CN1609400A

CN1609400A - 致动器组件

Info

Publication number: CN1609400A
Application number: CNA2004100860517A
Authority: CN
Inventors: 悉尼·爱德华·费希尔
Original assignee: ARVINMERITOR LIGHT VEHICLE SYSTEM
Current assignee: ARVINMERITOR LIGHT VEHICLE SYSTEM
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2005-04-27
Also published as: GB0324576D0; US20050115348A1; EP1626144A3; EP1526238A3; EP1526238A2; US7128191B2; US20070029714A1; EP1626144A2

Abstract

一种致动器组件，包括一个致动器、一个输出部件和一个具有至少一个涡卷回复弹簧的弹簧装置，输出部件具有一个空置位置、一个第一致动位置和一个第二致动位置，空置位置位于第一和第二致动位置之间，输出部件可由致动器从空置位置向第一致动位置和第二致动位置驱动，其中，弹簧装置设置为从第一致动位置向空置位置偏压输出部件，也设置为从第二致动位置向空置位置偏压输出部件。

Description

致动器组件

技术领域

本发明涉及致动器组件，具体涉及与用于机动车门及其他开合件上的锁闩一同使用的致动器组件。

背景技术

现有机动车门锁闩致动器组件包括电动机形式的致动器，用以将锁闩从空置位置移动到锁定和解锁位置。

电动机将锁闩由锁定位置移动到解锁位置后，将沿相反的方向有动力推动回到空置位置，以便在手动锁定或者解锁时，比如使用钥匙或窗台按钮时，不必手动驱动电动机回到空置位置，因此减少了所需的劳动强度。

现有的机动车门锁闩致动器组件带有一个使用螺旋弹簧的回复装置，如欧洲专利EP0267423所示。

当电动机在一个方向上运转时，螺旋弹簧的一端绕其纵轴相对于另一端旋转，使弹簧处于扭转的加载状态，这样，断开电动机电源后，弹簧扭转地展开以将电动机偏压回空置位置。因此，避免手反向驱动电动机。

毫无疑问，最简单的螺旋弹簧可以通过将金属丝沿一个假想圆柱体的弯曲外表面绕成螺旋线来形成。此假想圆柱体的底部形成一个径向平面，该平面位于弹簧一端，与弹簧的中心纵长轴(纵向)成90度角。一圈弹簧的是一个360度环绕假想圆柱体的金属丝环。可以理解，在任一平行于径向平面的平面上，任一给定簧圈上都不存在两个点。如美国专利US4779912的图14所示的螺旋弹簧。纵长轴可以是弯曲的，即，与绕在假想圆柱体上的弹簧不同，该弹簧是绕在一个假想环形的一部分上。

毫无疑问，锥形弹簧与螺旋弹簧不同之处在于，它是通过将金属丝沿着一个锥体的外部曲面绕成螺旋形而形成的。美国专利US4821521的图3显示了一个锥形弹簧。通常，螺旋弹簧和锥形弹簧用于提供压力或拉力，换句话说，也就是产生轴向作用力。然而，有时也可以采用这两种弹簧提供扭转偏置。

因此，可以理解，螺旋弹簧和锥形弹簧与后面将要详细介绍的涡卷弹簧有所区别。

现有使用螺旋弹簧的回复装置存在如下问题：螺旋弹簧加载时，存在一种将压力集中到螺旋弹簧的某一区域的倾向，因此会减少装置的疲劳寿命，或者导致回复装置失灵。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有增加疲劳寿命的致动器组件。

根据本发明，提供一种致动器组件，其包括一个致动器、一个输出部件、以及一个至少具有一个涡卷回复弹簧的弹簧装置，输出部件具有一个空置位置、一个第一致动位置、和一个第二致动位置，空置位置介于第一致动位置和第二致动位置之间，输出部件能够由致动器从空置位置驱动到第一致动位置和第二致动位置，其中，弹簧装置设置为用以从第一致动位置向空置位置偏压输出部件，并且还设置为从第二致动位置向空置位置偏压输出部件。

根据发明第二方面，提供一种致动器组件的输出部件子组件，其包括一个输出部件及一个具有至少一个涡卷回复弹簧的弹簧装置装置，输出部件具有一个空置位置、一个第一致动位置、和一个第二致动位置，空置位置位于第一致动位置和第二致动位置之间，输出部件能够由一致动器从空置位置驱动到第一致动位置和第二致动位置，其中弹簧装置设置为装置从第一致动位置向空置位置偏压输出部件，并且还设置为从第二致动位置向空置位置偏压输出部件。

毫无疑问，涡卷弹簧可看做在轴向受压而使簧圈位于邻近簧圈内的锥形弹簧。换句话说，涡卷弹簧是通过先将一条金属绕在一个圆柱体上，然后将后续簧圈绕置于前一个簧圈上而形成的。可以理解，因为所有的簧圈都位于同一个平面上，弹簧仅有一个相对小的轴向力。因此，涡卷弹簧的目的是提供扭转阻力，而不是由螺旋弹簧或锥形弹簧提供的轴向阻力。

