专利名称：车门撞锁及其棘轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车门撞锁，更具体说涉及一种棘轮式车门撞锁及其棘轮。
多年来棘轮式车门撞锁是众所周知的并已广泛使用。见美国专利No.4，756，563。
本发明的目的是提供一种带有棘轮的棘轮式车门撞锁，该棘轮可以减小操作噪音及车门撞锁的润滑要求。
权利要求1至8分别具体列出了一车门撞锁及其棘轮的特征。
本发明的车门撞锁的一个特征是车门撞锁具有一个棘轮，除了在主撞锁位置的棘轮与棘爪的啮合，它可避免所有金属对金属的接触。
本发明的车门撞锁的另一特征是车门撞锁具有一个棘轮，它包括一金属基片，金属基片可被注射模制上塑料以提供消音垫从而实现静音操作。
本发明的车门撞锁的另一特征是车门撞锁的制造成本低，这是因为用于棘轮的金属基片可以是不分左，右手的零件，可用在右手和左手组件中。
下面参照附图，以举例的方式描述本发明，其中
图1是一局部剖开的前视图，示出了本发明的车门撞锁，以实线示出了撞锁和未锁定状态，并也以虚线示出了处于未撞锁或锁定位置的各零件。
图2是大致沿图1中2-2线所取的剖视图，其中以虚线示出了处于锁定位置的间隙杆。
图3是大致沿图2中3-3线所取的后视图，以实线示出了撞锁和未锁定状态，而也以虚线示出了处于未撞锁或锁定位置的各零件。
图4是大致沿图1中4-4线所取局部剖视图，以虚线示出了处于未撞锁或锁定位置的各零件。
图5是与图1类似的示图，示出了处于未撞锁和未锁定状态的车门撞锁。
图6是车门撞锁及安装锁之车门一部分的的分解透视图。
图7是一放大的前视图，示出了夹物模制的车门撞锁棘轮。
参照图1，2和6，一车门撞锁10包括一个单件模制塑料外壳12，它在前侧14敞开。外壳12包括一个相对较薄的并断开的周壁16，该周壁限定了一个带有下凹底壁18的空腔。外壳12还在周壁16的内侧带有一组仅略微下凹的共面凸台部分20。一金属盖板或框架26装配在周壁16内，并位于凸台部分20上以封闭外壳12的前侧14。框架26包括一个向内凹入的上角部分28，挤压成形的中部30和一对侧接片32和33，如图6所示。
一棘轮轴36由框架26的中部30容纳，中部30为棘轮轴36的头端提供了一增强的支承表面。棘轮轴36的一部分位于一个一体地安装于外壳12上的薄塑料套筒37内，然后位于一个通过底壁18的孔40内，如图2所示。薄塑料套筒37便于装配，然后在使用中断开以在棘轮轴36和一可转动撞锁棘轮42之间提供一套筒轴套38。
现在参照图1、6和7，棘轮42包括一个带有容纳棘轮轴36之孔44的金属基片46和套筒轴承38，这样棘轮42可在棘轮轴36上转动而不会造成金属和金属的接触。那么一体的塑料套筒37就具有两个主要作用，即在装配时定位棘轮42，和提供一套筒轴承38，以便当使用中棘轮42旋转时避免在棘轮42和棘轮轴36之间的金属和金属的接触。
图7中以隐线示出的金属基片46被注射模制上一个覆层48，该覆层48为较为坚韧和刚性的热塑塑料，例如St.Louis，Mo的Monsanto公司的一种产品，Santoprene。如图5，6和7所示，塑料覆层48并不覆盖孔44或者棘轮42的孔44附近的金属基片表面，以避免干涉棘轮42的旋转。
