样当车门继续打开并且通过传动链42被保持与车辆的车身平行时，凸轮作用和车门滑动的增加的加速度已经完成并且车门开始以1∶1的比率滑动。
参考图11，车门铰链和滑动机构10显示为车门相对于关闭位置打开大约40度。在这个位置，当车门继续打开并且以1∶1比滑动时，销钉62已经完全地从凸轮60分离并且第二柔性连接50抵靠凸轮60滑动。能过这样，车门16离开车辆12的车身进一步向外移动并且相对于安装板总成26和旋转支架25滑动。
参考图12，车门铰链和滑动机构10显示为相对于关闭位置在大约45度。在这个位置，当第二柔性连接50的张力将销钉62紧紧地保持在原位时，销钉62在浮动。在该打开阶段，车门16继续打开并以1∶1的比率滑动。
参考图13，车门铰链和滑动机构10显示为相对于关闭位置在大约90度。在这个位置，第一和第二柔性连接42和50维持与相应的链轮和凸轮表面接触。最后，在图14中，车门铰链和滑动机构10显示在大约120度的完全打开位置。
应了解车门16在相反方向关闭这样摇臂30从图14中所示的位置逆时针旋转至图8中所示的关闭位置。通过这样，应了解当摇臂30和车门16接触相对于打开位置的15度时，销钉62接合凸轮60的槽75这样凸轮60被迫使向外旋转以减速车门16从15度位置至大约完全关闭位置的运动。尽管销钉62和齿75显示为提供擎子以接合第二柔性连接50和凸轮60以加速和减速车门16的运动。应了解依照其它实施例可以提供其它擎子机构。
依照一个实施例，车门铰链和滑动机构10可以手动驱动车门运转。依照其它实施例，车门铰链和滑动机构10可以动力驱动车门(例如电动马达驱动车门)运转。
应了解车门铰链和滑动机构10有利地允许车门可独立地打开(相对于前门)并且远离车门开口定位以有助于更容易地进出并且允许最大限度接近用于装载和卸载可运输的物品。打开车门16的模式不太容易受到在邻近另一车辆或防止车门向外旋转的其它物体时限制常规车门打开的停车场限制约束。这样，进一步减少或避免了停车场陷阱。
应该明白的是能够对前面提及的结构上作出多种变形和修改而不偏离本实用新型的概念，并且应该明白的是这些概念意图由下面的权利要求涵盖，除非这些权利要求用它们的语言明确地其它方式表述。

Claims (10)

1.一种车门铰链和滑动机构，其特征在于，包含：
摇臂，所述摇臂经由第一支架在其一端枢轴地安装至车辆结构；
滑动总成，所述滑动总成包含安装在所述摇臂的相对端的旋转第二支架，其中所述滑动总成可滑动地接合至车门；
第一柔性连接，所述第一柔性连接至少部分环绕连接至车辆结构的第一链轮和固定至所述车门的第二链轮；及
第二柔性连接，所述第二柔性连接在一端固定至所述车门并且在相对端固定至所述车辆结构，所述第二柔性连接至少部分地环绕凸轮，其中所述第二柔性连接和凸轮提供接合所述凸轮以在打开期间加速车门的运动的擎子。
2.如权利要求1所述的机构，其特征在于，所述车辆结构包含支柱。
3.如权利要求2所述的机构，其特征在于，所述支柱为C柱。
4.如权利要求1所述的机构，其特征在于，所述凸轮枢轴连接至所述摇臂并且所述第二柔性连接包含销钉用于接合所述凸轮。
5.如权利要求1所述的机构，其特征在于，所述第一柔性连接包含循环链条。
6.如权利要求1所述的机构，其特征在于，所述第二柔性连接包含链条和皮带中至少一个。
7.如权利要求6所述的机构，其特征在于，所述皮带包含第一链条部分和第二皮带部分。
8.如权利要求1所述的机构，其特征在于，进一步包含用于张紧所述第一柔性连接的张紧机构。
9.一种车门铰链和滑动机构，其特征在于，包含：
摇臂，所述摇臂经由第一支架在其一端枢轴地安装至车辆结构；
滑动总成，所述滑动总成包含安装在所述摇臂的相对端的旋转的第二支架，其中所述滑动总成可滑动地接合至车门；
第一柔性连接，所述第一柔性连接至少部分环绕连接至车辆结构的第一链轮和固定至所述车门的第二链轮；及
第二柔性连接，所述第二柔性连接在一端固定至所述车门并且在相对端固定至所述车辆结构，所述第二柔性连接至少部分地环绕凸轮；以及
擎子，所述擎子与所述第二柔性连接一起运动并且接合所述凸轮以在打开期间加速车门的运动并且在关闭期间减速车门的运动。
10.一种车门铰链和滑动机构，其特征在于，包含：
摇臂，所述摇臂经由第一支架在其一端枢轴地安装至车辆结构；
滑动总成，所述滑动总成包含安装在所述摇臂的相对端的旋转的第二支架，其中所述滑动总成可滑动地接合至车辆部件；
第一柔性连接，所述第一柔性连接至少部分环绕连接至车辆结构的第一链轮和固定至所述车辆部件的第二链轮；及
第二柔性连接，所述第二柔性连接在一端固定至所述车辆部件并且在相对端固定至所述车辆结构，所述第二柔性连接至少部分地环绕凸轮，其中所述第二柔性连接和凸轮提供接合所述凸轮以在一个方向上加速车辆部件的运动并且在相反方向上减速车辆部件的运动的擎子。
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