车辆用的锁定装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种车辆用的锁定装置，所述车辆具有用于控制车辆行驶方向的转向元件以及具有点火开关。该锁定装置包括：锁定单元，其包括锁紧螺栓以及承载销；驱动器；以及柱，该柱具有第一、第二和第三构型。承载销位于驱动器的与转向柱相靠近的一侧上。驱动器形成有棘爪，其能够与一弹性元件接合，以强制地限定锁定装置的三个独立操作位置。根据本实用新型，提供了一种对现有技术的车辆用的锁定装置进行改进的结构，具有有益的技术效果。
【专利说明】车辆用的锁定装置
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求享有于2012年12月3日申请的61/732, 587的美国临时专利申请的 优先权，其全部内容通过参考合并在此。
【技术领域】
[0003] 本实用新型涉及一种车辆用的锁定装置，尤其是涉及一种具有车辆点火锁定转向 柱锁结构的锁定装置。
【背景技术】
[0004] 现有技术中的车辆转向锁定装置通常包括：在汽车钥匙或便携式终端被插入或移 开时生成检测信号的钥匙开关模块；根据前述钥匙开关模块的检测信号而针对插入或拔掉 的汽车钥匙或便携式终端的进行鉴权步骤的车主鉴权模块；以物理方式限制转向轴的旋转 运动的锁止板。转向锁定装置的作用在于：当驾驶员从钥匙筒拔出钥匙后，转向柱便被锁杆 锁住。这样，即使偷窃者不用钥匙（点火开关）而把发动机起动了，但汽车仍不能够转向， 无法驾驶。
[0005] 然而，现有技术中的车辆转向锁定装置还存在一些缺陷，有进行改进的必要。本实 用新型提出了一种在结构等方面不同于现有技术且进行改进的车辆用的锁定装置。 实用新型内容
[0006] -种用于车辆的锁定装置，所述车辆具有用于控制车辆行驶方向的转向元件和点 火开关。锁定单元包括锁紧螺栓，其可选择性地与转向元件接合以防止其旋转。承载部可与 锁紧螺栓一起移动，以及承载销由承载部支撑且可抵靠着推压元件从延伸位置朝向回收位 置移动。驱动器是可操作的，以经由一匹配钥匙响应于锁芯的旋转来围绕一轴线旋转。柱 连接至驱动器以便与其一起旋转，该柱可响应于钥匙在锁芯内的移动而相对于驱动器进行 轴向滑动。该柱具有第一构型，其在第一构型下克服推压元件的力而将承载销保持在回收 位置，同时允许承载部和锁紧螺栓相对于转向元件进行无阻碍运动。该柱具有第二构型，其 在第二构型下沿垂直于所述轴线的一径向方向搭接着延伸的承载销，因而阻碍锁紧螺栓 与转向元件进行接合。该柱具有第三构型，其在第三构型下不搭接着延伸的承载销。承载 销位于驱动器的与转向柱相靠近的一侧上。驱动器形成有棘爪，其能够与一弹性元件接合， 以强制地限定锁定装置的三个独立操作位置。
[0007] 优选的，根据本实用新型的锁定装置，进一步包括可通过驱动器在关闭位置、附件 位置和运行位置之间操作的点火开关，其中关闭、附件和运行位置仅由驱动器的棘爪来限 定。
[0008] 优选的，在根据本实用新型的锁定装置中，驱动器的棘爪形成在驱动器的远离点 火开关接合部的外周边部分处。
[0009] 优选的，根据本实用新型的锁定装置，进一步包括：壳体，其至少部分地接纳着驱 动器和锁定单元，以及盖，其紧固至壳体，且至少部分地接纳着转向元件并且限定其转向 轴，锁紧螺栓可穿过盖进行移动以选择性地接合着转向元件。
[0010] 优选的，在根据本实用新型的锁定装置中，承载销位于驱动器和盖之间。
[0011] 优选的，根据本实用新型的锁定装置包括电磁阀总成，其位于壳体内部且可操作 来选择性地防止驱动器进行旋转。
[0012] 优选的，在根据本实用新型的锁定装置中，电磁阀总成包括绕线筒、围绕绕线筒的 卷绕线束、延伸经过绕线筒的铁心、以及电枢，其中当电流通过卷绕线束进行传导时，所述 电枢可朝向铁心移动；所述绕线筒、卷绕线束、铁心和电枢都被壳体直接保持在与驱动器共 用的一共用内部空间中，同时无需单独的电磁阀外壳或电磁阀壳体。
