CN1997538A - 转向锁定装置 - Google Patents

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Abstract

一种转向锁定装置(10)，无需工具即可相对于壳体(20)固定锁紧螺栓盖(60)，以覆盖壳体(20)中形成的空腔(48)。该装置包括：壳体(20)，壳体中形成有空腔(48)，锁紧螺栓(12)容纳于空腔(48)中。覆盖空腔(48)的锁紧螺栓盖(60)上有开口(94)，锁紧螺栓(12)延伸通过开口(94)。卡合带(70)固定到锁紧螺栓盖(60)和壳体(20)之一上，并与锁紧螺栓盖(60)和壳体(20)中的另一个啮合，以便相对于壳体(20)固定所述锁紧螺栓盖(60)。在一个实施例中，形成于卡合带(70)上的挤压凸肋(136)使盖(60)和壳体(20)之间的接触最少，从而使噪声减轻到最小。

Description

转向锁定装置
交叉引用相关申请
本申请要求享有申请日为2004年2月12日的美国临时申请№60/544,137的优先权。
关于联邦政府资助研究的声明
无
技术领域
本发明涉及转向锁定组件，特别是一种具有一个锁紧螺栓盖的汽车转向锁定装置。
背景技术
用于车辆的转向锁定装置一般包括一个安装于车辆转向柱上的壳体，转向柱里装有转向轴，转向轴旋转改变车轮的方向角以使车辆转向。转向轴由锁紧螺栓可选择地锁定，该锁紧螺栓被可往复运动地(reciprocally)安装在转向锁定装置壳体中形成的一个空腔内。锁紧螺栓与转向轴可啮合以防止转向轴旋转并控制使车辆转向的能力。锁紧螺栓盖用螺母、螺栓、桩杆、销或者其它类似物固定到空腔上方的壳体上。
锁紧螺栓盖和壳体一般是金属的，一旦紧固件随着时间的过去而变松就会导致盖和壳体产生烦人的噪声。另外，由于用螺钉、螺栓、桩杆、销或者其它类似元件将锁紧螺栓盖固定到壳体上要用工具，例如螺丝刀、扳手以及其它类似的工具，因此，组装转向锁定装置会很费时。因此需要一种转向锁定装置，该装置不需要工具即可很容易地将锁紧螺栓盖固定到壳体上并且使噪声最小。
发明内容
因此，本发明提供一个转向锁定装置，无需工具即可相对于壳体将锁紧螺栓盖固定，并使锁紧螺栓盖覆盖壳体中形成的空腔。该装置包括一个壳体，壳体中形成有空腔，锁紧螺栓可以容纳于该空腔中。覆盖空腔的锁紧螺栓盖上有开口，锁紧螺栓延伸通过此开口。卡合带被固定到锁紧螺栓盖和壳体之一上，并与两者中的另一个啮合，以将锁紧螺栓盖相对于壳体固定。在一个实施例中，在卡合带上形成的挤压凸肋使得盖和壳体之间的接触最小由此减少了噪声。
本发明的一个基本目的在于提供一种包括一个盖的装置，它无需工具即可将盖相对于壳体固定。解决的方法是借助于卡合带，卡合带被固定到锁紧螺栓盖和壳体之一上，并与两者中的另一个啮合，以将锁紧螺栓盖相对于壳体固定。
本发明的另一个目的是减小由于盖和壳体接触产生的噪声。在卡合带上形成的挤压凸肋使得盖和壳体之间的接触最小由此减少了噪声。
本发明前述的目的和其它目的及优点将借助于以下说明阐释。在说明中将参照相关附图，这些附图构成说明书的一部分，并以示例的方式示出优选实施例。
附图说明
附图1是本发明转向锁定装置的透视图；
附图2是该转向锁定装置沿图1的2-2线的剖视图；
附图3是图1转向锁定装置的分解透视图；
附图4是图1转向锁定装置的俯视图；
附图5是图1转向锁定装置的正视图；
附图6是图1锁紧螺栓盖的俯视透视图；
附图7是图1锁紧螺栓盖的底视透视图；
附图8是图7锁紧螺栓盖的底视平面图；
附图9是图7锁紧螺栓盖的正端视图；
附图10是锁紧螺栓盖沿图8的线10-10的截面图；
附图11是锁紧螺栓盖沿图8的线11-11的截面图；
附图12是图3卡合带的俯视透视图；
附图13是图12卡合带的俯视图；
附图14是卡合带沿图13的线14-14的截面图；
附图15是沿图14卡合带沿图14的线15-15的细部视图；
附图16是图14的卡合带容纳于图1中壳体开口的细部图；
