ЗАМОК КАПОТА АВТОМОБИЛЯ
CAR HOOD LOCK

Изобретение относится к области автотранспортной техники и может быть использовано для предотвращения несанкционированного проникновения в подкапотное пространство транспортного средства и может быть также использовано в качестве одной из частей противоугонной системы автомобиля.
Для любого электромеханического замка капота автомобиля есть исполнительный привод и блокирующий элемент, связанный с исполнительным приводом механической связью в виде тяг, тросов или шестерен. Обычно для удешевления конструкции в качестве исполнительного привода применяют небольшие щеточные двигатели постоянного тока, либо бистабильные электромагниты. Электромоторы имеют небольшой ресурс из-за щеточного узла. Соленоид надежней, но имеет значительно больший ток потребления, большие трущиеся поверхности с минимальными зазорами и высокой вероятностью заклинивания при загрязнении.
Также стоит отметить, что автомобильные противоугонные замки капота всегда работают в экстремальных условиях, таких как воздействие влаги, высоких и низких температур. Абсолютно герметичный механизм сделать очень сложно, а чаще экономически нецелесообразно, в связи с этим надежность таких устройств невысокая, учитывая возлагаемую на них ответственную функцию. Заявленный замок решает эту задачу, так как конструктивно исключает эти недостатки.
Из уровня техники известен замок капота (RU 177420, опубл. 21.02.2018 Бюл. №6), содержащий корпус с отверстием, запорный стержень с утолщением на конце, запирающий элемент и исполнительное устройство. Запирающий элемент выполнен в виде цилиндрического поворотного ригеля, снабженного углублением на цилиндрической поверхности и соединенного с одной стороны с электродвигателем, с другой стороны - шарнирно с корпусом. Недостатком данного технического решения является недостаточная герметичность корпуса замка и невысокая надежность устройства.
Наиболее близким по технической сущности решением является устройство для защиты капота автомобиля от несанкционированного вскрытия (RU 2736015, опубл. 11.11.2020 Бюл. №32), которое содержит располагаемый на крышке капота запорный стержень с утолщением на конце, располагаемый на кузове автомобиля корпус с отверстием для вхождения утолщения запорного стержня, в корпусе расположен запирающий элемент и электропривод запирающего элемента. Запирающий элемент выполнен в виде подпружиненного язычка, имеющего выточку под запорный шар, который размещен в цилиндрической полости корпуса. Электропривод выполнен в виде электродвигателя постоянного тока, вал которого имеет резьбу и вкручивается в резьбовое отверстие расположенного в корпусе устройства штока, который своим одним концом обращен к электродвигателю, а другим концом с помощью желобка штока он взаимодействует с запорным шаром, при этом запорный стержень имеет утолщение на конце, в котором расположен желобок запорного стержня. Недостатком данного технического решения является сложность конструкции. Резьбовое соединение вала мотора и штока для преобразования вращающего движения в линейное является быстроизнашивающимся, а за счет большой редукции механизм имеет низкое быстродействие.
Задачей заявляемого изобретения является разработка замка капота автомобиля, отличающегося надежностью, минимальным количеством движущихся частей.
Данная задача решается тем, что замок капота автомобиля включает корпус, в котором расположен блокирующий элемент, управляемый внешним управляющим устройством, и ответные блокируемые элементы замка, при этом блокирующий элемент выполнен в виде ротора со встроенными постоянными магнитами, поворачшающийся на оси в магнитном поле, создаваемом электромагнитной катушкой с сердечником, блокирующий или разблокирующий ответные блокируемые элементы замка.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности устройства.
Замок капота автомобиля включает корпус, в котором расположен блокирующий элемент, управляемый внешним управляющим устройством. Блокирующий элемент выполнен в виде ротора 5 со встроенными в него (запрессовкой или вклейкой) постоянными магнитами 6, поворачивающийся на оси 7 в магнитном поле, создаваемом электромагнитной катушкой 8 с магнитомягким сердечником 9. Внешнее управляющее устройство представляет собой дополнительно устанавливаемую автомобильную сигнализацию, либо другое противоугонное устройство с возможностью воспроизводить управляющие импульсы переменной полярности с длительностью от 100 миллисекунд до 1 секунды.
Ротор 5 имеет определенную форму и выполняет помимо исполнительной, также функцию блокирующего элемента замка. Ротор может быть выполнен в форме диска с вырезом или в виде катушки с частично отсутствующей ребордой, или иной формы в соответствии с конструкцией замка. Отсутствие мотора или соленоида, соединительных деталей к блокирующему элементу, сокращает количество узлов и деталей до минимума, в разы повышая общую надежность механизма.
Катушка 8 и ротор 5 находятся в двух разных отсеках замка. Отсек с катушкой 8 электромагнита заливается химически отверждаемым компаундом и таким образом полностью защищает катушку электромагнита от агрессивной среды и вибраций. Находящийся внутри другого отсека ротор 5 и ось 7, на которой он вращается, выполняются в антикоррозийном исполнении. Зазоры между осью и ротором делаются увеличенными (в пределах допуска для отверстий Н14) для исключения примерзания или заклинивания при загрязнении. Для такой конструкции отсека и элементов в нем достаточно защиты по стандарту IP54.
Поворот ротора на определенный угол (предпочтительно в диапазоне 20-45 градусов) блокирует или разблокирует механизм. Воздействие на ротор производит электромагнитная катушка с металлическим сердечником. Изменение полярности напряжения на катушке меняет направление магнитного потока, поворачивая ротор по часовой, либо против часовой стрелки. Ограничение от проворачивания ротора на 360 градусов выполняют поверхности корпуса (поверхности полости, в которой расположен ротор). Удерживание ротора с магнитами в крайних положениях (открыто-закрыто) выполняет сердечник катушки, выполненный из магнитно-мягкого сплава.