[0013] 优选的，在根据本实用新型的锁定装置中，壳体包括一对引导件，其可滑动地接纳 和保持着铁心的相应突起。
[0014] 优选的，在根据本实用新型的锁定装置中，壳体包括一对凹口，其接纳着电枢的相 应突起以便确定电枢的枢转轴。
[0015] 优选的，在根据本实用新型的锁定装置中，电枢具有大体上限定出一平面的形状， 并且包括轴端面，其被构造为选择性地与驱动器的抵接部相干涉，以使得响应于驾驶员的 旋转意图从抵接部作用于电枢上的力是大体上沿着该平面被指引。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是点火锁定转向柱锁总成的透视图。
[0017] 图2是图1的点火锁定转向柱锁总成的分解装配图。
[0018] 图3是图1和2所示的点火锁定转向柱锁总成的电磁阀和壳体的局部分解装配 图。
[0019] 图4是图3的电磁阀的局部分解装配图。
[0020] 图5是点火锁定转向柱锁总成处于第一操作状态OFF、同时钥匙插入锁芯时的透 视图。
[0021] 图6是点火锁定转向柱锁总成处于第二操作状态OFF、同时钥匙被完全接纳在锁 芯中来促动承载销时的透视图。
[0022] 图7是锁芯朝向第三操作状态ACC旋转、同时锁紧螺栓从转向柱回收（未示出） 时的点火锁定转向柱锁总成的透视图。
[0023] 图8是点火锁定转向柱锁总成处于第三操作状态ACC、同时锁紧螺栓回收至未锁 定位置时的透视图。
[0024] 图9是点火锁定转向柱锁总成处于第四操作状态RUN时的透视图。
[0025] 图10是点火锁定转向柱锁总成处于第五操作状态START时的透视图。
[0026] 图11是点火锁定转向柱锁总成返回到第三操作状态ACC、同时电磁阀的电枢移动 至促动或锁定位置、防止锁芯进一步旋转至图5和6的位置以防止钥匙拔出时的透视图。
[0027] 图12是点火锁定转向柱锁总成处于第六操作状态、同时锁芯回到图5和6的位置 且钥匙被拔出时的透视图。
[0028] 图13是点火锁定转向柱锁总成处于第七操作状态、同时钥匙完全从锁芯中拔出 且转向柱锁回到锁定位置时的透视图。
[0029] 图14是点火锁定转向柱锁总成在锁芯被移除时的透视图。点火锁定转向柱锁总 成被示为对应于图5的位置。
[0030] 图15是点火锁定转向柱锁总成在锁芯被移除时的透视图。点火锁定转向柱锁总 成被示为对应于图8的位置。
[0031] 图16是点火锁定转向柱锁总成在锁芯移除时的透视图。点火锁定转向柱锁总成 被示为对应于图9的位置。
[0032] 图17是点火锁定转向柱锁总成在锁芯移除时的透视图。点火锁定转向柱锁总成 被示为对应于图10的位置。
[0033] 图18是点火锁定转向柱锁总成在锁芯移除时的透视图。点火锁定转向柱锁总成 被示为对应于图11的位置。
[0034] 图19是点火锁定转向柱锁总成从一替代角度的透视图，同时锁芯回到图8或11 的位置。
[0035] 图20是点火锁定转向柱锁总成从一替代角度的透视图，同时锁芯回到图5和6的 位置。
[0036] 图21是点火锁定转向柱锁总成从一替代角度的透视图，同时钥匙从锁芯拔出且 转向柱锁移动至如图13所示的锁定位置。
【具体实施方式】
[0037] 在详细解释本发明的任何实施例之前，应理解的是，本发明并不限制其实施于在 下面的描述中解释的和在下面的附图中示出的结构细节和部件布置。本发明可以是其它实 施例和以多种方式被实践和执行。
[0038] 点火锁定转向柱锁总成100在图1中以装配图示出，且在图2中以分解组装图示 出。壳体102包封着点火锁定转向柱锁总成100的各个操作部件，且被安装在车内的这样 一个位置以与连接至方向盘的转向柱（未示出）或其它需要用来操作车辆的转向装置进行 接合。点火锁定转向柱锁总成100构造为在其锁芯108中接纳一钥匙104,并且钥匙104的 操作会控制点火开关（未示出）的操作状态和转向柱锁子组件112二者的操作状态。虽然 钥匙104和锁芯108在后面的图中示出，点火锁定转向柱锁总成100在图1和2中以接近 最终装配的阶段被示出，以准备用于运送至最终装配位置，其中在最终装配位置下可任意 使用的或一次性的插头116被插入壳体102的孔118(其通常接纳锁芯108)中。转向柱锁 子组件112包括锁紧螺栓120,其可在转向柱锁定位置和转向柱解锁位置之间移动，将在下 文进一步详述。转向柱未在图中示出，但是可被理解为被接纳在点火锁定转向柱锁总成100 的孔122中，所述孔122由盖124和使用至少一个紧固件128固定至盖124上的带部或夹 126确定。盖124和夹126限定了转向柱轴B(图1和2)。
