按壓-按壓型閂鎖的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了按壓-按壓型閂鎖，其包括可滑動地設(shè)置在框架上的滑塊。彈性元件推動滑塊朝向伸出狀態(tài)。滑塊或框架限定凸輪導(dǎo)軌。銷構(gòu)件連接到框架或滑塊。銷構(gòu)件選擇性地接合凸輪導(dǎo)軌中的閉合路徑使滑塊在縮回狀態(tài)和伸出狀態(tài)之間交替，也響應(yīng)于在滑塊上交替的施加和去除致動力。干涉構(gòu)件在框架上以選擇性地防止銷構(gòu)件接合閉合路徑由此縮回狀態(tài)鎖定滑塊。可樞轉(zhuǎn)抓爪可旋轉(zhuǎn)地在滑塊上以在伸出狀態(tài)打開并在縮回狀態(tài)關(guān)閉。形狀記憶合金致動器選擇地使干涉構(gòu)件選擇性地防止銷構(gòu)件接合閉合路徑。
【專利說明】按壓-按壓型閂鎖
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年5月16日提交的美國臨時專利申請序列號61/824，008的權(quán)益，其通過引用全文納入本文。

【背景技術(shù)】
[0003]閂鎖，例如按壓-按壓型閂鎖可用于選擇性地結(jié)合兩個或更多物體。閂鎖也可用于選擇性地限制兩個物體之間的相對運動。例如，閂鎖可使門保持處于關(guān)閉位置，直至致動閂鎖以允許門打開。閂鎖可與鉸鏈門、推拉抽屜和其他封閉物件一起使用。閂鎖也可用于選擇性地結(jié)合非封閉的物體，例如三腳架的可調(diào)節(jié)的腿和安全帶的帶子。按壓-按壓型閂鎖通過推動第二物體方向上的第一物體以釋放按壓-按壓型閂鎖來操作。第一物體和第二物體可以通過朝第二物體推動第一物體以重新結(jié)合從而接合按壓-按壓型閂鎖。按壓-按壓型機構(gòu)的常見示例可見按壓可縮回圓珠墨水筆的縮回機構(gòu)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一種按壓-按壓型閂鎖包括可滑動地設(shè)置在框架上的滑塊。彈性元件用于朝向伸出狀態(tài)推動滑塊。滑塊或框架限定了凸輪導(dǎo)軌。銷構(gòu)件連接到框架或滑塊。銷構(gòu)件選擇性地接合凸輪導(dǎo)軌中的閉合路徑，使得滑塊響應(yīng)于滑塊上的致動力的應(yīng)用和移除在縮回狀態(tài)和伸出狀態(tài)之間交替。干涉構(gòu)件設(shè)置在所述框架上以選擇性地防止銷構(gòu)件接合閉合路徑的一部分由此將滑塊鎖定在縮回狀態(tài)?？蓸修D(zhuǎn)抓爪可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在滑塊上以在伸出狀態(tài)打開并且在縮回狀態(tài)關(guān)閉。形狀記憶合金致動器選擇地使干涉構(gòu)件選擇性地防止銷構(gòu)件接合閉合路徑。
[0005]本發(fā)明還提供了以下解決方案:
[0006]1.一種按壓-按壓型閂鎖，包括:
[0007]框架；
[0008]可滑動地設(shè)置在框架上的滑塊；
[0009]朝向伸出狀態(tài)推進(jìn)滑塊的彈性元件；
[0010]由滑塊或框架限定的凸輪導(dǎo)軌；
[0011]連接到框架或滑塊的銷構(gòu)件，所述銷構(gòu)件可選擇地接合凸輪導(dǎo)軌中的閉合路徑，從而響應(yīng)于滑塊上的致動力的交替的施加和去除，使滑塊在縮回狀態(tài)和伸出狀態(tài)之間交替；
[0012]干涉構(gòu)件，其設(shè)置在框架上以選擇性地防止銷構(gòu)件接合閉合路徑的一部分，從而將滑塊鎖定在縮回狀態(tài)；
[0013]可樞轉(zhuǎn)抓爪，其可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在滑塊上，以在伸出狀態(tài)打開并且在縮回狀態(tài)閉合；以及
[0014]形狀記憶合金(SMA)致動器，其選擇地使干涉構(gòu)件有選擇地防止銷構(gòu)件接合閉合路徑。
[0015]2.根據(jù)解決方案I所述的按壓-按壓型閂鎖，進(jìn)一步包括電連接器，其與SMA致動器電接觸，以將SMA致動器連接到電能致動源。
[0016]3.根據(jù)解決方案2所述的按壓-按壓型閂鎖，進(jìn)一步包括:
[0017]傳感器，其檢測滑塊響應(yīng)于致動力的運動，其中，響應(yīng)于滑塊響應(yīng)于致動力的運動的檢測，SMA致動器連接到電能致動源。
[0018]4.根據(jù)解決方案2所述的按壓-按壓型閂鎖，進(jìn)一步包括:
[0019]傳感元件,其檢測SMA致動器的致動完成,其中，響應(yīng)于傳感元件檢測到的SMA致動器的致動完成，供給到SMA致動器的電能被減少。
[0020]5.根據(jù)解決方案I所述的按壓-按壓型閂鎖，其中，可樞轉(zhuǎn)抓爪可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在滑塊上，以響應(yīng)于滑塊相對于框架的相對運動而打開和閉合，其中，可樞轉(zhuǎn)抓爪用于選擇性地抓住固定地附接到物體上的法蘭頭柱。
[0021]6.根據(jù)解決方案5所述的按壓-按壓型閂鎖，其中，框架附接到燃料加注器殼體，并且法蘭頭柱附接到燃料加注器門。
[0022]7.根據(jù)解決方案I所述的按壓-按壓型閂鎖，進(jìn)一步包括:
[0023]凸輪彈簧，其具有:
[0024]凸輪彈簧的凸輪從動端上的第一腿；
[0025]遠(yuǎn)離凸輪從動端的錨定端；
[0026]錨定端上的第二腿；以及
[0027]彈性橋，其連接第一腿和第二腿，其中，第一腿是銷構(gòu)件，并且第二腿附接到框架；以及
[0028]從彈性橋突出的分度桿；
[0029]可樞轉(zhuǎn)地附接到框架的致動器桿，所述致動器桿與分度桿可操作地接觸，其中，致動器桿是干涉構(gòu)件；
[0030]拉伸彈簧，其連接到致動器桿并連接到框架，以經(jīng)由分度桿，抵抗彈性橋地推進(jìn)致動器桿，以此來從凸輪導(dǎo)軌中的閉合路徑拉出銷構(gòu)件，由此將滑塊鎖定在縮回狀態(tài)；
[0031]其中，SMA致動器連接到致動器桿，以在致動狀態(tài)收縮，從而克服拉伸彈簧，并且允許彈性橋使銷構(gòu)件接合閉合路徑，并且其中，拉伸彈簧使SMA致動器在非致動狀態(tài)拉伸。
[0032]8.根據(jù)解決方案7所述的按壓-按壓型閂鎖，進(jìn)一步包括:
[0033]電連接器，其與SMA致動器電接觸以將SMA致動器連接到電能致動源；
[0034]第一電開關(guān)，其用于閉合電路以響應(yīng)于滑塊響應(yīng)于致動力的運動的檢測將SMA致動器連接到電能致動源。
[0035]第二電開關(guān)，其用于檢測SMA致動器的致動完成，其中，響應(yīng)于第二電開關(guān)檢測SMA致動器的致動完成，供給到SMA致動器的電能被減少。
[0036]9.根據(jù)解決方案7所述的按壓-按壓型閂鎖，其中，可樞轉(zhuǎn)抓爪可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在滑塊上，以響應(yīng)于滑塊相對于框架的相對運動而打開和閉合，其中，可樞轉(zhuǎn)抓爪用于選擇性地抓住固定地附接到物體上的法蘭頭柱。
[0037]10.根據(jù)解決方案9所述的按壓-按壓型閂鎖，其中，框架附接到燃料加注器殼體，并且法蘭頭柱附接到燃料加注器門。
[0038]11.根據(jù)解決方案I所述的按壓-按壓型閂鎖，其中:
[0039]滑塊沿框架的縱向軸線可滑動；
[0040]梭槽垂直于縱向軸線限定在框架中；
[0041]梭可滑動地設(shè)置在梭槽中，梭具有從梭延伸到凸輪導(dǎo)軌中的銷構(gòu)件；
[0042]鉸鏈關(guān)節(jié)設(shè)置在框架上的框架的鉸鏈端部處；
[0043]阻擋爪可樞轉(zhuǎn)地圍繞鉸鏈銷設(shè)置；
[0044]阻擋爪是干涉構(gòu)件；
[0045]阻擋爪具有爪端和在鉸鏈銷的相對側(cè)上的跟部端；
[0046]鉸鏈銷設(shè)置穿過阻擋爪和鉸鏈關(guān)節(jié)；
[0047]鎖定彈簧推進(jìn)阻擋爪到與梭接觸的鎖定位置，以選擇性地防止銷構(gòu)件與閉合路徑的一部分接合，由此將滑塊鎖定在縮回狀態(tài)；
[0048]SMA絲在遠(yuǎn)離鉸鏈端的抓爪端處附接到框架；
[0049]SMA絲圍繞阻擋爪的跟部端環(huán)繞；
[0050]SMA絲用于在SMA絲被致動時在阻擋爪上產(chǎn)生扭矩；
[0051]阻擋爪上的扭矩抵抗鎖定彈簧；