Ротор блокирует или разблокирует ответные блокируемые элементы механизма в зависимости от конструкции замка, например, такие элементы, как ригель, ползуны, подвижные штифты, пластины и другие.
Заявленное изобретение не имеет ограничительного характера и может иметь различное конструктивное исполнение. Изобретение поясняется чертежами и трехмерными моделями, на которых представлены два варианта замков капота, работающих по общему вышеописанному принципу, а именно:
на фиг. 1 - общий вид устройства (вариант 1),
на фиг. 2 - аксонометрическая проекция в разрезе (вариант 1),
на фиг. 3 - вид сверху в разрезе (вариант 1),
на фиг. 4 - общий вид ротора (вариант 1),
на фиг. 5 - общий вид устройства (вариант 2),
на фиг. 6 - вид спереди в разрезе (вариант 2),
на фиг. 7 - аксонометрическая проекция частей устройства в разрезе без корпуса (вариант 2),
на фиг. 8 - общий вид ротора (вариант 2),
на фиг. 9 - общий вид ротора (вариант 2).
Ниже пояснены конструкции замков и принцип их работы.
В первом исполнении (вариант 1) замок состоит из корпуса 1 с расположенным отверстием 12 для вхождения запорного штыря 2. В корпусе 1 в отсеке механической части 11 продольно расположен подпружиненный ригель 4 с уплотнением 3 и ротор 5, поворачивающийся на оси 7. Ротор 5 выполнен в виде диска с вырезом под вход обратной стороны ригеля. Рядом с вырезом располагается плоскость 17, в которую упирается ротор при заблокированном замке. С обратной стороны есть фрезерованная часть, куда встроены два постоянных магнита 6. Магниты намагничены аксиально. Магнитные оси располагаются под углом 20 градусов друг к другу. И соответственно угол поворота ротора также составляет 20 градусов. Ротор изготавливается из алюминия марки Д16Т методом токарно-фрезерной обработки на станке с ЧПУ. В отсеке электромагнитной катушки 10 расположена электромагнитная катушка 8 с сердечником 9. Ось отверстия 12 для вхождения запорного штыря перпендикулярна оси перемещения ригеля 4. Ось ротора 7 также перпендикулярна оси перемещения ригеля 4. Запорный штырь 2 имеет лыску ближе к концу, которая образует углубление для расположения полукруглой головки ригеля 4. Электромагнитная катушка 8 электрически подключена ко внешнему управляющему устройству, которое способно выдавать короткие управляющие импульсы постоянного тока с изменяемой полярностью.
Устройство по данному варианту исполнения работает следующим образом. В проходном отверстии 12 блокируется штырь 2, установленный на капот. Сам механизм (замок) устанавливается на переднюю панель кузова в притворе капота. При закрытом капоте штырь 2 расположен выемкой к ригелю 4 в проходном отверстии замка. В разблокированном состоянии ригель 4 подпружинен и при проходе штыря 2 сдвигается в тело замка, при этом ротор 5 ему не мешает, так как в этом положении имеет выемку. В заблокированном состоянии ротор 5 подпирает ригель 4.
В другом исполнении (вариант 2) замок состоит из корпуса 1 с крышками 14. В корпусе 1 в отсеке механической части 11 на оси 7 расположен ротор 5. Ротор 5 содержит два магнита 6 и выполнен в виде катушки с ребордами 18. Для уменьшения габаритов со стороны магнитов реборды частично удалены. Также на стороне, противоположной стороне расположения магнитов, одна реборда частично удалена. Ротор изготавливается из армированного стекловолокном полифениленсульфида методом литья под давлением в пресс-форму. Ротор 5 имеет возможность как поворачиваться вокруг своей оси, так и скользить вдоль оси 7. Также в отсеке механической части 11 расположены ползуны 13 и 15. Их ось движения параллельна оси движения ротора 5. Ползуны имеют выемки, обращенные к ротору 5. Ротор 5 одной из реборд входит в выемку ползуна 15. Вторая реборда ротора 5 частично удалена и при его повороте может выходить и входить в выемку ползуна 13. В отсеке электромагнитной катушки 10 расположена электромагнитная катушка 8 с сердечником 9. Электромагнитная катушка 8 электрически подключена к внешнему управляющему устройству, которое способно выдавать короткие управляющие импульсы постоянного тока с изменяемой полярностью.
Устройство по данному варианту исполнения работает следующим образом. При работе разрывается механическая связь между ручкой отпирания капота и штатным замком капота. Такой замок ставится в разрыв троса замка капота автомобиля. Ползун 15 соединен с тросом, идущим к ручке отпирания капота. Ползун 13 соединен тросом с замком капота автомобиля. Если устройство разблокировано (реборда ротора 5 находится в выемке ползуна 13), то при натяжении ручки отпирания капота автомобиля, ползун 15, увлекаемый тросом, через ротор 5 тянет за собой ползун 13. Тот в свою очередь через трос открывает замок капота автомобиля. Если устройство заблокировано (реборда ротора 5 не находится в выемке ползуна 13), то при натяжении ручки отпирания капота автомобиля, ползун 15 увлекает за собой только ротор. Ползун 13 при этом остается на своем месте. В результате разрывается механическая связь между ручкой отпирания капота и замком капота автомобиля. Пружина 16 служит для возврата ползунов 13, 15 и ротора 5 на исходные позиции.
Таким образом, заявленное техническое решение представляет собой конструктивную комбинацию исполнительного и блокирующего элементов. Отсутствие мотора или соленоида, соединительных деталей к блокирующему элементу сокращает количество узлов и деталей до минимума, в разы повышая общую надежность механизма.