具有非均勻齒輪的機動式車輛鎖閂的制作方法
【專利說明】具有非均勻齒輪的機動式車輛鎖閂
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年11月5日提交的美國臨時申請序列號61/900，097的權益，其全部內容通過對其的援引并入本文。
技術領域
[0003]本發(fā)明總體上涉及用于車門鎖閂組件，更具體涉及具有一對非均勻齒輪的機動式車輛鎖閂組件，該對非均勻齒輪在車輛鎖閂組件的操作期間提供可變的傳動比。
【背景技術】
[0004]機動致動的車門開閉鎖閂系統(tǒng)采用馬達驅動單元，該馬達驅動單元使安置在鎖閂本體中的物體比如桿從休止位置運動至最大行程位置。物體或桿通過齒輪傳動鏈或其它等同裝置或系統(tǒng)而大體上連接至或者操作性地聯(lián)結至鎖閂的卡爪，從而當桿或物體在其休止位置和其最大行程位置之間運動時，卡爪的期望的對應運動也得以實現(xiàn)?？ㄗυ谛D或運動時接合和保持鎖扣，由此關閉相關聯(lián)的車門或將該相關聯(lián)的車門保持在關閉位置。
[0005]為了使卡爪在期望的運動范圍內充分地運動或旋轉，操作性地聯(lián)結至卡爪的桿或物體也必須在期望的運動范圍或角度內運動，以便引起卡爪的所需的運動以及承受所施加的系統(tǒng)負荷，該系統(tǒng)負荷由正關閉時的車門開口的密封件以及由鎖閂的齒輪傳動鏈或連動機構產生的容差引起。如此，由馬達驅動的桿或物體必須在鎖閂本體中運行或旋轉一角度并且具有相對于被驅動的齒輪或連動機構的足夠的行程，以便在運行極限內提供可重復的閂鎖。還有，該桿或物體能夠被操作的角度受到鎖閂本體內的相鄰結構和機構的物理限制。改變傳動比以增大操作性地聯(lián)結至卡爪的最終齒輪的運動可能需要增大聯(lián)結至最終齒輪的曲柄臂的長度以及不可接受地增大在桿、曲柄臂和馬達驅動裝置上的負荷。
[0006]據此，希望提供這樣的機動式車輛鎖閂組件，其能夠通過鎖閂中的桿的運動范圍以期望的關閉力提供期望的卡爪運動范圍，而不使曲柄臂長度或者桿、曲柄臂或馬達驅動裝置上的負荷發(fā)生任何明顯變化。

【發(fā)明內容】

[0007]根據本發(fā)明的一個示例性實施例，提供一種車輛鎖閂。該車輛鎖閂具有:第一齒輪，其包括具有依循渦旋廓線的第一漸開線型齒廓的第一多個齒輪齒，還具有從所述第一多個齒輪齒的起始齒輪齒往終端齒輪齒減小的第一齒輪節(jié)圓半徑，該第一齒輪可旋轉地安裝至鎖閂以便繞第一齒輪軸線運動；第二齒輪，其包括具有依循渦旋廓線的第二漸開線型齒廓的第二多個齒輪齒，還具有從所述第二多個齒輪齒的起始齒輪齒往終端齒輪齒增大的第二齒輪節(jié)圓半徑，該第二齒輪可旋轉地安裝至鎖閂以便繞第二齒輪軸線運動，其中，當第一齒輪繞第一軸線旋轉并且第二齒輪繞第二軸線旋轉時，所述第二多個齒輪齒沿所述第一齒輪和第二齒輪的所述起始齒輪齒與所述第一齒輪和第二齒輪的所述終端齒輪齒之間限定的路徑嚙合所述第一多個齒輪齒，其中，當第一齒輪的起始齒輪齒嚙合第二齒輪的起始齒輪齒時施加至第一齒輪以使第一齒輪繞第一軸線旋轉的力矩小于當第一齒輪的終端齒輪齒嚙合第二齒輪的終端齒輪齒時施加至第一齒輪以使第一齒輪繞第一軸線旋轉的力矩；并且，第二齒輪的旋轉致使鎖閂的卡爪從第一位置運動至第二位置，第二位置對應于鎖閂的關閉狀態(tài)。