[0039] 用于接纳锁芯108的孔118设置在壳体102的第一端，并且用于点火开关的孔130 设置在与第一端相反的第二端。点火开关由驱动器132的第一端132A操作，驱动器132响 应于锁芯108的旋转而旋转。驱动器132的第二端132B相反于第一端132A，包括具有多个 凹口 136的外表面。凹口 136与弹性件140协作，以提供棘爪机构，其保持着驱动器132 (以 及因而保持着锁芯108)处于多个预定方位中的一个方位，所述多个预定方位相应于点火 开关和点火锁定转向柱锁总成100的各个操作位置或状态，例如"OFF"（或钥匙在关断位 置）、"ACC"（或仅附件位置）和"RUN"（或"开"位置），其相应位置在下文中进一步详细描 述。应注意到的是，弹性件140具有两个弹簧臂，每个具有突起，所述突起被构造为接合着 从弹性件140的另一弹簧臂分离开的一组凹口 136。以这一方式来实现了冗余量。同样，通 过提供能够与驱动器132中的凹口 136相接合的弹性件140,所有的棘爪位置由单个的接口 控制，并且消除了对用于提供锁止的OFF、ACC和RUN位置的点火开关或锁芯108的依赖。
[0040] 除了柱144、承载部146和承载销148之外，转向柱子组件112包括上面提到的锁 紧螺栓120。柱144连接至驱动器132,以与驱动器132 -起围绕轴A (也就是，驱动器132 以及锁芯108的中心轴）旋转。柱144连接至位于驱动器132内的柱塞152,并且柱144 延伸经过驱动器132中的狭槽154以使得柱144和柱塞152可相对于驱动器132轴向滑动 (例如响应于钥匙104的插入/回收）。柱塞弹簧158朝向驱动器132的第二端132B推压 着柱塞152和柱144。将钥匙104插入锁芯108会克服柱塞弹簧158的推压作用而朝向驱 动器132的第一端132A移动柱塞152和柱144。基于其轴向位置，柱144与承载销148要 么间隔开，要么与其具有轴向干涉或搭接。承载销148连接至承载部146,且通过承载销弹 簧162朝向柱144进行推压。与锁芯108和驱动器132的轴A相比，承载销148位于更接 近转向柱和转向柱孔122的位置，并且与锁紧螺栓120位于轴A的相同一侧上。当锁芯108 处于OFF位置时，柱144也位于比锁芯108和驱动器132的轴A更接近转向柱和转向柱孔 122的位置，并且位于与锁紧螺栓120和承载销148相同的轴A的同一侧上。同样的，柱144 和承载销148之间的接合发生在锁芯108和驱动器132的轴A和转向柱的轴B之间的一个 位置处。通过使用驱动器132和转向柱之间（也就是，驱动器132和盖124之间）的空间， 该装置可以是更紧凑地进行封装，而没有牺牲功能。
[0041] 驱动器132的一部分延伸经过承载部146,使得驱动器132的凸轮166与承载部 146的凸轮随从器表面168轴向对准。驱动器132被钥匙和锁芯108进行的旋转因而会导 致承载部146 (和连接于其上的锁紧螺栓120)在大体上垂直于轴A的方向上的移动，以使 得锁紧螺栓120可以在锁定和未锁定位置之间移动。在示出的结构中，承载部146和螺钉 螺栓120被弹簧172朝向锁定位置推压。
