Шарнир с нулевым люфтом для детской коляски
SHTRYNER WITH ZERO BACKLASH FOR CHILDREN'S PILLET

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Примерные варианты выполнения изобретения, раскрытые в настоящем описании, в целом, относятся к складной детской коляске и, в частности, к складной коляске, имеющей один или более шарниров, что позволяет складывать коляску, когда она не используется.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ В ОБЛАСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] В целом, коляски являются колесными устройствами, используемыми для транспортировки пассажира, обычно ребенка. Некоторые коляски могут быть выполнены с возможностью складывания или сворачивания, когда они не используются, чтобы занимать меньше места для транспортировки или хранения. Для облегчения складывания или сворачивания коляски, один или более шарниров могут быть выполнены в различных местах вдоль рамы коляски. Эти шарниры могут образовывать точки поворота, вокруг которых компоненты рамы могут вращаться, поворачиваться, качаться, или складываться для достижения складывания или сворачивания коляски.
[0003] Шарниры обычно имеют запертое состояние, в котором, по меньшей мере, два элемента рамы жестко удерживаются в определенной ориентации относительно друг друга, и незапертое состояние, в котором, по меньшей мере, один из элементов рамы может поворачиваться относительно другого элемента рамы. Несмотря на то, что шарниры, в целом, конструируются так, чтобы обеспечить возможность легкого складывания коляски и в то же время с возможностью поддержания коляски в жестком рабочем положении для приема пассажира, обычно эти шарниры имеют, по меньшей мере, некоторый люфт, присущий им даже в запертом состоянии. Люфт, который эти шарниры имеют, является результатом того, что указанные шарниры обычно конструируются с некоторыми небольшими зазорами между компонентами, которые обеспечивают функцию запирания, для обеспечения относительной легкой работы шарнира. Если эти зазоры не обеспечены, может быть трудно заставить компоненты шарнира занять правильное положение для перехода в запертое состояние.
[0004] Хотя легкая работа шарнира, конечно, является важным аспектом, люфт, связанный с шарнирами, может создавать чувство неустойчивости коляски, что может тревожить потребителей. Более плотная посадка в запертом состоянии может, следовательно, сильно повысить удовлетворение потребителей коляски и ощущение качества. Соответственно, варианты настоящего изобретения, описанные здесь, относятся к усовершенствованному шарниру для коляски и к коляскам, имеющим один или более таких шарниров.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] Некоторые примерные варианты выполнения изобретения делают возможным получение шарнира для коляски, выполненного с возможностью легкой эксплуатации между запертым и незапертым состояниями. При этом некоторые примерные варианты выполнения, кроме того, делают возможным получение шарнира для коляски, который обеспечивает очень малый (например, нулевой или почти нулевой) люфт, когда шарнир находится в запертом состоянии.
[0006] В одном примерном варианте предложен шарнир для коляски. Шарнир может соединять с возможностью поворота первый элемент рамы и второй элемент рамы коляски. Шарнир может включать первую часть корпуса, вторую часть корпуса, расцепляющее устройство и запирающий элемент. Первая часть корпуса может быть функционально соединена с первым элементом рамы. Вторая часть корпуса может быть функционально соединена со вторым элементом рамы. Расцепляющее устройство может быть выполнено с возможностью работы для обеспечения смещения шарнира между запертым состоянием и незапертым состоянием. Запирающий элемент может быть выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении в ответ на указанное смещение между запертым состоянием и незапертым состоянием. Внешняя боковая поверхность запирающего элемента может включать первую наклонную поверхность, которая взаимодействует как с первой частью корпуса, так и со второй частью корпуса в запертом состоянии.
[0007] В другом примерном варианте выполнения предложена коляска. Коляска может включать сиденье для поддержки пассажира, раму, включающую по меньшей мере первый элемент и второй элемент для поддержки сиденья, и шарнир, предназначенный для обеспечения взаимодействия первого и второго элементов рамы друг с другом с возможностью поворота. Шарнир может включать первую часть корпуса, вторую часть корпуса, расцепляющее устройство и запирающий элемент. Первая часть корпуса может быть присоединена к первому элементу рамы. Вторая часть корпуса может быть присоединена ко второму элементу рамы. Расцепляющее устройство может быть выполнено с возможностью работы для обеспечения смещения шарнира между запертым состоянием и незапертым состоянием. Запирающий элемент может быть выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении в ответ на смещение шарнира между запертым состоянием и незапертым состоянием. Внешняя боковая поверхность запирающего элемента может включать первую наклонную поверхность, которая взаимодействует как с первой частью корпуса, так и со второй частью корпуса при нахождении шарнира в запертом состоянии.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] После описания сущности изобретения далее делается ссылка на сопровождающие чертежи, которые не обязательно выполнены в масштабе и на которых:
[0009] на фиг. 1 показан вид сбоку коляски, в которой используются шарниры согласно примерному варианту выполнения;
[0010] на фиг. 2, которая включает фиг. 2А и 2В, показан разобранный перспективный вид шарнира согласно примерному варианту выполнения;
[0011] на фиг. 3, которая включает фиг. 3А, 3В и 3С, показаны различные компоненты шарнира в запертом состоянии согласно примерному варианту выполнения;
[0012] на фиг. 4, которая включает фиг. 4А, 4В и 4С, показаны различные компоненты шарнира при выходе из запертого состояния согласно примерному варианту выполнения;
[0013] на фиг. 5, которая включает фиг. 5А, 5В и 5С, показаны различные компоненты шарнира в незапертом состоянии согласно примерному варианту выполнения;
[0014] на фиг. 6, которая включает фиг. 6А и 6В, показаны противоположные виды шарнира в аксонометрии, который, кроме того, использует ограничивающее устройство согласно примерному варианту выполнения;
