CN101407186A - 一种双向自锁装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双向自锁装置，包括一壳体和齿轮轴；在壳体中设置有第一锁紧装置和第二锁紧装置；带动第一锁紧凸轮朝第一方向转动时，第一锁紧凸轮两侧突起分别与第一锁紧件和第二锁紧件相接触，使得第一锁紧件和第二锁紧件存在径向朝外侧移动的趋势，进而使得第一锁紧件和第二锁紧件紧抵着壳体内壁，形成锁止；所述第二锁紧装置与第一锁紧装置结构相似，在其中的第二锁紧凸轮朝与第一方向相逆的方向转动时，第三锁紧件和第四锁紧件紧抵壳体内壁，形成锁止；所述第一锁紧凸轮、第二锁紧凸轮和齿轮轴通过一中心轴相连；第一弹簧和第二弹簧使得所述第一锁紧装置和第二锁紧装置同步转动。本发明承受扭矩大，锁紧牢靠。

Description

一种双向自锁装置
技术领域
本发明涉及机械技术领域，更具体地说涉及一种用于汽车座椅高度调节的双向自锁装置。
背景技术
现代汽车常常采用自锁的变速器或制动机构来调整不同的位置，例如调整座椅的高度。
常用的制动机构一般是扭簧式的，其主要是通过调整扭簧直径的大小，达到与摩擦壁压紧或放松的目的，但是这种方式的确定很明显，就是承受的扭矩较小。中国专利CN22954716公开了一种汽车座椅调节装置，该调解装置通过滑芯连接四组连杆机构，经过二级齿轮的传动，带动该四组连杆机构运动，从而使连接于该连杆机构上的座椅座盆可以上下移动，达到调整座椅高度的目的，但是这种方式结构比较复杂，并且座椅位置不牢靠，座盆负载乘客时，当乘客扭动座椅时，容易使得座盆不受控制地升高或降低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种双向自锁装置，以解决现有技术存在的承受扭矩较小，锁紧不牢的问题。
本发明双向自锁装置是这样实现的：
一种双向自锁装置，其特征在于，包括一壳体、齿轮轴和中心轴；在壳体中设置有由第一锁紧凸轮、第一锁紧件和第二锁紧件组成的第一锁紧装置、由第二锁紧凸轮、第三锁紧件和第四锁紧件组成的第二锁紧装置；
中心轴一端与齿轮轴相连，另一端依次穿过第一锁紧凸轮和第二锁紧凸轮；
第一锁紧件和第二锁紧件首尾相连地设置在第一锁紧凸轮外侧，当存在外力通过齿轮轴作用在中心轴上，从而使得第一锁紧凸轮存在朝第一方向转动的趋势时，第一锁紧凸轮转动并使得第一锁紧件和第二锁紧件存在径向朝外侧移动的趋势，进而使得第一锁紧件和第二锁紧件紧抵着壳体内壁，形成锁止；
第三锁紧件和第四锁紧件首尾相连地设置在第二锁紧凸轮外侧，当存在外力通过齿轮轴作用在中心轴上，从而使得第二锁紧凸轮存在朝第一方向转动的趋势时，第二锁紧凸轮转动并使得第三锁紧件和第四锁紧件存在径向朝外侧移动的趋势，进而使得第三锁紧件和第四锁紧件紧抵着壳体内壁，形成锁止；
第一弹簧连接第一锁紧件和第四锁紧件，第二弹簧连接第二锁紧件和第三锁紧件，使得所述第一锁紧装置和第二锁紧装置中任意一个转动时，另一个随着同步转动。
优选的，上述装置中，在所述第一锁紧凸轮和第二锁紧凸轮之间设置有隔离片，所述隔离片上设置有用于与中心轴连接的中心孔。
优选的，上述装置中，隔离片的一侧设置有台阶。
优选的，上述装置中，所述第一锁紧件的外周面上设置有圆弧状台阶和圆弧状台阶，所述第二锁紧件的外周面上设置有圆弧状台阶和圆弧状台阶，所述第三锁紧件的外周面上设置有圆弧状台阶和圆弧状台阶，所述第四锁紧件的外周面上设置有圆弧状台阶和圆弧状台阶。
优选的，上述装置中，第一锁紧件设置有凹槽，所述第四锁紧件设置有凹槽，第一弹簧设置有第一定位柱和第二定位柱，第一定位柱连接凹槽，第二定位柱连接凹槽。
优选的，上述装置中，第三锁紧件设置有凹槽，所述第二锁紧件设置有凹槽，第二弹簧设置有第三定位柱和第四定位柱，第三定位柱连接凹槽，第四定位柱连接凹槽。
