專利名稱:轉向鎖定裝置的制作方法
交叉引用相關申請本申請要求享有申請日為2004年2月12日的美國臨時申請№60/544,137的優先權。
關于聯邦政府資助研究的聲明無技術領域：
本發明涉及轉向鎖定組件，特別是一種具有一個鎖緊螺栓蓋的汽車轉向鎖定裝置。
背景技術：
用于車輛的轉向鎖定裝置一般包括一個安裝于車輛轉向柱上的殼體，轉向柱里裝有轉向軸，轉向軸旋轉改變車輪的方向角以使車輛轉向。轉向軸由鎖緊螺栓可選擇地鎖定，該鎖緊螺栓被可往復運動地(reciprocally)安裝在轉向鎖定裝置殼體中形成的一個空腔內。鎖緊螺栓與轉向軸可嚙合以防止轉向軸旋轉并控制使車輛轉向的能力。鎖緊螺栓蓋用螺母、螺栓、樁桿、銷或者其它類似物固定到空腔上方的殼體上。
鎖緊螺栓蓋和殼體一般是金屬的，一旦緊固件隨著時間的過去而變松就會導致蓋和殼體產生煩人的噪聲。另外，由于用螺釘、螺栓、樁桿、銷或者其它類似元件將鎖緊螺栓蓋固定到殼體上要用工具，例如螺絲刀、扳手以及其它類似的工具，因此，組裝轉向鎖定裝置會很費時。因此需要一種轉向鎖定裝置，該裝置不需要工具即可很容易地將鎖緊螺栓蓋固定到殼體上并且使噪聲最小。
發明內容因此，本發明提供一個轉向鎖定裝置，無需工具即可相對于殼體將鎖緊螺栓蓋固定，并使鎖緊螺栓蓋覆蓋殼體中形成的空腔。該裝置包括一個殼體，殼體中形成有空腔，鎖緊螺栓可以容納于該空腔中。覆蓋空腔的鎖緊螺栓蓋上有開口，鎖緊螺栓延伸通過此開口。卡合帶被固定到鎖緊螺栓蓋和殼體之一上，并與兩者中的另一個嚙合，以將鎖緊螺栓蓋相對于殼體固定。在一個實施例中，在卡合帶上形成的擠壓凸肋使得蓋和殼體之間的接觸最小由此減少了噪聲。
本發明的一個基本目的在于提供一種包括一個蓋的裝置，它無需工具即可將蓋相對于殼體固定。解決的方法是借助于卡合帶，卡合帶被固定到鎖緊螺栓蓋和殼體之一上，并與兩者中的另一個嚙合，以將鎖緊螺栓蓋相對于殼體固定。
本發明的另一個目的是減小由于蓋和殼體接觸產生的噪聲。在卡合帶上形成的擠壓凸肋使得蓋和殼體之間的接觸最小由此減少了噪聲。
本發明前述的目的和其它目的及優點將借助于以下說明闡釋。在說明中將參照相關附圖，這些附圖構成說明書的一部分，并以示例的方式示出優選實施例。
附圖1是本發明轉向鎖定裝置的透視圖；附圖2是該轉向鎖定裝置沿圖1的2-2線的剖視圖；附圖3是圖1轉向鎖定裝置的分解透視圖；附圖4是圖1轉向鎖定裝置的俯視圖；附圖5是圖1轉向鎖定裝置的正視圖；附圖6是圖1鎖緊螺栓蓋的俯視透視圖；附圖7是圖1鎖緊螺栓蓋的底視透視圖；附圖8是圖7鎖緊螺栓蓋的底視平面圖；附圖9是圖7鎖緊螺栓蓋的正端視圖；附圖10是鎖緊螺栓蓋沿圖8的線10-10的截面圖；附圖11是鎖緊螺栓蓋沿圖8的線11-11的截面圖；附圖12是圖3卡合帶的俯視透視圖；附圖13是圖12卡合帶的俯視圖；附圖14是卡合帶沿圖13的線14-14的截面圖；附圖15是沿圖14卡合帶沿圖14的線15-15的細部視圖；附圖16是圖14的卡合帶容納于圖1中殼體開口的細部圖；在詳細解釋本發明的一個優選實施例之前，應當明白本發明不局限于本申請中依據說明書和附圖所闡釋的所述元件的布置和結構。本發明可以按照其它的實施例或者以各種方式被實施。而且，此處所用的措辭和專業用語均是為了解釋本發明，而不應當理解為對本發明的限制。
