棘轮式机械铰链的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种棘轮式机械铰链，可用于调整某些类型的沙发和/或扶手椅上靠垫头枕的位置与倾斜度斜度；棘轮式机械铰链包含一个支架和一个反支架，通过铰链总成相互连接，铰链总成包括一个销轴、一个固定板和一个扭簧，扭簧套设在销轴的中间部上且具有一个固定在反支架上的第一独立分支和一个自由的第二独立分支，凸轮转动设置在反支架上，凸轮上设有销，当反支架绕销轴转动至最大开启终行程时，销作用于第二独立分支，反支架可反向转动；当反支架达到关闭终行程时，固定板推动凸轮转动，使销与第二独立分支分离，反支架只能正向转动。本发明，不易损坏，不会产生噪音，并且在开启行程过程中，在任意位置均可锁紧。
【专利说明】
棘轮式机械铰链
技术领域
[0001]本发明涉及一种机械铰链，一种通常使用的棘轮式铰链，用于调节靠垫头枕倾斜角度，这些靠垫头枕配置于某些类型的沙发和扶手椅上。
【背景技术】
[0002]众所周知，一些沙发和扶手椅上增加了靠垫头枕，根据使用者的需求，可调节和改变靠垫头枕相对于坐立面的位置和倾斜角度，目的在于使坐、卧变得更加舒适。
[0003]上述靠垫头枕使用一种机械结构，俗称“棘轮”，用于沙发或扶手椅上。
[0004]在软垫家具领域中为人所熟知的棘轮，通常是由一个齿轮和一个平面齿组成，保证各齿之间至少有一定的间隙，可进行相互移动。通过棘轮可以调节靠垫头枕的各个倾斜角度，并将其暂时锁定在确定的位置上。为了将靠垫头枕置于休息位，必须先达到最大的行程位置，之后再将靠垫头枕复位。
[0005]已知类型的棘轮会有一个不便之处，特别是由于喙和齿轮之间的作用，使得已知类型的棘轮在机械开合过程中会产生噪音。
[0006]已知的棘轮还有一个不便之处，因为其是机械结构件，实际上齿轮齿距限定了一系列的位置，同时也锁定了此棘轮的位置从而限制了头枕的位置。
[0007]另一个不便之处是，由于棘轮本身具有易碎性，当它处于一个设定好的打开位置时，机械结构会承受过大的压力，如沙发或扶手椅使用者将全身的重量全都靠在头枕上。
[0008]以上情况下，需要定期检查齿轮或共面齿是否有断裂，这些会导致棘轮无法工作。
【发明内容】
[0009]本发明的主要目的是提供一种棘轮式机械铰链以解决这些已知的缺陷，详细来说，此棘轮式机械铰链的特点就是机械结构在打开过程中不会产生噪音。
[0010]本发明的另一个目的是提供一个高可靠性的棘轮，即使在使用此零件时，或负荷增加时，其内部机械结构也不会受到破坏。
[0011 ]最后还有一个目的是，配有这种棘轮式的机械铰链具有无限制的锁紧位置。
[0012]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种棘轮式机械铰链，包含一个支架和一个反支架，通过铰链总成相互连接，铰链总成包括一个销轴、一个固定板和一个扭簧，销轴具有一个圆柱形的中间部，且上端部与固定板固定，下端部与支架固定，反支架转动设置在中间部上，扭簧套设在中间部上且具有一个固定在反支架上的第一独立分支和一个自由的第二独立分支，第一独立分支和第二独立分支确定扭簧的压缩量使其紧抱在中间部上，凸轮通过转轴转动设置在反支架的上表面上，凸轮上设有销，当反支架绕销轴转动至最大开启终行程时，销作用于第二独立分支，使扭簧放松，反支架可反向转动；当反支架达到关闭终行程时，固定板推动凸轮转动，使销与第二独立分支分离，扭簧回复压缩量，使反支架只能通过作用于第一独立分支而正向转动。
[0013]在上述方案中，凸轮的高度低于第二独立分支，并围绕反支架上的转轴自由转动，凸轮的凸出部位于反支架上的筋条前侧边缘时，销与扭簧的第二独立分支分离；凸轮的凸出部远离筋条前侧边缘时，销作用于扭簧的第二独立分支。
[0014]在上述方案中，当反支架围绕销轴顺时针转动时，凸轮上的销限位于沿固定板的外周导轨移动并与第二独立分支分离，当反支架达到最大开启终行程时，固定板的外周导轨的终端部使凸轮绕转轴转动，销挤压在第二独立分支上。
[0015]在上述方案中，当反支架围绕销轴逆时针转动时，凸轮上的销朝向关闭状态移动，并从最大开启动位置起点处挤压第二独立分支，当反支架达到关闭终行程时，固定板的始端部使凸轮绕转轴转动，销与第二独立分支分离，凸轮的凸出部回位至反支架上的筋条前侧边缘处。