在详细解释本发明的一个优选实施例之前，应当明白本发明不局限于本申请中依据说明书和附图所阐释的所述元件的布置和结构。本发明可以按照其它的实施例或者以各种方式被实施。而且，此处所用的措辞和专业用语均是为了解释本发明，而不应当理解为对本发明的限制。
具体实施方式
如图1-16所示，一种转向锁定装置10适于安装在车辆的转向柱上，该转向锁定装置10包括一个与转向轴啮合的锁紧螺栓12。转向轴旋转时改变车轮的角度方向以使车辆转向。锁紧螺栓12可选择地与转向轴啮合以防止转向轴旋转，因此能够使车辆转向。优选地，一个圆柱形锁定装置可以由键驱动，它驱动转向锁定装置10以选择地使锁紧螺栓12与转向轴啮合。在此实施例中，当锁紧螺栓12与转向轴分开时，构成转向锁定装置10一部分的点火开关14被驱动以启动车辆。
转向锁定装置10包括具有锁紧螺栓部分22的装配壳体20，该螺栓部分从圆柱部分26切向延伸。圆柱部分26在圆柱前端部28和圆柱后端部30之间延伸。凸轮32穿过圆柱前端部28容纳于圆柱部分26中，凸轮与安装于锁紧螺栓部分22中的锁紧螺栓12啮合，从而可以垂直于圆柱部分26的纵轴线40往复移动。凸轮销34由穿过凸轮32的凸轮弹簧36偏压，与安装于壳体20圆柱形后端部30的点火开关14啮合。安装在圆柱形前端部28的天线座38容纳圆柱形锁定装置。优选地，圆柱形锁定装置与凸轮32和凸轮销34啮合以启动车辆并解锁转向柱。
现在参照图1-5，优选地，壳体20与锁紧螺栓部分22和圆柱形部分26形成为单个零件，该零件由金属制成，例如，铸锌合金，铝，或类似物。尽管壳体20优选地形成为单个零件，在不偏离本发明的范围内，壳体20可以采用现有技术公知的方法由很多部分连接在一起而形成，所述公知的方法例如焊接、螺栓连接等。总之，尽管本发明特别适合于由非弹性材料、例如金属制成的壳体20，但在不偏离本发明的范围内，壳体20也可以由其它材料形成，例如，塑料，陶瓷等类似物。
壳体20的锁紧螺栓部分22往复地容纳锁紧螺栓12，锁紧螺栓部分22包括上凹面42，该上凹面容纳车辆转向轴。该上凹面42经侧壁46与底壁44连接，侧壁46形成了空腔48。空腔48在上凹面42上开口，并且可以容纳锁紧螺栓12和锁紧螺栓弹簧52。锁紧螺栓弹簧52置于锁紧螺栓12和锁紧螺栓部分底壁44之间，将锁紧螺栓12偏压成与转向轴啮合。锁紧螺栓盖60相对于壳体20固定，覆盖空腔48，限制锁紧螺栓12移出空腔48。
如图1-4和6-10所示，锁紧螺栓盖60优选地为金属，例如，铸锌合金，铝等类似物，锁紧螺栓盖借助于卡合带70相对于壳体20固定。盖60包括由侧部66和端部68连接起来的顶板62和底板64。侧部66和端部69从顶板62和底板64的外周边向内间隔设置，形成周向凹槽72以容纳卡合带70。槽76在底板64的两个相对边78和盖的侧部66上形成，这些槽容纳了从卡合带70向内延伸的卡合带导向突起80，以便相对于盖60适当地定位卡合带70。另外，盖导向突起84从顶板62的边缘向外延伸，该突起容纳在壳体20上形成的槽86中以便相对于孔腔48适当地定位盖60。尽管本发明特别适合于由非弹性材料、例如金属制成的盖60，在不偏离本发明的范围内，盖60也可以由其它材料形成，例如，塑料，陶瓷等类似物。
分割块90从每一个盖的末端69延伸，进入从顶板62和底板64的外周缩进去形成的周向凹槽72。分割块90将周向凹槽72分成两半，以在周向凹槽72中分割块90的两侧形成凹处92，将盖的端部68与卡合带70分开。在装配时随着盖60和卡合带70被压紧到空腔48中，凹处92使得卡合带70可以向内变形。
锁紧螺栓12穿过矩形开口94延伸并与转向轴啮合，该开口94穿过盖60。优选地，壳体顶板62包括一个凹形上表面96，该上表面基本上与锁紧螺栓部分的凹形上表面42齐平。从顶板上表面96延伸的凸缘98环绕开口94，尽管图中显示了一个凸缘98，但是这不是实施发明必须的。