[0052]當(dāng)SMA絲致動時，SMA絲用于克服鎖定彈簧并且升起爪端部，以允許梭在梭槽中滑動，而不受阻擋爪的干涉，并且由此允許銷構(gòu)件接合凸輪導(dǎo)軌中的閉合路徑，從而響應(yīng)于滑塊上的致動力的交替的施加和去除，使滑塊在縮回狀態(tài)和伸出狀態(tài)之間交替；以及
[0053]當(dāng)SMA絲致動終止時，SMA絲被放松并且伸展以使阻擋爪返回鎖定位置。
[0054]12.根據(jù)解決方案11所述的按壓-按壓型閂鎖，進(jìn)一步包括:
[0055]電連接器，其與SMA絲電接觸以將SMA絲連接到電能致動源；
[0056]第一電開關(guān)，其用于閉合電路以響應(yīng)于滑塊響應(yīng)于致動力的運動的檢測將SMA絲連接到電能致動源。
[0057]第二電開關(guān)，其用于檢測SMA絲的致動完成，其中，響應(yīng)于第二電開關(guān)檢測SMA絲的致動完成，供給到SMA絲的電能被減少。
[0058]13.根據(jù)解決方案11所述的按壓-按壓型閂鎖，進(jìn)一步包括:
[0059]彈性元件，其與滑塊串聯(lián)地機械設(shè)置，以吸收大于施加到滑塊上的致動力的超負(fù)荷的力。
[0060]14.根據(jù)解決方案11所述的按壓-按壓型閂鎖，其中，可樞轉(zhuǎn)抓爪可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在滑塊上，以響應(yīng)于滑塊相對于框架的相對運動而打開和閉合，其中，可樞轉(zhuǎn)抓爪用于選擇性地抓住固定地附接到物體上的法蘭頭柱。
[0061]15.根據(jù)解決方案14所述的按壓-按壓型閂鎖，其中，框架附接到燃料加注器殼體，并且法蘭頭柱附接到燃料加注器門。
[0062]16.根據(jù)解決方案11所述的按壓-按壓型閂鎖，進(jìn)一步包括:
[0063]SMA力產(chǎn)生器，其操作地附接到滑塊以可選擇地引起滑塊上的致動力。
[0064]17.根據(jù)解決方案I所述的按壓-按壓型閂鎖，進(jìn)一步包括:
[0065]其他SMA致動器，其選擇性地使干涉構(gòu)件有選擇地允許銷構(gòu)件接合閉合路徑；
[0066]偏心彈簧，其操作地連接到干涉構(gòu)件，其中:
[0067]響應(yīng)于干涉構(gòu)件進(jìn)入對應(yīng)于防止銷構(gòu)件接合閉合路徑的第一位置，偏心彈簧用于在第一位置保持干涉構(gòu)件，而無需電源施加到SMA致動器，直到其他SMA致動器使干涉構(gòu)件進(jìn)入對應(yīng)于允許銷構(gòu)件接合閉合路徑的第二位置；
[0068]響應(yīng)于干涉構(gòu)件進(jìn)入對應(yīng)于允許銷構(gòu)件接合閉合路徑的第二位置，偏心彈簧在第二位置保持干涉構(gòu)件，而無需電源施加到其他SMA致動器，直到SMA致動器使干涉構(gòu)件進(jìn)入對應(yīng)于防止銷構(gòu)件接合閉合路徑的第一位置。
[0069]18.一種可鎖定按壓-按壓型閂鎖，包括:
[0070]按壓-按壓型機構(gòu)，其響應(yīng)于沿按壓-按壓型機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸線的按壓-按壓型機構(gòu)上的致動力的交替的施加和去除，在縮回狀態(tài)和伸出狀態(tài)之間交替；
[0071]附接到按壓-按壓型機構(gòu)的致動器桿，其使按壓-按壓型機構(gòu)基于附接到致動器桿的SMA致動器的可選擇致動而旋轉(zhuǎn)；
[0072]彈性元件，其朝向伸出狀態(tài)推進(jìn)按壓-按壓型機構(gòu)；
[0073]設(shè)置在按壓-按壓型機構(gòu)的閂鎖端處的鍵法蘭，所述鍵法蘭與接合鉤互補，所述接合鉤設(shè)置在封閉面板上以具有鎖定旋轉(zhuǎn)狀態(tài)和解鎖旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，其中，SMA致動器的可選擇致動使按壓-按壓型機構(gòu)旋轉(zhuǎn)到解鎖旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且其中，鎖定彈簧推進(jìn)按壓-按壓型機構(gòu)旋轉(zhuǎn)到鎖定旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且當(dāng)SMA致動器的可選擇致動被可選擇地終止時，鎖定彈簧使SMA致動器返回到未致動狀態(tài)。
[0074]19.一種閂鎖鉸接的閉合系統(tǒng)，包括:
[0075]限定開口的塑性主體；
[0076]可選擇地覆蓋開口的閉合件；
[0077]可樞轉(zhuǎn)地保持閉合件的鉸鏈；
[0078]與塑性主體整體模制成型的懸臂閂鎖；
[0079]抓爪，其附接到閉合件，以接合懸臂閂鎖并且可選擇地將閉合件保持在閉合狀態(tài)；
[0080]SMA致動器，其附接到懸臂閂鎖，以當(dāng)SMA致動器被致動時，使懸臂閂鎖與抓爪脫離；
[0081]使用者界面，其用于選擇地使電子指令信號致動SMA致動器；
[0082]電功率源，其電連接到SMA致動器以使電流流經(jīng)SMA致動器并且響應(yīng)于致動SMA致動器的電子指令信號來致動SMA致動器；
[0083]模制成型的彈簧，其用于推進(jìn)閉合路徑以圍繞鉸鏈從閉合狀態(tài)向打開狀態(tài)旋轉(zhuǎn)，其中，當(dāng)閉合件被迫使從打開狀態(tài)到閉合狀態(tài)時，懸臂閂鎖上的斜面使懸臂閂鎖彎曲以接收抓爪。
[0084]20.根據(jù)解決方案19所述的閂鎖鉸接的閉合系統(tǒng)，其中:
[0085]閉合件是燃料加注器門；
[0086]塑性主體是燃料加注器殼體；以及
[0087]使用者界面是設(shè)置在車輛的乘客車廂中的電動燃料加注器門釋放按鈕。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0088]本發(fā)明的示例的特征和優(yōu)點通過參考下面的詳細(xì)描述和附圖將變得明顯，其中相同的附圖標(biāo)記對應(yīng)于類似的(雖然可能不相同)的部件。為求簡潔，具有先前描述功能的附圖標(biāo)記或特征可以或可以不結(jié)合它們出現(xiàn)過的其他附圖進(jìn)行描述。
[0089]圖1是一個帶有電動鎖定機構(gòu)和接合鉸鏈板的鎖栓的燃料加注器殼體的現(xiàn)有技術(shù)組件的透視圖；
[0090]圖2是圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)組件的前視圖；
[0091]圖3是圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)組件的透視圖；
[0092]圖4是包括根據(jù)本發(fā)明的鎖定按壓-按壓型閂鎖的燃料加注器殼體的組件的示例的透視圖；
[0093]圖5是描繪了根據(jù)本發(fā)明的安裝在燃料加注器殼體內(nèi)的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的右透視圖；
[0094]圖6是安裝在圖5所示的燃料加注器殼體內(nèi)的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的側(cè)視圖；
[0095]圖7是圖6所示的窗口處所示視圖的一部分的細(xì)節(jié)圖；
[0096]圖8是安裝在圖5所示的燃料加注器殼體內(nèi)的鎖定按壓-按壓型閂鎖的組件的頂部后部透視圖；
[0097]圖9是安裝在圖5所示的燃料加注器殼體內(nèi)的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的透視圖；
[0098]圖10是圖5所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的透視圖；
[0099]圖1lA是圖10所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的旋轉(zhuǎn)180度的分解透視圖；
[0100]圖1lB是圖1lA的一些部件的透視組裝圖；
[0101]圖12A-12D是根據(jù)本公開的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的一系列的半示意側(cè)視圖；
[0102]圖13是在鎖定的狀態(tài)示出的圖12A-12D所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的半示意下透視圖；