塑料覆层48也不覆盖主撞锁齿56的周边表面，这样当棘轮42处于图1和5所示的撞锁位置时在主撞锁齿56和一棘爪60之间就为金属对金属的接触。然而，在其它周边区域却存在大量塑料覆层48。在一撞齿51的前面，覆层48包括一开缝的较厚部分，以提供一个一体的缓冲垫53，用以当车门关闭时缓冲一撞块的初始啮合，正如下面将要解释的。塑料覆层48也包括另一个覆盖棘轮42之夹持部分57的垫55，当棘轮处于图1和5所示的撞锁位置时它与撞块啮合。塑料覆层48还包括另一个垫59，它覆盖夹持部分57和主撞锁齿56之峰点之间的基片46的周边，用以在门关闭时随着棘爪60越过第二撞锁齿80实现静音操作。塑料覆层48在主撞锁齿56和撞齿51之间还包括一个大致为弦形的区域61，以减小金属基片46的尺寸和重量，并为一个一体的销43提供基础。弦形区域指的是一个圆的一部分，包括圆的一圆弧和圆弧端部之间的一个弦。
现在参照图2，下凹底壁18上的一个槽50容纳一螺旋压缩弹簧52。与棘轮42的消音塑料覆层48模制成一体的销43(如图1中虚线所示)与螺旋压缩弹簧52的一端啮合。螺旋压缩弹簧52的另一端与槽50的一端壁啮合，这样当棘爪60脱离啮合时，弹簧52就将棘轮42从图1以实线所示的撞锁位置经中间撞锁位置(未示出)顺时针偏置到图1中以虚线及图5中以实线所示的未撞锁位置。主撞锁齿56与外壳12的一肩部58啮合以将棘轮42停止在未撞锁位置。
现在参照图2和6，棘爪60可转动地安装在一棘爪轴62上，以便在图5中以实线所示的一啮合位置和图5中以虚线所示的一未撞锁位置之间运动。外壳12的其中一个凸台部分20上的一个槽68容纳一第二螺旋压缩弹簧70。棘爪60的一肩部72与螺旋压缩弹簧70的一端啮合。弹簧70的另一端与槽68的一端壁啮合，以便朝啮合位置逆时针偏置棘爪60(从图1和5所见)。棘爪60带有一个棘爪齿76。如图1所示它与棘轮42的主撞锁齿56啮合，以将棘轮42撞锁在完全撞锁位置。尽管在附图中未示出，棘爪齿76也可与棘轮42的第二撞锁齿80啮合，以便将棘轮42定位于中间撞锁位置，其中棘轮42松驰地夹持一撞块188。
参照图2和3，外壳12带有一后侧82，它具有一系列平行的后底壁部分84、86和90。一金属后板92与外侧后底壁部分啮合并包括一组下凹部分94和96，如图6所示。
参照图2和6，一非金属或塑料棘爪释放杆100与棘爪60同轴地铰接在棘爪轴62上并位于后底壁部分84和棘爪轴62的一个凸缘102之间。参照图1，棘爪释放杆100带有一侧销104，它穿过外壳12上的一个槽106延伸并容纳于棘爪60的一槽口108内，以将棘爪释放杆100连接于棘爪60。参照图3和6，棘爪释放杆100的偏置底部110可与非金属或塑料模制间隙杆116的一体凸耳111啮合。
参照图2和3，间隙杆116的一体凸耳111带有一个销112，它由一解锁杆120的直线轨槽118可滑动地约束。间隙杆116的下端122通过间隙杆116的一分叉凸起123可转动地安装在一锁定杆126的第一端124上，该分叉凸起123偏心地与锁定杆126上的一个孔啮合，以实现静音防振动旋转。如图3和6所示，间隙杆116在一侧介于锁定杆126和解锁杆120之间，在另一侧介于上述两者和外壳12的后底壁部分86之间。间隙杆116的一个一体模制的指端128与后底壁部分86啮合，以反抗锁定杆126和解锁杆120适当地偏转间隙杆116，从而防止振动。间隙杆116与锁定杆126一起在图2和3中以实线所示的非锁定位置和以虚线所示的锁定位置之间移动。
棘爪释放杆100的转动取决于间隙杆116(它是锁定机构的一部分)的位置，和解锁杆120的转动(它是解锁机构的一部分)。在讨论锁定机构之前将更详细地讨论解锁机构。
参照图2和6，解锁杆120(它的槽118容纳有间隙杆116的一体销112)可转动地安装在棘爪轴62上，位于棘爪轴62的一肩部130和一非金属塑料模制外操纵杆132之间。一螺旋扭簧134环绕凸缘102和肩部130之间的棘爪轴62，并且它的一端136与解锁杆120的上边缘140啮合，如图3所示。螺旋扭簧134的另一端与外壳12上的一斜面啮合，这样扭簧134就将解锁杆120顺时针偏置到图3所示的静止位置。应当注意图1、5和6是前视图，而图3是后视图。这样在图1、5和6中螺旋扭簧就逆时针偏置解锁杆120。