[0008]根據本發(fā)明的另一示例性實施例，提供一種鎖閂系統(tǒng)。該鎖閂系統(tǒng)具有:機動閉合機構，其包含被構造成向纜線提供力的馬達；和可操作地聯(lián)結至機動閉合機構的鎖閂，該鎖閂具有:第一齒輪，其包括具有依循渦旋廓線的第一漸開線型齒廓的第一多個齒輪齒，還具有從所述第一多個齒輪齒的起始齒輪齒往終端齒輪齒減小的第一齒輪節(jié)圓半徑，第一齒輪可旋轉地安裝至鎖閂以便繞第一齒輪軸線運動；第二齒輪，其包括具有依循渦旋廓線的第二漸開線型齒廓的第二多個齒輪齒，還具有從所述第二多個齒輪齒的起始齒輪齒往終端齒輪齒增大的第二齒輪節(jié)圓半徑，第二齒輪可旋轉地安裝至鎖閂以便繞第二齒輪軸線運動，其中，當第一齒輪繞第一軸線旋轉并且第二齒輪繞第二軸線旋轉時，所述第二多個齒輪齒沿所述第一齒輪和第二齒輪的所述起始齒輪齒與所述第一齒輪和第二齒輪的所述終端齒輪齒之間限定的路徑嚙合所述第一多個齒輪齒，其中，當第一齒輪的起始齒輪齒嚙合第二齒輪的起始齒輪齒時施加至第一齒輪以使第一齒輪繞第一軸線旋轉的力矩小于當第一齒輪的終端齒輪齒嚙合第二齒輪的終端齒輪齒時施加至第一齒輪以使第一齒輪繞第一軸線旋轉的力矩；并且，第二齒輪的旋轉致使鎖閂的卡爪從第一位置運動至第二位置，第二位置對應于鎖閂的關閉狀態(tài)。
[0009]根據本發(fā)明的又一示例性實施例，提供一種操作鎖閂系統(tǒng)的方法。該方法包含以下步驟:將可旋轉地安裝至鎖閂的纜線桿從第一位置旋轉至第二位置；當纜線桿從第一位置運動至第二位置時，借助纜線桿來旋轉可旋轉地安裝至鎖閂的第一齒輪；借助第一齒輪來旋轉可旋轉地安裝至鎖閂的第二齒輪，第二齒輪與第一齒輪嚙合，其包括具有依循渦旋廓線的第一漸開線型齒廓的第一多個齒輪齒，還具有從所述第一多個齒輪齒的起始齒輪齒往終端齒輪齒減小的第一齒輪節(jié)圓半徑，其中，第二齒輪包括具有依循渦旋廓線的第二漸開線型齒廓的第二多個齒輪齒，還具有從所述第二多個齒輪齒的起始齒輪齒往終端齒輪齒增大的第二齒輪節(jié)圓半徑，其中，當第一齒輪繞第一軸線旋轉并且第二齒輪繞第二軸線旋轉時，所述第二多個齒輪齒沿所述第一齒輪和第二齒輪的所述起始齒輪齒與所述第一齒輪和第二齒輪的所述終端齒輪齒之間限定的路徑嚙合所述第一多個齒輪齒，其中，當第一齒輪的起始齒輪齒嚙合第二齒輪的起始齒輪齒時施加至第一齒輪以使第一齒輪繞第一軸線旋轉的力矩小于當第一齒輪的終端齒輪齒嚙合第二齒輪的終端齒輪齒時施加至第一齒輪以使第一齒輪繞第一軸線旋轉的力矩；并且，第二齒輪的旋轉致使鎖閂的卡爪從一第一位置運動至一第二位置，第二位置對應于鎖閂的關閉狀態(tài)。
[0010]本發(fā)明的示例性實施例的各方面的附加特征和優(yōu)點將在以下結合附圖的詳細描述中變得更加容易理解，其中，相同的標記表示多個視圖中的對應部分。
【附圖說明】
[0011]圖1是示出根據本發(fā)明示例性實施例的具有鎖閂或鎖閂組件的鎖閂系統(tǒng)的側視圖；