通过使用涡卷回复弹簧而非螺旋回复弹簧，涡卷回复弹簧缠绕和展开所产生的应力可更均匀的分布，因此可增加疲劳寿命。

根据发明的第三方面，本发明还提供一种组装致动器组件的方法，包括下列步骤：提供一个致动器；提供一个输出组件；提供一个弹簧装置；提供一个基座；将弹簧组件组装在输出部件上而提供一个输出部件子组件；将输出部件子组件组装在基座上，使弹簧装置位于空置位置；以及将致动器组装到基座上。

因为弹簧装置安装在输出部件上以提供子组件这一步骤在弹簧装置安装在基座上之前，定位弹簧装置这一个复杂的阶段可以远离基座实现，由此提高了装配过程的效率。

根据本发明的第四方面，提供一种组合弹簧，包括一个第一涡卷回复弹簧和一个第二涡卷回复弹簧。第一涡卷回复弹簧和第二涡卷回复弹簧连成整体，其中组合弹簧的第一涡卷回复弹簧沿一第一方向缠绕，而第二涡卷弹簧沿与第一方向相反的第二方向缠绕。

附图说明

现在参照附图以举例方式说明本发明，其中：

图1为本发明第一实施例致动器组件平面视图；

图2为图1中的致动器组件位于空置位置的局部分解立体图；

图3为图1中的致动器组件装配后的局部平面视图；

图4为本发明第二实施例中致动器组件位于空置位置的局部分解立体图；

图5为图4中致动器组件装配后的局部平面视图；

图6为本发明第三实施例中致动器组件的第一、第二涡卷回复弹簧处于自由状态的分解立体图；

图7为图6中致动器组件位于空置位置的局部分解立体图。

图8为图6中致动器组件致动到第一致动位置后的局部分解立体图；

图9为本发明第四实施例致动器组件位于空置位置的局部分解立体图；

图10为图9中致动器组件装配后的局部平面视图；

图11为本发明第五实施例致动器组件位于空置位置的局部分解立体图；

图12为图11中致动器组件装配后的局部平面视图；

图13为本发明第六实施例致动器组件位于空置位置的局部分解立体图；

图14为图13中致动器组件装配后的局部平面视图；

图15为本发明第七实施例第一、第二涡卷回复弹簧位于其自由位置时的分解立体图。

图16为图15的致动器组件位于空置位置时的局部分解立体图。

图17为图15的致动器组件致动到第一致动位置时的局部分解立体图；

图18A为图15的致动器组件的第一、第二涡卷回复式弹簧处于自由状态时的平面视图；

图18B为图15的致动器组件位于空置位置的平面视图；

图18C为图15的致动器组件致动到第一致动位置后的局部平面视图；

图19为本发明第八实施例致动器组件的局部分解立体俯视图；

图20为图19的位于空置位置的致动器组件的局部分解立体仰视图；

图21为图19的致动器组件位于空置位置的平面视图；

图22为本发明第九实施例致动器组件位于空置位置的局部分解立体图；

图23为图22的部件的可选分解立体图；

图24A为图22的致动器组件中的组合弹簧的放大展开视图；

图24B为可选组合弹簧的放大展开视图；

图24C为可选组合弹簧的放大展开视图；

图25为图22的致动器组件位于空置位置的局部平面视图；以及

图26为包含本发明致动器组件的锁闩组件的示意图。

具体实施方式

如图1，示出一个致动器组件10，其包括一个电动机12形式的致动器、一个基座14、一个齿轮16形式的输出部件、以及一个涡卷回复弹簧18(在图1中不可见)。

毫无疑问，涡卷弹簧是一种大体上在一个平面内缠绕、具有直径逐步递减的簧圈的弹簧，这与具有恒定直径并在不同平面中延伸的螺旋弹簧相反。通常，涡卷弹簧是由截面形状大体上为矩形的金属丝绕制而成，而螺旋弹簧则是由截面形状大体上为圆形的金属丝绕制而成的。

齿轮于枢轴销20处旋转地安装在基座14上，并包括一个安装于其上的销22形式的输出部件，销22与连杆24相连接，连杆24与一个需要致动的装置(在图1中不可见)相连接。

电动机12通过蜗轮17与齿轮16驱动连接。蜗轮17旋紧固定在电动机轴15上，并通过轮齿(图未示)与齿轮16相啮合。从图1可看到，电动机轴15以及蜗轮17在电动机12和齿轮16之间形成一个传输路径，以使电动机12的致动可引起齿轮16绕着枢轴20转动。

图2详细示出部分致动器组件10的部件。

致动器组件10还包括一个安装在基座14上的套管24，且其与基座14成为一体，即与基座旋紧固定。套管24上包括一个通孔26和套管槽28，套管槽28从其外围向孔26延伸。枢轴销20穿过套管24的通孔26并安装于基座上，即旋紧于基座上。

齿轮16具有一外壁30，该外壁30形成有一个凹陷32，且凹陷32上设有一个孔38。外壁30包括一个比外壁32其他部分厚的部分34，该部分34包括一个驱动槽36。

涡卷回复弹簧18具有一个外臂40和一个内臂42。图2显示在自由状态下的弹簧18，可以看到，内臂42和外臂40对正。

图3显示在如下装配后的致动器组件：

首先，涡卷回复弹簧18组装在齿轮16上，且涡卷回复弹簧的外臂40定位在驱动槽36中。然后，通过将齿轮16和涡卷回复弹簧18安装在套管24和枢轴销20上使孔38安装在枢轴销20上，并且同时将涡卷回复弹簧的内臂42定位于套管槽28中，而将齿轮16安装在基座14上。

