CN101076642B - 空转凸轮的驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种用于车锁的空转凸轮装置。该装置包括一杆，该杆枢转地安装到框架并能够在锁定和解锁位置之间移动。一电机驱动一安装到框架内一轴上的齿轮。一凸轮也可旋转地安装到该轴上，并包括一对相反的凸轮臂。当一凸轮臂接合该杆上的第一相互作用表面时，该杆被驱动。该杆上的第二相互作用表面停止该凸轮的运动。该凸轮通过一空转连接装置被可操作地连接到该齿轮上，该装置限定了凸轮相对于齿轮的自由行程范围。当该对凸轮臂之一与该杆上的第一相互作用表面相接触时，手动枢转该杆使凸轮在该自由行程范围旋转。

Description

空转凸轮的驱动装置

发明领域

本发明涉及一种用于驱动一杆的凸轮装置，该杆例如是一种汽车锁上的锁杆或电动解除棘爪(detent)。

发明背景

电动锁定/解锁对于车辆门锁来说是非常普遍的特征。典型地，电动锁定锁装有一带动齿轮组和凸轮组的直流电机，用来驱动一锁杆在锁定和解锁位置之间移动。然而，为了安全和便捷的双重目的，该锁也必须能够被手动锁定和解锁。最好是，手动锁定/解锁不会反向带动电动锁定驱动链。以前，生产一个既能手动也能电动锁定和解锁的驱动装置很难和/或是很贵。除了电动锁定/解锁之外，锁的其他部件也正实现电动化了。例如，一些锁现在配备了一个电动解除部件。在一装备有电动解除部件的锁上，典型的是爪弹性地偏倚在防倒转棘齿上。直流电机带动齿轮系以驱动爪进入到释放位置。一旦释放，电机必须脱离啮合以便可以机械锁定。

一种解决方案是当电机被啮合时提供一能驱动锁杆的凸轮，但在电机被脱离时保持锁杆移动路径的畅通。如此，锁杆可以被无困难地手动驱动。但实践中发现，这样的系统并不总是保证锁杆行进路径的完全畅通。例如，当凸轮被迫停转，它会弹回到锁杆的路径上。假如这样的话，该凸轮可能会部分或完全阻碍锁杆的手动驱动。

所期望的是，一种用于汽车门锁的驱动装置，它能够满足电动锁定/解锁和可靠地允许手动锁定/解锁，而不必手工回转驱动链。所期望的还有，一种用于汽车门锁的驱动装置，它提供电动解除并且允许手动锁定。此外，这种驱动装置应能够便宜地装配。

发明概述

根据本发明的第一方案，提供一种驱动装置。该驱动装置包括一杆，其可在两个位置之间枢转移动。该杆具有第一相互作用表面，例如叉状物；和第二相互作用表面，例如制动器。该驱动装置还包括齿轮，其可围绕一轴线选择性地转动，和凸轮，其与该齿轮同轴并可围绕所述轴线转动。该凸轮具有一对用于驱动该杆的凸轮臂，以便其中一个凸轮臂与该第一相互作用表面接合来转动该杆，并且两凸轮臂中的另一个与该第二相互作用表面接合来停止凸轮的转动。提供该齿轮和该凸轮之间的空转连接装置，该空转连接装置减少了由于两凸轮臂中的另一个与该第二相互作用表面接合引起的凸轮的反转或“回弹”。

附图的详细说明

下面将仅通过实施例并参考附图描述本发明的最佳实施方案，其中：

图1表示根据本发明第一方案的锁的一部分的透视图；

图2表示图1所示凸轮装置的分解图；

图3至图8表示图1所示凸轮装置及锁杆由电力启动，从解锁位置移动到锁定位置的单独视图；

图9至图10表示图1所示凸轮装置及锁杆由手动启动，从锁定位置移动到解锁位置的单独视图；并且

图11表示根据本发明第二实施方案的凸轮装置的单独视图。

发明的详细说明

参见图1，锁通常用10表示。锁10包括最好由高冲击的塑料成型的模制框架12。一锁杆14枢转安装到一整体成形于框架12的内表面并从该内表面伸出的柱16。枢转锁杆14驱动一锁连接杆(未示出)使锁10进入一锁定位置或解锁位置。一臂18从锁杆14伸出并止于一爪19内。连接到内锁杆(未示出)的门杆的末端(未示出)被爪19环绕着。由此，锁定/解锁该内锁杆手动地驱动了锁杆14。锁杆14转过的角程被整体成型于框架12内的侧翼20和22所定界。锁杆14可在一“锁定”位置(在该位置，臂18紧邻侧翼20)和一“解锁”位置(在该位置臂18紧邻侧翼22)之间移动。为了减少噪声和磨损，一锁杆缓冲器23最好被安装在臂18周围。当锁杆14进入锁定或解锁位置时，缓冲器23毗邻侧翼20或22之一。锁杆14还包括位于两个凸轮台肩25之间的一凹进区域24。凹进区域24和凸轮台肩25被用于电力驱动锁杆14并将在下文被更详细地描述。

