CN103998704A - 具有多部件棘爪的锁止装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的锁止单元，其包括可转动的掣子，该掣子被沿打开方向绕掣子转动轴朝向锁止单元的打开位置偏压，在该打开位置处掣子的第一凹部构造成接纳车辆的挡块。此外，掣子包括沿打开方向设置在第一凹部之前的第二凹部。棘爪可绕固定的棘爪枢转轴转动并被朝向掣子偏压。棘爪包括锁死臂，当锁止单元处于半锁紧位置时其延伸至掣子的第二凹部中。在锁止单元的全锁紧位置中，锁死杆使棘爪的锁死臂抵靠掣子以防止棘爪转动离开掣子。摇杆与掣子和锁死杆两者的路径相交。当迫使锁止单元从半锁紧位置到达全锁紧位置时，由掣子移动摇杆并使锁死杆离开棘爪。

Description

具有多部件棘爪的锁止装置

1.技术领域

本发明一般涉及门锁，更具体的涉及一种用于车门的、采用单棘爪和锁死杆以将掣子/锁体约束在多个位置处的锁止单元。

2.背景技术

锁止单元通常用于采用锁紧机构的机动车辆的侧门，该锁紧机构被称为掣子，所述掣子接纳掣子－锁销或挡块，该掣子－锁销或挡块通常设置在车辆门框的柱上。掣子被向其中锁壳体的槽与掣子凹部对齐的打开位置偏压。当门被关闭时，挡块经所述槽进入凹部，使掣子转动至关闭位置，在该关闭位置中通过防止掣子朝向打开位置转动的棘爪使挡块被保持在凹部中。通常棘爪被朝向掣子在二者的接触面包括进一步的负偏压角的情况下重重地偏压以抵抗大的加速力。锁壳体通常由塑料制成并且可由在槽的区域外部的盖在四周密封地封闭。这样的锁止单元通常包括至少一个释放杆(例如，内、外门把手)和可更换的锁止机构(例如，位于外门把手中或外门把手处的锁芯或设置在门的窗玻璃区域内的滑动按钮)。在这种情况下，在锁止机构未锁的情况下，内、外门把手的运动通过所述机构被连通并且所述运动通过克服棘爪的偏压力来使棘爪与掣子的连接被分离，因此允许处于弹簧加载下的掣子移动至打开位置。

通常，用于机动车辆的门、罩以及后盖的锁单元除全锁紧位置之外还设置有半锁紧位置。半锁紧位置介于全锁紧位置和打开位置之间以使得如果掣子未能到达全锁紧位置，门就会在半锁紧位置处保持关闭而不会一直移动到打开位置，所述打开位置对于乘员明显是危险的。除了防止车门在行驶期间打开，当使用者未以足够的力关闭车门时也会出现半锁紧位置。通常，在半锁紧位置处，当车门以太小的力关闭时门可见地保持半开以(使人)注意到其没有被安全地锁紧。通过施加额外的力(例如，靠着车门)，可迫使锁紧机构进入全锁紧位置并且使门完全关上。

当通过致动释放杆从全锁紧位置释放棘爪时，该棘爪突然地脱离掣子的相应的锁止表面并且在弹簧加载下的掣子以高速移动至打开位置。锁止表面相对彼此的这种突然的运动导致显著的打开咔嚓声，紧接着出现由于掣子在其到达打开位置时撞击限位止挡造成的显著的第二咔嚓声。由于使棘爪和掣子的锁止表面彼此偏压(以及还将掣子向限位止挡偏压)的力很高，使得由打开车门引起的噪声非常大。另外，对棘爪和掣子的高冲击可能引起锁止单元的损坏并且严重地限制了其使用寿命，特别是因为大部分的撞击沿着锁止表面而出现。

德国专利申请DE10 2007 003 948A1公开了一种多棘爪锁紧机构，其降低了在打开期间的锁噪声以及致动锁紧机构所需的力。掣子和第一棘爪的锁止表面相应地被倒角并且倾斜以在锁紧表面彼此释放时实现平滑的并且逐渐的滑动。因为锁止表面设计成当释放掣子时降低由锁止表面相互按压引起的最终的剪力，所以致动锁止机构所需的力也相应地降低。此外，由于作用在锁紧机构上的力的降低，显著地降低了在打开过程中所产生的噪声。

