闩锁组件的制作方法

1.本发明总体上涉及用于车辆的闩锁组件，并且更具体地，涉及利用形状记忆合金(sma)致动器的闩锁组件。


背景技术：

2.形状记忆合金(sma)致动器可用于便于闩锁组件中的一个或多个部件的运动。例如，weber等人的美国专利10435918公开了一种包括sma线的闩锁系统，当电流施加到该sma线时，该sma线收缩。sma线的收缩拉动摇杆并最终旋转接合元件以打开存储隔室。接合元件或撞针与sma线之间的接口的策略性解耦可改善闩锁组件的性能。


技术实现要素：

3.用于车辆的示例性闩锁组件包括具有致动器壳体、sma线和致动器杠杆臂的形状记忆合金(sma)致动器。致动器杠杆臂配置为在sma线致动时相对于致动器壳体可枢转地旋转或线性地平移。连接杆联接至致动器杠杆臂。连接杆配置为当致动器杠杆臂可枢转地旋转或线性地平移时沿着连接杆轴线线性地平移。撞针联接至连接杆，并且撞针配置为围绕撞针轴线旋转以接合闭合表面。
4.在一些实施方式中，连接杆包括缠绕端部，以联接致动器杠杆臂。
5.在一些实施方式中，形状记忆合金(sma)线的至少一部分与致动器壳体轴线平行延伸，该致动器壳体轴线沿着致动器壳体的最长长度延伸。
6.在一些实施方式中，致动器杠杆臂配置为相对于致动器壳体可枢转地旋转。
7.在一些实施方式中，致动器杠杆臂的可枢转旋转的致动范围在10
°
与25
°
之间，包括10
°
和25
°
。
8.在一些实施方式中，致动范围与致动器杠杆臂轴线重叠，并且致动器杠杆臂轴线与致动器壳体轴线垂直。
9.在一些实施方式中，致动器壳体轴线与连接杆轴线对准。
10.在一些实施方式中，致动器杠杆臂在形状记忆合金(sma)线激活时线性平移。
11.在一些实施方式中，在撞针与形状记忆合金(sma)致动器之间存在解耦接口，并且解耦接口将撞针的运动从sma线的运动解耦。
12.在一些实施方式中，形状记忆合金(sma)致动器包括复位弹簧，并且解耦接口允许复位弹簧和sma线以不同的速率返回到初始位置。
13.在一些实施方式中，撞针包括锁定爪和连接延伸部。
14.在一些实施方式中，连接延伸部具有开放轨道以滑动地容纳连接杆。
15.在一些实施方式中，用于车辆的中央控制台包括闩锁组件。
16.在一些实施方式中，闭合表面位于扶手上。
17.在一些实施方式中，用于车辆的手套箱包括闩锁组件。
18.可设想的是，除了特征不兼容的情况外，在附图或以下描述中描述的上述实施方
式和任何其它实施方式的任何数量的单独特征可以以任何组合方式组合以限定本发明。
附图说明
19.下文将结合以下附图描述示例性实施方式，其中，类似的附图标记表示相同的元件，并且其中：
20.图1是车辆客舱内部的立体图，示出了装配有闩锁组件的各种存储隔室；
21.图2示出了扶手中央控制台的内部和图1的闩锁组件；
22.图3是闩锁组件的连接杆和撞针的侧视图；
23.图4示出了图1和图2的闩锁组件的形状记忆合金(sma)致动器；
24.图5示出了sma致动器的致动器壳体的一个实施方式；以及
25.图6示出了sma致动器杠杆臂的另一实施方式。
具体实施方式
26.本文描述了用于各种基于车辆的应用(诸如，具有控制台、扶手、手套箱、其它存储隔室)以及诸如头枕的其它实现的闩锁组件的实施方式。闩锁组件策略性地在形状记忆合金(sma)致动器中采用sma线，该sma线与连接杆和撞针配合以便于例如车隔室的打开和/或关闭。本文所公开的sma致动器可提供成本有效的解决方案，该解决方案也改善了封装和噪声。例如，与螺线管致动器相比，本文中描述的具有sma致动器的闩锁组件可更安静、更轻和更小。sma致动器的各种部件的布置和可操作性可改进闩锁组件的性能。在闩锁组件的sma致动器与撞针之间的策略性解耦接口允许在不移动撞针的情况下，复位弹簧和sma线以不同的速率返回到它们的初始位置。此外，当存储隔室关闭时撞针的临时运动不会影响sma致动器。
