电动机械式旋转掣子闩锁.pdf

本发明涉及闩锁设计的改进。本发明所示的实施例是旋转掣子闩锁，其具有在第一元件和第二元件之间提供压缩力的能力。

1.  一种适于将关闭元件(300)固定在预定位置中的闩锁(200)，所述关闭元件设有撞击器(308)，所述闩锁包括：
闩锁壳体(202)；
掣子(204)；
触发器或扣掣(206)；和
电动的致动器组件(208)，其能选择性地移动所述触发器(206)使其脱离与所述掣子(204)的接合和使所述掣子相对于所述壳体(202)向内缩回。

2.  如权利要求1所述的闩锁，其中所述闩锁(200)适于连接到第二元件以使得所述闩锁能被所述撞击器(308)接合，以便将所述关闭元件(300)相对于所述第二元件固定在所述预定位置。

3.  如权利要求1所述的闩锁，其中所述壳体(202)具有开口，所述开口允许所述撞击器(308)的至少一部分进入所述壳体(202)用以由所述掣子(204)接合。

4.  如权利要求3所述的闩锁，其中所述闩锁还包括支撑板(215)，其被支撑以相对于所述壳体(202)进行直线运动，所述开口呈开槽(212)的形式，所述开槽穿过所述壳体(202)的第一部分(211)，如侧面图中所示，所述开槽(212)形成所述壳体(202)中的开口的、近似U形的切口，当所述掣子相对于所述支撑板(215)处于打开配置中时，所述开槽(212)对于所述撞击器(308)给予无阻碍路径以便所述撞击器(308)接合所述掣子(204)，且所述开槽(212)形成合适尺寸以使得当所述掣子(204)由于与撞击器(308)的接触而相对于所述支撑板(215)从打开配置移动到关闭配置时和当所述电动的致动器组件(208)使所述掣子(204)相对于所述壳体(202)向内缩回时，所述壳体(202)不会妨碍所述撞击器(308)相对于所述壳体(202)的运动。

5.  如权利要求1所述的闩锁，其中所述闩锁(200)能呈现第一闩上配置、第二闩上配置和解闩配置，其中所述掣子(204)具有用于由所述触发器(206)接合的第一齿和第二齿(254，233)，和其中所述电动的致动器组件(208)包括：
支撑板(215)，其被支撑以便相对于所述壳体(202)进行直线运动，所述支撑板枢转地支撑所述掣子(204)，所述支撑板(215)枢转地支撑所述触发器(206)，所述支撑板(215)具有长形槽(226)；
凸轮传动装置(218)，其包括齿轮(222)、第一凸轮(203)和第二凸轮(205)，所述凸轮传动装置(218)被旋转地支撑在所述壳体(202)内以便绕旋转轴线旋转，所述第一凸轮(203)具有凸轮凸部(207)，所述凸轮凸部位于离所述凸轮传动装置(218)的所述旋转轴线一个距离处，所述第一凸轮(203)选择性地拨动所述触发器(206)，所述第二凸轮(205)被相对于所述凸轮传动装置(218)的所述旋转轴线偏心地支撑，所述凸轮传动装置(218)的所述第二凸轮(205)接合所述支撑板的所述长形槽(226)，以使得所述凸轮传动装置(218)的旋转引起所述支撑板(215)相对于所述壳体(202)的直线运动；
马达(210)，其选择性地提供动力使所述凸轮传动装置旋转；和
传感器(332)，其安装在所述支撑板(215)上；
其中所述掣子(204)设有掣子开槽(258)以当所述掣子(204)相对于所述支撑板(215)处于第一闩上位置和第二闩上位置的任一个中时，捕捉和保持所述撞击器(308)，其中在所述闩锁(200)最初处于所述解闩配置中的情况下，当所述关闭元件(300)关闭时，所述撞击器(308)将位于或被捕捉在所述掣子开槽(258)中，同时所述掣子(204)相对于所述支撑板(215)移动到所述第一闩上位置，
其中当所述掣子(204)到达所述第一闩上位置时，所述传感器(332)被拨动，当所述传感器(332)被拨动时，产生一信号，该信号使电流被供应到所述马达(210)从而使所述凸轮传动装置(218)旋转到与所述第一闩上配置相对应的闩上位置，以便使所述支撑板(215)和所述掣子(204)相对于所述壳体(202)移动到与所述第一闩上配置相对应的缩回位置。

