专利名称：无枢轴汽车绞链的制作方法
技术领域：
本发明涉及一铰链，更具体地涉及一汽车铰链，该铰链使关闭面板相对于固定的本体结构可方便地运动，而无需使用涉及简单回转运动的枢轴销和其它构件。
车门和其它普通的关闭面板的简单回转运动，特别是应用于汽车上的，一般由一个或多个包括一枢轴销的以及与之相关联的轴承面的铰链组件所控制。
在住宅的应用中，门的铰链的结构基本上可标准化为两个具有一定结构的叶片(1)，该叶片(1)的构成使一在一滚动轴承面(16)内的单枢轴销(15)形成于其间。利用两到三个这样的铰链，以及仔细对齐的枢轴使门定位并使其可回转地运动。
为便于汽车关闭面板的开和关，要用到许多种运动，其范围从简单的回转、通过直线运动至由多连杆铰链系统产生的复杂运动。然而，在所有这些情况下需要某些回转运动，而这一般是通过一种轴销和轴承面实现的。大多数乘客用汽车的侧门使用一双铰链的单枢轴系统，该单枢轴系统形成简单回转运动。在这些铰链的最简结构中，它们一般被构造为包含一本体构件(2)；一关闭面板构件(3)；一枢轴销(4)以及两枢轴套(5)。这种结构的最明显的缺陷是由枢轴的结构引起的。轴套的面积明显地限制了可由铰链组件传输的力。另外，轴套的有限的耐用性能一般由系统所能承受的开和关的次数来衡量。不管是轴套还是枢轴销均受在开关周期中产生高摩损的恶劣环境的影响，这将产生铰链的松配合以及不整齐的缺陷配合。使用外来的枢轴销材料的高级轴套或轴承可用来解决这个问题，然而相关代价得到的回报明显减少。
由此，有必要创造一铰链组件，该铰链组件可免去枢轴销以及轴承面积，同时明显地利于回转运动。
本发明的目的在于减少回转铰链系统的复杂性，同时增加其比传统枢轴销和轴套的结构更好的负荷能力以及耐久性。
在本发明的一个主要方面，一汽车铰链通过所构造的一弹性件可使关闭面板相对于固定的本体部分可方便地回转运动，该弹性件的结构用来承受所有所要求的结构负荷以及操作负荷。另一方面，该汽车铰链包括一车辆关闭面板；可适合安装于一车体的一本体构件；适合装在关闭面板构件以及本体构件上的弹性件，由此关闭面板构件以及本体构件之间的相对运动由弹性件限制为基本回转运动，且关闭面板的所有需要的负荷可充分地转移至车体上。
本发明的汽车铰链的另一方面(a)本体构件被构造为可通过关闭面板的运动范围引导弹性件并结构支承弹性件；(b)关闭面板构件被构造为可通过关闭面板的运动范围引导弹性件并结构支承弹性件；(c)弹性件的结构可产生一扭矩以帮助系统克服操作阻力；(d)本体构件以及关闭面板构件两者成互锁形状以约束系统，使其在完全关闭位置不会平动，以利于碰撞一致性(crash compliance)和/或抵抗由空气动力或其它类似的力所产生的拖出负荷。
(e)互锁形状包括一保持夹，该保持夹在本体构件和关闭面板构件之间提供一顺从的接触面并产生一适度干涉，由此补偿构造变化且减小操作摩擦力。
(f)弹性件是由高强度的弹簧钢制成；(g)弹性件是由如碳纤维等高强度复合材料制成；(h)该组件构造成用作一汽车侧门的铰链。
(i)该组件构造成用作一汽车前引擎罩的铰链。
(j)该组件构造成用作一汽车尾部盖板的铰链，以及(k)该组件构造成用作一汽车尾部的上升门的铰链。
图1是现有技术中传统的住屋门铰链的立体图；图2是现有技术中传统的汽车侧门的铰链的立体图；图3是本发明的铰链组件的立体图；图4是本发明的铰链组件各构件的分解示意图；图5是表示车体和有本发明的铰链组件的处于关闭状态的引擎罩的部分断面图6是表示车体和有本发明的铰链组件的处于打开状态的引擎罩的部分断面图；下面将结合附图而详细阐述本发明的较佳实施例。
一单个弹性件(6)构造成可承受所有需要的关闭系统的结构负荷以及操作负荷，同时通过其组成材料的简单应变而提供基本的回转运动。弹性件(6)的构造使得在其组成材料中被感应的应力和应变，在关闭面板运动的全部范围不会超过弹性极限。这样，弹性件决不会产生永久的应变，弹性件将总是回到其初始设定的位置而无需总体结构调整。