图3中，组件处于空置位置。涡卷回复弹簧18的内臂和外臂仍然处于对正状态，因而安装在基座上的弹簧仍旧处于自由状态，即弹簧处于非预张紧状态。因此，致动器组件10可以说没有预张紧。

致动器组件10的操作如下：

图3所示致动器组件处于空置位置A。

当需要致动时，电流输送到电动机12，使齿轮16绕枢轴销20绕第一方向(见图3顺时针方向)朝第一致动位置B转动。通常，空置位置和第一致动位置相隔约120度。当齿轮16沿第一方向转动，因为定位于齿轮16的驱动槽36中，涡卷回复弹簧18的外臂40产生移动。致动回复弹簧18的内臂42定位在套管槽28中，因而其不进行移动(因为套管固定在基座上)。因此，当齿轮16沿第一方向旋转时，涡卷回复弹簧18随着外臂40向内臂42移动而卷起。

当齿轮被致动到第一致动位置时，切断电动机的电源。这一点可以通过例如仅给电动机加电一个预定时长和在组件上设置制动机构，或者致动开关而切断电源(图未示)，或者使用步进电动机来实现。

齿轮在第一致动位置时，涡卷回复弹簧18的外臂42作用于驱动槽36而偏压齿轮返回到空置位置。齿轮将停留在空置位置直到齿轮被再次致动。所以在致动到第一致动位置后，齿轮通过涡卷回复弹簧偏压向空置位置。

可以理解，电动机还可驱动齿轮沿第二方向(图3中逆时针方向)到第二致动位置C。组件在第二方向上的操作与在第一方向上的一样，只是涡卷回复弹簧在电动机沿第二方向驱动时是松开状态。不过，齿轮在第二致动位置C时，仍然被偏压向空置位置。

从图3能看出，空置位置位于第一和第二致动位置之间。

可以理解，齿轮在第一或第二方向的转动，使连杆24移动，带动连接在连杆上的装置移动。

参照图4和图5，显示了本发明第二实施例的部分致动器组件110，与致动器组件10相同或相似的特征以原标记数字加100来标识。

第二实施例使用两个涡卷回复弹簧，与第一实施例的一个涡卷回复弹簧不同。

致动器组件110包括一个具有一个外臂154和一个内臂156的第一涡卷回复弹簧152，和一个具有一个外臂140和一个内臂142的第二涡卷回复弹簧150。从图4中可以看出，第一和第二涡卷回复弹簧是一样的(尽管一个相对另一个颠倒安装)。第一涡卷回复弹簧152具有一个上表面155，而第二涡卷回复弹簧150具有一个下表面157。图4中第一和第二涡卷回复弹簧处于自由状态。

致动器组件还包括一个安装在基座114上并与其一体的制动器158，制动器具有一个第一端159和一个第二端161。

齿轮116包括一个安装于凹陷132中的驱动机构160，驱动结构160具有一个第一端162和第二端164。

图5显示一个如下装配后的致动器组件110：

第一涡卷回复弹簧152和第二涡卷回复弹簧150组装在基座114上，第一涡卷回复弹簧152的外臂154与制动器158的第二端161相顶接，第二涡卷回复弹簧150的外臂140与制动器158的第一端159相顶接，第一和第二内臂156和142位于套管124的槽128中。从图5可以看到，第一和第二涡卷回复弹簧是一样的，它们仅仅通过将其中一个倒置而彼此反向缠绕地安装在基座上。

然后，将齿轮116设置在枢轴销120上，使得第一涡卷回复弹簧152的外臂154与驱动机构160的第二端164相顶接，第二涡卷回复弹簧150的外臂140与驱动机构160的第一端162相顶接。

图5中，组件位于空置位置A。与致动器组件10一样，涡卷回复弹簧的内臂和外臂150、152仍然处于同样的相对位置上，因此，在安装到基座上时，涡卷回复弹簧仍旧处于其自由状态，即涡卷回复弹簧为非预张紧状态。所以致动器组件110可以说没有预张紧。

从图4和5中可以看到，第二弹簧150的下表面157和第一弹簧152的上表面155相邻近。因为这两个涡卷回复弹簧安装时反向缠绕，弹簧簧圈相互接触时不太可能互相缠绕。

在另一个可选实施例中，可在第一和第二弹簧之间设置一个塑料垫圈(图未示)，以消除弹簧相互接触并缠绕在一起的可能性。

致动器组件110的操作如下：

图5显示致动器组件处于空置位置A。

当齿轮116通过电动机(图未示)沿第一方向转动(图5中顺时针方向)时，驱动机构160的第二端164与第一涡卷回复弹簧152的外臂154相顶接，以移动外臂154。因为位于与基座一体的套管槽128中，第一涡卷回复弹簧152的内臂156并不移动。因此，当齿轮116沿第一方向转动时，由于外臂154相对内臂156顺时针移动，第一涡卷回复弹簧152卷起。因此，在本实施例中，第一涡卷回复弹簧由于驱动机构160相对于基座114的转动而卷起。

