经价值工程设计的锁闩系统的制作方法

专利名称：经价值工程设计的锁闩系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于诸如发动机盖、门、行李箱盖等的关闭装置的汽车锁闩系统。
背景技术：
现今的汽车锁闩系统基于它们的基本操作原理可以区分成棘轮、棘爪和撞杆型系 统及销和锁扣系统。这些与门和发动机盖相关的锁闩系统能够以两级操作，或者需要以两 级操作。例如，发动机盖锁闩以两级操作，其中，在第一级，锁闩从车辆的内部释放；在第二 级，锁闩从外部释放。通常，有两个系统，即，主锁闩和次锁闩。这两个系统可以完全彼此独 立，或者它们可以共用少量部件，但是仍然独立地运作。图1示出了典型的棘轮棘爪系统，其中，撞件(striker) 104被连接到汽车发动机 盖107。棘轮100和棘爪101由棘轮弹簧108和棘爪弹簧109保持在偏置位置。图中还 示出了次锁闩103。主锁闩和次锁闩组装在一起，并且安装在车辆前侧的横向构件(cross member)的上方。棘轮棘爪系统基于撞杆被棘轮捕获而起作用，由棘爪将棘轮保持在适当位 置。棘轮和棘爪两个都连接到弹簧。连接到棘轮的弹簧有时被称为主弹簧，其提供从发动 机盖的全关闭位置提升发动机盖所需的力。棘轮棘爪型主锁闩具有一定的缺点。当发动机 盖被关闭时，撞杆首先与棘轮发生接触，其需要克服由连接到棘轮的弹簧所施加的大的力， 以促动棘轮至其最终位置。撞件施加到主锁闩组件的这个过大的冲击力使得用于主锁闩的 支撑系统得非常坚固。这种坚固只能通过为主锁闩系统增加更多元件来实现。支撑撞件的 发动机盖内侧需要利用额外的元件来加强。棘轮棘爪系统的另一个缺点是，主锁闩组件有 时与发动机盖内侧干涉，因此，需要在发动机盖内侧创建容纳部(pocket)。容纳部需要利 用额外的材料加强。棘轮棘爪型的其它缺点是其要求主锁闩仅安装在垂直表面。诸如散热 器横向构件的车辆元件需要被改变以创造垂直壁。如果这种改变不可行，则增加新的支撑 结构来提供支撑。在任一情况下，使支撑结构坚固对成本及重量不利。棘轮棘爪系统的另 一个缺陷是，当棘轮由于生锈或高度磨擦而变得不能操作时，系统发生故障，其中，由于滑 动元件的表面质量恶化而引起高度磨擦。所以系统需要润滑和防止生锈。已经确定，主锁 闩故障已经成为许多汽车制造商过去的主要保证召回(warranty recall)之一。另一个缺 陷是，为了适当的操作，撞件和棘轮需要精确地对准。未对准是装配厂在汽车组装生产线中 的重大问题之一。配置专门的团队以防止主锁闩系统中的未对准，这样做增加了成本。棘 轮棘爪系统的另一个不利点是发动机盖颤动。一旦由棘爪将棘轮锁定在适当位置，撞杆就 能够在棘轮内移动。这使得支撑撞件的发动机盖颤动。增加额外的弹簧和元件以克服发动 机盖颤动。棘轮棘爪系统的主要优点在于，适当的对准确保了撞杆与棘轮之间的确实的配 合。当主锁闩和次锁闩共用元件时的另一不利点是，组合系统需要非常接近发动机盖的边 缘，使得能够由手动操作来打开次系统。如果系统不能包装成接近发动机盖的前边缘，则需
