CN110080636A - 一种电子锁止装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子锁止装置，包括壳体以及设置在壳体内的动力机构、传动机构、锁舌滑块、进给螺杆、自锁弹片、复位机构、解锁动作机构。本发明提供的锁止机构构思精巧，传动机构配合巧妙，正常状态下安全性高，能够有效防止手动机构误解锁，而需要紧急手动解锁时，其传动机构能够安全可靠地快速解锁。本发明工艺集成度高，制程自动化程度更高，成本低，拥有更高的防护等级，相比以往同类产品，本发明结构简单，外形尺寸小巧，低成本，能满足高防护等级。本发明解决了锁舌易被顶退和手动解锁操作部分跟动等问题，降低了充电上锁过程中的系统误判概率；避免每次电动上锁解锁时，手动解锁机构尾端的操作手柄跟转导致的车身内零件干涉等问题发生。

Description

一种电子锁止装置

技术领域

本发明属于新能源汽车充电设备技术领域，涉及一种用于新能源汽车充电接口所使用的锁止装置。

背景技术

随着电动汽车充电技术的快速发展，车用充电插座的种类也越来越多，充电速度越来越快。目前，以提高充电过程安全性而存在的车用充电接口锁止装置，统称为电子锁。电子锁分为机械锁芯和电磁锁芯。通常，传统机械锁结构复杂，可靠性低，部分锁体还需借用车体上的其他设备才能实现锁止功能，且锁止装置结构与充电接口不匹配，需配合转换装置完成匹配通用，体积也比较大，制成成本高，一定程度上限制了整车平台化开发和设计的理念和目标，直接和间接浪费了社会劳动力。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种电子锁止装置，包括车辆正常充电时负责上锁解锁的电动上解锁装置，与车辆非正常充电状态下的紧急手动解锁装置，并重新设计了其中的机械结构，新增了自锁机构，防止锁舌被意外顶退让手动解锁与电动锁止相互独立，使得两套装置在工作时互不影响。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电子锁止装置，包括壳体以及设置在壳体内的动力机构、传动机构、锁舌滑块、进给螺杆、自锁弹片、复位机构、解锁动作机构；所述动力机构与传动机构连接，所述传动机构与进给螺杆连接，传动机构用于将动力机构产生的动力传导至进给螺杆；锁舌滑块一端与进给螺杆一端通过螺纹连接，另一端锁舌部分伸出壳体外，传动机构包括传动齿轮，传动齿轮内具有通孔，进给螺杆沿轴线方向设置有滑槽，其远离锁舌滑块的另一端插入传动齿轮通孔内，且该端具有两个能够在外力作用下向内偏移的悬臂，传动齿轮内壁和/或进给螺杆外壁设置有卡扣结构，传动齿轮和进给螺杆发生轴向相对运动时，卡扣结构能够对悬臂产生向内的推力；所述自锁弹片一端具有挂钩，挂钩设置在所述滑槽内，自锁弹片另一端设置有用于能够从内侧抵住进给螺杆两悬臂的支撑卡，当自锁弹片上挂钩在滑槽内滑动时，支撑卡能够从进给螺杆两悬臂末端脱出；解锁动作机构与自锁弹片连接，解锁动作机构一端设置在壳体内，另一端伸出壳体外，解锁动作机构能够带动自锁弹片沿轴向移动；复位结构设置在解锁动作机构与自锁弹片之间，且在安装状态下为被压缩状态。