当第一涡卷回复弹簧152位于第一致动位置B时，其外臂154作用于驱动机构160的第二端164上，而将齿轮逆时针偏压向空置位置A上。因此，在致动到第一致动位置后，齿轮通过第一涡卷回复弹簧偏压向空置位置。

当齿轮116沿第一方向转动时，由于驱动机构160的第一端162远离外臂140，且外臂140顶接由于与基座一体而不移动的制动器158的第一端159，第二涡卷回复弹簧150的外臂140保持不动。和第一涡卷回复弹簧一样，第二涡卷回复弹簧150的内臂142不移动，因为其定位于与基座成一体的套管槽128中。从而，当齿轮116顺时针转动时，第二涡卷回复弹簧的臂140和142都不移动，因此，当第一涡卷回复弹簧卷起时，第二涡卷回复弹簧不松开，因此当沿第一方向驱动致动器时，致动器不必克服第二涡卷回复弹簧进行工作。所以，当齿轮沿第一方向转动时，第二涡卷回复弹簧是不工作的。

可以理解，电动机也能驱动齿轮沿第二方向(图5所示逆时针方向)到第二致动位置C。该组件在第二方向的操作与在第一方向的一样，只是第二涡卷回复弹簧从第二致动位置将齿轮偏压向空置位置。相类似，当第二涡卷回复弹簧卷起时，第一涡卷回复弹簧也不松开，并且第一涡卷回复弹簧处于不工作状态。

参照图6至图8，为本发明第三实施例部分致动器组件210的视图，与致动器组件110(第二实施例)相同或相似的特征以其标记数字加100来标识。

第三实施例与第二实施例不同的地方仅仅在于当齿轮位于空置位置时，第一和第二涡卷回复弹簧是预张紧的。

图6显示处于自由状态的第一和第二涡卷回复弹簧(特别标注出外臂240、254和内臂242、256的相对位置)。如同第二实施例，第一和第二涡卷回复弹簧是一样的。

在图7中，第一和第二涡卷回复弹簧位于他们的组装位置，比较图6(弹簧处于自由状态)和图7(弹簧处于组装状态)可以看出，涡卷回复弹簧内臂和外臂的相对位置发生了变化，具体来说，第二涡卷回复弹簧的外臂240相对于内臂242进行了逆时针移动，而第一涡卷回复弹簧的外臂254相对于内臂256进行了顺时针的移动。因此，在图7的组装位置，两个涡卷回复弹簧都处于预张紧状态。这个位置对应于所述空置位置。

除了为了使齿轮沿第一或第二方向移动，电动机必须克服第一或第二涡卷回复弹簧的初始预张紧外，组件的操作与第二实施例相同。因此，需要电动机付出更多的努力来沿第一或第二方向转动齿轮。

图7(空置位置)和图8(第一致动位置)的比较显示致动后第一和第二涡卷回复弹簧的相对位置。

因为当从空置位置沿第一或第二方向致动齿轮时，致动器必须克服第一或第二涡卷回复弹簧的预张力，其空置位置对于涡卷回复弹簧在空置位置没有预张紧的致动器组件来说更好确定。

另外，可在弹簧中设置一定量的预张力来更好地克服致动器组件中的摩擦力，并因而总是将齿轮转到空置位置。这样，在一个在部件中包含一定摩擦的组件中，第一和第二弹簧的与张力可确保齿轮回到空置位置。

参照图9和图10，显示了本发明第四实施例中部分致动器组件310的视图，与致动器组件110(第二实施例)相同或相似的特征以其标记数字加200来标识。

图9中，组件310包括一个带有驱动机构360的齿轮316。驱动机构360与第二实施例的驱动机构不同，驱动机构与区别于外壁相比是从外壁延伸出来的。驱动机构360具有一个第一端362和第二端364。

致动器组件310包括一个具有外臂354和内臂356的第一涡卷回复弹簧352，和一个具有外臂340和内臂342的第二涡卷回复弹簧350。外臂340、354和第二实施例中对应的外臂不同，外臂340、354是弯曲的，以便与驱动机构360的第一和第二端362、364牢固定位。

图10显示如下装配后的致动器组件310：

第一和第二涡卷回复弹簧352、350装配在基座3 14上，使内臂342、356定位于套管324的槽328中。从图9和图10中可以看出，第一和第二涡卷回复弹簧是一样，它们仅仅通过把第二个涡卷回复弹簧倒置而以彼此相反的方向缠绕的状态装配到基座上。

然后，将齿轮316定位在枢轴销320上，使第二涡卷回复弹簧350的外臂340与驱动机构360的第一端362相顶接，并且第一涡卷回复弹簧352的外臂354与驱动机构360的第二端364相顶接。

图10中，组件位于空置位置A。涡卷回复弹簧的内臂和外臂350、352仍旧位于同样的相对位置，因而在安装到基座上时，涡卷回复弹簧仍旧处于自由状态，即涡卷回复弹簧处于非预张紧状态。因此，图9和图10的致动器组件没有预张紧。

致动器组件310的操作如下：

当齿轮316通过电动机(图未示)沿第一方向(图10的顺时针方向)转动时，驱动机构360的第二端364与第一涡卷回复弹簧352的外臂354相顶接，以移动外臂354。第一回复弹簧352的内臂356没有移动，因为它位于与基座成一体的套管槽328中。因此当齿轮316沿第一方向转动时，由于外臂354相对于内臂356顺时针移动，第一涡卷回复弹簧352卷起。