具體實施方式如圖1-16所示，一種轉向鎖定裝置10適于安裝在車輛的轉向柱上，該轉向鎖定裝置10包括一個與轉向軸嚙合的鎖緊螺栓12。轉向軸旋轉時改變車輪的角度方向以使車輛轉向。鎖緊螺栓12可選擇地與轉向軸嚙合以防止轉向軸旋轉，因此能夠使車輛轉向。優選地，一個圓柱形鎖定裝置可以由鍵驅動，它驅動轉向鎖定裝置10以選擇地使鎖緊螺栓12與轉向軸嚙合。在此實施例中，當鎖緊螺栓12與轉向軸分開時，構成轉向鎖定裝置10一部分的點火開關14被驅動以啟動車輛。
轉向鎖定裝置10包括具有鎖緊螺栓部分22的裝配殼體20，該螺栓部分從圓柱部分26切向延伸。圓柱部分26在圓柱前端部28和圓柱后端部30之間延伸。凸輪32穿過圓柱前端部28容納于圓柱部分26中，凸輪與安裝于鎖緊螺栓部分22中的鎖緊螺栓12嚙合，從而可以垂直于圓柱部分26的縱軸線40往復移動。凸輪銷34由穿過凸輪32的凸輪彈簧36偏壓，與安裝于殼體20圓柱形后端部30的點火開關14嚙合。安裝在圓柱形前端部28的天線座38容納圓柱形鎖定裝置。優選地，圓柱形鎖定裝置與凸輪32和凸輪銷34嚙合以啟動車輛并解鎖轉向柱。
現在參照圖1-5，優選地，殼體20與鎖緊螺栓部分22和圓柱形部分26形成為單個零件，該零件由金屬制成，例如，鑄鋅合金，鋁，或類似物。盡管殼體20優選地形成為單個零件，在不偏離本發明的范圍內，殼體20可以采用現有技術公知的方法由很多部分連接在一起而形成，所述公知的方法例如焊接、螺栓連接等。總之，盡管本發明特別適合于由非彈性材料、例如金屬制成的殼體20，但在不偏離本發明的范圍內，殼體20也可以由其它材料形成，例如，塑料，陶瓷等類似物。
殼體20的鎖緊螺栓部分22往復地容納鎖緊螺栓12，鎖緊螺栓部分22包括上凹面42，該上凹面容納車輛轉向軸。該上凹面42經側壁46與底壁44連接，側壁46形成了空腔48。空腔48在上凹面42上開口，并且可以容納鎖緊螺栓12和鎖緊螺栓彈簧52。鎖緊螺栓彈簧52置于鎖緊螺栓12和鎖緊螺栓部分底壁44之間，將鎖緊螺栓12偏壓成與轉向軸嚙合。鎖緊螺栓蓋60相對于殼體20固定，覆蓋空腔48，限制鎖緊螺栓12移出空腔48。
如圖1-4和6-10所示，鎖緊螺栓蓋60優選地為金屬，例如，鑄鋅合金，鋁等類似物，鎖緊螺栓蓋借助于卡合帶70相對于殼體20固定。蓋60包括由側部66和端部68連接起來的頂板62和底板64。側部66和端部69從頂板62和底板64的外周邊向內間隔設置，形成周向凹槽72以容納卡合帶70。槽76在底板64的兩個相對邊78和蓋的側部66上形成，這些槽容納了從卡合帶70向內延伸的卡合帶導向突起80，以便相對于蓋60適當地定位卡合帶70。另外，蓋導向突起84從頂板62的邊緣向外延伸，該突起容納在殼體20上形成的槽86中以便相對于孔腔48適當地定位蓋60。盡管本發明特別適合于由非彈性材料、例如金屬制成的蓋60，在不偏離本發明的范圍內，蓋60也可以由其它材料形成，例如，塑料，陶瓷等類似物。
