專利名稱：扭矩組件及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及扭矩裝置，并且更具體地涉及能夠?yàn)殂q接物體提供持續(xù)、受控扭矩的扭矩組件。
背景技術(shù)：
扭矩鉸鏈在多種應(yīng)用中是眾所周知的。一般而言，扭矩鉸鏈在鉸接物體的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍上提供一定程度的阻力。在汽車中，扭矩鉸鏈常常用于控制諸如存儲(chǔ)艙蓋、防曬板、握柄和可移動(dòng)扶手的物體的運(yùn)動(dòng)。其它常見應(yīng)用包括諸如膝上型計(jì)算機(jī)的電裝置的鉸接部分。扭矩鉸鏈的一種常見類型是彈簧扭矩鉸鏈，其通常包括圍繞軸纏繞的扭轉(zhuǎn)彈簧。扭轉(zhuǎn)彈簧的端部被固定就位以繞著軸壓縮盤簧，在彈簧和軸之間產(chǎn)生摩擦配合，該摩擦配合在軸的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍上產(chǎn)生阻力。另一種扭矩鉸鏈類型不包括彈簧，而是包括具有由聚氨酯、特氟龍或其它壓縮性材料制成的涂層的軸，該軸被壓配合到殼體中以形成帶涂層的軸和殼體之間的干涉配合。遺憾的是，所有類型的常規(guī)扭矩鉸鏈均存在的缺點(diǎn)是它們都趨向于隨著時(shí)間過(guò)去而磨損，減小了軸上的摩擦量，從而使軸上的阻力的量降低到不期望的量。在彈簧扭矩鉸鏈的情況下，彈簧趨向于在一段時(shí)間后被展開，從而減小了它們圍繞軸的壓縮。其它材料遭受磨損或變形，這趨向于隨著時(shí)間過(guò)去降低那些材料和軸之間的摩擦。許多扭矩鉸鏈設(shè)計(jì)不能滿足當(dāng)前在各種行業(yè)中提高的安全和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種扭矩組件，其包括軸、安裝在所述軸上以便繞所述軸旋轉(zhuǎn)的帽、以及經(jīng)工作硬化的塑料套筒，所述套筒位于所述帽和所述軸之間以便繞所述軸旋轉(zhuǎn)。在所述套筒最終插在所述帽和所述軸之間之前，所述套筒被工作硬化達(dá)預(yù)定量。在一個(gè)實(shí)施例中，所述軸包括桿和基部，并且所述帽包括大致環(huán)形區(qū)段，其具有在一端處的向內(nèi)延伸凸緣和在相對(duì)端處的向外延伸凸緣。所述套筒的尺寸可被設(shè)置成使得其配合成與向外延伸凸緣齊平。所述軸桿可被插入穿過(guò)套筒和帽，使得在軸基部和帽之間存在間隙。在一個(gè)實(shí)施例中，該間隙為約I”間隙。軸基部可附接到固定物體，并且帽凸緣可附接到鉸接物體，使得當(dāng)鉸接物體關(guān)于固定物體一端時(shí)套筒和帽繞軸旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，扭矩組件可被安裝到鉸接物體和固定物體上，沿單個(gè)軸線移動(dòng)。例如，可通過(guò)將鉸接物體的一部分插入軸基部和帽之間的間隙中而將扭矩組件安裝到鉸接物體上，固定物體的一部分定位成鄰近軸基部與鉸接物體相對(duì)。在另一個(gè)實(shí)施例中，該組件可包括扭轉(zhuǎn)彈簧，其充當(dāng)打開和關(guān)閉鉸接物體時(shí)的輔助機(jī)構(gòu)。扭轉(zhuǎn)彈簧可包括線圈和一對(duì)端部，該端部之一連接到軸基部并且另一個(gè)端部連接到帽。在更特別的實(shí)施例中，支架沿大致平行于軸桿的方向從軸基部延伸。彈簧端部之一連接到支架，并且另一個(gè)彈簧端部連接到帽上的向外延伸凸緣。本發(fā)明還包括一種用于形成扭矩組件的方法。該方法可包括如下步驟Ca)提供軸，所述軸具有基部和從所述基部延伸的桿；(b)提供帽構(gòu)件，所述帽構(gòu)件具有環(huán)形區(qū)段，所述環(huán)形區(qū)段限定內(nèi)直徑；(c)提供環(huán)形塑料套筒，所述套筒具有內(nèi)直徑和外直徑；(d)將所述套筒加工硬化達(dá)預(yù)定時(shí)間段；(e)改變所述套筒的內(nèi)直徑；以及(f)將所述軸桿插入穿過(guò)所述套筒的內(nèi)直徑。在一個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)將所述套筒插入所述環(huán)形帽區(qū)段并且將所述軸桿插入穿過(guò)所述套筒的內(nèi)直徑以在所述軸桿和所述環(huán)形帽區(qū)段之間壓縮所述套筒，而將所述套筒加工硬化?？