6.  如权利要求5所述的闩锁，还包括：
由所述壳体(202)支撑的第二传感器(231)，其感测何时所述凸轮传动装置(218)处于与所述闩上配置相对应的位置，并在感测到这种情况时产生一信号以切断通向所述马达(210)的电流。

7.  如权利要求6所述的闩锁，其中所述触发器(206)具有凹口(290)，所述凹口接收并接合所述掣子(204)的所述第一齿(254)以相对于所述支撑板(215)将所述掣子(204)保持或保留在所述第一闩上位置中，和其中当所述撞击器(308)使所述掣子(204)移动到所述第二闩上位置时，在所述支撑板(215)相对于所述壳体(202)处于缩回位置中的情况下，所述触发器(206)的所述凹口(290)接收并接合所述掣子(204)的所述第二齿(233)以相对于所述支撑板(215)将所述掣子(204)保持或保留在所述第二闩上位置中。

8.  如权利要求7所述的闩锁，还包括：
滑块(352)，其被所述壳体(202)支撑以进行直线运动，所述滑块能选择性地接合所述触发器(206)以使所述触发器从所述掣子(204)脱离从而释放所述掣子；和
鲍登软索(350)，其连接到所述滑块以使得当拉动所述鲍登软索时，所述掣子204被释放。

9.  如权利要求8所述的闩锁，其中所述触发器(206)具有第一杠杆臂(284)和第二杠杆臂(286)，这两个杠杆臂在所述触发器(206)的枢轴线的两侧上近似沿着一弧延伸，所述第一杠杆臂适于被所述凸轮凸部(207)接合，所述第二杠杆臂适于被所述滑块(352)接合。

10.  一种用于操作权利要求6的闩锁的方法，其中供应到所述马达(210)的电流具有极性，所述方法包括下列步骤：
提供控制电路以控制通向所述马达(210)的电流；和
当所述第二传感器(231)未能发出所述凸轮传动装置(218)到达与所述闩上配置相对应的位置的信号时，在预定时间间隔之后，颠倒供应到所述马达(210)的电流的极性以使所述凸轮传动装置(218)沿相反方向旋转。