优选的，上述装置中，所述第一锁紧凸轮外周设置第一凹槽和第二凹槽，分别与第一锁紧件内壁的第一突和第二锁紧件内壁的第二突起相对应。
优选的，上述装置中，所述第二锁紧凸轮外周设置第三凹槽和第四凹槽，分别与第三锁紧件内壁的第三突起和第四锁紧件内壁的第四突起相对应。
优选的，上述装置中，所述第一突起、第二突起、第三突起和第四突起均为山脊状突起。
优选的，上述装置中，所述中心轴由圆柱状轴心和用于与第一锁紧凸轮、第二锁紧凸轮连接的连固件组成。
通过上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明采用了两对锁紧凸轮及两对锁紧件，其中，两对锁紧凸轮的两对限位凸台分别与两对锁紧件的内壁相接触，使得以中心轴为旋转中心，顺时针或者逆时针对所述中心轴施加扭力时，锁紧件向外侧移动，与壳体内壁相接触，由于摩擦力的作用，使得中心轴无法旋转，达到锁紧的目的。同时，在以顺时针或逆时针旋转一个锁紧凸轮和相应的锁紧件时，由于第一弹簧和第二弹簧的作用，另一个锁紧凸轮和相应的锁紧件也随着同步转动，达到跟进锁紧的目的。
附图说明
图1为本发明一种双向自锁装置的结构示意图；
图2为本发明一种双向自锁装置的第一锁紧装置的立体结构示意图；
图3为本发明一种双向自锁装置的第一锁紧装置的平面结构示意图；
图4为本发明一种双向自锁装置的第二锁紧装置的立体结构示意图；
图5为本发明一种双向自锁装置的第二锁紧装置的平面结构示意图；
图6为本发明一种双向自锁装置的第一锁紧装置和第二锁紧装置的结构分解示意图；
图7为本发明一种双向自锁装置的隔离片的结构示意图；
图8为本发明一种双向自锁装置的第一锁紧装置和第二锁紧装置的结构装配示意图；
图9为本发明一种双向自锁装置的第一锁紧装置、第二锁紧装置与壳体的装配立体结构示意图；
图10为本发明一种双向自锁装置的第一锁紧装置、第二锁紧装置与壳体的装配平面结构示意图；
图11为本发明一种双向自锁装置的第一锁紧装置的锁紧示意图；
图12为本发明一种双向自锁装置的第二锁紧装置的锁紧示意图；
图13为本发明一种双向自锁装置的第一锁紧装置的驱动示意图；
图14为本发明一种双向自锁装置的第二锁紧装置的驱动示意图。
具体实施方式
请参考图1，为本发明一种双向自锁装置的结构示意图。
本发明双向自锁装置包括：壳体10、齿轮轴20、由第一锁紧凸轮30、第一锁紧件31和第二锁紧件32组成的第一锁紧装置、由第二锁紧凸轮40、锁紧件41和第四锁紧件42组成的第二锁紧装置、第一弹簧50和第二弹簧60、隔离片70和中心轴80。
所述中心轴80一端与齿轮轴20相连，另一端依次穿过所述第一锁紧装置、隔离片70和第二锁紧装置，所述第二锁紧装置的形状与所述第一锁紧装置以Y线为中心旋转180度后呈现的形状相同。
所述中心轴(80)由圆柱状轴心(81)和用于与第一锁紧凸轮(30)、第二锁紧凸轮(40)连接的连固件(82)组成。
图2示出了本发明的第一锁紧装置的立体结构示意图，图3为本发明的第一锁紧装置的平面结构示意图。
所述第一锁紧装置包括第一锁紧凸轮30、第一锁紧件31和第二锁紧件32，所述第一锁紧凸轮30两侧设置有第一凹槽301、第二凹槽302、第一凸台303和第二凸台304，另外还设置用于与中心轴80相连的中心孔305。所述第一凹槽301和第二凹槽302中心对称，所述第一凸台303和第二凸台304中心对称。
所述第一锁紧件31的内侧曲线和第一锁紧凸轮30的一侧的外侧曲线相吻合，设置有凹槽311、凹槽312和凹槽313，在与第一凹槽301相对应的位置设置有一第一突起314，所述第一锁紧件31外侧设置有台阶315和台阶316。
所述第二锁紧件32与所述第一锁紧件31结构形状相同，并且，其与第一锁紧件31首尾相连，也就是说，所述第二锁紧件32旋转180后与所述第一锁紧件31重叠。所述第二锁紧件32内侧设置有凹槽321、凹槽322和凹槽323。在与第二凹槽302相对应的位置设置有一第二突起324，所述第二锁紧件32外侧设置有台阶325和台阶326。