分割塊90從每一個蓋的末端69延伸，進入從頂板62和底板64的外周縮進去形成的周向凹槽72。分割塊90將周向凹槽72分成兩半，以在周向凹槽72中分割塊90的兩側形成凹處92，將蓋的端部68與卡合帶70分開。在裝配時隨著蓋60和卡合帶70被壓緊到空腔48中，凹處92使得卡合帶70可以向內變形。
鎖緊螺栓12穿過矩形開口94延伸并與轉向軸嚙合，該開口94穿過蓋60。優選地，殼體頂板62包括一個凹形上表面96，該上表面基本上與鎖緊螺栓部分的凹形上表面42齊平。從頂板上表面96延伸的凸緣98環繞開口94，盡管圖中顯示了一個凸緣98，但是這不是實施發明必須的。
如圖1-3和12-16所示，卡合帶70相對于殼體20固定鎖緊螺栓蓋60，采用的方式是卡合連接以便在裝配時不需要工具。優選地，卡合帶70由塑料例如乙縮醛模塑而成，由兩個端部102連接兩個側部100形成的封閉矩形帶。卡合帶70容納于蓋60的周向凹槽72中，緊密地安裝在頂板62和底板64之間并環繞蓋60。卡合帶70的內表面108朝向蓋60，并鄰靠在蓋的側部66和分割塊90上。裝配時，卡合帶70的外表面110朝向殼體空腔側壁46。內表面108和外表面110在卡合帶70的頂邊緣112和底邊緣114之間延伸。
一對卡合突起120從卡合帶70的每個端部102的外表面110延伸進入到殼體空腔48的側壁46形成的開口124中，從而相對于殼體20固定卡合帶70以及蓋60。盡管優選地是穿過空腔側壁46形成開口124，因為這使得裝置10能拆卸，但是在不偏離本發明的范圍內的情況下，可以使用一個從空腔側壁46伸入空腔48中的支架或者凸脊，與卡合突起120嚙合。
每一個卡合突起120(如圖15、16最清楚地所示)，是一個傾斜突起，具有下邊緣126和上邊緣128，下邊緣126與卡合帶的外表面110的外端齊平，并接近卡合帶70的底邊緣114，上邊緣128接近卡合帶的70的頂邊緣112。上邊緣128比下邊緣126更加遠離卡合帶外表面110，從而形成一個有一定角度的朝外的凸輪表面130。
向外的凸輪表面130在下邊緣126和上邊緣128之間延伸，并在裝配時，與殼體空腔側壁46嚙合。在裝配期間，隨著蓋60和卡合帶70被壓入殼體空腔48中，凸輪表面130將卡合帶端部102朝著蓋60壓迫成在凹槽72中形成的凹處92中的變形后的形狀，這樣每一個卡合突起120都朝著蓋60縮回。優選地，空腔側壁46的頂邊緣斜切，以與凸輪表面130初始地嚙合，從而使得蓋60很容易插入空腔48。
一旦蓋60全部插入到殼體空腔48中，卡合突起120與殼體空腔側壁46形成的開口124對齊，卡合帶70就彈回向未變形的形狀，將卡合突起120壓入開口124中并相對于殼體20固定卡合帶70以及蓋60。
盡管優選的方案是卡合突起從鎖緊螺栓蓋延伸出，但在不偏離本發明的范圍內也可以提供其它構造以相對于殼體固定卡合帶。例如，卡合帶可具有錐形外表面，該表面可以作為凸輪表面，該凸輪表面被壓過在空腔側壁上形成的向內延伸的凸肋。一旦卡合帶被壓過凸肋，卡合帶的頂邊緣就與凸肋嚙合，以相對于殼體固定卡合帶。
