专利名称：用于电动锁马达的离合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电动马达、具体是用于锁马达的离合器。
背景技术：
锁使得诸如机动车门等可开启构件能够保持在关闭位置；其还能够通过致动一个连接于锁上并能够由用户致动的内部或外部开启控制件来释放该可开启构件。此类锁通常安装在车辆的可开启构件上。
存在多种型式的电动锁，其开启/关闭或锁定/开锁机构由一个通过电动马达驱动的齿轮系统致动。电动锁可部分或全部地用来实现各种功能，如锁定、开锁、安全锁定、释放安全锁定、启用/停用儿童安全部件或者超驰。例如，可参考专利申请EP-A-1335087，该申请描述了现有技术中的不同型式的锁以及一个能够在电力条件恶化的情况下实现上述各种功能的电动锁。
电动锁设计来驱动将具备上述功能之一的机构致动的齿轮系统。为此目的，马达上一般安装有一个与转子一体转动的小齿轮，用以驱动该齿轮系统。一个离合器使得该小齿轮能够与马达转子一体转动。
此外，马达的停止可以是机械式的，即借助一个位于受驱机构上的止挡件，例如在抵达行程的末端而停止。与切断马达电源的电动止挡件不同，此种类型的机械止挡件常常选择用在小功率马达上，诸如锁的马达等。当马达被一个机械止挡件停止时，转子上蓄积的动能产生了一个相当大的必须被吸收的过转矩。在此转子旋转停止的短暂期间，小齿轮齿承受剧烈的机械应力，此应力会损坏小齿轮并且产生噪音。
为了限制马达停止期间小齿轮上的应力以及噪音，已经考虑到在机械止挡件内放置弹性吸振器。但这种解决方案并不能使过转矩充分耗散。
此外，法国专利申请FR-A-2642127描述了一种离心式离合器，用以借助与离心配重相接合的弹簧来驱动一个小齿轮。该弹簧的形状为以其端部围着小齿轮并且弯折形成一个平行于转子轴线的驱动指，该弹簧与离心配重配合工作。当马达停止时，如果过转矩超过了弹簧设计的预定值，则弹簧的端部在小齿轮上滑动。因此，过转矩不再传递到小齿轮上，而是由弹簧的滑动所耗散。
这种解决方案考虑了马达停止时转子所产生的过转矩的有效耗散，但是构成体积相当大。小齿轮实际上通过离心配重进行驱动，其中该离心配重在有足够的离心能量时离开中心体。离合器的直径大约是20mm。
此外，对小齿轮的驱动有一个时间延迟，该时间延迟对应于转子达到足够的转速而使离心配重离开中心体所需的时间。这种在驱动小齿轮时的传动延迟会损害机构的精确性。
此外，带有离心配重的中心体对离合器的制造和装配来说是一个复杂部件。
发明内容
因此，需要一种用于电动马达的离合器，其能够吸收机械制动马达所产生的过转矩并且具有简化的设计和有限的体积。
为此目的，本发明提供了一种离合器，其包括一个带有一沟槽的小齿轮，该小齿轮设计成可自由旋转地安装在驱动轴(10)上；一个带有一楔块的中心体，其设计成整体式地安装在所述驱动轴上；一个弹簧，其具有容置于小齿轮沟槽内的端腿，且包括形成适于容置所述中心体楔块的空间的杆部。
根据实施方式，本发明的离合器包括一个或多个下列特征所述弹簧的端部适于以使驱动转矩传递到小齿轮的方式夹住所述沟槽，并且适于在过转矩作用于小齿轮时在沟槽内滑动；所述弹簧包括一个环圈部，该环圈部设置在一个大体平行于端腿平面的平面内并且通过所述杆部连接至所述端腿；所述弹簧环圈部直径比中心体的直径大；
所述弹簧环圈部位于所述中心体之上；所述弹簧的长度在40到70mm之间；所述中心体容纳于小齿轮的一个中心孔内，所述楔块邻接小齿轮沟槽；所述离合器的直径在12到15mm之间；本发明还提供一种电动马达，其包括一个构成驱动轴的转子；一个安装在所述转子上的本发明的离合器。
本发明可以应用于一个包括本发明的马达的电动锁上。