参照图3和6，外操纵杆132，它可转动地安装在棘爪轴62上并介于后板92和解锁杆120之间，靠在解锁杆120的一侧凸片146上。参照图3，外侧门把手(未示出)逆时针转动外操纵杆132以解锁车门撞锁10。同时外操纵杆132逆时针将解锁杆120从其静止位置旋转到其相应的解锁位置，如图3中的虚线所示。当释放时传递扭簧134偏置力的解锁杆120的侧凸片146将外操纵杆132复位到其静止位置。如图3和6所示，后板92的侧凸片148限制了外操纵杆132和解锁杆120的顺时针运动。
参照图3，4和6，一非金属塑料模制内操纵杆150也可以反抗扭簧134的偏置力将解锁杆120转动到解锁位置。内操纵杆150在152处铰接在后板92的侧凸缘154上并且在解锁杆120的支杆158下方有一支杆156。一内操纵手柄(未示出)连接并转动内操纵杆150。从图4和6看当内操纵杆150被顺时针动时，从图3看它就逆时针转动解锁杆120(从图6看则为顺时针)。
既然已充分描述了解锁机构的操纵杆，下面将描述锁定机构。参照图1和2，锁定杆126借助于外壳12的一个一体凸起物和锁定杆126上的一个销在160处可转动地安装在外壳12的一部分和后板92之间，该一体凸起物与锁定杆126上的铰接孔配合，该锁定杆126上的销与后板92上的铰接孔127配合。锁定杆126包括一个带有一肩部166的一体可偏转臂162，该肩部被迫或是与第一凹槽168或是与第二凹槽170啮合(如图2所示)，以将锁定杆126或是定位在图1中以实线示出的未锁定位置或是定位在以虚线示出的锁定位置。可偏转臂162也提供了使锁定杆126或在锁定位置或在非锁定位置正确定位之锁定机构的触感。如图2所示，通过隔开的U形部分使可偏转臂162为可偏转，U形部分将肩部166连接于锁定杆126的主要部分。锁定杆126的第一端124带有一开口，通过杆或其它装置将之连接于一个外部的钥匙柱体，以便在锁定或非锁定位置之间移动锁定杆126。
参照图1和4，一非金属塑料模制内锁定杆172可转动地在铰接点173处安装在后板92的侧凸缘154上。内锁定杆172以传统方式连接于一内锁定操纵器上，例如一线性滑移按键。内锁定杆172包括一个支杆174，它被容纳在锁定杆126的第二端178处的一个斜削开口176中，这样内锁定杆172的运动就将锁定杆126在其相应的锁定和非锁定位置之间移动。内锁定杆172与外操纵杆132相同以减小制造成本。
描述完解锁机构和锁定机构后下面描述两者之间的相互关系。参照图2和3，当锁定杆126和间歇杆116处于非锁定位置时，间隙杆116的一体销112处于对准之解锁杆120上的直线轨槽118的下端180，以便与棘爪释放杆100的偏置底部110啮合。结果，当或是外操纵杆132或是内操纵杆150将解锁杆120从静止位置逆时针转动到图3中虚线所示的解锁位置时，间隙杆116的一体销112就与棘爪释放杆100的偏置底部110啮合而转动棘爪释放杆100并同时将棘爪60转动到图1中虚线所示解锁位置。开门时这样就使棘爪齿76与棘轮42的主撞锁齿脱离啮合，然后弹簧52和/或撞块188就使棘轮42顺时针转动到图5所示的解锁位置。当释放解锁杆120时压缩弹簧70使棘爪60复位到撞锁位置。在此解锁运动期间，间隙杆116绕分叉凸起123转动，该分叉凸起可转动地将下端122连接于锁定杆126。
