专利名称：用于升起容器盖子的摆臂装置以及具有该摆臂装置的盖子和容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于打开和关闭容器，例如储物容器的盖子的摆臂装置，这些容器包括例如在车辆的内饰中的(例如手套箱、储物盒——安装在仪表板上或其它、烟灰缸、置杯座等)。
背景技术：
具有盖子的储物容器具有许多用途，不管是在家居、办公还是车辆中。为了产生质量优良的感觉，这些盖子有时是带有阻尼装置，并自动开启的。也就是说，只要被解除锁定， 则这些盖子会自行打开，而不需要用户将它们提起，拉出、或者拉下等。尤其是在车辆中，具有许多这样的储物容器，它们被经常使用并且许多都在司机或者乘客的视野范围内。这样的储物容器可经过大量的细致研究，因为司机或者乘客在车辆内部停留很长的时间，而司机经常将注意力集中在汽车内可见的部件上，例如当等待交通灯时。另外，当人们要购买例如汽车的车辆时，汽车的内部，特别是在司机身边的地方是非常重要的。购买者经常会坐在司机座位上，并摆弄一切手可以够到的东西，以了解它们的外观和手感。购买新汽车的决定经常由感性决定。虽然可能只是一个很小的部件，但储物盒的手感和外观经常决定了这辆车是否会被购买。因此，储物盒的适合程度，尤其是仪表板上的储物箱，是非常重要的。一种典型的储物盒盖子在图7中被显示。盖子114用硬塑料例如聚碳酸酯/丙烯腈丁二烯苯乙烯(PC/ABS)混合来整体铸模，并在一端具有两个摆臂120。扭力弹簧144位于储物容器背面的槽中，并直接作用于摆臂120以升起盖子114。为了实现更好和更平顺的操作，一对减震器也处于摆臂120和弹簧144的枢轴点132同轴的槽中。然而，这种配置带来的问题是，作用于摆臂的弹簧会引起树脂蠕变变形。这在温度较高的区域，例如在户外的汽车内，特别是在太阳直射下的区域内更加严重。仪表板的顶部能频繁地达到超过100°c的温度。结果，在盖子的边缘和储物盒的边缘之间会产生缝隙，就算之后它们的温度降下来，也不会再齐平。这对于用户或者司机来说是很难看而且很讨厌的。一种解决该问题的办法是不要用树脂铸造摆臂，而是用钢。不幸的是，这会导致增加的生产复杂度和成本。另一个关于储物容器盖子的思考是，如何将其锁定和解除锁定。关于这个问题的实现方法，不同的人有不同的偏好拉起手柄、按下按钮、按下盖子，等等。一个关于这些用在车辆中的储物容器的严重问题，特别是当储物容器位于仪表板上时，是在出现车辆撞击时锁定装置的安全问题，那时候司机或者乘客可能会造成对仪表板某一部分的撞击。因此，当储物容器或者其盖子上面有锁定装置时，安全问题成为一个考虑，要确保没有尖锐或不牢固的组件。这同样也会增加生产复杂度和成本。每一个弹簧、减震器、以及锁定装置都占据空间，否则的话这些空间可以作为有用的储物空间。
发明内容
因此，本发明的一个目标是至少部分地减缓上述问题，虽然这些问题可能互相关联，但本发明的不同方面只解决这些问题的其中一个或一些，虽然某些方面可能在某种意义上全部解决它们。理想地，本发明可以用适于用在不同场合中，例如家居、办公或者车辆等的标准化部件进行实行。在车辆中，同样的标准化部件可以用于不同车辆的不同形状储物容器中，或者用于同一车辆的不同储物容器中(例如手套箱、储物盒一安装在仪表板上或其它、烟灰缸、置杯座等)。根据本发明的一个方面，提供了一种升起容器盖子的摆臂装置，包括驱动控制、摆 臂及驱动轮。驱动控制包括被固定安装在容器的主体、轴及安装在轴周围且处于轴和主体之间的轴偏置工具，以储存能量并驱动轴的旋转。摆臂用于升起盖子，并且可以在第一纵向方向和第二纵向方向上，相对于驱动控制，在对应盖子打开位置的第一位置和对应盖子关闭位置的第二位置之间移动。驱动轮被安装在轴上，并啮合摆臂。摆臂可在第一纵向方向上，相对于偏置工具的偏置从第一位置移动到第二位置。