CN116134201A - 用于车辆盖的锁定系统 - Google Patents

Abstract

用于锁定车辆盖的锁定系统(100)，包括：盖(103)；移动致动器(105)，其用于移动盖(103)；锁(106)，其包括旋转平移销(2)，旋转平移销(2)具有的头部(20)，头部(20)适于与盖的座(130)接合；锁的致动器(1)，其移动旋转平移销(2)；致动器(1)包括：电动马达(7)和运动减速装置(R)；电动马达(7)适当地配置为在第一旋转方向上旋转从而将旋转平移销从缩回位置移动到抽出位置，并且在第二旋转方向上旋转从而将旋转平移销从抽出位置移动到缩回位置。

Description

用于车辆盖的锁定系统

技术领域

本发明涉及一种用于车辆盖的锁定系统。

背景技术

车辆通常设置有盖，该盖通过铰链铰接至车辆主体，从而打开/关闭提供通向车辆燃料系统的通道的开口，为了说明的目的，燃料系统可以是用于带有内燃机的车辆的燃料箱或用于在带有电动马达的车辆中为车辆电池充电的电连接器。

锁将盖保持在关闭位置。锁由致动器致动以便从关闭状态变为打开状态。当锁处于打开状态时，盖通常由用户手动操作。

最近，已经尝试避免盖的所述手动操作。因此，盖由与盖的铰链对应设置的致动器来移动。

然而，必须考虑到盖作为一个杠杆，铰链中有支点。移动盖的致动器的力施加在杠杆的支点附近。因此，所述杠杆特别不利并且致动器必须提供大的力来移动盖。因此，这种致动器复杂、昂贵且尺寸过大。

此外，在车辆的主体中围绕开口提供密封件，并且密封件被盖压缩以确保紧密关闭。结果，来自移动盖的致动器的力必须足以压缩所述密封件。

盖的这种移动系统在低于0℃的低温下会受到不利影响，因为盖开口的密封件会冻结并变硬，盖与车辆主体之间可能会结冰。结果，在关闭操作期间，致动器的力不足以压缩冻结的密封件，并且在打开操作期间，不能保证克服在盖与车辆主体之间形成的冰的阻力。

必须考虑到盖的锁的致动器只有打开和关闭锁的功能，而不是移动盖。

以同一申请人的名义，EP3348432A1公开了一种用于燃料箱盖的关闭装置的致动器，其包括由弹簧加压到锁的抽出打开位置的旋转平移销。显然，由弹簧施加在旋转平移销上的力不足以使旋转平移销移动粘附在冻结密封件上的盖。

