CN100384653C - 用于动力操纵的车盖的驱动单元 - Google Patents

Abstract

一种用于动力操纵的车盖(12)的驱动单元(20)具有一导轨(24)、一可沿导轨运动的引导装置(26)、在一端连接到引导装置上而在相对端适合于连接到车盖上的联接件(34)和用于使引导装置沿导轨运动的马达组件(22)。马达组件(22)具有电动马达(36)和由电动马达驱动的减速装置，减速装置具有第一级和第二级。第一级包括一个带驱动装置(40、42、44)，而第二级是一个正齿轮组(46、48)。另外，第一级是一个蜗杆(140)和一个与其啮合的螺旋齿轮(142)。蜗杆最好具有高的导程角和高的头数。在第一级中，电动马达的速度降低到大约1000rpm或更低，以便在第二级中采用正齿轮且同时保持平稳地运行。

Description

用于动力操纵的车盖的驱动单元

技术领域

本发明总体上涉及一种动力操纵的车盖，更具体地说，本发明涉及一种安装在机动车上的驱动单元，用于以动力打开和关闭车盖，例如升降门、车厢盖或类似装置。

背景技术

2002年4月9日授予Lloyd Rogers，Jr.等人的美国专利US6367864B2公开了一种动力操纵的升降门，该升降门具有至少一个用于提起和降下升降门的动力单元。该动力单元包括一个固定的直线引导槽和一个可在引导槽中运动的随动件。随动件通常与一个杆的一端相连，该杆的另一相对端通常与升降门相连。随动件通过一个与其相连的柔性驱动件在引导槽中运动，柔性驱动件由一个双向驱动单元沿环形循环驱动。驱动单元包括双向电动马达、电磁离合器和未详细描述的适当的齿轮传动机构。柔性驱动件可以是链条、驱动绳缆或开槽驱动带。电磁离合器是可供选择的，并且是常断开的，从而在不必反向驱动电动马达的情况下通过手动来打开和关闭升降门。

授予David A.Sedlak等人的美国专利US6367199B2公开了一种动力操纵的升降门，该升降门具有动力单元，其中，随动件是一个由双向驱动单元直接驱动的齿条。齿条通常与杆的一端相连，杆的另一相对端通常与升降门相连。驱动单元包括一个双向电动马达，双向电动马达具有可驱动第一齿轮传动机构的蜗杆输出装置。然后，第一齿轮传动机构驱动电磁离合器，电磁离合器又驱动第二齿轮传动机构，第二齿轮传动机构驱动齿条。电磁离合器是常断开的，从而在不必反向驱动电动马达的情况下通过手动来打开和关闭升降门。

Atoma International Corp.的国际专利申请WO01/83247A2公开了一种动力操纵的升降门，其中，可滑动的升降门滑架40可选择地锁定到动力引导滑架50上以便进行动力操纵。动力引导滑架50通过环形运动的柔性驱动件64进行驱动。柔性驱动件64由双向电动马达58驱动，双向电动马达58通过齿轮箱(无标号)来驱动传动齿轮60。齿轮箱中的齿轮传动机构未进行详细描述。升降门滑架40通常与动力引导滑架50是脱开的，从而在不反向驱动电动马达的情况下通过手动来打开和关闭升降门。

如上所述，动力操纵的升降门通常通过电动马达来进行升降，电动马达通过一个或多个齿轮传动机构来操纵一些机构。齿轮传动机构可将电动马达通常3000rpm以上的速度降低到大约30rpm，从而以大约每秒9-13度的速度来打开和关闭升降门。这种大约为12比1的减速量对驱动单元提出了两种需求或驱动单元应具有两种所需的特性。首先需要以12比1的减速比进行平稳和经济的减速。其次需要可手动操纵升降门，并最好不包括电磁离合器或其它的装置来断开电动马达，从而消除反向驱动。

发明内容

本发明提供一种具有电动马达且非常紧凑、经济和平稳的驱动单元。该驱动单元采用两级减速装置，其中，第一级将速度降低到大约1000rpm或更低，第二级采用正齿轮，正齿轮非常经济，但是速度在大约1000rpm以上时噪声较大。第一级减速装置可以是带驱动的，其经济且非常平稳。另外，第一级减速装置可以是一个具有高的导程角和高的头数并驱动一个螺旋齿轮的蜗杆。该减速装置不仅运行平稳而且非常紧凑。在任何一种情况下，减速装置是这样的，使得在不需要任何电磁离合器或其它断开装置的情况下，电动马达可通过减速装置反向驱动，从而通过手动打开和关闭升降门。