[0042] 如图2中所示，点火锁定转向柱锁总成100还可以包括电磁阀总成180,其可在锁 定和未锁定状态之间移动，从而选择性地防止驱动器132从第一方位向第二方位的旋转。 例如，电磁阀总成180可被构造为使得，当车辆的自动变速器没有处于"驻车"档位时，防止 钥匙104从锁芯108中拔出。这通过以下方式来实现，即防止驱动器132朝向相应于点火 开关和锁芯108的"OFF"位置的方位进行旋转，这一方位是仅有的钥匙104可拔出的方位。 电磁阀总成180包括绕线筒182,围绕绕线筒的卷绕线束184,以及铁心186 (其延伸穿过绕 线筒182)。当电流经过卷绕线束184传导时，电枢188可朝向铁心186移动。电枢188通 过弹簧190或其它推压元件被推压远离铁心186。电枢188构造为接触驱动器132的抵接 部192 (图14-16、18和19)，以选择性地防止驱动器132的旋转。电枢188通常限定了平面 P和位于平面P内的延伸轴C，并且构造为在大体上平行于平面P和轴C的方向上接纳来自 于驱动器132的抵接部192的力。换句话说，电枢188设置有轴向端面188A，其提供与抵接 部192的选择性干涉或接触。
[0043] 应注意到的是，电磁阀总成180未提供任何其本身的外壳或壳体，并且电枢188没 有物理地连接至绕线筒182或电磁阀总成180的其它任何用于引导或支撑其运动的部分。 相反，构成电磁阀总成180的各个部件仅通过点火锁定转向柱锁总成100的壳体102被直 接定位和保持就位。例如，如在图3中所示，壳体102包括一对引导件196 (示出了一个）， 其构造为可滑动地接纳和保持从铁心186的翼部或突起198。壳体102还包括一对相反的 袋状部或凹部200,其接纳位于电枢188上的相应突起202,以部分地抑制电枢188相对于 壳体102的运动，且确定了用于电枢188在锁定（起动的）和未锁定（未起动的）位置之 间进行移动的枢转轴。示出的结构不仅减少了对于外部电磁阀（其需要连接至壳体102) 的需要，但进一步简化了电磁阀本身的结构（其不需要专用的壳体以便实施）。
[0044] 参考以下的图来描述点火锁定转向柱锁总成100的操作：图5-13中的多幅图的第 一次序、图14-18中的多幅图的第二次序和图19-21中的多幅图的第三次序。参考图5和 6,钥匙104被插入锁芯108。锁芯108处于OFF位置，并且通过弹性件140和驱动器132 中的至少一个第一凹口 136之间的接合来保持就位。这一状态的替代视图在图14中示出。 锁紧螺栓120处于锁定位置，从先前的锁定情形延伸经过盖124。当钥匙104被插入时，柱 塞152轴向移动，并且这依次轴向移动柱144以抵靠着承载销弹簧162来按压承载销148。 锁芯108和驱动器132不轴向移动。在图6的位置中，柱144的大体上弓形的促动部分的 轴向端面能够与承载销148建立接触。
[0045] 图7和8示出了锁芯108通过钥匙104朝向ACC位置的旋转。图8示出了当弹性 件140接合着驱动器132中的至少一个第二凹口 136,锁芯108和驱动器132达到ACC位 置。在图15中示出了替代视图。随着点火锁定转向柱锁总成100从图6的情形、经过图7 的情形移向图8的情形，通过凸轮166和承载部146的随从器表面168之间的接合，锁紧 螺栓120逐渐地移动或回收至未锁定位置。同时，柱144与驱动器132和锁芯108 -致地 旋转，同时承载部146和承载销148简单地线性移动，远离转向柱轴B。在达到图8的位置 (ACC位置）时，柱144的轴端面和承载销148之间的接触被打破，并且承载销148被弹回到 其原始延伸位置。承载销148随后通常定位于由柱144的促动部分所形成的弧的内部。锁 芯108的进一步旋转带来了到达RUN位置（图9和16)，并且甚至在相同方向上的进一步 旋转（图10和17)可接合着用于车辆驱动源的起动操作（例如为内燃机的起动机供能）。 在钥匙104从这一操作中释放时，锁芯108和驱动器132通过弹簧推压（例如来自点火开 关）回到如图11和18所示的RUN位置。