[0016]在上述方案中，支架包括一个螺纹端、一个设置于螺纹端的起始区域的凸缘法兰以及一个圆形截面的圆形末端部，圆形末端部具有一个与销轴的下端部相匹配的矩形开孔，圆形末端部的外缘具有限制销移动轨迹的外圆周导轨，销固定在反支架的下表面上成为一体。
[0017]在上述方案中，反支架上有一个筋条和一个圆形端面形成的凸出部，在反支架的凸出部的下表面上装有一个牢固的销，限定其沿支架的凸出部的圆周导轨周围滑动，销在导轨上移动可确定反支架相对于支架的开启行程角度。
[0018]在上述方案中，销轴由一个圆柱形的中间部、一个矩形截面的上端部和一个矩形截面的下端部组成，下端部具有大于上端部的轴向长度。
[0019]在上述方案中，扭簧的第一独立分支为钩形结构，且通过一对螺栓固定的扣板将其固定在反支架上。
[0020]本发明，扭簧预设的压缩量使其抱紧销轴的中间部，开启行程时，反支架顺时针正向旋转，对第一独立分支的作用力使扭簧放松，内径变大，反支架可转动;而反支架逆时针反向转动时，对第一独立分支的作用力使扭簧收紧，内径变小，因此反支架只能正向转动而不能反向转动。当反支架绕销轴转动至最大开启终行程时，销作用于第二独立分支，使扭簧放松，反支架可反向转动；当反支架达到关闭终行程时，固定板推动凸轮转动，使销与第二独立分支分离，扭簧回复，使反支架只能通过作用于第一独立分支而正向转动。该方案中没有齿轮结构，不易损坏，不会产生噪音;并且在开启行程过程中，在任意位置均可锁紧，因为此行程过程中，销不能作用于第二独立分支，而反支架带动第一独立分支反向运动则会使扭簧越来越紧，抱死销轴，只有正向运动时反支架才会带动第一独立分支使扭簧放松。
【附图说明】
[0021]图1为本发明中棘轮式机械铰链的前视图；
[0022]图2为本发明中棘轮式机械铰链的后视图；
[0023]图3为本发明中反支架的主视图；
[0024]图4为本发明中反支架的侧视图；
[0025]图5为本发明中反支架的俯视图；
[0026]图6为本发明中固定板的示意图；
[0027]图7为本发明中支架的示意图；
[0028]图8为本发明中销轴的俯视图；
[0029]图9为本发明中销轴的主视图；
[0030]图10为本发明中销轴的仰视图；
[0031]图11为本发明中扭簧的示意图；
[0032]图12为本发明中扭簧的侧视图；
[0033]图13-19为本发明中棘轮式机械铰链开启和关闭顺序示意图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合说明书附图对本发明做出详细的说明。
[0035]从图1-19这些附图中可以看到，本发明提供的棘轮式机械铰链I总体上由一个支架Ia和一个反支架Ib组成。支架Ia和反支架Ib通过一个定义为铰链总成2的铰链连接而相互作用。支架Ia和反支架Ib可经由各自的末端Ila和Ilb的相互作用，围绕上述铰链总成2的轴线转动。
[0036]如附图7所示，支架Ia具有一个螺纹端12a，一个凸缘法兰13a设置在螺纹端12a的起始区域。支架Ia上的螺纹端12a用于将其固定在一个沙发或扶手椅靠背的上表面上。
[0037]再参见图2所示，支架Ia还具有一个圆形末端部Ila形成的凸出部，圆形末端部Ila开有一个矩形开孔111a，该矩形开孔Illa与销轴3的下端部32的尺寸匹配。支架Ia的圆形末端部Ila的外圆周边缘处具有一个外圆周导轨112a，它可限制与反支架Ib固定连结的限位销113b的移动，以此确定反支架Ib的行程，即限定反支架Ib相对于支架Ia的最大圆角开度(周向转动角度)。
[0038]如附图3到5所示，反支架Ib包括一个翼片112b，用于将反支架Ib固定在沙发和/或扶手椅的定向可变靠垫上。其圆形端部Ilb形成的凸出部的下表面上固定有限位销113b，以限制反支架Ib在支架Ia的外圆周导轨112a上的最大转动角度。