进一步的，进给螺杆的两悬臂末端与传动齿轮内壁相应位置处设置有至少一对楔形凸起。

进一步的，所述锁舌滑块与进给螺杆连接的一端设有带有内螺纹的滑槽，进给螺杆带有外螺纹的一端旋接在锁舌滑块的滑槽内。

进一步的，锁舌滑块与进给螺杆连接的一端为方形，方形端的外表面设有至少两个导向凸台，导向凸台能够在壳体内部滑道内运动。

进一步的，壳体内还设置有信号反馈单元，锁舌滑块外表面上设置有触发机构，触发机构能够触发信号反馈单元。

进一步的，触发机构为设置在锁舌滑块外侧的一个小凸起。

进一步的，自锁弹片上设有一孔，解锁动作机构部分能够自由通过该孔而端部不能通过该孔。这使得自锁弹片和球头拉线能够相对自由旋转。

进一步的，解锁动作机构包括拉线套和与拉线套连接的拉线，拉线与自锁弹片连接，复位机构为弹簧，设置在拉线上。

进一步的，拉线套和底壳过孔配合为阶梯孔和阶梯轴穿插定位，且至少有一个配合孔为非圆形，当孔为正多边形时，拉线套和底壳能够具有若干相对固定的安装角度。

进一步的，壳体内还安装有限位块，限位块一侧用于限制进给螺杆向前运动的位置，另一侧用于限制锁舌滑块向后运动的位置。且该挡块是可拆卸的，分体式结构使得其他零件，尤其是较长的零件在壳体内更易安装。

进一步的，壳体内还可嵌有导电材料，导电材料与信号反馈单元和动力单元分别具有电连接，为它们提供电气通路。

进一步的，锁舌滑块与解锁动作机构穿出壳体处均设置有密封部件。

进一步的，所述壳体包括装配在一起的上盖和底壳。

一种卡扣机构，包括传动齿轮和进给螺杆，传动齿轮中设置有通孔，进给螺杆一端为螺纹杆，另一端插入该通孔内，且该端具有两个能够在外力作用下向内偏移的悬臂，进给螺杆的两悬臂末端与传动齿轮内壁相应位置处设置有至少一对楔形凸起，悬臂能够在传动齿轮内楔形凸起的挤压作用下向内侧偏移。

一种自锁机构，包括进给螺杆和自锁弹片，进给螺杆沿轴线方向设置有滑槽，其一端为螺纹杆，另一端具有两个能够在外力作用下向内偏移的悬臂；自锁弹片一端具有挂钩，挂钩设置在所述滑槽内，自锁弹片另一端设置有用于能够从内侧抵住进给螺杆两悬臂的支撑卡，当自锁弹片上挂钩在滑槽内滑动时，支撑卡能够从进给螺杆两悬臂末端脱出。

一种充电插座，所述充电插座具有上述的电子锁止装置，或具有上述的卡扣机构，或具有上述的自锁机构。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

1.本发明提供的锁止机构构思精巧，传动机构配合巧妙，正常状态下安全性高，能够有效防止手动机构误解锁，而需要紧急手动解锁时，其传动机构能够安全可靠地快速解锁。

2.本发明工艺集成度高，制程自动化程度更高，成本低，拥有更高的防护等级，经久耐用，安全可靠。相比以往的同类产品，具有结构简单，外形尺寸小巧，低成本，能满足高防护等级等特点，能解决大部分整车生产厂家布置空间紧张，对空间尺寸要求高的诉求，为平台化、标准化开发和设计提供了更好的产品输入。

3.本发明解决了锁舌易被顶退的问题，在各种工况下上锁解锁成功率更高，降低了充电上锁解锁时系统的误判概率。

4.本发明解决了电子锁每次上锁解锁时手动解锁机构尾端的操作手柄跟动的问题，通过重新设计了内部结构，使得手动解锁机构与电动锁止机构相互独立，使得两套机构在工作时互不影响，从而避免了操作手柄跟转导致的车身内零件干涉等问题。

附图说明

图1为本发明提供的电子锁止装置产品爆炸图。

图2为本发明提供的电子锁止装置产品外观图。

图3为本发明提供的电子锁止装置的水平剖面图。

图4为本发明提供的电子锁止装置装配图，其中，上盖未安装。

图5是本发明提供的电子锁止装置锁止机构的水平剖面图和纵向剖面图。

图6是本发明提供的电子锁止装置拉线套和底壳过孔配合定位方式示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1-图6所示的一种电子锁止装置，包括由上盖1与底壳8组成的壳体，本例中上盖1和底壳8通过不少于一处凸缘结构靠合定位，并进行刚性连接，例如，密封胶连接，超声波焊接等；根据需要，也可采用其他方式连接，甚至可采用上盖与底壳一体式结构。上盖1与底壳8之间形成空腔，空腔内设置有电动转换单元2、传动机构、锁舌滑块4、进给螺杆10、自锁弹片12、球头拉线14、复位弹簧15、拉线套16。