赏ㄟ^(guò)將所述套筒的內(nèi)直徑擴(kuò)大到對(duì)應(yīng)于期望扭矩量的尺寸來(lái)改變內(nèi)直徑。通過(guò)參考當(dāng)前實(shí)施例的描述和附圖，將會(huì)更加全面地理解和認(rèn)識(shí)本發(fā)明的這些和其它目的、優(yōu)點(diǎn)以及特征。在詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，本發(fā)明不限于在以下描述中闡述的或者在附圖中示出的操作細(xì)節(jié)或者部件的結(jié)構(gòu)和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明可以在各種其它實(shí)施例中實(shí)施并且可以以本文未明確公開的替代方式來(lái)實(shí)施或執(zhí)行。而且，應(yīng)當(dāng)理解的是，本文使用的短語(yǔ)和術(shù)語(yǔ)是為了描述的目的，并且不應(yīng)當(dāng)視為是限制性的?！鞍ā焙汀鞍奔捌渥凅w的使用意味著涵蓋其后列出的項(xiàng)目及其等同物以及另外的項(xiàng)目及其等同物。此外，在各種實(shí)施例的描述中可使用列舉。除非另外明確地指出，否則列舉的使用不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為將本發(fā)明限制到部件的任何特定順序或數(shù)量。列舉的使用也不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為將任何另外的步驟或部件排除出本發(fā)明的范圍，所述另外的步驟或部件可能與所列舉的步驟或部件組合或者被組合到所列舉的步驟或部件中。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的扭矩組件的分解圖。圖2示出了該扭矩組件的組裝圖。圖3示出了該扭矩組件的側(cè)面剖視圖。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的扭矩組件的分解圖。圖5示出了該扭矩組件的組裝圖。圖6示出了該扭矩組件的側(cè)面剖視圖。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的扭矩組件的透視圖，該扭矩組件被安裝到扶手存儲(chǔ)組件中。圖8示出了該扭矩組件在扶手蓋處于打開位置情況下的透視圖。
具體實(shí)施例方式1.概述
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的扭矩組件在圖1中示出并且總體上標(biāo)示為10。該扭矩組件形成了扭矩鉸鏈，所述扭矩鉸鏈在鉸接物體的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍上提供阻力。在所示實(shí)施例中，扭矩組件包括軸12、帽14和套筒16。帽14被安裝在軸12上以便繞軸12旋轉(zhuǎn)，并且套筒16位于帽14和軸12之間以形成套筒16和軸12之間的摩擦配合。在圖1_3和7-8所示的實(shí)施例中，扭矩組件還包括扭轉(zhuǎn)彈簧18和彈簧支架20。貫穿本說(shuō)明書，方向性術(shù)語(yǔ)，例如“豎直的”、“水平的”、“頂”、“底”、“上”、“下”、“內(nèi)”、“向內(nèi)”、“外”以及“向外”，均可用于基
于圖中示出的實(shí)施例的取向來(lái)幫助描述本發(fā)明。方向性術(shù)語(yǔ)的使用不應(yīng)當(dāng)被解釋為將本發(fā)明限制到任何(一個(gè)或多個(gè))特定取向的組合。I1.結(jié)構(gòu)