偏置工具可操作以旋转轴以及驱动轮，从而移动摆臂在第二纵向方向上从第二位置移动到第一位置。根据本发明的另一个方面，一种用于容器盖子的摆臂装置包括固定到容器的主体。位于轴旁边的主体内的弹簧，预加应力到轴以使其在第一方向上旋转。齿轮位于轴的末端及主体的外部，而减震器也处于轴的旁边并位于卷簧和齿轮之间。弯曲的齿轮臂与齿轮啮合。齿轮臂的一端安装到盖子上。将盖子从其打开位置按下会将齿轮压向弹簧的偏置使弹簧绷紧。将盖子从其关闭位置释放(或者打开及关闭位置之间的某处)，允许弹簧旋转齿轮，并将盖子移动到打开位置。具有形状的表面及随行件装置位于齿轮臂及安装到主体的引导件之间，以提供盖子的按压-按压锁定。弹簧可以被一般化为任何有用的偏置工具，而齿轮和齿轮臂可被一般化为其它的驱动轮和臂的组合，其中一个能驱动其它的。根据本发明的另一个方面，提供了一种有盖的容器，包括具有如上所述的容器主体及盖子。根据本发明的另一个方面，提供了一种汽车的仪表板，在其上安装了如上述的有
盖容器。根据本发明的另一个方面，提供了一种车辆，其中具有至少两个有盖容器，每一个有盖容器都如上所述。这至少两个有盖容器中的摆臂装置可以是相同的。
参照本说明书的以下部分和附图可以对本发明作进一步的理解；其中图I是显示了使用本发明的示范摆臂装置的具有盖子的容器的透视图；图2是一个示范摆臂装置的透视图；图3是同一示范摆臂装置的左视图；图4是沿着图3中A-A分割线的剖面图；图5是图2-图4中摆臂装置的部件的爆炸图6A是显示了使用本发明的示范摆臂装置的具有盖子的容器的立体正视图；图6B是图6A的一部分闭合之后的局部放大图；图7显示了现有技术中的储物盒盖子的示意图。
具体实施例方式图I显示了容器10具有容器主体12、盖子14以及摆臂装置16。摆臂装置16在这个示例中将盖子14连接到容器主体12，将盖子14铰接在打开位置和关闭位置之间。图2是一个示范摆臂装置16的透视图，例如用在图I中的容器10中的。图3是同一摆臂装置16的左视图。作为弯曲的齿轮臂20形式存在的摆臂，可移动的安装在作为齿轮控制22形式存 在的驱动控制，以及作为齿轮24形式存在的驱动轮之间，并具有引导件26引导齿轮臂20相对于齿轮控制22的移动。位于齿轮臂20的第一端30的连接器部分28,用于将齿轮臂20连接到盖子14。齿轮控制22优选的是一个外套筒。在图2所示的例子中，齿轮臂20的内侧(朝向齿轮24的表面)呈锯齿状，具有多个锯齿32，且齿轮24也呈锯齿状。齿轮臂20及齿轮24啮合并配合作为齿条与齿轮。导轨34作为齿轮臂20的一部分，沿着其长度被安装在齿轮臂20的两侧，并与引导件26配合以移除或减少齿轮臂20及齿轮控制22之间的位移，从而使它们之间唯一的移动是沿着齿轮臂20的长度。停止器36形成于齿轮臂20的第二端，该第二端是远离第一端30的另一端。图4是根据一种可能的齿轮控制22，在图3中沿着A-A线的剖面图。它显示了齿轮控制22的有用实施例的细节。图5是图2-4中的示范实施例的部件的爆炸图。齿轮控制主体40具有旋转地安装在其中的轴42。轴只有一端从主体伸出(或者有用地)。卷簧44也被安装在齿轮控制主体40上，位于轴42旁边。卷簧44的内端和外端分别连接到轴42和控制主体40，从而使轴42在第一旋转方向上的旋转拧紧卷簧44，而相反地在第二旋转方向上松开卷簧44 一卷簧44的倾向一般是使轴沿着第二旋转方向旋转。减震器46也被安装在齿轮控制主体40上，以减少轴42旋转的震动，至少在第二方向上，从而使其运动大体平顺，并可持续最高5秒钟(当完全紧绷的卷簧44被放松)。减震器可以是例如桶形减震器或者油压减震器。在一个优选实施例中，使用桶形阻尼器，可采用标准件，根据设计要求选用。此处选用扭矩7. 5±1. 5N. CM，可持续5秒钟。齿轮控制主体40被主体罩48所闭合，而轴42的一端从主体罩48伸出。齿轮24安装在轴42的这一段，以同轴一起旋转。