[0015] на фиг. 7, которая включает фиг. 7А, 7В и 7С, показаны различные компоненты шарнира в запертом состоянии с ограничивающим устройством согласно примерному варианту выполнения;
[0016] на фиг. 8, которая включает фиг. 8А, 8В и 8С, показаны различные компоненты шарнира в незапертом состоянии с ограничивающим устройством согласно примерному варианту выполнения;
[0017] на фиг. 9 показан вид сверху частей шарнира согласно примерному варианту выполнения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0018] Некоторые примерные варианты выполнения далее описаны более подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых показаны некоторые, но не все примерные варианты выполнения изобретения. Действительно, примеры, описанные и показанные здесь, не следует рассматривать как ограничивающие, в том, что касается объема, применимости или конфигурации настоящего описания. Напротив, эти примерные варианты выполнения приведены для соответствия настоящего описания применяемым требованиям закона. Подобные номера числовых позиций относятся к подобным элементам во всем описании. Кроме того, как используется в настоящей заявке, термин "или" следует понимать как логический оператор, результат которого есть "истина", если хотя бы один из операндов есть "истина". Как используется здесь, под функциональным соединением следует понимать прямое или косвенное соединение, которое в любом случае дает возможность функциональной взаимосвязи компонентов, которые находятся в функциональном соединении друг с другом. Следует также понимать, что, хотя термин "нулевой люфт" может применяться здесь, примерные варианты выполнения не предполагают его определения на основе какого-либо размера зазора или других характеристик, которые достижимы при использовании конструкций, описанных здесь со ссылками на конкретную величину люфта, которую такая конструкция достигает. Напротив, примерные варианты направлены на конструкции, определяемые здесь, и термин "нулевой люфт" является только названием, которое может относиться к некоторым примерам вариантов выполнения.
[0019] На фиг. 1 показана коляска, выполненная в соответствии с примером варианта выполнения изобретения. Коляска 10, показанная на фиг. 1, является моделью коляски, имеющей три колеса. Однако следует понимать, что для коляски 10 альтернативно могут быть использованы другие конструкции, включая, например, четырехколесные модели. Устройство и расположения различных элементов рамы, колес, сиденья (сидений), ручек, аксессуаров и других структур могут быть изменены в соответствии со многими такими конструкциями. Таким образом, коляску 10, показанную на фиг. 1, следует рассматривать только как один неограничивающий пример конструкции, которая может использоваться в примерном варианте выполнения.
[0020] На фиг.1 показан вид сбоку коляски 10, в которой может использоваться один или более шарниров согласно примерному варианту выполнения. При этом, как показано на фиг. 1, коляска 10 может включать, по меньшей мере, переднее колесо 20 и задние колеса 22, которые могут поддерживаться рамой 30. Рама 30 может быть выполнена из нескольких по существу жестких элементов рамы, которые могут быть расположены так, чтобы ограничивать между ними принимающую выемку. Сиденье 40 может поддерживаться рамой 30 в пределах принимающей выемки для обеспечения возможности ребенка сидеть в нем при транспортировке коляской 10. Таким образом, следует понимать, что некоторые из элементов рамы, показанные на фиг. 1, могут дублироваться на противоположной стороне сиденья 40, относительно элементов рамы, которые видны на фиг. 1.
[0021] Рама 30 может включать заднюю стойку 32, которая может проходить от внутренней части рамы 30 (относительно продольных концов рамы 30) назад к заднему колесу 22. Передний элемент 34 может проходить от точки, в которой задняя стойка 32 пересекается с остальной частью рамы 30 (или положение, относительно близкое к точке такого пересечения) вперед к переднему колесу 20. Верхний элемент 36 может проходит по существу вверх и/или назад к ручке 38 коляски 10. Верхний элемент 36 может проходить от точки пересечения задней стойки 32 с остальной частью рамы 30 в некоторых случаях. Однако, в некоторых случаях между верхним элементом 36 и точкой пересечения задней стойки 32 с остальной частью рамы 30 может быть выполнена удлиняющая часть 37. Как упомянуто выше, передний элемент 34, задняя стойка 32, верхний элемент 36 и удлиняющая часть 37 (если включена) могут также дублироваться на левой стороне рамы, так как фиг. 1 показывает только правую сторону.
[0022] В примерном варианте выполнения один или более (или все) сегментов рамы 30 могут быть функционально соединены друг с другом или с другими структурными элементами посредством шарнира, выполненного в соответствии с примером варианта выполнения. В этом отношении фиг. 1 иллюстрирует несколько примеров шарниров, которые могут быть использованы в соединении с различными примерами вариантов выполнения. Как показано на фиг. 1, ручка 38 может быть функционально соединена с верхним элементом 36 через первый шарнир 52. Между тем, задняя стойка 32 может быть функционально соединена с передним элементом 34 (и/или удлиняющей частью 37) через второй шарнир 54. Если удлиняющая часть 37 выполнена, то она может быть функционально соединена с верхним элементом 36 через третий шарнир 56.
[0023] Как будет понятно специалисту, каждый из шарниров может быть дублирован также на левой стороне коляски 10 для создания шарнирного узла, вокруг которого соответствующие части коляски 10 могут складываться. Как таковая, работа первого шарнира 52 (и его шарнирной пары на противоположной стороне) может обеспечивать возможность сгибания ручки 38 (например, поворота, вращения, или складывания) вокруг оси, задаваемой первым шарниром 52. Таким образом, ручка 38 может перемещаться, как показано стрелкой 60. Работа третьего шарнира 56 может обеспечивать возможность складывания верхнего элемента 36 к переднему элементу 30 вокруг оси, задаваемой третьим шарниром 56. Таким образом, верхний элемент 36 и ручка 38 могут быть сложены вперед, в направлении, показанном стрелкой 62. Задняя стойка 38 может также быть сложена вокруг оси, задаваемой вторым шарниром 54, с обеспечением перемещения задней стойки 32 ближе к переднему элементу 34 (или наоборот), как показано стрелкой 64.