3要将自呈现(selfpresenting)次释放杠杆添加到系统，这增加了成本、重量和复杂度。棘 轮、棘爪和撞件型锁闩的另一个不利点涉及其在与头部碰撞发动机盖的前侧区域的行人撞 击时允许发动机盖向下移动或移位的能力。在图2中示出销型主锁闩。装入到外壳中的销被弹簧限制。当销组件201下降到 接收室202中时，具有弹簧组件203的滑板捕获销。当利用缆线将滑板拉离销时，销从滑板 释放。就销或螺栓型主锁闩而言，其不遭遇棘轮棘爪型锁闩所面临的过大的力。但是这种系 统的主要缺陷是，如果部件由于滑动构件缺少润滑或表面恶化而开始粘合，则其不能实现 配合。其它缺陷是螺栓和接收单元之间的对准，对于变动来说，具有有限的公差。如果出现 未对准，则螺栓可能折断或损坏。另一个缺陷是，由于主系统和次系统之间没有共用部件， 主系统和次系统不能如棘轮棘爪型那样有效地组合。与本发明接近的一种类型的锁闩在图3中示出。弹簧301的腿部配合到撞件302 的槽中，弹簧301保持撞件302。但是缺少了确实的配合的特征。

发明内容
因此，本发明的数个目的和优点如下a.减少了元件的数目，特别是减少主锁闩系统和次锁闩系统和自呈现次释放臂中 的移动元件的数目；b.减少了相似的棘轮棘爪锁闩系统通常所经受的冲击负荷；c.最小化或消除了对润滑的需求，并且增加主锁闩和次锁闩的生命周期耐久性；d.当与只能安装到垂直壁的棘轮和棘爪型主锁闩相比时，提高了包装能力；e.与棘轮型和螺栓型相比，确保了确实的锁闩；f.改进了装配工艺；g.降低了整个系统的成本；h.减轻了整个系统的重量，以提高燃料效率；i.降低了发动机盖由于碰撞过程中的锁闩故障而打开的可能性；j.符合用于行人头部撞击要求的碰撞要求；k.具有通过对锁闩系统作稍微调整而使相同的系统普通化以适合于各种车辆的 能力；1.消除了发动机盖的颤动。


图1是棘轮棘爪型锁闩系统的透视图。
图2示出销型锁闩的元件。
图3示出撞件弹簧型锁闩。
图4示出经价值工程设计的锁闩系统的多个等尺寸视图。
图5示出由所述系统操作的发动机盖的打开图和关闭图。
图6示出锁闩系统的各种视图。
图7示出弹簧16的动作。
图8示出撞件的透视图。
图9示出自呈现次释放手柄的透视图。图10示出关闭操作的各步骤。图11示出打开操作的各步骤。图12示出次系统移开时的各阶段。图13示出主系统移开时的各阶段。图14是整个组件的系统图。图15是撞件14a的正视图。图16是弹簧的轴测(ISO)图。
具体实施例方式对附图的说明本发明的一个典型实施例在图4中示出。汽车的发动机盖10、发动机盖内侧11、 诸如散热器横向构件的锁闩支撑结构12、经价值工程设计的锁闩系统13和撞件14的各透 视图。图5示出了发动机盖内侧11，其是发动机盖10的内部部分。锁闩系统包括撞件 14，撞件14通过焊接或者通过紧固件刚性地连接到发动机盖内侧11上。锁闩系统13的其 余部分连接到锁闩支撑结构。锁闩系统包括基板15，弹簧16以如下方式定位在基板15的 上方该弹簧的一部分能够在有限的约束环境中移来移去。图6示出了基板15上方的弹簧16的朝向。基板15总体上为具有弯曲端部和急剧 弯折的端部的平板，所述弯曲端部围绕弹簧16的螺旋部分，所述急剧弯折的端部具有槽， 所述槽允许弹簧16的腿部穿过。弹簧16的移动被刚性地连接到基础的数个销所限制，该数 个销即为主枢轴19p、次枢轴19s、主内侧限制销20p、次内侧限制销20s、主外侧限制销52p、 次外侧限制销52s、主分隔部18p、次分隔部18s和顶板21。顶板21安装在所有所述销和分 隔部的上方，并且由穿过顶板21和基板15上的孔的螺钉28和29刚性地保持在适当位置。 所述销和分隔部的高度相同，并且比在顶板21和基板15之间穿过的弹簧构件的厚度稍大， 从而允许弹簧16自由移动。主分隔部18p和次分隔部18s是通过焊接或通过其它手段刚 性地固定到基板15的金属短条。