专利名称：用于车辆门装置的空气弹簧的制作方法
用于车辆门装置的空气弹簧技术领域[1] 本发明总体上涉及用于车辆门装置的空气弹簧。
技术背景[2] 对于通过向上或侧向摆动打开的车辆门装置，通常希望将门装 置保持在打开位置以允许人通到车辆内部。后提门和摆动门是这种车辆 门装置。可以设置一个或更多的空气弹簧以在人通到后背箱时将具体的 门(门装置)保持在其打开位置。当门装置处于其完全打开位置时，常 规的空气弹簧在其保持能力方面故意地限制，以允许在关闭和打开位置 之间移动时由人施加合理量的力。具有较高的气体压力的空气弹簧允许 更可靠的保持打开，但在关闭期间产生令人不满意的情况，因为在空气 弹簧中的消耗能量并不以足够快的速率逐渐减少，以允许摆动门的容易 关闭。因而，希望将提升或摆动门(或其它类似类型的车辆门装置)更 好地保持在其打开位置同时还允许个人在关闭移动期间以最小的力关 闭特定的门。[3] —些人已经尝试通过采用闩锁式设备克服该缺陷，闩锁式设备 在完全打开位置时接合且有助于在该打开位置保持门装置。但这种设备 是不受欢迎的，因为它们需要人双手操作以关闭门装置。即一只手必须 释放闩锁且另 一只手牵拉门装置的把手。发明内容[4]实施例提供用于支撑车辆上的车辆门装置的空气弹簧。所述空 气弹簧包括杆和管。所述杆包括中空壳体，所述壳体围绕纵轴线对中， 具有内部杆直径，且具有第一端和相对的第二端，所述壳体包括从第二 端向第一端轴向延伸且限定至少一个挠性臂的至少一个管槽，至少一个 杆凸轮延伸部分从第二端延伸且包4舌径向向内延伸的杆峰顶，所述杆峰 顶限定小于内部杆直径的杆峰顶直径。所迷管具有围绕纵轴线对中的外 部管直径、第一端和可滑动地接收在壳体中的相对的第二端、和从管的 第二端延伸的管凸轮延伸部分，所述管凸轮延伸部分具有相对于纵轴线以第一角度延伸的延伸管凸轮表面、缩回管凸轮表面、和位于延伸管凸轮表面和缩回管凸轮表面之间的管峰顶，所述缩回管凸轮表面靠近延伸管凸轮表面且比延伸管凸轮表面离管的第一端更远，并相对于纵轴线以第二角度延伸，第二角度大于第一角度，管峰顶具有小于内部杆直径且 大于杆峰顶直径的管峰顶直径。[5]实施例提供用于支撑车辆上的车辆门装置的空气弹簧。所述空 气弹簧包括杆和管。所述杆包括中空壳体，所述壳体围绕纵轴线对中， 具有内部杆直径，且具有第一端和相对的第二端，所述壳体包括从笫二 端向第一端轴向延伸且限定至少一个挠性臂的至少一个管槽，至少一个 杆凸轮延伸部分从第二端延伸且包括径向向内延伸的杆峰顶，所述杆峰 顶限定杆峰顶直径，所述至少一个杆凸轮延伸部分包括相对于纵轴线以 第一角度延伸的延伸杆凸轮表面、缩回杆凸轮表面、和位于延伸杆凸轮 表面和缩回杆凸轮表面之间的杆峰顶，所述缩回杆凸轮表面靠近延伸杆 凸轮表面且比延伸杆凸轮表面离壳体的第一端更远，并相对于纵轴线以 第二角度延伸，第二角度大于第一角度。所述管具有围绕纵轴线对中的 外部管直径、第一端和可滑动地接收在壳体中的相对的第二端、和从管 的第二端延伸的管凸轮延伸部分，所述管凸轮延伸部分包括管峰顶，管峰顶具有小于内部杆直径且大于杆峰顶直径的管峰顶直径。[6〗实施例提供一种车辆，所述车辆包括限定车辆开口的车辆结 构、可枢转地连接到车辆结构以选择性地覆盖车辆开口的门装置、和可 枢转地安装到车辆结构且可枢转地安装到门装置的空气弹簧。所述空气 弹簧包括杆和管；所述杆包括中空壳体，所述壳体围绕纵轴线对中，具 有内部杆直径，且具有第一端和相对的第二端，所述壳体包括从第二端 向第一端轴向延伸且限定至少两个挠性臂的至少两个隔开的管槽，至少 两个杆凸轮延伸部分从第二端延伸且包括径向向内延伸的杆峰顶，所述 杆峰顶限定小于内部杆直径的杆峰顶直径；且所述管具有围绕纵轴线对 中的外部管直径、第一端和可滑动地接收在壳体中的相对的第二端、和 从管的第二端延伸的管凸轮延伸部分，所述管凸轮延伸部分包括管峰 顶，管峰顶具有小于内部杆直径且大于杆峰顶直径的管峰顶直径。