多件式结构的汽车门铰链的制作方法
【专利说明】多件式结构的汽车门铰链
[0001]本专利申请是申请号为200780001209.8 (国际申请号为PCT/CA2007/000199)、申请人为“穆尔蒂马蒂奇公司”、发明名称为“多件式结构的汽车门铰链”的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及铰链，更具体地说，涉及汽车门铰链，该铰链有利于闭合面板相对于固定主体结构运动，并利用特有的多件式结构简化了铰链组成部件的配置。
【背景技术】
[0003]汽车铰链通常配置成包括刚性连接到闭合面板的门部件和刚性连接到主体结构的主体部件。这些部件的这种结构性连接可以借助焊接接合、铆钉接合、螺栓接合或类似机械紧固装置来实现。通常借助枢转销和关联的承载表面实现门部件相对于主体部件的简单旋转运动。枢转销配置成刚性连接到其中一个铰链部件，而另一个部件借助一个或多个承载表面围绕枢转销自由旋转。通常的做法是采用两种垂直偏置但是带有同轴对准的枢转销的铰链组件，将闭合面板连接到主体结构。
[0004]汽车铰链的主体部件和门部件通常用钢或铝经过冲压、锻压、铸造、滚压或挤压而构成。每个部件通常配置有一个或多个安装表面以及一对包含枢转轴孔的枢转臂。枢转臂借助某种形式的桥接件或安装表面进行结构性连接。通常的做法是将衬套组装到门部件的枢转轴孔中，形成所需的枢转承载表面。枢转销插入门部件的枢转衬套，并经由枢转轴孔借助滚花、干涉配合、铆钉接合、压凹接合(staking)或类似材料锻墩装置而结构性连接到主体部件。
[0005]主体部件借助其安装表面利用螺栓接合、焊接接合、粘结接合、铆钉接合或类似紧固装置而结构性连接到车身结构。门部件也借助其安装表面利用螺栓接合、焊接接合、粘结接合、铆钉接合或类似紧固装置而结构性连接到车辆闭合面板。
[0006]螺栓连接的汽车铰链系统通常每个铰链部件至少采用两个紧固件。因此需要复杂的结构来在单件式部件中提供必要的枢转轴孔位置、安装表面、结构完整性、紧固件位置和间隙偏移。较之压制成形的金属冲压件来说，锻制和铸造很适合提供这些必要的复杂形状，但是也导致成本显著升高。金属冲压件通常被认为是形成铰链部件最节约成本的方法，但是结构形状有点受到限制。此外，复杂配置通常导致压制成形过程中产生大量无用的废料。
[0007]图1图示了由压制成形的主体部件(2)、压制成形的门部件(3)、枢转销(4)和两个枢转衬套(25)、(26)配置成的汽车门铰链组件常用现有技术实施例。主体部件(2)配置有一对枢转臂(6)、(7)和大安装表面(8)，该安装表面适配于借助安装孔(9)、(10)和两个相应的螺纹紧固件结构性连接到车身结构。安装孔(9)、(10)隔开充分的距离，以确保足够的载荷传播到车身结构中。枢转臂(6)、(7)配置有一对枢转孔(11)、(12)，它们适配于接受枢转销(4)并借助滚花、干涉配合、铆钉接合、压凹接合或类似材料锻墩装置而刚性卡紧枢转销(4)。从安装孔(9)、(10)到枢转孔(11)、(12)的距离由车辆闭合面板和主体配置来确定，并且比较关键。门部件(3)配置有一对枢转臂(13)、(14);结构桥接件(21)和一对安装表面(15)、(16)，这对安装表面适配于借助安装孔(17)、(18)和两个相应的螺纹紧固件结构性连接到车辆闭合面板。安装孔(17)、(18)隔开充分的距离，以确保足够的载荷传播到车辆闭合面板中。枢转臂(13)、(14)配置有一对枢转孔(19)、(20)，这对枢转孔适配于接受促使围绕枢转销(4)旋转的枢转衬套(25)、(26)。从安装孔(17)、(18)到枢转孔
(19)、(20)的距离由车辆闭合面板和主体配置确定，并且比较关键。主体部件(2)和门部件(3)由平钢板压制形成，而且因为它们形状复杂，所以在冲压过程中产生数量显著的废料。图2图示了现有技术主体部件(2a)和门部件(3a)的平坯料以及与冲压处理相关的废料(22)的布局，其中废料以剖面线示出。虽然在这种配置中产生相当多的废料(22)，但是压制成形制造技术仍然比铸造或锻造更节约成本。
【发明内容】
[0008]因此，具有优势的是利用压制成形金属冲压件构造铰链组件，而且减小或消除与车辆闭合面板和主体配置所决定的复杂形状有关的废料。铰链部件压制成形中所用和所废弃的大量材料直接归咎于由安装孔和枢转销支撑特征之间距离所决定的复杂形状。因此，如果这些特征的互联部分可以以更为有效的方式实现，则对于现有技术将是一种显著的改进。