所述分隔部的厚度实质上比连续绕圈之间的间隙小，并且 所述分隔部插入在连续绕圈之间。主螺旋17p和次螺旋17s上有效绕圈的数目将影响由各 臂施加到撞件上的力，这个数目由各分隔部的位置决定。由有效绕圈的数目、弹簧刚度、绕 圈的直径、弹簧钢丝直径和绕圈材料的弹性控制所述力。在这种情况下，由所述分隔部和各 自的臂之间的绕圈的数目限定有效绕圈的数目。对于给定数目的有效绕圈，影响所述力的 另一因素是所述分隔部和所述枢轴之间产生的绕圈的伸长度。主枢轴19p、次枢轴19s、主外侧限制销52p和次限制销52s总体上为刚性地连接 到基板15的圆柱销，所述销在它们的外侧分别地与主臂16p和次臂16s点接触。主内侧限 制销20p和次限制销20s也是刚性地安装到基板的圆柱销，并且分别地与主臂16p和次臂 16s点接触。所述销和分隔部的主要目的在于，保持主臂16p和次臂16s处于偏置，所述偏 置将所述臂保持为总是朝向中心移动。弹簧16根据弹簧16的螺旋部分的张力和扭力而起 作用。螺旋部分的扭力如图所示地将提升臂161保持在倾斜角度q上。通过撞件的向下移 动而减小所述角度受到弹簧16的螺旋部分的抵抗，并且提升臂161被迫向上移动。从角度
5q偏离的越多，趋于将提升臂161带回其中立位置的抵抗力越大，所述中立位置即为角度q 的位置。由绕圈直径、绕圈钢丝直径和绕圈材料的弹性决定扭力。主臂16p和次臂16s被朝向中心线偏置，也就是被朝向彼此偏置。这是由弹簧16 的螺旋部分的张力引起的。由主分隔部18p、次分隔部18s、主枢轴19p和次枢轴19s的位 置决定由主臂16p和次臂16s对着撞件14的滑动表面所施加的力的大小。当所述分隔部 移动远离中心线和/或所述枢轴向前移动时，所述力增大。由主臂16p和次臂16s施加的 力因而可以不同，并且可以根据需要定制。通过将缓冲器模制到螺钉头28或者利用干涉配合或连接刚性地安装或者通过螺 纹装置，将诸如橡胶缓冲器30的振动吸收材料连接到螺钉28，使得缓冲器30能够升高或降 低，以调节高度来产生组装变化，或者由撞件14施加的力的变化。主释放缆线槽25位于前板22的一端。自车辆内部出来的主释放外缆线27被刚 性地连接到主释放缆线槽25。主释放内缆线26在延伸通过主释放缆线槽25的主释放外缆 线27的内部同轴地滑动，并且主释放内缆线26通过弯曲处连接到主臂16p的自由端。当从 车辆内部致动主释放内缆线时，主释放内缆线使主臂16p移动，但是也允许主臂16p在操作 过程中独立地移动。图7示出弹簧16的元件。弹簧16实质上为包括主臂16p、次臂16s、 主螺旋17p、次螺旋17s和提升臂161的双扭转弹簧。所述臂和螺旋移动的程度如图7中的 虚线所示。撞件14基本上为如图8所示的在横向边缘具有独特轮廓的弯折金属。形状和轮 廓，也就是主滑动表面42、主拉入斜坡43、主撞击表面44、主上方撞击槽45、主斜坡46、主槽 47、次滑动表面48、次斜坡49、次拉入斜坡50和次上部点51主要由它们在锁闩操作期间的 功能而命名。撞件14通过紧固件或通过点焊刚性地连接到发动机盖内侧11，并且撞件14 在操作过程中横穿过主臂16p和次臂16s。主臂16p与主滑动表面42、主拉入斜坡43、主撞 击表面44、主上方撞击槽45、主斜坡46、主槽47配合，而次臂16s与次滑动表面48、次斜坡 49、次拉入斜坡50和次上部点51配合。图9示出了自呈现次释放臂系统31s的元件。