发明内容

本发明的目的是通过公开一种实用、有效、可靠、廉价且易于制造和安装的用于车辆盖的锁定系统来消除现有技术的缺陷。

本发明的另一个目的是提供一种用于车辆盖的锁定系统，当车辆盖的密封件被冻结时能够在低温下操作。

这些目的根据具有独立权利要求1的特征的本发明来实现。

本发明的有利实施例出现在从属权利要求中。

附图说明

本发明的附加特征将从以下详细描述中更清楚，其涉及仅说明性而非限制性实施例，如附图中所示，其中：

图1是根据本发明的用于车辆盖的锁定系统的立体图；

图2是图1系统的锁的致动器的立体图，其中旋转平移销处于缩回关闭位置；

图3为图2的同视图，其中旋转平移销处于抽出位置；

图4是图2的致动器的所有部件的分解立体图；

图4A和图4B是图4的致动器的一些部件的放大图；

图5是图2的致动器的俯视图，其中省略了盖；

图6是图2的致动器的轴向剖视图；

图7是图3的同视图，省略了应急装置；

图8是图7的致动器的俯视图；

图9和图10是沿图8的IX-IX和X-X截面的轴向剖视图；

图11是根据本发明的锁定系统的致动器的第二实施例的分解立体图；和

图12是图11的锁定系统在组装状态下的剖视图。

具体实施方式

参考图1，公开了本发明的锁定系统，其通常用附图标记100表示。

锁定系统100包括：

-盖103，其通过铰链104而铰接至车辆的主体部件102，其中设置开口101从而关闭/打开锁101，

-移动致动器105，其安装在主体部件102中并适于移动盖103，

-锁106，其适于将盖103关闭在关闭位置，以及

-锁的致动器1，其适于启动锁106。

开口101提供通向车辆的动力系统的通道，例如燃料箱的开口或用于为车辆的电池组充电的电连接器。

盖103可以围绕铰链104的轴线而旋转，从而从打开位置(其中开口101可供用户使用)到关闭位置(其中盖103关闭开口101)。这样，盖103旋转了大约90°。

移动致动器105致动铰链104附近的盖103。因此，致动器103必须具有足够的力来移动盖并将盖沿一个方向和相反方向旋转大约90°。

密封件107(例如O形环密封件)布置在围绕开口101的主体部件102中。当盖103处于关闭位置时，盖压缩密封件107从而确保紧密密封并防止异物(例如水、灰尘等)从车辆外进入开口101。

锁的致动器1安装在车辆主体中相对于开口101的中心在直径上与移动致动器105相对的位置。

锁106包括闩锁，该闩锁接合在从盖的端部中设置的盖103的座130中，相对于铰链104位于远侧。

参考图2和图3，锁的闩锁包括旋转平移销2，旋转平移销2具有适于与盖的座130接合的T形头20。为此，盖的座130具有矩形开口从而容纳旋转平移销的头部20和底切部分从而将旋转平移销的头部20锁定在卡口连接中模式。

旋转平移销2由致动器1从缩回的锁定位置(图2，其中旋转平移销的头部20接合在盖的座130中，将盖锁定在关闭位置)移动到抽出的打开位置(图3，其中旋转平移销的头部20与盖的座130脱离，使得盖可以在打开位置移动)。

在下文中，术语“下”和“上”是指附图的布置。

参考图4，致动器1包括盒3，其中安装有旋转平移销2和致动器的部件。

盒3包括壳体30和盖体31。壳体30具有座32，致动器的一些部件设置在座32中。盖体31具有座33。导向柄脚34从盖的座向外突出。旋转平移销2设置在盒3内，并且旋转平移销的头部20从盖体的导向柄脚34向外突出，作为旋转平移销的旋转平移移动的导向。

止动杆36在盖的座内向内突出。

参考图4A和图6，旋转平移销2大致呈圆柱形，内部中空，具有下方开口的轴向腔21。

旋转平移销2具有内螺纹22和外螺纹23。旋转平移销2的下部24的外径大于上部25的外径，从而形成止动环26。当旋转平移销处于抽出位置时，旋转平移销的止动环26抵靠在盖体的止动杆36上。

T形头部20从上部25突出。

内螺纹22为长螺距螺纹，用于将小的径向移动转化为大的轴向移动。相反，外螺纹23是相对于内螺纹的短螺距螺纹。在旋转平移销的下部24中设置外螺纹23。

参考图4B，柱4固定地安装在盒的壳体30中。柱4具有在柱的上端附近径向向外突出的齿40。柱4布置在旋转平移销的轴向腔21中，使得柱的齿40以螺纹方式接合在旋转平移销的内螺纹22中。

综上所述，由于旋转平移销的内螺纹22滑入柱的齿40，因此施加在旋转平移销2上的力或力矩决定了旋转平移销的旋转平移。

电动马达7通过运动减速装置R在旋转平移中致动旋转平移销2。

运动减速装置R包括安装在旋转平移销2周围的齿轮5。齿轮5包括具有螺旋型的外齿51的齿形轮55。齿形轮55还具有内螺纹50，该内螺纹50与旋转平移销的外螺纹23以螺纹方式接合。