擠壓凸肋132、134、136從卡合帶70的內和外表面108、110上伸出，相對于蓋60將卡合帶70間隔分開，使得蓋60和殼體20之間產生噪聲的接觸最小。在此披露的實施例中，成對的擠壓凸肋132、136從卡合帶的側部100和端部102中的每一個向內延伸。卡合帶擠壓凸肋134從卡合帶端部102的內表面108向內延伸，與從蓋上伸入周向凹槽72中的分割塊90嚙合。防噪聲的擠壓凸肋136從卡合帶側部100的內表面108向內延伸，并與蓋側部66嚙合。此外，防噪聲的擠壓凸肋132從卡合帶側部100的外表面110向外延伸，并與殼體空腔側壁46嚙合。盡管圖示的擠壓凸肋是優選的，只要不偏離本發明的精神范圍，可以采用任意數量的擠壓凸肋的數目或不采用擠壓凸肋。
卡合帶導向突起80從鄰近每一個卡合帶的端部102的卡合帶側部100的內表面108向內延伸。每一個導向突起80容納于形成在蓋60的底板64和側部66上的槽76之中的一個，以相對于蓋定位卡合帶70。優選的，設置兩個導向突起80和槽76來準確地相對于蓋60定位卡合帶70。然而在不偏離本發明的范圍內，導向突起和槽的數目、位置可以任選。
現在參照圖1～16，鎖緊螺栓蓋60與殼體20裝配，首先形成一個鎖緊螺栓蓋/卡合帶的裝配組件，該裝配組件容納于殼體空腔48中。鎖緊螺栓蓋/卡合帶的裝配是首先將卡合帶導向突起80與在蓋底板64和側部66中形成的槽76對齊，且使卡合帶70的頂邊緣112面向底板64。卡合帶70然后被壓到底板64上，直到卡合帶卡入周向凹槽72中，同時，卡合帶頂邊緣112與頂板62相鄰，并且卡合帶底邊緣114與底板64，從而形成鎖緊螺栓蓋/卡合帶裝配組件。
鎖緊螺栓蓋/卡合帶裝配組件然后與殼體20組裝，首先相對于殼體空腔48定位鎖緊螺栓蓋/卡合帶裝配組件，這樣蓋底板64面對殼體空腔48并被容納于殼體空腔48中，且使蓋導向突起84與在殼體20上形成的槽86對齊，每一個卡合突起120在空腔側壁46形成的開口124之中的一個上方間隔開。鎖緊螺栓蓋/卡合帶裝配組件然后被壓入到空腔48中，這樣，每一個卡合突起120的凸輪表面130就與空腔側壁46之一嚙合，使卡合帶70變形，并迫使卡合帶70的部分進入到形成在槽72中的凹處92中。有利的，迫使得卡合帶70的部分進入到凹處92中可以使卡合突起120至少部分回縮入凹槽72。隨著卡合突起120至少部分回縮到凹槽72中，鎖緊螺栓蓋/卡合帶裝配組件無需工具就很容易壓入空腔48中。
一旦卡合突起120與在空腔側壁46中的開口124對齊，卡合帶70就彈回到未變形位置，強制卡合突起120進入開口124(如圖16所示)，以相對于殼體20在空腔48中固定卡合帶70和蓋60。有利的，蓋60和殼體20彼此相對固定，無需附加的機械固定件，例如螺釘、螺栓等類似物。總之，蓋60和殼體20不用工具就可以快速卡接，快速簡單地將各零件組裝起來。盡管不需要附加的緊固件，在不偏離本發明的范圍內，也可以使用一些緊固件。
盡管本發明的一個優選實施例是轉向鎖定裝置，任何采用本發明的裝置是一個殼體上帶有開口，開口被一個蓋覆蓋著。此外，盡管披露了卡合帶容納于蓋中所形成的周向凹槽中，且卡合帶的卡合突起與殼體嚙合，但是，在不偏離本發明的范圍內，卡合帶也可以被固定于殼體上，例如，被容納在形成于空腔側壁上的凹槽中，卡合帶的卡合突起可以與蓋嚙合以相對于殼體固定蓋。