[0024] В примере, описанном выше, удлиняющая часть 37 может в действительности быть удлинением переднего элемента 34. Таким образом, единственным поворотом, обеспечиваемым вторым шарниром 54, может быть поворот заднего колеса 22 вперед, когда задняя стойка 32 поворачивается в направлении переднего элемента 34. Это согласуется с примерами вариантов выполнения, в которых шарниры (52, 54 и 56) выполнены для функционального соединения одного элемента, который по существу неподвижен, и другого элемента, по существу подвижного, когда шарниры находятся в незапертом состоянии. Подвижный элемент затем может быть повернут вокруг шарнира к неподвижному элементу. Однако следует понимать, что примерные варианты выполнения могут также быть осуществлены в контексте шарниров, включающих два подвижных элемента и неподвижный элемент. Таким образом, например, в вариантах, в которых третий шарнир 56 исключен, и удлиняющая часть 37 отсутствует (или является частью верхнего элемента 36), задняя стойка 32 может быть неподвижным элементом, а верхний элемент 36 и передний элемент 34 могут, каждый, быть подвижными элементами, выполненными с возможностью сгибания или складывания в направлении задней стойки 32, когда второй шарнир 54 находится в незапертом состоянии.
[0025] Первый, второй и третий шарниры 52, 54 и 56 могут, каждый, быть приведены в действие локальным или дистанционным воздействием. В контексте локального управления, кнопка или другой подобный управляющий элемент на самом шарнире может быть нажата для смещения соответствующего шарнира из запертого состояния в незапертое состояние. Для дистанционного воздействия, некоторые примерные варианты выполнения могут использовать управляющий элемент 70, который может быть функционально соединен с тросом, который может проходить внутри одного или более элементов рамы для приведения в действие исполнительного устройства шарниров. Как таковой, например, управляющий элемент 70 может быть функционально соединен с любым из шарниров. Для соответствующих различных шарниров в некоторых случаях может быть использовано несколько управляющих элементов.
[0026] На фиг. 2 показаны виды в аксонометрии шарнира 100 согласно примерному варианту выполнения. Шарнир 100 может быть примерной конструкцией, которая может использоваться для реализации любого или всех из шарниров 52, 54 и 56, показанных на фиг. 1. Как показано на фиг. 2, шарнир 100 может включать первую часть 110 корпуса и вторую часть 120 корпуса, которые могут объединяться для заключения в себе, по существу, компонентов, которые образуют шарнир 100. Как таковые, первая и вторая части 110 и 120 корпуса могут сходиться друг с другом для задания плоскости (например, плоскости запирания), и может быть использован запирающий элемент для перемещения относительно плоскости запирания для смещения шарнира 100 между запертым и незапертым состояниями, как описано ниже.
[0027] В некоторых случаях первая часть 110 корпуса может рассматриваться как подвижная часть шарнира, а вторая часть 120 корпуса может рассматриваться как неподвижная часть шарнира, для описания относительного движения двух частей корпуса, когда происходит сложение, в то время как шарнир 100 находится в незапертом состоянии. Однако следует понимать, что шарнир 100, когда находится в неподвижном состоянии, как первая, так и вторая части 110 и 120 корпуса по существу неподвижны. Кроме того, даже в незапертом состоянии возможно рассмотрение любой из первой и второй частей 110 и 120 корпуса как "движущейся", в зависимости от системы отсчета наблюдателя. Соответственно, термины "движущийся" и "неподвижный" в этом контексте следует понимать просто как сообщение о том, какая часть шарнира ассоциируется с соответствующим элементом рамы, который сгибается или складывается (то есть перемещающимся элементом) к другому элементу рамы (то есть неподвижному элементу), когда коляска сгибается или складывается вокруг шарнира 100.
[0028] На фиг. 2 первая и вторая части 110 и 120 корпуса могут, каждая, включать соответствующую втулку, к которой может прикрепляться соответствующий элемент рамы. На фиг. 2 показана только втулка 112 первой части 110 корпуса. Однако нужно понимать, что другая втулка может быть выполнена на второй части 120 корпуса и проходить радиально наружу от боковой поверхности второй части 120 корпуса. Первая часть 110 корпуса может включать ось 114, определяющую ось вращения шарнира 100. Соответственно, когда шарнир 100 находится в незапертом состоянии, ориентация элементов рамы в соответствующих втулках первой и второй частей 110 и 120 корпуса относительно друг друга может регулироваться вращением вокруг оси 114 (то есть вокруг оси шарнира 100). Однако, когда шарнир 100 находится в запертом состоянии, ориентация элементов рамы в соответствующих втулках первой и второй частей 110 и 120 корпуса относительно друг друга может быть фиксированной. Кроме того, при использовании примерного варианта выполнения (например, "шарнира с нулевым люфтом"), фиксация первой и второй частей 110 и 120 корпуса может быть относительно жесткой, с малым люфтом или без него, и без создания видимых зазоров или точек зажима в шарнире 100.