[0103]圖14是在解鎖的狀態(tài)示出的圖13所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的半示意下透視圖；
[0104]圖15是在鎖定的狀態(tài)示出的圖14所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的半示意側(cè)視圖；
[0105]圖16是在鎖定和鎖閂的狀態(tài)示出的圖14所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的半示意側(cè)視圖；
[0106]圖17是在鎖定和鎖閂的狀態(tài)示出的圖16所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的半不意性底視圖；
[0107]圖18A是在鎖定和鎖閂的狀態(tài)中的、其中閂鎖被捕獲的圖16所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的半示意側(cè)視圖；
[0108]圖18B是在鎖定和鎖閂的狀態(tài)中的、其中閂鎖施加推力的圖18A所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的半示意側(cè)視圖；
[0109]圖19A是在鎖定和鎖閂的狀態(tài)中的、其中閂鎖被捕獲的圖16所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的半示意側(cè)視圖；
[0110]圖19B是在鎖定和鎖閂的狀態(tài)中的、其中閂鎖施加拉力的所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的半示意側(cè)視圖；
[0111]圖20是利用根據(jù)本發(fā)明的旋旋轉(zhuǎn)作的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的半示意性底視圖；
[0112]圖21是在燃料加注器殼體中描繪的圖20所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的右透視圖；
[0113]圖22是燃料加注器門處于完全開放狀態(tài)的圖21所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的透視圖；
[0114]圖23是根據(jù)本發(fā)明的形狀記憶合金(SMA)致動的閂鎖的示例的透視圖；以及
[0115]圖24A-24B是示意圖，其限定應(yīng)用于圖23所描繪的SMA致動的閂鎖的示例的彈簧計算的尺寸。

【具體實施方式】
[0116]按壓-按壓型閂鎖可以在多種應(yīng)用中找到。本發(fā)明的示例選擇地限制了致動按壓-按壓型閂鎖的能力。本發(fā)明的一個示例中，帶有按壓-按壓型閂鎖的車輛燃料加注器門可以鎖定在一個閉合位置。在該示例中，形狀記憶合金(SMA)致動器可用于選擇性地鎖閉或啟用按壓-按壓型閂鎖的操作。雖然本文中所呈現(xiàn)的有些示例可包括或連接到車輛上的燃料加注器門，需要理解的是，在任何應(yīng)用中，可以使用本發(fā)明的示例，其中按壓-按壓型閂鎖用于保持可在多個狀態(tài)之間移動的任何對象。
[0117]此外，在本發(fā)明的示例中，SMA致動可以取代手動觸發(fā)的按壓-按壓型閂鎖的操作，以產(chǎn)生電子控制的自動閂鎖。在具有電子控制的自動閂鎖的本公開的示例中，電子觸發(fā)系統(tǒng)的訪問控制可以提供訪問控制以致動按壓-按壓型閂鎖。例如，打開車輛中的燃料加注器門的按鈕可位于車輛的可鎖車廂中。這樣，打開燃料加注器門的能力就限于那些能夠訪問可鎖車廂的人。在本公開的示例中，SMA致動可以允許更緊湊，低重量且低成本地替代傳統(tǒng)致動閂鎖。
[0118]形狀記憶合金
[0119]如上所述，SMA致動器可以用于鎖閉或啟用根據(jù)本發(fā)明的按壓-按壓型閂鎖的操作。SMA具有兩相:一個是較低模量、較低溫度的結(jié)晶馬氏體相，另一個是較高模量、較高溫度、不同的晶體結(jié)構(gòu)的奧氏體相。通過合適地選取合金系統(tǒng)、合金成分、熱處理或施加的應(yīng)力，從一相到另一相的轉(zhuǎn)變可以在從_100°C直到約+150°C的溫度跨度上選擇。處于或略高于約25°C，一些SMA以它們的馬氏體相形式存在，并且在從約60°C至約80°C的溫度范圍轉(zhuǎn)變?yōu)樗鼈兊膴W氏體形式，利用這樣的特性，在基本上任何預(yù)期的環(huán)境溫度，機動車中應(yīng)用的SMA將處于馬氏體相，并且通過僅適度的加熱SMA將轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。
[0120]SMA可被用作機械致動器。用于致動器應(yīng)用的某些合金被制備成線性構(gòu)件。這些構(gòu)件可以是絲，但是其他合適的形狀包括帶、鏈或纜。為簡便起見，并且是非限制性的，術(shù)語絲可以用在本公開中，其中也可使用其他合適的形狀。SMA絲在成型為期望的“記憶的”長度或形狀的其奧氏體相之后，被冷卻至環(huán)境溫度。在冷卻時，SMA絲將恢復(fù)到它們的馬氏體晶體結(jié)構(gòu)。然后絲可以拉伸和變形到某些預(yù)定長度。變形超過其可在致動器上施加的最大允許彈性應(yīng)變并且經(jīng)常稱為假塑性變形。這些假塑性變形的馬氏體絲處于致動器的適當(dāng)?shù)钠饎訔l件。
[0121]一般來說，拉伸或應(yīng)變，S卩，絲的長度變化除以它的原始或基礎(chǔ)長度，在這種假塑性變形過程中所施加的不超過7%且更常見的是4%或更低。所有長度變化所參照的基礎(chǔ)長度是絲在其高溫奧氏體相時的長度。
[0122]當(dāng)加熱和轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時，變形的馬氏體形狀記憶合金，恢復(fù)到其原來未變形的形狀，并且在其這樣進(jìn)行時能夠施加可觀的力。在改變形狀期間，SMA絲將縮短基本上等于SMA絲處于其馬氏體形式時假塑性應(yīng)變預(yù)先施加的量。這樣，通過適當(dāng)?shù)剡x擇絲的長度，可以實現(xiàn)任何所需的位移。例如，10mm長的絲，預(yù)應(yīng)變到3%的應(yīng)變，可以產(chǎn)生約3mm的位移。
[0123]當(dāng)SMA改變長度時，SMA可以施加顯著的力，從而使SMA適合用作機械裝置中的致動器。例如，長度適合于預(yù)期位移的假塑性拉伸的馬氏體SMA絲可以沿其整個長度加熱并轉(zhuǎn)變成奧氏體。向奧氏體的轉(zhuǎn)變使SMA絲收縮以使得它可以使連接的移動元件線性位移。
[0124]連接的移動元件可以是按壓-按壓型閂鎖的鎖定元件，該元件可根據(jù)本公開通過SMA致動器的動作根據(jù)需要布置。此外，通過加入滑輪、杠桿、齒輪以及類似的機械裝置，SMA致動器可適于啟動旋轉(zhuǎn)運動。任何熱源可用于提升SMA絲的溫度，促進(jìn)其轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。如本文所公開，如果沿著其長度和其整個橫截面，基本上均勻地加熱SMA絲，SMA絲的基本上全部體積可被加熱并轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變將在整個SMA絲體積上同時發(fā)生。
[0125]在本發(fā)明的示例中，電阻加熱產(chǎn)生對SMA絲的均勻加熱。電子連接使SMA絲端部連接到合適的電源，例如車輛功率總線，受控電流可沿著SMA絲的長度通過。
[0126]可以通過停止電加熱電流，并且允許SMA絲冷卻至約環(huán)境溫度并恢復(fù)到它的馬氏體晶體結(jié)構(gòu)，從而逆轉(zhuǎn)致動器動作。強制冷卻可能不是必要的。在冷卻期間，在某些示例中，SMA絲可能不能自發(fā)地改變其長度至其初始變形長度，但是在其為馬氏體相時，SMA絲可以容易地再次拉伸至其初始預(yù)定的長度。任何適當(dāng)?shù)姆椒?，包括載重量，可以用于拉伸絲。在示例中，與SMA絲串聯(lián)或并聯(lián)定位的彈簧可被使用。
