用于车辆的门铰链机构的制作方法

本申请要求于2015年10月21日提交的美国临时专利申请No.62/244,723的优先权权益，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体涉及一种用于车辆的门铰链机构，更具体地，涉及用于一种用于改善控制和美观的车门铰链机构。

背景技术：

车辆需要综合美学设计和功能。车辆的外部通常由车辆的形状和表面确定，这些形状和表面被设计为以增强空气动力学和美学吸引力。设计师主要负责车辆外部的窗户、门和面板的排列和形状。近年来，设计师一直试图通过减小门缝和定制车辆切割线来提供特别时尚的设计。设计师通常将外部设计渲染为计算机辅助设计(CAD)图，并且工程师将该图实现为起作用的车辆。

因此，工程师负责确定如何用结构部件(例如，门铰链)来制造车辆设计，以确保车辆正常工作。工程师还负责为车辆提供特征，以优化功能性并且确保车辆部件提供结构和包装可行性。有时，将设计需求与功能性需求相结合可能会很困难。

所公开的门铰链机构针对减轻或克服上文阐述的一个或多个问题和/或现有技术中的其他问题。

技术实现要素：

本公开的一个方面针对一种用于具有框架的车辆的门铰链机构。该门铰链机构可以包括门和铰链，门被构造成相对于框架打开和关闭，铰链被固定在门的内部和框架的外部之间。铰链可以被构造成通过将门远离框架滑动并相对于框架枢转门来打开门。

本公开的另一方面针对一种车辆。该车辆可以包括框架和门铰链机构。该门铰链机构可以包括门和铰链，门被构造成相对于框架打开和关闭，铰链被固定在门的内部和框架的外部之间。铰链可以被构造成通过将门远离框架的外部滑动并且相对于框架的外部枢转门来打开门。

本公开的又一方面针对一种使用门铰链机构打开具有框架的车辆的门的方法。该方法可包括通过相对于铰链的第二横向构件旋转铰链的第一横向构件而使门远离框架滑动，其中铰链固定在门的内部与框架的外部之间。该方法还可以包括通过围绕铰链的导螺杆旋转枢转板来使门相对于框架枢转。

附图说明

图1是示例性车辆的外部的示例性实施例的示意图。

图2A至图2C是图1的示例性车辆的门的示例性实施例的示意性俯视图。

图3A和图3B是图2的示例性车辆的门铰链的示例性实施例的示意性内部图。

图4A至图4C是图2的示例性车辆的示例性铰链的附加示意图。

图5A至图5C是图2的示例性车辆的示例性铰链的另一示意图。

图6A至图6C是图2的示例性车辆的示例性铰链的又一示意图。

具体实施方式

本公开总体上针对一种门铰链机构。在一些实施例中，门铰链机构可以被应用于“法式门”车辆设计的后门。所设想的铰链机构可以提供改进的机理，所述改进的机理使得门在枢转打开之前能够向车辆外滑动。有利地，该机构可以使门间隙最小化或消除门间隙并使得可以定制切割线，同时还消除了碰撞并且改善了入口/出口。该机构还可以提供对门的微调控制，同时保持紧凑的设计以便于包装。

图1提供了根据本公开的一方面的示例性车辆10的示意性说明。车辆10可以具有任何车身风格，例如，跑车、轿跑车、封闭式轿车、皮卡车、旅行车、运动型多功能车(SUV)、小型货车或改装车。车辆10可以是电动车辆、燃料电池车辆、混合动力车辆或传统的内燃机车辆。车辆10可以被构造成由占用车辆10的驾驶员进行操作，被远程控制和/或自主控制。如图1所示，车辆10可以包括车厢14，该车厢14被构造成容纳一个或多个乘客。车厢14可以被框架12包围，框架12可以包括诸如A柱16、B柱18和C柱20之类的结构特征。框架12还可以包括前面板22、后面板24以及顶部26。