锁舌滑块4的一端为方形，防止锁舌滑块转动，该端内具有一带有螺纹的滑槽结构，该滑槽结构可以是半开口的，也可以是本例附图中所示的盲孔形式，另一端是圆柱形锁舌部分，穿过底壳8一侧上的通孔伸至底壳8的外侧。该通孔处设置有台阶面，并设置有环形密封元件5起到密封效果，内环与圆柱形锁舌配合形成密封，外环与底壳8侧面上的通孔配合形成密封。在环形密封元件5上还设置有挡盖6进行防护。作为进一步改进，锁舌滑块4方形端的外表面设有至少两个导向凸台，导向凸台可防止锁舌滑块4绕任意轴线偏转；也能够对锁舌滑块4运动的方向起到良好的导向作用，可使锁舌滑块4在上盖1与底壳8连接后所形成的滑道内定向运动。进给螺杆10一端为螺纹杆，其外螺纹与锁舌滑块盲孔内的内螺纹相匹配，螺纹杆可在锁舌滑块4的盲孔内转动。进给螺杆10另一端设置有方形双悬臂。

作为改进，壳体内还设置有信号反馈单元3，锁舌滑块4外表面上设置有触发机构，触发机构能够触发信号反馈单元，并向整车系统控制器反馈信号。触发机构的位置应设置在锁舌滑块锁止位，从而在上锁时发出反馈信号。本例中，触发机构为设置在锁舌滑块4外侧的一个小凸起。也可采用其他结构或电子元件来取代该凸起。

电动转换单元2与传动机构连接，传动机构与进给螺杆10连接，电动转换单元产生的动力通过传动机构将动力传导至进给螺杆10。本例中电动转换单元采用电机。

具体的说，本例中，传动机构为与电动转换单元固联的主动齿轮112、与主动齿轮112啮合的过渡齿轮111、以及与过渡齿轮111啮合的传动齿轮11。电动转换单元2能通过与之固联的主动齿轮112，将动力传递给过渡齿轮111，最终将动力过渡给传动齿轮11。齿轮的数量可根据实际需要增加或减少。只要电动转换单片2能够将动力传导给传动齿轮即可。图中，传动齿轮11上设置有方形孔，进给螺杆10的方形双悬臂插合入传动齿轮方形孔中。作为优选，进给螺杆10的方形双悬臂末端与传动齿轮11的方形孔内插合位置有两对楔形凸起卡扣，在正常状态下，当双悬臂不向内(以进给螺杆轴线方向为内)偏移(指至少一部分悬臂向内移动)时，传动齿轮上的卡扣能够抵住进给螺杆10上的卡扣，防止防止进给螺杆10后退。当进给螺杆10沿轴线方向移动时，双悬臂能够在传动齿轮11方形孔内楔形凸起的挤压作用下向内侧偏移，卡扣脱开，此时进给螺杆10能够在传动齿轮11的方形孔内继续沿轴向运动。进给螺杆10和传动齿轮11形成卡扣机构。