[0029] Для выполнения перехода между запертым состоянием, в котором первая и вторая части 110 и 120 корпуса зафиксированы в их ориентации относительно друг друга, и незапертым состоянием, в котором первой и второй частям 110 и 120 корпуса обеспечена возможность перемещения относительно друг друга, в шарнире 100 используются запирающий элемент 130 и расцепляющее устройство 140. Как будет обсуждаться подробно ниже, запирающий элемент 130 выполнен с возможностью перемещения вдоль осевого направления (то есть, в направлениях, показанных двойной стрелкой 132) для смещения между положением запертого состояния и положением незапертого состояния, соответственно, шарнира 100. Между тем, расцепляющее устройство 140 выполнено с возможностью выведения запирающего элемента 130 из положения запертого состояния в положение незапертого состояния. В некоторых вариантах выполнения для поджатия запирающего элемента 130 в положение запертого состояния может быть выполнен поджимающий элемент (например, пружина 150). В некоторых вариантах выполнения, запирающий элемент 130 может быть расположен по существу на одной стороне относительно плоскости запирания (то есть взаимодействовать только с первой частью 110 корпуса), когда шарнир 100 находится в незапертом состоянии (против поджимающей силы пружины 150), и запирающий элемент 130 может проходить по существу через плоскость запирания для взаимодействия с первой и второй частями 110 и 120 корпуса одновременно, когда шарнир 100 находится в запертом состоянии.
[0030] В примерном варианте выполнения запирающий элемент 130 может иметь общую форму, которая является усеченным конусом. Как таковой, запирающий элемент 130 может иметь по существу коническую форму между двумя плоскостями, за исключением того, что могут быть выполнены различные поверхностные элементы на боковых стенках конической формы (например, зубья и выемки в совмещении друг с другом). Первая плоскость может образовать по существу плоское основание усеченного конуса запирающего элемента 130. Вторая плоскость может образовать верх формы усеченного конуса запирающего элемента 130. Однако, верх запирающего элемента может определять принимающую исполнительное устройство выемку, в которую может быть помещено расцепляющее устройство 140. Запирающий элемент 130 может также определять ступицу 136, выполненную с возможностью взаимодействия скольжением с осью 114. В некоторых случаях ступица 136 может также вмещать пружину 150 с обеспечением приложения пружиной 150 силы, толкающей запирающий элемент 130 от первой части 110 корпуса вдоль оси, определяемой осью 114. Несмотря на то, что расцепляющее устройство 140 может вращаться вокруг ступицы 136, при работе устройства 140 или приведении его в действие, ступица 136 обычно движется только в осевом направлении (то есть в направлении, показанном стрелкой 132) и не вращается вокруг оси 114.
[0031] В некоторых вариантах выполнения внутренняя часть первой части 110 корпуса может ограничивать принимающее отверстие 160 для приема запирающего элемента, в которой может быть расположен запирающий элемент 130. Отверстие 160 для приема запирающего элемента может также быть по форме, по существу, усеченным конусом с основанием, образованным на поверхности 111 первой части 110 корпуса, которая лежит перпендикулярно оси вращения шарнира 100 (и, следовательно, также перпендикулярна направлению прохождения оси 114). Верх имеющего форму усеченного конуса отверстия 160 для приема запирающего элемента (который, как следует понимать, является, по существу, открытым для обеспечения возможности прохождения через него запирающего элемента 130) может соответствовать плоскости запирания. Боковые поверхности формы усеченного конуса, образующего принимающее отверстие 160 для приема запирающего элемента, могут соответствовать сторонам окружности пустотелого кольца, образованного концентрически с осью 114 в первой части 110 корпуса. Однако, в некоторых вариантах выполнения, поскольку отливка или изготовление иным образом первой части 110 корпуса так, чтобы она имела отверстие 160 для приема запирающего элемента, по существу, имеющую форму усеченного конуса, может быть затруднительной, первая часть 110 корпуса может быть выполнена из двух частей. В этом случае, в первой части 110 корпуса может быть выполнена запирающая вставка 170, которую легко изготовить литьем или иным образом с обеспечением включения отверстия 160 для приема запирающего элемента, по существу, имеющей форму усеченного конуса, в то же время, с обеспечением плотного прилегания к первой части 110 корпуса.
[0032] Для плотной посадки запирающей вставки 170 в первой части 110 корпуса, указанная первая часть 110 корпуса может быть выполнена с принимающей выемкой 116, образованной между группой ребер 118 взаимодействия и осью 114. Ребра 118 могут образовать ряд выступающих внутрь зубьев, гребней или других подобных элементов, которые расположены по краю принимающей выемки 116. Как таковые, ребра 118 могут быть сформированы для прохождения внутрь в радиальном направлении к оси 114 с открытой поверхностью, которая проходит по существу параллельно оси, определяемой осью 114. Открытые поверхности ребер 118 взаимодействия могут, если смотреть из точки на оси, которая удалена от шарнира 100, иметь треугольную форму, синусоидальную форму, прямоугольную форму, или любую другую подходящую форму, которая приводит к созданию соединения с элементом кольцевой формы, с соответствующими формами, образованными на его внешнем краю. Кроме того, в некоторых примерах вариантов выполнения одно из углублений между ребрами 118 взаимодействия (например, шпоночная канавка 119) может быть образовано с иной формой, чем другие углубления между ребрами 118 взаимодействия для обеспечения наличия точки отсчета для взаимодействия между запирающей вставкой 170 и первой частью 110 корпуса. В этом случае, ребра 118 взаимодействия могут служить как вершины, которые отделены друг от друга прилегающими углублениями, образованными между вершинами. Между тем, на внешней боковой поверхности кольцевого компонента, выполненного с размерами, обеспечивающими плотную посадку в приемную выемку 116 (то есть на запирающей вставке 170), могут быть выполнены выступы 172, которые могут проходить в углубления, образованные между ребрами 118 взаимодействия. При этом, пространства между такими выступами 172 могут принимать указанные ребра 118 взаимодействия. Выступы 172 могут также проходить по существу параллельно оси между поверхностью 111 первой части 110 корпуса и плоскостью запирания.
