專利名稱：用于電動(dòng)鎖馬達(dá)的離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電動(dòng)馬達(dá)、具體是用于鎖馬達(dá)的離合器。
背景技術(shù)：
鎖使得諸如機(jī)動(dòng)車門等可開啟構(gòu)件能夠保持在關(guān)閉位置；其還能夠通過(guò)致動(dòng)一個(gè)連接于鎖上并能夠由用戶致動(dòng)的內(nèi)部或外部開啟控制件來(lái)釋放該可開啟構(gòu)件。此類鎖通常安裝在車輛的可開啟構(gòu)件上。
存在多種型式的電動(dòng)鎖，其開啟/關(guān)閉或鎖定/開鎖機(jī)構(gòu)由一個(gè)通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的齒輪系統(tǒng)致動(dòng)。電動(dòng)鎖可部分或全部地用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能，如鎖定、開鎖、安全鎖定、釋放安全鎖定、啟用/停用兒童安全部件或者超馳。例如，可參考專利申請(qǐng)EP-A-1335087，該申請(qǐng)描述了現(xiàn)有技術(shù)中的不同型式的鎖以及一個(gè)能夠在電力條件惡化的情況下實(shí)現(xiàn)上述各種功能的電動(dòng)鎖。
電動(dòng)鎖設(shè)計(jì)來(lái)驅(qū)動(dòng)將具備上述功能之一的機(jī)構(gòu)致動(dòng)的齒輪系統(tǒng)。為此目的，馬達(dá)上一般安裝有一個(gè)與轉(zhuǎn)子一體轉(zhuǎn)動(dòng)的小齒輪，用以驅(qū)動(dòng)該齒輪系統(tǒng)。一個(gè)離合器使得該小齒輪能夠與馬達(dá)轉(zhuǎn)子一體轉(zhuǎn)動(dòng)。
此外，馬達(dá)的停止可以是機(jī)械式的，即借助一個(gè)位于受驅(qū)機(jī)構(gòu)上的止擋件，例如在抵達(dá)行程的末端而停止。與切斷馬達(dá)電源的電動(dòng)止擋件不同，此種類型的機(jī)械止擋件常常選擇用在小功率馬達(dá)上，諸如鎖的馬達(dá)等。當(dāng)馬達(dá)被一個(gè)機(jī)械止擋件停止時(shí)，轉(zhuǎn)子上蓄積的動(dòng)能產(chǎn)生了一個(gè)相當(dāng)大的必須被吸收的過(guò)轉(zhuǎn)矩。在此轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)停止的短暫期間，小齒輪齒承受劇烈的機(jī)械應(yīng)力，此應(yīng)力會(huì)損壞小齒輪并且產(chǎn)生噪音。
為了限制馬達(dá)停止期間小齒輪上的應(yīng)力以及噪音，已經(jīng)考慮到在機(jī)械止擋件內(nèi)放置彈性吸振器。但這種解決方案并不能使過(guò)轉(zhuǎn)矩充分耗散。
此外，法國(guó)專利申請(qǐng)F(tuán)R-A-2642127描述了一種離心式離合器，用以借助與離心配重相接合的彈簧來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)小齒輪。該彈簧的形狀為以其端部圍著小齒輪并且彎折形成一個(gè)平行于轉(zhuǎn)子軸線的驅(qū)動(dòng)指，該彈簧與離心配重配合工作。當(dāng)馬達(dá)停止時(shí)，如果過(guò)轉(zhuǎn)矩超過(guò)了彈簧設(shè)計(jì)的預(yù)定值，則彈簧的端部在小齒輪上滑動(dòng)。因此，過(guò)轉(zhuǎn)矩不再傳遞到小齒輪上，而是由彈簧的滑動(dòng)所耗散。
這種解決方案考慮了馬達(dá)停止時(shí)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的過(guò)轉(zhuǎn)矩的有效耗散，但是構(gòu)成體積相當(dāng)大。小齒輪實(shí)際上通過(guò)離心配重進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其中該離心配重在有足夠的離心能量時(shí)離開中心體。離合器的直徑大約是20mm。
此外，對(duì)小齒輪的驅(qū)動(dòng)有一個(gè)時(shí)間延遲，該時(shí)間延遲對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子達(dá)到足夠的轉(zhuǎn)速而使離心配重離開中心體所需的時(shí)間。這種在驅(qū)動(dòng)小齒輪時(shí)的傳動(dòng)延遲會(huì)損害機(jī)構(gòu)的精確性。