然而，由于锁止表面设计成比较容易相对彼此滑动，锁紧机构不是自锁紧(即，锁止表面不能靠其自己将掣子保持就位)并且在全锁紧位置处需要棘爪锁死杆以使第一棘爪保持抵靠掣子。此外，为实现半锁紧位置，还需要第二棘爪。为防止棘爪锁死杆在关闭过程中在半锁紧位置处接合，第二棘爪被设置在与掣子、第一棘爪以及锁死杆不同的平面中。如果没有使全锁紧位置接合(例如，第一棘爪滑出掣子)，则通过自掣子延伸至第二棘爪的平面的销件实现半锁紧位置,所述销件在掣子的打开路径中抵靠第二棘爪的锁死臂。然而，将第二棘爪设置在不同的平面并且将销件引入至掣子中从制造的观点出发可能是昂贵的。因此，尽管多棘爪设计有效地降低了打开噪声和锁紧致动力，但是其需要在锁紧机构的多个平面中的多个不同的部件，从而使得装置比较复杂并且制造起上比较昂贵。

发明内容

考虑到上述问题，本发明在一种实施方式中提供一种锁止单元，其具有设置在掣子和锁死杆之间的棘爪。掣子是可转动的并且沿打开方向绕掣子转动轴被朝向锁止单元的打开位置偏压，在该打开位置中掣子的第一凹部构造成接纳车辆的挡块。此外，掣子包括在打开方向上设置在第一凹部之前的第二凹部。棘爪是可转动的并且被朝向掣子偏压。此外，棘爪包括锁死臂，该锁死臂当锁止单元处于半锁紧位置时延伸至掣子的第二凹部中。在锁止单元的全锁紧位置处，锁死杆使棘爪的锁死臂抵靠掣子。摇杆定位成与掣子和锁死杆两者的行程相交。当锁止单元被迫使从半锁紧位置到达全锁紧位置时，掣子移动摇杆从而使锁死杆相对移动离开棘爪。

在这一类的实施方式中，全锁紧位置和半锁紧位置位于与掣子相同的平面上。

在这一类的实施方式中，本发明设置单个棘爪的单个锁死臂来实现全锁紧位置和半锁紧位置。这有助于进一步简化设计并且确保稳定的操作。

在这一类的实施方式中，锁止单元利用锁止表面的平滑释放使噪声和致动力最小化。

在这一类的实施方式中，省略了次棘爪，其允许使用针对主、次负载的常规的二维掣子模具。

在这一类的实施方式中，本发明提供一种更便宜、更小的以及更轻的锁止单元，因为省略了钢质的第二棘爪、弹簧以及掣子销。

此外，该设计方案考虑了制造公差以使得微小的尺寸偏差不会不利地影响锁止单元的性能。

附图说明

结合附图在下文中描述本发明，其中：

图1为根据本发明的代表性实施例的处于全锁紧位置的锁止单元的主视图；

图2为根据本发明的代表性实施例的锁止单元的主视图，其中掣子被从全锁紧位置释放；

图3为根据本发明的代表性实施例的处于打开位置(锁死杆的全行程位置)的锁止单元的主视图；

图4为根据本发明的代表性实施例的处于掣子超行程位置的锁止单元的主视图；

图5为根据本发明的代表性实施例的处于半锁紧位置的锁止单元的主视图；

图6为根据本发明的代表性实施例锁止单元的主视图，其中掣子已使摇杆移动越过了半锁紧位置；

图7为根据本发明的代表性实施例的锁止单元的主视图，其中掣子正在无锁死杆阻力的情况下使棘爪移动；以及

图8为根据本发明的代表性实施例的锁止单元的侧视图。

具体实施方式

参照图1和3，分别地示出了处于全锁紧位置和打开位置的根据本发明的一实施例的锁止单元10。锁止单元10包括用于将锁止单元10安装至车辆的门、罩或后盖的基板12，其中在基板12中的槽14面向安装在车身中的挡块16。通常，挡块16(也称为掣子销)为销或U型架，所述销或U型架安装至车辆门框的后侧处的隔墙并且延伸至门洞的平面中。锁止单元10通常与车门铰链相对地安装，其中基板12的面向挡块16的前缘13以及锁止单元10的部件都设置在车门中。以这样的构造，在车门关闭时，挡块16延伸至基板12的槽14中并且延伸至掣子20的第一凹部22中以使掣子20从打开位置(在图3中示出)转动至全锁紧位置(在图1中示出)。