自呈现次释放臂系统31s的功能是， 当发动机盖10从其全关闭位置释放并且即将通过释放次锁闩而从外侧打开时，将自呈现 臂从其收缩位置带到前方。自呈现臂使操作者容易找到次锁闩释放机构，而无需寻找此次 锁闩释放机构。如图9所示的自呈现次释放臂的元件为自呈现臂31、自呈现臂支撑件32、自 呈现臂滑轮34、自呈现臂致动弦35、自呈现臂致动弦引导件36、自呈现臂致动弦夹具37、自 呈现臂收缩弹簧38、自呈现臂收缩弹簧支撑件39和次臂致动联接件40。由半弹性材料制 成的自呈现臂致动弦35的一端被连接到自呈现臂致动弦引导件36，并且绕过自呈现臂致 动弦引导件36上的孔，其中自呈现臂致动弦引导件36压接到(crimp)或者被焊接到提升 臂161。所述弦穿过安装到自呈现臂支撑件32的自呈现臂滑轮34。所述弦穿过所述支撑 件然后压接到(crimp)自呈现臂31的端部。自呈现臂31穿过自呈现臂支撑件32和前侧 槽24，在操作时以往复的方式移动。自呈现臂31的自由端设置有拇指状件(thumb)31T，当 手动推动拇指状件31T时，其致动次臂16s，以释放次锁闩。自呈现臂收缩弹簧38总是将自 呈现臂朝着车辆向后拉，自呈现臂收缩弹簧38的一端连接到自呈现臂收缩弹簧支撑件39。 自呈现臂31通过升高和降低提升臂161而被来回致动。自呈现臂支撑块通过自呈现臂支 撑孔33可转动地连接到基板。自呈现臂和次臂16s通过次臂致动联接件40而连接，次臂
6致动联接件40刚性地连接到自呈现臂并且环绕次臂16s，但是允许它在锁闩操作中自由移 动。操作-图10、11、12、13通过弹簧16和撞件14的相互作用实现主锁闩功能和次锁闩功能。撞件14连接 到发动机盖内侧，并与发动机盖一起上下移动，而弹簧16陷入基板15和顶板21中并且基 板15连接到诸如散热器横向构件的支撑结构的顶部。在示出了主锁闩系统和次锁闩系统 的各个元件的位置的一系列附图中，最佳地说明了撞件14和弹簧16之间的互相作用。为 了简单起见，附图中仅示出了所述臂的横截面，而没有示出不太重要的信息。当发动机盖10 被关闭时，撞件14接近主臂16p和次臂16s之间的弹簧14。关闭操作逐级地示出关闭操作是较容易的。为了更好地理解各个元件的位置，图10按照关 闭操作的顺序示出了渐进的步骤。为了清楚起见，每个图中仅提供一次附图标记。1 级(图 10-1)撞件14朝向主臂16p和次臂16s下降，现在主臂16p和次臂16s抵靠着它们各自 的枢轴销和内侧限制销(未示出)而静止。2 级(图 10-2)主臂16p和次臂16s开始分别在主滑动表面42和次滑动表面48上滑动。3 级(图 10-3)次臂16s到达次滑动表面48的端部。4 级(图 10-4)次臂16s在次斜坡的上方配合。5 级(图 10-5)主臂16p在主滑动表面42上滑动。6 级(图 10-6)主臂16p撞击主撞击表面43，并且撞件在缓冲器30上到达最低点且在上方合上。7 级(图 10-7)主臂16p在撞件由提升臂161提升后停在主槽中。锁闩系统13现在处于关闭位置。逐级地示出打开操作是较容易的。为了更好地理解各个元件的位置，图11按照打 开操作的顺序示出了渐进的步骤。为了清楚起见，每个图中仅提供一次附图标记。1级(图 11-1)撞件14处于全关闭位置。现在，主臂16p通过释放内缆线26 (未示出)的作用力 而被拉离所述槽。2 级(图 11-2)主臂16p完全到主斜坡46的外部，并且提升臂161开始提升撞件14。3 级(图 11-3)由提升臂161继续升高撞件。4 级(图 11-4)次臂16s停止在次斜坡49上，防止撞件进一步移动。