参考图6，齿轮5可旋转地安装在布置在盒的壳体30中的支撑件6中。

支撑件6包括环形的第一半壳60a和第二半壳61a，围绕所述旋转平移销设置并且连接在一起从而包含齿轮5。

半壳60a、60b包括环形主体61和围绕环形主体而设置的圆柱形侧壁62。圆柱形侧壁62具有开口63。

第一半壳60a具有向下突出的座64，用于容纳弹簧M。如图6所示，每个弹簧M设置在壳体的底壁37与第一半壳的座64之间，从而向上推动支撑件6。

第二半壳60b具有销65b，销65b以配合连接模式接合在第一半壳的孔65a中。在两个半壳的圆柱形侧壁中设置销65b和孔65a。

第二半壳60b的侧壁62设有平行于半壳轴线的纵向凹槽66b。为了说明的目的，提供了三个纵向凹槽66b。

当两个半壳连接时，第一半壳60a的侧壁62中对应第二半壳的纵向凹槽66b设有凹座66a。为了说明的目的，提供了三个凹座66a。

电动马达7的驱动轴70设有蜗杆71，对应于支撑件的半壳的开口63而设置，从而与齿轮的外齿51接合。

因此，蜗杆71的旋转决定了齿轮5的旋转。这样，齿轮5的内螺纹50拧到旋转平移销的外螺纹23上，导致旋转平移销2的旋转平移。

旋转平移销的这种旋转平移由齿轮5中旋转平移销的外螺纹23的拧入和柱的齿40中的旋转平移销的内螺纹22的拧入来引导。

电动马达7被适当地配置为在第一方向和与第一方向相反的第二方向上旋转。

当电动马达7沿第一方向旋转时，旋转平移销2从缩回位置(图2)移动到抽出位置(图3)。当电动马达7沿第二方向旋转时，旋转平移销2从抽出位置移动到缩回位置。

旋转平移销从缩回位置移动大约8-20mm到抽出位置。

当盖103关闭并且用户想要打开它时，电动马达7在第一旋转方向上被致动。因此，旋转平移销2从缩回位置(图2)移动到抽出位置(图3)，行程约为8-20mm。

考虑到旋转平移销2的行程约为盖长度的1/10，由旋转平移销推动的盖旋转了大约5°，如果所述密封件被冻结，足以将盖与密封件107分离。

随后，当旋转平移销2处于打开位置时，移动致动器105被致动从而围绕铰链104旋转盖大约85°，将盖带到打开位置。

当盖103处于打开位置并且用户想要关闭它时，移动致动器105被致动从而围绕铰链104旋转盖大约85°，直到盖的座130接合在旋转平移销的头部20中。现在，电动马达7在第二旋转方向上被致动。结果，旋转平移销的头部20接合在盖的座30中并且旋转平移销2从抽出位置移动到缩回位置，驱动盖103，连同移动致动器105的动作，使得盖103压缩密封件107。

必须考虑到旋转平移销在铰链104的远端向盖103施加力，因此盖作为特别有利的杠杆，并且在盖上施加最小的力就足够从密封件上拆下盖或压缩密封件。此外，齿轮5适当地配置成在蜗杆71与齿轮5之间提供高减速比，使得电动马达7的最小功率足够以确保齿轮50的旋转，这又决定了旋转平移销2的旋转平移。

位置传感器73设置在盒的壳体30内，从而检测旋转平移销2何时处于抽出位置以及何时从抽出位置移动。

所述位置传感器73连接到控制单元以便向移动致动器105发送控制信号。当位置传感器73检测到旋转平移销2处于抽出位置时，移动致动器105开始将盖103向打开位置移动。

在关闭操作期间，移动致动器105将盖103移向关闭位置，盖的座130与旋转平移销的头部20接合。驱动锁的致动器1的控制单元通过传感器(编码器)检测到盖103的这种旋转，从而协助移动致动器105将盖驱动到关闭位置。

参考图10，位置传感器73可以是带有簧片74的微型开关，当旋转平移销处于抽出位置时，簧片74被旋转平移销的突起27接触。

参考图4和图4B，一组电触头72将电动马达7和位置传感器73连接到电连接器75(如图5所示)。

参考图4和图4A，致动器1还包括安全装置8，在如果电动马达7发生故障或齿轮5卡住的情况下，当电动马达7停止时，安全装置8可以由用户手动致动从而以解锁旋转平移销2的移动。换句话说，安全装置8允许齿轮5与电动马达的蜗杆71脱离。

安全装置8被收容在盖体的座33内。安全装置8包括围绕旋转平移销设而置的环形主体80和从环形主体80向下突出并抵靠在支撑件的第二半壳的侧壁62上的舌片81。这样，支撑件6被锁定在壳体底壁37与安全装置之间，弹簧M被压缩到支撑件的第一半壳的座64中。