车辆12还可以在框架12的每一侧上包括前乘客门28和后乘客门30。在关闭构造中，前乘客门28可以在A柱16和B柱18之间延伸，并且后乘客门30可以在B柱18和C柱20之间延伸，以便基本上包围车厢14。门28、门30也可以被构造成打开，以使得乘客能够从车厢14进入/离开。门28、门30可以通过任何数量的机构来打开和关闭。例如，在一些实施例中，门28、门30可以包括门闩，门闩通过致动门把手而手动地禁用。在一些实施例中，门28、门30可以经由一个或多个马达自动打开，所述一个或多个马达可以由多个不同输入致动。在一些实施例中，如图1所示，门28、门30可以以“法式门”风格打开，使得前乘客门28和后乘客门30可以沿彼此相反的方向打开。“法式门”风格可以提供许多优点，这些优点包括改善入口/出口和美观。尽管门28、门30被描绘为在关闭时彼此紧邻，但是门28、门30可以在关闭构造下通过位于B柱18的外表面上的中心面板(未示出)而分离。

图2A至2C提供了图1的示例性车辆10的门30的示例性实施例的示意性俯视图。门30可以包括前端35、后端36、顶端37以及底端38。如图2A至图2C所示，铰链100可以在门30的后端的内表面和框架12的外表面(例如，在C柱20处)之间延伸。铰链100可以被构造成将门30从如图2A中所示的闭合构造60过渡到如图2B所示的中间构造62，以及过渡到如图2C所示的打开构造64。

在关闭构造60中，后乘客门30可以在B柱18和C柱20之间延伸，相邻部件之间具有最小缝(或不存在缝)。例如，在一些实施例中，门30可以具有闭合构造60，其中，门30的一个或多个端部可以靠近相邻部件(例如，前乘客门28、后面板24或者隔开门28、门30的中心面板)的端部。在一些实施例中，门30可以在相邻部件之间产生小至约1至10毫米的缝。有利的是，铰链100的机理可以使得门28、门30能够同时或分别地打开/关闭，而不会使相邻的部件重叠(例如，碰撞)。这可以通过下述方式来促进：门30(当其从关闭构造60过渡到中间构造62时)与前乘客门28分离以形成第一间隙40，并且门30与后面板24分离形成第二间隙42。

在一些实施例中，门30可以在一个或多个阶段中打开/关闭。例如，如图2A和图2B所示，后乘客门30可以被构造成在第一阶段大体上横向地从框架12向中间构造62滑动，同时保持大体上平行于框架12。在一些实施例中，在第一阶段，门30可以大体上以90°的角度从框架12的外表面滑动。然而，在其它实施例中，铰链100可以以锐角α固定到框架12(例如，在C柱20处)，以相对于框架12同时横向且向后滑动门30，如图2A至图2C所示。锐角α可以相对于框架12的横向轴线在约5°至约15°(例如，约10°)的范围内。在中间构造62中，锐角α的构造可以提供距离于前乘客门28的附加的空隙(例如，间隙40)。

在中间构造62中，间隙40、间隙42可以足够大，以使得门30能够过渡到第二阶段。例如，如图2A和图2B所示，门30可以构造成从中间构造62枢转到打开构造64。在一些实施例中，后端36可以被构造成在门30进行枢转的同时远离框架12平移。在一些实施例中，间隙40、间隙42可以足够大以使得后乘客门30能够在大致90°的运动范围内打开，以打开构造64。这种增加的运动范围可以扩大乘客进入/出去的门路。

门30还可以包括位于在前端35和后端36之间的切割线32。切割线32可以延伸穿过门30的外表面和内表面。切割线32也可以在顶端37和底端38之间延伸，例如，在门30的整个垂直长度上延伸。由于在闭合构造60中间隙40、间隙42可以被最小化或消除，因此切割线32可以在美学上替代部件之间的缝(例如，间隙40、间隙42)。切割线32可以放置在沿着门30的宽度的任何地方并且可以为任何构造。例如，切割线32可以以竖直构造设置在门30上并且被设置成距离端部35、端部36至少85毫米。切割线32还可以具有其他构造，以提供独特的美学。例如，切割线32可以包括沿着门30的之字形、正弦形或弓形构造。

图3A至图3B提供了图1的示例性车辆10的示例性铰链100的示意性内部图示。铰链100可以包括第一横向构件102和第二横向构件104，第一横向构件102和第二横向构件104在被固定到门30的导螺杆110与被固定到框架12的支撑件128(图4A至图4C中示出)之间延伸。导螺杆110还可以包括滑轮112，该滑轮112被固定到由马达116驱动的带114上。铰链100还可以包括设置于导螺杆110和门30之间的枢转板122。图3A至图3B还示出了门30的内表面，门30的内表面具有从其横向延伸的突出部34。图3A描绘了在其枢转打开(例如，如图2B至图2C之间所示)时处于第二阶段的门30，并且图3B描绘了处于打开构造34(例如，如图3C所示)的门。