軸12通常由諸如1008 CRS (冷軋鋼)的拉制鋼形成，不過(guò)取決于應(yīng)用，也可使用其它的鋼變體和諸如模制塑料的其它材料。在一個(gè)實(shí)施例中，軸12包括大致圓形基部22以及從基部22延伸的大致圓柱形桿24?；?2包括上表面26以及與上表面26相對(duì)的下表面28。在一個(gè)實(shí)施例中，基部22限定了延伸穿過(guò)基部22的一對(duì)安裝孔30，其能夠接收一個(gè)或多個(gè)緊固件以便將基部22連接到一結(jié)構(gòu)?；?2的尺寸和形狀以及安裝孔30在基部22上的定位可以變化以便將所述軸構(gòu)造成安裝到許多期望結(jié)構(gòu)中的一種或多種。桿24可沿著垂直于基部22的方向從基部22的上表面26的中心延伸到遠(yuǎn)側(cè)自由端32。在一個(gè)實(shí)施例中，軸基部22具有約1. 5”的直徑以及在上表面26和下表面28之間的約O. 048”的厚度。軸12的高度從下表面28到遠(yuǎn)端32約為2. 235”。桿24的直徑約為O. 330”。在一個(gè)實(shí)施例中，桿的直徑在桿24的意圖接合套筒16的特定區(qū)段處被嚴(yán)密地控制。例如，在從距離基部24約1. O”到距離基部24約1. 75”的桿的區(qū)段中，桿直徑的公差可被控制到+/-0. 0015”。在另一個(gè)實(shí)施例中，桿和基部的尺寸可變化以便產(chǎn)生用于特定應(yīng)用的期望扭矩。任選地，桿可以是圓柱形管，其能夠接收沿著扭矩組件10的中心軸線延伸穿過(guò)管的中心的桿(未示出)，以幫助將該裝置組裝到一結(jié)構(gòu)并且充當(dāng)用于該結(jié)構(gòu)上的另外的扭矩組件或其它裝置的安裝功能。在一個(gè)實(shí)施例中，桿可以是1/4”直徑的桿，不過(guò)取決于軸12的尺寸,也可以使用各種尺寸的桿。在一個(gè)實(shí)施例中，帽14由諸如1008 CRS (冷軋鋼)的拉制鋼形成，不過(guò)取決于應(yīng)用，也可使用其它的鋼變體和諸如模制塑料的其它材料。帽14通常包括環(huán)形區(qū)段34，其為圓柱形狀并且在上端36和下端38之間延伸。在一個(gè)實(shí)施例中(圖6中示出)，環(huán)形區(qū)段包括內(nèi)直徑42和外直徑44。內(nèi)直徑42可以為約O. 515”。帽14可包括從下端38延伸的向外延伸凸緣40，用于將帽14附接到諸如鉸接物體的結(jié)構(gòu)。凸緣40可限定一個(gè)或多個(gè)安裝孔46，其能夠接收緊固件和/或其它物體，例如扭轉(zhuǎn)彈簧的一部分。向外延伸凸緣40可以是圓柱形的，并且可圍繞環(huán)形區(qū)段34的整個(gè)圓周延伸。帽14的上端36可包括向內(nèi)延伸凸緣48,其形成部分封閉的上端36。在一個(gè)實(shí)施例中，向外延伸凸緣40具有約1. 5”的直徑，向內(nèi)延伸凸緣48向內(nèi)延伸約O. 1”，并且帽14具有約O. 563”的總高度。套筒16是由模制塑料形成的大致圓柱形的環(huán)形元件。在一個(gè)實(shí)施例中，套筒16由均聚物乙縮醛形成，例如由DuPont 制造的Delrin 。替代地，套筒16可由具有期望強(qiáng)度和摩擦系數(shù)特性的其它材料形成。套筒16通常包括第一端50、第二端52、內(nèi)直徑54和外直徑56。在一個(gè)實(shí)施例中，模制套筒16的外直徑56至少與帽14的內(nèi)直徑42 —樣大。在第一端50和第二端52之間的套筒16的高度可根據(jù)應(yīng)用而變化以影響組件10的扭矩輸出，因?yàn)榕ぞ剌敵鲭S著套筒16的長(zhǎng)度而線性增大。如下面更詳細(xì)描述的，模制套筒16在其最終插入帽14之前被再次加工。在一個(gè)實(shí)施例中，套筒16在其最終插入帽14之前被加工硬化達(dá)預(yù)定時(shí)間段。例如，可通過(guò)將套筒16壓配合到帽14的環(huán)形區(qū)段34的內(nèi)部中并且通過(guò)將軸12插入穿過(guò)套筒16的內(nèi)直徑54初始時(shí)間來(lái)將套筒16進(jìn)行加工硬化。套筒16、軸12和帽14組件可被留在該狀態(tài)中達(dá)預(yù)定時(shí)間(例如24小時(shí))以壓縮塑料套筒16，使得塑料套筒16的結(jié)晶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化并且套筒16被塑性變形。套筒16的塑性變形導(dǎo)致從套筒16去除了蠕變，從而使套筒16加工硬化。在另一個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)不同方法來(lái)將套筒16加工硬化，例如替代的壓縮方法。另外，可在套筒16已被加工硬化后改變套筒16的內(nèi)直徑54。