一种开锁机构及汽车门锁的制作方法

本发明涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种开锁机构及汽车门锁。

背景技术：

目前国内外汽车上的车门锁大多采用的是电动门锁，利用锁体内高转速的电机通过传动机构实现动力输出的传递，然而受限于设计空间的要求，要通过电机的高速旋转运动，转换成锁体上摆臂的往复小角度摆动，中间需要多级的零部件来实现减速。

往往在制造加工这些零部件过程中，装配过程和控制过程较复杂，导致生产成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种开锁机构，减少机构的零件数量，方便装配，降低生产成本。

本发明的实施例是这样实现的：

基于上述目的，本发明的实施例提供了一种开锁机构，包括相互啮合的齿轮螺杆和卡爪，所述齿轮螺杆包括设置有螺旋凸起的转轴，所述卡爪包括啮合部和用于限制所述齿轮螺杆旋转的第一限位部；

所述开锁机构具有所述啮合部与所述螺旋凸起啮合，且所述齿轮螺杆带动所述卡爪朝向第一方向转动的第一状态，和所述第一限位部与所述螺旋凸起配合限位，所述卡爪在外力作用下朝向与所述第一方向相反的第二方向转动复位的第二状态。

另外，根据本发明的实施例提供的开锁机构，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的可选实施例中，所述螺旋凸起的螺距等于所述卡爪的最大旋转弧长。

在本发明的可选实施例中，所述螺旋凸起的圈数小于或者等于一圈。

在本发明的可选实施例中，所述转轴上还设置有与所述螺旋凸起间隔设置的渐开旋转凸起，所述渐开旋转凸起包括起始端和终止端，所述起始端与所述转轴的侧壁平滑过渡，所述终止端凸出于所述转轴的侧壁，且所述终止部与所述转轴侧壁形成第二限位部。

在本发明的可选实施例中，所述齿轮螺杆还包括限位弹簧，所述限位弹簧包括相对的弹簧端和限位端，所述限位端与所述渐开旋转凸起配合，用于限制所述齿轮螺杆的反转，所述弹簧端用于嵌设于所述开锁机构的壳体。

在本发明的可选实施例中，所述齿轮螺杆还包括传动轮，所述传动轮与所述转轴的端部固定连接，且带动所述转轴转动。

在本发明的可选实施例中，所述传动轮通过所述渐开旋转凸起与所述转轴固定连接，所述渐开旋转凸起位于所述传动轮的根部。

在本发明的可选实施例中，所述啮合部具有啮合齿，所述螺旋凸起具有螺旋齿牙，所述啮合齿与所述螺旋齿牙啮合；

所述第一限位部包括限位面，所述螺旋凸起具有限位端，所述限位端能够与所述限位面贴合限位。

在本发明的可选实施例中，所述第一限位部还包括让位齿，所述让位齿与所述限位面形成让位空间，使所述卡爪能够相对于所述齿轮螺杆朝向所述第二方向转动复位。

本发明还提供了一种汽车门锁，包括开锁机构。

本发明实施例的有益效果是：通过在齿轮螺杆上设计的螺旋凸台和渐开旋转凸台，使整个机构的零件数量大大减少，有着方便装配以及降低成本的优势，通过在卡爪上设计第一限位部，能够有效的抵消残余惯性力，限位弹簧的单向限位设计，又能够有效的防止抵消力过大造成的反弹跑偏问题，使整套机构优化的十分简洁可靠，实现一套简单的机构完成一套复杂的动作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的开锁机构的结构示意图；