应当指出的是，如果挡块16位于车门上，则锁止单元10安装至车身，并且与其布置无关地也可以附加或替代于基板12而设置壳体或盖件以进一步保护锁止单元10的部件。

在一个实施例中，掣子20、棘爪40和锁死杆60可为由金属或塑料制成的比较平的零件。基板12和覆盖锁止单元10的任何壳体可由塑料注塑制成。在另一实施例中，锁止单元10由金属构成或者由金属部件和塑料部件组合而成。

在图1中，车门完全关闭并且锁止单元10处于全锁紧位置。经由掣子安装孔26安装至掣子转动轴24的掣子20将挡块16保持在第一凹部22中。掣子20被弹簧偏压成倾向于绕掣子转动轴24沿打开方向S1转动，但是在全锁紧位置中该掣子由棘爪40的锁死臂48保持住，所述棘爪又由锁死杆60的锁死臂62保持就位。锁死杆60经由锁死杆安装孔69与棘爪40相邻地安装至杆转动轴68。主掣子止挡32可位于第一凹部22的底部或位于第一与第二凹部22、30之间的掣子20边缘上，该主掣子止挡与棘爪40的锁死臂48接触。由于主掣子止挡32的接触面33和棘爪锁死臂48的接触面50设计成平滑地滑动分离(例如，通过包括斜度逐渐减小的以正角倾斜的表面)，所以锁死杆臂62设置成抵靠棘爪40的止挡54。

与锁死杆臂62和棘爪止挡54的相对位置无关，可由来自棘爪止挡54的法向力阻止锁死杆60转动，该法向力(的方向)穿过杆转动轴68。然而优选的是，偏压锁死杆60使其(倾向于)绕杆转动轴68沿方向S2转动，可采用扭簧，所述扭簧的一个端部连接至基板12、而另一端部连接至锁死杆60。因此，即使来自棘爪止挡54的力引起了施加至锁死杆60的力矩(即，法向力(的方向)不穿过锁死杆转动轴68)，也会由沿方向S2的偏压而阻止转动并且使锁死杆臂62和棘爪止挡54之间的接触得以保持，从而保持棘爪40的位置并且防止主掣子止挡32脱离棘爪锁死臂48。

也可以利用限位止挡(例如，从基板12延伸出的突起)将锁死杆60以及掣子20和棘爪40的转动限制到预定的活动范围。在本发明的一个实施例中，当处于全锁紧位置时锁死杆60的转动处于其沿顺时针方向的极限位置处，并且通过杆弹簧沿方向S2偏压至该位置。

为了打开车门，通过使锁死杆臂62从棘爪止挡54移开而使锁止单元10被从图1所示的全锁紧位置释放，所述棘爪止挡经过锁死杆释放边缘64。优选地，锁死杆60连接至操作连杆，该操作连杆沿方向S5拉动以使锁死杆臂62能逆时针转动而离开棘爪止挡54，如图2所示。操作连杆在锁止单元10外连接至内门把手和/或外门把手(例如，设计成杆组件或博登拉索)，所述内门把手和/或外门把手由使用者致动以打开车门。另选地，锁死杆60的转动可由一伺服马达控制并且由开关或传感器来操作。

参照图2，所示锁止单元10处于紧接在掣子20从全锁紧位置释放之后的状态。应当指出的是，由于仅需致动一个杆以释放掣子20，所以该释放相当快。一旦锁死杆臂62离开棘爪止挡54，掣子20的弹簧力便使之转动并且主掣子止挡32沿棘爪锁死臂48平滑地滑动，从而使棘爪40沿顺时针方向绕棘爪枢转轴42朝向锁死杆60转动。此时，锁死杆臂62被容纳在棘爪40的与棘爪止挡54相邻的凹进部分52中。