当锁定杆和间隙杆116处于图1和2中虚线所示的锁定位置时，间隙杆116的一体销112处于解锁杆120之直线轨槽118的上端182。结果当解锁杆120被或是外操纵杆132或是内操纵杆150逆时针转动时，间隙杆116的一体凸耳111错过偏置底部110而移入棘爪释放杆100的一个槽184之内，这样棘爪释放杆100和棘爪60就不会转动到解锁位置并且棘爪齿76仍保持与棘轮42的主撞锁齿56啮合。
描述完解锁机构和锁定机构的操纵杆及它们的相互关系后，下面描述带有撞块188之车门撞锁10的操作。参照图2和6，撞块188由单个冲压件成形，它包括一个带有一对孔192的安装板部分190，用以安装于车体结构上，如汽车门柱上。参照图1，撞块188的矩形断面的环形撞块部分194包括一外侧杆198和一内侧杆196。当车门撞锁10处于撞锁位置时外侧杆198容纳在车门撞锁10之棘轮42的一槽口200内。
参照图1和6，汽车撞锁10的外壳12有一深槽202，它从底壁18向内延伸到一后壁204。如图3所示槽202的内端向后弯曲，与穿过后壁204的一个槽配合形成一弹簧臂208。一对称的弹性体缓冲块206被侧向插入槽202的内端，该弹性体缓冲块206的下端卡入并由弹簧臂208保持在位。槽202在外壳12内限定了一入口210，以接纳撞块188。框架26包括一个“鱼嘴”槽212，当安装框架26时它与外壳12的入口210对齐。框架26的侧接片32和33伸入与入口210相通的外壳12的槽内，如图1，5和6所示。在棘轮轴36和塑料外壳12本身不能将棘轮42保持在塑料外壳12内的情况下，这些侧接片32，33完成这一工作。
参照图2，通过棘轮轴36和棘爪轴62将车门撞锁保持在一起作为一个装配好的车门撞锁，棘轮轴36和棘爪轴的端部分别在后板92的下凹部分94和96处被锤击。棘轮轴36将塑料外壳12，金属框架26和后板92保持在一起并可转动地将棘轮42保持在外壳12的底壁18和金属框架26之间。在两端被锤击的棘爪轴62帮助对齐框架26，外壳12和后板92，并可转动地定位棘爪60，棘爪释放杆100，解锁杆120，和外操纵杆132并支承螺旋扭簧134。如上所述，锁定杆126在160处被转动地安装并位于外壳12和后板92之间。内操纵杆150和内锁定杆172被可转动地安装在后板92的侧凸缘154上。
参照图2和6，装配后的车门撞锁安装在一扇车门上，如门220，以框架26靠在可摆动门220的自由端壁221的内表面上。金属框架26的凹角部分28和挤压成形的中部30分别容纳棘轮42的头部及棘爪60的被锤击头部。门220的端壁221和内板223带有连通槽，该槽限定了一个与塑料外壳12的入口210和框架26的鱼嘴槽212对齐的开口222。
车门撞锁10通过一对螺栓240和242安装在车门220上，螺栓240和242被插入端壁221上的孔236和238，穿过框架26上的孔232和234和外壳12上的孔228和230，然后被拧入后板92上的螺孔224和226内。螺栓240和242也起附加固紧装置的作用，当紧靠端壁221安装撞锁10时，将车门撞锁10的零件保持在一起。
螺栓240在棘爪60的棘爪齿76与棘轮42的其中一个撞锁齿56和80啮合处的附近穿过车门撞锁10，并将啮合的齿夹在外壳12和框架26之间，这样使啮合的齿保持共面且不会相互错开。此外，螺栓240，棘轮轴36和棘爪轴62限定了一个假想三角形，它将棘轮42和棘爪60的啮合齿包容在外壳12和框架26之间，进一步保证了啮合的齿不会相互错开。
螺栓242在棘轮42与撞块188啮合(当棘轮42处于图1所示的撞锁位置时)处的附近延伸穿过车门撞锁10。棘轮轴36在入口210和撞锁内侧杆196的相对侧在约相同的距离之处。螺栓242和棘轮轴36两者将车门撞锁10保持在一起并将棘轮42夹在外壳12和框架26之间，这样，保持棘轮42防止棘轮42在撞块188之啮合内侧杆196附近在入口210的两侧侧向移动。结果，保证了撞块188的很牢固的撞锁啮合。