[0046] 如图11和18所示，电磁阀总成180可在这一时刻被起动，使得电枢188干涉于驱 动器132的抵接部192,以防止钥匙104将锁芯108移动至OFF位置，其防止钥匙104拔出， 同时车辆变速器处于除了驻车PARK之外的状态。一旦利用变速器达到了驻车PARK状态， 电磁阀总成180被停用，以允许电枢188回到非干涉位置，锁芯108可被旋转回到OFF位置 (图11至图12,以及图19至图20)，并且钥匙104可以开始被拔出，如图12所示。在从ACC 位置朝向OFF位置旋转时，驱动器132的凸轮166不再阻止承载部146和锁紧螺栓120在 弹簧172的推压力作用下朝向锁定位置返回。代替地，柱144负责用于抑制锁紧螺栓120 移动至锁定位置，其通过利用柱144的起动部的内表面来约束承载销148。一旦钥匙104从 锁芯108拔出，柱塞15和柱144被朝向驱动器132的第二端132B向后推压，并且柱144可 以不再约束或抑制承载销148。这样，承载部146和锁紧螺栓120被向后推压至锁定位置， 如图13和21所示。
【权利要求】
1. 一种车辆用的锁定装置，所述车辆具有用于控制车辆行驶方向的转向元件以及具有 点火开关，其特征在于，该锁定装置包括： 锁定单元，其包括：锁紧螺栓，其可选择性地与转向元件接合以防止其旋转；承载部， 其可与锁紧螺栓一起移动；以及承载销，其由承载部支撑且可抵靠着一推压元件从延伸位 置朝向回收位置移动； 驱动器，其可操作以经由一匹配钥匙响应于锁芯的旋转来围绕一轴线旋转，以及 柱，其连接至驱动器以便与其一起旋转，该柱可响应于钥匙在锁芯内的移动而相对于 驱动器进行轴向滑动；该柱具有第一构型，其在第一构型下克服推压元件的力而将承载销 保持在回收位置，同时允许承载部和锁紧螺栓相对于转向元件进行无阻碍运动；该柱具有 第二构型，其在第二构型下沿垂直于所述轴线的一径向方向搭接着延伸的承载销，因而阻 碍锁紧螺栓与转向元件进行接合；并且该柱具有第三构型，其在第三构型下不搭接着延伸 的承载销， 其中，承载销位于驱动器的与转向柱相靠近的一侧上，并且 驱动器形成有棘爪，其能够与一弹性元件接合，以强制地限定锁定装置的三个独立操 作位置。
2. 如权利要求1所述的锁定装置，其特征在于，进一步包括可通过驱动器在关闭位置、 附件位置和运行位置之间操作的点火开关，其中关闭、附件和运行位置仅由驱动器的棘爪 来限定。
3. 如权利要求2所述的锁定装置，其特征在于，驱动器的棘爪形成在驱动器的远离点 火开关接合部的外周边部分处。
4. 如权利要求1所述的锁定装置，其特征在于，进一步包括： 壳体，其至少部分地接纳着驱动器和锁定单元，以及 盖，其紧固至壳体，且至少部分地接纳着转向元件并且限定其转向轴，锁紧螺栓可穿过 盖进行移动以选择性地接合着转向元件。
5. 如权利要求4所述的锁定装置，其特征在于，承载销位于驱动器和盖之间。
6. 如权利要求4所述的锁定装置，其特征在于，包括电磁阀总成，其位于壳体内部且可 操作来选择性地防止驱动器进行旋转。
7. 如权利要求6所述的锁定装置，其特征在于，电磁阀总成包括绕线筒、围绕绕线筒的 卷绕线束、延伸经过绕线筒的铁心、以及电枢，其中当电流通过卷绕线束进行传导时，所述 电枢可朝向铁心移动；所述绕线筒、卷绕线束、铁心和电枢都被壳体直接保持在与驱动器共 用的一共用内部空间中，同时无需单独的电磁阀外壳或电磁阀壳体。
8. 如权利要求7所述的锁定装置，其特征在于，壳体包括一对引导件，其可滑动地接纳 和保持着铁心的相应突起。
9. 如权利要求8所述的锁定装置，其特征在于，壳体包括一对凹口，其接纳着电枢的相 应突起以便确定电枢的枢转轴。
10. 如权利要求7所述的锁定装置，其特征在于，电枢具有大体上限定出一平面的形 状，并且包括轴端面，其被构造为选择性地与驱动器的抵接部相干涉，以使得响应于驾驶员 的旋转意图从抵接部作用于电枢上的力是大体上沿着该平面被指引。
【文档编号】B60R25/021GK203888748SQ201320896802
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2012年12月3日
【发明者】S·M·汤, P·C·沃勒, G·J·奥根内克, A·里茨 申请人:斯特拉泰克安全公司