第一横向构件102和第二横向构件104可以在框架12和门30之间延伸。第一横向构件102和第二横向构件104可以被实施为在铰链100的每一侧上的两对板。每对板可以相对于铰链100的中心平面呈镜像。第一横向构件102和第二横向构件104可以被构造成关于中心枢转点103旋转，以例如通过剪切机构来使铰链100展开和收缩。中心枢转点103可以被实施为将第一横向构件80和第二横向构件82通过枢转构造固定在一起的销。第一横向构件102和第二横向构件104还可以与桁架轴承105(例如，如图5A所示)固定在一起，桁架轴承105有助于相对旋转运动、防止弯曲并且增大铰链100在第一横向构件102和第二横向构件104之间的的刚度。

第一横向构件102和第二横向构件104中的每一个可以包括固定到导螺杆110的第一端106。例如，第一构件102的第一端106可以可枢转地附接至钢丝圈118，钢丝圈118被构造成沿着导螺杆110平移。钢丝圈118可以包括与导螺杆110的外螺纹匹配的螺纹内部，使得导螺杆110的旋转运动转换成钢丝圈118沿导螺杆110的平移运动。第二构件102的第一端106可以可枢转地附接至导螺杆110的固定构件120。因此，随着钢丝圈118沿着导螺杆110平移，铰链100可以展开/收缩，从而打开/关闭门30。导螺杆110和钢丝圈114中的每一个的螺距可以使得门30能够沿其整个运动范围进行微调控制。例如，由于导螺杆110和钢丝圈118的螺纹构造，门30可以容易地在关闭构造60(例如，图2A所示)和打开构造64(例如，图2C所示)之间的任何位置处停止，而不会有任何实质性的振荡。

除了展开和收缩铰链100之外，第一构件102和第二构件104的相对旋转运动可以被构造成致动枢转板122。枢转板122的致动可以包括围绕导螺杆110旋转以便打开/关闭门30。例如，枢转板122可以包括顶表面124和底表面126，顶表面124可旋转地固定到导螺杆110的顶表面，底表面126可旋转地固定到导螺杆110的底表面。枢转板122还可以包括平坦表面136，平坦表面136被固定到门30的侧向内表面。例如，平坦表面136的上部可以通过穿过安装孔的螺栓固定到在门30上侧向延伸的突出部34。枢转板122还可以包括弓形表面138，弓形表面138包括槽142。当铰链100展开和收缩时，枢转板122可以被构造成当门30在第一运动阶段期间(例如，如图2A和图2B所示)大体上横向于框架12滑动时选择性地保持横向构造。枢转板122还可以被构造成在第二运动阶段期间(例如，如图2B和图2C所示)枢转门30使其打开/关闭。枢转板122还可以包括带槽148，带槽148容纳带114。带槽148可以与门30的内表面上的开口(未示出)对齐，所述开口将带114输送到马达116。

马达116可以设置于在门30内并且被构造成使得带114致动，以经由滑轮112旋转导螺杆110。马达116可以包括向带114提供旋转力的驱动滑轮(未示出)，带114则使得滑轮112转动。马达116可以被液压或旋转驱动并且可以通过来自各种不同机构的命令信号来进行控制。例如，马达116可以通过由有线或者设置于门30的内部和/或外部表面上的接口或手柄(未示出)生成的无线命令信号来控制。马达116也可以由例如由车厢14内的其他部件生成的命令信号和/或来自远程射频钥匙(未示出)的命令信号来控制。

图4A至4C提供了图1的示例性车辆10的示例性铰链100的示意图。如图4A至图4C所示，铰链100可以在第一阶段和第二阶段被致动，所述第一阶段和第二阶段对应于图2A至图2C中的门30的第一阶段和第二阶段。例如，铰链100可以包括如图4A所示的收缩构造80、如图4B所示的中间构造82，以及如图4C所示的展开构造84。铰链100可以被固定到门30的横向内表面，使得枢转板122的旋转可以使门30打开/关闭。