此外，帶有離心配重的中心體對(duì)離合器的制造和裝配來(lái)說(shuō)是一個(gè)復(fù)雜部件。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要一種用于電動(dòng)馬達(dá)的離合器，其能夠吸收機(jī)械制動(dòng)馬達(dá)所產(chǎn)生的過(guò)轉(zhuǎn)矩并且具有簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)和有限的體積。
為此目的，本發(fā)明提供了一種離合器，其包括一個(gè)帶有一溝槽的小齒輪，該小齒輪設(shè)計(jì)成可自由旋轉(zhuǎn)地安裝在驅(qū)動(dòng)軸(10)上；一個(gè)帶有一楔塊的中心體，其設(shè)計(jì)成整體式地安裝在所述驅(qū)動(dòng)軸上；一個(gè)彈簧，其具有容置于小齒輪溝槽內(nèi)的端腿，且包括形成適于容置所述中心體楔塊的空間的桿部。
根據(jù)實(shí)施方式，本發(fā)明的離合器包括一個(gè)或多個(gè)下列特征所述彈簧的端部適于以使驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞到小齒輪的方式夾住所述溝槽，并且適于在過(guò)轉(zhuǎn)矩作用于小齒輪時(shí)在溝槽內(nèi)滑動(dòng)；所述彈簧包括一個(gè)環(huán)圈部，該環(huán)圈部設(shè)置在一個(gè)大體平行于端腿平面的平面內(nèi)并且通過(guò)所述桿部連接至所述端腿；所述彈簧環(huán)圈部直徑比中心體的直徑大；
所述彈簧環(huán)圈部位于所述中心體之上；所述彈簧的長(zhǎng)度在40到70mm之間；所述中心體容納于小齒輪的一個(gè)中心孔內(nèi)，所述楔塊鄰接小齒輪溝槽；所述離合器的直徑在12到15mm之間；本發(fā)明還提供一種電動(dòng)馬達(dá)，其包括一個(gè)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)子；一個(gè)安裝在所述轉(zhuǎn)子上的本發(fā)明的離合器。
本發(fā)明可以應(yīng)用于一個(gè)包括本發(fā)明的馬達(dá)的電動(dòng)鎖上。


在參考附圖并閱讀了下列僅以示例方式給出的本發(fā)明實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚，其中圖1是帶有本發(fā)明的離合器的馬達(dá)的分解圖；圖2是圖1中的馬達(dá)的組裝圖；圖3是本發(fā)明的離合器的小齒輪和彈簧的詳細(xì)視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的離合器包括一個(gè)帶有溝槽的小齒輪、一個(gè)帶有楔塊的中心體和一個(gè)彈簧。離合器設(shè)計(jì)成位于電動(dòng)馬達(dá)和受驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪系統(tǒng)之間。小齒輪設(shè)計(jì)成可自由旋轉(zhuǎn)地安裝在諸如馬達(dá)轉(zhuǎn)子等的驅(qū)動(dòng)軸上，而中心體設(shè)計(jì)成一體式地安裝在該驅(qū)動(dòng)軸上。彈簧具有容置于小齒輪溝槽內(nèi)的端腿并且包括形成適于容置中心體楔塊的空間的桿部。
因此，小齒輪由中心體借助彈簧驅(qū)動(dòng)，該彈簧通過(guò)在溝槽內(nèi)滑動(dòng)，可吸收馬達(dá)停止時(shí)產(chǎn)生的過(guò)轉(zhuǎn)矩。中心體與楔塊及彈簧的組合件提供了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)和有限的體積。
此種離合器尤其適用于大約5到6瓦特的小功率馬達(dá)，例如用于車輛可開啟構(gòu)件的鎖機(jī)構(gòu)的致動(dòng)馬達(dá)。
在以下描述中，措辭“在...上方”使用時(shí)要參考附圖，其并非限制鎖中馬達(dá)的最終布置。
圖1是包括本發(fā)明離合器的馬達(dá)的分解視圖。圖1示出馬達(dá)60，其包括一個(gè)定子架和一個(gè)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)子10。圖1還示出了安裝在轉(zhuǎn)子10上用以驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪系統(tǒng)(未圖示)的離合器。