自锁弹片12的一端具有挂钩，用于卡装在所述进给螺杆10的双悬臂中间滑槽内，另一端设置有用于抵住进给螺杆10双悬臂的支撑卡。自锁弹片12中的支撑卡能够防止进给螺杆悬臂向内偏移，形成自锁机构。设置有支撑卡的一端位于传动齿轮11方形孔内。拉线套16通过球头拉线14与自锁弹片12连接，拉线末端设置有球头，自锁弹片12设有支撑卡的一端具有一小孔，拉线穿过小孔，球头设置在自锁弹片内，球头直径大于小孔内径，因此不可穿过小孔，球头起到防止弹片脱出的作用，也可采用其他大于小孔内径的其他形状、结构的限位结构。复位弹簧15包围在拉线外，且在常态下为被压缩状态。复位弹簧也可被替代为其他能够伸缩且具有回弹力的复位机构。拉线套和底壳过孔配合为阶梯孔和阶梯轴穿插定位，且至少有一个配合孔为非圆形，其目的为防止二者相对旋转，特别地，当孔为正多边形时，二者还可以保证数个相对固定的安装角度。具体的，拉线套16上安装有E型挡圈13，挡圈对拉线帽进行轴向定位，将拉线套定位在底壳8上，本例中，采用E型挡圈。底壳另一侧具有通孔，拉线套16一头伸入该通孔内，另一头露出在底壳外用于操作。该通孔处设置有台阶面，并设置有环形密封元件7起到密封效果，内环与拉线套16配合形成密封，外环与上述通孔配合形成密封。

作为改进，在底壳8内还安装有限位块9，限位块一侧用于限制进给螺杆10向前(以锁舌滑块一端为前，以拉线套一端为后)运动的位置，另一侧用于限制锁舌滑块4向后运动的位置，从而确保两者在底壳8内的相对行程是固定的，同时也起到了方便各部件安装的作用。

此外，底壳8内还可嵌有导电材料，可为信号反馈单元3和电动转换单元2提供电气通路。作为优选，上述两者的极片通过卡接的方式与底壳8引出的导电极片弹性连接。

在正常状态下，自锁弹片12在复位弹簧15的弹性作用力下，其挂钩在滑道的上止位(如图3所示)，自锁弹片12支撑卡卡入进给螺杆10双悬臂末端，双悬臂被卡住后无法向内偏移，因此传动齿轮11方形孔内的楔形凸起卡扣起作用，防止进给螺杆10后退。在此情况下，当主动齿轮112转动时，通过两个齿轮传动，进给螺杆按照一定速比减速，并带动进给螺杆在锁舌滑块盲孔内转动，由于锁舌滑块与上下壳体平面接触，被止转，所以滑块与螺杆会有相对运动，进给螺杆10和锁舌滑块4沿螺杆轴线方向的相对距离就会发生变化，也就可以带动锁舌2滑块前后运动。从而实现电子锁的电动上解锁动作。在非正常情况下，比如电气失灵，或信号错误等，此时可以施加外力拉拽球头拉线14尾端的线绳部分，球头会带动自锁弹片12的挂钩滑到矩形滑道的下止位，此时支撑卡恰好可以完全从进给螺杆10的双悬臂末端脱出，此时悬臂处于自由状态。接着，自锁弹片12的挂钩会带动进给螺杆10在传动齿轮11的方形孔内向后滑动，并通过楔形凸起卡扣，双悬臂和传动齿轮方形孔内的两对楔形凸起彼此相抵，双悬臂在传动齿轮11方形孔内楔形凸起的挤压作用下向内侧弯曲偏移，卡扣脱开，此时进给螺杆10能够在传动齿轮11的方形孔内继续向后运动，此时进给螺杆应会带动锁舌滑块一起向后移动。此时，实现电子锁的手动解锁动作。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种电子锁止装置，其特征在于：包括壳体以及设置在壳体内的动力机构、传动机构、锁舌滑块、进给螺杆、自锁弹片、复位机构、解锁动作机构；所述动力机构与传动机构连接，所述传动机构与进给螺杆连接，传动机构用于将动力机构产生的动力传导至进给螺杆；锁舌滑块一端与进给螺杆一端通过螺纹连接，另一端锁舌部分伸出壳体外，传动机构包括传动齿轮，传动齿轮内具有通孔，进给螺杆沿轴线方向设置有滑槽，其远离锁舌滑块的另一端插入传动齿轮通孔内，且该端具有两个能够在外力作用下向内偏移的悬臂，传动齿轮内壁和/或进给螺杆外壁设置有卡扣结构，传动齿轮和进给螺杆发生轴向相对运动时，卡扣结构能够对悬臂产生向内的推力；所述自锁弹片一端具有挂钩，挂钩设置在所述滑槽内，自锁弹片另一端设置有用于能够从内侧抵住进给螺杆两悬臂的支撑卡，当自锁弹片上挂钩在滑槽内滑动时，支撑卡能够从进给螺杆两悬臂末端脱出；解锁动作机构与自锁弹片连接，解锁动作机构一端设置在壳体内，另一端伸出壳体外，解锁动作机构能够带动自锁弹片沿轴向移动；复位结构设置在解锁动作机构与自锁弹片之间，且在安装状态下为被压缩状态。