例如，內(nèi)直徑54可擴(kuò)大到期望的預(yù)定尺寸，所述期望的預(yù)定尺寸已知為在最終組件中產(chǎn)生期望的扭矩輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，套筒16的內(nèi)直徑54被擴(kuò)大到O. 322”以實(shí)現(xiàn)期望的高扭矩輸出，或者內(nèi)直徑54被擴(kuò)大到O. 330”以實(shí)現(xiàn)期望的低扭矩輸出。如圖1-3所示，該組件可包括另外的元件，例如扭轉(zhuǎn)彈簧18和彈簧支架20。如圖所示，支架20是剛性的有角度支架，其具有第一腿60和第二腿62，第二腿62以約九十度的角度從第一腿60延伸?？衫缤ㄟ^(guò)將第一腿60焊接到軸基部22或者通過(guò)使緊固件(未示出)延伸穿過(guò)第一腿60中的安裝孔64和軸基部22中的安裝孔30來(lái)將第一腿60固定到軸基部22。第二腿62可平行于軸桿24延伸，并且可在其內(nèi)包括一個(gè)或多個(gè)凹口 66。在所示實(shí)施例中，扭轉(zhuǎn)彈簧18包括盤繞部分68、第一端70和第二端72，第一端70從盤繞部分68的一側(cè)延伸，第二端72從盤繞部分68的相對(duì)端延伸。扭轉(zhuǎn)彈簧18被附接在軸12和帽14之間，使得其可在帽14沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)部分地展開，以對(duì)正在移動(dòng)被附接到帽14和/或軸12的鉸接物體的用戶提供幫助。如圖所示，盤繞部分68繞帽14的環(huán)形區(qū)段34纏繞，第一端70延伸到帽14上的向外延伸凸緣40上的安裝孔46之一中，并且第二端72延伸到支架20中的凹口 66之一中。在一個(gè)實(shí)施例中，該組件還包括位于軸桿22上的止動(dòng)墊圈82。如圖2和3所示，在最終的組件中，帽16被插入帽14的環(huán)形區(qū)段34中，套筒16的第一端50與軸基部22的下表面28齊平。軸桿24被插入穿過(guò)套筒16的內(nèi)直徑54，在軸基部22和帽14之間留有間隙。在一個(gè)實(shí)施例中，該間隙為約1. O”間隙。止動(dòng)墊圈82被定位在軸桿24上，位于帽14的上端36上。在包括扭轉(zhuǎn)彈簧18和支架20的實(shí)施例中，如上所述，彈簧18被連接在支架20和帽14之間。圖4-6示出了扭矩裝置100的任選替代實(shí)施例，其中，彈簧18、支架20和止動(dòng)墊圈82未被包括在內(nèi)。如圖所示，扭矩裝置100的剩余部件(包括軸120、帽140和套筒160)與關(guān)于扭矩裝置10描述的那些相同，因此不再很詳細(xì)地描述。說(shuō)明以下一點(diǎn)就足夠了 套筒160被插入帽140中，并且軸120被插入穿過(guò)套筒160使得帽140和套筒160繞軸120旋轉(zhuǎn)，由套筒160和軸120之間的干涉配合產(chǎn)生一定程度的阻力。圖7-8示出了扭矩組件10的一個(gè)實(shí)施例被安裝到扶手存儲(chǔ)組件200中。如圖所示，扶手組件200包括形成扶手基部的固定物體202、以及形成扶手和存儲(chǔ)蓋的鉸接物體204。扶手組件以及用于扭矩組件10的其它鉸接應(yīng)用可被布置成使得扭矩組件10的安裝可通過(guò)將扭矩組件10沿著僅單一軸線插入來(lái)完成。在一個(gè)實(shí)施例中，扶手基部202包括從基部202向后延伸的一對(duì)突起206，每個(gè)突起206限定縫槽208。蓋204包括從蓋204向后延伸的兩個(gè)突起210，每個(gè)突起210限定縫槽212。如圖8所示，當(dāng)蓋204處于打開位置時(shí)，縫槽208和212彼此對(duì)準(zhǔn)。通過(guò)將扭矩組件沿一個(gè)方向移動(dòng)使得蓋突起210和基部突起206在軸基部22和帽14之間插入，扭矩組件10可被安裝到每組相鄰的突起206、210中。軸基部22通過(guò)常規(guī)方法附接到蓋204，例如延伸穿過(guò)蓋突起210和軸基部22上的安裝孔30的緊固件。帽14通過(guò)常規(guī)方法附接到扶手基部202，例如延伸穿過(guò)基部突起206和帽14上的安裝孔46的緊固件。通過(guò)移動(dòng)蓋204從而使帽14和套筒16繞固定軸12旋轉(zhuǎn)，可使蓋204在圖8所示的打開位置和圖7所示的關(guān)閉位置之間移動(dòng)。在包括扭轉(zhuǎn)彈簧18的實(shí)施例中，彈簧18可被布置成使得其在扶手蓋204移動(dòng)到打開位置時(shí)部分地展開，以幫助用戶打開扶手蓋204。II1.制造方法