第一涡卷回复弹簧352位于第一致动位置B时，第一涡卷回复弹簧352的外臂354作用于驱动机构360的第二端364，使得齿轮被偏压回空置位置。因此，在在致动到第一致动位置后，齿轮通过第一涡卷回复弹簧偏压向空置位置。

当齿轮316沿第一方向转动时，由于驱动机构360的第一末端362远离外臂340，第二涡卷回复弹簧350的外臂340保持静止。与第一涡卷回复弹簧一样，第二涡卷回复弹簧350的内臂342并不移动，因为它位于与基座成一体的套管槽328中。因此，当齿轮316顺时针旋转时，第二涡卷回复弹簧的两个臂340、342都不移动，所以第二涡卷回复弹簧在第一涡卷回复弹簧卷起时也不松开，因此，在沿第一方向驱动致动器时，致动器不必对抗第二涡卷回复弹簧工作。因此，齿轮沿第一方向旋转时，第二涡卷回复弹簧不工作。

可以理解，电动机也能驱动齿轮沿第二方向(图10中逆时针方向)旋转到第二致动位置C。组件沿第二方向的操作与第一方向一样，除了第二涡卷回复弹簧从第二致动位置向空置位置偏压齿轮。类似地，第一涡卷回复弹簧在第二涡卷回复弹簧卷起时也不松开，此时第一涡卷回复弹簧处于不工作状态。

参照图11和图12，显示了本发明第五实施例部分致动器组件410的视图，与致动器组件110(第二实施例)相同或相似的特征以其标记数字加300来标识。

除了套管与齿轮为一体，涡卷回复弹簧互相交换位置，即第一涡卷回复弹簧450(图11中顶部弹簧)在第二涡卷回复弹簧452(图11中底部弹簧)之上以外，第五实施例与第二实施例相同。

图11显示套管424与齿轮416为一体。通常，套管和齿轮的强度要求是的相似的，因此结合的齿轮和套管可以一个单件式模制。

图12显示如下装配后的致动器组件410：

第二涡卷回复弹簧452安装在齿轮416上，使外臂454与驱动机构460的第二端464顶接，内臂456位于驱动槽428内。然后将第一涡卷回复弹簧450安装在齿轮416上，使外臂440与驱动机构460的第一端462相顶接，且内臂442位于驱动槽428内。

如同在第二实施例中，当第一和第二涡卷回复弹簧一样时，它们仅仅通过将第二涡卷回复弹簧倒置而使彼此反向缠绕的状态组装在齿轮上。

将涡卷回复弹簧组装到齿轮上后，可将齿轮安装在基座上的枢轴420上。

因为第一和第二涡卷回复弹簧450、452相对于基座来说是安装在齿轮上，两个涡卷回复弹簧和齿轮可作为一个能顺序安装在基座上的子组件来提供。因为定位弹簧这一本来繁复的工序能在远离基座的地方进行，这使组装更有效率。

致动器组件410的操作如下：

参照图12，当齿轮416沿第一方向(顺时针方向)转动时，由于驱动机构460的第一端462远离外臂440，并且外臂440与制动器458的第一端459相顶接，因为与基座414为一体，制动器458不能移动，第一涡卷回复弹簧450的外臂440保持静止。因为内臂442位于套管槽428中且套管与齿轮416为一体，第一涡卷回复弹簧450的内臂442从空置位置A向第一致动位置B移动。因此当齿轮416转动时，由于内臂442向外臂440移动，而外臂440在制动器458作用下不能沿第一方向移动，因此第一涡卷回复弹簧450卷起。从而在本实施例中，由于套管424相对于基座的旋转而不是由于驱动机构相对于基座的旋转，第一涡卷回复弹簧卷起。

在第一致动位置B，第一涡卷回复弹簧450的内臂442作用于套管424的驱动槽428上，而将齿轮偏压向空置位置A。因此，在被致动到第一致动位置后齿轮通过第一涡卷回复弹簧被偏压向空置位置。

当齿轮416沿第一方向转动时，驱动机构460的第二端464与第二涡卷回复弹簧452的外臂454相顶接，使得第二涡卷回复弹簧452的外臂454移动。第二涡卷回复弹簧452的内臂456也进行移动，因为它位于与齿轮416成一体的套管槽428内。因此，当齿轮416沿第一方向转动时，由于内臂和外臂没有相对运动，第二涡卷回复弹簧452不卷起。这样，当沿第一方向驱动齿轮时，电动机不必对抗第二涡卷回复弹簧工作。所以在本实施例中，第二涡卷回复弹簧归类为不工作状态，但是与第二、第三、第四实施例相反，第二涡卷回复弹簧所以不工作是因为第二涡卷回复弹簧的两个臂都随齿轮移动，因此两个臂之间没有相对运动，这与两个臂都不随齿轮运动相反，在这种情况下完全没有移动，因此臂就没有相对运动。

参照图13和图14，显示了本发明第六实施例中部分致动器组件510的视图，与致动器组件410(第五实施例)相同或相似的特征以其标记数字加100来标识。

除了组件具有正方形的套管和修改后的弹簧臂以外，第六实施例与第五实施例相同。

图13中，内臂542、556都被弯曲形成一个正方形的轮廓，使得能定位于正方形套管524上，由此避免了套管中设有槽来容纳内臂的需要。这一点很有利，因为，如果没有槽，套管就更少可能爆裂而导致故障。