[0039]如附图13-19所示，铰链总成2包括一个销轴3、一个固定板4和一个扭簧5。更具体地说，根据附图8到10所示，销轴3由一个圆柱形的中间部31、一个矩形截面的下端部32和一个矩形截面的上端部33组成。如图9所示，矩形截面的下端部32的轴向长度大于矩形截面的上端部33。销轴3的矩形截面的下端部32安装固定在支架Ia圆形末端部I Ia上的矩形开孔Illa内，矩形截面的上端部33安装固定于固定板4上的相应的矩形开孔410内，矩形开孔410的尺寸与上端部33完全吻合。
[0040]如附图13-19所示，销轴3的圆柱形中间部31插入反支架Ib的圆形端部11b的圆形开孔Illb内，位于支架Ia的圆形末端Ila和固定板4之间，外套设扭簧5。通过圆形开孔111b，反支架Ib可沿销轴3的轴线转动。
[0041 ]扭簧5具有一个第一独立分支51和一个第二独立分支52，第一独立分支51固定于反支架Ib的圆形端部IIb的表面上，第二独立分支52为自由端。
[0042]在一个实施例中，扭簧5的第一独立分支51为钩形结构，且通过一对螺栓7固定的扣板将其固定于反支架Ib的圆形端部11b，参阅附图13和之后的附图，第二独立分支52用于在支架Ib旋转到特定位置时与销60产生作用。
[0043]具体来说，凸轮6上设有销60，其用于作用于预先确定了压缩量(紧抱销轴)以及变形程度(放松销轴)的扭簧5的第二独立分支52，使扭簧5的内径因销60对第二独立分支52的作用(销60推动第二独立分支52使扭簧放松)而加大。当反支架Ib达到最大开启终行程时达到扭簧5设定的压缩量。反之亦然，当反支架Ib达到关闭终行程时，第二独立分支52与销60分离。
[0044]如图13-19所示，凸轮6转动设置在转轴61上，并与设置在反支架Ib的圆形端部Ilb上的扭簧5的第二独立分支52配合。凸轮6的高度小于第二独立分支52的高度，凸轮6可围绕固定在反支架Ib的圆形端部I Ib上的转轴61自由转动。凸轮6的凸出部63限位在圆形端部Ilb上的开口 8内的筋条81的前侧边缘处(圆形端部Ilb的外缘翻边形成开口 8，筋条81为朝向凸轮凸出的条状块体)，凸轮6在此位置上，销60与扭簧5的第二独立分支52分离。凸轮6在其它位置时，凸出部63离开筋条81的前侧边缘，在确定了第二独立分支52的压缩量和由于扩大内径产生的扭簧5的变形量的前提下，销60作用于扭簧5的第二独立分支52，以改变扭簧5的内径。
[0045]凸轮6上的销60围绕铰链总成2的轴线并朝着支架Ib打开的方向转动时，限定沿固定板4的外周导轨41移动。当反支架Ib打开时，销60保持与第二独立分支52的分离状态，并且在达到了凸轮6沿转轴61的顺时针方向的转动量，以及反支架Ib达到最大打开行程时，在外周导轨41的终端411的作用下，推压第二独立分支52。
[0046]不同的是，当反支架Ib围绕铰链总成2的轴线并朝着关闭方向转动时，凸轮6上的销60在最大打开位置处，并同时推压第二独立分支52，在固定板4的始端412的作用下与第二独立分支52分离，并使转轴61上的凸轮6按逆时针方向转动，反支架Ib达到关闭终行程，凸轮6的凸出部63回到筋条81的前侧边缘处。
[0047]图13-19为本发明中棘轮式机械铰链开启和关闭顺序示意图，下面根据附图13到19所示，更具体地说明本发明提供的棘轮式机械铰链I的各运行阶段。
[0048]如附图13所示，支架Ia和反支架Ib均处于关闭位置，二者之间的夹角为0°。在此位置，扭簧5的第一独立分支51固定在反支架Ib上，仅能允许反支架Ib围绕销轴3转动。另外扭簧5的第二独立分支52与凸轮6上的销60分离，凸轮6的凸出部63由筋条81的边缘限位。当支架Ib处于开启行程时，则销60限定沿固定板4的外周导轨41移动。
[0049]如图14所示，反支架Ib在开启阶段时，它可沿销轴3顺时针旋转，但反支架Ib不能逆时针转动，原因在于:扭簧5预设的压缩量使其抱紧销轴3的中间部31，反支架Ib顺时针旋转时，对第一独立分支51的作用力，相当于拉动第一独立分支51使扭簧5放松，内径变大，反支架Ib转动可以实现;而反支架Ib逆时针转动时，对第一独立分支51的作用力，相当于压紧第一独立分支51使扭簧5收紧，内径变小，缩小了与销轴3的中间圆柱形31的间隙，因此扭簧5更加抱紧销轴3的中间部31，限定了反支架Ib的转动。另外在此位置上，凸轮6上的销60可沿外周导轨41在圆周方向移动，不能作用于第二独立分支52。如果偶尔会出现反支架Ib的反转现象，则需要重新确定第一独立分支51此时对扭簧5的压缩量(扭簧的抱紧程度)。