11.  一种基本上如所附的说明书和附图中所示和所描述的闩锁。

电动机械式旋转掣子闩锁
技术领域
本发明涉及一种闩锁，其用于相对于第二元件可释放地固定第一元件，如门、面板等等。
背景技术
闩锁用来将面板、盖、门、电子组件等等可释放地固定到其他结构，如隔间、橱柜、容器、门框、其他面板、框架、支架等等。虽然在本领域已知许多闩锁设计，但没有一个提供了本发明的优点。根据所附的详细说明和附图，本发明的优点将是显而易见的。
发明内容
本发明涉及闩锁设计的改进。本发明所示的实施例是旋转掣子闩锁，其具有在第一元件和第二元件之间提供压缩力的能力。
附图说明
图1-117表示根据本发明的闩锁的示范性实施例。
具体实施方式
参考图1-117，能看到根据本发明示范性实施例的闩锁200。闩锁200包括闩锁壳体202、掣子204、触发器或扣掣206和致动装置，致动装置用于选择性地移动触发器206使其脱离与掣子204的接合和使掣子朝着壳体202内部缩回。在所示的实施例中，电动的致动器组件208充当用于选择性地移动触发器206使其脱离与掣子204的接合和使掣子朝着壳体202内部缩回的致动装置。
在需要将一个或多个关闭件固定在某一位置中的任何场合，闩锁200一般都是适用的。闩锁200能与撞击器308一起使用将任意两个关闭元件固定在一起。在所示的例子中，闩锁200被表示为用于相对于车辆的行李箱(未示出)固定行李箱盖300。在使用时，闩锁200能被固定到车辆的行李箱内部(利用任何众所周知的装置如螺钉等)，使它能与撞击器308接合。
优选地，壳体202是蛤壳类型的，其具有第一部分211和第二部分213，以便允许壳体202接收闩锁200的各种部件。此外，当掣子204相对于支撑板215处于打开配置中时，壳体必须适于允许撞击器308能无阻碍地通向掣子槽258。壳体202具有开口，开口允许撞击器308的至少一部分进入壳体202以便与掣子204接合。在所示的例子中，开口呈开槽212的形式，开槽212穿过壳体202的第一部分211。如侧面图中所示，开槽212形成壳体202中的开口的、近似U形的切口。开槽212允许撞击器308的至少一部分进入壳体202以便与掣子204接合。当掣子204相对于支撑板215处于打开配置中时，开槽212允许通向掣子槽258的无阻碍路径。开槽212形成合适尺寸以使得当掣子204由于与撞击器308的接触而相对于支撑板从打开配置移动到关闭配置时和当电动的致动器组件208使掣子204朝着壳体202内部缩回时，壳体202不会妨碍撞击器308相对于壳体202的运动。
电动的致动器组件208包括马达210、呈阿基米德式或螺旋式螺杆形式的蜗轮214、小齿轮216、凸轮传动装置218和支撑板215。马达210具有输出轴220，输出轴220通常响应被通电的马达而旋转。颠倒供应给马达210的电流极性会使输出轴220的旋转方向逆转。马达210容纳在壳体202中并且安装在其中的固定位置。蜗轮214在附图中被概略地示出，蜗轮214连接到马达210的输出轴220以使得在闩锁200的正常操作过程中，蜗轮214与轴220作为一个单元一起旋转。
小齿轮216包括两个相邻的同轴齿轮229、227，同轴齿轮229、227作为一个单元绕公共的旋转轴线旋转。第一齿轮229的直径比第二齿轮227的直径大。在所示的例子中，包括齿轮229、227的小齿轮216是整体式构造。小齿轮216还包括两个沿轴向突出的枢销223、225，用于将小齿轮216旋转地支撑在壳体202中。蜗轮214与小齿轮216啮合。在所示的例子中，蜗轮214的螺旋式螺杆接合齿轮229的齿轮齿(未示出)，以使得蜗轮214与小齿轮216的第一部分啮合。因而，当马达210通电时，蜗轮214的旋转引起小齿轮216的旋转。
凸轮传动装置218包括齿轮222、近侧凸轮203、和远侧凸轮205。近侧凸轮203与齿轮222相邻，远侧凸轮205与近侧凸轮203相邻，近侧凸轮203位于齿轮222和远侧凸轮205的中间。齿轮222、近侧凸轮203和远侧凸轮205作为一个单元绕公共的旋转轴线旋转。凸轮传动装置218的齿轮222具有绕其圆周均匀分布的多个齿轮齿(未示出)。近侧凸轮203具有弧形的凸轮凸部207，其位于离凸轮传动装置218的旋转轴线一个距离处，用于拨动扣掣或触发器206。远侧凸轮205基本上呈直圆柱体的形状，其被相对于凸轮传动装置218的旋转轴线偏心地支撑。在所示的例子中，包括齿轮222、近侧凸轮203、和远侧凸轮205的凸轮传动装置218是整体式构造。凸轮传动装置218通过凸轮传动装置销209旋转地支撑在壳体202内，凸轮传动装置销209由凸轮传动装置螺钉217保持在合适位置中。凸轮传动装置218与小齿轮216啮合。在所示的例子中，凸轮传动装置218的齿轮222的齿(未示出)接合齿轮227的齿轮齿(未示出)，以使得凸轮传动装置218与小齿轮216的第二部分啮合。因而，当马达210通电时，小齿轮216的旋转引起凸轮传动装置218的旋转。