27.图1是车辆12的客舱10的内部的立体图，车辆12包括可使用本文所述的闩锁组件的各种类型的存储隔室。示例性存储隔室包括具有扶手16和手套箱18的中央控制台14；然而，在其它实现中也可使用本公开的闩锁组件。此外，虽然本公开更着重于与中央控制台14和扶手16一起使用的闩锁组件，但是闩锁组件的各种特征和属性也可被使用，并且可适于与诸如手套箱18的其它存储隔室或其它可致动部件一起使用。
28.图2示出了闩锁组件20。在图2中，从中央控制台14去除前盖，以示出容纳有闩锁组件20的内部区域22。闩锁组件20包括sma致动器24，sma致动器24包括致动器壳体26、位于致动器壳体26内的sma线28和致动器杠杆臂30。致动器杠杆臂30配置为在sma线28激活时相对于致动器壳体26可枢转地旋转或线性地平移。连接杆32联接至致动器杠杆臂30，并且撞针34联接至连接杆32。本文所用的“联接”可以是直接联接(其中一个部件固定地或直接地附接至另一部件)或者可以是间接联接(其中一个或多个其它子部件位于其间)以便于例如附接。另外，“联接”还可包括一个部件承载在另一部件上的布置。
29.在操作中，当使用者希望打开扶手16以使用中央控制台14中的存储隔室36时，他们可按下按钮或一些其它触发器、致动装置等，这将最终使得向sma线28施加电流。随着sma线28收缩，sma线28移动致动器杠杆臂30。致动器杠杆臂30拉动连接杆32，这使撞针34旋转。撞针34与扶手16内侧上的闭合表面38接合。闭合表面38可包括用于容纳撞针34的小凹槽、凹室、口袋等。在所示实施方式中，扶手16包括两个面板40、42。在其它实施方式中，可仅有
一个面板，或多于两个面板。闩锁组件20操作以便于打开和/或牢固地关闭第一面板40。可包括第二闩锁组件以便于打开和/或牢固地关闭第二面板42，或者也可具有固定面板40、42两者的一个闩锁组件。其它带盖布置当然也是可能的。
30.图3示出了在闩锁组件20的操作期间连接杆32和撞针34的运动。连接杆32配置为当致动器杠杆臂30(图3中未示出)可枢转地旋转或线性地平移时沿着连接杆轴线ac线性地平移。这使得撞针34围绕撞针轴线as旋转以接合闭合表面38。连接杆轴线ac沿着连接杆32的最长长度或限度延伸。撞针轴线as延伸通过撞针34的旋转中心。在所示实施方式中，连接杆轴线ac通常与撞针轴线as垂直。连接杆32和撞针34相对于轴线ac和as的运动由sma致动器24促进。
31.图4示出了可与图2中所示的闩锁组件20一起使用的sma致动器24的一个实施方式。sma致动器24定位成与连接杆32联接，使得由sma致动器24施加的力最终使得撞针34运动并提供进入存储隔室36的通路。因此，连接杆32有助于在sma致动器24与撞针34之间形成解耦接口44。另外，致动器杠杆臂30的运动也有助于在sma线28与撞针34之间形成解耦接口44。
32.sma致动器24包括致动器壳体26、sma线28和致动器杠杆臂30。图5中示出了致动器壳体26的一个实施方式。致动器壳体26包括通过多个肋49接合的两个纵向延伸的侧壁46、48。肋49为sma致动器24的主体提供进一步的支承。在一些实施方式中，肋49支承供sma线28安装的印刷电路板(pcb)50(参见例如图4中的pcb50)。一个或多个背板52(如图2中所示)可安装到致动器壳体26以帮助遮挡内部部件(诸如，pcb50和sma线28)。螺钉孔54可用于附接背板52，并且一个或多个定位销56可提供易于组装的物理参考。致动器壳体26可由刚性塑料或一些其它可操作的材料制成。在一些实施方式中，致动器壳体26可仅仅是pcb50或一些其它部件，在这些其它部件上附接有sma致动器24的其它部件。