该弹性件适合装于关闭面板构件(7)以及本体构件(8)上以帮助限制弹性件的运动，通过其运动范围结构支承弹性件，便于根据需要将铰链系统安装并结构锁定于其关闭位置。相对于现有技术使用一本体部分(2)和关闭面板构件(3)的结构，关闭面板构件(7)和本体构件(8)在这里不是主要构件，并同样更轻、更简化、制造花费更低。关闭面板构件适合安装于车辆关闭面板(9)上。本体构件适合安装于车辆本体(10)上。各构件上设有接触面(11)，该接触面与弹性件接触并引导弹性件基本回转。另外，两构件包含当系统处于完全关闭状态时约束其平动的互锁部分(12)，有利于碰撞一致性和/或抵抗由空气动力或其它相似力所产生的拖出负荷。关闭面板构件或本体构件也可构造为带有一保持夹(13)，该保持夹(13)通过提供一顺应的接触面以及产生一适度干涉可改善互锁部分的功能，由此可补偿产生的构造变化。该保持夹可由塑料或相对硬质的橡胶化合物制成。
弹性件(6)的几何构造以及构成材料是铰链组件的两个最关键设计参数。弹性件的形状和厚度决定了在一给定的操作运动下引起的应力和应变。所选材料最终决定弹性件在弹性区的功能并避免永久变形。已建立了表示在相等的或可变的厚度下弹性件的最佳几何结构的曲线图，无论是类似于钢的各向同性的金属材料还是类似于凯夫拉(Kevlar)以及碳纤维的非各向同性材料均已成功地用来制造弹性件。疲劳阻抗是选择该材料的一主要考虑因素，其它已被证明是糟糕的材料选择正是因为这个因素。
通过设定弹性件的几何形状，另一特征可包含于铰链系统中以在操作过程中产生有效力矩。由于其固有的材料刚度，弹性件在回转期间产生一力矩，且通过适当构造成，这种力矩可用来帮助系统克服重力而提起关闭面板(9)或克服水/风封闭负荷而关上门。
权利要求
1．一汽车铰链，其特征在于，所述铰链可通过一弹性件使关闭面板相对于固定的本体结构可基本回转运动，所述弹性件构造成可承受所有要求结构负荷以及操作负荷。
2．如权利要求1所述的汽车铰链，其特征在于，包括(a)一车辆关闭面板；(b)一适合安装于一车体的本体构件；(c)一适合装于关闭面板构件和本体构件上的弹性件；关闭面板构件和本体构件之间的相对运动由弹性件限制为基本回转运动，且所有需要的关闭面板载荷均可充分地传送到车体上。
3．如权利要求1或2所述的汽车铰链，其特征在于，本体构件构造成可通过关闭面板的运动范围引导弹性件并结构支承弹性件。
4．如权利要求1、2或3所述的汽车铰链，其特征在于，关闭面板构件构造成可通过关闭面板的运动范围引导弹性件并结构支承弹性件。
5．如权利要求1、2、3或4所述的汽车铰链，其特征在于，弹性件的结构可产生一扭矩以帮助系统克服操作阻力；
6．如权利要求1、2、3、4或5所述的汽车铰链，其特征在于，关闭面板构件和本体构件均包含当系统处于完全关闭状态时阻止其平动的互锁部分，有利于碰撞一致性和/或抵抗由空气动力以及其它相似力所产生的拖出负荷。
7．如权利要求6所述的汽车铰链，其特征在于，互锁部分包括一保持夹，所述保持夹在本体构件和关闭面板构件之间提供一顺应的接触面并产生一适度干涉，由此补偿构造变化且减小操作摩擦力。
8．如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的汽车铰链，其特征在于，弹性件由高强度的弹簧钢制成。
9．如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的汽车铰链，其特征在于，弹性件由如碳纤维等高强度复合材料制成。
10．如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的汽车铰链，其特征在于，所述组件被构造成用作一汽车侧门的铰链。
11．如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的汽车铰链，其特征在于，所述组件被构造成用作一汽车前引擎罩的铰链。
12．如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的汽车铰链，其特征在于，所述组件被构造成用作一汽车尾部盖板的铰链。
13．如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的汽车铰链，其特征在于，所述组件被构造成用作一汽车尾部的上升门的铰链。
全文摘要
一汽车铰链,该铰链可通过一弹性件使关闭面板相对于固定的本体结构可基本回转运动,该弹性件的结构用来承受所有要求的结构负荷以及操作负荷。
文档编号B60J5/04GK1307983SQ0110345
公开日2001年8月15日 申请日期2001年2月8日 优先权日2000年2月11日
发明者劳伦斯·詹姆斯·霍尔特 申请人:马尔提马蒂克公司