附图说明

下面将结合附图通过实例对本发明进行描述，其中：

图1是具有可通过本发明的驱动单元进行开启和关闭的动力操纵的升降门的机动车的局部侧视图，图中的升降门处于关闭状态；

图2是图1所示机动车的局部侧视图，其中，升降门处于开启状态；

图3是图2所示机动车的局部后视图；

图4是图3中大致沿4-4线截取的从箭头方向所视的驱动单元的侧视图；

图5是图4所示驱动单元的一部分的马达组件的透视图；

图6是图4的局部放大图；

图7是本发明另一种驱动单元的侧视图；以及

图8是图7所示驱动单元的马达组件的透视图。

具体实施方式

如图所示，车辆10具有一个通过两个铰链装置16连接到车辆顶棚14的尾端的升降门12，升降门12可绕大致水平的铰链轴线18在图1所示的关闭位置和图2和3所示的开启位置之间转动。升降门12通常可绕铰链轴线18转动约90°。但是，一种车辆与另一种车辆，其运动的范围基本上是不同的。

升降门12通过总体标记为20驱动单元动力操纵在开启和关闭位置之间运动。如图4所示，驱动单元20包括马达组件22、导轨24、引导装置26、驱动轮或链轮28、惰轮或链轮30、驱动件32和驱动联接件34。

马达组件22设计得可平稳工作。更具体地说，如图5和6所示，马达组件22包括连接到齿轮箱38上的电动马达36，齿轮箱38具有罩盖。在图5中拆去了罩盖，以便可看到两级减速的齿轮传动机构的详细结构。第一级是带传动。在第一级中，电动马达36驱动输出链轮40，输出链轮40又驱动齿形(带齿的)带42，然后再驱动齿形轮44。带42的外表面与一个可供选择的弹性偏压情轮45相接合，以便将带42中所出现的任何的松弛部分张紧。这种带驱动第一减速级与啮合传动的齿轮相比具有很多的优点。带驱动具有较高的动力传动效率，其通常为95％的量级或更高，同时比必须要降低马达输出速度的齿轮啮合传动的噪声要明显地低，马达的输出速度通常为3000rpm的量级或更高。带驱动第一减速级能以平稳有效的方式将马达的输出速度降低到1000rpm或更低。然后再通过相对较便宜的正齿轮进一步降低速度，正齿轮可以1000rpm或更低的速度平稳地进行工作。

在将齿形轮44的速度降低到1000rpm的水平或更低的情况下，通过啮合的正齿轮来构成第二减速级是可行的，且可以在工作时保持所需的平稳性。因此，齿形轮44可驱动同心的正齿轮46旋转，正齿轮46最好与齿形轮44连接为一体。如图4所示，正齿轮46与一个大的正齿轮48相啮合并驱动其旋转，从而进行第二级减速以将运行速度降低到大约30rpm。正齿轮48通过轴50与驱动链轮28可驱动地连接，轴50穿过齿轮箱38的后壁延伸。

如图4所示，齿轮箱38连接在导轨24的底部。导轨24是一个方形的通道52，通道52在其一个侧壁上具有一个槽54，最好在面向后的侧壁56上具有该槽。如图4和6所示，引导装置26在通道52中运动，并通过穿过槽54延伸的连接装置58连接到驱动联接件34的底部。连接装置58的一端具有球形头60，球形头可在引导装置26的球形座62上转动。连接装置58相对的另一端是一个枢转销64，枢转销64可在驱动联接件34下端的连接附件66中的圆柱轴承65中转动。

如图4所示，齿轮箱38连接在导轨24的底部，通道52底部的大约一半的开口与大约一半的链轮28相对齐。惰轮外罩68连接在导轨24的顶部，以便可转动地支承惰轮30。惰轮外罩68具有一个与通道52对齐的下开口。驱动件32是一个缠绕在驱动链轮28和惰轮30上的链条，其端部伸入到通道52中，并分别与引导装置26的上端和下端相连。另一种驱动件32可以是一个环形齿形带，其可简单地在引导装置26的端部的中间与引导装置26相连。在任何一种情况下，如图4所示，驱动件32和引导装置26的连接位置可直接与驱动联接件34和引导装置26的连接位置在一条直线上。这种连接结构基本上可减小且实际上可消除作用在引导装置26上的任何扭力或扭矩，而这些扭力或扭矩会使引导装置26与通道52相互接合并产生类似制动的作用。驱动联接件34的上端通过枢转销(未示出)与升降门12相连。

这种位于驱动联接件34下端的连接结构以及带驱动减速级可使齿轮箱38相对较小，并可较好地对驱动单元20进行整体包装。如果电动马达36具有较低的反向驱动齿槽效应转矩，由于齿轮传动机构的整体效率较高，因此，当手动打开或关闭升降门时，驱动单元20还可反向驱动。

如图7和8所示，图1、2和3所示的升降门12可通过总体标记为120的本发明的另一种驱动单元动力操纵在开启和关闭位置之间运动。驱动单元120包括马达组件122、导轨124、引导装置126、驱动轮或链轮128、惰轮或链轮130、驱动件132和驱动联接件134。