[0127]參見圖1、2和3，描繪了現(xiàn)有的鎖定燃料加注器門機構(gòu)。本發(fā)明的示例除去了圖1、2和3中所示的門鉸鏈55附近處示出的大的馬達(dá)。相信本公開的示例可以在比圖1、2和3中所描繪的類似的易用性的系統(tǒng)以更低經(jīng)濟成本來生產(chǎn)。如圖1、2和3所描繪，大的馬達(dá)54鎖定和解鎖附接于鉸鏈板56的燃料加注器門(未示出)。當(dāng)燃料加注器門解鎖，按壓-按壓型機構(gòu)50可以可逆地用于使燃料加注器門進(jìn)一步開放。在圖1、2和3中，用于馬達(dá)驅(qū)動鎖57的機構(gòu)與按壓-按壓型機構(gòu)50分開。當(dāng)使用者按下燃料加注器門(朝向燃料加注器殼體)，該按壓-按壓型機構(gòu)50通過移動所述燃料加注器門的邊緣向外，超越圍繞門的主體(在圖1、2或3中未示出)而響應(yīng)。燃料加注器門部分打開，例如，約10度，并且扭轉(zhuǎn)彈簧58，有或沒有附加的使用者輸入時，完全打開燃料加注器門，例如將燃料加注器門從閉合位置在門鉸鏈55上旋轉(zhuǎn)約90度。在圖1、2和3所示的鎖定特征與按壓-按壓型機構(gòu)50獨立地操作。鎖定螺栓53通過燃料加注器殼體51接合燃料加注器門的鉸鏈板56，以基本上防止燃料加注器門相對于燃料加注器殼體51移動。鎖定螺栓53防止燃料加注器門壓住按壓-按壓型機構(gòu)50，當(dāng)鎖定螺栓53從鉸鏈板56抽出時，燃料加注器門通過推動燃料加注器門朝向燃料加注器殼體51從而致動按壓-按壓型機構(gòu)50而自由地被致動。
[0128]在本發(fā)明的示例中，將鎖定功能與按壓-按壓型機構(gòu)相結(jié)合允許從燃料加注器門組件中去除大的馬達(dá)54和連桿52 (示于圖1-3)。通過比較圖3和4示出的，本發(fā)明的可鎖定按壓-按壓型閂鎖10的示例(例如，圖4)以類似于現(xiàn)有的按壓-按壓型機構(gòu)50 (例如，圖3)的體積封裝。
[0129]在本發(fā)明的示例中，按壓-按壓型閂鎖10的運動可以通過鎖閉特征被禁止或啟動，鎖閉特征使用SMA致動器20關(guān)節(jié)連接。本公開的按壓-按壓型閂鎖10的示例可具有銷構(gòu)件、滑塊、環(huán)、凸輪或其他類似部件，它們的位置控制按壓-按壓型閂鎖10中其他部件的運動范圍。通過控制銷構(gòu)件的位置，按壓-按壓型閂鎖10的可移動部件的相對運動可以選擇性地被限制或防止。本公開的示例可以選擇性地阻止或允許打開門來控制通入由門所覆蓋的空間。在另一個示例中，有選擇地阻止或允許門的打開可以在一定條件下防止門的意外打開。例如，當(dāng)車輛正在由自動洗車系統(tǒng)清洗時，會希望基本上防止車輛的燃料加注器門打開。
[0130]在本發(fā)明的另一個示例中，SMA力產(chǎn)生器21可選擇性地驅(qū)動按壓-按壓型閂鎖10的運動。如本文所用，術(shù)語SMA力產(chǎn)生器21表示SMA致動器和用于區(qū)分選擇性鎖定和解鎖按壓-按壓型閂鎖10的SMA致動器20，導(dǎo)致按壓-按壓型閂鎖10的滑塊上的致動力的SMA力產(chǎn)生器21之間的差別。外部電子控制器(未示出)可不僅控制由按壓-按壓型閂鎖10允許的運動/訪問的水平，也控制釋放或接合保持特征，按壓-按壓型閂鎖10提供了這樣的示例。在本發(fā)明的示例中，按壓-按壓型閂鎖10可具有或裝載與按壓-按壓型閂鎖10連通的其他部件。例如，操作者在車輛的車廂可以關(guān)閉開關(guān)。當(dāng)開關(guān)閉合，則SMA力產(chǎn)生器21和SMA致動器20可以與按壓-按壓型閂鎖10協(xié)作以導(dǎo)致滑塊移動到延伸位置。結(jié)果，燃料加注器門打開，而不需要燃料加注器門上的操作者的直接機械操作。也就是說，燃料加注器門打開，而不需要首先被推動以閉合開關(guān)。這種按壓-按壓型致動系統(tǒng)，在沒有打開燃料加注器門的扭簧58的存在下，也可以被第二次觸發(fā)，從而在開關(guān)或其他信令裝置的基礎(chǔ)上起動重新鎖閂操作，使得不需要操作者輸入來固定門。
[0131]在本發(fā)明應(yīng)用于車輛燃料加注器門12的示例中，按壓-按壓型閂鎖10可以在車體(未示出)內(nèi)，在燃料加注器殼體51的外邊緣，燃料加注器門12包括到按壓-按壓型閂鎖10的匹配特征14 (參見圖5-8)。應(yīng)當(dāng)理解的是，按壓-按壓型閂鎖10的位置可以反轉(zhuǎn)(即燃料加注器門12上的按壓-按壓型閂鎖10，燃料加注器殼體51上的匹配特征)。另外，按壓-按壓型閂鎖10可以位于封閉系統(tǒng)內(nèi)的任何位置，其提供了相同的性能，包括例如，門鉸鏈55的內(nèi)部和/或周圍。
[0132]在圖4-19B總體上示出的本發(fā)明示例中，按壓-按壓型閂鎖10，包括框架24和可滑動地設(shè)置在框架24上的滑塊18?；瑝K18可相對于所述框架24直線地、旋轉(zhuǎn)地、或直線且旋轉(zhuǎn)地滑動。彈性元件30推動滑塊18朝向伸出狀態(tài)。如圖1lA和IlB所示的，彈性元件30可為螺旋壓縮彈簧31。在示例中，彈性元件30可以由彈簧鋼、塑料或彈性橡膠化合物制成。彈性元件30可以具有適合用于推動滑塊18朝向伸出狀態(tài)的任何形態(tài)，例如，螺旋壓縮彈簧31、螺旋拉伸彈簧、實心橡膠緩沖器、泡沫緩沖器等。
[0133]凸輪導(dǎo)軌32由滑塊18所限定。銷構(gòu)件33連接到框架24。按壓-按壓型閂鎖10可運動地翻轉(zhuǎn)；使凸輪導(dǎo)軌32由框架24和連接到滑塊18上的銷構(gòu)件33限定。銷構(gòu)件33可選擇地接合凸輪導(dǎo)軌上的32的閉合路徑34，以響應(yīng)于滑塊18上的致動力38的應(yīng)用和去除，使滑動件18在縮回狀態(tài)和伸出狀態(tài)之間交替。干涉構(gòu)件35布置在框架24上以可選擇地防止銷構(gòu)件33接合閉合路徑34的一部分從而鎖定滑塊18在縮回狀態(tài)。可樞轉(zhuǎn)的抓爪22可旋轉(zhuǎn)設(shè)置在滑塊18上以在伸出狀態(tài)打開和在縮回狀態(tài)關(guān)閉。樞轉(zhuǎn)的抓爪22可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在滑塊18上以響應(yīng)于滑塊18相對于框架24的相對運動來打開和關(guān)閉?？尚D(zhuǎn)的抓爪22可以是選擇性地抓住固定連接到物體(如燃料加注器門)的法蘭頭柱16。SMA致動器20選擇地使干涉構(gòu)件35選擇性防止銷構(gòu)件33接合閉合路徑34。本發(fā)明的實例有效地至少部分地使用能源，因為干涉構(gòu)件35需要很少的機械做功來致動。
[0134]當(dāng)前公開的按壓-按壓型閂鎖10示例可以包括電連接到SMA致動器20的電連接器36，以將SMA致動器20連接到電能致動源。電能致動源可以是例如電流以經(jīng)過SMA致動器20和加熱SMA致動器20到SMA致動器20至少轉(zhuǎn)變溫度，從而致動SMA致動器20。
[0135]按壓-按壓型閂鎖10可包括傳感器37來檢測響應(yīng)于致動力38的滑塊18的運動，SMA致動器20連接到電能致動源，以響應(yīng)于滑塊18響應(yīng)于致動力38的運動的檢測(例如，通過傳感器37)。應(yīng)該注意的是，在本說明書中，致動力38不是由SMA致動器20產(chǎn)生的。為了清楚而舉例，致動力38可通過按壓燃料加注器門12上產(chǎn)生。例如，手動地或通過如上面所討論的SMA力產(chǎn)生器21 (參見圖11A)可產(chǎn)生致動力38。
[0136]按壓-按壓型閂鎖10可包括感測元件39，以當(dāng)SMA致動器20連接到電能致動源時檢測SMA致動器20致動的完成。響應(yīng)于感測元件39檢測SMA致動器20致動的完成，供給SMA致動器20的電能可以減少。
[0137]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明安裝在燃料加注器殼體51內(nèi)帶有框架24的鎖定按壓-按壓型閂鎖10的示例。如圖5所示的示例，滑塊18示出為伸出狀態(tài)，一對相對的可樞轉(zhuǎn)的抓爪22示出為打開的。雖然一對相對的可樞轉(zhuǎn)的抓爪22示出于圖5，任何數(shù)量的可樞轉(zhuǎn)的抓爪可以被包括在本發(fā)明的示例中。例如，可以包括單個可樞轉(zhuǎn)的抓爪22。在另一示例中，六個或更多個可樞轉(zhuǎn)的抓爪22可以被包括。