齿轮24与齿轮臂20啮合，从而将齿轮臂20向内推动，以相对于齿轮的第一纵向方向(也就是齿轮臂20的第一端30朝向齿轮控制22和引导件26移动的方向)使得齿轮24和轴42在第一旋转方向上旋转，对立于卷簧44的偏置，并需要施力。然后，释放齿轮臂20允许卷簧44和齿轮24以相反的第二旋转方向旋转，并使齿轮臂以相对于齿轮的，与第一纵向方向相反的第二纵向方向(也就是齿轮臂20的第一端30远离齿轮控制22和引导件26移动的方向)向外移动。齿轮控制22通常安装在容器主体12的一部分上，从而使容器10能独立。这个实施例中的引导件26包括可与主体罩48整体成形的内壁52、可拆卸的外壁54、以及连接内壁52及外壁54的后方连接部分56。在这个实施例中，连接部分56也整体与内壁52成形。在内壁52及外壁54的内部相对表面，具有槽，该槽引导齿轮臂20的导轨34。如图4所示，在齿轮臂20的外表面上具有栓引导壁62，它的功能是作为如下所述的锁定装置的一部分。如图5所示，连接部分56具有位于引导件26的内壁52及外壁54之间的沿着其宽度的栓槽64,用于随行栓66的安装和滑动。随行栓66从连接部分56的内表面突出，朝向在齿轮臂20的外表面，以和栓引导壁62配合,这也在下面有描述。栓被引导件26的内壁52及外壁54保持在栓槽64中，但是可以沿着引导件26的宽度在内壁52及外壁54之间滑动。图6A是摆臂装置16的右视图，显示了摆臂外表面的更多细节。图6B是图6A的一部分闭合之后的示意图。图6A和图6B对于显示锁定装置的示范实施例如何工作是有帮 助的。在图6A中，齿轮臂20处于延伸的位置。连接器部分28远离齿轮控制22和引导件26。齿轮臂20沿着其外表面在长度的一大部分凹进。两条导轨34提供凹进区域68的侧边。栓引导壁62大体沿着凹进区域68的长度的大部分的中间延伸，在随行栓66转向朝着相反的凹进区域68的第二侧边之前，将随行栓66保持在凹进区域68的第一侧边。凹进区域68的第二侧边刚好处于压块70的下方，从齿轮臂20的外表面伸进凹进区域68。压块70和栓引导壁62之间有第一空隙延伸，在此处栓引导壁62转向朝着第二侧边，从而随行栓66可以穿过它们。第二空隙接着于压块70的另一侧，在压块70和成形凹进顶壁72之间延伸一小段距离。栓引导壁62的作用是随着齿轮臂20通过引导件26沿着第一纵向方向移动时，将随行栓66保持在凹进区域68的第一侧边(即图6A和图6B的右侧)。压块70足够窄以允许随行栓66通过压块70的任何一侧。压块70的下表面74弯曲，从而当随行栓66由于压块70沿着第一纵向方向朝着随行栓66移动而接触到下表面74时，随行栓66会被迫沿着第一侧向在第一侧边通过压块70 (在随行栓66 —旦不再由栓引导壁62引导而朝着中部移动的情况下)。—旦随行栓66通过了压块70,由于引导臂仍然沿着第一纵向方向移动，随行栓66接触到成形凹进顶壁72。凹进顶壁被成形使得齿轮臂20在第一纵向方向上的继续移动将随行栓66沿着于第一侧向相反的第二侧向(图6A和图6B的左侧)移动,直到位于压块70的顶面76上方的位置。在这一点，齿轮臂20在第一纵向方向上的继续运动不再可能，因为凹进顶壁72不允许随行栓66通过。因此，这是齿轮臂20在第一纵向方向上移动的限制。这通常等于盖子14的关闭位置。当齿轮臂20处在相对于齿轮24的这个位置时，卷簧44具有最大的储存能量。在这个位置释放盖子14或者齿轮臂20，会移除抵制卷簧44的力，而卷簧44会使得齿轮24在第二旋转方向上旋转，因此移动齿轮臂20在第二纵向方向上移动。然而，随行栓66直接移动到压块70的顶面76上。压块70的顶面76被成形使得它将令随行栓66在第二侧向上再稍微移动一点，直到停止，而即使齿轮臂20沿着第二纵向方向移动，随行栓66处在不能再向第一侧向或第二侧向移动的位置上。