锁杆14通过电动锁定驱动系被电力驱动。在当前的实施例中，这种电动锁定驱动系包括安装在框架12上的锁定电机26。锁定电机26是一直流电机，并且可反转地驱动一蜗杆28。蜗杆28又啮合围绕销子31可旋转安装的一连身齿轮30。而连身齿轮30啮合锁定齿轮32。锁定电机26和锁定齿轮32之间传动装置的不同设置能够被用于该电动锁定驱动系，对本领域的技术人员来说是显而易见的，并且都将落入本发明的保护范围。

锁定齿轮32可围绕一轴杆34定义的轴线旋转，该轴杆位于框架12的一孔(未示出)中。最好是，轴杆34通过摩擦力或类似的方式被固定在该孔中，以便在正常使用时其不会旋转。如图2所示，轴杆34从自锁定齿轮32的一平表面伸出的一环形柱38内的一中心孔36通过。锁定齿轮32包括成型在环形柱38和一齿形壁42之间的一凹腔40。一橡胶环44被安装在环形柱38周围并且包括两个有弹性的缓冲器46a和46b。该两个缓冲器46与一伸出锁定齿轮32进入凹腔40的凸耳48邻接相抵。

一凸轮50也与锁定齿轮32毗邻被可旋转地安装到轴杆34上。轴杆34从与凸轮50整体成型的环形柱52内的一中心孔51通过。最好是中心孔51与轴杆34之间的摩擦配合比锁定齿轮32上中心孔36的更紧，从而凸轮50与锁定齿轮32相比更不容易旋转。凸轮50还包括一弯曲的悬垂侧壁54，该侧壁适于装入凹腔40内并与齿形壁42同心。悬垂侧壁54提供了锁定齿轮32与凸轮50之间的一种空转连接。悬垂侧壁54两边缘56a和56b之间的弧长比凹腔40内缓冲器46a和46b之间的弧长短，因此凸轮50可以不依赖于锁定齿轮36而在两个缓冲器46之间围绕轴杆34转动。这样，缓冲器46a和46b与边缘56a和b之间弧长的不同定义了一个凸轮50相对于锁定齿轮32自由移动的范围。凸轮50还包括两个相反的凸轮臂58a和58b，上述凸轮臂从环形柱52伸出到凸轮50的圆周。在每个凸轮臂58a、58b远端，是一对相对的渐开线边界60。正如下面将更加详细描述的那样，渐开线边界60的轮廓与凹进区域24内锁杆14的边缘互补。

下面将补充参考图3至图8描述锁10的电力锁定。锁杆14、锁定齿轮32和凸轮50的旋转被标注有“L”、“G”、和“C”的箭头分别代表。为电力锁定锁10，接合锁定电机26驱动蜗杆28，蜗杆再驱动齿轮组30。锁定齿轮32被锁定电机26沿顺时针方向驱动(图3)。凸轮50由于该空转连接而没有移动(即，缓冲器46b还没有接触到位于悬垂侧壁54上的边缘56b)。

一旦该空转完成并且悬垂侧壁54上的边缘56b邻接抵靠在缓冲器46b上，凸耳48开始传递旋转力到悬垂侧壁54上(图2)，锁定齿轮32就和凸轮50一起顺时针旋转(图4)。凸轮臂58a旋转到凹进区域24内并且前面的渐开线边界60a开始与锁杆14上凹进区域24边缘形成的第一咬合面62相接，锁杆14作逆时针旋转。第一咬合面62具有一与渐开线边界60互补的渐开线轮廓，减少了锁杆14与凸轮臂58之间的摩擦。

锁定齿轮32和凸轮50继续移动锁杆14直到其达到它的全程(图5)并进入锁定位置。凸轮臂58a脱离锁杆14，并且锁定齿轮32和凸轮50继续旋转，直到凸轮臂58b碰到位于锁杆14上的台肩25上的第二咬合面64(图6)。因为遇到该第二咬合面64上的阻力，缓冲器46b(图2)被压缩且锁定电机26停转。

一旦锁定电机26不再驱动锁定齿轮32，堆积在被压缩的缓冲器46b上的能量促使锁定齿轮32回弹并逆时针旋转，即，与其以前的行进方向相反(图7)，向后驱动连身齿轮30和蜗杆28。凸轮50和轴杆34之间的摩擦力基本上阻止了凸轮50相对轴杆34旋转，直到到达空转的末程并且缓冲器46a(图2)邻接抵靠悬垂侧壁54上的边缘56a。

一旦悬垂侧壁54上的边缘56a邻接抵靠缓冲器46a，凸轮50开始与锁定齿轮32一起逆时针移动(图8)。凸轮50和轴杆34之间的摩擦力使凸轮50和锁定齿轮32都慢下来。图8表示回弹后凸轮50和锁定齿轮32停止的大致位置。凸轮50和锁定齿轮32在该位置时，不必移动凸轮50、锁定齿轮32或电机26而能够在锁定和解锁位置之间手动移动锁杆14。此外，以上所有三项为下一次锁定或解锁电力循环作出准备。