[0138]圖6是鎖定按壓-按壓型閂鎖10的示例的側(cè)視圖，閂鎖10安裝在圖5所示的燃料加注器殼體51內(nèi)。在圖6中，按壓-按壓型円鎖10的框架24從燃料加注器殼體51上的附接位置水平延伸。術(shù)語“水平”是指在頁面上的方向，并沒有轉(zhuǎn)換成按壓-按壓型閂鎖10相對于重力的方向上的限制。按壓-按壓型閂鎖10可以安裝在相對于重力的任何方向。在圖6所示的示例中，法蘭頭柱16是附接到燃料加注器門12的按壓-按壓型閂鎖10的匹配特征14。法蘭頭柱16與燃料加注器門12上示出的在法蘭頭柱16之下的蓋配載鉤26區(qū)分開。在車輛加燃料時，連接到燃料蓋29的系鏈28可在蓋配載鉤26上折起，以防止燃料蓋29 (參照圖22)與車輛的涂漆的表面相接觸。
[0139]圖7是在圖6所描繪的窗口處指示的視圖部分的細(xì)節(jié)圖，圖7所描繪的示例中，肋27模制到所述燃料加注器殼體51中。按壓-按壓型閂鎖10布置在肋27之間。電纜25示出為從按壓-按壓型閂鎖10的端部23延伸。電纜25可以具有任何數(shù)量的相互絕緣的電導(dǎo)體設(shè)置在其中。例如，兩個導(dǎo)體可以將SMA致動器20連接到電能源。導(dǎo)體也可以被包括以傳輸來自按壓-按壓型閂鎖10中的傳感器的信號。圖8是安裝在圖5所示的燃料加注器殼體51內(nèi)的鎖定按壓-按壓型閂鎖10的組件的頂部后透視圖。
[0140]圖9是安裝在圖5所示的燃料加注器殼體51上帶有框架24的鎖定按壓_按壓型閂鎖10的示例的頂透視圖。圖10是圖5所描繪的鎖定按壓-按壓型閂鎖10的示例的透視圖。不像圖5，圖10所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖10具有處于縮回狀態(tài)的滑塊18 (在此視圖中不可見)，以及一對相對的可樞轉(zhuǎn)的抓爪22，其顯示為關(guān)閉的以抓住法蘭頭柱16。
[0141]圖1lA是圖10所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖10旋轉(zhuǎn)180度的示例的分解透視圖。凸輪彈簧40顯示為具有在凸輪彈簧40的凸輪從動端42上的第一腿41。錨定端43遠(yuǎn)離凸輪從動端42。第二腿44處在凸輪彈簧40的錨固端43上。彈性橋45連接第一腿41和第二腿44，第一腿41是銷構(gòu)件33。第二腿44安裝到框架24上。分度桿46從彈性橋45突出。致動器桿47可樞轉(zhuǎn)地附接到框架24。致動器桿47與分度桿46可操作地接觸。致動器桿47是如上所述的干涉構(gòu)件35的示例。
[0142]圖1lA示出了連接到致動器桿47和框架24的螺旋拉伸彈簧48，以推動致動器桿47抵抗彈性橋45，經(jīng)由分度桿46從凸輪導(dǎo)軌32中的閉合路徑34至少部分地提取銷構(gòu)件33，從而將滑塊18鎖定在縮回狀態(tài)。如果在銷構(gòu)件33由閉合路徑34至少部分地取出時滑塊18處于伸出狀態(tài)，滑塊18將可移動到縮回狀態(tài)，其中銷構(gòu)件33將被抓住。在應(yīng)用到燃料加注器門的例子中，如果燃料加注器門打開，當(dāng)推到關(guān)閉位置時，燃料加注器門將鎖定。SMA致動器20連接到致動桿47以在致動狀態(tài)收縮以克服螺旋拉伸彈簧48，并允許彈性橋45使銷構(gòu)件33接合閉合路徑34。螺旋拉伸彈簧48使SMA致動器20伸出處于未致動狀態(tài)。
[0143]圖1lA所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖10的示例進(jìn)一步包括與SMA致動器20電連接的兩個電連接器36，以連接SMA致動器20到電能致動源。如圖1lA所示，SMA致動器20包括兩個SMA絲49，這兩個SMA絲49平行地機械連接到致動器桿47。在其他示例中，SMA致動器20中的多個SMA絲49可以布置處于從I到任何正整數(shù)的范圍。SMA絲49可以是單個絲材，或者可以捆綁在一起作為絲纜(未示出)。
[0144]圖1lA描述了響應(yīng)于滑塊18響應(yīng)于致動力38的運動的檢測，閉合電路以將SMA致動器20連接到電能致動源的第一電開關(guān)61。第一電開關(guān)61是如上所述檢測響應(yīng)于致動力38的滑塊18的運動的傳感器37。在圖1lA中，推桿17機械地將滑塊18連接到第一電開關(guān)。當(dāng)施加致動力38時，滑塊移動到如圖1lA所示的頁面方向中的右側(cè)，從而按壓推桿17,并致動第一電開關(guān)61。
[0145]圖1lA顯示了檢測SMA致動器20致動完成的第二電開關(guān)62。當(dāng)SMA致動器20連接到電能致動源時，第二電開關(guān)62是檢測SMA致動器20的致動完成的傳感元件39。響應(yīng)于第二電開關(guān)62檢測SMA致動器20的致動完成，供給SMA致動器20的電能減少。在實例中，供給SMA致動器20的電能可以部分地減少；在另一個示例中，供給SMA致動器20的電能可以完全降低(至零瓦特)。在圖1lA中的實例所示，第二電開關(guān)62通過檢測致動器桿47的位置檢測SMA致動器20的致動完成。當(dāng)SMA致動器20收縮時，致動桿47在圖1lA所示的方向中順時針旋轉(zhuǎn)。致動桿47的旋轉(zhuǎn)移動致動桿47的曲柄臂63以致動第二電開關(guān)62。
[0146]仍參考圖11A，顯示了一對相對的可樞轉(zhuǎn)抓爪22。每個可樞轉(zhuǎn)抓爪22可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在滑塊18上以響應(yīng)于滑塊18相對于框架24的相對運動而打開和關(guān)閉?？蓸修D(zhuǎn)的抓爪22選擇性地捕獲固定地附接到物體上的法蘭頭柱16，例如，燃料加注器門12(例如參見圖6)。如圖1lA所示，當(dāng)滑塊18縮回到框架24中時，可樞轉(zhuǎn)的抓爪22與套環(huán)19合作(套環(huán)19是框架24的可移除部分)，以使可樞轉(zhuǎn)的抓爪22朝向彼此旋轉(zhuǎn)。
[0147]圖1lB是圖1lA中的一些部件的透視組裝圖。在凸輪導(dǎo)軌32的閉合路徑34中繪制出銷構(gòu)件33。銷構(gòu)件33和凸輪導(dǎo)軌32底部的導(dǎo)向脊(未示出)之間的相互作用引導(dǎo)銷構(gòu)件33通過閉合路徑34。換句話說，當(dāng)銷構(gòu)件33從導(dǎo)向脊上升起，銷構(gòu)件33卡在凸輪導(dǎo)軌32的一部分。當(dāng)SMA致動器20收縮處于致動狀態(tài)時，致動桿47克服螺旋拉伸彈簧48和旋轉(zhuǎn)以允許彈性橋45降低分度桿46，從而降低銷構(gòu)件33進(jìn)入導(dǎo)向脊(未示出)以接合凸輪導(dǎo)軌32中的整個閉合路徑34。
[0148]SMA致動器20的SMA絲49平行地機械操作，然而它們串聯(lián)地電連接。因此，電能和回路附接到靜態(tài)位置，省去了移動引線的需要。本段公開了本發(fā)明的按壓-按壓型閂鎖的實例的參數(shù)。SMA絲49的長度約為76mm，直徑約為2.032mm。在示例中，工作電壓范圍可以為大約9V-16V(伏特)。應(yīng)當(dāng)理解的是，電壓可以從該范圍增加或減少。例如，電壓范圍可與標(biāo)稱24V和48V車輛系統(tǒng)兼容。近似的收縮時間是約0.05秒。近似的致動器絲行程為2.28mm。開關(guān)可以切斷致動器絲行程的端部處的電源。最初，約2A(安培)可施加到SMA絲49，隨后當(dāng)SMA絲49到達(dá)行程的端部時下降到約0.25A。SMA絲49上的應(yīng)力為約15ksi (千磅每平方英寸)。在室溫下，復(fù)位時間約為2.3秒。
[0149]圖12A-12D和圖13-19B中描述了鎖定按壓-按壓型閂鎖10'的另一個示例的各種操作?；瑝K18'沿框架24'的縱向軸線64可滑動。梭槽68限定在框架24'中垂直于縱向軸線64。梭70可滑動地設(shè)置在梭槽68中。梭70具有銷構(gòu)件33'，其從梭70延伸到凸輪導(dǎo)軌32'中。銷構(gòu)件33'伸入凸輪導(dǎo)軌32'，并且在圖12A-19B中的視野中對于觀察者將是不可見的。常規(guī)地，銷構(gòu)件33'將以虛絲描繪。然而，由于虛絲將會導(dǎo)致圖12A-19B中所示的銷構(gòu)件33'的一些輪廓隱藏，因此銷構(gòu)件33'以實絲顯示。鉸鏈關(guān)節(jié)65設(shè)置在框架24;的框架24'的鉸鏈端部66。阻擋爪67可樞轉(zhuǎn)地圍繞鉸鏈銷69布置。在如圖12A-12D和圖13-19B所示的例子中，阻擋爪67是干涉構(gòu)件35。阻擋爪67具有爪端71和在鉸鏈銷69的相對側(cè)上的跟部端72。鉸鏈銷69設(shè)置通過阻擋爪67與鉸鏈關(guān)節(jié)65中的互補尺寸的孔。鎖定彈簧73推動阻擋爪67到鎖定位置與梭70接觸以選擇地防止銷構(gòu)件33'接合閉合路徑34的一部分，從而在縮回狀態(tài)鎖定滑塊18'。在遠(yuǎn)離框架24'的鉸接端66的抓持端74，SMA絲49附接到框架24'。SMA絲49圍繞阻擋爪67的跟部端72環(huán)繞。阻擋爪67可具有限定在其中的槽76以幫助保持SMA絲49。當(dāng)SMA絲49被致動時，SMA絲49在阻擋爪67上產(chǎn)生扭矩。在阻擋爪67上由SMA絲49產(chǎn)生的扭矩抵抗鎖定彈簧73 (最好見圖17)。