5 级(图 11-5)次臂16s被拉离次斜坡49，并且提升臂161继续向上提升撞件。6 级(图 11-6)撞件14从主臂16p和次臂16s完全释放，并且自由地提升。主臂16p的确实的锁闩主臂16p在顶板21和基板15之间动作。所述两个板之间的空间可能收集污垢或 铁锈，远离撞件14的主臂可以保持打开不动。主外侧限制销20p将防止主臂16p向外侧过 多地移动。下面的段落解释本发明的确实的锁闩特征。主拉入斜坡43延伸过主臂能够到 达的最远点。在撞件14向下移动的过程中，主拉入斜坡43拉动打开不动的主臂。为了更 好地理解，在下面逐级地示出各个元件的移动。为了方便起见，再一次地，在图13中逐级地示出撞件14和主臂16p和次臂16s的 移动。为了清楚起见，在图中省略了不太重要的信息和重复的元件的附图标记。1 级(图 13-1) 主臂16p在远离撞件14的打开位置上不动。必须向内侧拖拉主臂16p，使得锁闩配合。2 级(图 13-2)撞件14继续下降并且主拉入斜坡43遭遇主臂16p，主拉入斜坡43的角度开始将 主臂16p向内侧拉。3 级(图 13-3)撞件14在缓冲器40 (未示出)上降至最低点，并且停止。4 级(图 13-4)撞件上的向下的压力被释放，提升臂161开始提升撞件14，并且主臂16p与主斜坡 46发生接触。5 级(图 13-5)撞件14的进一步向上移动将主臂16p完全推入主槽47。现在关闭锁闩系统13。次臂16s的确实的锁闩次臂16s在顶板21和基板15之间动作。所述两个板之间的空间可能收集污垢或 铁锈，远离撞件14的次臂16s可以保持打开不动。次外侧限制销20s将防止次臂16s向 外侧过多地移动。下面的段落解释本发明的确实的锁闩特征。次拉入斜坡50延伸过次臂 16s能够到达的最远点。在撞件14向下移动的过程中，次拉入斜坡50拉动打开不动的次臂 16s。为了更好地理解，在下面逐级地示出各个元件的移动。下面的段落解释本发明的确实的锁闩特征。为了方便起见，再一次地，在图12中 逐级地示出撞件14和主臂16p和次臂16s的移动。1 级(图 12-1)次臂16s在远离撞件14的打开位置上不动。必须向内侧拖拉次臂16s，使得锁闩配合。2 级(图 12-2)撞件14继续下降，次拉入斜坡50遭遇次臂16s，并且次拉入斜坡50的角度开始向 内侧拉动次臂16s
3 级(图 12-3)撞件14在缓冲器40 (未示出)上方达最低点，并且停止。次臂16s被完全拉入次 上部点51。图14示出带有系统的各元件的经价值工程设计的锁闩系统13的分解图，系统的 各元件被标记。图15示出撞件14a，除所示的斜坡70的变化外，撞件14a与所述撞件14在各方 面上都相同。主臂16p位于主槽47中。如果诸如人的头部的外部物体以高速度与发动机 盖10发生接触，发动机盖需要移位或者给予减小冲击。斜坡70将允许撞件14a下移到上 方的合上位置，从而降低冲击的严重性。图16示出次臂16c的替换，此次臂16c具有姆指状件16t，使得不必使用自呈现臂 次释放臂。当需要释放次锁闩时，直接向外侧推所述姆指状件16t，从而将次臂16c从限制 撞件14或14a的状态释放出来。
权利要求
1.一种经价值工程设计的锁闩系统，用于以多个级锁住和解锁关闭装置，所述多个级 即全打开、部分打开和全关闭，所述经价值工程设计的锁闩系统包括弹簧，所述弹簧包括具有多个卷绕段、弯曲段和自由端的金属杆；金属撞件，所述金属撞件包括与所述弹簧互相作用的具有一定形状的边缘和槽；自呈现次释放系统，所述自呈现次释放系统通过所述弹簧的移动而被致动；基板，所述基板支撑所述弹簧和所述自呈现次释放系统。
