用于車輛鎖閂的致動(dòng)器和與該致動(dòng)器連用的多功能齒條相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2014年2月15日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)編號(hào)61/940,423的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過援引納入本文。本申請(qǐng)還要求于2014年2月21日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)編號(hào)61/942,833的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過援引納入本文。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明的各實(shí)施例涉及鎖閂，更特別涉及用于車輛鎖閂的致動(dòng)器。

背景技術(shù)：
在一些應(yīng)用中，鎖閂需要在裝有該鎖閂的物品的應(yīng)用區(qū)域的有限范圍內(nèi)執(zhí)行許多操作。因此，期望提供一種帶有致動(dòng)器的鎖閂，其能夠受限于某些空間要求的同時(shí)執(zhí)行所需功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
提供一種用于鎖閂的致動(dòng)器。該致動(dòng)器具有操作性地連接至齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的馬達(dá)；和齒條，該齒條活動(dòng)安裝至該致動(dòng)器以相對(duì)于該致動(dòng)器的殼體線性運(yùn)動(dòng)，其中該齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括蝸桿、蝸輪和小齒輪，其中該小齒輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝至蝸輪，且該小齒輪具有被構(gòu)造成接合齒條的一部分的多個(gè)齒，其中蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線垂直于蝸輪和小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，并且齒條構(gòu)造成將齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)操作性連接至鎖閂的鎖桿，且齒條具有凸輪面，該凸輪面構(gòu)造成在齒條被該齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)時(shí)操作開關(guān)。附圖說(shuō)明在參考附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，將懂得本發(fā)明的這些和/或其它的特征、方案和優(yōu)點(diǎn)，在所有附圖中同樣的符號(hào)代表同樣的部件，其中：圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的致動(dòng)器的分解圖；圖2是圖1視圖的線條圖；圖3是鎖閂處于上鎖狀態(tài)的視圖；圖4是圖3視圖的線條圖；圖5是鎖閂處于解鎖狀態(tài)的視圖；圖6是圖5視圖的線條圖。雖然這些附圖表現(xiàn)了本發(fā)明的不同的實(shí)施例和特征，但是這些附圖不必是成比例的，某些特征可能被放大以顯示并解釋本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本文所給出的范例以一種形式說(shuō)明了本發(fā)明的幾個(gè)方面，但所述范例不得解釋為以任何方式限制本發(fā)明的范圍。具體實(shí)施方式引證下列美國(guó)專利號(hào)3,969,789、6,568,741、6,679,531、8,348,310和美國(guó)專利公開號(hào)US2010/0127512、US2011/0204659、US2012/0292927以及于2013年3月29日提交的臨時(shí)專利申請(qǐng)編號(hào)61/806,530，以上每篇文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容被援引納入本文?，F(xiàn)在參見附圖，特別參見圖1-6，示出用于鎖閂的致動(dòng)器10。在一個(gè)實(shí)施例中，該鎖閂是車門鎖閂或任何其它類型的車輛鎖閂。鎖閂具有致動(dòng)器10，該致動(dòng)器操作性地連接至該鎖閂的位于鎖閂殼體內(nèi)的組成部件。在一個(gè)實(shí)施例中，齒條12活動(dòng)安裝至致動(dòng)器10。