[0150]在SMA絲49致動時，SMA絲49克服鎖定彈簧73并且升起抓爪端71，以允許梭70在梭槽68中滑動，而沒有來自阻擋爪67的干涉，從而允許銷構(gòu)件33接合凸輪導(dǎo)軌32'中的閉合路徑34，以使滑塊18'在縮回狀態(tài)和伸出狀態(tài)之間交替，響應(yīng)于在滑塊18'上的致動力的施加和去除的交替。當(dāng)SMA絲49的致動終止，SMA絲49放松和拉伸使阻擋爪67返回到鎖定位置。
[0151]按壓-按壓型閂鎖10'可包括與SMA絲49電接觸的電連接器36'，以將SMA絲49連接到電能致動源(未示出)。第一電開關(guān)6廣閉合電路以連接SMA絲49到電能致動源，以響應(yīng)于滑塊18'響應(yīng)于致動力38'的運動的檢測。第二電開關(guān)62'可以被包括以檢測SMA絲49的致動完成。響應(yīng)于第二電開關(guān)62'檢測SMA絲49的致動完成，供給到SMA絲49的電能可被減少。當(dāng)SMA絲49收縮時，阻擋爪67沿逆時針方向如圖14所示的方向旋轉(zhuǎn)。阻擋爪67的旋轉(zhuǎn)可用于致動第二電開關(guān)62'(最好見圖17)。
[0152]在本發(fā)明的實例中，SMA絲49暫時允許燃料加注器門12打開。當(dāng)汽車開鎖后，電源為電路打開，其提供電源到燃料加注器門電路的按壓-按壓型閂鎖10，。不使用電功率，直到燃料加注器門12被移向車身的內(nèi)部。當(dāng)燃料加注器門12移向車身的內(nèi)部，第一電開關(guān)6Γ閉合以允許電流流向致動器，其允許燃料加注器門12打開。當(dāng)其處于延長時間段的致動狀態(tài)，附加開關(guān)或類似電流控制裝置可用來調(diào)制供給到SMA絲49的功率。當(dāng)汽車被鎖上時，可將燃料加注器門電路切斷功率并且燃料加注器門可保持鎖上。示例可包括單個SMA絲49，雖然多個絲或其他SMA致動器結(jié)構(gòu)可以使用，例如螺旋線圈、管、條、板等。
[0153]此外，兩個SMA致動器可以一前一后地使用，一個用于驅(qū)動所述阻擋爪67到第一位置(例如，鎖定狀態(tài))和另一個驅(qū)動阻擋爪67到第二位置(例如，解鎖狀態(tài))。這個致動體系結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步包括偏心彈簧，其可保持阻擋爪67在兩種狀態(tài)中任一個，給予其雙穩(wěn)態(tài)性能。
[0154]換句話說，具有雙穩(wěn)態(tài)性能的按壓-按壓型閂鎖具有第二 SMA致動器，以選擇性地使干涉構(gòu)件35選擇性地允許銷構(gòu)件33接合閉合路徑34,偏心彈簧(over-center spring),其可以是鎖定彈簧73，可操作地連接到干涉構(gòu)件35。響應(yīng)于干涉構(gòu)件35進(jìn)入第一位置，第一位置對應(yīng)于防止銷構(gòu)件33接合閉合路徑34，偏心彈簧抓住干涉構(gòu)件35，而沒有電源施加到SMA致動器20，其在第一位置中，直到第二 SMA致動器20使干涉構(gòu)件35進(jìn)入第二位置，第二位置對應(yīng)于允許銷構(gòu)件33接合閉合路徑34。另外，響應(yīng)于干涉構(gòu)件35進(jìn)入第二位置，第二位置對應(yīng)于允許銷構(gòu)件33接合閉合路徑34，偏心彈簧抓住干涉構(gòu)件35，而沒有電源施加到在第二位置中的第二 SMA致動器，直到SMA致動器20使干涉構(gòu)件進(jìn)入第一位置，第一位置對應(yīng)于防止銷構(gòu)件33接合閉合路徑。
[0155]仍參考圖12A-19B，一對相對的可樞轉(zhuǎn)的抓爪22'如圖所示。每個可樞轉(zhuǎn)的抓爪22'可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在滑塊18'上以響應(yīng)于滑動件18'相對于框架24'的相對運動來打開和關(guān)閉?？蚣?4'可附接到燃料加注器殼體51，類似于圖9所描繪的燃料加注器殼體51中框架24的附接。可樞轉(zhuǎn)的抓爪22'選擇性地抓住法蘭頭柱16，其固定地附接到物體，例如，燃料加注器門12(例如，參見圖12A)?？蓸修D(zhuǎn)的抓爪22'與框架24'配合使可樞轉(zhuǎn)的抓爪22在滑塊18'縮回到框架24'時朝向彼此旋轉(zhuǎn)。
[0156]在圖19B所描繪的按壓-按壓型閂鎖10'的示例中，彈性元件77可以與滑塊18”機械地串聯(lián)設(shè)置以吸收大于施加在滑塊18”上的致動力38的過載力38'。這樣的互補滑塊18”使按壓-按壓型閂鎖10'更魯棒(robust)。在按壓-按壓型閂鎖10'的一些示例中，如果法蘭頭柱16被推或拉，同時按壓-按壓型閂鎖10'處于鎖定狀態(tài)(例如，阻擋爪67位于鎖定位置)，將有應(yīng)力施加到銷構(gòu)件33'和凸輪導(dǎo)軌32'的一些精細(xì)特征以及按壓-按壓型閂鎖10'的其他部件。通過將彈性元件與滑塊18”串聯(lián)結(jié)合，滑塊18”成為應(yīng)變消除裝置來保護如上所述的一些更精細(xì)的特征，例如，彈簧模式78可以是并入滑塊18”的彈性元件77。
[0157]圖12A描繪了在鎖住狀態(tài)保持閉合的燃料加注器門12。法蘭頭柱16示出為接合相對的可樞轉(zhuǎn)的抓爪22。圖12B示出了處于相同的工作狀態(tài)的如圖12A所示的按壓-按壓型閂鎖10'，除了燃料加注器門12和法蘭頭柱16沒有顯示。圖12B示出了矩形形狀的梭70，其中銷構(gòu)件33'從梭70的中心突出。銷構(gòu)件33'在滑塊18'限定的凸輪導(dǎo)軌32'中滑動。在圖12B所示的頁面方向，梭70上下移動，滑塊18'向左和向右移動。阻擋爪67可選擇地阻擋梭70，并防止梭70上下移動。當(dāng)梭子不能上下移動時，凸輪導(dǎo)軌和銷構(gòu)件33'干涉并且基本上防止滑塊18'移動。圖13示出了處于阻擋或鎖定狀態(tài)的阻擋爪67。圖14示出了處于解鎖狀態(tài)的阻擋爪67。圖12C描繪了按壓-按壓型閂鎖10'，其具有處在伸出狀態(tài)的滑塊18'。當(dāng)滑塊18'處于伸出狀態(tài)，可樞轉(zhuǎn)的抓爪22是打開狀的開放爪。圖12D描繪了第一電開關(guān)6廣的觸點。當(dāng)足夠幅度的力施加在滑塊W上時，彈性元件30被克月艮，觸點閉合與SMA致動器20電連通的電源電路。換句話說，門上的按壓閉合第一電開關(guān)6Γ以給SMA致動器20提供電能。如圖13和14中的示例描述，SMA絲49響應(yīng)于通過閉合開關(guān)應(yīng)用的電能收縮。當(dāng)SMA絲49收縮時，阻擋爪67繞鉸鏈銷69樞轉(zhuǎn)，以及按壓-按壓型閂鎖10'將允許燃料加注器門12立即基本上打開。例如，按壓-按壓型閂鎖10'可允許燃料加注器門小于I秒打開。在另一個示例中，按壓-按壓型閂鎖10'可允許燃料加注器門在不到0.1秒打開。SMA致動器20不干涉關(guān)閉的門的鎖閉，因此在關(guān)閉按壓-按壓型閂鎖10'時無延遲。通過SMA致動器20移動到松弛位置的“鎖定”按壓-按壓型閂鎖的實際時間可小于約2秒。SMA致動器的操作基本上無聲。
[0158]圖15是圖14所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的半示意側(cè)視圖，其示出為鎖住狀態(tài)。可樞轉(zhuǎn)的抓爪22關(guān)閉并鎖定法蘭頭柱16。彈性元件30使凸輪導(dǎo)軌32'與銷構(gòu)件33'在槽口 95處接合。彈性元件30示意性地示出為附接到框架24的拉伸彈簧，并推動滑塊W在頁面方向中向右。按壓-按壓型閂鎖1(V當(dāng)在鎖住狀態(tài)時可被鎖定或解鎖。