马达组件132包括连接到齿轮箱138上的电动马达136，齿轮箱138具有罩盖，罩盖在图8中局部剖开以便可看到两级减速的齿轮传动机构的详细结构。第一级是蜗杆传动机构。在第一级中，电动马达136驱动蜗杆140，蜗杆140又驱动一个与其相啮合的螺旋齿轮142。电动马达136最好通过一个柔性联轴节145来驱动蜗杆140，柔性联轴节145可消除马达轴轴线与蜗杆140的轴线之间的任何不对中。蜗杆140最好具有较高的导程角和高的头数，例如，导程角大约为30-35°和头数为5-7个。这种蜗杆驱动的第一减速级与啮合传动的正齿轮相比具有很多的优点。蜗杆驱动具有较高的动力传动效率，其通常为95％的量级或更高，同时比必须要降低马达输出速度的齿轮啮合传动的噪声要明显地低，马达的输出速度通常为3000rpm的量级或更高。蜗杆驱动的第一减速级能以平稳有效的方式将马达的输出速度降低到1000rpm或更低。例如，通过实例可知，具有6个头数或从33°导程角开始的蜗杆在以3600rpm被驱动旋转时，其可驱动与其相啮合的具有24个齿的螺旋齿轮以大约900rpm的速度转动。然后再通过相对较便宜的正齿轮进一步降低速度，正齿轮可以1000rpm或更低的速度平稳地进行工作。而且，蜗杆减速机构的结构非常紧凑。

在将螺旋齿轮142的速度降低到1000rpm的水平或更低的情况下，通过啮合的正齿轮来构成第二减速级是可行的，且可以在工作时保持所需的平稳性。因此，螺旋齿轮142可驱动同心的正齿轮(未示出)旋转，正齿轮最好与螺旋齿轮142连接为一体，并与一个大的正齿轮148相啮合并驱动其旋转，从而进行第二级减速以将运行速度降低到大约30rpm。正齿轮148通过轴150与驱动链轮128可驱动地连接。

如图8所示，齿轮箱138连接在导轨124的底部。导轨124是一个轧制的型钢。引导装置126沿导轨124运动，并通过连接装置158连接到驱动联接件134的底部。连接装置158的一端具有球形头160，球形头可在驱动联接件134的球形座162上转动。

齿轮箱138连接在导轨124的底部，链轮128沿直径方向相对的周边部分位于导轨124的外部。惰轮支承装置168连接在导轨124的顶部，以便可转动地支承惰轮130。情轮130沿直径方向相对的周边部分位于导轨124的外部。驱动件132是一个缠绕在驱动链轮128和惰轮130上的链条，其端部分别与引导装置126的上端和下端相连。另一种驱动件132可以是一个环形齿形带，其可简单地在引导装置126的端部的中间与引导装置126相连。在任何一种情况下，如第一实施例那样，在图7中，驱动件132和引导装置126的连接位置可优选地直接与驱动联接件134和引导装置126的连接位置在一条直线上。这种连接结构基本上可减小且实际上可消除作用在引导装置126上的任何扭力或扭矩，而这些扭力或扭矩会使引导装置126与导轨124相互接合并产生类似制动的作用。驱动联接件134的上端通过枢转销(未示出)与升降门12相连。

这种位于驱动联接件134下端的连接结构以及蜗杆驱动减速级可使齿轮箱138相对较小，并可较好地对驱动单元120进行整体包装。如果电动马达136具有较低的反向驱动齿槽效应转矩，由于改进的齿轮传动机构的整体效率较高，因此，当手动打开或关闭升降门时，驱动单元120还可反向驱动。

显然，在上述教导下，本发明还可做出多种的改型和变化。因此，当然，除了所描述的具体实施例以外，在本发明的范围之内，还可通过其它的方式来实现本发明。

Claims (10)

1.一种用于动力操纵的车盖的驱动单元，其包括：

一导轨；

一可沿导轨运动的引导装置；

联接件，该联接件在一端连接到引导装置上并且在相对端适合于连接到车盖上；以及

用于使该引导装置沿该导轨运动的马达组件；

马达组件具有电动马达和减速装置，该电动马达具有输出轴，该输出轴驱动该减速装置，其特征在于，

该减速装置具有第一级和第二级，第二级在不进一步减速的情况下连接到驱动该引导装置沿该导轨运动的旋转驱动部件。

2.根据权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，第二级是一正齿轮组。

3.根据权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，第一级包括一带驱动装置。

4.根据权利要求2所述的驱动单元，其特征在于，第一级包括一带驱动装置。

5.根据权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，第一级包括一蜗杆和一相啮合的螺旋齿轮。

6.根据权利要求2所述的驱动单元，其特征在于，第一级包括一蜗杆和一相啮合的螺旋齿轮。

7.根据权利要求5所述的驱动单元，其特征在于，蜗杆具有高的导程角和高的头数。

8.根据权利要求6所述的驱动单元，其特征在于，蜗杆具有大约30-35度的导程角和5-7个头数。

9.根据权利要求5所述的驱动单元，其特征在于，蜗杆具有大约33度的导程角和6个头数。

10.根据前述任一项权利要求所述的驱动单元，其特征在于，引导装置连接到由旋转驱动部件驱动的环形驱动部件。

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