齒條12的運(yùn)動(dòng)作動(dòng)了鎖閂的其它組成部件，例如作動(dòng)了上鎖/解鎖桿，該上鎖/解鎖桿操作性連接至與該鎖閂的爪或叉栓操作性接合的鎖止桿或卡爪，因此齒條的運(yùn)動(dòng)能使操作性地接合至致動(dòng)器的鎖閂處于上鎖或解鎖狀態(tài)。當(dāng)然應(yīng)理解，該齒條還可被構(gòu)造成操作性地接合鎖閂的其它組成部件，比如鎖桿。當(dāng)然應(yīng)理解，鎖桿還可構(gòu)造成與鎖閂的其它組成部件接合，并且鎖桿與鎖止桿之間的相互作用是可以單獨(dú)使用或與鎖閂的其它特征/操作結(jié)合使用的許多應(yīng)用和/或操作中的一種。例如，由齒條運(yùn)動(dòng)造成的鎖桿運(yùn)動(dòng)可使鎖閂的鎖止桿或棘爪與解鎖桿或解鎖手柄連接或脫開，以使鎖桿的運(yùn)動(dòng)既可打開鎖閂也可不對(duì)鎖閂產(chǎn)生影響。換言之，由齒條運(yùn)動(dòng)造成的鎖桿運(yùn)動(dòng)通過可操作地連接至齒條一端的鎖桿的運(yùn)動(dòng)所引起的鎖閂組成部件的連接或脫開而使鎖閂上鎖或解鎖。再者，在替代實(shí)施例中，齒條可以包括或是鎖桿的一部分，以使齒條的運(yùn)動(dòng)引發(fā)希望的鎖閂功能。在一個(gè)實(shí)施例中，齒條12可直接連接至鎖閂的鎖止桿。在一個(gè)實(shí)施例中，齒條12由致動(dòng)器10的馬達(dá)14通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)16所驅(qū)動(dòng)，該齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)操作性地接合至該馬達(dá)14和該齒條12。如圖所示，致動(dòng)器10僅采用三個(gè)帶齒傳動(dòng)件，其也是三個(gè)單獨(dú)的組成部件，以減小速度并允許該機(jī)構(gòu)中的最后組成部件(如齒條12)施加所需的力。連接至馬達(dá)軸的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)16的第一組成部件是通常稱為蝸桿18的螺旋帶齒傳動(dòng)件。第二組成部件是通常稱為蝸輪20的螺旋帶齒傳動(dòng)件，其被安裝成相對(duì)于第一傳動(dòng)件或蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線22成九十度角。蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線示出為軸線24。第二帶齒傳動(dòng)件20繼而通過形狀配合的特有表面接觸一部件或小齒輪26來(lái)連接，其具有正齒輪，該小齒輪26繼而使齒條12運(yùn)動(dòng)，該齒條是致動(dòng)器10的最后組成部件和輸出裝置。所述的軸線交叉的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相對(duì)于其它致動(dòng)器具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即所需的傳動(dòng)件數(shù)目減少至僅三個(gè)且傳動(dòng)件嚙合部或傳動(dòng)副的數(shù)目減少至兩個(gè)。另外，第二和第三帶齒傳動(dòng)件之間的接合并非通過齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)，從而消除了系統(tǒng)中的齒側(cè)隙累積和由此引起的齒側(cè)隙增大。而且，各螺旋帶齒傳動(dòng)件具有交叉軸線這一事實(shí)使得需要采用這樣的螺旋帶齒傳動(dòng)件，其產(chǎn)生的噪音較小，因?yàn)閯?dòng)力傳輸通過滑移運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)而非通過正齒輪所固有的剛性齒與齒接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，該蝸桿/蝸輪配置產(chǎn)生了更具成本效益和更安靜的致動(dòng)器10。致動(dòng)器10具有殼體28和與之相關(guān)的蓋體30以及解鎖開關(guān)32和門半開開關(guān)34。該解鎖開關(guān)安裝至解鎖開關(guān)承座36，而該門半開開關(guān)34安裝至門半開開關(guān)承座38。如上所述，蝸輪20操作性地接合至蝸桿18，該蝸桿由馬達(dá)14轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。