所述第一凸台303和第二凸台304分别与凹槽313和凹槽323位置相对应。
所述第一突起302和第二突起324呈山脊状。
所述台阶315、台阶316、台阶325和台阶326为圆弧状台阶。
图4示出了本发明的第二锁紧装置的立体结构示意图，图5为本发明的第二锁紧装置的平面结构示意图。
第二锁紧装置包括第三锁紧凸轮40、第三锁紧件41和第四锁紧件42，所述第三锁紧凸轮40两侧设置有第三凹槽401、第四凹槽402、第三凸台403和第四凸台404，另外还设置用于与中心轴80相连的中心孔405。所述第三凹槽401和第四凹槽402中心对称，所述第三凸台403和第四凸台404中心对称。
所述第三锁紧件41的内侧曲线和第三锁紧凸轮40的一侧的外侧曲线相吻合，设置有凹槽411、凹槽412和凹槽413，在与第三凹槽401相对应的位置设置有一第三突起414，所述第一锁紧件41外侧设置有台阶415和台阶416。
所述第四锁紧件42与所述第三锁紧件41结构形状相同，并且，其与第三锁紧件41首尾相连，也就是说，所述第四锁紧件42旋转180后与所述第三锁紧件41重叠。所述第四锁紧件42内侧设置有凹槽421、凹槽422和凹槽423。在与第二凹槽402相对应的位置设置有一第四突起424，所述第四锁紧件42外侧设置有台阶425和台阶426。
所述第三凸台403和第四凸台404分别与凹槽413和凹槽423位置相对应。
所述第三突起414和第二突起424呈山脊状。
所述台阶415、台阶416、台阶425和台阶426为圆弧状台阶。
请参考图6、图7和图8，图6为本发明的第一锁紧装置和第二锁紧装置的结构分解示意图，图7为本发明的隔离片结构示意图，图8为本发明的第一锁紧装置和第二锁紧装置的结构装配示意图。
第一弹簧50和第二弹簧60呈圆弧状，所述第一弹簧50设置有第一定位柱51、第二定位柱52，所述第二弹簧60设置有第三定位柱61、第四定位柱62。
第一弹簧50的第一定位柱51与第一锁紧件31的凹槽311相连，该第一弹簧50的第二定位柱52与第四锁紧件42的凹槽421相连，所述第二弹簧60的第三定位柱61与第二锁紧件32的凹槽322相连，所述第二弹簧60的第四定位柱62与第三锁紧件41的凹槽412相连，中心轴80穿过第一锁紧凸轮的中心孔(图6中未标出)和第二锁紧凸轮40的中心孔403，在所述第一锁紧装置和第二锁紧装置之间设置有隔离片70，该隔离片70可将第一锁紧凸轮30和第二锁紧凸轮40隔开一个供第一弹簧50和第二弹簧60自由压缩、张开的空间。
需要说明的是，该隔离片70的中心孔71的形状与所述中心轴80的剖面形状相吻合，并且，在所述隔离片70的侧面设置有突起台阶72，如图7所示，由此隔开第一锁紧凸轮30和第二锁紧凸轮40，保证第一锁紧凸轮30和第二锁紧凸轮40不影响到第一弹簧50和第二弹簧60的活动，如图8所示。
另外，还需要说明的是，中心轴80的剖面形状可以是除了圆形之外的任何形状，包括菱形、方形、矩形或三角形等。
请参考图9和图10，其中，图9为本发明的第一锁紧装置、第二锁紧装置与壳体10的装配立体结构示意图，图10为本发明的第一锁紧装置、第二锁紧装置与壳体10的装配平面结构示意图。
所述第一锁紧装置和第二锁紧装置均设置于壳体10的内孔中。
为了本领域技术人员对本发明的技术方案有更好的理解，下面详细介绍本装置的工作原理和工作过程。
当存在外力使得齿轮轴20按照图1中的第一方向I转动时，中心轴80随着同步转动，并带动第一锁紧凸轮30和第二锁紧凸轮40转动。