[0159]圖16是圖14所描繪的鎖定按壓-按壓型閂鎖10'的示例的半示意側(cè)視圖，其示出為處于鎖定和鎖住狀態(tài)?？蓸修D(zhuǎn)的抓爪22'關(guān)閉并鎖定法蘭頭柱16。彈性元件30推動凸輪導(dǎo)軌32'與銷構(gòu)件33'在槽口 95處接合。圖16和圖17在一起考慮以顯示阻擋爪67阻擋梭70的移動，從而使按壓-按壓型閂鎖10'處于鎖定狀態(tài)。
[0160]圖18A是圖16所描繪的鎖定按壓-按壓型閂鎖1(V的示例的半示意側(cè)視圖，該閂鎖以法蘭頭柱16被捕獲處于鎖定和鎖住狀態(tài)，但沒在按壓-按壓型閂鎖10'上施加負(fù)載。注意法蘭頭柱16和按壓-按壓型閂鎖10'的任何部分之間沒有接觸。彈性元件30推動凸輪導(dǎo)軌32'與銷構(gòu)件33'在槽口 95處接合。
[0161]圖18B是以法蘭頭柱16施加推力處于鎖定和鎖住狀態(tài)的圖18A所描繪的按壓-按壓型閂鎖的示例的半示意側(cè)視圖。滑塊18'已經(jīng)稍微向左移動，并且凸輪導(dǎo)軌32'在脊96處接觸銷構(gòu)件33'。由于來自法蘭頭柱16的致動力推動滑塊18'向左，凸輪導(dǎo)軌32'和圖18B中的銷構(gòu)件33'之間的接觸角推動梭70向下。然而，因為阻擋爪67阻擋梭70向下移動，當(dāng)法蘭頭柱16的致動力38除去時，銷構(gòu)件33'和凸輪導(dǎo)軌32'將在槽口 95處重新接合。
[0162]圖19A是圖16所示的鎖定按壓-按壓型閂鎖的示例的半示意側(cè)視圖，其處于以法蘭頭柱16被捕獲的鎖定和鎖住狀態(tài)16，但不在按壓-按壓型閂鎖10'上放置負(fù)載。圖19A用于和圖19B比較。在圖19B中，法蘭頭柱16示出為施加拉力。注意法蘭頭柱16和可樞轉(zhuǎn)的抓爪22'在點97處接觸，彈性元件77允許滑塊18"伸出以防止銷構(gòu)件33'或凸輪導(dǎo)軌32'機械過載。
[0163]另外的示例可以將密封件并入框架。開關(guān)可結(jié)合到印刷電路板(PCB)。電連接器可集成到框架中。在本文所描述的實例中的各種部件可以組合。柄托(Tang)特征可添加到滑塊。當(dāng)開鎖提供聽覺和觸覺反饋時，按壓-按壓型閂鎖的示例可以點擊。
[0164]本公開的SMA鉸接特征的致動可以通過多個系統(tǒng)和方法啟動。致動的一些非限制性示例可以包括:1)專用按鈕、開關(guān)或車輛內(nèi)的其他使用者界面，它們通過操作員的直接輸入啟動特征；2)由來自控制單元的指令信號觸發(fā)的關(guān)節(jié)開關(guān)，其響應(yīng)于其他內(nèi)部或外部條件(例如，響應(yīng)于檔位選擇，如在“停車”的條件下)觸發(fā)閂鎖；3)由來自控制單元的指令信號觸發(fā)的關(guān)節(jié)開關(guān)，其結(jié)合相互的特征使能閂鎖和其他特征(例如，在相同時間解鎖車門與燃料加注器門)；4)通過遠(yuǎn)程設(shè)備(例如，響應(yīng)于到遙控鑰匙或智能手機的輸入)觸發(fā)；和5)基于整體的車輛狀態(tài)(例如，未鎖定)，結(jié)合使用者輸入(例如，操作者按壓燃料加注器門)的內(nèi)部觸發(fā)。
[0165]在本發(fā)明的實例中，用于按壓-按壓型閂鎖10的控制電子設(shè)備可足夠小以直接集成到最小尺寸的裝置封裝中。這種集成可使按壓-按壓型閂鎖10的示例具有PCB，其用盡可能少的兩個輸入引線發(fā)揮全部功能。額外的PCB特征可包括輸入靈活性，例如通過PCB的部分板上組裝或不板上組裝，其將允許大范圍的電輸入以操作按壓-按壓型閂鎖10。
[0166]在本發(fā)明的實例中，按壓-按壓型閂鎖10'可接收兩個致動SMA致動器20的輸入。第一輸入可以是到安裝在框架24上的集成PCB(未不出)的電信號。電信號可在鎖定或解鎖邏輯狀態(tài)。在實例中，第一輸入可基于感測狀況。例如，第一輸入可基于車輛的速度。在烘箱門的應(yīng)用中，第一輸入可以基于烘箱的溫度。第二輸入可以是機械的。當(dāng)使用者按下附接到法蘭頭柱16的物體時，傳感器或開關(guān)可以發(fā)送“按壓”信號到PCB。當(dāng)PCB邏輯處于解鎖狀態(tài)時，如果接收到“按壓”信號，電流將通過SMA致動器20發(fā)送以使干涉構(gòu)件選擇性地解鎖滑塊18'。這種雙重輸入可允許按壓-按壓型閂鎖10'處于鎖定或解鎖狀態(tài)，而沒有汲取功率以解鎖滑塊18'，直到要求按壓-按壓型閂鎖10'釋放。
[0167]圖20-22描繪了按壓-按壓型閂鎖的10”的示例，其中按壓-按壓型機構(gòu)利用旋轉(zhuǎn)抓爪工作。按壓-按壓型閂鎖10”包括按壓-按壓型機構(gòu)50'，以響應(yīng)于沿著按壓-按壓型機構(gòu)5(V的旋轉(zhuǎn)軸線60的按壓-按壓型機構(gòu)5(V上的致動力38的交替的施加和去除而在縮回狀態(tài)和伸出狀態(tài)之間交替。致動器桿47'附接到按壓-按壓型機構(gòu)50'，以使按壓-按壓型機構(gòu)50'在附接到致動器桿47'的SMA致動器20'的可選擇的致動時旋轉(zhuǎn)。彈性元件30用于向著伸出狀態(tài)推動按壓-按壓型機構(gòu)50'。鍵法蘭79設(shè)置在按壓-按壓型機構(gòu)50,的閂鎖端80。鍵法蘭79與設(shè)置在封閉板82上接合鉤81互補，以具有鎖定旋轉(zhuǎn)狀態(tài)和解鎖旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。SMA致動器20'的可選擇致動導(dǎo)致按壓-按壓型機構(gòu)50'旋轉(zhuǎn)到解鎖旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。并且當(dāng)SMA致動器20'的可選擇致動選擇地終止時，鎖定彈簧73'推動按壓-按壓型機構(gòu)50'旋轉(zhuǎn)到鎖定旋轉(zhuǎn)狀態(tài)并使SMA致動器20'返回到非致動條件。
[0168]圖23是根據(jù)本發(fā)明的SMA致動的閂鎖的示例的透視圖。鎖緊鉸鏈閉合系統(tǒng)90包括塑性主體83，其限定開口 84，閉合件85選擇性地覆蓋開口 84。鉸鏈55'可樞轉(zhuǎn)地保持閉合件85，懸臂閂鎖86整體地與塑料性體83模制成型，抓爪87附連到閉合件85以接合懸臂閂鎖86和可選擇地保持閉合件85處于關(guān)閉狀態(tài)。SMA致動器20”附接到懸臂閉鎖86，從而當(dāng)SMA致動器20”被致動時，使懸臂閂鎖86從抓爪87脫離。系統(tǒng)中包括的使用者接口 88選擇性地使電子指令信號來致動SMA致動器20”。電連接到SMA致動器20”的電源(未示出)使電流流過SMA致動器20”并致動SMA致動器20”，以響應(yīng)致動SMA致動器20”的電子指令信號。模制成型的彈簧89推動閉合件85圍繞鉸鏈55'遠(yuǎn)離閉合狀態(tài)向打開狀態(tài)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)閉合件85被迫使從打開狀態(tài)轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài)時，懸臂閂鎖86上的斜面91使懸臂閂鎖86彎曲以接收抓爪87。在本發(fā)明的閂鎖鉸鏈閉合系統(tǒng)90的示例中，閉合件85可以是燃料加注器門12'，塑性體83可以是燃料加注器殼體51'，使用者接口 88可以是設(shè)置在車輛94的乘客車廂93里的電子燃料加注器門釋放按鈕92。
[0169]圖24A-24B是示意圖，其限定應(yīng)用于圖23所描繪的SMA致動的閂鎖的示例的彈簧計算的尺寸。
[0170]公式1:S = (L3/3) X (F/(EXI))，
[0171]其中:S =端部處的位移=6mm ；
[0172]L=梁的長度=40mm;
[0173]E =彈性模量=3236.73Mpa ；
[0174]I =旋轉(zhuǎn)慣量=0.083bxh3;和
[0175]b = 2mm ;h = 5mm。
[0176]解公式I得到F值:F =彎曲梁的力=19N。
[0177]應(yīng)當(dāng)理解的是，本文所提供的范圍包括在所述的范圍和所述的范圍內(nèi)的任何值或子范圍。例如，從大約9V至大約16V的范圍應(yīng)該解釋為包括不僅約9V至約16V的明確記載的邊界，而且還包括單個值，如10V、10.5V、15V等，以及子范圍，如從約1V到約IlV ;約9.8V至約15.2V等。此外，當(dāng)“約”用于描述值時，這意味著包括從所述的值的較小變化(最聞達(dá) +/_10 % ) ο
[0178]在描述和要求保護本文公開的示例時，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”包括復(fù)數(shù)對象，除非上下文另有明確規(guī)定。