2.—种经价值工程设计的锁闩系统，用于以多个级锁住和解锁汽车发动机盖，当受到 外部物体冲击时，所述发动机盖移位，所述多个级即全打开、部分打开和全关闭，撞件，所述撞件包括允许所述发动机盖移位的具有一定形状的边缘和槽；弹簧，所述弹簧包括具有多个卷绕段、弯曲段和自由端的金属杆，以与所述撞件相作用。
3.根据权利要求1所述的经价值工程设计的锁闩系统，其中，所述自呈现次释放臂系 统包括具有拇指状件的自呈现臂，所述自呈现臂在自呈现臂块内部移动，所述自呈现臂块 在所述基础上旋转；弹性自呈现臂弦，所述自呈现臂弦将所述弹簧的段联接至所述自呈现 臂的端部。
4.根据权利要求1所述的经价值工程设计的锁闩系统，其中，所述自呈现次释放臂系 统包括自呈现臂收缩弹簧，所述自呈现臂收缩弹簧的一端连接到总是向后地拉所述自呈现 臂的自呈现臂收缩弹簧支撑件。
5.根据权利要求1所述的经价值工程设计的锁闩系统，其中，所述弹簧包括主臂、次 臂、提升臂、主螺旋和次螺旋，所述弹簧通过与属于所述基板的前板上的槽协调工作而将所 述撞件定位于指定位置。
6.根据权利要求5所述的主臂及次臂，被顶板、多个销和所述基板包围，能够在限制的 空间内自由移动，而无需任何形式的润滑。
7.根据权利要求5所述的主臂及次臂，在所述撞件的所述边缘轮廓上施力，其中，由主 枢轴、次枢轴、主分隔部和次分隔部的定位控制所述力。
8.根据权利要求7所述的主分隔部和次分隔部，分别插入权利要求5中的所述主螺旋 和所述次螺旋中的两个相邻绕圈之间，由此所述主分隔部和所述次分隔部的定位影响有效 绕圈的数目，从而影响由所述主臂和所述次臂施加在所述撞件上的力。
9.根据权利要求1所述的撞件，包括边缘轮廓，所述边缘轮廓提供用于所述主臂和所 述次臂的确实的配合的装置。
10.根据权利要求5所述的提升臂，在所述撞件向下运动期间，与所述撞件遭遇并且提 供增大的阻力，由此使所述经价值工程设计的锁闩系统上的冲击极大地减至最低。
11.根据权利要求4所述的自呈现臂，包括联接件，所述联接件刚性地连接到所述自 呈现臂，并且宽松地包围所述次臂，由此允许所述次臂自由移动，而不与所述联接件发生接 触。
12.根据权利要求5所述的次臂，在其端部包括拇指状件，所述拇指状件被直接致动以 释放所述次锁闩。
全文摘要
本发明是一种经价值工程设计的锁闩系统(13)，用于诸如汽车发动机盖的关闭装置。这个经价值工程设计的锁闩系统(13)整合了主锁闩，次锁闩及用于次释放状态的自呈现臂，从而减少了元件的数量。在一个实施例中，车辆发动机盖内侧(11)支撑撞件(13)，而支撑构件(12)支撑弹簧(16)。当发动机盖(10)关闭，撞件(13)凭借主臂(16p)及次臂(16s)与弹簧(16)配合，发动机盖(10)保持关闭。致动主臂(16p)使主臂(16p)从撞件(13)中释放，发动机盖被弹簧(16)提升，直到次臂(16s)使撞件(13)停止进一步升高。致动自呈现次释放臂(31s)使次臂(16s)与撞件(13)脱离，从而使发动机盖(10)自由打开。
文档编号E05B63/00GK102007258SQ200980113737
公开日2011年4月6日 申请日期2009年4月13日 优先权日2008年4月13日
发明者哈里·普拉萨德 申请人:哈里·普拉萨德