专利名称：家具铰链弹簧连接结构及其使用寿命延长的方法
技术领域：
本发明涉及一种家具铰链，特别是一种家具铰链弹簧连接结构及其使用寿命延长 的方法。
背景技术：
现有家具铰链弹簧连接结构参见图1-图3，包括固定臂21、内摆臂22、外摆臂24 和活动杯座25。外摆臂24前后两端通过销轴分别与活动杯座和固定臂铰接；内摆臂22位 于外摆臂下方，前端和中部通过销轴分别与活动杯座和固定臂铰接。外摆臂与固定臂铰接 的销轴上套有对活动杯座产生关闭作用力的扭簧23。外摆臂24呈槽钢型，后端顶面延伸出 用于遮盖扭簧的盖板24. 1，盖板两侧与外摆臂两侧之间形成台阶24. 2 ；扭簧23上端抵靠在 台阶上。当活动杯座25关闭时，扭簧上端与外摆臂相接的触点到扭簧中心点的连线与活动 杯座安装平面的夹角0为75° 90°。该结构的铰链在开关过程中的作用力主要来源于 这一扭簧，而且，从上述夹角3可以判断出铰链在打开状态到关闭状态过程中，扭簧恢复 形变时的力只有不到60%用于驱动外摆臂转动，因此，扭簧释放时的力的利用率很低(作 用于使外摆臂关闭的作用力小，其它分力大)，扭簧的钢丝最大直径必须在1mm以上，才能 使铰链在打开至一定角度时通过扭簧作用力自动完全打开，或者在关闭到一定角度时通过 扭簧作用力自动完全关闭。另外，由于扭簧的寿命主要取决于扭簧外径与用于绕设扭簧的钢丝的外径的比 值。在连续不断的对铰链进行开合的寿命测试过程中，当比值大于4时，扭簧能抵抗5万次 以上的开合测试，可以符合指标；当比值小于4时，扭簧将会因金属疲劳而断开，从而导致 产品报废。上述结构中的铰链，由于扭簧受到安装位置的限制，其外径不能增大；另外，由于 簧释放时的力的利用率低，所以扭簧的钢丝的直径必须在1mm以上；综合两方面的因素，最 终导致了扭簧在连续工作寿命测试中，一般在5万次以内则会报废。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、使用寿命长、安装方便、成本低的家具 铰链弹簧连接结构及其使用寿命延长的方法，以克服现有技术中的不足之处。按此目的设计的一种家具铰链弹簧连接结构，包括固定臂和活动杯座，活动杯座 至少通过外摆臂、内摆臂与固定臂连接；外摆臂前端与活动杯座铰接，后端直接或通过一 个以上的连接臂与固定臂铰接；外摆臂后端下方还设置有对活动杯座产生关闭作用力的 扭簧，扭簧上端与外摆臂相接，下端与外摆臂以外零件相接，其结构特征是当活动杯座关 闭时，扭簧上端与外摆臂相接的触点到扭簧中心点的连线与活动杯座安装平面的夹角a 为-200° 70° 。所述夹角a为0 65° ；或者，夹角a为0 45° ；或者，夹角a为0 20°。所述扭簧的钢丝截面呈圆形、梯形、方形或六角形，钢丝最大外径比常规的小 0. 1mm以下。
所述外摆臂呈槽钢型，后端顶面延伸出盖板；外摆臂前后端侧面均设置有销孔，并 分别通过销轴与活动杯座和固定臂铰接；扭簧套设在位于外摆臂后端的销轴上，上端与盖 板端部相接。所述盖板呈平板状或弧形，扭簧上端与盖板端部底面或端部边缘相接。所述内摆臂位于外摆臂下方，内摆臂前端和中部分别通过销轴与活动杯座和固定 臂铰接；固定臂内还设置有阻尼器，阻尼器的活塞杆与内摆臂内端通过摆块连接传动，活塞 缸尾部与固定臂铰接；摆块中部通过销轴与固定臂铰接；扭簧下端与固定臂、内摇臂或者 内摇臂中部的销轴相接。