[0009]本发明目标在于通过采用枢转销作为主要结构部件而减小压制成形金属冲压铰链部件中所用的材料总量。在利用单件式门部件和单件式主体部件的传统配置的汽车门铰链中，枢转销所起的两种主要作用在于，其结构性组装这两个部件，同时有利于它们之间发生旋转运动。本发明将枢转销用于额外的主要作用，即其还结构性连接各具体部件的多个元件。传统制造的单件式压制成形的门部件通常借助整体的结构桥接件来连接其两个安装表面和两条枢转臂。本发明不使用结构桥接件，而是将每个安装表面和相关的枢转臂配置为各自分开的压制成形角撑架，并利用独特配置的枢转销将其中两个角撑架连接在一起。此外，本发明采用由两个简单的压制成形的角撑架配置而成的独特主体部件，这两个角撑架借助简单形成的特征和枢转销进行结构性连接。
[0010]本发明的枢转销配置有中部柱状枢转表面和两个滚花的相对柱状端，这两个柱状端直径从中部柱状枢转表面开始减小。主体部件的两个压制成形的角撑架借助枢转臂上简单形成的特征而结构性连接，且单个枢转衬套借助凸缘布置组装在枢转孔中。枢转销布置在枢转衬套内，以使中部柱状枢转表面可以自由旋转，并且门部件的压制成形的角撑架配置成借助铆钉接合、压凹接合或类似材料锻墩装置而结构性连接到枢转销滚花的相对柱状端。
[0011]在本发明的替代实施例中，枢转销的相对柱状端未设置滚花，且中部柱状枢转表面和两个相对柱状端之间的台阶配置有轻微的渐缩部，补偿装配过程中主体部件的厚度公差。在渐缩式台阶和门部件压制成形的角撑架之间出现形成结构连接部的材料干涉。
[0012]在本发明的另一种替代实施例中，枢转销配置有悬臂特征，以有利于根据某些车辆组装车间的要求而简单地分开和重新组装门和门部件。
[0013]根据本发明的基本方面，汽车铰链组件包括:(a)门部件，其由两个压制成形的门角撑架构成并适配于安装到车辆闭合面板；(b)主体部件，其由两个压制成形的主体角撑架构造，配置成接受单个枢转衬套并适配于安装到车辆主体结构；(C)枢转销，其配置成结构性连接压制成形的门角撑架和主体角撑架，同时将门部件和主体部件保持在结构组件中，并有利于门部件和主体部件之间进行旋转运动；和(d)所述枢转销配置有中部柱状枢转表面，其中部直径适配于允许枢转衬套围绕其旋转；和两个滚花的相对柱状端，其各自的直径小于所述中部直径，并适配于借助材料锻墩件结构性连接门部件角撑架。
[0014]根据本发明的另一方面，所述汽车铰链组件其中压制成形的主体角撑架借助半剪切特征和匹配的对准孔利用焊接接合、粘结结合、铆钉接合、压凹接合或类似材料锻墩装置而结构性接合。
[0015]根据本发明的又一方面，所述汽车铰链组件，其中一对铰链止动结构设置在主体角撑架中，适配于与设置在门角撑架上的一对铰链止动表面相互作用，以使铰链组件在其完全打开位置时结构性限制旋转。
[0016]根据本发明的又一方面，所述汽车铰链组件，其中所述枢转销在中部柱状枢转表面和两个滚花的相对柱状端之间的台阶结合部包括渐缩特征，以补偿装配过程中门部件角撑架的厚度公差。
[0017]根据本发明的又一方面，所述汽车铰链组件，其中所述枢转销配置成借助枢转衬套、垫片和材料锻墩件而结构性连接压制成形的门角撑架，同时提供悬臂特征，以便于利用渐缩螺母和渐缩枢转孔布置而简单地分开和重新组装门部件和主体部件。
[0018]根据本发明的又一方面，紧接上面这一段所述汽车铰链组件，其中铆钉适配于在主体部件上提供铰链止动件，同时还结构性接合压制成形的主体角撑架。
【附图说明】
[0019]图1是现有技术压制成形的汽车门铰链组件分解透视图；
[0020]图2是与图1所示现有技术汽车门铰链组件压制成形的部件冲压件相关的展开平还料布局；
[0021]图3是通常汽车设备中一对本发明铰链组件的透视图；
[0022]图4是本发明铰链组件透视图；
[0023]图5是本发明铰链组件分解透视图；
[0024]图6是穿过枢转销中心线的本发明铰链组件局部截面图；
[0025]图7是本发明铰链组件枢转销侧视图；
[0026]图8是本发明铰链组件门部件的分解透视图；
[0027]图9是本发明铰链组件主体部件的分解透视图；
[0028]图10是与本发明铰链组件压制成形的部件冲压件相关的展开平坯料布局；
[0029]图11是本发明铰链组件枢转销的替代渐缩台阶实施例侧视图；
[0030]图12是本发明铰链组件枢转销的替代固定头实施例侧视图；
[0031]图13是本发明铰链组件替代的升空实施例透视图；
[0032]图14是穿过枢转销中心线的本发明铰链组件的替代升空实施例局部截面图。
【具体实施方式】
[0033]参照图3、4、5和6，汽车铰链组件(30)基本上由门部件(40)和主体部件(60)构成。门部件配置有安装表面(41)和两条枢转臂(42) ο每条枢转臂(42)包含枢转轴孔(43)。门部件(40)借助其安装表面(41)利用螺栓接合、焊接接合、粘结结合、铆钉接合或类似紧固装置而结构性连接到车辆闭合面板(27)。主体部件(60)配置有安装表面(61)和枢转臂
(62)。枢转臂￠2)包含枢转轴孔出3)。主体部件借助其安装表面￠1)利用螺