如果撞块188未对准车门撞锁10并最开始在比理想处低的地方与入口210啮合，框架26的侧接片32保护塑料外壳12。而且，如前所述，在入口210相对侧上的侧接片32和33也位于棘轮42的内侧，这样它不会被撞块188拉出外壳12(如图1所示)，从而提高了车门撞锁10在破坏性载荷下的整体强度。应当注意，当车门撞锁10被设计成与撞块188(其特征为矩形断面的环形部分)一起使用时，塑料外壳12的入口210和盖板26的鱼嘴槽212相对较窄。此相对较窄的鱼嘴槽212进一步提高了车门撞锁10的整体强度，这是因为与使用圆形断面的撞块环形部分并具有相同操作效果的设计相比，中部30处的孔和鱼嘴槽212之间的金属板26的最小厚度得以增加。撞块188是我们的美国专利No.5，263，752的主题。
参照图1和5，当门220关闭时，撞块188的外侧杆198进入入口210并与棘轮42的缓冲垫啮合并使棘轮42从图5所示的未撞锁位置逆时针转动到图1所示的撞锁位置。弹性体缓冲块206使撞块188停止在撞锁位置。在此撞锁运动期间，棘爪齿76首先越过棘轮42的第二撞锁齿80然后越过主撞锁齿56，直到在压缩弹簧70的偏置力作用下它与主撞锁齿56的后侧啮合为止。
由于图7所示的棘轮42的消音覆层48，此操作是很安静的。首先撞块188与开缝缓冲垫53啮合，因为开缝可吸收撞块118与棘轮42啮合的能量和声音，缓冲垫隔开金属基片46并偏转。然后当棘爪齿76在棘轮42上滑移进主撞锁齿56后面的位置内时覆层48的周边部分吸收了棘爪60的大部分能量和声音。第三，撞锁后的内侧杆196由弹性体缓冲块206停止并由棘轮42的夹持部分57的垫55固定。当门关闭时这就吸收了撞块188的能量和声音。
参照图2，由撞块188造成的棘轮42的初始啮合及转动在薄的塑料套筒37上产生一个载荷，它通常是均匀分布在棘轮42的厚度上。一体成形在外壳12的底壁18上的薄塑料套筒37在使用中不存在在套筒和底壁的拐角处产生应力集中区的半径。撞块载荷和应力集中区的组合作用使得拐角断裂，这样在使用中薄塑料套筒37就与外壳12的底壁18断开，从而在金属棘轮轴36和起消声器作用的棘轮42的金属孔之间提供了一个塑料套筒轴承38。
打开车门撞锁10以打开车门220是通过使棘爪齿76脱离主撞锁齿56导致压缩弹簧将棘轮42复位到上述解锁位置从而从棘轮42的入口210释放撞块188而完成的，门的密封力也有助于撞块188脱离撞锁。
除了棘轮42，棘爪60和需要用来将车门撞锁10保持在撞锁位置的相关轴及弹簧外，非金属或塑料零件的广泛应用，棘轮42的塑料覆层和可断开的套筒轴承38将金属的接触减少到最低程度，从而提供了一个操作很安静且几乎不需要(如果有的话)润滑的车门撞锁。此外，间隙杆116的一体的指端128和锁定杆126的内部可偏转臂162减小了这些零件的振动及相关的噪音，从而进一步加强了静音操作。
附图所示的车门撞锁10是一个用于汽车乘客侧的右手车门撞锁。用于汽车司机侧的左手车门撞锁以相同原理工作，但撞锁是相互成镜像。这样撞锁的某些零件被设计成即可用于右手撞锁也可用于左手撞锁以降低制造成本。例如，棘爪60和外操纵杆132是不分左右手的并通过倒转零件可使之用于右手撞锁或左手撞锁。棘轮42的金属基片46也是不分左右手的，并在被插入模制(其中将销53附装在其一侧上)前可用于这两类撞锁中的任何一类。成直角的弹性体缓冲块206相对于多个平面是对称的，这样缓冲块206一方面可用于一右手撞锁，或翻转90°用于左手撞锁。此外，内操纵杆150和内锁定杆172也是相同的，以进一步减小制造成本。