一种家具铰链弹簧使用寿命延长的方法，包括固定臂和活动杯座，活动杯座至少 通过外摆臂、内摆臂与固定臂连接；外摆臂前端与活动杯座铰接，后端直接或通过一个以上 的连接臂与固定臂铰接；外摆臂后端下方还设置有对活动杯座产生关闭作用力的扭簧，扭 簧上端与外摆臂相接，下端与外摆臂以外零件相接，其特征是在不改变扭簧的情况下，通过 缩小用于绕设扭簧的钢丝的外径，达到延长扭簧使用寿命的目的；同时，当活动杯座关闭时，使扭簧上端与外摆臂相接的触点到扭簧中心点的连线 与活动杯座安装平面的夹角a为-200° 70°。所述使扭簧外径与钢丝外径的比值控制在四倍以上；夹角a为0 45°。本发明在不改变扭簧外径的情况下，通过缩小扭簧钢丝的直径，以及扭簧与外摆 臂接触点的位置，从而达到提高扭簧寿命的同时，提高了扭簧恢复形变时的力的有效利用 率(是现有技术的1. 5倍以上)，保证铰链在打开至一定角度时通过扭簧作用力自动完全打 开，或者在关闭到一定角度时通过扭簧作用力自动完全关闭。其结构简单合理、、使用寿命 长、安装方便、成本低、可适用于多种铰链(尤其是设置有阻尼器的铰链)。
图1-图3为现有技术中铰链结构示意图。图2为图1中A处放大结构示意图。图3为图1关闭状态剖视结构示意图。图4为本发明一实施例结构示意图。图5为图4中B处放大结构示意图。图6为本发明另一实施例结构示意图。图7为图6中D处放大结构示意图。图8为外摆臂受力分析图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。第一实施例参见图4、图5，本家具铰链弹簧连接结构，包括固定臂1和活动杯座3，活动杯座通 过外摆臂4、内摆臂5与固定臂连接；外摆臂前端与活动杯座铰接，后端与固定臂铰接；外摆 臂后端下方还设置有对活动杯座产生关闭作用力的扭簧2，扭簧上端与外摆臂相接，下端与 外摆臂以外零件相接。当活动杯座关闭时，扭簧上端与外摆臂相接的触点C到扭簧中心点0的连线L与活动杯座安装平面P的夹角a为0 70°。扭簧2的钢丝截面呈圆形、梯形、方形或六角形，钢丝最大外径比常规的小0. 1mm 以下。外摆臂4呈槽钢型，后端顶面延伸出盖板4. 1 ；外摆臂前后端侧面均设置有销孔， 并分别通过销轴与活动杯座3和固定臂1铰接；扭簧2套设在位于外摆臂后端的销轴上，上 端与盖板端部相接。盖板4. 1呈平板状或弧形，扭簧2上端与盖板端部底面相接。内摆臂5位于外摆臂4下方，内摆臂前端和中部分别通过销轴与活动杯座3和固 定臂1铰接；固定臂内还设置有阻尼器6，阻尼器的活塞杆与内摆臂内端通过摆块7连接传 动，活塞缸尾部与固定臂铰接；摆块中部通过销轴与固定臂铰接；扭簧2下端与内摇臂中部 的销轴相接。上述固定臂1通过固定座10与家具柜体9连接，活动杯座3与家具门体8连接。第二实施例参见图6、图7，外摆臂4’的盖板4. 1’长度比实施例一中的盖板延伸的长度要长， 呈弧形，扭簧2’上端与盖板端部边缘相接。当活动杯座3关闭时，扭簧2’上端与外摆臂4’ 相接的触点到扭簧中心点的连线与活动杯座安装平面的夹角a为0 20°。其它未述部 分同第一实施例。参见图8，图中a、b和c分别为现有技术、第一实施例和第二实施例中扭簧对外摆 臂作用力的比较图。现有技术中，扭簧23对外摆臂的作用力为T1 ；第一实施例中，扭簧2对 外摆臂的作用力为T2 ；第二实施例中，扭簧2’对外摆臂的作用力为T3。结合杠杆原理以及 作用力方向来考虑，当使外摆臂转动的力一致的情况下，很明显，各个扭簧对外摆臂的作用 力的大小比较为Tl > T2 > T3。
权利要求