图2为开锁机构的分解示意图；

图3为图1中齿轮螺杆与卡爪的装配示意图；

图4为齿轮螺杆的结构示意图；

图5为齿轮螺杆位于初始位置的示意图；

图6为齿轮螺杆位于开启最大位置的示意图；

图7为卡爪的结构示意图；

图8为本发明实施例2提供的汽车门锁位于锁紧位置的示意图；

图9为汽车门锁位于解锁位置的示意图。

图标：100-开锁机构；10-壳体；11-第一方向；12-第二方向；13-齿轮螺杆；131-传动轮；132-转轴；134-螺旋凸起；135-渐开旋转凸起；136-限位弹簧；16-卡爪；162-啮合部；18-第一限位部；182-限位面；185-让位齿；20-锁扣；21-卡板；22-底板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1

图1为本实施例所提供的开锁机构100的结构示意图，图2为开锁机构100的分解示意图，请参照图1和图2所示。

开锁机构100包括相互啮合的齿轮螺杆13和卡爪16，齿轮螺杆13包括设置有螺旋凸起134的转轴132，卡爪16包括啮合部162和用于限制齿轮螺杆13旋转的第一限位部18。

该开锁机构100具有啮合部162与螺旋凸起134啮合，且齿轮螺杆13带动卡爪16朝向第一方向11转动的第一状态，和第一限位部18与螺旋凸起134配合限位，卡爪16在外力作用下朝向与第一方向11相反的第二方向12转动复位的第二状态。

目前，汽车上车门锁大多采用的是电动门锁，其利用锁体内部的小型电机，通过齿轮、蜗杆、涡轮和螺杆等机构实现输出力的传递动作，即小型电机通过齿轮传递，将扭力传递在一个带有回位扭簧的螺杆，螺杆上有一个可以滑动的螺纹滑块，当小型电机通电500ms后，会带动螺纹滑块在螺杆上做径向运动，当通电结束后，螺杆受到回位扭簧的复位力作用，会驱动螺纹滑块复位，从而实现推拉的运动。

但是，受限于设计空间的要求，这种小型电机的输出力矩较小，转速较高，在短时间通电时，依靠高转速产生的惯性来作为输出扭矩，同时为了确保惯性力的全力输出，也为减少系统响应的时间，须在传递机构中增加复位扭簧，其作用是使通电结束以后，动作执行完成后让整个机构复位到初始启动位置，由于增加扭簧，势必会抵消一部分电机通电后高速旋转产生的惯性力，使得机构的总体输出力会偏小，想要将电机的高速旋转运动转换成锁体上摆臂的往复小角度摆动，则中间需要多级的紧密零件来实现减速。

往往在制造加工这些如塑胶齿轮、蜗杆、涡轮和螺杆过程中，较高的尺寸精度要求带来了较高的成本，较多数量的零件组成，也带来了较复杂的装配过程和控制过程，并且也带来了隐性的质量风险和成本。

本实施例提供的开锁机构100是从优化设计运动机构为出发点，在获得相同功能的前提下，减小零件数量，降低产品成本。且通过开锁机构100运用可以简化锁体，从而得到可靠、易于控制的产品。

本实施例1提供的开锁机构100能够减少传递机构内零件需求的数量，和降低这些零件的加工复杂程度，从而实现可靠的功能。

下面对该开锁机构100的各个部件的具体结构和相互之间的对应关系进行详细说明。

图3为齿轮螺杆13与卡爪16的装配示意图，图4为齿轮螺杆13的结构示意图，图5为齿轮螺杆13位于初始位置的示意图，图6为齿轮螺杆13位于开启最大位置的示意图，请参照图3、图4、图5及图6所示。

齿轮螺杆13包括传动轮131、转轴132以及限位弹簧136，其中，传动轮131与转轴132的端部固定连接，且传动轮131带动转轴132转动，转轴132上沿轴向间隔设置有螺旋凸起134和渐开旋转凸起135，其中，螺旋凸起134能够和卡爪16配合，且在转轴132转动过程中，能够带动卡爪16转动某一角度，渐开旋转凸起135用于和限位弹簧136配合，限位弹簧136的一端卡设于开锁机构100的壳体10内，另一端和渐开旋转凸起135的外壁配合，使得转轴132仅可以正向转动，限制了转轴132的反向转动。