本發明的另一個實施例中，空腔有一個封閉的頂，和一個敞開的底部。具有鎖緊螺栓開口的頂壁封住空腔的頂部，鎖緊螺栓通過鎖緊螺栓開口延伸，以與轉向軸嚙合。一個蓋，例如上面所述的蓋60，與卡合帶一起封閉空腔的底部，并與鎖緊螺栓彈簧嚙合，將鎖緊螺栓朝頂壁和轉向軸偏壓。當然，在不偏離本發明的范圍內，如果空腔是兩端開口的，一個鎖緊螺栓蓋，如上述所公開的那種，也可以用于蓋住空腔頂部和底部。
上面圖示和描述的都是本發明的目前認為優選的實施例，在不偏離所附權利要求
所限定的本發明的范圍內，本領域的技術人員顯然可以作出各種改變和修改。因此，各種替代和實施方式都將落入下述權利要求
的范圍之內，這些權利要求
詳細地指出并分別要求保護作為本發明的主體。
權利要求
1.一種轉向鎖定裝置包括一個殼體，該殼體中形成有空腔；容納于所述空腔中的一個鎖緊螺栓；覆蓋所述空腔的一個鎖緊螺栓蓋；和一個卡合帶，該卡合帶固定于所述的鎖緊螺栓蓋和所述殼體之一，并與所述的鎖緊螺栓蓋和所述殼體之中的另一個嚙合，以便相對于所述外殼固定所述鎖緊螺栓蓋。
2.如權利要求
1所述的轉向鎖定裝置，其特征在于，所述鎖緊螺栓蓋有一個開口，鎖緊螺栓延伸通過此開口。
3.如權利要求
1所述的轉向鎖定裝置，其特征在于，所述空腔包括底壁和敞開的頂部，其中所述鎖緊螺栓蓋蓋住所述敞開的頂部。
4.如權利要求
1所述的轉向鎖定裝置，其特征在于，所述的蓋包括由側部連接的頂部和底部，形成在至少一個所述側部上的凹槽容納所述卡合帶，以相對于所述蓋固定所述卡合帶。
5.如權利要求
1所述的轉向鎖定裝置，其特征在于，所述卡合帶包括至少一個卡合突起，該卡合突起與所述鎖緊螺栓蓋和所述殼體之中的所述另一個嚙合，以相對于所述殼體固定所述鎖緊螺栓蓋。
6.如權利要求
5所述的轉向鎖定裝置，其特征在于，所述卡合突起是向外延伸的突起，具有有一個凸輪表面，該突起與所述鎖緊螺栓蓋和所述殼體之中的所述另一個嚙合，以相對于所述殼體固定所述的鎖緊螺栓蓋。
7.如權利要求
5所述的轉向鎖定裝置，其特征在于，所述空腔包括一個內壁，在所述內壁上形成至少一個開口，該開口容納所述至少一個卡合突起，以相對于所述殼體固定所述蓋。
8.如權利要求
1所述的轉向鎖定裝置，其特征在于，所述卡合帶包括擠壓突起，以將由于所述殼體和所述蓋之間的接觸所產生的噪音減到最小。
9.如權利要求
1所述的轉向鎖定裝置，其特征在于，所述殼體和所述蓋由金屬制成，所述卡合帶由塑料制成。
10.如權利要求
1所述的轉向鎖定裝置，其特征在于，所述蓋包括周向凹槽，并且所述卡合帶容納在周向凹槽中，以便相對于所述蓋固定所述卡合帶。
11.如權利要求
10所述的轉向鎖定裝置，其特征在于，包括一個分割塊，該分割塊從所述蓋延伸進入所述凹槽，并從所述凹槽間隔開所述卡合帶的至少一部分，以在所述凹槽上形成一個凹處，以便在組裝所述卡合帶與所述蓋的時候容納所述卡合帶的至少一部分。
12.一種裝置包括一個殼體，該殼體中形成有一個空腔；覆蓋所述空腔的一個蓋；和一個卡合帶，該卡合帶固定于所述蓋和所述殼體之中的一個，并與所述蓋和所述殼體之中的另一個嚙合，以便相對于所述殼體固定所述蓋。