因此，栓保持齿轮臂20使其对抗朝着第二纵向方向的进一步移动，如被卷簧44所偏置。这代表一个锁定位置，而盖子14被关闭并锁定。这通常通过人手将盖子按下而实现。由于人手施加的力量，减震器的阻尼通常不够减缓盖子的关闭——从而用户不会感到恼火。释放锁定装置需要施加在齿轮臂20上的一点进一步向下的力，也就是齿轮臂20在第一纵向方向上的少许移动。随行栓66然后抵靠凹进顶壁72移动，但这次是在凹进顶壁72的向下突起78的第二侧边。向下突起78将随行栓66沿着第二侧向移动，朝着凹进区域68的第二侧边，直到进一步的轴向运动被凹进顶壁72所组织。
在这时候释放齿轮臂20 (或者盖子14)再一次允许卷簧44令齿轮24在第二旋转方向上旋转，并将齿轮壁20沿着第二纵向方向移动。然而这次随行栓66不再直接位于压块70的顶面76上。相反，随行栓通过压块70的第二侧边，直到接触弯曲栓引导壁62，而弯曲栓引导壁62使得随行栓66沿着第一侧向移动,而齿轮臂20在第二纵向方向上的移动继续直到位于齿轮臂20的第二端上的停止器36阻止该方向上的进一步移动，在这个实施例中式接触到齿轮24。这表示打开位置，此时盖子14完全打开。盖子从锁定位置的打开是在其被释放之后数秒钟内完成的，因为由弹簧导致的运动被减震器减缓成平滑的移动，而这通常是被期望的。锁定装置(栓引导壁62、栓槽64、随行栓66、压块70及成形凹进顶壁72)不是在本发明的所有实施例中都需要的。如果盖子是通过其它手段被锁定，那么这些可以是不需要的。另一方面，上述摆臂装置16的其中一个优点是它可以被制造成用在许多不同场所的标准部件。因此，并非生产不同的部件(齿轮臂20及连接部分56)，而是根据摆臂装置16是否用于自锁，摆臂装置16可以被组装成两种不同的配置，一种是具有随行栓66，而另一种没有。一种锁定装置的特定配置已经被描述。许多其它的配置也是可能的，并且可以被本领域技术人员所考虑。例如，栓引导壁62、压块70和成形凹进顶壁72的形状可以具有很大的变化。栓引导壁62并不需要沿着齿轮臂20的大部分长度延伸。它可以被从凹进区域68的第二侧边的突出所代替，该突出具有在齿轮臂20的第一纵向方向和第二纵向方向的弯曲边缘，从而在第一侧向上引导随行栓66。描述的实施例具有带有锯齿的齿轮臂20和齿轮24。然而，齿轮臂20和齿轮24也可以通过摩擦力相配合。例如，齿轮24可以是橡胶(或者其它弹性体)轮，与齿轮臂20的大体光滑表面相配合。导轨34可以被沿着摆臂20的长度的槽所代替，在该槽中引导件26的内表面或数个表面上的一个或数个突出可以延伸。对于优选实施例而言，摆臂20同时升起盖子并且作为枢轴。然而，在其它的实施例中，盖子可以直接被枢接到容器的一侧的边缘，而齿轮臂20只用于升起盖子，及关闭它。齿轮臂20的弯曲程度将取决于它相对于铰链的位置。或者，齿轮臂的第一端可以自身被枢接到盖子，而齿轮臂也被枢接到相对齿轮控制22或者至少是齿轮控制主体40。这会允许齿轮臂具有不同的弯曲度，或者甚至是直线的。上述的实施例描述了轴42旁边的卷簧。然而，其它的偏置工具也是可用的，例如扭力弹簧、橡皮筋或者卷绕轴的伸长弹簧。减震器被描述为处于偏置工具和驱动轮之间。然而，它也可以处在偏置工具的远离驱动轮的另一侧，或者甚至在驱动轮远离偏置工具的另一侧。图I显示了只使用一个摆臂。但是可以有两个(或更多)摆臂，而其中一个或两个(或者更多)的 作为如上述的摆臂装置。上述的实施例具有驱动控制以安装到容器，而摆臂的末端安装到盖子上的一个位置。或者，驱动控制可以被安装在盖子上，而摆臂的末端被固定到容器上的一个位置上。这需要在容器内安装较少的部件。示范的摆臂装置是紧凑的，并且可以被标准化为一个单元，而两个或更多这样的标准化单元在同一个有盖储物容器中，和/或用在同一车辆的不同有盖储物容器中。
权利要求