齒輪26圍繞軸線24可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝至蝸輪20，以使齒輪26能相對(duì)于蝸輪20圍繞軸線24轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪26還具有凸起40，該凸起位于蝸輪20的一對(duì)結(jié)構(gòu)42和44之間，從而使得蝸輪20沿一個(gè)方向(如順時(shí)針方向)從初始位置或中央位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)并且此時(shí)致動(dòng)器10處于如圖3和圖4所示的上鎖位置，結(jié)構(gòu)42將接觸凸起40從而使齒輪26順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，因此使齒條12沿箭頭46的方向相對(duì)于致動(dòng)器10在第一位置和第二位置間線性運(yùn)動(dòng)，以使該致動(dòng)器現(xiàn)在處于如圖5和圖6所示的解鎖位置。在所述運(yùn)動(dòng)之后，蝸輪20通過逆時(shí)針方向的運(yùn)動(dòng)回到圖3和圖4所示的初始位置或中央位置，而齒輪26留在圖5和圖6所示的位置上。換言之，參見圖3至圖6，蝸輪20從圖3和圖4的中央位置或初始位置起始的順時(shí)針運(yùn)動(dòng)將使齒輪26順時(shí)針運(yùn)動(dòng)并使齒條沿箭頭46的方向運(yùn)動(dòng)。然后，蝸輪20被復(fù)位彈簧48彈簧偏壓從而逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)回到圖3和圖4以及圖5和圖6所示的初始位置或中央位置，但是齒輪26和齒條12留在圖5和圖6所示的位置上。當(dāng)致動(dòng)器處于圖5和圖6所示的位置上時(shí)，蝸輪的結(jié)構(gòu)44鄰近凸起40，所以蝸輪20的逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)將使齒輪26以逆時(shí)針方式轉(zhuǎn)動(dòng)，因而使齒條12沿與箭頭46相反的方向運(yùn)動(dòng)，于是使齒條從解鎖位置(圖4和圖5)運(yùn)動(dòng)至上鎖位置(圖3和圖4)。一旦到達(dá)這一位置，復(fù)位彈簧48就使蝸輪20沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)回到圖3和圖4所示的初始位置或中央位置，以使結(jié)構(gòu)42此時(shí)定位成在蝸輪20順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)接觸凸起40。應(yīng)理解，在一個(gè)實(shí)施例中，裝置42和40之間的間距大于凸起40，以使蝸輪20相對(duì)齒輪26的上述移動(dòng)成為可能。復(fù)位彈簧28被構(gòu)造成位于殼體28和蝸輪20之間，以提供偏壓力以使馬達(dá)14停止供能之后使蝸輪20回復(fù)初始位置或中央位置，從而結(jié)構(gòu)42或結(jié)構(gòu)44視鎖閂或致動(dòng)器10的狀態(tài)(如上鎖或解鎖)而定地定位成與凸起40進(jìn)行接觸。因此，通過蝸輪20沿相反兩方向的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，齒條12在箭頭50的方向上的線性運(yùn)動(dòng)是可能的。開關(guān)32定位成通過在箭頭50的方向上在上鎖位置和解鎖位置之間運(yùn)動(dòng)的齒條12的表面或凸輪面52而被操作。如此，齒條的運(yùn)動(dòng)或者其當(dāng)前位置或狀態(tài)根據(jù)開關(guān)32所處的狀態(tài)(例如取決于齒條12的表面或凸輪面52的位置而閉合或斷開狀態(tài))來(lái)確定。在啟動(dòng)之后，馬達(dá)14將驅(qū)動(dòng)齒輪系或齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)16并使齒條12線性運(yùn)動(dòng)。齒條12和/或致動(dòng)器10以及與之相關(guān)的鎖閂將保持在上鎖或解鎖位置中，直到馬達(dá)14再次啟動(dòng)且致動(dòng)器的狀態(tài)發(fā)生改變(例如從上鎖變成解鎖或者從解鎖變成上鎖)。彈簧48使蝸輪回復(fù)至中央位置或初始位置，從而結(jié)構(gòu)42或44之一視致動(dòng)器的狀態(tài)(如上鎖或解鎖)而定地準(zhǔn)備接觸凸起40。這將發(fā)生在使馬達(dá)14沿兩個(gè)方向之一運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，并且使通往馬達(dá)14的電流反向?qū)?huì)反轉(zhuǎn)馬達(dá)14的方向并使齒條12沿相反方向運(yùn)動(dòng)，從而使致動(dòng)器10的狀態(tài)從上鎖變成解鎖或反之。一旦狀態(tài)完成轉(zhuǎn)變，彈簧48就將再次使齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)16和/或蝸輪20回復(fù)至中央位置，以使結(jié)構(gòu)42或44準(zhǔn)備接觸凸起40。如圖所示且如上所述，齒條12的凸輪面52與該齒條一體形成，并且該凸輪面構(gòu)造成在齒條12線性運(yùn)動(dòng)時(shí)操縱開關(guān)32。