第二锁紧凸轮40上的第三凸台403和第四凸台404分别抵着第三锁紧件41的凹槽413和第四锁紧件42的凹槽423，同时，其外侧的第三凹槽401和第四凹槽402分别与第三锁紧件41的第三突起414和第四锁紧件42的第四突起424相接触，使得第二锁紧凸轮40、第三锁紧件41和第四锁紧件42随着中心轴80同步转动。而第一锁紧凸轮30转动时，其外壁抵着所述第二锁紧件32的第二突起324及所述第一锁紧件31的第一突起314，使得所述第二锁紧件32和第一锁紧件31存在径向朝外侧移动的趋势，并由此使得第一锁紧件31外侧的台阶315和台阶316以及所述第二锁紧件32的台阶324和台阶325紧抵壳体10的内壁，形成锁止，如图11所示。
同样的，当存在外力使得齿轮轴20按照图1中的第一方向I的逆方向转动时，中心轴80随着同步转动，并带动第一锁紧凸轮30和第二锁紧凸轮40转动。第一锁紧凸轮30上的第一凸台303和第二凸台304分别抵着第一锁紧件11的凹槽313和第二锁紧件32的凹槽323，同时，其外侧的第一凹槽301和第二凹槽302分别与第一锁紧件31的第三突起314和第二锁紧件32的第二突起324相接触，使得第一锁紧凸轮30、第一锁紧件31和第二锁紧件32随着中心轴80同步转动。而第二锁紧凸轮40转动时，其外壁抵着所述第三锁紧件41的第三突起414及所述第四锁紧件42的第四突起424，使得所述第三锁紧件41和第四锁紧件42存在径向朝外侧移动的趋势，并由此使得第三锁紧件41外侧的台阶415和台阶416以及所述第四锁紧件42的台阶424和台阶425紧抵壳体10的内壁，形成锁止，如图12所示。
由此，无论齿轮轴20以顺时针或逆时针转动，都无法使中心轴80发生转动。
上面描述了本装置的锁紧功能的实现过程和原理，下面详细介绍一下本装置的驱动过程和驱动原理。
当沿着图13中的方向II施加外力，使第一锁紧件31和第二锁紧件32同步转动。第一锁紧件11的凹槽313和第二锁紧件32的凹槽323分别抵着第一锁紧凸轮30上的第一凸台303和第二凸台304，同时，第一锁紧件31的第一突起314和第二锁紧件32的第二突起324分别与第一凹槽301和第二凹槽302相接触，使得第一锁紧凸轮30随着第一锁紧件31和第二锁紧件32的转动而转动。在此期间，第一弹簧50和第二弹簧60发生形变，产生弹力使第三锁紧件41和第四锁紧件42随着同向同步转动，并带动第二锁紧凸轮40同向同步转动，使得本装置始终处于自锁状态(无论何时，齿轮轴20以顺时针或逆时针转动，都无法使中心轴80发生转动)。
当沿着图14中的方向III施加外力，使第三锁紧件41和第四锁紧件42同步转动。第三锁紧件41的凹槽413和第二锁紧件42的凹槽423分别抵着第一锁紧凸轮40上的第一凸台403和第二凸台404，同时，第三锁紧件41的第三突起414和第四锁紧件42的第四突起424分别与第三凹槽401和第四凹槽402相接触，使得第二锁紧凸轮40随着第三锁紧件41和第四锁紧件42的转动而转动。在此期间，第一弹簧50和第二弹簧60发生形变，产生弹力使第一锁紧件31和第二锁紧件32随着同向同步转动，并带动第一锁紧凸轮30同向同步转动，使得本装置始终处于自锁状态(无论何时，齿轮轴20以顺时针或逆时针转动，都无法使中心轴80发生转动)。
需要说明的是，所述锁紧凸轮30和锁紧凸轮40的中心孔的形状与中心轴80的剖面形状吻合。锁紧凸轮30和锁紧凸轮40适合精冲技术，有利于降低成本。
另外，本装置中的第一锁紧凸轮30、第二锁紧凸轮40、第一锁紧件31、第二锁紧件32、第三锁紧件41和第四锁紧件42都适合精冲技术，有利于进一步降低成本。
本领域技术人员应该知道，以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1、一种双向自锁装置，其特征在于，包括一壳体(10)、齿轮轴(20)和中心轴(80)；在壳体(10)中设置有由第一锁紧凸轮(30)、第一锁紧件(31)和第二锁紧件(32)组成的第一锁紧装置、由第二锁紧凸轮(40)、第三锁紧件(41)和第四锁紧件(42)组成的第二锁紧装置；
中心轴(80)一端与齿轮轴(20)相连，另一端依次穿过第一锁紧凸轮(30)和第二锁紧凸轮(40)；