如图1-3和12-16所示，卡合带70相对于壳体20固定锁紧螺栓盖60，采用的方式是卡合连接以便在装配时不需要工具。优选地，卡合带70由塑料例如乙缩醛模塑而成，由两个端部102连接两个侧部100形成的封闭矩形带。卡合带70容纳于盖60的周向凹槽72中，紧密地安装在顶板62和底板64之间并环绕盖60。卡合带70的内表面108朝向盖60，并邻靠在盖的侧部66和分割块90上。装配时，卡合带70的外表面110朝向壳体空腔侧壁46。内表面108和外表面110在卡合带70的顶边缘112和底边缘114之间延伸。
一对卡合突起120从卡合带70的每个端部102的外表面110延伸进入到壳体空腔48的侧壁46形成的开口124中，从而相对于壳体20固定卡合带70以及盖60。尽管优选地是穿过空腔侧壁46形成开口124，因为这使得装置10能拆卸，但是在不偏离本发明的范围内的情况下，可以使用一个从空腔侧壁46伸入空腔48中的支架或者凸脊，与卡合突起120啮合。
每一个卡合突起120(如图15、16最清楚地所示)，是一个倾斜突起，具有下边缘126和上边缘128，下边缘126与卡合带的外表面110的外端齐平，并接近卡合带70的底边缘114，上边缘128接近卡合带的70的顶边缘112。上边缘128比下边缘126更加远离卡合带外表面110，从而形成一个有一定角度的朝外的凸轮表面130。
向外的凸轮表面130在下边缘126和上边缘128之间延伸，并在装配时，与壳体空腔侧壁46啮合。在装配期间，随着盖60和卡合带70被压入壳体空腔48中，凸轮表面130将卡合带端部102朝着盖60压迫成在凹槽72中形成的凹处92中的变形后的形状，这样每一个卡合突起120都朝着盖60缩回。优选地，空腔侧壁46的顶边缘斜切，以与凸轮表面130初始地啮合，从而使得盖60很容易插入空腔48。
一旦盖60全部插入到壳体空腔48中，卡合突起120与壳体空腔侧壁46形成的开口124对齐，卡合带70就弹回向未变形的形状，将卡合突起120压入开口124中并相对于壳体20固定卡合带70以及盖60。
尽管优选的方案是卡合突起从锁紧螺栓盖延伸出，但在不偏离本发明的范围内也可以提供其它构造以相对于壳体固定卡合带。例如，卡合带可具有锥形外表面，该表面可以作为凸轮表面，该凸轮表面被压过在空腔侧壁上形成的向内延伸的凸肋。一旦卡合带被压过凸肋，卡合带的顶边缘就与凸肋啮合，以相对于壳体固定卡合带。
挤压凸肋132、134、136从卡合带70的内和外表面108、110上伸出，相对于盖60将卡合带70间隔分开，使得盖60和壳体20之间产生噪声的接触最小。在此披露的实施例中，成对的挤压凸肋132、136从卡合带的侧部100和端部102中的每一个向内延伸。卡合带挤压凸肋134从卡合带端部102的内表面108向内延伸，与从盖上伸入周向凹槽72中的分割块90啮合。防噪声的挤压凸肋136从卡合带侧部100的内表面108向内延伸，并与盖侧部66啮合。此外，防噪声的挤压凸肋132从卡合带侧部100的外表面110向外延伸，并与壳体空腔侧壁46啮合。尽管图示的挤压凸肋是优选的，只要不偏离本发明的精神范围，可以采用任意数量的挤压凸肋的数目或不采用挤压凸肋。
卡合带导向突起80从邻近每一个卡合带的端部102的卡合带侧部100的内表面108向内延伸。每一个导向突起80容纳于形成在盖60的底板64和侧部66上的槽76之中的一个，以相对于盖定位卡合带70。优选的，设置两个导向突起80和槽76来准确地相对于盖60定位卡合带70。然而在不偏离本发明的范围内，导向突起和槽的数目、位置可以任选。
现在参照图1～16，锁紧螺栓盖60与壳体20装配，首先形成一个锁紧螺栓盖/卡合带的装配组件，该装配组件容纳于壳体空腔48中。锁紧螺栓盖/卡合带的装配是首先将卡合带导向突起80与在盖底板64和侧部66中形成的槽76对齐，且使卡合带70的顶边缘112面向底板64。卡合带70然后被压到底板64上，直到卡合带卡入周向凹槽72中，同时，卡合带顶边缘112与顶板62相邻，并且卡合带底边缘114与底板64，从而形成锁紧螺栓盖/卡合带装配组件。