如图4A至图4C进一步所示，第一阶段和第二阶段可以通过设置于钢丝圈118上的凸轮140与枢转板122中的槽142的相互作用来启用。例如，槽142可以包括第一部段144和第二部段146，第一部段144大体上在竖直方向上并且大体上平行于导螺杆110，第二部段146大体上在横向方向上。因此，如图2A和图2B所示的第一阶段中，凸轮140可以沿着第一部段144行进，并且大体上平坦的表面136保持大体上平行于铰链100的展开。然而，在如图2B和图2C所示的第二阶段中，凸轮140可以沿着第二部段146平移，这导致枢转板122旋转并且导致门30枢转。枢转板122可以围绕导螺杆110大体上枢转90°，以进行门30的打开/关闭。

第一横向构件102的第二端108和第二横向构件104的第二端108可以被固定到支撑件128。例如，第一横向构件102的第二端108可以可枢转地固定到支撑构件128的固定构件130，而第二横向构件102的第二端108可以被固定到套环150。套环150可以被构造成沿着销134滑动，销134在止动件132与固定构件130之间延伸。这种构造可以有助于铰链100通过第一横向构件102和第二横向构件104的相对旋转，例如通过剪切机构而展开/收缩。支撑件128还可以包括被固定到框架12的外表面的支撑板129。

图5A至图5C提供了图1的示例性车辆10的示例性铰链100的附加示意图。图5A提供了铰链100的示意图，其中，第二横向构件104被移除以示出桁架轴承105，桁架轴承105设置于第一横向构件102和第二横向构件104之间。桁架轴承105可以包括由滚珠轴承隔开的两个平面表面，这有助于相对旋转运动、防止弯曲、并且增加铰链100在第一横向构件102和第二横向构件104之间的刚度。例如，桁架轴承105的平坦表面通过加强第一横向构件102和第二横向构件104来提供扭转刚度。桁架轴承105的滚珠轴承通过在平坦表面之间提供低摩擦界面而有助于第一横向构件102和第二横向构件104之间的相对旋转运动。

图5B和图5C提供了凸轮140的示例性示意图，凸轮140可以包括支撑滚柱轴承162的销160。滚柱轴承162可以被构造成提供高负载能力、减小摩擦、并且在销160沿槽142平移时提供动态载荷承载。滚柱轴承162可以包括滚针轴承，该滚针轴承包括使得能够绕着销160旋转运动的小圆柱滚子。槽142还可以包括涂层，以改善硬度并减小摩擦界面。例如，槽142可以包括固体涂层(例如KAron V)，以改善槽硬度并提供低摩擦界面。因此，当钢丝圈115沿着导螺杆110平移时，滚柱轴承162和/或固体涂层可有助于销160沿槽142的平移。

图5C还提供了滑轮112的示例性示意图。滑轮112可以包括开槽的外直径，该开槽的外直径与带114的内表面(未示出)互锁。滑轮112可以被构造成通过带114来围绕纵向轴线旋转，以便旋转导螺杆110并平移钢丝圈118。然而，可以设想的是，滑轮112可以以其他方式来旋转，例如通过滑轮112内部的马达来旋转。

图6A至图6C提供了图1的示例性车辆10的示例性铰链100的附加示意图。如图6A至图6C所示，铰链100可以提供特别紧凑的设计，以改善部件的包装。铰链100的尺寸还可以提供有利地配合在框架12的外部和门30的内部之间的紧凑形状。在一些实施例中，如图6A的侧视图所示，铰链100可以具有约350毫米的高度H。如图6B的俯视图所示，铰链100可以具有约70毫米的宽度W和约113毫米的压缩长度L_c。在一些实施例中，如图6C的斜视图所示，铰链100可以具有约250毫米的展开长度L_E。铰链100的部件可以由钢构成，以提供有利的刚度。

尽管关于打开/关闭后乘客门30讨论了铰链100的机理，但是铰链100可以附加地或可替代地应用于车辆10的前乘客门28或者任何其他门。例如，铰链100可以将前乘客门28固定到A柱16。铰链100可以类似于第一阶段和第二阶段打开/关闭，并且相对于框架12在大致90°的运动范围内打开前乘客门28。如本文所讨论的那样，铰链100可以被构造成移除前乘客门28与相邻部件之间的间隙40、间隙42。

对于本领域技术人员而言明显的是，可以对所公开的门铰链机构做出各种修改和变化。考虑到所公开的门铰链机构的说明和实践，其他实施例对于本领域技术人员而言将是明显的。目的在于说明书和示例仅被认为是示例性的，真正的范围由权利要求及其等同物所说明。