支撑件的舌片81的尺寸合适，以便在第二半壳的凹槽66b中滑动并进入第一半壳的座66a。如果旋转安全装置，使安全装置的舌片81与第二半壳的凹槽66b相对应，则支撑件2不再锁定就位，并且可以在盒3中平移，因为安全装置的舌片81可以进入第二半壳的凹槽66b和第一半壳的座66a中。

以这种方式，包括支撑件6、齿轮5和旋转平移销2的组件可以在盒中平移，从而使齿轮5与蜗杆71脱离。

在包括旋转平移销2、支撑件6和齿轮5的组件的这种移动期间，由于在柱的齿40中滑动的旋转平移销的内螺纹22，旋转平移销2执行正确的旋转平移。事实上，如果没有这样的布置，旋转平移销将不会执行旋转平移并且旋转平移销的头部20不会在包括旋转平移销2、支撑件6和齿轮5的组件移动期间脱离盖的座130。

安全装置8包括杠杆82，杠杆82从环形主体80中突出，并通过盖体中的槽35从盒的盖体31中出来，从而由用户手动操作。杠杆82呈“U”字形，适于连接到缆线，缆线可以供用户手动操作。

然后，安全装置8可以从锁定位置(其中它锁定支撑件6)移动到解锁位置(其中它解锁可以在盒中平移的支撑件6)。

如图9和图10所示，当安全装置8处于解锁位置时，支撑件的弹簧M向上推动支撑件6，因此包含齿轮5的支撑件将旋转平移销2带到抽出位置。

安全装置的弹簧9将安全装置8压在锁定位置。弹簧9为扭簧，其第一端连接至安全装置，其第二端连接至盒3。

图11和图12示出了致动器200的第二实施例，其中与上述相同或对应的元件将以相同的附图标记来表示，并省略其详细描述。

致动器200包括运动减速装置R，其包括齿轮205，齿轮205包括齿形轮55，齿形轮55具有与蜗杆71接合的外齿51。

齿轮205包括轴253，轴253从齿形轮55轴向突出从而进入旋转平移销的轴向腔21。齿轮的轴253具有外螺纹254，外螺纹254与旋转平移销的内螺纹222接合。旋转平移销的内螺纹222为短螺距，以便因齿轮205的轴253的旋转而使旋转平移销2的移动具有合适的减速比。

在这种情况下，齿轮205的齿形轮55设置在旋转平移销2下方。

致动器200不设有固定到盒的轴4，该轴已被齿轮的轴253代替。

旋转平移销2具有止动环26，该止动环抵靠在导向柄脚34的内环38上。L形凸轮面223设置在旋转平移销2的外表面上、止动环26下方，所述L形凸轮面223与销形从动件接合，销形从动件从盖体31的座33向内突出。凸轮面223的目的是导向旋转平移销2的旋转平移。

Claims (14)

1.用于锁定车辆盖的锁定系统(100)，包括：

-盖(103)，其通过铰链(104)铰接至车辆的主体部件(102)，其中，以关闭/打开开口(101)的方式设置开口(101)，

-移动致动器(105)，其安装在靠近该铰链(104)的该主体部件(102)中并且适于将该盖(103)从关闭位置移动到打开位置，反之亦然，在该关闭位置中所述开口被关闭，在该打开位置中所述开口被打开，

-锁(106)，其包括旋转平移销(2)，该旋转平移销(2)的头部(20)适于接合在该盖的座(130)中，处于远离该铰链(104)的位置从而将该盖锁定在该关闭位置，

-锁的致动器(1；200)，其将所述旋转平移销(2)从缩回的关闭位置移动到抽出的打开位置，

其中，所述致动器(1；200)包括：

-电动马达(7)，和

-运动减速装置(R)，其设置在该电动马达(7)与该旋转平移销(2)之间，以便对该旋转平移销施加旋转平移移动；

所述电动马达(7)被适当地配置为沿第一旋转方向旋转从而将该旋转平移销从该缩回位置移动从而推动设置在该关闭位置的该盖，并且沿第二旋转方向旋转从而将该旋转平移销从该抽出位置移动到该缩回位置，从而将该盖拉向该关闭位置。