[0033] Соответствие между ребрами 118 и выступами 172 может формировать относительно плотную посадку между первой частью 110 корпуса и запирающей вставкой 170. Таким образом, когда вставка 170 вставлена в приемную выемку 116, запирающая вставка 170 может быть относительно неподвижной в ней. Может быть выполнен шпоночный выступ 174, имеющий иную форму, чем остальные выступы 172 (то есть форму, согласующуюся с формой шпоночной выемки 119), для обеспечения правильного выравнивания между запирающей вставкой 170 и первой частью 110 корпуса.
b
t
B
T
t
T
b
T
b
B
[0034] В примерном варианте выполнения форма усеченного конуса запирающего элемента 130 обеспечивает то, что диаметр запирающего элемента 130 у его основания (то есть d) больше, чем диаметр запирающего элемента 130 у его вершины (то есть, диаметр верха d). Подобным же образом, отверстие 160 для приема запирающего элемента имеет такую форму, что диаметр ее основания (то есть диаметр D) больше, чем диаметр ее верха (D). В примерном варианте выполнения диаметр верха d может быть меньше, чем диаметр верха D, но диаметр d основания может быть больше, чем диаметр D верха. Между тем, диаметр d основания также меньше, чем диаметр D основания. Такая конструкция обеспечивает возможность перемещения запирающего элемента 130 через плоскость запирания. Однако, в определенный момент, когда запирающий элемент 130 перемещается через плоскость запирания от первой части 110 корпуса, он станет слишком широким для перемещения полностью из отверстия 160 для приема запирающего элемента и будет заклинен, так как внешняя или боковая поверхность запирающего элемента 130 будет взаимодействовать с внутренней поверхностью запирающей вставки 170, которая ограничивает и образует отверстие 160 для приема запирающего элемента.
[0035] Для обеспечения надлежащего выравнивания запирающего элемента 130 относительно запирающей вставки 170, внешняя боковая поверхность запирающего элемента 130 может быть выполнена с зубьями, гребнями, ребрами и/или подобными элементами (например, зубьями 138 взаимодействия). В то же время, соответствующие зубья, гребни, ребра и/или подобные элементы (например, зубья 176 взаимодействия) могут также быть выполнены на внутренней боковой поверхности запирающей вставки 170. В этом случае, зубья могут быть расположены для формирования смежных к ним выемок, и каждый зуб одного компонента может быть выполнен с возможностью прохождения в соответствующую выемку другого компонента. В некоторых случаях, один или более шпоночных зубьев (например, шпоночный зуб 139) может быть выполнен для прохождения в соответствующую шпоночную выемку (например, выемку 178) также для обеспечения надлежащей ориентации запирающего элемента 130 в запирающей вставке 170. Ширина зуба 138 взаимодействия может уменьшаться при продвижении в направлении от основания к верху запирающего элемента 130. В то же время ширина выемок 178, которые соответствуют этим зубьям 138, может также соответственно уменьшаться при продвижении в направлении от поверхности 111 первой части 110 корпуса.
[0036] Необходимо отметить, что диаметры, упомянутые выше, могут измеряться либо от внешних (или внутренних) поверхностей зубьев, либо от внешних (или внутренних) поверхностей выемок. Кроме того, если любую или обе из внешних (или внутренних) поверхностей зубьев или внешних (или внутренних) поверхностей выемок сделать непрерывными (например, удалением любого зуба или выемки между каждой смежной выемкой или зубом), то результирующая форма может быть формой усеченного конуса. Как таковые, стороны зубьев и/или выемок могут быть наклонены к оси при продвижении в направлении от первой части 110 корпуса ко второй части 120 корпуса. Это направление, однако, может быть изменено на обратное. В таком случае наклон поверхностей будет к оси при продвижении в направлении от второй части 120 корпуса к первой части 110 корпуса.
[0037] Как можно понять из приведенного выше описания и из фиг. 3-5, когда запирающий элемент 130 расположен, по существу, внутри отверстия 160 для приема запирающего элемента (то есть, по существу не выступает за плоскость запирания), зубья и выемки запирающего элемента 130 и запирающей вставки 170 могут, в целом, оставаться выровненными, но наклоненные поверхности их сторон могут не находиться в контакте друг с другом (см. фиг. 3). Соответственно, запирающий элемент 130 может перемещаться в осевом направлении вдоль оси 114 в сторону от первой части 110 корпуса. Кроме того, пружина 150 может поджимать запирающий элемент 130, соответственно.
[0038] Между тем, вторая часть 120 корпуса может также ограничивать принимающее отверстие 122, в котором может быть расположен запирающий элемент 130, когда он проходит через плоскость запирания в сторону от первой части 110 корпуса. Принимающее отверстие 122 может также иметь форму, по существу, усеченного конуса и может включать зубья 124 и выемки 126, которые могут быть выравнены непосредственно с соответствующими зубьями 176 и выемками запирающей вставки 170. Зубья 124 и выемки 126 могут быть выполнены с возможностью приема соответствующих выемок и зубьев 138, соответственно, запирающего элемента 130. Сужение или наклон боковых поверхностей, которые формируют принимающее отверстие 122 и принимающее отверстие 160 для приема запирающего элемента, могут быть по существу одинаковыми для формирования относительно постоянного зазора, имеющего форму усеченного конуса, включающего как принимающее отверстие 122, так и принимающее отверстие 160 для приема запирающего элемента. Этот объединенный промежуток позволяет запирающему элементу 130 оставаться надлежащим образом выровненным при осевом перемещении вдоль оси 114 в ответ на воздействие пружины 150 или расцепляющего устройства 140. Кроме того, так как наклон или сужение постоянны, когда запирающий элемент 130 перемещается через плоскость запирания к точке, в которой внешняя боковая поверхность запирающего элемента 130 ограничивается контактом с внутренней боковой поверхностью запирающей вставки 170, запирающий элемент 130 также ограничивается контактом с внутренней боковой поверхностью второй части 120 корпуса. Зубья и выемки запирающей вставки 170, запирающего элемента 130 и второй части 120 корпуса взаимодействуют вместе относительно плотно для фиксации шарнира 100 в запертом состоянии. В этой связи, когда вторая часть 120 корпуса поворачивается в ориентацию, в которой наклоненные поверхности внутренней боковой поверхности запирающей вставки 170 и второй части 120 корпуса выравниваются друг с другом для формирования по существу непрерывной поверхности, пересекающей плоскость запирания, запирающий элемент 130 имеет возможность одновременно обеспечивать взаимодействие выровненных наклонных поверхностей с соответствующими наклонными поверхностями на внешней боковой поверхности запирающего элемента 130.