[7]实施例的优势在于，空气弹簧将提供对车辆门装置的额外保持 打开辅助而不需要空气弹簧中的附加气压。因而，获得较高的保持打开 的力而不必须增加整个车辆门装置关闭期间的行进力。[8] 实施例的优势在于，车辆门装置的闭合可以用一只手实现，因 为不需要附加的闩锁或其它单独机构来帮助保持门装置处于打开位置。[9]实施例的优势在于，提供额外的保持打开辅助同时最小化对车 辆门装置的打开运动的附加阻力。
[10]图1是机动车辆的后部的示意性透视图。 [11]图2是处于缩回位置的空气弹簧的侧视图。 [12]图3是沿图2线3-3截取的截面图，示意性地图示了图2的空 气弹簧的部分。[13]图4是图2的空气弹簧的较小比例的侧视图，但显示处于延伸 位置。[14]图5是沿图4线5-5截取的放大比例的截面图，示意性地图示 了图4的空气弹簧的部分。[15]图6是类似于图5的放大比例截面图，但示意性地图示了处于 部分延伸位置的空气弹簧的部分。[16]图7是杆的侧视图，但未显示弹性体罩套。[17]图8是图7的杆的部分的放大比例透视图，也未显示革套。[18]图9是管的侧视图。[19]图IO是图9的管的部分的放大比例透视图。
具体实施方式
[20]参见图1,示意性地显示了车辆，总体上以20表示。车辆20 包括车辆门装置22，例如后提门，所述门装置22通过拉起把手23打开 和关闭，以将门装置22围绕附接在车辆结构28和门装置22之间的一 个或更多铰链24枢转。 一对空气弹簧26靠近车辆开口 30安装在门装 置22和车辆结构28之间。空气弹簧26有时也称为气动弹簧或气体弹 簧或气体滑柱。同样，虽然所示的车辆门装置22的示例为后提门，空 气弹簧26也用于其它门装置，例如引擎罩、敞蓬小型载货卡车底座盖、 尾部行李箱、或具有大体上水平的铰链轴且向上枢转打开的其它类型门装置、以及具有大体上垂直铰链轴且横向摆动打开的摆动门。而且，虽 然显示两个空气弹簧26，存在仅采用一个空气弹簧26的情况，和一个空气弹簧26和一个常规空气弹簧(未示出)用于支撑车辆门装置的情 况。[21现在参见图2-10,显示了图1的一个空气弹簧26。另一个空 气弹簧26可以基本相同且将不在这些图中单独显示。[22]空气弹簧26包括杆34。杆34包括中空外部壳体36，壳体36 具有第一端38和第二端40。壳体36是圆柱形且围绕中心纵轴线41对 中并限定内部杆直径43。活塞轴42在其第一端38附近附接到壳体，且 轴向延伸通过壳体36的中心并部分延伸出第二端40。壳体36的第一端 38包括安装到其上的杆端部安装件44,安装件44可以以球和插口结构 的常规球形物连接到车辆结构28 (如图1所示)。杆壳体36的第二端 40包括从第二端40向第一端38轴向延伸的一组管槽46。管槽46在槽 46之间产生一组挠性臂48。如下文更详细所述，杆凸轮延伸部分50在 壳体36的第二端处从每个挠性臂48延伸。[23]弹性体罩套52在管槽处覆盖壳体36的外表面54且覆盖杆凸 轮延伸部分50。弹性体罩套52可以保护管槽46和杆凸轮延伸部分50， 以防止污染物进入空气弹簧26。可替换地，如果希望，弹性体罩套52 仅延伸跨过管槽46且延伸跨过杆凸轮延伸部分50的仅部分(或没有)。 罩套52的弹性属性的使用将在下文讨论。[24]空气弹簧26也包括管56。管56是中空的圆柱体且围绕活塞 轴42在壳体36内部直线地滑动，活塞轴42围绕中心纵轴线41对中。 管56具有限定外部管直径66的外表面59。活塞和密封组件(未示出) 围绕活塞轴42安装在管56内部，以在管56内部形成气室57。如果希 望，活塞和密封组件可以为常规的，因而不再在此详细讨论。管56的 第一端58包括安装到其上的管端部安装件60，安装件60以球和插口结 构的常规球形物连接到车辆门装置22 (如图1所示)。可替换地，如果 希望，空气弹簧26可以颠倒，其中杆端部安装件44附接到门装置22 且管端部安装件60附接到车辆结构28。管56也包括从接收在杆壳体 36中的第二端64延伸的管凸轮延伸部分62。[25]现在将讨论杆凸轮延伸部分50和管凸轮延伸部分62的几何形 状和相互作用。杆凸轮延伸部分50各包括延伸杆凸轮表面68、缩回杆 凸轮表面70和在两个表面68、 70之间的杆峰顶72。延伸杆凸轮表面 68相对于中心纵轴线41以角度74延伸。缩回杆凸轮表面70大体上相对于中心纵轴线41以角度76延伸。角度76大于角度74，其中延伸杆 凸轮表面68轴向长于缩回杆凸轮表面70。同样，在挠性臂48处于其松 弛位置时，杆峰顶72限定大约等于或稍微小于外部管直径66的直径78。[26]管凸轮延伸部分62包括延伸管凸轮表面82、缩回管凸轮表面 84和两个表面之间的管峰顶86。延伸管凸轮表面82相对于中心纵轴线 41以角度88延伸。缩回管凸轮表面84大体上相对于中心纵轴线41以 角度90延伸。角度90大于角度88,其中延伸管凸轮表面82轴向长于 缩回管凸轮表面84。同样，管峰顶86具有大于外部管直径66但小于内 部杆直径43的直径92。[27]于是，应当注意，对于沿延伸方向的空气弹簧操作，接合的表 面68、 82的角度74、 88小于沿缩回方向接合的表面70、 84的角度76、 90。延伸方向的该较长、较平坦的斜坡将引起在延伸方向上向峰顶72、 86接合轴向滑动需要的力的大小显著小于缩回方向。[28]现在将参见图l-10描述车辆门装置22上的空气弹簧26的操 作。 一旦解锁车辆门装置22且牵拉把手23,门装置22开始围绕铰链 24向外枢转。当它枢转时，管56开始轴向地滑出其相应的杆34。延伸 跨过轴向行进的第一部分(即，从图3所示的缩回位置到图6所示的部 分延伸位置)与常规空气弹簧基本相同地发生。[29]当每个空气弹簧26接近其完全延伸位置时，延伸管凸轮表面 82开始沿延伸杆凸轮表面68轴向滑动。这使得挠性臂48和弹性体罩套 52逐渐向外膨胀(沿较小的角度74、 88)直到管峰顶86与杆峰顶72 对准。当管峰顶86通过杆峰顶72时，挠性臂48和弹性体罩套52的径 向向内偏压使得杆凸轮延伸部分50向内咬合，将缩回杆凸轮表面70压 成与缩回管凸轮表面84接合。该接合连同气室57中的气体压力一起将 车辆门装置22保持在其打开位置。[30]为了关闭车辆门装置22,用足以克服气室57中的气体压力和 缩回杆凸轮表面70与缩回管凸轮表面84接合(通过挠性臂48和弹性 体罩套52的偏压保持接合)的力牵拉把手23。当杆峰顶72通过其相应 的管峰顶86时，然后仅需要克服气体压力以继续关闭车辆门装置22。[31]对每个空气弹簧26，由于延伸角度74、 88和缩回角度76、 90 之间的差，在关闭方向比在打开方向需要显著更大的力，以使得在杆凸 轮延伸部分50接合管凸轮延伸部分62时管峰顶86通过杆峰顶72。通过建立杆凸轮角度74、 76和管凸轮角度88、 90，打开方向和关闭方向 (处于完全打开位置附近)之间的力的差量可以设定。根据需要可以修 改诸如偏斜量(即，管峰顶86和杆峰顶72之间直径差)、罩套厚度和 材料、管槽46长度和数量、和其它属性的因素，以获得由管和杆凸轮 延伸部分62、 50产生的附加的力的量。当然，对向上枢转打开的车辆 门装置而言，重力将有助于克服在关闭期间车辆门装置22初始移动期 间需要的较高的力。[32]虽然已经详细描迷本发明的某些实施例，本发明所属领域技术 人员应当认识到用于实施由以下权利要求书限定的本发明的各种可替 换设计和实施例。