一旦在图2所示的位置处主掣子止挡32离开棘爪锁死臂48，掣子20便能沿打开方向S1自由转动。由于掣子20的转动速度和棘爪锁死臂48的过渡部弯曲表面以及次掣子止挡34，当掣子20的第二凹部30和次止挡34滑过棘爪锁死臂48时，锁止单元10掠过图5所示的半锁紧位置。掣子继续转动直至被止挡在如图3所示的全行程位置处，该止挡通过基板12利用槽14实现、通过弹簧的完张紧实现、或通过不同的限位止挡实现。当掣子20转动时，其弹簧力沿打开方向S1将穿过槽14的挡块16推向基板12的前缘13，从而使车门与车身分离。以此方式，锁止单元10为自开式，这是因为它在释放掣子20之后便不需要外致动力。

当使用者关闭车门时，挡块16进入槽14中并且撞靠掣子20的第一凹部22的撞击边缘38。当门关闭时其力使挡块16压靠第一凹部22的撞击边缘38，从而使掣子20逆弹簧力与打开方向S1相反地沿关闭方向S4转动。在最初的转动期间，棘爪40的锁死臂48沿掣子20的滑动表面36滑动。与打开门时掣子20的释放相似，第二凹部30和主止挡32会滑过棘爪锁死臂48，因此只要以足够的力关闭门就会绕开在图5中示出的半锁紧位置。在此情况下，掣子20可到达图4所示的超行程位置。在掣子20的主止挡32离开棘爪40的锁死臂48之后，弹簧沿S3方向使棘爪40转动以充分地离开锁死杆60，以使得锁死杆臂62离开棘爪40的凹进部分52，此时，弹簧沿方向S2使锁死杆臂62转回其在棘爪止挡54下方的位置。

在一个实施例中，锁死杆60具有圆形的尖部以促进沿着棘爪凹进壁52的平滑滑动，所述棘爪凹进壁还可以是倾斜的并且优选地从棘爪止挡54朝向掣子20延伸。

然而，在车门没有以足够的力关闭的情况下(例如，关闭得太缓慢)，锁止单元10进入图5所示的半锁紧位置。半锁紧位置介于全锁紧位置和打开位置之间，因此如果没有接合全锁紧位置，则锁紧单元10不会脱开至打开位置，所述打开位置会在行驶过程中释放车门并且将车辆乘员置于相当大的危险中。由于车门压缩密封件所施加的向外的力、车辆振动和对车辆的冲击等，锁紧机构可能被从全锁紧位置释放；当这种情况发生时，锁紧机构必须具有半锁紧位置来防止门打开。

参照图5，示出了本发明一实施例的半锁紧位置。如果使用者过于缓慢地关门，则掣子20的第二凹部30不会滑过棘爪40的锁死臂48；而是，在滑动表面36滑过棘爪锁死臂48之后，棘爪锁死臂48压入至掣子20的第二凹部30中，从而占据半锁紧位置。作为对车门继续关闭或可由使用者或伺服电机所施加的额外的外力的反应，掣子20继续逆打开方向S1转动。随着次掣子止挡34转动离开棘爪锁死臂48，弹簧使棘爪锁死臂48沿方向S3转动至掣子20的第二凹部30中。这样便使在棘爪止挡54和锁死杆臂62之间的间隙开放。不存在摩擦力和负斜角而进一步降低了摇杆70移动锁死杆60所需的作用力。

参照图6，示出了从半锁紧位置向全锁紧位置转变的锁止单元10。掣子20具有局部摇杆致动机构37，该摇杆致动机构在摇杆接触表面74处使摇杆70的摇臂71移动。致动机构37优选以现有的掣子20的塑料包模(overmold)制造。此机构也可以由钢销、塑料销、压铸销或冲压成形销制成。在此实施例中摇杆70具有固定的枢转位置73，该摇杆在锁死杆致动机构72处提供了交互力以克服沿方向S2的弹簧力。摇杆70的枢轴73可为固定点枢轴或滑动点枢轴。