33.sma线28由形状记忆合金材料构成，形状记忆合金材料的长度根据材料的温度而变化。因此，当向sma线28施加电流时，sma线28加热并收缩，这拉动致动器杠杆臂30。形状记忆合金材料可逆地切换材料状态(例如，在马氏体与奥氏体之间)以引起致动器杠杆臂30的收缩和运动。sma线28的冷却使线返回其初始位置。在图4中示出了初始位置58和以虚线表示的缩回位置60。可用于sma线28的两种示例性形状记忆合金材料包括铜-铝-镍和镍-钛；然而，其它形状记忆合金材料当然也是可能的。
34.sma线28安装在pcb50上，使得sma线28环绕或以其它方式附接至致动器杠杆臂30上的锚固件62。sma线28的至少一部分与致动器壳体轴线ah平行延伸。用于将sma线28联接至致动器杠杆臂30的锚固件62是垫圈；然而，将sma线28锚固到致动器杠杆臂30上的其它方式当然也是可能的。当sma线28收缩时，由sma线28拉动锚固件62，并且致动器杠杆臂30在枢转点64处旋转。因此，致动器杠杆臂30配置为输出级杠杆臂，以在sma线28激活时相对于致动器壳体26可枢转地旋转。致动器杠杆臂30的可枢转运动的致动范围66至少部分地由复位弹簧68和端部止动件70限定。复位弹簧68是偏置弹簧，当电压关闭时，该偏置弹簧辅助致动器杠杆臂30和sma线28的缩回。致动器杠杆臂30的可枢转旋转的致动范围66有利地在10
°
与25
°
之间，并且包括10
°
和25
°
。在所示实施方式中，致动范围66为14
°
。致动范围66与致动器杠杆臂轴线a
l
重叠，致动器杠杆臂轴线a
l
是当致动器杠杆臂30处于其初始位置58时沿着其最长长度或限度将致动器杠杆臂30纵向分开的轴线。致动器杠杆臂轴线a
l
在初始位置58与
致动器壳体轴线ah垂直。另外，在初始位置58，锚固件62和枢转点64两者均沿着致动器杠杆臂轴线a
l
对准。这种布置(在这种布置中，致动器杠杆臂轴线a
l
在初始位置58处与致动器壳体轴线ah垂直)可改进闩锁组件20的安装。此外，使致动器杠杆臂30沿着致动器杠杆臂轴线a
l
从致动器壳体26竖直地延伸可有助于调节力输出，同时保持较小、较薄的整体包装以装配到紧凑区域中。
35.在该实施方式中，sma线28在被致动时收缩几毫米(约其长度的3％-5％)。sma线28的致动可通过中央控制台14上的按钮、仪表板上的按钮，或通过一些其它可操作的装置(例如，语音激活)来触发。举几个例子，可通过车辆电源或通过单独的低压电池向sma致动器24和sma线28供应电力。致动器杠杆臂30相对于致动器壳体26和sma线28的布置使冲程倍增，以达到大约10mm的输出冲程。在致动器杠杆臂30的端部处的输出力大约为10n。在收缩之后，sma线28在复位弹簧68的辅助下在大约5秒内缩回到其初始位置。在一个示例性实施方式中，sma线28以约3v-15v(vcc)被激活。较高的电压能够减少致动时间。随着vcc和接地引线的连接，逻辑电平信号被发送到mosfet晶体管驱动器电路。驱动器向sma线28施加期望的电压(vcc)。还可对信号进行脉宽调制(pwm)，以模拟低于vcc的电压。为了帮助防止施加能够烧坏sma线28的高电压，端部止动件70和第二端部止动件72一起帮助机电地限制所施加的电压。当致动器杠杆臂30到达其冲程的预定端部或致动范围66的端部时，致动器杠杆臂30将接触端部止动件70、72中的一个。这向有利地容纳在致动器壳体26内的控制电子装置74发出信号，以瞬间停止电压，并且然后重新施加电压。这种开关调制可帮助防止sma线28过热。也可包括用于冷却sma线28的其它机构，诸如，冷却套，散热器等。