在一個(gè)實(shí)施例中，扭矩裝置的制造包括如下步驟Ca)提供軸12，軸12具有基部22和從基部延伸的桿24 ; (b)提供帽構(gòu)件14，帽構(gòu)件14具有環(huán)形區(qū)段34，環(huán)形區(qū)段34具有內(nèi)直徑42 ; (c)提供環(huán)形塑料套筒16，套筒16具有內(nèi)直徑54和外直徑56，套筒16的外直徑56至少與環(huán)形帽區(qū)段34的內(nèi)直徑42相同；(d)將套筒16加工硬化達(dá)預(yù)定時(shí)間段；(e)改變套筒16的內(nèi)直徑54 ;以及(f)將軸桿24插入穿過(guò)套筒16的內(nèi)直徑54?？赏ㄟ^(guò)由鋼(例如冷軋鋼)來(lái)拉拔和/或沖壓基部部分22和桿部分24來(lái)形成軸
12。如上所述，軸的至少一些部分的公差可被嚴(yán)密地控制。在一個(gè)實(shí)施例中，桿22的直徑在桿24的意圖接合套筒16的區(qū)段處被特別地控制。例如，在從距離基部24約1. 25”到距離基部24約1. 75”的桿的區(qū)段中，桿直徑的公差可被控制到O. 330”+/-0. 0015”。可以以與軸12類似的方式通過(guò)拉拔和/或沖壓來(lái)形成帽14。在所示實(shí)施例中，帽14被形成為包括環(huán)形區(qū)段34、從環(huán)形區(qū)段34的一端36延伸的向外延伸凸緣40、以及從環(huán)形區(qū)段34的相對(duì)端38延伸的向內(nèi)延伸凸緣48。盡管帽14的尺寸可隨著應(yīng)用變化而變化，但帽14的某些尺寸(特別是環(huán)形區(qū)段34的內(nèi)直徑42)可被控制到預(yù)定量。在所示實(shí)施例中，環(huán)形區(qū)段34的內(nèi)直徑42為O. 51”。套筒16可通過(guò)注射模制、擠出或其它常規(guī)技術(shù)來(lái)形成。在一個(gè)實(shí)施例中，套筒16由模制的均聚物乙縮醛形成，如由DuPont 制造的Delrin 。也可使用其它乙縮醛以及其它塑料。在一個(gè)實(shí)施例中，套筒16被模制成具有在第一端50和第二端52之間的約O. 4375”的高度以及約O. 520”的外直徑56和約O. 322”的內(nèi)直徑54。在套筒16最終插入帽14之前，通常通過(guò)壓縮來(lái)將套筒16加工硬化，以便使套筒16塑性地變形以降低蠕變。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將套筒16壓入帽14中來(lái)將套筒16加工硬化。這可通過(guò)將套筒16壓配合到帽14的環(huán)形區(qū)段34的內(nèi)部中來(lái)完成，其可能需要約500磅的力。在一個(gè)實(shí)施例中，套筒16被插入帽14中，使得套筒16的端部50與軸基部24的下表面28齊平，使得整個(gè)套筒16處于壓縮力之下。在套筒16已被插入帽14中之后，軸12(更特別地，軸桿24)可被插入穿過(guò)套筒16的內(nèi)直徑54以在軸桿24和帽14的環(huán)形區(qū)段34的內(nèi)壁33之間壓縮套筒16。帽14和套筒16可在沿著軸桿24的特定位置處被插到軸12上。例如，軸12可被插入穿過(guò)套筒16，直到帽14和套筒16距離軸12的基部22約1. 00”+/-0· 25”?？勺屳S12、帽14和套筒16的組件不受觸動(dòng)達(dá)預(yù)定時(shí)間段，該預(yù)定時(shí)間段已知為足以改變塑料套筒16的內(nèi)部結(jié)晶結(jié)構(gòu)，使得套筒16塑性地變形并且已從套筒16去除一定程度的蠕變。在一個(gè)實(shí)施例中，該預(yù)定時(shí)間段是至少24小時(shí)。在一個(gè)示例中，套筒16的內(nèi)直徑54可在24小時(shí)的時(shí)段之后增加約O. 002，，到 O. 003”。在該預(yù)定時(shí)間段之后，可停止套筒16的加工硬化，并且套筒16可準(zhǔn)備好用于軸12的最終插入。在通過(guò)在帽14和軸12之間壓縮來(lái)加工硬化套筒16的實(shí)施例中，可通過(guò)從軸12移除套筒16和帽來(lái)停止加工硬化。