[0039] Как упомянуто выше, пружина 150 поджимает запирающий элемент 130 в сторону от первой части 110 корпуса ко второй части 120 корпуса. Для преодоления поджатия пружины 150 (то есть, силы пружины) должно работать расцепляющее устройство 140. В примерном варианте выполнения в расцепляющем устройстве 140 может быть выполнен приемник 142 троса для обеспечения возможности приложения вращательной силы к расцепляющему устройству 140 (например, в результате работы пользователя 70 для обеспечения вращения расцепляющего устройства 140 внутри выемки 134 для приема расцепляющего устройства в направлении, показанном стрелкой 144. Направляющие поверхности 146, выполненные в части расцепляющего устройства 140, которые обращены к запирающему элементу 130, могут быть выполнены с возможностью взаимодействия с соответствующими направляющими 148, выполненными в выемке 134 для приема расцепляющего устройства. Когда приложена вращательная сила в направлении стрелки 144, вращение расцепляющего устройства 140 и сопряжение между направляющими поверхностями 146 и направляющими 148 может заставить запирающий элемент 130 перемещаться от второй части 120 корпуса в направлении первой части 110 корпуса. Когда запирающий элемент 130 перемещен к первой части 110 корпуса достаточно далеко для размещения запирающего элемента 130 по существу с одной стороны относительно плоскости запирания (например, более не проходит через плоскость запирания), тогда зубья и выемки запирающего элемента 130 могут больше не взаимодействовать с соответствующими выемками и зубьями второй части 120 корпуса, и вторая часть 120 корпуса может быть свободна для вращения относительно первой части 110 корпуса, так как шарнир 100 может быть в незапертом состоянии.
[0040] Следует заметить, что, хотя направляющие поверхности 146 показаны расположенными близко к внешней боковой поверхности расцепляющего устройства 140 для соответствия направляющим 148, которые расположены на расстоянии друг от друга в соответствующих местах вблизи боковой поверхности выемки 134 для приема расцепляющего устройства, эти соответствующие поверхности могут в альтернативном случае быть размещены в других места, при условии того, что они остаются совмещенными друг с другом.
[0041] На фиг. 3, которая включает фиг. 3А, 3В и 3С, показаны различные компоненты шарнира 100 в запертом состоянии. На фиг 3А показан вид сверху шарнира 100 с удаленной второй частью 120 корпуса. На фиг. 3В показано поперечное сечение шарнира 100, взятое вдоль линии А-А, показанной на фиг. 3А, с удаленной второй частью корпуса. На фиг. 3С показано поперечное сечение шарнира 100, взятое вдоль линии А-А, с прикрепленной второй частью 120 корпуса.
[0042] Как показано на фиг. 3, расцепляющее устройство 140 находится в спокойном состоянии (то есть, без силы, приложенной для преодоления пружины 150) с обеспечением поджатия пружиной 150 запирающего элемента 130 в направлении стрелки 200. Наклонная поверхность 210 запирающего элемента 130 перемещается до тех пор, пока не начнет взаимодействовать как с наклонной поверхностью 220 второй части 120 корпуса, так и наклонной поверхностью 230 запирающей вставки 170. Запирающий элемент 130 проходит через плоскость запирания (показанную пунктирной линией 240) для предотвращения вращения второй части 120 корпуса относительно первой части 110 корпуса. Кроме того, взаимодействие наклонных поверхностей способствует плотной посадке с относительно малым люфтом для создания жесткого соединения, когда шарнир 100 находится в запертом положении.
[0043] На фиг. 4, которая включает фиг. 4А, 4В и 4С, показаны различные компоненты шарнира 100 при переходе из запертого состояния. На фиг. 4А показан вид сверху шарнира 100 с удаленной второй частью 120 корпуса. На фиг. 4В показано поперечное сечение шарнира 100, взятое вдоль линии В-В, изображенной на фиг. 4А, с удаленной второй частью 120 корпуса. На фиг. 4С показано поперечное сечение шарнира 100, взятое вдоль линии В-В на фиг. 4А, с присоединенной второй частью корпуса.
[0044] Как показано на фиг. 4, расцепляющее устройство 140 перемещается в направлении стрелки 250, что заставляет направляющие поверхности 146 расцепляющего устройства 140 взаимодействовать с направляющими плоскостями 148 запирающего элемента 130, вынуждая запирающий элемент 130 перемещаться в направлении стрелки 260 против поджимающей силы пружины 150 (таким образом, сжимая пружину 150). Наклонная поверхность 210 запирающего элемента 130 выводится из взаимодействия как с наклонной поверхностью 220 второй части 120 корпуса, так и с наклонной поверхностью 230 запирающей вставки 170. Запирающий элемент 130 перемещается полностью на одну сторону относительно плоскости запирания (и больше не проходит через нее) для обеспечения возможности вращения второй части 120 корпуса относительно первой части 110 корпуса. Таким образом, первая часть 110 корпуса может перемещаться относительно второй части 120 корпуса, как показано на фиг. 5.