致动器组件510的操作与第五实施例相同。

参照图15至图18C，显示了本发明第七实施例中部分致动器组件610的视图，与致动器组件410(第五实施例)相同或相似的特征以其标记数字加200来标识。

第七实施例与第五实施例相同，并以同样的方式操作，除了第一和第二涡卷回复弹簧在空置位置时为预张紧状态。

与图15所示的涡卷回复弹簧为自由状态相比，图16显示了涡卷回复弹簧位于空置位置，图18A和18B为涡卷回复弹簧外臂和内臂相对位置的具体视图，显示涡卷回复弹簧与第三实施例一样为预张紧状态。

图18B(空置)和18C(位置B)显示了涡卷回复弹簧在沿第一方向致动到第一致动位置之前和之后的位置。

参照图19至图21，显示了本发明第八实施例中部分致动器组件710的视图，与致动器组件410(第五实施例)相同或相似的特征以其标记数字加300来标识。

除了第一和第二涡卷回复弹簧安装在齿轮的相对两侧以外，致动器组件与第五实施例相同。

在图19和图20中，齿轮716具有一个上表面770和一个下表面772，且齿轮716包括一个安装在上表面770的上部驱动机构760A和一个安装在下表面772的下部驱动机构760B。该上部驱动机构760A具有一个第一端762A，下部驱动机构760B具有一个第二端764B。

齿轮具有一个套管724，该套管724与齿轮的上、下部表面突出部分成为一体，并包括一个槽728。

第一和第二涡卷回复弹簧与第五实施例中的相同。

一个上部制动器758A安装在基座714上部并与其成为一体，一个下部制动器758B安装在基座714下部并与其成为一体。上部制动器758A具有一个第一端759A，下部制动器758B具有一个第二端761B。

图21显示如下装配后的致动器组件710：

第一涡卷回复弹簧750组装在齿轮716的上表面770上，使外臂740与上部驱动机构760A的第一端762A相顶接，内臂742位于驱动槽728中。第二涡卷回复弹簧752组装在齿轮716的下部表面772上，使得外臂754与驱动机构760B的第二端764B相顶接，并且内臂756位于驱动槽728中。从图19和图20中可以看出，第一和第二涡卷回复弹簧组装使得它们相反地转动。同样，这也能通过仅仅倒置其中一个来实现。

通过将第一和第二涡卷回复弹簧定位在齿轮的两侧，消除了弹簧相互缠绕的可能性，因为它们不再有物理接触。

在把涡卷回复弹簧组装在齿轮上之后，再将齿轮就定位在枢轴720上，而枢轴720安装在基座714上。

致动器组件710的操作如下：

当齿轮由电动机(图未示)沿第一方向(顺时针)转动时，由于上部驱动机构760A的第一端762A远离第一涡卷回复弹簧750的外臂740，并且外臂740与上部制动器758A的第一端759A相顶接，又因为与基座714为一体，上部制动器758A并不移动，因此外臂740保持静止。第一涡卷回复弹簧750的内臂742由于其定位于与齿轮716为一体的套管槽728中而进行移动。从而，当齿轮716转动时，由于内臂742朝外臂740移动，而外臂740在制动器758作用下不能沿第一方向移动，第一涡卷回复弹簧750卷起。

在第一方向致动到第一致动位置B之后，第一涡卷回复弹簧750的内臂742作用于套管724的驱动槽728上，使得齿轮716被偏压回空置位置A。

当齿轮716沿第一方向转动时，下部驱动机构760B的第二端764B与第二涡卷回复弹簧752的外臂754相顶接，而移动第二涡卷回复弹簧752的内臂756。因为位于套管槽728中且套管与齿轮716为一体，第二涡卷回复弹簧752的内臂756也进行移动。因此齿轮716沿第一方向转动时，第二涡卷回复弹簧752不再卷起，这是因为内臂和外臂共同移动而没有彼此的相对移动。

参照图22至图24，显示了本发明第九实施例中部分致动器组件810的视图，与致动器组件410(第五实施例)相同或相似的特征以其标记数字加400来标识。

除了第一和第二涡卷回复弹簧结合形成一个组合的弹簧外，第九实施例与第五实施例相同。

参照图22和图23，组件包括一个单个的组合弹簧880形式的弹簧装置。组合弹簧880是一个单独的组件，其具有一个共用的内臂842(相对于第五实施例的分离的内臂442、456来说)、一个第一外臂854、和一个第二外臂840。组合弹簧880设置为自内臂842向第二外臂840逆时针卷绕，而形成一个对应第五实施例中的第一涡卷弹簧并与其以相同方式作用的上部弹簧部分884，并且顺时针由内臂842向第一外臂854卷绕，而形成一个对应第五实施例的第二涡卷弹簧并与其以相同方式作用的下部弹簧部分886。