权利要求
1.一种用于支撑车辆上的车辆门装置的空气弹簧，所述空气弹簧包括杆，所述杆包括中空壳体，所述壳体围绕纵轴线对中，具有内部杆直径，且具有第一端和相对的第二端，所述壳体包括从第二端向第一端轴向延伸且限定至少一个挠性臂的至少一个管槽，至少一个杆凸轮延伸部分从第二端延伸且包括径向向内延伸的杆峰顶，所述杆峰顶限定小于内部杆直径的杆峰顶直径；和管，所述管具有围绕纵轴线对中的外部管直径、第一端和可滑动地接收在所述壳体中的相对的第二端、和从管的第二端延伸的管凸轮延伸部分，所述管凸轮延伸部分具有相对于纵轴线以第一角度延伸的延伸管凸轮表面、缩回管凸轮表面、和位于延伸管凸轮表面和缩回管凸轮表面之间的管峰顶，所述缩回管凸轮表面靠近延伸管凸轮表面且比延伸管凸轮表面离管第一端更远，并相对于纵轴线以第二角度延伸，第二角度大于第一角度，管峰顶具有小于内部杆直径且大于杆峰顶直径的管峰顶直径。
2. 根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于，所述至少一个 杆凸轮延伸部分包括相对于纵轴线以第三角度延伸的延伸杆凸轮表面、 缩回杆凸轮表面，所述缩回杆凸轮表面靠近延伸杆凸轮表面且比延伸杆 凸轮表面离壳体第一端更远，并相对于纵轴线以第四角度延伸，第四角 度大于第三角度，杆峰顶位于延伸杆凸轮表面和缩回杆凸轮表面之间。
3. 根据权利要求2所述的空气弹簧，其特征在于，所述杆包括围绕壳体外表面延伸且覆盖所述至少一个管槽的弹性体罩套。
4. 根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于，所述杆包括围绕壳体外表面延伸且覆盖所述至少一个管槽的弹性体罩套。
5. 根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于，所述至少一个 管槽为六个管槽，所述至少一个挠性臂为六个挠性臂，且所述至少一个 杆凸轮延伸部分为六个杆凸轮延伸部分，所述杆凸轮延伸部分每个安装 在六个挠性臂的相应一个上。
6. 根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于，所述杆包括杆 端部安装件，所述安装件从杆的第一端延伸且可枢转地安装到车辆结构 和车辆门装置之一。
7. 根据权利要求1所述的空气弹簧，其特征在于，所述管包括管 端部安装件，所述安装件从管的第一端延伸且可枢转地安装到车辆结构 和车辆门装置之一。
8. —种用于支撑车辆上的车辆门装置的空气弹簧，所述空气弹簧 包括杆，所述杆包括中空壳体，所述壳体围绕纵轴线对中，具有内部杆 直径，且具有第一端和相对的第二端，所述壳体包括从笫二端向第一端 轴向延伸且限定至少一个挠性臂的至少一个管槽，至少一个杆凸轮延伸 部分从第二端延伸且包括径向向内延伸的杆峰顶，所述杆峰顶限定杆峰 顶直径，所述至少一个杆凸轮延伸部分包括相对于纵轴线以第一角度延 伸的延伸杆凸轮表面、缩回杆凸轮表面、和位于延伸杆凸轮表面和缩回 杆凸轮表面之间的杆峰顶，所述缩回杆凸轮表面靠近延伸杆凸轮表面且 比延伸杆凸轮表面离壳体的第一端更远，并相对于纵轴线以第二角度延 伸，笫二角度大于笫一角度；和管，所述管具有围绕纵轴线对中的外部管直径、第一端和可滑动地 接收在所述壳体中的相对的第二端、和从管的笫二端延伸的管凸轮延伸部分，所述管凸轮延伸部分包括管峰顶，管峰顶具有小于内部杆直径且 大于杆峰顶直径的管峰顶直径。
9. 根据权利要求8所迷的空气弹簧，其特征在于，所述杆包括围绕壳体外表面延伸且覆盖所述至少一个管槽的弹性体罩套。
10. 根据权利要求9所述的空气弹簧，其特征在于，所迷弹性体罩套也围绕所述至少 一个杆凸轮延伸部分的至少 一部分延伸。
11. 根据权利要求8所述的空气弹簧，其特征在于，所述至少一个 管槽为六个管槽，所述至少一个挠性臂为六个挠性臂，且所述至少一个 杆凸轮延伸部分为六个杆凸轮延伸部分，所述杆凸轮延伸部分每个安装 在六个挠性臂的相应一个上。
12. 根据权利要求8所述的空气弹簧，其特征在于，所述杆包括杆 端部安装件，所述安装件从杆的第一端延伸且可枢转地安装到车辆结构 和车辆门装置之一。
13. 根据权利要求8所述的空气弹簧，其特征在于，所述管包括管 端部安装件，所述安装件从管的第 一端延伸且可枢转地安装到车辆结构 和车辆门装置之一。
14. 一种车辆，所述车辆包括 限定车辆开口的车辆结构；可枢转地连接到车辆结构以选择性地覆盖车辆开口的门装置；和 可枢转地安装到车辆结构且可枢转地安装到门装置的空气弹簧，所 述空气弹簧包括杆和管；所述杆包括中空壳体，所述壳体围绕纵轴线对 中，具有内部杆直径，且具有第一端和相对的第二端，所述壳体包括从 第二端向笫一端轴向延伸且限定至少两个挠性臂的至少两个隔开的管槽，至少两个杆凸轮延伸部分从第二端延伸且包括径向向内延伸的杆峰 顶，所述杆峰顶限定小于内部杆直径的杆峰顶直径；且所述管具有围绕 纵轴线对中的外部管直径、第一端和可滑动地接收在壳体中的相对的第 二端、和从管的第二端延伸的管凸轮延伸部分，所述管凸轮延伸部分包 括管峰顶，管峰顶具有小于内部杆直径且大于杆峰顶直径的管峰顶直 径。
15. 根据权利要求14所述的车辆，其特征在于，所述管凸轮延伸 部分具有相对于纵轴线以第一角度延伸的延伸管凸轮表面、和缩回管凸 轮表面，缩回管凸轮表面靠近延伸管凸轮表面且比延伸管凸轮表面离管 的第一端更远，并相对于纵轴线以第二角度延伸，第二角度大于第一角 度，且管峰顶位于延伸管凸轮表面和缩回管凸轮表面之间。
16. 根据权利要求15所述的车辆，其特征在于，所述至少两个杆 凸轮延伸部分各包括相对于纵轴线以第三角度延伸的延伸杆凸轮表面、 缩回杆凸轮表面，所述缩回軒凸轮表面靠近延伸杆凸轮表面且比延伸杆 凸轮表面离壳体的第一端更远，并相对于纵轴线以第四角度延伸，第四 角度大于第三角度，杆峰顶位于至少两个杆凸轮延伸部分的每个上延伸 杆凸轮表面和缩回杆凸轮表面之间。
17. 根据权利要求14所述的车辆，其特征在于，所述至少两个杆 凸轮延伸部分各包括相对于纵轴线以第一角度延伸的延伸杆凸轮表面、 缩回杆凸轮表面，所述缩回杆凸轮表面靠近延伸杆凸轮表面且比延伸杆 凸轮表面离壳体的第一端更远，并相对于纵轴线以第二角度延伸，笫二 角度大于第一角度，杆峰顶位于至少两个杆凸轮延伸部分的每个上延伸 杆凸轮表面和缩回杆凸轮表面之间。
18. 根据权利要求14所述的车辆，其特征在于，所述杆包括围绕 壳体外表面延伸且覆盖所述至少两个管槽的弹性体罩套。
19. 根据权利要求14所迷的车辆，其特征在于，其包括从所述空 气弹簧隔开的第二空气弹簧，第二空气弹簧可枢转地安装到车辆结构且可枢转地安装到门装置。
20. 根椐权利要求14所述的车辆，其特征在于，所述门装置为后 提门。
全文摘要
公开了一种用于车辆门装置的空气弹簧。所述空气弹簧包括杆和可在杆中轴向滑动的管。所述杆包括具有管槽的壳体，所述管槽限定挠性臂，杆凸轮延伸部分从其延伸。杆凸轮延伸部分具有延伸杆凸轮表面，延伸杆凸轮表面具有比缩回杆凸轮表面更小的角度，杆峰顶在这两者之间。管包括管凸轮延伸部分，管凸轮延伸部分具有管峰顶，管峰顶具有大于杆峰顶直径的直径。管凸轮延伸部分包括延伸管凸轮表面，延伸管凸轮表面具有比缩回管凸轮表面更小的角度。
文档编号B60J5/10GK101328777SQ20081012536
公开日2008年12月24日 申请日期2008年6月20日 优先权日2007年6月21日
发明者G·W·克拉詹克 申请人:通用汽车环球科技运作公司