該離合器包括一個(gè)接近圓柱體的中心體30，其設(shè)計(jì)成可與轉(zhuǎn)子結(jié)合為一體，例如通過(guò)緊密安裝于轉(zhuǎn)子軸上而成為一體。中心體30具有一個(gè)楔塊31，該楔塊或者與中心體圓柱形成一件式結(jié)構(gòu)或者是附加到中心體圓柱上的。楔塊31構(gòu)成與轉(zhuǎn)子成為一體的驅(qū)動(dòng)指。中心體30圓柱外徑可以為8到10mm，而楔塊31可以構(gòu)成為從圓柱伸出3到5mm的徑向突起。
離合器還包括一個(gè)具有帶齒輪盤的小齒輪20，其設(shè)計(jì)成安裝在轉(zhuǎn)子上能夠自由旋轉(zhuǎn)。小齒輪20還具有一個(gè)在帶齒輪盤上方形成的環(huán)形溝槽21。小齒輪20可由例如模制塑料制成。小齒輪20可以具有一個(gè)如下方式的孔，即帶齒輪盤的內(nèi)徑足以容置中心體30的圓柱體并由此作為中心體的支承。然后，中心體30可以插入小齒輪的孔內(nèi)，且楔塊31抵靠著溝槽21的頂部。
離合器還包括一個(gè)由鋼棒制成的彈簧40，其成形為具有共面的彎曲端腿41，該端腿41與小齒輪20的溝槽21的形狀相適應(yīng)。圖3詳細(xì)顯示了容置于小齒輪20的溝槽21內(nèi)的彈簧40。該彈簧40還具有桿部42，在各桿部間形成一個(gè)適于容置中心體30的楔塊31的空間43。桿部42大體上彼此平行，并且可以垂直于端腿41設(shè)置。以上提到的角度可視楔塊31和溝槽21的確切形狀而略有改變。
彈簧的端腿41可以由一個(gè)環(huán)圈部44終結(jié)，該環(huán)圈部44成形于一個(gè)平行于端腿平面的平面內(nèi)，以便拉長(zhǎng)彈簧并使其具有所需的彈性變形以使該彈簧能夠有效吸收由于馬達(dá)停止所產(chǎn)生的動(dòng)能。帶有環(huán)圈部44的彈簧40的長(zhǎng)度可以在40到70mm之間，這使得可在溝槽21內(nèi)滑動(dòng)之前吸收50到70mN/m的過(guò)轉(zhuǎn)矩。
圖2顯示了裝配好的圖1中的馬達(dá)。中心體30安裝在轉(zhuǎn)子10上并且容置于小齒輪20的孔內(nèi)，且楔塊31突出并抵靠在小齒輪上。環(huán)圈狀的彈簧40夾在中心體和小齒輪周圍，一方面用其端腿41圍著小齒輪的溝槽21，另一方面將楔塊31圍在其垂直于端腿的桿部42之間。
當(dāng)將彈簧40裝配到離合器上時(shí)，在端腿41上方形成的環(huán)圈部44位于中心體30的上方并且其直徑大于中心體的直徑。采用這種相對(duì)于中心體30尺寸的彈簧形狀，可將楔塊31牢靠地保持在彈簧桿部42之間，以確保小齒輪20的有效驅(qū)動(dòng)。
形成本發(fā)明離合器的組件非常緊湊，整個(gè)體積可容置于12至15mm的直徑之內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的離合器如下運(yùn)作一旦馬達(dá)基于將電流傳遞到整流器電刷(未圖示)的供電命令而啟動(dòng)，轉(zhuǎn)子10便開使轉(zhuǎn)動(dòng)。
轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)一體式安裝在轉(zhuǎn)子上的中心體30。位于由彈簧的桿部42所形成的空間43內(nèi)的楔塊31驅(qū)動(dòng)彈簧40與中心體一起轉(zhuǎn)動(dòng)，即與轉(zhuǎn)子一體旋轉(zhuǎn)。
選擇彈簧40的夾持力，使得端腿41足夠緊地夾住小齒輪的溝槽21，以驅(qū)動(dòng)小齒輪20與轉(zhuǎn)子10一體轉(zhuǎn)動(dòng)。從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩通過(guò)馬達(dá)傳遞到小齒輪，該小齒輪可驅(qū)動(dòng)將給定機(jī)構(gòu)致動(dòng)的齒輪系統(tǒng)。
當(dāng)馬達(dá)由于到達(dá)受驅(qū)動(dòng)裝置的行程末端而頂靠在機(jī)械止擋件上而停止時(shí)，轉(zhuǎn)子10在馬達(dá)的定子繞組存儲(chǔ)的感應(yīng)載荷的作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，而同時(shí)小齒輪20的旋轉(zhuǎn)由于其驅(qū)動(dòng)的齒輪系統(tǒng)的停止而受阻。
此外，與轉(zhuǎn)子一體設(shè)置的中心體30仍然在轉(zhuǎn)動(dòng)，因此楔塊31仍然在驅(qū)動(dòng)夾持小齒輪20的彈簧40。選擇彈簧40的夾持力，使得在超過(guò)一預(yù)定的過(guò)轉(zhuǎn)矩后端腿41在轉(zhuǎn)動(dòng)受阻的小齒輪的溝槽21內(nèi)滑動(dòng)而吸收轉(zhuǎn)子的動(dòng)能。