在参考附图并阅读了下列仅以示例方式给出的本发明实施方式的详细描述后，本发明其他特征和优点将变得清楚，其中图1是带有本发明的离合器的马达的分解图；图2是图1中的马达的组装图；图3是本发明的离合器的小齿轮和弹簧的详细视图。
具体实施例方式
本发明的离合器包括一个带有沟槽的小齿轮、一个带有楔块的中心体和一个弹簧。离合器设计成位于电动马达和受驱动机构的齿轮系统之间。小齿轮设计成可自由旋转地安装在诸如马达转子等的驱动轴上，而中心体设计成一体式地安装在该驱动轴上。弹簧具有容置于小齿轮沟槽内的端腿并且包括形成适于容置中心体楔块的空间的杆部。
因此，小齿轮由中心体借助弹簧驱动，该弹簧通过在沟槽内滑动，可吸收马达停止时产生的过转矩。中心体与楔块及弹簧的组合件提供了简单的设计和有限的体积。
此种离合器尤其适用于大约5到6瓦特的小功率马达，例如用于车辆可开启构件的锁机构的致动马达。
在以下描述中，措辞“在...上方”使用时要参考附图，其并非限制锁中马达的最终布置。
图1是包括本发明离合器的马达的分解视图。图1示出马达60，其包括一个定子架和一个构成驱动轴的转子10。图1还示出了安装在转子10上用以驱动驱动机构的齿轮系统(未图示)的离合器。
该离合器包括一个接近圆柱体的中心体30，其设计成可与转子结合为一体，例如通过紧密安装于转子轴上而成为一体。中心体30具有一个楔块31，该楔块或者与中心体圆柱形成一件式结构或者是附加到中心体圆柱上的。楔块31构成与转子成为一体的驱动指。中心体30圆柱外径可以为8到10mm，而楔块31可以构成为从圆柱伸出3到5mm的径向突起。
离合器还包括一个具有带齿轮盘的小齿轮20，其设计成安装在转子上能够自由旋转。小齿轮20还具有一个在带齿轮盘上方形成的环形沟槽21。小齿轮20可由例如模制塑料制成。小齿轮20可以具有一个如下方式的孔，即带齿轮盘的内径足以容置中心体30的圆柱体并由此作为中心体的支承。然后，中心体30可以插入小齿轮的孔内，且楔块31抵靠着沟槽21的顶部。
离合器还包括一个由钢棒制成的弹簧40，其成形为具有共面的弯曲端腿41，该端腿41与小齿轮20的沟槽21的形状相适应。图3详细显示了容置于小齿轮20的沟槽21内的弹簧40。该弹簧40还具有杆部42，在各杆部间形成一个适于容置中心体30的楔块31的空间43。杆部42大体上彼此平行，并且可以垂直于端腿41设置。以上提到的角度可视楔块31和沟槽21的确切形状而略有改变。
弹簧的端腿41可以由一个环圈部44终结，该环圈部44成形于一个平行于端腿平面的平面内，以便拉长弹簧并使其具有所需的弹性变形以使该弹簧能够有效吸收由于马达停止所产生的动能。带有环圈部44的弹簧40的长度可以在40到70mm之间，这使得可在沟槽21内滑动之前吸收50到70mN/m的过转矩。
图2显示了装配好的图1中的马达。中心体30安装在转子10上并且容置于小齿轮20的孔内，且楔块31突出并抵靠在小齿轮上。环圈状的弹簧40夹在中心体和小齿轮周围，一方面用其端腿41围着小齿轮的沟槽21，另一方面将楔块31围在其垂直于端腿的杆部42之间。
当将弹簧40装配到离合器上时，在端腿41上方形成的环圈部44位于中心体30的上方并且其直径大于中心体的直径。采用这种相对于中心体30尺寸的弹簧形状，可将楔块31牢靠地保持在弹簧杆部42之间，以确保小齿轮20的有效驱动。
形成本发明离合器的组件非常紧凑，整个体积可容置于12至15mm的直径之内。
根据本发明的离合器如下运作一旦马达基于将电流传递到整流器电刷(未图示)的供电命令而启动，转子10便开使转动。
转子的旋转驱动一体式安装在转子上的中心体30。位于由弹簧的杆部42所形成的空间43内的楔块31驱动弹簧40与中心体一起转动，即与转子一体旋转。