[0045] На фиг. 5, которая включает фиг. 5А, 5В и 5С, показаны различные компоненты шарнира 100 в незапертом состоянии. На фиг. 5А показан вид сверху шарнира 100 с удаленной второй частью 120 корпуса. На фиг. 5В показан вид поперечного сечения шарнира 100, взятого вдоль линии С-С, изображенной на фиг. 5А, с присоединенной второй частью 120 корпуса.
[0046] Как показано на фиг. 5, запирающий элемент 130 перемещается полностью на одну сторону относительно плоскости запирания (и не проходит через нее) для обеспечения возможности вращения второй части 120 корпуса относительно первой части 110 корпуса. Втулку 112 можно видеть слегка повернутой. Кроме того, наклонная поверхность 210 запирающего элемента 130 не способна перемещаться через плоскость запирания, потому что наклонная поверхность 220 второй части 120 корпуса и наклонная поверхность 230 запирающей вставки 170 не выровнены, так как зубья и выемки второй части 120 корпуса и запирающей вставки 170 не выровнены из-за поворота первой части 110 корпуса. Когда зубья и выемки второй части 120 корпуса и запирающей вставки 170 поворачиваются до точки, где они будут выровнены, запирающий элемент 130 сможет вернуться назад к положениям, показанным на фиг. 3, так как пружина 150 может вернуть запирающий элемент 130 в запертое состояние.
[0047] В примерах, показанных на фиг. 3-5, запирающий элемент 130 может, как правило, удерживаться в запертом состоянии пружиной 150 и может быть способен переходить в незапертое состояние при перемещении расцепляющего устройства 140, как описано выше. Однако, в некоторых случаях, кроме того, может быть необходимо позволить запирающему элементу 130 быть запертым или задержанным в запертом состоянии. Соответственно, может быть использовано ограничивающее устройство для запирания или удержания запирающего элемент в запертом состоянии. На фиг. 6-8 показаны примеры, которые используют такое ограничивающее устройство. Примеры, показанные на фиг. 6-8, могут иметь по существу подобные компоненты, за исключением того, что отмечено ниже.
[0048] На фиг. 6, которая включает фиг. 6А и 6В, показаны противоположные перспективные виды шарнира 100, который использует ограничивающее устройство согласно примерному варианту выполнения. Как показано на фиг. 6, первая и вторая части 110 и 120 корпуса и запирающая вставка 170 могут быть по существу такими же, как описано выше. Однако запирающий элемент 130 и расцепляющее устройство 140 могут быть выполнены с дополнительными элементами для реализации ограничивающего устройства. Например, расцепляющее устройство 140 может включать ограничивающие выступы 300, которые проходят в ограничивающие выемки 310 в основании запирающего элемента 130. Ограничивающие выступы 300 могут быть выполнены с возможностью скольжения в соответствующей одной из ограничивающих выемок 310, когда запирающий элемент 130 находится в незапертом состоянии или в процессе перехода к нему. Однако, когда запирающий элемент 130 находится в запертом состоянии, расцепляющее устройство может быть повернуто в направлении стрелки 320, и рабочая часть 330 ограничивающего выступа 300 может взаимодействовать с основанием запирающего элемента 130 вблизи ограничивающей выемки 310 для удержания или сохранения запирающего элемента 130 в запертом состоянии.
[0049] В то же время, ориентирующие направляющие 340, которые могут быть расположены на внутренней поверхности расцепляющего устройства 140, вращаются вокруг ступицы 136 запирающего элемента 130. Ориентирующие направляющие 340 могут быть выполнены с возможностью взаимодействия с ориентирующими направляющими пазами 350, выполненными в ступице 136. Ориентирующие направляющие 340 и ориентирующие направляющие пазы 350 могут обеспечивать выравнивание компонентов ограничивающего устройства, описанного выше. В этом случае, ориентирующие направляющие 340 и ориентирующие направляющие пазы 350 могут быть выполнены с возможностью обеспечения осевого выравнивания расцепляющего устройства 140 во время его вращения для запирания и отпирания запирающего элемента 130. Ориентирующие направляющие 340 и ориентирующие направляющие пазы 350 также работают вместе для задания ограничения осевого положения расцепляющего устройства 140 во время его вращения.
[0050] На фиг. 7, которая включает фиг. 7А, 7В и 7С, показаны различные компоненты шарнира 100 в запертом состоянии. На фиг. 7А показан вид сверху шарнира 100 с удаленной второй частью корпуса. На фиг. 7В показано поперечное сечение шарнира 100, взятое вдоль линии D-D, изображенной на фиг. 7А, с присоединенной второй частью корпуса.
[0051] Как показано на фиг. 7, расцепляющее устройство 140 находится в состоянии покоя (то есть, без приложенной силы для преодоления пружины 150), так что пружина 150 толкает запирающий элемент 130 в направлении стрелки 200. Наклонная поверхность 210 запирающего элемента 130 перемещена до взаимодействия как с наклонной поверхностью 220 второй части 120 корпуса, так и с наклонной поверхностью 230 запирающей вставки 170. Запирающий элемент 130 проходит через плоскость запирания (показанную пунктирной линией 240) для предотвращения вращения второй части 120 корпуса относительно первой части 110 корпуса. Рабочая часть 330 ограничивающего выступа 330 также проходит между основанием 331 запирающего элемента 130 и поверхностью 111 первой части 110 корпуса для предотвращения преодоления силы пружины или, по меньшей мере, предотвращения перемещения запирающего элемента 130 в направлении, противоположном направлению стрелки 200, до тех пор, пока расцепляющее устройство 140 не повернется до точки, в которой рабочая часть 330 ограничивающего выступа 330 не расположится между основанием 331 и поверхностью 111. Соответственно, шарнир 100 удерживается в запертом состоянии.