如果凸轮50和锁定齿轮32继续在回弹方向移动，越过了图8所示位置，凸轮50将会最终结束移动于锁杆14的凹进区域24内(图9)。在这种情况下，因为凸轮50和锁定齿轮32之间的空转连接，锁杆14仍然能够被手工操作。锁杆14被手动沿顺时针旋转直到沿凹进区域24的第一咬合面62啮合凸轮臂58a上的渐开线边界60。因为锁定齿轮32和凸轮50之间的空转，凸轮50在它的自由移动范围内旋转，而锁定齿轮32在适当的位置保持不动(图10)。因此没有电机26的反向驱动。锁杆14已经到达了它的全程进入到解锁位置。此时它能够被手动地往复旋转无需因移动锁定齿轮32和电机26而增大作用。电力循环也能够被开始于任何方向。

现在参照图11，本发明的第二实施方案被更详细地示出。一摩擦弹簧70被放置于一柱72周围，该柱成形于框架12表面内。臂74a和74b偏置于凸轮50内的一周边侧壁76。当凸轮50旋转时，摩擦弹簧70因为被环绕在柱72周围而保持静止。周边侧壁76与弹簧臂74a、74b之间产生的摩擦力减少了凸轮50在凸轮臂58a或58b之一撞到第二咬合侧翼64之后在末程的回弹。由摩擦弹簧70引起的拖曳并不能足以有效地阻止凸轮50在锁定电机26带动的电动锁定/解锁过程或通过枢转锁杆14而手动锁定/解锁过程中的移动。

本发明的当前实施方案是关于使用一种空转驱动装置去驱动一锁杆，能够理解这种驱动装置也能够被用于驱动其他的锁部件。例如，这种驱动装置也能够被用于驱动一操作电动解除部件的爪。该爪是弹性地偏倚在一防倒转棘齿上(该棘齿与用于锁门的撞针棒啮合)。启动电力解除电机会导致凸轮去旋转爪以及放开防倒转棘齿。当锁被手动驱动时，爪能够自由枢转而不会向后驱动电机。这种空转驱动装置的其它用途也将会闪现在本领域技术人员的脑海中。上述发明的实施方案计划作为本发明的例子，其变更或者变体也能够被本领域技术人员在不脱离仅由所附权利要求定义的本发明范围的前提下实现。

Claims (9)

1.一种驱动装置，包括：

杆，其可在两个位置之间枢转地移动，该杆具有第一相互作用表面和第二相互作用表面；

齿轮，其可围绕一轴线选择性地转动；

凸轮，其与该齿轮同轴并且可围绕所述轴线转动，该凸轮具有一对用于驱动该杆的凸轮臂，以使其中一个凸轮臂与该第一相互作用表面接合以枢转该杆，并且两个凸轮臂中的另一个与该第二相互作用表面接合以停止凸轮的转动；以及

该齿轮和该凸轮之间的一空转连接装置，凭借该连接装置减少由于两个凸轮臂中的另一个与该第二相互作用表面接合引起的凸轮的反转。

2.如权利要求1所述的驱动装置，其中该空转连接装置限定了该凸轮相对于该齿轮的自由行程范围，以便当该对凸轮臂中之一与该杆上的第一相互作用表面相接触时，手动枢转该杆使得凸轮在该自由行程范围内旋转。

3.如权利要求2所述的驱动装置，其中该凸轮绕其轴线旋转比该齿轮绕其轴线旋转克服更大的摩擦阻力。

4.如权利要求3所述的驱动装置，其中该空转连接装置包括：

伸出该齿轮的一平面表面的凸耳；

侧壁，其从该凸轮的与该齿轮的平面表面相对的一平面表面悬垂下来，以便旋转凸轮导致该侧壁上的一对边缘之一接合该凸耳；并且

其中该自由行程范围是该凸轮必须转过的距离，由该对边缘中的一个边缘接合该凸耳始，到该对边缘中的另一个边缘接合该凸耳止。

5.如权利要求4所述的驱动装置，其中该空转连接装置还包括位于该凸耳和每一个侧壁边缘之间的缓冲器。

6.如权利要求5所述的驱动装置，其中该对凸轮臂位于凸轮的相反侧，使得一个凸轮臂与该对凸轮臂中的另一个相反。

7.如权利要求1所述的驱动装置，其中因对该凸轮外周施加摩擦阻力，进一步减少了凸轮的反转。

8.如权利要求7所述的驱动装置，其中一摩擦弹簧被放置于该驱动装置内的一柱周围，向该凸轮外周施加摩擦阻力。

9.如权利要求1所述的驱动装置，其中该凸轮绕其轴线旋转比该齿轮绕其轴线旋转克服更大的摩擦阻力。

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