36.sma线28与撞针34之间的解耦接口44允许sma线28缩回/延伸而不影响撞针34。这允许复位弹簧68和sma线28以不同的速率返回到它们的初始位置，而不会影响闩锁组件20。此外，当扶手16的第一面板40闭合时，撞针34暂时移动直到它与闭合表面38中的凹口等接合，并且闩锁组件20再次锁定。该临时运动在给定解耦接口44的情况下不会影响sma致动器24。为了形成解耦接口44，致动器杠杆臂30联接至连接杆32，然后连接杆32联接至撞针34。
37.连接杆32具有位于缠绕端部78与撞针接口端部80之间的主杆体76。缠绕端部78可操作地联接至致动器杠杆臂30。紧固件可延伸穿过位于致动器杠杆臂30的远端部中的附接凹室82，并且缠绕端部78的臂84、86可围绕紧固件延伸，以便联接缠绕端部78和致动器杠杆臂30。特别参考图3，撞针接口端部80具有与撞针34配合的砧座状形状。更具体地，撞针34具有锁定爪88和从锁定爪88延伸的连接延伸部90。连接延伸部90具有开放轨道92以滑动地容纳连接杆32的撞针接口端部80。连接杆32和撞针34的配置可与具体示出的配置不同。例如，连接杆32可以是线或具有一些其它可操作的形式。撞针34可具有两个锁定爪88，如图2中所示，或者它可具有1个锁定爪88，如图3中所示，或者它可具有多于两个锁定爪88。其它配置调整当然也是可能的。
38.图6示出了sma致动器24'的另一实施方式。在该实施方式中，致动器杠杆臂30'定向成沿着致动器杠杆臂轴线a
l
'线性地平移，而不是定向成可枢转地旋转。此外，在该实施方式中，致动器杠杆臂轴线a
l
'完全与致动器壳体轴线ah对齐。这允许sma致动器24'拉动连接杆32，使得致动器杠杆臂轴线a
l
'也与连接杆轴线ac完全对齐。因此，利用sma致动器24'的这种实施方式，致动器壳体轴线ah、致动器杠杆臂轴线a
l
'和连接杆轴线ac在闩锁组件20的操作期间可全部对准或共线。
39.应当理解，上述内容是对本发明的一个或多个实施方式的描述。本发明不限于本文所公开的特定实施方式，而是仅由所附权利要求限定。此外，包含在上述描述中的陈述涉及特定实施方式，并且不应被解释为对本发明的范围或对权利要求书中使用的术语的限定的限制，除非上面明确地限定了术语或短语。对于本领域的技术人员来说，对所公开的实施方式的各种改变和修改和各种其它实施方式将是显而易见的。所有这些其它实施方式、变化和修改都旨在落入所附权利要求的范围内。
40.如本说明书和权利要求书中所使用的，术语“例如(e.g.)”、“例如(for example)”、“例如(for instance)”、“诸如(such as)”和“类似(like)”以及动词“包括(comprising)”、“具有(having)”、“包括(including)”和它们的其它动词形式，当与一个或多个组件或其它项目的列表结合使用时各自被解释为开放式的，这意味着该列表不应被认为排除其他的、附加的组件或项目。除非在需要不同解释的上下文中使用，否则其它术语将使用其最广泛的合理含义来解释。此外，术语“和/或”应被解释为包括性的“或”。因此，例如，短语“a、b和/或c”应被解释为涵盖所有以下：“a”；“b”；“c”；“a和b”；“a和c”；“b和c”；“a、b和c”。