具体的，螺旋凸起134的圈数小于或者等于一圈，其沿转轴132的轴线设置，当转轴132转动时，通过螺旋凸起134能够带动卡爪16转动某一角度。

可选的，渐开旋转凸起135与螺旋凸起134间隔设置，渐开旋转凸起135位于转轴132侧壁的同一段上，渐开旋转凸起135包括起始端和终止端，其中，起始端与转轴132的侧壁平滑过渡，终止端凸出于转轴132的侧壁，使得转轴132的半径逐渐增大，且终止部与转轴132侧壁形成第二限位部，该第二限位部用于和限位弹簧136配合，从而限制转轴132反向转动。

可选的，限位弹簧136包括相对的弹簧端和限位端，限位端与渐开旋转凸起135配合，用于限制齿轮螺杆13的反转，弹簧端用于嵌设于开锁机构100的壳体10内，当转轴132沿第一方向11在转动过程中，转轴132侧壁抵压限位弹簧136，限位弹簧136受力挤压壳体10，使得弹簧端被压缩，限位弹簧136长度减小，其限位端始终与转轴132的侧壁配合，随着转轴132的转动，渐开旋转凸起135的半径逐渐增大，限位弹簧136逐步被压缩，当渐开旋转凸起135的限位端转动至与限位弹簧136的限位端配合时，限位弹簧136长度减小至最小尺寸，随着转轴132的转动，限位弹簧136与第二限位部配合，此时，转轴132的半径突变减小，限位弹簧136的挤压力也随之减小，限位弹簧136的长度伸长至初始尺寸。当转轴132沿第二方向12转动时，限位弹簧136与第二限位部干涉限位，使得转轴132无法沿第二方向12转动。

可选的，在本实施例中，传动轮131通过渐开旋转凸起135与转轴132固定连接，且渐开旋转凸起135位于传动轮131的根部位置。

在本实施例中，螺旋凸起134的有效圈数为0.92圈，且螺旋凸起134的螺距等于卡爪16最大旋转弧长。螺旋凸起134的特征与卡爪16上的啮合部162配合，当螺旋凸起134转动一周时，通过行程匹配设计，刚好能够驱动卡爪16摆动一个最大的开锁行程，从而实现电机驱动开锁。

图7为卡爪16的结构示意图，请参照图7所示。

卡爪16为小扇形结构，其在远离圆心位置设置有啮合部162和第一限位部18，啮合部162与第一限位部18间隔设置，且间隔距离为卡爪16的最大旋转弧长。

其中，啮合部162具有啮合齿，转轴132上的螺旋凸起134具有螺旋齿牙，螺旋齿牙与啮合齿啮合，转轴132转动，螺旋凸起134带动卡爪16转过一定角度。

可选的，啮合齿的数量为一个，且螺旋凸起134的螺距等于卡爪16的最大旋转弧长。

可选的，第一限位部18包括限位面182和让位齿185，让位齿185与限位面182形成让位空间，该让位空间使卡爪16能够相对于齿轮螺杆13朝向第二方向12转动复位。

其中，限位面182用于和螺旋凸起134配合，螺旋凸起134具有限位端，限位端能够与限位面182贴合干涉，从而限制转轴132的转动。

当卡爪16摆动到最大位置时，转轴132上的螺旋凸起134与卡爪16的第一限位部18干涉，发生限位作用，使转轴132被阻挡停止转动，抵消电机带动转轴132带来的残余惯性力。由于螺旋凸起134的有效圈数为0.92，预留了部分的空隙，是为了让卡爪16能够在自身具有的复位扭簧的作用下，通过空隙运动到初始位置。当齿轮螺杆13旋转一周以后又会到达初始的状态位置，即可以实现齿轮螺杆13一直可以向一个方向旋转(正转)，且旋转周期设定为1圈，就可以让所有的机构复位在初始状态。

总之，开锁机构100的运动过程简化为：电动开锁，开锁力消失，残余惯性力被设计的第一限位部18抵消，所有机构自动复位或停止在初始位置，准备下一次锁紧和开锁。

由于制造的公差和精度误差是无法完全消除的，电机在通电500ms的条件下，并不能够保证每一件电机的转速都是恒定的数值，同时，残余惯性力也并非是一个准确的固定值，故在被抵消时，有可能会出现反弹，从而造成整套机构运作的不稳定以及不可靠性。

故，限位弹簧136的作用就是为了保证齿轮螺杆13在消除残余惯性力时没有反弹。在转轴132上除了螺旋凸起134的特征外，还设计了渐开旋转凸起135，由于限位弹簧136的一端一直抵压开锁机构100的壳体10，另一端与渐开旋转凸起135配合，形成一个单向机构。即螺杆齿轮正向旋转时，渐开旋转凸起135会逐渐的压缩限位弹簧136，但是螺杆齿轮反向旋转时，渐开旋转凸起135又会被限位弹簧136挡住而不能够反向旋转。

当齿轮螺杆13旋转一周后，限位弹簧136会在渐开旋转凸起135的作用下，完成一次压缩，然后又弹起复位的动作过程，从而保证齿轮螺杆13在消除残余惯性力时不会反弹发生位移或跑偏。

本发明的实施例1提供的开锁机构100的工作原理为，当要电动开锁时，电机通电500ms，电机高速旋转，先进行第一级减速，驱动齿轮螺杆13转动，齿轮螺杆13转动一圈，带动卡爪16摆动一次，然后恢复初始状态。

在本实施例中，卡爪16通过铆轴固定在开锁机构100的底板22上，且卡爪16在铆轴的轴向上安装有复位弹簧(扭簧)，转轴132上的螺旋凸起134沿正向转动，卡爪16朝向第一方向11转动最大旋转弧长，当转轴132旋转一圈时，卡爪16的第一限位部18和螺旋凸起134配合，卡爪16在复位弹簧作用下复位。

本发明实施例1提供的开锁机构100具有的有益效果是：

设计巧妙，合理，通过在齿轮螺杆13上设计的螺旋凸台和渐开旋转凸台，使整个机构的零件数量大大减少，有着方便装配以及降低成本的优势，同时，通过对卡爪16机构的设计，能够有效的抵消残余惯性力，限位弹簧136的单向限位设计，又能够有效的防止抵消力过大造成的反弹跑偏问题，使整套机构优化的十分简洁可靠，同时也有效的规避了柔性连接的不准确性和不稳定性。实现了一套简单的机构完成一套复杂的动作。

实施例2

本发明实施例2提供了一种汽车门锁，包括如实施例1提供的开锁机构100。

图8为汽车门锁位于锁紧位置的示意图，图9为汽车门锁位于解锁位置的示意图，请参考图8和图9所示，具体说明如下：

汽车门锁还包括锁扣20和卡板21，锁扣20通过铆轴可转动的设置于开锁机构100的壳体10上，锁扣20固定在车体上，汽车门锁包括电机装置部分和机械锁机部分，其中，电机装置部分集成了电机和优化后的齿轮螺杆13，电机作为动力源，齿轮螺杆13作为传递媒介；机械锁机部分主要保持锁体的机械可靠锁紧和能够被有效的打开。

具体的，卡板21与卡爪16被铆轴固定在底板22上，卡板21与卡爪16在固定轴的轴向上安装的有复位扭簧，卡板21与卡爪16可转动的设置于底板22，当受到外力驱动的情况下，卡爪16可以旋转一定的角度，此时会压缩复位扭簧，当卡板21与卡爪16的外力撤销后，会受到复位扭簧的扭力作用，回到初始位置。

当卡板21与卡爪16咬合在一起后，卡板21内部的u形槽与锁扣20上的圆柱咬合，通过其咬合状态从而保持车门锁紧的状态。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。