摇杆70可以还与掣子20和锁死杆60在同一平面中安装，以最优利用可用的封装空间。摇杆枢轴和致动机构的关系使得：在棘爪锁死臂48接触掣子离开边缘31之前，锁死杆臂62便离开棘爪止挡54的路径。掣子离开边缘31逐渐地弯曲以实现靠着棘爪锁死臂48的弯曲的边缘的平滑滑动。然而，可在离开边缘31和棘爪锁死臂48上采用很多不同的互补的表面，例如平的、圆的、倒角的、倾斜的等等。

如图7所示，当锁止单元10继续从半锁紧位置向全锁紧位置行进时，掣子20以致动机构37操作摇杆70并且同时，离开边缘31使棘爪锁死臂48逆方向S3移动。

在棘爪锁死臂48向上滑过掣子离开边缘31时，锁死杆臂62被约束在棘爪凹进部分52之后。越过该点，掣子20的摇杆致动机构37移动越过与摇杆70的摇臂71的接合，如图2所示。随着来自掣子20的致动力由摇杆70释放，弹簧力沿方向S2恢复对锁死臂杆62朝向棘爪止挡54的偏压。当掣子20的主止挡32接近主位置时，棘爪40的锁死臂48平滑地滑过过渡区域39从掣子20的离开边缘31到达主止挡32。在棘爪锁死臂48和主掣子止挡32之间的正斜度足够允许棘爪40转动至掣子20中并且在掣子20的过行程转动仅很小的情况下离开锁死杆臂62。此时，主掣子止挡32开始沿棘爪锁死臂48平滑地向下滑动并且锁死杆臂62的尖端沿棘爪凹进壁52平滑地向下滑动直至其被释放成靠置在棘爪止挡54之下以使锁止单元10返还至图1的全锁紧位置。

本发明并不限于本文中所公开的具体实施例并且针对各种应用的修改和其他实施例都应当包括在所附的权利要求书的范围内。尽管结合本发明的特定的示例描述本发明，本发明的真正的范围并不应当因此而受到限制，因为在对附图、说明书和下文的权利要求书进行研究的情况下，其它的一些变型方案对于技术人员而言是显而易见的。

在本说明书中所提到的所有出版物和专利申请文件为所属领域的技术人员指示出了本发明所涉及的技术层面。在本说明书中所提到的所有出版物和专利申请通过援引的方式并入本文，如同在本说明书中所提到的每个单独的出版物或专利申请被具体并单独地指出应当通过援引的方式并入(本文)。

附图标记

10  锁止单元

12  基板

13  基板的前缘

14  槽

16  挡块(掣子锁扣)

20  掣子

22  掣子的第一凹部

24  掣子转动轴

26  掣子安装孔

30  掣子的第二凹部

31  掣子的离开边缘(掣子离开边缘)

32  掣子的主止挡(主掣子止挡)

33  掣子的主止挡的接触面

34  掣子的次止挡(次掣子止挡)

36  掣子的滑动表面

37  摇杆致动机构

38  掣子的第一凹部的撞击边缘

39  在掣子的离开边缘与掣子的主止挡之间的过渡区域

40  棘爪

42  棘爪枢转轴

48  棘爪的锁死臂(棘爪锁死臂)

50  棘爪的锁死臂的接触面

52  棘爪的凹进部分(棘爪凹进部分、棘爪凹进壁、凹进部分、凹进间隙)

54  棘爪的止挡(棘爪止挡)

60  锁死杆

62  锁死杆的锁死臂(锁死杆臂)

64  锁死杆的释放边缘(锁死杆释放边缘)

68  锁死杆转动轴(杆转动轴)

69  锁死杆安装孔

70  摇杆

71  摇杆的摇臂

72  锁死杆致动器

73  摇杆的枢轴

74  摇杆的接触表面

S1  打开方向

S2  锁死杆偏压方向

S3  棘爪偏压方向

S4  关闭方向

S5  操作方向

Claims (17)