1.一种用于升起容器盖子的摆臂装置(16)，包括 驱动控制(22)，包括相对于容器或盖子被固定安装的主体、轴及安装在轴周围且处于轴和主体之间的轴偏置工具(44)，以储存能量并驱动轴的旋转； 用于升起盖子的摆臂(20)，可以在第一纵向方向和第二纵向方向上，相对于驱动控制(22)，在对应盖子打开位置的第一位置和对应盖子关闭位置的第二位置之间移动； 被安装在轴上并啮合摆臂(20)的驱动轮(24)，其中 摆臂可在第一纵向方向上，相对于偏置工具的偏置从第一位置移动到第二位置；以及 偏置工具可操作以旋转轴(42)以及驱动轮(24)，从而移动摆臂在第二纵向方向上从第二位置移动到第一位置。
2.如权利要求I所述的摆臂装置，其中所述驱动控制还包括安装在所述轴(42)旁边的减震器(46)，以在所述摆臂沿着所述第二纵向方向移动时抑制轴的旋转。
3.如权利要求2所述的摆臂装置，其中所述减震器(46)被安装在所述偏置工具(44)及所述驱动轮(24)之间。
4.如权利要求1、2或3所述的摆臂装置，其中所述偏置工具是卷簧。
5.如权利要求1、2或3所述的摆臂装置，还包括用于引导所述摆臂相对于所述驱动控制的移动的引导件。
6.如权利要求I所述的摆臂装置，还包括用于将所述摆臂锁定在所述第二位置上的锁定装置。
7.如权利要求6所述的摆臂装置，其中所述摆臂包括作为锁定装置一部分的成形表面
8.如权利要求7所述的摆臂装置，其中所述摆臂的的第一表面啮合所述驱动轮，而所述成形表面提供在摆臂的相反的第二表面上。
9.如权利要求8所述的摆臂装置，其中所述成形表面处于所述摆臂的所述第二表面的凹进区域内。
10.如权利要求7至9中任一条所述的摆臂装置，还包括用于跟随所述摆臂的所述成形表 面的随行栓，该随行栓可移动地安装在所述摆臂装置的一个静止部件上。
11.如权利要求10所述的摆臂装置，还包括用于引导所述摆臂相对于所述驱动控制移动的引导件，所述随行栓安装在所述弓I导件上。
12.如权利要求1、2或3所述的摆臂装置，其中所述摆臂包括带有锯齿的齿轮臂，而驱动轮包括带有锯齿的渐开线齿轮。
13.多个摆臂装置单元，每个都相同并且包括如前任何一条权利要求所述的摆臂装置，全部用于同一车辆内。
14.一种容器的盖子，被安装到如权利要求1-12中任何一条所述的至少一个摆臂装置(16)单元。
15.如权利要求13所述的盖子，其中所述至少一个摆臂装置(16)可相对所述盖子移动地安装，而相对于所述容器被静止安装。
16.如权利要求13或14所述的盖子，其中所述盖子被安装到所述摆臂装置(16)中的至少两个，这两个摆臂装置彼此相隔开。
17.一种有盖容器，具有如权利要求13至15中任何一条所定义的容器主体和盖子。
18.—种车辆仪表板，具有安装在其上的根据权利要求17所述的有盖容器。
19.一种车辆，具有至少两个有盖容器，每一个有盖容器都如同权利要求16所定义的。
20.一种根据权利要求18所述的车辆，其中在所述至少两个有盖容器中的摆臂装置(16)是相同。
全文摘要
用于容器盖子的摆臂装置，包括固定到容器的主体。位于轴旁边的主体内的弹簧，预加应力到轴以使其在第一方向上旋转。齿轮位于轴的末端及主体的外部，而减震器处于轴的旁边并位于弹簧和齿轮之间。弯曲的齿轮臂与齿轮啮合。齿轮臂的一端安装到盖子上。将盖子从其打开位置按下会将齿轮压向弹簧的偏置使弹簧绷紧。将盖子从其关闭位置释放(或者打开及关闭位置之间的某处)，允许弹簧旋转齿轮，并将盖子移动到打开位置。具有形状的表面及随行件装置位于齿轮臂及安装到主体的引导件之间，以提供盖子的按压-按压锁定。
文档编号B65D43/14GK102730294SQ20111009739
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月12日 优先权日2011年4月12日
发明者刘军 申请人:江森自控(中国)投资有限公司