13.如權利要求
12所述的裝置，其特征在于，所述蓋包括由側部相連接的頂部和底部，形成在至少一個所述側部上的凹槽容納所述卡合帶，以相對于所述蓋固定所述卡合帶。
14.如權利要求
12所述的鎖定裝置，其特征在于，所述卡合帶包括至少一個卡合突起，該卡合突起與所述鎖緊螺栓蓋和所述殼體之中的所述另一個嚙合，以便相對于所述殼體固定所述鎖緊螺栓蓋。
15.如權利要求
14所述的裝置，其特征在于，所述卡合突起是一個向外延伸突起，具有一個凸輪表面，該突起與所述鎖緊螺栓蓋和所述殼體之中的所述另一個嚙合，以便相對于所述殼體固定所述鎖緊螺栓蓋。
16.如權利要求
14所述的裝置，其特征在于，所述空腔包括內壁，在所述內壁上形成的至少一個開口容納所述至少一個卡合突起，以便相對于所述殼體固定所述蓋。
17.如權利要求
12所述的裝置，其特征在于，所述卡合帶包括擠壓突起，以將由所述殼體和所述蓋之間的接觸所產生的噪聲減到最小。
18.如權利要求
12所述的裝置，其特征在于，所述殼體和所述蓋由金屬制成，所述卡合帶由塑料制成。
19.如權利要求
12所述的裝置，其特征在于，所述蓋包括周向凹槽，該周向凹槽容納所述卡合帶，以便相對于所述蓋固定所述卡合帶。
20.如權利要求
19所述的裝置，其特征在于，分割塊從所述蓋延伸進入所述凹槽，該分割塊從所述凹槽間隔開所述卡合帶的至少一部分，以在所述凹槽中形成一個凹處，以便在裝配所述卡合帶與所述蓋時容納所述卡合帶的至少一部分。
21.如權利要求
12所述的裝置，其特征在于，一個鎖緊螺栓容納于所述空腔中并延伸通過形成于所述蓋上的開口。
22.如權利要求
12所述的轉向鎖定裝置，其特征在于，所述空腔包括一個底壁和敞開的頂部，其中所述蓋覆蓋所述敞開的頂部。
23.一種覆蓋在殼體中形成的空腔的方法，該方法包括將卡合帶固定于蓋和殼體之一上；將所述蓋壓入所述空腔；和將所述卡合帶與所述蓋和所述殼體之中的另一個嚙合，以便相對于所述殼體固定所述蓋。
專利摘要
一種轉向鎖定裝置(10)，無需工具即可相對于殼體(20)固定鎖緊螺栓蓋(60)，以覆蓋殼體(20)中形成的空腔(48)。該裝置包括殼體(20)，殼體中形成有空腔(48)，鎖緊螺栓(12)容納于空腔(48)中。覆蓋空腔(48)的鎖緊螺栓蓋(60)上有開口(94)，鎖緊螺栓(12)延伸通過開口(94)。卡合帶(70)固定到鎖緊螺栓蓋(60)和殼體(20)之一上，并與鎖緊螺栓蓋(60)和殼體(20)中的另一個嚙合，以便相對于殼體(20)固定所述鎖緊螺栓蓋(60)。在一個實施例中，形成于卡合帶(70)上的擠壓凸肋(136)使蓋(60)和殼體(20)之間的接觸最少，從而使噪聲減輕到最小。
文檔編號B60R25/02GK1997538SQ20058000479
公開日2007年7月11日 申請日期2005年2月8日
發明者J·A·費爾南德斯, D·J·巴拉茲 申請人:胡夫北美汽車零件制造股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan