CN104863429B - 一种用于盖子的锁定装置 - Google Patents

Abstract

此本发明公开了一种用于盖子的锁定装置，包括第一锁定机构和第二锁定机构。第一锁定机构包括导套、具有锁销齿牙的锁销和具有盖齿牙的锁盖。第二锁定机构包括锁支架、驱动电机和电机连接部件。本发明通过锁销齿牙与盖齿牙之间配合来实现锁定装置的锁止与解锁，简化了锁止与解锁过程；本发明仅仅通过改进锁销和锁盖的结构来实现锁定装置的锁止与解锁，没有引入新的部件，结构简单、不易损坏、易加工、易装配；本发明通过第一锁定机构提供初步的锁定，第二锁定机构提供进一步的锁定，可避免锁定装置意外开启，以实现更好的锁定效果。

Description

一种用于盖子的锁定装置

技术领域

本发明涉及一种用于盖子的锁定装置，特别是涉及一种具有第一锁定机构的锁定装置。

背景技术

在一些设备中常常需要对盖子加以固定，比如说汽车和摩托车的油箱盖，需要采用适当的锁定装置，使得人们只要进行简单的操作就能实现盖子的锁止与解锁。现有技术中也出现了一些锁定装置，例如申请号为200780041918.9的意大利发明专利公开了一种盖子用开关装置，通过柔性摇杆、心型凸轮和旋转传送销的配合来实现锁止与解锁。但是，由于体积的限制，柔性摇杆比较薄，容易产生折断的风险。而且整个开关装置的结构较复杂，增加了加工、装配的难度。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种结构简单、不易损坏、易加工、易装配的用于盖子的锁定装置。

技术方案：本发明所述一种用于盖子的锁定装置，包括第一锁定机构；第一锁定机构包括锁销、导套和锁盖；锁销置于导套内部；导套和锁盖之间可拆卸连接；

锁销的一端设有一圈锁销齿牙和限位套；限位套包括限位槽和限位口；限位槽的开口处具有倾斜的第一导向边缘，限位口的开口处具有倾斜的第二导向边缘；

导套的内壁处设有限位柱；限位柱的一端沿着第一导向边缘滑入限位槽中后，第一锁定机构锁止；限位柱的一端沿着第二导向边缘滑入限位口中后，第一锁定机构解锁；

锁盖上设有一圈盖齿牙，盖齿牙能够与锁销齿牙啮合；当第一锁定机构处于锁止状态或者解锁状态时，锁销齿牙与盖齿牙错开。

进一步，所述锁销齿牙的齿尖处设有锁销齿尖导向台，所述锁销齿牙的齿底处设有锁销齿底导向台。

进一步，所述盖齿牙的齿尖处设有盖齿尖导向台，所述盖齿牙的齿底处设有盖齿底导向台。

进一步，所述限位槽的形状、大小与所述限位柱的形状、大小相适配。

进一步，所述限位口的形状、大小与所述限位柱的形状、大小相适配。

进一步，所述导套包括半径不相同的导套前部和导套后部；所述锁销包括固定在所述限位套中并与所述限位套贴合的锁销本体；所述限位套仅能在导套前部中运动，所述锁销本体能在导套前部和导套后部中运动。

进一步，所述锁销表面设有锁销开口；所述导套表面设有导套开口，当所述第一锁定机构处于锁止状态时，所述导套对锁销开口没有遮挡。

进一步，所述的用于盖子的锁定装置还包括第二锁定机构；第二锁定机构包括锁支架、驱动电机和电机连接部件；

锁支架包括连接柱；连接柱能够插入所述导套开口和所述锁销开口中；锁支架和驱动电机之间通过电机连接部件连接；锁支架能够沿着电机连接部件运动。

进一步，所述电机连接部件包括蜗杆。

本发明的工作过程分为解锁过程和锁止过程。解锁过程为：首先，控制驱动电机使得连接柱脱离导套开口和锁销开口，此时本发明的第二锁定机构处于解锁状态，而第一锁定机构仍处于锁止状态；其次，推动锁销，当锁销齿牙与盖齿牙接触后锁销发生旋转，等到锁销停止旋转后停止推动锁销，此时本发明的第一锁定机构也处于解锁状态，从而完成了整个解锁过程。锁止过程为：首先，推动锁销，当锁销齿牙与盖齿牙接触后锁销发生旋转，等到锁销停止旋转后停止推动锁销，此时本发明的第一锁定机构处于锁止状态，而第二锁定机构仍处于解锁状态；其次，控制驱动电机使得连接柱插入导套开口和锁销开口中，此时本发明的第二锁定机构也处于锁止状态，从而完成了整个锁止过程。

有益效果：

1、本发明通过锁销齿牙与盖齿牙之间配合来实现锁定装置的锁止与解锁，简化了锁止与解锁过程；

2、本发明仅仅通过改进锁销和锁盖的结构来实现锁定装置的锁止与解锁，没有引入新的部件，结构简单、不易损坏、易加工、易装配；

3、本发明通过第一锁定机构提供初步的锁定，第二锁定机构提供进一步的锁定，可避免锁定装置意外开启；双重锁定使得本发明具备更好的锁定效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的锁销的示意图；

图3是本发明的锁壳的示意图；

图4是本发明的锁盖的示意图；

图5是本发明的锁支架的示意图；

图6是本发明的第一锁定机构处于锁止状态时的内部结构图；

图7是本发明的第一锁定机构处于解锁状态时的部分内部结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案做进一步的阐述。

本发明的具体实施方式以用于汽车油箱盖的锁定装置为例，详细阐述本发明的技术方案。本发明的整体结构如图1所示，包括第一锁定机构和第二锁定机构。第一锁定机构是对锁定装置提供初步的锁定，而第二锁定机构则是对锁定装置提供进一步的锁定。第一锁定机构包括锁销11、弹簧13、锁壳1和锁盖2。第二锁定机构包括锁支架31、驱动电机33和电机连接部件。弹簧13放置在锁销11中，锁销11插入锁壳1中，锁壳1与锁盖2之间可拆卸连接。锁支架31和驱动电机33都放置在锁壳1内部，且锁支架31和驱动电机33之间通过电机连接部件相连。锁支架31与锁销11之间可拆卸连接。

1)第一锁定机构

锁销11包括锁舌111、锁销本体112、锁销齿牙113和限位套114，如图2所示。锁销本体112为圆柱形，具有内腔，锁销本体112的一端设有用于锁定盖子的锁舌111，另一端设有四个围成一圈的锁销齿牙113。锁销齿牙113包括锁销齿尖、锁销第一齿底、锁销第二齿底、锁销旋转配合面1131和锁销曲面1134。锁销旋转配合面1131是弧形曲面，用来确定锁销的旋转方向，锁销旋转配合面1131连接了锁销齿尖和锁销第一齿底。锁销曲面1134为曲面三角形，位于锁销本体112另一端的圆周上。如图2所示，四个围成一圈的锁销齿牙113的位置关系是：在锁销旋转配合面1131所确定的锁销旋转方向上，任何一个锁销齿牙113的锁销第一齿底都与下一个锁销齿牙113的锁销第二齿底连接，任何一个锁销齿牙113的锁销第二齿底都与上一个锁销齿牙113的锁销第一齿底连接。为了提高锁销齿牙113的导向效果，在锁销齿尖处设有锁销齿尖导向台1132，在锁销第一齿底处设有锁销齿底导向台1133。为了配合导套12来完成锁销11的限位，在锁销齿牙113外部设有一圈限位套114。限位套114上设有两个限位槽1141和两个限位口1142，限位槽1141与限位口1142交错、等距离设置。其中，限位槽1141是半封闭的，限位槽1141的开口朝向锁舌111，且限位槽1141的开口处具有倾斜的第一导向边缘1144，以提高导向效果，如图2所示；限位口1142在锁销11的长度方向上是敞开的，且限位口1142朝向锁舌111一端的开口处具有倾斜的第二导向边缘1143，以提高导向效果，如图2和图7所示。此外，为了实现与第二锁定机构的连接，锁销本体112表面还设有锁销开口115。

弹簧13设置在锁销本体112的内腔中，用于辅助实现第一锁定机构的锁止与解锁。

锁壳1内部包括三个区域——导套放置区域116、锁支架放置区域117和驱动电机放置区域118，如图3所示。导套放置区域116用来放置导套12。导套12内部为圆柱形空腔，导套12包括固定在一起、半径不相同的导套前部121和导套后部122，如图6所示，导套前部121的内半径与限位套114的外半径相同，导套后部122的内半径与锁销本体112的外半径相同。因此，限位套114仅能够在导套前部121中运动，锁销本体112能够在导套前部121和导套后部122中运动。导套前部121内壁处设有两个限位柱1211，在导套12内壁的圆周上，两个限位柱1211分置于相距180°的位置，如图3所示。为了配合锁销开口115实现锁销11与第二锁定机构的连接，导套12表面也设有导套开口1212，并且在第一锁定机构处于锁止状态时，导套12对锁销开口115没有遮挡。锁支架放置区域117用来放置锁支架31，包括壳体槽14和壳体开口15。驱动电机放置区域118用来放置驱动电机33。此外，为了实现锁壳1与锁盖2之间的可拆卸连接，锁壳1的边缘设有六个卡槽16。

锁盖2包括盖体21、推杆22、支撑部件、盖齿牙24、连接槽26和卡扣25，如图4所示。盖体21的形状、大小与锁壳1的形状、大小相适配。盖体21上设有四个围成一圈的盖齿牙24。盖齿牙24包括盖齿尖、盖第一齿底、盖第二齿底、盖旋转配合面241和盖曲面244。盖旋转配合面241是弧形曲面，用来与锁销旋转配合面1131配合完成锁销11的旋转，盖旋转配合面241连接了盖齿尖和盖第一齿底。盖曲面244为曲面三角形。如图4和图6所示，盖齿牙24的数量和锁销齿牙113相同，也是四个盖齿牙24围成一圈，盖齿牙24之间的位置关系是：在盖旋转配合面241所确定的盖旋转方向上，任何一个盖齿牙24的盖第一齿底都与下一个盖齿牙24的盖第二齿底连接，任何一个盖齿牙24的盖第二齿底都与上一个盖齿牙24的盖第一齿底连接。盖齿牙24能够和锁销齿牙113完全啮合在一起。为了提高盖齿牙24的导向效果，与锁销齿牙113相对应地，在盖齿尖处设有盖齿尖导向台242，在盖第一齿底处设有盖齿底导向台243。盖齿牙24围成的圈的中间设有推杆22和围绕在推杆22外部的支撑部件。推杆22为圆柱形，它的一端固定在盖齿牙24所围成的圈内。这里采用支撑柱23作为支撑部件，四个支撑柱23等距离地分布在推杆22周围并与推杆22贴合在一起。推杆22与支撑柱23必须满足：推杆22能够插入弹簧13中，且弹簧13的一端能够抵靠在支撑柱23上。为了实现锁支架31沿着电机连接部件运动，盖体21上还设有连接槽26。此外，为了实现锁盖2与锁壳1之间的可拆卸连接，与锁壳1边缘的六个卡槽16相对应地，锁盖2的边缘设有六个卡扣25，使得锁壳1与锁盖2闭合时，能够通过将卡扣25扣入卡槽16中实现锁壳1与锁盖2之间的固定。

2)第二锁定机构

锁支架31包括连接柱311、螺旋孔312、支撑块313、连接块314和侧柱315，如图5所示。其中，锁支架31的一侧设有连接柱311，连接柱311能够插入锁销开口115和导套开口1212中，通过锁支架31沿着电机连接部件的运动将连接柱311插入或者抽出锁销开口115和导套开口1212，来实现第二锁定机构的锁止与解锁。锁支架31的另一侧设有侧柱315，侧柱315能够插入到壳体开口15中。锁支架31内部设有贯穿的螺旋孔312，以实现电机连接部件的插入。锁支架31下端设有支撑块313，支撑块313的形状、大小与壳体槽14的形状、大小相适配，为锁支架31的运动提供了轨道。锁支架31上端设有连接块314，连接块314的形状、大小与连接槽26的形状、大小相适配，为锁盖2与锁壳1闭合时锁支架31的运动提供了轨道。

驱动电机33用于控制锁支架31沿着电机连接部件的运动。

电机连接部件采用蜗杆32，如图1所示。蜗杆32的一端连接驱动电机33，另一端旋入锁支架31的螺旋孔312中。

下面详细阐述本发明的装配步骤：

第一步：将锁销11具有锁舌111的一端插入导套12中，此时限位柱1211插入限位槽1141或者限位口1142；

第二步：将锁支架31与驱动电机33用蜗杆32连接好，再将它们放置在锁壳1内部相应的位置；

第三步：将推杆22插入弹簧13中，弹簧13的一端固定在推杆22外部的支撑柱23处；

第四步：将弹簧13的另一端插入锁销本体112的内腔中；

第五步：将锁盖2与锁壳1闭合，锁盖2的卡扣25扣入锁壳1的卡槽16中，装配完毕。(装配步骤需要说明吗)

装配完毕后，本发明的锁定装置就可以工作了。下面详细阐述本发明的工作原理：

本发明的第二锁定机构都处于锁止状态时，锁支架31的连接柱311插入在导套开口1212和锁销开口115中，使得整个锁定装置被锁定，用户无法通过推动锁舌111来解锁。当本发明的第二锁定机构处于解锁状态时，锁支架31的连接柱311与锁销开口115、导套开口1212脱离，用户可通过推动锁舌111来实现第一锁定机构的锁止状态与解锁状态之间的转换。当本发明的第一锁定机构处于锁止状态时，限位柱1211插在限位槽1141中，此时锁销齿尖导向台1132不是正对着盖齿尖导向台242，而是往盖旋转配合面241的方向有一定的第一齿尖偏离距离，如图6所示，这样使得锁销齿牙113与盖齿牙24接触时，锁销齿尖导向台1132能够顺着盖旋转配合面241进行旋转，直到锁销齿牙113与盖齿牙24完全啮合在一起。当本发明的第一锁定机构处于解锁状态时，限位柱1211插在限位口1142中，此时锁销齿尖导向台1132也不是正对着盖齿尖导向台242，而是往盖旋转配合面241的方向有一定的第二齿尖偏离距离，这样使得锁销齿牙113与盖齿牙24接触时，锁销齿尖导向台1132能够顺着盖旋转配合面241进行旋转，直到锁销齿牙113与盖齿牙24完全啮合在一起。这里的第一齿尖偏离距离与第二齿尖偏离距离相同。

下面将本发明的锁定装置的工作过程分为解锁过程和锁止过程来进行阐述。

解锁过程是本发明从第一锁定机构和第二锁定机构都处于锁止状态变换到第一锁定机构和第二锁定机构都处于解锁状态的过程。首先，将本发明的第二锁定机构从锁止状态变换到解锁状态——用户通过驱动电机33控制锁支架31沿着蜗杆32向下运动，使得锁支架31的连接柱311从锁销开口115与导套开口1212中脱离出来，此时第二锁定机构变换到了解锁状态。虽然第二锁定机构变换到了解锁状态，但此时的第一锁定机构仍处于锁止状态。接着，需要将第一锁定机构从锁止状态变到解锁状态——用户推动锁舌111，使锁销11克服弹簧13的弹力向锁盖2方向运动，直到锁销齿尖导向台1132与盖旋转配合面241接触，锁销齿牙113沿着盖旋转配合面241旋转至盖齿底导向台243处停止旋转，此时盖齿尖导向台242位于锁销齿底导向台1133处，锁销齿牙113与盖齿牙24完全啮合在一起，限位柱1211不是正对着限位口1142，而是往第二导向边缘1143的方向有一定的第一柱偏离距离，如图7所示；之后，用户放手，锁销11在弹簧13弹力的作用下反弹回去，限位柱1211与第二导向边缘1143接触后顺着第二导向边缘1143滑入限位口1142中，此时锁舌111被弹出，锁销11不能再旋转，这样第一锁定机构就变换到了解锁状态，也就是最终的解锁状态。需要注意的是，这里的第一柱偏离距离和前述的第一齿尖偏离距离是相同的，因为第一锁定机构从锁止状态状态变到解锁状态的过程中锁销11转动了四分之一圆周。

锁止过程是本发明从第一锁定机构和第二锁定机构都处于解锁状态变换到第一锁定机构和第二锁定机构都处于锁止状态的过程。首先，将本发明的第一锁定机构从解锁状态变换到锁止状态——用户推动锁舌111，使锁销11克服弹簧13的弹力向锁盖2的方向运动，直到锁销齿尖导向台1132与盖旋转配合面241接触，锁销齿牙113沿着盖旋转配合面241旋转至盖齿底导向台243处停止旋转，此时盖齿尖导向台242位于锁销齿底导向台1133处，锁销齿牙113与盖齿牙24完全啮合在一起；之后，用户放手，锁销11在弹簧13弹力的作用下反弹回去，此时限位柱1211不是正对着限位槽1141，而是往第一导向边缘1144的方向有一定的第二柱偏离距离；锁销11反弹回去的过程中，限位柱1211与第一导向边缘1144接触后顺着第一导向边缘1144滑入限位槽1141中，此时锁舌111被锁止，不能被拉动，也不能旋转，这样第一锁定机构就变换到了锁止状态。虽然第一锁定机构变换到了锁止状态，但此时的第二锁定机构仍处于解锁状态。接着，将第二锁定机构从解锁状态变换到锁止状态——用户通过驱动电机33控制锁支架31沿着蜗杆32向上运动，使得锁支架31的连接柱311插入锁销开口115与导套开口1212中，此时锁定装置被完全锁定，无论用户怎样推动锁舌111也无法解锁，也即第二锁定机构变换到了锁止状态。这里的第二柱偏离距离和前述的第二齿尖偏离距离是相同的，因为第一锁定机构从解锁状态变换到锁止状态的过程中锁销11也转动了四分之一圆周。

此外，第二锁定机构是为了增强锁定装置的锁定效果而引入的，用户可以根据实际需要选择是否要使用第二锁定机构进行锁定。

实际应用中，本发明的第一锁定机构处于锁止状态时，汽车油箱盖卡在锁舌111和锁销本体112之间，通过控制驱动电机33使得本发明的第二锁定机构处于锁止状态，此时在汽车外面无法打开油箱盖，从而达到避免锁定装置意外开启的效果。当用户需要打开油箱盖时，先控制驱动电机33使得本发明的第二锁定机构处于解锁状态，再推动锁舌111，当锁销11转动至不能再转动时放手，此时锁销11弹出，本发明的第一锁定机构处于解锁状态，油箱盖被释放，可以打开油箱盖。

Claims (9)

1.一种用于盖子的锁定装置，其特征在于：包括第一锁定机构；第一锁定机构包括锁销(11)、导套(12)和锁盖(2)；锁销(11)置于导套(12)内部；导套(12)和锁盖(2)之间可拆卸连接；

锁销(11)的一端设有一圈锁销齿牙(113)和限位套(114)；限位套(114)包括限位槽(1141)和限位口(1142)；限位槽(1141)的开口处具有倾斜的第一导向边缘(1144)，限位口(1142)的开口处具有倾斜的第二导向边缘(1143)；

导套(12)的内壁处设有限位柱(1211)；限位柱(1211)的一端沿着第一导向边缘(1144)滑入限位槽(1141)中后，第一锁定机构锁止；限位柱(1211)的一端沿着第二导向边缘(1143)滑入限位口(1142)中后，第一锁定机构解锁；

锁盖(2)上设有一圈盖齿牙(24)，盖齿牙(24)能够与锁销齿牙(113)啮合；当第一锁定机构处于锁止状态或者解锁状态时，锁销齿牙(113)与盖齿牙(24)错开。

2.根据权利要求1所述的用于盖子的锁定装置，其特征在于：所述锁销齿牙(113)的齿尖处设有锁销齿尖导向台(1132)，所述锁销齿牙(113)的齿底处设有锁销齿底导向台(1133)。

3.根据权利要求1所述的用于盖子的锁定装置，其特征在于：所述盖齿牙(24)的齿尖处设有盖齿尖导向台(242)，所述盖齿牙(24)的齿底处设有盖齿底导向台(243)。

4.根据权利要求1所述的用于盖子的锁定装置，其特征在于：所述限位槽(1141)的形状、大小与所述限位柱(1211)的形状、大小相适配。

5.根据权利要求1所述的用于盖子的锁定装置，其特征在于：所述限位口(1142)的形状、大小与所述限位柱(1211)的形状、大小相适配。

6.根据权利要求1所述的用于盖子的锁定装置，其特征在于：所述导套(12)包括半径不相同的导套前部(121)和导套后部(122)；所述锁销(11)包括固定在所述限位套(114)中并与所述限位套(114)贴合的锁销本体(112)；所述限位套(114)仅能在导套前部(121)中运动，所述锁销本体(112)能在导套前部(121)和导套后部(122)中运动。

7.根据权利要求1所述的用于盖子的锁定装置，其特征在于：所述锁销(11)表面设有锁销开口(115)；所述导套(12)表面设有导套开口(1212)，当所述第一锁定机构处于锁止状态时，所述导套(12)对锁销开口(115)没有遮挡。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于盖子的锁定装置，其特征在于：还包括第二锁定机构；第二锁定机构包括锁支架(31)、驱动电机(33)和电机连接部件；

锁支架(31)包括连接柱(311)；连接柱(311)能够插入所述导套开口(1212)和所述锁销开口(115)中；锁支架(31)和驱动电机(33)之间通过电机连接部件连接；锁支架(31)能够沿着电机连接部件运动。

9.根据权利要求8所述的用于盖子的锁定装置，其特征在于：所述电机连接部件包括蜗杆(32)。