在一個(gè)實(shí)施例中，套筒16可保持插在帽14中，并且套筒16可在其保持于帽14中時(shí)進(jìn)行準(zhǔn)備?？稍趯⑻淄?6的內(nèi)直徑54改變到期望量之后，將套筒16準(zhǔn)備好用于軸12的最終插入。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)用擴(kuò)孔工具來(lái)擴(kuò)大套筒16的內(nèi)直徑來(lái)改變內(nèi)直徑54。內(nèi)直徑54被擴(kuò)大或者以其它方式改變到已被確定為當(dāng)套筒16與軸12組裝時(shí)產(chǎn)生特定扭矩輸出的尺寸。在一個(gè)實(shí)施例中，套筒12的內(nèi)直徑54被擴(kuò)大到約O. 322”以產(chǎn)生組件10的相對(duì)高扭矩輸出，或者被擴(kuò)大到約O. 330”以產(chǎn)生組件10的相對(duì)低扭矩輸出。當(dāng)然，也可使用其它尺寸以提供不同的扭矩值，或者與不同尺寸的軸12和帽14部件相互作用。在套筒16已準(zhǔn)備好用于最終組裝之后，軸12被插入穿過(guò)套筒16的內(nèi)直徑54。帽14和套筒16可再次被定位在沿套筒16的期望位置。在一個(gè)實(shí)施例中，帽14和套筒16被定位成使得它們與軸12的基部22隔開約I”。在包括墊圈80的實(shí)施例中，可在將軸12插入穿過(guò)帽14和套筒16之前，將墊圈80插到軸12上?？稍诿?4和套筒16的定位之后，將止動(dòng)墊圈82插到軸12上。當(dāng)扭矩組件10已被最終組裝時(shí)，帽14和套筒16能夠繞軸桿24一起旋轉(zhuǎn)，套筒16和軸桿24之間的摩擦配合提供了在帽14的整個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍上的持續(xù)阻力。在包括扭轉(zhuǎn)彈簧18和彈簧支架20的實(shí)施例中，支架20可在形成軸20之后的任何時(shí)間被附接到軸12?？赏ㄟ^(guò)諸如緊固件或焊接的常規(guī)方法來(lái)附接支架20，或者支架20可以替代地與軸一起形成為單件?？稍趯⒚?4和套筒16定位在軸12上之后，將彈簧18添加到該組件。例如，彈簧18的盤繞部分68圍繞帽14的環(huán)形區(qū)段34纏繞，然后第一端70延伸到帽14上的向外延伸凸緣40上的安裝孔46之一中，并且第二端72延伸到支架20中的凹口 66之一中。如上所述，扭矩組件10 (或者具有彈簧的扭矩組件100)可被安裝到多種應(yīng)用之一中，以用作扭矩鉸鏈。在圖7和8所示的實(shí)施例中，扭矩組件100被安裝到扶手存儲(chǔ)組件200中。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將蓋204放置在圖8所示的打開位置而將固定扶手基部202的兩個(gè)突起206上的縫槽208與鉸接扶手蓋204的兩個(gè)突起210上的縫槽212對(duì)準(zhǔn)，從而開始該安裝。然后，可通過(guò)沿單個(gè)方向(即，沿一個(gè)軸線)移動(dòng)扭矩組件100使得蓋突起210插在軸基部22和墊圈80之間并且基部突起206插在墊圈80和帽14之間而將扭矩組件100(或者扭矩組件10)安裝到每組相鄰的突起206、210中。如上所述，軸基部22通過(guò)常規(guī)方法附接到蓋204，例如延伸穿過(guò)蓋突起210和軸基部22上的安裝孔30的緊固件。帽14通過(guò)常規(guī)方法附接到扶手基部202，例如延伸穿過(guò)基部突起206和帽14上的安裝孔46的緊固件。通過(guò)移動(dòng)蓋204從而使帽14和套筒16繞固定軸12旋轉(zhuǎn)，可使蓋204在圖8所示的打開位置和圖7所示的關(guān)閉位置之間移動(dòng)。如圖7和8所示，彈簧18可被布置成使得其在扶手蓋204移動(dòng)到打開位置時(shí)部分地展開，以幫助用戶打開扶手蓋204。在另一個(gè)實(shí)施例中，扭矩組件100可被安裝成帽14附接到鉸接部分204而軸12附接到基部部分202。扭矩組件10可類似地安裝到其它鉸接應(yīng)用中，其中，軸12和帽14中的一個(gè)附接到鉸接構(gòu)件而軸12和帽14中的另一個(gè)附接到固定構(gòu)件。