[0012]圖2A-2B是示出根據本發(fā)明示例性實施例的圖1鎖閂組件的初始狀態(tài)或第一安全狀態(tài)的局部剖視圖；
[0013]圖3A-3B是示出鎖閂組件從圖2A、2B的位置往圖4A、4B的位置轉變的過程的局部剖視圖；以及
[0014]圖4A-4B是示出處于完全閂鎖狀態(tài)的鎖閂的局部剖視圖。
[0015]盡管附圖顯示了本發(fā)明的各種實施例和特征，該附圖不一定是成比例的并且某些特征可能被夸大以便示出和解釋本發(fā)明的示例性實施例。本文所呈現(xiàn)的實例以一種形式示出本發(fā)明的多個方面，該實例不應被解釋為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明的示例性實施例涉及包含鎖閂或鎖閂組件的鎖閂系統(tǒng)，該鎖閂或鎖閂組件由包含纜線或鮑登線(Bowden cable)的機動式系統(tǒng)驅動。鎖閂組件包含一對非均勻齒輪，該對非均勻齒輪提供在從初始R鎖狀態(tài)或安全位置到完全R鎖狀態(tài)的R鎖過程中變化的傳動比。該對齒輪互相協(xié)作以在初始閂鎖狀態(tài)期間提供較大的傳動比且在之后的閂鎖狀態(tài)期間提供較小的傳動比。較大的傳動比在初始閂鎖狀態(tài)期間導致在驅動齒輪的系統(tǒng)上的較低負荷，并且當系統(tǒng)到達完全閂鎖狀態(tài)時導致施加在系統(tǒng)上的增大的負荷。再者，齒輪的構造以期望的關閉力以及纜線桿的有限運動范圍提供鎖閂卡爪的期望運動，該纜線桿操作性地聯(lián)結至該對齒輪和馬達驅動單元。在一個實施例中，在完全閂鎖狀態(tài)下的增大的負荷將與由具有一對傳動比不變的齒輪的系統(tǒng)所提供的系統(tǒng)負荷相同。如本文將描述的，系統(tǒng)將包括被構造成彼此協(xié)作的一對非均勻齒輪，其中第一非均勻齒輪和第二非均勻齒輪分別具有依循渦旋廓線的齒輪節(jié)圓半徑，以便提供在閂鎖過程中可變化的傳動比。本文還公開一種操作鎖閂系統(tǒng)以便在初始閂鎖狀態(tài)期間應用初始傳動比并且在閂鎖的末期狀態(tài)期間應用不同的傳動比的方法。
[0017]現(xiàn)在參見附圖，圖1中示出本發(fā)明實施例的鎖閂系統(tǒng)10。鎖閂系統(tǒng)10聯(lián)結至車門12并且包含通過纜線(例如鮑登線)18可操作地聯(lián)結至鎖閂或鎖閂組件16的機動式系統(tǒng)14。應理解，鎖閂系統(tǒng)10可以被安裝在任何使用這樣的鎖閂或鎖閂組件16的車輛中，其在初始閂鎖狀態(tài)期間具有較大的傳動比并且在之后的閂鎖狀態(tài)期間具有較小的傳動比，以便在閂鎖的初始階段向門封和車門12施加較小的負荷和力矩并且在閂鎖的最終或末期階段期間向車門12上的門封施加較大的負荷和力矩。
[0018]在一個實施例中，機動式系統(tǒng)14遠離鎖閂組件16定位。機動式系統(tǒng)14包含馬達20，該馬達是雙向的或者通過馬達軸(未示出)聯(lián)結至纜線18的第一端，該馬達軸驅動蝸桿、渦輪和纜線卷筒以便對纜線18施力，如相關技術中已知的。纜線18的相對的第二端聯(lián)結至鎖閂組件16的纜線桿3