這讓致動(dòng)器10具有了更具成本效益的設(shè)計(jì)，因?yàn)樗璧莫?dú)立組成部件的數(shù)量因齒條12被用作多功能部件而得到減少。例如，如上所述，齒條12是齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶傳動(dòng)件與鎖閂的臂或桿之間的連接件，用于傳遞由致動(dòng)器提供的力和行程。該系統(tǒng)還能適應(yīng)空程，以避免當(dāng)該機(jī)構(gòu)被手動(dòng)操作時(shí)齒輪系發(fā)生反向驅(qū)動(dòng)。凸輪結(jié)構(gòu)52允許通過開關(guān)的啟動(dòng)而檢測(cè)出致動(dòng)器的位置，這免除了用來(lái)感應(yīng)致動(dòng)器位置的獨(dú)立部件的需要。由于上鎖/解鎖開關(guān)32集成到致動(dòng)器10中，因此不必有在致動(dòng)器外部的開關(guān)的專用連接器，并且電跡線得到優(yōu)化，因?yàn)楝F(xiàn)在有用于多個(gè)開關(guān)的公共端子。還有，結(jié)構(gòu)70位于齒條12的端部。結(jié)構(gòu)70的構(gòu)造允許取消齒條12與上鎖/解鎖桿72(圖3-6示意性示出)之間的接口界面處的緩沖器。結(jié)構(gòu)70的構(gòu)造允許其被接納在操作性連接至齒條12的鎖桿72的形狀互補(bǔ)的開口或結(jié)構(gòu)之中，結(jié)構(gòu)70和與之關(guān)聯(lián)的鎖桿72開口或結(jié)構(gòu)之間的協(xié)作降低了用于減弱這些部件之間所發(fā)出的噪音的緩沖器的需求。因此形成多功能的齒條12。開關(guān)32和34工作連接至控制器或微控器54，為控制器或微控制器提供開關(guān)32和34的狀態(tài)，因此該控制器或微控器能夠基于從開關(guān)32和43或至少?gòu)拈_關(guān)32接收到的狀態(tài)或信息而以上述兩相反方向來(lái)操作馬達(dá)14。本文公開的這種設(shè)置或設(shè)計(jì)還能實(shí)現(xiàn)緊湊的設(shè)計(jì)。另外，這種設(shè)計(jì)或設(shè)置還使需要布置在馬達(dá)14和齒條12之間的可運(yùn)動(dòng)部件較少，從而減少花費(fèi)，降低噪音，減少尺寸要求，減輕可能的磨損問題等等。組成部件和/或帶齒傳動(dòng)件的數(shù)目的減少降低了各組成部件和/或各傳動(dòng)件之間的傳動(dòng)敏感性，因?yàn)槊繉?duì)傳動(dòng)件之間的齒側(cè)隙因傳動(dòng)副的數(shù)量減少而被最小化。而且，通過馬達(dá)上鎖或解鎖該鎖閂所需的時(shí)間減少了，因?yàn)轳R達(dá)不必克服由累積的齒側(cè)隙所造成的空轉(zhuǎn)。此外，每對(duì)傳動(dòng)副之間的減小的齒側(cè)隙降低了由致動(dòng)器所產(chǎn)生的噪音量。再者，該齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)在既沒有眾多的帶齒傳動(dòng)件和傳動(dòng)副也不需要平行軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下提供了期望的傳動(dòng)比。本文所用的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等在此不表示任何順序、數(shù)量或重要性，而是用于將兩個(gè)構(gòu)件相互區(qū)分，本文的術(shù)語(yǔ)“某”和“一”不表示數(shù)量限定，而是表示存在至少一個(gè)所指物。另外要注意的是，本文使用的術(shù)語(yǔ)“底”和“頂”只是為了方便描述，而不是要局限于任何一個(gè)位置或空間方位，除非另有說(shuō)明。與數(shù)量連用的修飾詞“約”包含所給出的數(shù)值并且具有上下文所指的含義(例如包含與特定量值的測(cè)量相關(guān)的誤差度)。雖然已經(jīng)參照實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，對(duì)本發(fā)明的各元件可以進(jìn)行各種改變并且可以用等同形式來(lái)替代，而不超出本發(fā)明的范圍。另外，可以在不超出本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍的情況下進(jìn)行多種修改以使特定情況或材料適應(yīng)于本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，本發(fā)明不打算局限于作為用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式所披露的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明將涵蓋落入所附權(quán)利要求書的范圍的所有實(shí)施方式。