锁紧螺栓盖/卡合带装配组件然后与壳体20组装，首先相对于壳体空腔48定位锁紧螺栓盖/卡合带装配组件，这样盖底板64面对壳体空腔48并被容纳于壳体空腔48中，且使盖导向突起84与在壳体20上形成的槽86对齐，每一个卡合突起120在空腔侧壁46形成的开口124之中的一个上方间隔开。锁紧螺栓盖/卡合带装配组件然后被压入到空腔48中，这样，每一个卡合突起120的凸轮表面130就与空腔侧壁46之一啮合，使卡合带70变形，并迫使卡合带70的部分进入到形成在槽72中的凹处92中。有利的，迫使得卡合带70的部分进入到凹处92中可以使卡合突起120至少部分回缩入凹槽72。随着卡合突起120至少部分回缩到凹槽72中，锁紧螺栓盖/卡合带装配组件无需工具就很容易压入空腔48中。
一旦卡合突起120与在空腔侧壁46中的开口124对齐，卡合带70就弹回到未变形位置，强制卡合突起120进入开口124(如图16所示)，以相对于壳体20在空腔48中固定卡合带70和盖60。有利的，盖60和壳体20彼此相对固定，无需附加的机械固定件，例如螺钉、螺栓等类似物。总之，盖60和壳体20不用工具就可以快速卡接，快速简单地将各零件组装起来。尽管不需要附加的紧固件，在不偏离本发明的范围内，也可以使用一些紧固件。
尽管本发明的一个优选实施例是转向锁定装置，任何采用本发明的装置是一个壳体上带有开口，开口被一个盖覆盖着。此外，尽管披露了卡合带容纳于盖中所形成的周向凹槽中，且卡合带的卡合突起与壳体啮合，但是，在不偏离本发明的范围内，卡合带也可以被固定于壳体上，例如，被容纳在形成于空腔侧壁上的凹槽中，卡合带的卡合突起可以与盖啮合以相对于壳体固定盖。
本发明的另一个实施例中，空腔有一个封闭的顶，和一个敞开的底部。具有锁紧螺栓开口的顶壁封住空腔的顶部，锁紧螺栓通过锁紧螺栓开口延伸，以与转向轴啮合。一个盖，例如上面所述的盖60，与卡合带一起封闭空腔的底部，并与锁紧螺栓弹簧啮合，将锁紧螺栓朝顶壁和转向轴偏压。当然，在不偏离本发明的范围内，如果空腔是两端开口的，一个锁紧螺栓盖，如上述所公开的那种，也可以用于盖住空腔顶部和底部。
上面图示和描述的都是本发明的目前认为优选的实施例，在不偏离所附权利要求所限定的本发明的范围内，本领域的技术人员显然可以作出各种改变和修改。因此，各种替代和实施方式都将落入下述权利要求的范围之内，这些权利要求详细地指出并分别要求保护作为本发明的主体。

Claims (23)

1、一种转向锁定装置包括：
一个壳体，该壳体中形成有空腔；
容纳于所述空腔中的一个锁紧螺栓；
覆盖所述空腔的一个锁紧螺栓盖；和
一个卡合带，该卡合带固定于所述的锁紧螺栓盖和所述壳体之一，并与所述的锁紧螺栓盖和所述壳体之中的另一个啮合，以便相对于所述外壳固定所述锁紧螺栓盖。
2、如权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，所述锁紧螺栓盖有一个开口，锁紧螺栓延伸通过此开口。
3、如权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，所述空腔包括底壁和敞开的顶部，其中所述锁紧螺栓盖盖住所述敞开的顶部。
4、如权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，所述的盖包括由侧部连接的顶部和底部，形成在至少一个所述侧部上的凹槽容纳所述卡合带，以相对于所述盖固定所述卡合带。
5、如权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，所述卡合带包括至少一个卡合突起，该卡合突起与所述锁紧螺栓盖和所述壳体之中的所述另一个啮合，以相对于所述壳体固定所述锁紧螺栓盖。
6、如权利要求5所述的转向锁定装置，其特征在于，所述卡合突起是向外延伸的突起，具有有一个凸轮表面，该突起与所述锁紧螺栓盖和所述壳体之中的所述另一个啮合，以相对于所述壳体固定所述的锁紧螺栓盖。