[0052] На фиг. 8, которая включает фиг. 8А, 8В и 8С, показаны различные компоненты шарнира 100 в незапертом состоянии. На фиг. 8А показан вид сверху шарнира 100 с удаленной второй частью 120 корпуса. На фиг. 8В показано поперечное сечение шарнира 100, взятое вдоль линии Е-Е, изображенной на фиг. 8А, с удаленной второй частью 120 корпуса. На фиг. 8С показано поперечное сечение шарнира 100, взятое вдоль линии Е-Е, изображенной на фиг. 8А, с прикрепленной второй частью корпуса.
[0053] Как показано на фиг. 8, запирающий элемент 130 перемещен полностью на одну сторону относительно плоскости запирания (и не проходит через нее) для обеспечения возможности вращения второй части 120 корпуса относительно первой части 110 корпуса. Втулку 112 можно видеть слегка повернутой. Кроме того, наклонная поверхность 210 запирающего элемента 130 не может перемещаться через плоскость запирания, так как наклонная поверхность 220 второй части 120 корпуса и наклонная поверхность 230 запирающей вставки 170 не выровнены, так как зубья и выемки второй части 120 корпуса и запирающей вставки 170 не выровнены из-за поворота первой части 110 корпуса. Когда зубья и выемки второй части 120 корпуса и запирающей вставки 170 поворачиваются до точки, где они будут выровнены, запирающий элемент 130 сможет вернуться назад к положениям, показанным на фиг. 3, так как пружина 150 может вернуть запирающий элемент 130 в запертое состояние. Заметим, что ограничивающий выступ 300, как можно видеть, не расположен больше между основанием 331 запирающего элемента 130 и поверхностью 111 первой части 110 корпуса. Вместо этого, так как расцепляющее устройство 140 повернуто (как описано выше), ограничивающий выступ 300 поворачивается внутри ограничивающей выемки 310 для обеспечения возможности прохождения рабочей части 330 через выемку 310 при перемещении запирающего элемента 130 в направлении стрелки 205 для перемещения шарнира 100 к незапертому состоянию.
[0054] Следует также понимать, что ограничивающее устройство может быть выполнено другими способами. Например, функция и/или конструкция рабочей части 330, которая выполнена с возможностью вклинивания между основанием 331 и поверхностью 111 для предотвращения осевого перемещения запирающего элемента 130, может быть обеспечена другими способами. В некоторых случаях рабочая часть или ограничивающий выступ может перемещаться между основанием 331 и поверхностью 111 через часть первой части 110 корпуса (например, через боковую стенку или основание первой части 110 корпуса). Кроме того, в некоторых случаях рабочая часть или ограничивающий выступ может перемещаться между основанием или другой частью запирающего элемента 130 и основанием второй части 120 корпуса. В любом случае, рабочая часть или ограничивающий выступ будет вставляться как клин для предотвращения осевого перемещения запирающего элемента 130 из запертого состояния.
[0055] В некоторых случаях может быть выполнена пружина для воздействия на расцепляющее устройство 140 в направлении, показанном стрелкой 400 на фиг. 9. Эта пружина может создавать вращающую силу в направлении стрелки 400 для облегчения закрепления и/или удерживания ограничивающего устройства в запертом положении. В некоторых случаях пружина 150, описанная выше, может быть удалена, когда используется ограничивающее устройство, показанное на фиг. 6-9. В частности, когда применяется радиальная пружина, такая как пружина, описанная выше (которая передает силу в направлении стрелки 400), осевая пружина (например, пружина 150) может быть необязательной. Следует также понимать, что, хотя шарнир 100, описанный выше, был показан, как работающий с двумя элементами рамы, шарнир 100 может быть выполнен с возможностью работы с тремя элементами рамы (или более) посредством объединения компонентов шарнира в осевом направлении. При конструировании, для облегчения складывания трех элементов, вторая часть 120 корпуса может быть по существу продублирована с обратной стороны с обеспечением по существу неподвижности элемента рамы, прикрепленного ко второй части 120 корпуса. Между тем, соответствующая первая часть 110 корпуса может быть ориентирована в противоположных направлениях для взаимодействия с каждой противоположной стороной продублированных вторых частей 120 корпуса. Элементы рамы соответствующих первых частей 110 корпуса могут затем, каждый, поворачиваться (например, в противоположных направлениях) относительно неподвижного элемента рамы.
[0056] Много модификаций и других вариантов изобретений, представленных здесь, могут быть очевидны специалисту, для которого эти изобретения будут иметь преимущества раскрытых решений, представленных в приведенных выше описании и связанных с ними чертежах. Следовательно, нужно понимать, что изобретения не должны ограничиваться конкретными описанными вариантами, и что модификации и другие варианты должны включаться в объем формулы изобретения. Кроме того, хотя вышеприведенные описания и связанные с ними чертежи описывают примерные варианты выполнения в контексте определенных примерных комбинаций элементов и/или функций, следует понимать, что различные комбинации элементов и/или функций могут быть обеспечены альтернативными вариантами без выхода за объем формулы изобретения. В этом отношении, например, комбинации элементов и/или функций, отличающиеся от явно описанных выше, также могут рассматриваться, как представленные в формуле изобретения. Относительно описанных в настоящей заявке преимуществ, выгод или решений проблем, следует понимать, что такие преимущества выгоды и/или решения могут быть применимы к некоторым примерным вариантам, но не обязательно всем примерным вариантам. Таким образом, любые преимущества, выгоды или решения, описанные здесь, не должны рассматриваться как критические, требуемые или существенные для всех вариантов, или для тех, которые заявлены в формуле изобретения. Несмотря на то, что в настоящей заявке используются конкретные термины, они применяются только в обычном и описательном смысле, но не в целях ограничения.