2.根据权利要求1所述的锁定系统(100)，其中，所述运动减速装置(R)包括齿轮(5；205)，该齿轮(5；205)包括齿形轮(55)，该齿形轮(55)具有接合在蜗杆(71)中的外齿(51)，该蜗杆(71)安装在所述电动马达的轴(70)上。

3.根据权利要求2所述的锁定系统(100)，其中，该齿轮(5)的所述齿形轮(55)包括内螺纹(50)，该内螺纹(50)接合在该旋转平移销的外螺纹(23)中。

4.根据权利要求2或3所述的锁定系统(100)，其中，所述旋转平移销具有带内螺纹(22)的轴向腔(21)，并且所述致动器(1)包括柱(4)，该柱(4)固定到该盒并设有齿(40)，该齿(40)接合在该旋转平移销的所述内螺纹(22)中。

5.根据权利要求2所述的锁定系统(100)，其中，所述齿轮(205)包括从所述齿形轮(55)轴向突出的轴(253)；所述轴(253)具有与该旋转平移销的内螺纹(222)接合的外螺纹(254)。

6.根据权利要求5所述的锁定系统(100)，其中，所述旋转平移销(2)包括“L”形凸轮面(223)，该“L”形凸轮面(223)由销形从动件来接合，该销形从动件从该致动器(200)的盒(3)向内突出。

7.根据前述权利要求中任一项所述的锁定系统(100)，其中，所述致动器(1；200)包括盒(3)，该盒(3)容纳所述电动马达(7)和所述运动减速装置(R)；其中，所述旋转平移销(2)具有头部(20)，该头部(20)从该盒向外突出并且安装于所述盒内，能够进行旋转平移。

8.根据从属于权利要求2至6中任一项的权利要求7所述的锁定系统(100)，其中，所述致动器(1)包括支撑件(6)，该支撑件(6)安装在所述盒(3)中并且可旋转地支撑所述齿轮(5)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的锁定系统(100)，其中，所述致动器(1；200)包括安全装置(8)，当该电动马达(7)停止时，该安全装置(8)能够由用户手动致动从而解锁该旋转平移销的移动(2)。

10.根据从属于权利要求8的权利要求9所述的锁定系统(100)，其中，该齿轮的所述支撑件(6)可滑动地安装在所述盒(3)中并且所述安全装置(8)可移动地安装在所述盒(3)中，以便从锁定位置移动到解锁位置，在该锁定位置中该支撑件(6)被锁定，在该解锁位置中该支撑件(6)被解锁并在该盒中平移。

11.根据权利要求10所述的锁定系统(100)，其中，所述安全装置(8)包括围绕该旋转平移销(2)而设置的环形主体(80)和从该环形主体(80)向下突出的舌片(81)，其中

当该安全装置(8)处于锁定位置时，该舌片(81)抵靠在该支撑件的侧壁(62)上，

当该安全装置(8)处于解锁位置时，该舌片(81)能够在凹槽和座(66a、66b)中滑动，该凹槽和座(66a、66b)设置在该支撑件的所述侧壁(62)中。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的锁定系统(100)，其中，所述支撑件(6)包括具有环形的第一半壳(60a)和第二半壳(61a)，其围绕所述旋转平移销而设置并且连接从而容纳该齿轮(5)。

13.根据从属于权利要求5的权利要求9至12中任一项所述的锁定系统(100)，其中，所述致动器(1)包括：

-该支撑件的弹簧(M)，其设置在该盒(30)与该支撑件(6)之间，从而将该支撑件推向脱离位置，在该脱离位置中，该运动减速装置(R)与该马达(7)脱离，以及

-该安全装置的弹簧(9)，其设置在该盒(3)与该安全装置(8)之间，从而将所述安全装置推向所述锁定位置。

14.根据前述权利要求中任一项所述的锁定系统(100)，其中，所述致动器(1；200)包括：位置传感器(73)，其适于检测该旋转平移销何时处于抽出位置；和控制单元，其连接到所述位置传感器和所述移动致动器(105)，并且适当地配置成，当该位置传感器(73)检测到该旋转平移销处于抽出位置时，致动所述移动致动器(105)。

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