2.根据权利要求1所述的电子锁止装置，其特征在于：进给螺杆的两悬臂末端与传动齿轮内壁相应位置处设置有至少一对楔形凸起。

3.根据权利要求1所述的电子锁止装置，其特征在于：所述锁舌滑块与进给螺杆连接的一端设有带有内螺纹的滑槽，进给螺杆带有外螺纹的一端旋接在锁舌滑块的所述滑槽内。

4.根据权利要求1所述的电子锁止装置，其特征在于：锁舌滑块与进给螺杆连接的一端为方形，方形端的外表面设有至少两个导向凸台，导向凸台能够在壳体内部滑道内运动。

5.根据权利要求1所述的电子锁止装置，其特征在于：壳体内还设置有信号反馈单元，锁舌滑块外表面上设置有触发机构，触发机构能够触发信号反馈单元。

6.根据权利要求5所述的电子锁止装置，其特征在于：触发机构为设置在锁舌滑块外侧的一个小凸起。

7.根据权利要求1所述的电子锁止装置，其特征在于：自锁弹片上设有一孔，解锁动作机构部分能够自由通过该孔而端部不能通过该孔。

8.根据权利要求7所述的电子锁止装置，其特征在于：解锁动作机构包括拉线套和与拉线套连接的拉线，拉线与自锁弹片连接，复位机构为弹簧，设置在拉线上。

9.根据权利要求8所述的电子锁止装置，其特征在于：拉线套和底壳过孔配合为阶梯孔和阶梯轴穿插定位，且至少有一个配合孔为非圆形，当孔为正多边形时，拉线套和底壳能够具有若干相对固定的安装角度。

10.根据权利要求1所述的电子锁止装置，其特征在于：壳体内还安装有限位块，限位块一侧用于限制进给螺杆向前运动的位置，另一侧用于限制锁舌滑块向后运动的位置，且该限位块是可拆卸的。

11.根据权利要求1所述的电子锁止装置，其特征在于：壳体内还可嵌有导电材料，导电材料与信号反馈单元和动力单元分别具有电连接，为它们提供电气通路。

12.根据权利要求1所述的电子锁止装置，其特征在于：锁舌滑块与解锁动作机构穿出壳体处均设置有密封部件。

13.根据权利要求1所述的电子锁止装置，其特征在于：所述壳体包括装配在一起的上盖和底壳。

14.一种卡扣机构，其特征在于：包括传动齿轮和进给螺杆，传动齿轮中设置有通孔，进给螺杆一端为螺纹杆，另一端插入该通孔内，且该端具有两个能够在外力作用下向内偏移的悬臂，进给螺杆的两悬臂末端与传动齿轮内壁相应位置处设置有至少一对楔形凸起，悬臂能够在传动齿轮内楔形凸起的挤压作用下向内侧偏移。

15.一种自锁机构，其特征在于：包括进给螺杆和自锁弹片，进给螺杆沿轴线方向设置有滑槽，其一端为螺纹杆，另一端具有两个能够在外力作用下向内偏移的悬臂；自锁弹片一端具有挂钩，挂钩设置在所述滑槽内，自锁弹片另一端设置有用于能够从内侧抵住进给螺杆两悬臂的支撑卡，当自锁弹片上挂钩在滑槽内滑动时，支撑卡能够从进给螺杆两悬臂末端脱出。

16.一种充电插座，其特征在于：所述充电插座具有权利要求1-13任意一项所述的电子锁止装置，或具有权利要求14所述的卡扣机构，或具有权利要求15所述的自锁机构。