权利要求
1.一种安装在车门(220)上的车门撞锁(10)，以便当车门关闭时啮合并夹持安装在车体上的一撞块(188)，车门撞锁包括一个带有一可移动安装的金属棘爪(60)和一底壁(18)的外壳(12)，底壁(18)带有一穿过它延伸的用以容纳一棘轮轴(36)的孔；和一个可转动地安装在棘轮轴上的棘轮(42)，棘轮具有一金属基片(46)和一塑料覆层(48)，金属基片包括一具有凸出撞锁表面的主撞锁齿(56)，其位置可与金属棘爪金属对金属地啮合。
2.如权利要求1所述的车门撞锁，其中金属基片具有一撞齿(51)和塑料覆层(48)，塑料覆层(48)在主撞锁齿(56)和撞齿之间包括一大致为弦形的区域(61)。
3.如权利要求2所述的车门撞锁，其中弦形区域(61)为一个一体的销(43)提供一基础。
4.如权利要求2或3所述的车门撞锁，其中塑料覆层(48)在撞齿(51)的前面包括一个开缝的较厚部分，以提供一个一体的缓冲垫(53)，用以当车门(220)关闭时缓冲与撞块(188)的初始啮合。
5.如权利要求2至4中的任一个所述的车门撞锁，其中金属基片(46)包括一个夹持部分(57)和塑料覆层(48)，塑料覆层(48)包括一个覆盖定位部分的垫(55)，用以当棘轮(42)处于撞锁位置时与撞块(188)啮合。
6.如权利要求2至4中的任一个所述的车门撞锁，其中金属基片(46)包括一个夹持部分(57)和一个在夹持部分及主撞锁齿(56)之间的一第二撞锁齿(80)，并且塑料覆层(48)包括一个覆盖夹持部分和主撞锁齿之峰点之间的金属基片周边的垫(59)，用以当车门(220)关闭时随着棘爪越过第二撞锁齿与棘爪(60)啮合。
7.如权利要求1至6中的任一个所述的车门撞锁，其中金属基片(46)被注射模制上一相对较坚韧和刚性之热塑材料的覆层，以形成塑料覆层(48)。
8.用于权利要求1至7中的任一个所述的车门撞锁(10)的棘轮(42)，该车门撞锁可安装在一车门上以便在车门关闭时啮合并夹持一个安装在车体上的撞块(188)，棘轮包括一个金属基片(46)和一个塑料覆层(48)，金属基片具有一个用以与车门撞锁之棘爪(60)啮合以将棘轮保持在撞锁位置的主撞锁齿(56)和一撞齿(51)，用以当棘轮处于未撞锁位置时与撞块啮合，并且塑料覆层在主撞锁齿和撞齿之间包括一个隔断金属基片的大致为弦形的区域(61)。
9.如权利要求8所述的棘轮，其中弦形区域(61)包括一个与车门撞(10)之复位弹簧(52)啮合的一体的销(43)。
10.如权利要求9所述的棘轮，其中主撞锁齿(56)具有一个凸出的撞锁表面，其位置可使之与棘爪(60)啮合，并且金属基片(46)包括一个夹持部分(57)和一个在夹持部分及主撞锁齿之间的第二撞锁齿(80)，并且塑料覆层(48)从撞齿直到主撞锁齿之峰点覆盖撞齿的周边及金属基片的周边，用以随棘爪越过第二撞锁齿而与主撞锁齿啮合时与棘齿啮合。
11.如权利要求8至10中的任一个所述的棘轮，其中金属基片(46)被注射模制上相对较坚韧和刚性之热塑材料的覆层，以限定塑料覆层(48)。
全文摘要
一种棘轮式车门撞锁由一对螺栓固定在车体上。棘轮(42)由一个带有塑料覆层(48)的金属基片(46)限定。车门撞锁可带有几个其它的非金属零件，以减少金属对金属啮合，操作噪音及润滑要求。
文档编号E05B65/20GK1108730SQ9410183
公开日1995年9月20日 申请日期1994年3月14日 优先权日1994年3月14日
发明者T·L·康钱, A·L·波特力, R·M·波力克 申请人:通用汽车公司