选择弹簧40的夹持力，使得端腿41足够紧地夹住小齿轮的沟槽21，以驱动小齿轮20与转子10一体转动。从而驱动转矩通过马达传递到小齿轮，该小齿轮可驱动将给定机构致动的齿轮系统。
当马达由于到达受驱动装置的行程末端而顶靠在机械止挡件上而停止时，转子10在马达的定子绕组存储的感应载荷的作用下继续旋转，而同时小齿轮20的旋转由于其驱动的齿轮系统的停止而受阻。
此外，与转子一体设置的中心体30仍然在转动，因此楔块31仍然在驱动夹持小齿轮20的弹簧40。选择弹簧40的夹持力，使得在超过一预定的过转矩后端腿41在转动受阻的小齿轮的沟槽21内滑动而吸收转子的动能。
因此，夹持力选择为要施加于小齿轮上的最大过转矩的函数，即，除其他因素外，其取决于马达的功率和小齿轮的尺寸。
当然，本发明并不限于以示例描述的实施方式；因此，虽然此描述提及一种锁马达，但根据本发明的离合器也可适于用于任何锁以外功能的小功率马达。
权利要求
1.一种离合器，其包括一个带有一沟槽(21)的小齿轮(20)，该小齿轮设计成可自由旋转地安装在驱动轴(10)上；一个带有一楔块(31)的中心体(30)，其设计成一体式地安装在所述驱动轴上；一个弹簧(40)，其具有容置于所述小齿轮沟槽(21)内的端腿(41)，并包括杆部(42)，所述杆部(42)形成一个适于容置所述中心体楔块(31)的空间(43)。
2.如权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述弹簧(40)的端腿(41)适于以使驱动转矩传递到所述小齿轮(20)的方式夹住所述沟槽(21)，并且适于在过转矩作用于该小齿轮时在所述沟槽内滑动。
3.如权利要求1或2所述的离合器，其特征在于，所述弹簧(40)包括一个环圈部(44)，该环圈部(44)设置在一个大体平行于所述端腿(41)平面的平面内并通过所述杆部(42)连接至所述端腿。
4.如权利要求3所述的离合器，其特征在于，所述弹簧(40)的环圈部(44)的直径大于所述中心体(30)的直径。
5.如权利要求3或4所述的离合器，其特征在于，所述弹簧(40)的环圈部(44)的位置在所述中心体(30)的上方。
6.如权利要求1至5中任一项所述的离合器，其特征在于，所述弹簧(40)的长度在40毫米到70毫米之间。
7.如权利要求1至6中任一项所述的离合器，其特征在于，所述中心体(30)容置于所述小齿轮(20)的一个中心孔内，且所述楔块(31)邻接所述小齿轮的沟槽(21)。
8.如权利要求1至7中任一项所述的离合器，其特征在于，其直径在12毫米到15毫米之间。
9.一种电动马达，其包括一个构成驱动轴的转子(10)；一个安装在所述转子上的如权利要求1至8中任一项所述的离合器。
10.一种包括一个如权利要求9所述的马达(60)的电动锁。
全文摘要
本发明公开一种用于电动马达(60)的离合器，其包括一个带有一沟槽(21)的小齿轮(20)、一个带有一楔块(31)的中心体(30)以及一个弹簧(40)。小齿轮设计为在驱动轴(10)上安装成可自由运动，中心体设计成一体式地安装在该驱动轴上。弹簧(40)具有容纳于小齿轮沟槽内的端腿并包括有杆部，该杆部限定有一个适于容置中心体楔块的空间。因此，小齿轮通过弹簧由中心体驱动，弹簧可通过在沟槽内滑动而吸收马达停止时所产生的过转矩。中心体、楔块和弹簧的组合件提供了简单的设计以及有限的体积。
文档编号H02K7/10GK1789745SQ20051011532
公开日2006年6月21日 申请日期2005年11月14日 优先权日2004年11月12日
发明者菲利普·奥托利尼, 让－马克·贝尔蒙, 让－皮埃尔·诺埃尔 申请人:法国阿文美驰轻型车系统有限公司