7、如权利要求5所述的转向锁定装置，其特征在于，所述空腔包括一个内壁，在所述内壁上形成至少一个开口，该开口容纳所述至少一个卡合突起，以相对于所述壳体固定所述盖。
8、如权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，所述卡合带包括挤压突起，以将由于所述壳体和所述盖之间的接触所产生的噪音减到最小。
9、如权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，所述壳体和所述盖由金属制成，所述卡合带由塑料制成。
10、如权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，所述盖包括周向凹槽，并且所述卡合带容纳在周向凹槽中，以便相对于所述盖固定所述卡合带。
11、如权利要求10所述的转向锁定装置，其特征在于，包括一个分割块，该分割块从所述盖延伸进入所述凹槽，并从所述凹槽间隔开所述卡合带的至少一部分，以在所述凹槽上形成一个凹处，以便在组装所述卡合带与所述盖的时候容纳所述卡合带的至少一部分。
12、一种装置包括：
一个壳体，该壳体中形成有一个空腔；
覆盖所述空腔的一个盖；和
一个卡合带，该卡合带固定于所述盖和所述壳体之中的一个，并与所述盖和所述壳体之中的另一个啮合，以便相对于所述壳体固定所述盖。
13、如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述盖包括由侧部相连接的顶部和底部，形成在至少一个所述侧部上的凹槽容纳所述卡合带，以相对于所述盖固定所述卡合带。
14、如权利要求12所述的锁定装置，其特征在于，所述卡合带包括至少一个卡合突起，该卡合突起与所述锁紧螺栓盖和所述壳体之中的所述另一个啮合，以便相对于所述壳体固定所述锁紧螺栓盖。
15、如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述卡合突起是一个向外延伸突起，具有一个凸轮表面，该突起与所述锁紧螺栓盖和所述壳体之中的所述另一个啮合，以便相对于所述壳体固定所述锁紧螺栓盖。
16、如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述空腔包括内壁，在所述内壁上形成的至少一个开口容纳所述至少一个卡合突起，以便相对于所述壳体固定所述盖。
17、如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述卡合带包括挤压突起，以将由所述壳体和所述盖之间的接触所产生的噪声减到最小。
18、如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述壳体和所述盖由金属制成，所述卡合带由塑料制成。
19、如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述盖包括周向凹槽，该周向凹槽容纳所述卡合带，以便相对于所述盖固定所述卡合带。
20、如权利要求19所述的装置，其特征在于，分割块从所述盖延伸进入所述凹槽，该分割块从所述凹槽间隔开所述卡合带的至少一部分，以在所述凹槽中形成一个凹处，以便在装配所述卡合带与所述盖时容纳所述卡合带的至少一部分。
21、如权利要求12所述的装置，其特征在于，一个锁紧螺栓容纳于所述空腔中并延伸通过形成于所述盖上的开口。
22、如权利要求12所述的转向锁定装置，其特征在于，所述空腔包括一个底壁和敞开的顶部，其中所述盖覆盖所述敞开的顶部。
23、一种覆盖在壳体中形成的空腔的方法，该方法包括：
将卡合带固定于盖和壳体之一上；
将所述盖压入所述空腔；和
将所述卡合带与所述盖和所述壳体之中的另一个啮合，以便相对于所述壳体固定所述盖。
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