一种家具铰链弹簧连接结构，包括固定臂(1)和活动杯座(3)，活动杯座至少通过外摆臂(4)、内摆臂(5)与固定臂连接；外摆臂前端与活动杯座铰接，后端直接或通过一个以上的连接臂与固定臂铰接；外摆臂后端下方还设置有对活动杯座产生关闭作用力的扭簧(2)，扭簧上端与外摆臂相接，下端与外摆臂以外零件相接，其特征是当活动杯座关闭时，扭簧上端与外摆臂相接的触点(C)到扭簧中心点(O)的连线(L)与活动杯座安装平面(P)的夹角α为-200°～70°。
2.根据权利要求1所述的家具铰链弹簧连接结构，其特征是所述夹角α为0 65°。
3.根据权利要求1所述的家具铰链弹簧连接结构，其特征是所述夹角α为0 45°。
4.根据权利要求1所述的家具铰链弹簧连接结构，其特征是所述夹角α为0 20°。
5.根据权利要求1至4任一项所述的家具铰链弹簧连接结构，其特征是所述扭簧(2) 的钢丝截面呈圆形、梯形、方形或六角形，钢丝最大外径比常规的小0. Imm以下。
6.根据权利要求5所述的家具铰链弹簧连接结构，其特征是所述外摆臂(4)呈槽钢 型，后端顶面延伸出盖板(4. 1)；外摆臂前后端侧面均设置有销孔，并分别通过销轴与活动 杯座(3)和固定臂(1)铰接；扭簧(2)套设在位于外摆臂后端的销轴上，上端与盖板端部相 接。
7.根据权利要求6所述的家具铰链弹簧连接结构，其特征是所述盖板(4.1)呈平板状 或弧形，扭簧(2)上端与盖板端部底面或端部边缘相接。
8.根据权利要求7所述的家具铰链弹簧连接结构，其特征是所述内摆臂(5)位于外摆 臂(4)下方，内摆臂前端和中部分别通过销轴与活动杯座(3)和固定臂(1)铰接；固定臂内 还设置有阻尼器(6)，阻尼器的活塞杆与内摆臂内端通过摆块(7)连接传动，活塞缸尾部与 固定臂铰接；摆块中部通过销轴与固定臂铰接；扭簧(2)下端与固定臂、内摇臂或者内摇臂 中部的销轴相接。
9.一种家具铰链弹簧使用寿命延长的方法，包括固定臂(1)和活动杯座(3)，活动杯座 至少通过外摆臂(4)、内摆臂(5)与固定臂连接；外摆臂前端与活动杯座铰接，后端直接或 通过一个以上的连接臂与固定臂铰接；外摆臂后端下方还设置有对活动杯座产生关闭作用 力的扭簧(2)，扭簧上端与外摆臂相接，下端与外摆臂以外零件相接，其特征是在不改变扭 簧的情况下，通过缩小用于绕设扭簧的钢丝的外径，达到延长扭簧使用寿命的目的；同时，当活动杯座(3)关闭时，使扭簧(2)上端与外摆臂(4)相接的触点(C)到扭簧中 心点(0)的连线(L)与活动杯座安装平面(P)的夹角α为-200° 70°。
10.根据权利要求9所述家具铰链弹簧使用寿命延长的方法，其特征是使扭簧(2)外径 与钢丝外径的比值控制在四倍以上；夹角α为0 45°。
全文摘要
一种家具铰链弹簧连接结构及其使用寿命延长的方法，包括固定臂和活动杯座，活动杯座至少通过外摆臂、内摆臂与固定臂连接；外摆臂前端与活动杯座铰接，后端直接或通过一个以上的连接臂与固定臂铰接；外摆臂后端下方还设置有对活动杯座产生关闭作用力的扭簧，扭簧上端与外摆臂相接，下端与外摆臂以外零件相接；当活动杯座关闭时，扭簧上端与外摆臂相接的触点到扭簧中心点的连线与活动杯座安装平面的夹角α为-200°～70°。本发明在不改变扭簧外径的情况下，通过缩小扭簧钢丝的直径，以及扭簧与外摆臂接触点的位置，从而达到提高扭簧寿命，并保证铰链在打开或关闭至一定角度时通过扭簧作用力自动完全打开或完全关闭。
文档编号E05F1/14GK101881113SQ201010200738
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月17日 优先权日2010年6月17日
发明者伍志勇 申请人:伍志勇