图24A显示一个改进的组合弹簧880的坯料。

弹簧880通过产生一个尺寸适当的、基本上具有矩形形状的坯料而形成，其具有长度X和高度Y，并且沿坯料的中心线C切割一个高度为S的槽841。坯料长度的其余未切割形成槽的部分限定共用的内臂842的长度。上部弹簧部分884再于一沿共用的内臂842的方向上卷绕，并且下部弹簧部分886在相反的方向上卷绕，使上部和下部弹簧部分相反地转动。槽阻止在上部和下部部分在相反方向上卷绕时以及在致动器组件中组装时的后续操作期间产生错误动作。由图24A中可以看出，共用的内臂具有高度Y，第一外臂854和第二外臂840具有的组合高度等于坯料高度外加槽高S。

组合弹簧880组装在齿轮816上，使第一外臂854顶接驱动构件860的第二端864，而第二外臂840顶接驱动构件860的第一端862。共用的内臂842定位于驱动槽828中。

通过相对第五实施例中的两个涡卷回复弹簧提供一个组合弹簧，由于具有更少的部件，故易于组装。也可设置共用内臂842为上部弹簧部分884和下部弹簧部分886间隔设置，因此，进一步减少上述弹簧部分缠住的可能性。

另外，弹簧可在不影响组件操作的情况下组装在更高处，这样组装效率更高。

致动器组件810的操作与第五实施例相同，上部弹簧部分884以相同方式用作第一涡卷回复弹簧450，而下部弹簧部分886以相同方式用作第二涡卷回复弹簧452。

图24B显示一个可选的组合弹簧的坯料980。坯料980区别于图24A中的坯料之处在于，槽941通过在与共用内臂942边缘相对应的中心线C之一点处形成孔955，并且再沿该中心线向孔995剪切坯料而形成。上部弹簧部分984和下部弹簧部分986再进行变形以形成一个间隙(图未示)，所述间隙阻止在上部和下部部分在相反方向上卷绕时以及在致动器组件中组装时的后续操作期间产生错误动作。

图24C显示一个可选的组合弹簧的坯料1080。坯料1080区别于图24A中的坯料之处在于，相对基本上矩形的形状来说是基本上S形(没有方角)。弹簧通过沿折叠线F折叠以产生一个共用内臂1042，和在相反的方向上绕共用内臂卷绕上部部分1084和下部部分1086而形成。可以理解，因为坯料在其自身上折叠，共用内臂1042厚度为坯料880的共用内臂厚度的两倍。

另外，由图24C中可以看出，第一和第二外臂1054、1040的高度为Y，即，相对图24A中第一和第二外臂延伸为坯料大约一半的高度来说，第一和第二外臂1054、1040的延伸为坯料的整个高度。还可以理解，由于坯料沿折叠线F折叠，坯料的原长度是图24A坯料长度的两倍。

在一个可选实施例中，组合弹簧880可以用组合弹簧980或1080替换。

尽管图1至图25的致动器组件中的一些特征涉及特定的实施例，但是可以理解，多数不同特征可结合到不同的实施例中。

更具体地，所有的实施例中可使用方形或圆柱形套管，相应修改弹簧内臂。

使用第一和第二涡卷回复弹簧的所有实施例可修改为在空置位置具有预张力或不具有预张力。

图1至25中说明的致动器组件可用于在第一或第二方向驱动连接于齿轮的连杆。致动器组件设置为在沿第一和第二方向驱动后，齿轮在涡卷回复弹簧作用下返回空置位置。

连杆可连接于设备的一个部件上，这样可在部件上施加第一或第二方向的动力使其到第一或第二部件位置。通常，这样的设备还包括手动装置以及为了方便在电源故障的时候在第一和第二部件位置之间移动部件。因此，在沿第一或第二方向动力致动该部件后，由于致动器回到空置位置，如果用手动装置移动该部件，不需要手动反转驱动所述电动机，因此，劳动强度较小。

动力闩锁是在第一和第二方向提供有动力的设备的一个例子。

参照图26，显示一个锁闩组件88，其包括一个锁闩90及一个致动器组件10。

锁闩组件88通常用在诸如小轿车或卡车等的陆地车辆上。锁闩组件可用于确保关闭驾驶室或乘客室的门，或者用于确保关闭行李箱盖。

锁闩90包括一个锁闭机构92，该锁闭机构92通过连杆93连接于手动锁闭装置94，并通过连杆97连接于动力锁闭装置96。手动锁闭装置94通常连接于一个或多个窗台按钮(图未示，但通常安装在车门的内侧窗台)，锁闩90还包括一个内侧解锁手柄(图未示)和一个钥匙机构(图未示，但通常安装在车门的外侧)。锁闭机构92包括一个锁连接件96。

致动器组件10通过连杆24连接于动力锁闭装置96，这样电动机12可在第一或第二方向驱动连杆24。连杆在第一方向的运动将锁连接件96从空置位置移动到锁闩锁定的第一部件位置，而连杆在第二方向的运动将锁连接件96从空置位置移动到锁闩解锁的第二部件位置。在另一实施例中，所述部件位置可对应例如儿童安全功能启用和儿童安全功能取消位置。

在电动机驱动锁连接件至锁定位置后，电动机通过涡卷弹簧的偏压而返回空置位置。锁闩此刻可通过在第二方向(相反方向)驱动电动机而动力解锁，或者通过手动锁闭装置而手动解锁。因为电动机处于空置位置，手动锁闭装置不必手动反转驱动所述电动机，因此，操作窗台按钮、钥匙、或内侧解锁手柄不需要过多的费力，即不需要用力手动反转驱动所述电动机。