[0050]如附图15、16和17所示，当反支架Ib达到最大开启终行程时(图15)，销60移动到固定板4的终端411(由外周导轨41终端的凸出部形成)处，在其推动作用下，销60和凸轮6顺时针旋转，于是继续转动反支架Ib，则销60会挤压扭簧5的第二独立分支52(图16)。此时，扭簧5的第一独立分支51也会作用于反支架Ib，使得扭簧5的第一独立分支51和第二独立分支52在相反的两个方向上受压(扭簧5的放松方向)，使扭簧5变形，内径增大，保证反支架Ib可围绕销轴3在闭合的方向转动。
[0051]如附图18、19所示，当反支架Ib处于关闭位置时，凸轮6上的销60移动至固定板4的始端412(由外周导轨41始端的凸出部形成)处，于是始端412推动凸轮6逆时针转动，使得销60与第二独立分支52分离，凸轮6的凸出部63回到筋条81的前侧边缘处，回归图13所示的初始状态。
[0052]本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种棘轮式机械铰链，包含一个支架和一个反支架，通过铰链总成相互连接，其特征在于，铰链总成包括一个销轴、一个固定板和一个扭簧，销轴具有一个圆柱形的中间部，位于支架的凸出部与固定板之间，且销轴的上端部与固定板固定，下端部与支架固定，反支架转动设置在中间部上，扭簧套设在中间部上且具有一个固定在反支架的凸出部上的第一独立分支和一个自由的第二独立分支，第一独立分支和第二独立分支确定扭簧的压缩量使其紧抱在中间部上，凸轮通过转轴转动设置在反支架的上表面上，凸轮上设有销，当反支架绕销轴转动至最大开启终行程时，销作用于第二独立分支，使扭簧放松，反支架可反向转动；当反支架达到关闭终行程时，固定板推动凸轮转动，使销与第二独立分支分离，扭簧回复压缩量，使反支架只能通过作用于第一独立分支而正向转动。2.根据权利要求1所述的棘轮式机械铰链，其特征在于，凸轮的高度低于第二独立分支，并围绕反支架上的转轴自由转动，凸轮的凸出部位于反支架上的筋条前侧边缘时，销与扭簧的第二独立分支分离；凸轮的凸出部远离筋条前侧边缘时，销作用于扭簧的第二独立分支。3.根据上述任一或多个权利要求所述的棘轮式机械铰链，其特征在于，当反支架围绕销轴顺时针转动时，凸轮上的销限位于沿固定板的外周导轨移动并与第二独立分支分离，当反支架达到最大开启终行程时，固定板的外周导轨的终端部使凸轮绕转轴转动，销挤压在第二独立分支上。4.根据上述任一或多个权利要求所述的棘轮式机械铰链，其特征在于，当反支架围绕销轴逆时针转动时，凸轮上的销朝向关闭状态移动，并从最大开启动位置起点处挤压第二独立分支，当反支架达到关闭终行程时，固定板的始端部使凸轮绕转轴转动，销与第二独立分支分离，凸轮的凸出部回位至反支架上的筋条前侧边缘处。5.根据上述任一或多个权利要求所述的棘轮式机械铰链，其特征在于，支架包括一个螺纹端、一个设置于螺纹端的起始区域的凸缘法兰以及一个圆形截面的圆形末端部，圆形末端部具有一个与销轴的下端部相匹配的矩形开孔，圆形末端部的外缘具有限制销移动轨迹的外圆周导轨，销固定在反支架的下表面上成为一体。6.根据上述任一或多个权利要求所述的棘轮式机械铰链，其特征在于，反支架上有一个筋条和一个圆形端面形成的凸出部，在反支架的凸出部的下表面上装有一个牢固的销，限定其沿支架的凸出部的圆周导轨周围滑动，销在导轨上移动可确定反支架相对于支架的开启行程角度。7.根据上述任一或多个权利要求所述的棘轮式机械铰链，其特征在于，销轴由一个圆柱形的中间部、一个矩形截面的上端部和一个矩形截面的下端部组成，下端部具有大于上端部的轴向长度。8.根据上述任一或多个权利要求所述的棘轮式机械铰链，其特征在于，扭簧的第一独立分支为钩形结构，且通过一对螺栓固定的扣板将其固定在反支架上。
【文档编号】A47C7/38GK105937548SQ201510958645
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年12月18日
【发明人】加鲁卡·劳·瓦克欧
【申请人】Rf集团有限责任公司