因此，夾持力選擇為要施加于小齒輪上的最大過(guò)轉(zhuǎn)矩的函數(shù)，即，除其他因素外，其取決于馬達(dá)的功率和小齒輪的尺寸。
當(dāng)然，本發(fā)明并不限于以示例描述的實(shí)施方式；因此，雖然此描述提及一種鎖馬達(dá)，但根據(jù)本發(fā)明的離合器也可適于用于任何鎖以外功能的小功率馬達(dá)。
權(quán)利要求
1.一種離合器，其包括一個(gè)帶有一溝槽(21)的小齒輪(20)，該小齒輪設(shè)計(jì)成可自由旋轉(zhuǎn)地安裝在驅(qū)動(dòng)軸(10)上；一個(gè)帶有一楔塊(31)的中心體(30)，其設(shè)計(jì)成一體式地安裝在所述驅(qū)動(dòng)軸上；一個(gè)彈簧(40)，其具有容置于所述小齒輪溝槽(21)內(nèi)的端腿(41)，并包括桿部(42)，所述桿部(42)形成一個(gè)適于容置所述中心體楔塊(31)的空間(43)。
2.如權(quán)利要求1所述的離合器，其特征在于，所述彈簧(40)的端腿(41)適于以使驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞到所述小齒輪(20)的方式夾住所述溝槽(21)，并且適于在過(guò)轉(zhuǎn)矩作用于該小齒輪時(shí)在所述溝槽內(nèi)滑動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的離合器，其特征在于，所述彈簧(40)包括一個(gè)環(huán)圈部(44)，該環(huán)圈部(44)設(shè)置在一個(gè)大體平行于所述端腿(41)平面的平面內(nèi)并通過(guò)所述桿部(42)連接至所述端腿。
4.如權(quán)利要求3所述的離合器，其特征在于，所述彈簧(40)的環(huán)圈部(44)的直徑大于所述中心體(30)的直徑。
5.如權(quán)利要求3或4所述的離合器，其特征在于，所述彈簧(40)的環(huán)圈部(44)的位置在所述中心體(30)的上方。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的離合器，其特征在于，所述彈簧(40)的長(zhǎng)度在40毫米到70毫米之間。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的離合器，其特征在于，所述中心體(30)容置于所述小齒輪(20)的一個(gè)中心孔內(nèi)，且所述楔塊(31)鄰接所述小齒輪的溝槽(21)。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的離合器，其特征在于，其直徑在12毫米到15毫米之間。
9.一種電動(dòng)馬達(dá)，其包括一個(gè)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)子(10)；一個(gè)安裝在所述轉(zhuǎn)子上的如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的離合器。
10.一種包括一個(gè)如權(quán)利要求9所述的馬達(dá)(60)的電動(dòng)鎖。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于電動(dòng)馬達(dá)(60)的離合器，其包括一個(gè)帶有一溝槽(21)的小齒輪(20)、一個(gè)帶有一楔塊(31)的中心體(30)以及一個(gè)彈簧(40)。小齒輪設(shè)計(jì)為在驅(qū)動(dòng)軸(10)上安裝成可自由運(yùn)動(dòng)，中心體設(shè)計(jì)成一體式地安裝在該驅(qū)動(dòng)軸上。彈簧(40)具有容納于小齒輪溝槽內(nèi)的端腿并包括有桿部，該桿部限定有一個(gè)適于容置中心體楔塊的空間。因此，小齒輪通過(guò)彈簧由中心體驅(qū)動(dòng)，彈簧可通過(guò)在溝槽內(nèi)滑動(dòng)而吸收馬達(dá)停止時(shí)所產(chǎn)生的過(guò)轉(zhuǎn)矩。中心體、楔塊和彈簧的組合件提供了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)以及有限的體積。
文檔編號(hào)H02K7/10GK1789745SQ20051011532
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者菲利普·奧托利尼, 讓－馬克·貝爾蒙, 讓－皮埃爾·諾埃爾 申請(qǐng)人:法國(guó)阿文美馳輕型車系統(tǒng)有限公司