1.一种用于车辆的锁止单元，所述锁止单元具有打开位置、全锁紧位置和半锁紧位置，该锁止单元包括：

掣子，其包括第一凹部和第二凹部并具有掣子转动轴；

棘爪，其包括棘爪锁死臂并具有棘爪枢转轴；

锁死杆，其具有锁死杆转动轴；以及

摇杆，其具有枢轴；

其中，所述掣子能绕所述掣子转动轴沿第一路径在打开方向和关闭方向上转动，从而所述锁止单元能占据打开位置、全锁紧位置或半锁紧位置；

所述掣子被沿打开方向绕所述掣子转动轴朝向打开位置偏压；

所述第二凹部沿打开方向设置在所述第一凹部之前；

所述棘爪被绕所述棘爪枢轴朝向所述掣子偏压；

所述第一凹部构造成在打开位置处接纳车辆的挡块并且在全锁紧位置和半锁紧位置处牢固地保持所述挡块；

所述锁死杆能绕所述锁死杆转动轴沿第二路径转动；

所述摇杆能绕所述枢点转动并与所述第一路径和所述第二路径相交；

当锁止单元处于全锁紧位置或半锁紧位置时，所述锁死杆使所述锁死臂抵靠所述掣子；

当锁止单元处于半锁紧位置时，所述锁死臂伸入所述第二凹部中；以及

当锁止单元从一在半锁紧位置之后、全锁紧位置之前的点沿关闭方向运动时，掣子致动所述摇杆。

2.根据权利要求1所述的锁止单元，其中，所述棘爪设置在所述锁死杆和所述掣子之间。

3.根据权利要求2所述的锁止单元，其中，所述棘爪还包括棘爪止挡；所述掣子还包括主掣子止挡；当锁止单元处于全锁紧位置时，所述锁死杆抵靠所述棘爪止挡并且所述棘爪锁死臂抵靠所述主掣子止挡。

4.根据权利要求2所述的锁止单元，其中，所述棘爪还包括凹进部分，当锁止单元处于打开位置时，所述锁死杆至少部分地位于所述凹进部分中。

5.根据权利要求3所述的锁止单元，其中，所述锁死杆还包括释放边缘，所述锁死杆能至少从所述棘爪止挡转动至一经过了凹进间隙的位置。

6.根据权利要求3所述的锁止单元，其中，所述主掣子止挡和所述锁死臂还包括接触面，所述接触面相对彼此互补地弯曲。

7.根据权利要求1所述的锁止单元，其中，所述掣子还包括摇杆致动机构突出部，所述摇杆还包括接触表面，所述致动机构与所述接触表面相互作用。

8.根据权利要求8所述的锁止单元，其中，所述摇杆的移动使所述杆锁死臂离开与所述棘爪止挡的接触。

9.根据权利要求3所述的锁止单元，其中，所述第二凹部包括离开边缘以及在对置侧上的次止挡。

10.根据权利要求9所述的锁止单元，其中，所述离开边缘朝向在所述离开边缘与所述主止挡之间的过渡区域弯曲；所述次止挡朝向所述掣子的滑动表面弯曲。

11.根据权利要求10所述的锁止单元，其中，所述离开边缘压靠所述锁死臂，借此使所述棘爪从半锁紧位置转动至全锁紧位置。

12.根据权利要求3所述的锁止单元，其中，所述锁死杆被朝向所述棘爪止挡偏压，所述锁死杆连接至车辆的操作连杆从而能够转动离开所述棘爪止挡以使锁止单元被从全锁紧位置释放。

13.根据权利要求12所述的锁止单元，其中，当锁止单元处于全锁紧位置时，所述锁死杆抵靠所述棘爪止挡并且所述锁死臂抵靠所述主掣子止挡。

14.根据权利要求12所述的锁止单元，其中，所述掣子还包括次掣子止挡，当锁止单元处于半锁紧位置时，所述锁死杆抵靠所述棘爪止挡并且所述锁死臂抵靠所述次掣子止挡。

15.根据权利要求11所述的锁止单元，其中，所述主掣子止挡和所述锁死臂具有相对彼此互补地弯曲的接触面。

16.根据权利要求12所述的锁止单元，其中，所述第二凹部还包括离开边缘和在对置侧上的次止挡，当锁止单元处于半锁紧位置时，所述第二凹部适于保持所述锁死臂。

17.根据权利要求16所述的锁止单元，其中，所述离开边缘朝向在所述离开边缘和所述主止挡之间的过渡区域弯曲；所述次止挡朝向所述掣子的滑动表面弯曲。