軸桿24、帽14和套筒16 (尤其是套筒16的內(nèi)直徑54)的相對(duì)尺寸可改變以提供用于每個(gè)應(yīng)用的期望扭矩輸出。以上描述是本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的描述。在不偏離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和更廣泛方面的情況下，可作出各種改變和變化，應(yīng)當(dāng)根據(jù)包括等同原則在內(nèi)的專利法原理來(lái)解釋所附權(quán)利要求。本公開是針對(duì)例示的目的而給出的，并且不應(yīng)當(dāng)被理解為本發(fā)明的所有實(shí)施例的窮盡性描述或者被理解為將權(quán)利要求的范圍限制到關(guān)于這些實(shí)施例描述或說(shuō)明的特定元件。例如并且非限制地，所描述的發(fā)明的任何(一個(gè)或多個(gè))單獨(dú)元件可被替代元件替換，所述替代元件提供基本類似的功能或者提供勝任的操作。這例如包括當(dāng)前已知的替代元件(例如本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)前已知的那些元件)以及可能在將來(lái)研發(fā)出來(lái)的替代元件(例如本領(lǐng)域技術(shù)人員在經(jīng)過(guò)研發(fā)后可能意識(shí)到的作為替代的那些元件)。此外，所公開的實(shí)施例包括多個(gè)特征，其被一同描述并且可能協(xié)作地提供一批益處。本發(fā)明不僅僅限于包括所有這些特征的或者提供所有指明益處的那些實(shí)施例，除非所附權(quán)利要求中另外明確指出。使用冠詞“一”、“一個(gè)”、“該”或“所述”而對(duì)于權(quán)利要求元件的任何單數(shù)的指代均不應(yīng)被理解為將該元件限制為單數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種扭矩組件，包括 軸，所述軸限定旋轉(zhuǎn)軸線； 帽，所述帽安裝在所述軸上以便繞所述軸線旋轉(zhuǎn)；和 經(jīng)工作硬化的塑料套筒，所述套筒位于所述帽和所述軸之間以便繞所述軸線旋轉(zhuǎn)，在所述套筒最終放置在所述帽和所述軸之間之前，所述套筒被工作硬化達(dá)預(yù)定量。
2.如權(quán)利要求1所述的扭矩組件，其中，所述軸包括基部和從所述基部延伸的桿，所述套筒和所述帽從所述基部隔開。
3.如權(quán)利要求1所述的扭矩組件，其中，所述帽包括圓柱形區(qū)段，所述圓柱形區(qū)段具有開放端和形成與所述開放端相對(duì)的部分封閉端的端壁，所述套筒被插入穿過(guò)所述圓柱形區(qū)段、所述開放端和所述部分封閉端。
4.如權(quán)利要求3所述的扭矩組件，其中，所述套筒是具有第一端和第二端的大致環(huán)形套筒，所述套筒的所述第二端與所述帽的所述開放端齊平。
5.如權(quán)利要求4所述的扭矩組件，其中，所述帽包括從所述開放端向外延伸的凸緣，所述凸緣適于附接到固定元件，所述固定元件延伸到所述帽和所述基部之間的空間中。
6.如權(quán)利要求5所述的扭矩組件，其中，所述軸基部適于附接到鉸接元件，使得所述鉸接元件和所述軸能夠關(guān)于所述帽和所述固定元件旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的扭矩組件，包括扭轉(zhuǎn)彈簧，所述扭轉(zhuǎn)彈簧具有連接到所述軸基部的第一部分和連接到所述帽上的所述凸緣的第二端。
8.如權(quán)利要求7所述的扭矩組件，包括支架，所述支架大致平行于所述軸桿從所述軸基部延伸，所述扭轉(zhuǎn)彈簧的所述第一部分接合所述支架。
9.如權(quán)利要求8所述的扭矩組件，其中，所述扭轉(zhuǎn)彈簧包括繞所述帽的所述圓柱形區(qū)段纏繞的線圈。
10.如權(quán)利要求1所述的扭矩組件，其中，所述套筒是乙縮醛均聚物。