因此，可以看出，通过在动力锁闭的锁闩中采用本发明致动器组件，电动机不必通过手动或反向运转电动机而反转驱动。

在另一些实施例中，致动器组件10可用图4至图25中任一种致动器组件替换。

在另一些实施例中，齿轮可直接连接于锁闭机构，而不是通过连杆。

Claims

1.一种致动器组件，包括一个致动器、一个输出部件、以及一个具有至少一个涡卷回复弹簧的弹簧装置，所述输出部件具有一个空置位置、一个第一致动位置和一个第二致动位置，所述空置位置位于第一和第二致动位置之间，所述输出部件能够由所述致动器从所述空置位置驱动到所述第一致动位置和到第二致动位置，其中，所述弹簧装置设置为从第一致动位置向空置位置偏压所述输出部件，并且也设置为从第二致动位置向空置位置偏压所述输出部件。

2.根据权利要求1所述的致动器组件，其特征在于，所述弹簧装置包括一个第一涡卷回复弹簧和一个第二涡卷回复弹簧，其中，所述第一涡卷回复弹簧从第一致动位置向空置位置偏压所述输出部件，所述第二涡卷回复弹簧从第二致动位置向空置位置偏压所述输出部件。

3.根据权利要求2所述的致动器组件，其特征在于，所述第一涡卷回复弹簧和第二涡卷回复弹簧在空置位置处于预张紧状态。

4.根据权利要求3所述的致动器组件，其特征在于，所述第一和第二涡卷回复弹簧设置为使其彼此相对反向转动。

5.根据权利要求4所述的致动器组件，其特征在于，所述第一涡卷回复弹簧具有一个第一外臂和一个第一内臂，而所述第二涡卷回复弹簧具有一个第二外臂和一个第二内臂，其中，在将所述输出部件致动到第一致动位置期间，所述第一涡卷回复弹簧的内臂和外臂之间有相对移动，使得所述第一涡卷回复弹簧将所述输出部件向空置点偏压，而所述第二涡卷回复弹簧的内臂和外臂之间没有相对移动。

6.根据权利要求5所述的致动器组件，其特征在于，在将所述输出部件致动到第一致动位置期间，所述第一内臂并不移动，而所述第一外臂随所述输出部件移动。

7.根据权利要求5所述的致动器组件，其特征在于，在将所述输出部件致动到第一致动位置期间，所述第一外臂并不移动，而所述第一内臂随所述输出部件移动。

8.根据权利要求5所述的致动器组件，其特征在于，所述第二内臂和第二外臂随所述输出部件一同移动，使得所述第二内臂和第二外臂之间没有相对运动。

9.根据权利要求5所述的致动器组件，其特征在于，所述第二内臂和第二外臂不移动，使得所述第二内臂和第二外臂之间没有相对运动。

10.根据权利要求6所述的致动器组件，其特征在于，包括一个套管，所述套管具有一个槽，所述第一和第二内臂位于槽中。

11.根据权利要求10所述的致动器组件，其特征在于，所述套管与一个其上安装所述输出部件的基座连成一体。

12.根据权利要求2所述的致动器组件，其特征在于，所述第一涡卷回复弹簧安装在所述输出部件的第一侧，而所述第二涡卷回复弹簧安装在所述输出部件的第二侧。

13.根据权利要求2所述的致动器组件，其特征在于，所述弹簧装置为组合弹簧的形式，包括所述第一涡卷回复弹簧和第二涡卷回复弹簧，所述第一和第二涡卷回复弹簧设置为连成一体并反向转动。

14.根据权利要求1所述的致动器组件，其特征在于，所述输出部件是一个齿轮。

15.一种包括一个锁闩和一个如权利要求1所述的致动器组件的锁闩组件，其特征在于，所述致动器可操作为将一个锁闩部件移动到一个第一部件位置和一个第二部件位置，而改变所述锁闩的状态。

16.根据权利要求15所述的锁闩组件，其特征在于，所述第一部件位置对应于锁闩的锁定状态，所述第二部件位置对应于锁闩的解锁状态。

17.一种输出部件子组件，包括一个输出部件和一个具有至少一个涡卷回复弹簧的弹簧装置，所述输出部件具有一个空置位置、一个第一致动位置和一个第二致动位置，所述空置位置位于所述第一和第二致动位置之间，所述输出部件可通过一个致动器从空置位置驱动到第一致动位置和到第二致动位置，其中，所述弹簧装置设置为从第一致动位置向空置位置偏压所述输出部件，以及从第二致动位置向空置位置偏压所述输出部件。

18.一种组装致动器组件的方法，包括下列步骤：

提供一个致动器，

提供一个输出部件，

提供一个弹簧装置，

提供一个基座，

将所述弹簧装置组装在所述输出部件上而提供一个输出部件子组件，

将所述输出部件子组件组装在基座上，使得所述弹簧装置处于空置位置，

将所述致动器组装在所述基座上。

19.根据权利要求17所述的输出部件，其特征在于，所述弹簧装置在空置位置时为预张紧状态。

20.根据权利要求18所述的组装致动器组件的方法，其特征在于，所述弹簧装置在空置位置时为预张紧状态。