支撑板215由壳体202支撑以便直线平移。支撑板215旋转地支撑掣子204，支撑板215枢转地支撑触发器206。支撑板215具有接近掣子204的切口224以使得当掣子204由于与撞击器308的接触而相对于支撑板215从打开配置移动到关闭配置时，支撑板215不会妨碍撞击器308相对于支撑板215的运动。支撑板215具有与凸轮传动装置218的远侧凸轮205接合的长形槽226，以使得凸轮传动装置218的旋转引起支撑板215相对于壳体202的往复直线运动。长形槽226的宽度与远侧凸轮205的直径近似相等，而长形槽226的长度大于远侧凸轮205的直径与远侧凸轮205的中心轴线和凸轮传动装置218的旋转轴线之间距离的两倍之和。
如之前所述，闩锁200包括掣子204，掣子204被示出为通过合适的连接装置如掣子枢销238枢转地或旋转地连接到支撑板215，掣子枢销238穿过掣子204中的孔240。支撑板215设有孔232用于接收枢销238的一个端部。因而，掣子204被支撑板215旋转地支撑。
掣子204具有第一和第二齿254、233，其用于与触发器206接合。掣子204设有掣子开槽258以当掣子204相对于支撑板215处于第一闩上位置(图4和12-18中所示)和第二闩上位置(图28和29中所示)的任一个中时，捕捉和保持撞击器308。在所示的例子中，撞击器308具有杆形部分234，当行李箱盖300相对于车辆的行李箱(未示出)和因此相对于闩锁200移动到关闭位置时，杆形部分234接合掣子开槽258。
在正常操作过程中，假定闩锁200最初处于图1、2、5、6、7和11中所示的正常的解闩配置中，当行李箱盖300关闭时，撞击器308的杆形部分234将位于或被捕捉在掣子开槽258中，掣子204相对于支撑板215移动到第一闩上位置。
掣子扭簧262安装在支撑板215上，扭簧262的盘绕部分264包围枢销238。扭簧262的臂268接合掣子204中的凹口260。扭簧262还具有接合支撑板215的第二臂272。
在扭簧262的臂272与支撑板215接合的情况下，扭簧262的臂268对掣子204施加力，该力将掣子204相对于支撑板215朝着打开或解闩位置偏压。
触发器206枢转地支撑在支撑板215上。由触发器枢销270限定的触发器206的枢轴线与掣子204的枢轴线或旋转轴线平行。此外，由触发器枢销270限定的触发器206的枢轴线与掣子204的枢轴线或旋转轴线间隔开。触发器206可在第一接合位置(图12-18中所示)与第二接合位置(图28和29中所示)中的任一个和脱离位置(图19、20、30和31中所示)之间枢转地移动，并且被朝着第一和第二接合位置弹簧偏压。在所示的实施例中，触发器206的第一和第二接合位置可以是一致的，但它们不必如此。触发器弹簧288用于将触发器206朝着第一和第二接合位置偏压。触发器弹簧288是扭簧并且具有盘绕部分274、第一臂276和第二臂278。触发器弹簧288安装在支撑板215上，扭簧288的盘绕部分274包围触发器枢销270。扭簧288的臂276接合触发器206中的台阶或凹口282，扭簧288的第二臂278接合支撑板215。
触发器206具有第一杠杆臂284和第二杠杆臂286，它们在由触发器枢销270限定的触发器206枢轴线的两侧上近似沿着相同的弧延伸。触发器枢销470穿过触发器206中的孔。触发器206具有凹口290，其接收并接合掣子204的第一齿254以将掣子204相对于支撑板215保持或保留在第一闩上位置中。触发器206的凹口290也接收并接合掣子204的第二齿233以将掣子204相对于支撑板215保持或保留在第二闩上位置中。