11.一種用于形成扭矩組件的方法，包括如下步驟 提供軸，所述軸具有基部和從所述基部延伸的桿； 提供帽構(gòu)件，所述帽構(gòu)件具有環(huán)形區(qū)段，所述環(huán)形區(qū)段限定內(nèi)直徑； 提供環(huán)形塑料套筒，所述套筒具有內(nèi)直徑和外直徑，所述套筒的外直徑大于所述環(huán)形帽區(qū)段的內(nèi)直徑； 通過(guò)將所述套筒插入所述環(huán)形帽區(qū)段并且將所述軸桿插入穿過(guò)所述套筒的內(nèi)直徑以在所述軸桿和所述環(huán)形帽區(qū)段之間壓縮所述套筒達(dá)預(yù)定時(shí)間段，而將所述套筒加工硬化； 在所述預(yù)定時(shí)間段之后從所述套筒移除所述軸桿； 改變所述套筒的內(nèi)直徑；以及 將所述軸桿再次插入穿過(guò)所述套筒的內(nèi)直徑。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述軸桿的再次插入包括保持所述軸基部和所述帽之間的間隙。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述間隙為約1.00”。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述預(yù)定時(shí)間段為至少24小時(shí)。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述套筒被形成為包括第一端和第二端，并且所述帽的環(huán)形區(qū)段被形成為包括開放端和部分封閉端，其中，所述套筒被再次插入使得所述套筒的第一端與所述帽的環(huán)形區(qū)段的開放端齊平。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，包括將所述帽連接到固定物體并且將所述軸基部連接到鉸接物體，使得能夠通過(guò)在固定的帽和套筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)所述軸桿而使所述鉸接物體相對(duì)于所述固定物體移動(dòng)。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，包括將扭轉(zhuǎn)彈簧附接在所述軸基部和所述帽之間，其中，所述軸關(guān)于所述帽的旋轉(zhuǎn)使所述扭轉(zhuǎn)彈簧展開。
18.一種用于形成扭矩組件的方法，包括 提供軸，所述軸具有基部和從所述基部延伸的大致圓柱形桿； 提供帽，所述帽具有環(huán)形區(qū)段，所述環(huán)形區(qū)段具有第一端和第二端，所述第二端包括向內(nèi)延伸凸緣，其部分地封閉所述第二端； 形成具有內(nèi)直徑和外直徑的環(huán)形塑料套筒； 將所述套筒加工硬化達(dá)預(yù)定時(shí)間段以從所述塑料套筒去除蠕變； 將所述套筒插入所述帽的環(huán)形區(qū)段中；以及 將所述軸桿插入穿過(guò)所述套筒的內(nèi)直徑。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，包括步驟在所述套筒已被加工硬化之后，擴(kuò)大所述套筒的內(nèi)直徑。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，包括步驟 將所述軸桿插入穿過(guò)所述套筒，以留下所述帽和所述軸基部之間的間隙； 將固定物體的一部分插入所述帽和所述軸基部之間的間隙中； 將所述固定物體附接到所述帽； 將鉸接物體的一部分插入所述帽和所述軸基部之間的間隙中；以及 將所述鉸接物體附接到所述軸基部。
全文摘要
本發(fā)明涉及扭矩組件及制造方法。具體地，一種扭矩組件包括軸、安裝在軸上以便繞軸旋轉(zhuǎn)的帽、以及經(jīng)工作硬化的塑料套筒，套筒被插在帽和軸之間以便套筒和帽關(guān)于軸持續(xù)旋轉(zhuǎn)。扭矩組件可被安裝到鉸接物體和固定物體上，沿單個(gè)軸線移動(dòng)。扭矩組件可通過(guò)如下步驟形成(a)提供軸，軸具有基部和從基部延伸的桿；(b)提供帽構(gòu)件，帽構(gòu)件具有環(huán)形區(qū)段，環(huán)形區(qū)段限定內(nèi)直徑；(c)提供環(huán)形塑料套筒，套筒具有內(nèi)直徑和外直徑；(d)將套筒加工硬化達(dá)預(yù)定時(shí)間段；(e)改變套筒的內(nèi)直徑；以及(f)將軸桿插入穿過(guò)套筒的內(nèi)直徑。
文檔編號(hào)F16C11/04GK103062207SQ20121040306
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者J.H.韋伯, P.A.索托克, T.楊 申請(qǐng)人:能源投資解決方案公司