[0179]應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語“連接到/連接的/連接”和/或類似術(shù)語在本文中廣義地限定為包括多種不同的連接布置與組裝技術(shù)。這些布置和技術(shù)包括，但不限于:(I)在一個部件和其他部件在它們之間沒有介入部件的直接連接；(2) —個部件與另一個部件利用它們之間的一個或多個部件連通，假定一個部件“連接到”另一個部件是以某種方式與其他部件操作連通(盡管它們之間存在一個或多個額外部件)。
[0180]此外，整個說明書中提及的“一個示例”，“另一個示例”，“示例”，等等，意味著結(jié)合示例描述的特定元件(例如，特征、結(jié)構(gòu)和/或特性)被包含在本文所述的至少一個示例中，并且可以或可以不存在于其他示例中。此外，應(yīng)當(dāng)理解，對于任何示例所描述的元件可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞皆诙鄠€示例中組合，除非上下文中另有明確規(guī)定。
[0181]雖然一些示例已經(jīng)被詳細(xì)描述，將明顯的是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說所公開的示例可以被修改。因此，上述描述應(yīng)被認(rèn)為是非限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種按壓-按壓型閂鎖，包括: 框架； 可滑動地設(shè)置在框架上的滑塊； 朝向伸出狀態(tài)推進(jìn)滑塊的彈性元件； 由滑塊或框架限定的凸輪導(dǎo)軌； 連接到框架或滑塊的銷構(gòu)件，所述銷構(gòu)件可選擇地接合凸輪導(dǎo)軌中的閉合路徑，從而響應(yīng)于滑塊上的致動力的交替的施加和去除，使滑塊在縮回狀態(tài)和伸出狀態(tài)之間交替；干涉構(gòu)件，其設(shè)置在框架上以選擇性地防止銷構(gòu)件接合閉合路徑的一部分，從而將滑塊鎖定在縮回狀態(tài)； 可樞轉(zhuǎn)抓爪，其可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在滑塊上，以在伸出狀態(tài)打開并且在縮回狀態(tài)閉合；以及 形狀記憶合金(SMA)致動器，其選擇地使干涉構(gòu)件有選擇地防止銷構(gòu)件接合閉合路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按壓-按壓型閂鎖，進(jìn)一步包括電連接器，其與SMA致動器電接觸，以將SMA致動器連接到電能致動源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的按壓-按壓型閂鎖，進(jìn)一步包括: 傳感器，其檢測滑塊響應(yīng)于致動力的運動，其中，響應(yīng)于滑塊響應(yīng)于致動力的運動的檢測，SMA致動器連接到電能致動源。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的按壓-按壓型閂鎖，進(jìn)一步包括: 傳感元件，其檢測SMA致動器的致動完成，其中，響應(yīng)于傳感元件檢測到的SMA致動器的致動完成，供給到SMA致動器的電能被減少。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按壓-按壓型閂鎖，其中，可樞轉(zhuǎn)抓爪可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在滑塊上，以響應(yīng)于滑塊相對于框架的相對運動而打開和閉合，其中，可樞轉(zhuǎn)抓爪用于選擇性地抓住固定地附接到物體上的法蘭頭柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的按壓-按壓型閂鎖，其中，框架附接到燃料加注器殼體，并且法蘭頭柱附接到燃料加注器門。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按壓-按壓型閂鎖，進(jìn)一步包括: 凸輪彈簧，其具有: 凸輪彈簧的凸輪從動端上的第一腿； 遠(yuǎn)離凸輪從動端的錨定端； 錨定端上的第二腿；以及 彈性橋，其連接第一腿和第二腿，其中，第一腿是銷構(gòu)件，并且第二腿附接到框架；以及 從彈性橋突出的分度桿； 可樞轉(zhuǎn)地附接到框架的致動器桿，所述致動器桿與分度桿可操作地接觸，其中，致動器桿是干涉構(gòu)件； 拉伸彈簧，其連接到致動器桿并連接到框架，以經(jīng)由分度桿，抵抗彈性橋地推進(jìn)致動器桿，以此來從凸輪導(dǎo)軌中的閉合路徑拉出銷構(gòu)件，由此將滑塊鎖定在縮回狀態(tài)； 其中，SMA致動器連接到致動器桿，以在致動狀態(tài)收縮，從而克服拉伸彈簧，并且允許彈性橋使銷構(gòu)件接合閉合路徑，并且其中，拉伸彈簧使SMA致動器在非致動狀態(tài)拉伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的按壓-按壓型閂鎖，進(jìn)一步包括: 電連接器，其與SMA致動器電接觸以將SMA致動器連接到電能致動源； 第一電開關(guān)，其用于閉合電路以響應(yīng)于滑塊響應(yīng)于致動力的運動的檢測將SMA致動器連接到電能致動源。 第二電開關(guān)，其用于檢測SMA致動器的致動完成，其中，響應(yīng)于第二電開關(guān)檢測SMA致動器的致動完成，供給到SMA致動器的電能被減少。
9.一種可鎖定按壓-按壓型閂鎖，包括: 按壓-按壓型機構(gòu)，其響應(yīng)于沿按壓-按壓型機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸線的按壓-按壓型機構(gòu)上的致動力的交替的施加和去除，在縮回狀態(tài)和伸出狀態(tài)之間交替； 附接到按壓-按壓型機構(gòu)的致動器桿，其使按壓-按壓型機構(gòu)基于附接到致動器桿的SMA致動器的可選擇致動而旋轉(zhuǎn)； 彈性元件，其朝向伸出狀態(tài)推進(jìn)按壓-按壓型機構(gòu)； 設(shè)置在按壓-按壓型機構(gòu)的閂鎖端處的鍵法蘭，所述鍵法蘭與接合鉤互補，所述接合鉤設(shè)置在封閉面板上以具有鎖定旋轉(zhuǎn)狀態(tài)和解鎖旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，其中，SMA致動器的可選擇致動使按壓-按壓型機構(gòu)旋轉(zhuǎn)到解鎖旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且其中，鎖定彈簧推進(jìn)按壓-按壓型機構(gòu)旋轉(zhuǎn)到鎖定旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且當(dāng)SMA致動器的可選擇致動被可選擇地終止時，鎖定彈簧使SMA致動器返回到未致動狀態(tài)。
10.一種閂鎖鉸接的閉合系統(tǒng)，包括: 限定開口的塑性主體； 可選擇地覆蓋開口的閉合件； 可樞轉(zhuǎn)地保持閉合件的鉸鏈； 與塑性主體整體模制成型的懸臂閂鎖； 抓爪，其附接到閉合件，以接合懸臂R鎖并且可選擇地將閉合件保持在閉合狀態(tài)； SMA致動器，其附接到懸臂閂鎖，以當(dāng)SMA致動器被致動時，使懸臂閂鎖與抓爪脫離； 使用者界面，其用于選擇地使電子指令信號致動SMA致動器； 電功率源，其電連接到SMA致動器以使電流流經(jīng)SMA致動器并且響應(yīng)于致動SMA致動器的電子指令信號來致動SMA致動器； 模制成型的彈簧，其用于推進(jìn)閉合路徑以圍繞鉸鏈從閉合狀態(tài)向打開狀態(tài)旋轉(zhuǎn)，其中，當(dāng)閉合件被迫使從打開狀態(tài)到閉合狀態(tài)時，懸臂閂鎖上的斜面使懸臂閂鎖彎曲以接收抓爪。
【文檔編號】E05B83/34GK104481313SQ201410404445
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月16日
【發(fā)明者】P·W·亞歷山大, R·H·卡爾弗, R·小達(dá)羅斯, A·佐爾諾, J·H·布朗 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司