现在说明闩锁200的操作。在闩锁最初处于图1、2、5-7和11的完全解闩配置中的情况下，当行李箱盖300移动到关闭位置时，由于撞击器308与掣子204的接触，撞击器308的杆形部分234将位于或被捕捉在掣子开槽258中，掣子204相对于支撑板215移动到第一闩上位置。掣子204此时相对于支撑板215处于第一闩上位置中，如图12-14中所示。触发器206相对于支撑板215处于其第一接合位置中并且将掣子204保持在其第一闩上位置中。凸轮传动装置218的凸轮凸部207处于图12和14中所示的其最初位置中，在该位置，它不接触触发器206。如图13中所示，当掣子204到达第一闩上位置时，由掣子支撑且穿过支撑板215中的弧形开槽221伸出的销219拨动微动开关332，微动开关332安装在支撑板215的与掣子204相反的侧面上。一旦微动开关332被拨动，就向电子控制电路(未示出)产生一信号，该信号控制供应到马达210的电流，并且响应地，控制电路使电流在第一极性的情况下供应到马达210，以便使凸轮传动装置218旋转到图15和16中所示的位置。这是闩锁200的完全闩上的配置，并且凸轮传动装置218的凸轮凸部207相对于壳体202处于其完全闩上位置中。当凸轮传动装置218从其最初位置旋转到其完全闩上位置时，凸轮凸部207不接触触发器206。当凸轮传动装置218从其最初位置旋转到其完全闩上位置时，远侧凸轮205使支撑板直线地移动到图15和16中所示的缩回位置，该缩回位置与闩锁200的完全闩上的配置相对应。在支撑板215直线移动到缩回位置的过程中，支撑板215相对于壳体202向内直线平移大约5.5mm。支撑板215的这个运动将撞击器308朝着闩锁200内部拉动大约4.5mm。在使用时，这将以高达800N的压缩力挤压设在行李箱盖300边缘周围的密封衬垫(未示出)。
在完全闩上位置中，由壳体202支撑的两路开关类型的第二微动开关231感测到闩锁处于完全闩上位置中并发信号给控制电路以切断向马达210的电流供应。闩锁此时被完全闩上。微动开关231能感测到何时凸轮传动装置218处于与闩锁完全闩上位置相对应的位置以及何时凸轮传动装置218处于与闩锁解闩位置相对应的位置。例如，这能通过两个凸出部分(未示出)实现，该两个凸出部分分开180°并且设在齿轮222的与凸轮凸部207相反的侧面上。这些凸出部分将在凸轮传动装置218的任一个位置中拨动微动开关231。或者，能在壳体202中设置两个微动开关，该两个微动开关分开180°并且由齿轮222上的单个凸出部分拨动。有许多用于检测齿轮位置的配置的例子，它们在本领域中是众所周知的并且能用在本发明中。本设计能经受住高达12000N的力而不断裂。
如果正常的关闭被阻挡，例如被行李箱中的物品阻挡，则在预定时间内没有来自微动开关231的信号之后，控制电路使通向马达的电流方向反向以通过凸轮凸部207的反向运动拨动触发器206，释放行李箱盖300并使闩锁200返回到最初的完全解闩配置。
为了打开闩锁200，使用者用位于远处的开关(未示出)给马达210通电。凸轮传动装置218从图15和16的完全闩上位置旋转以使凸轮凸部207与触发器206的第一杠杆臂284接触，如图17和18中所示。凸轮传动装置218向其触发器释放位置的旋转拨动触发器206以释放掣子204，如图19和20中所示。撞击器308此时被释放并且行李箱盖300能打开。马达210保持通电状态直到凸轮传动装置218再次处于其完全解闩位置中且支撑板215返回到其伸出位置中为止，如图1、2、5-7和11中所示。微动开关231感应到闩锁200处于完全解闩位置中并发信号通知控制电路停止给马达通电。
参考图22-27，如果在闩锁完全闩上和行李箱盖300关闭的情况下，马达210或相关电路出故障，则鲍登软索350提供了备用的机械释放机构，该机械释放机构通过来自车辆内部的控制杆(未示出)操作。鲍登软索350接合到滑块352，滑块352被壳体202支撑以进行直线运动。当鲍登软索被拉动时，滑块352接合第二杠杆臂286以拨动触发器206并释放掣子204，因此释放撞击器308，然后行李箱盖能打开。一旦鲍登软索350被释放，弹簧354就使滑块返回到其原始位置。
如果行李箱盖300被关闭在不能工作的闩锁200上，则撞击器308能接合掣子204并使掣子204移动到第二闩上位置，在第二闩上位置，掣子204被触发器206保持并且撞击器308被掣子开槽258捕捉。在图28和29中示出了该第二或备用的闩上配置。该布置允许行李箱盖300被固定在几乎关闭的位置中直到车辆能接受维修为止。
应该懂得，本发明不局限于上面披露的实施例，而是包括所附权利要求的范围内的任何和全部实施方式。