第一锁紧件(31)和第二锁紧件(32)首尾相连地设置在第一锁紧凸轮(30)外侧，当存在外力通过齿轮轴(20)作用在中心轴(80)上，从而使得第一锁紧凸轮(30)存在朝第一方向转动的趋势时，第一锁紧凸轮(30)转动并使得第一锁紧件(31)和第二锁紧件(32)存在径向朝外侧移动的趋势，进而使得第一锁紧件(31)和第二锁紧件(32)紧抵着壳体(10)内壁，形成锁止；
第三锁紧件(41)和第四锁紧件(42)首尾相连地设置在第二锁紧凸轮(40)外侧，当存在外力通过齿轮轴(20)作用在中心轴(80)上，从而使得第二锁紧凸轮(40)存在朝第一方向转动的趋势时，第二锁紧凸轮(40)转动并使得第三锁紧件(41)和第四锁紧件(42)存在径向朝外侧移动的趋势，进而使得第三锁紧件(41)和第四锁紧件(42)紧抵着壳体(10)内壁，形成锁止；
第一弹簧(50)连接第一锁紧件(31)和第四锁紧件(42)，第二弹簧(60)连接第二锁紧件(32)和第三锁紧件(41)，使得所述第一锁紧装置和第二锁紧装置中任意一个转动时，另一个随着同步转动。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述第一锁紧凸轮(30)和第二锁紧凸轮(40)之间设置有隔离片(70)，所述隔离片(70)上设置有用于与中心轴(80)连接的中心孔(71)。
3、如权利要求2所述的装置，其特征在于，隔离片(70)的一侧设置有台阶(72)。
4、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一锁紧件(31)的外周面上设置有圆弧状台阶(315)和圆弧状台阶(316)，所述第二锁紧件(32)的外周面上设置有圆弧状台阶(325)和圆弧状台阶(326)，所述第三锁紧件(41)的外周面上设置有圆弧状台阶(415)和圆弧状台阶(416)，所述第四锁紧件(42)的外周面上设置有圆弧状台阶(425)和圆弧状台阶(426)。
5、如权利要求1所述的装置，其特征在于，第一锁紧件(31)设置有凹槽(311)，所述第四锁紧件(42)设置有凹槽(421)，第一弹簧(50)设置有第一定位柱(51)和第二定位柱(52)，第一定位柱(51)连接凹槽(311)，第二定位柱(52)连接凹槽(421)。
6、如权利要求1或5所述的装置，其特征在于，第三锁紧件(41)设置有凹槽(412)，所述第二锁紧件(32)设置有凹槽(322)，第二弹簧(60)设置有第三定位柱(61)和第四定位柱(62)，第三定位柱(61)连接凹槽(322)，第四定位柱(62)连接凹槽(412)。
7、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一锁紧凸轮(30)外周设置第一凹槽(301)和第二凹槽(302)，分别与第一锁紧件(31)内壁的第一突起(314)和第二锁紧件(32)内壁的第二突起(324)相对应。
8、如权利要求1或7所述的装置，其特征在于，所述第二锁紧凸轮(40)外周设置第三凹槽(401)和第四凹槽(402)，分别与第三锁紧件(41)内壁的第三突起(414)和第四锁紧件(32)内壁的第四突起(424)相对应。
9、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一突起(314)、第二突起(324)、第三突起(414)和第四突起(424)均为山脊状突起。
10、如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述中心轴(80)由圆柱状轴心(81)和用于与第一锁紧凸轮(30)、第二锁紧凸轮(40)连接的连固件(82)组成。
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