CN103032007A - 汽车电动窗应急开启装置 - Google Patents

Abstract

一种具有在失电情况下快速打开车窗的汽车电动窗应急开启装置，分为两种类型：第一种为钢丝绳式，在车门内侧空腔，由直流电动机、蜗轮减速器、绕线轮、钢丝绳、玻璃、玻璃支架、导轨组成；第二种为杠杆式，由直流电动机、蜗轮减速器，由圆柱齿轮、扇形齿轮、杠杆组成。所述汽车电动窗应急开启装置由弹簧储能开启玻璃窗，由手动应急按钮操作。

Description

汽车电动窗应急开启装置

技术领域：

本发明涉及一种汽车电动窗的开启装置，尤其是在全车无电的情况下能够快速开启汽车电动窗的应急开启装置。

背景技术：

目前，公知的汽车电动窗的开启装置有两类：

一类是钢丝绳式：由直流电机、蜗轮减速器、钢丝绳、绕钢丝绳的线轮、玻璃支架、导轨及控制电路组成；另一类是杠杆式：由直流电机、蜗轮减速器、扇形齿轮、主从杠杆、滑槽及导轨、控制电路组成。在车辆电路系统正常情况下，按下汽车电动窗玻璃升降器的控制按钮，实现汽车车窗玻璃的电动升降。

现有的汽车电动窗玻璃的升降依赖电动机的运转，这种电动窗升降装置在正常情况下虽然使用方便，但在特殊情况下(如车辆落水)，汽车失去电源，车窗电动机不能运转，由于电动机蜗轮减速器的自锁作用，导致汽车电动窗无法手动开启，为了应对这种紧急情况，现在几乎所有的人都采用安全锤、灭火器等物体敲打车窗玻璃，但由于汽车车窗玻璃采用的是钢化玻璃，一般物体不易打碎，采用安全锤等物体敲打玻璃，即使顺利，也要花费2至3分钟才能打开玻璃窗，如果敲打方法不当或使用质量低劣的安全锤，则很难将玻璃窗打开，不仅耽误救援时间，甚至会危及生命。尽管如此，汽车玻璃窗的升降也不会因此退回到“手摇把”时代。

发明内容：

为了克服现有的汽车电动窗在车辆失电的情况下无法打开的不足，本发明提供一种汽车电动窗的应急开启装置，具有这种装置的汽车电动窗在正常时仍然采用电动方式升降玻璃，而在汽车失电的特殊情况下，使用应急手动按钮，能快速开启汽车的玻璃车窗。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

钢丝绳式：在汽车门的内侧钢板空腔安装一组金属挡板，即前挡板和后挡板，在前、后挡板上设置有位置相对的轴孔，应急开启装置的控制轴穿过前后挡板上的轴孔。绕钢丝绳的线轮用键连接在控制轴上，由挡板承受控制轴及线轮的重量。控制轴的前端设置有正方形轴孔，后端连接有平面蜗卷弹簧，蜗卷弹簧的另一端固定在后挡板的铁钩上。另外，在前、后挡板的控制轴孔下方分别设置有两个小连杆孔，手动连杆及与其刚性连接的分轴顶杆、连轴顶杆均穿过连杆孔，手动连杆伸出前挡板的一端连接有应急按钮，该按钮可在连杆上的小型压缩弹簧的作用下自动复归。正常情况下，端面为正方形的蜗轮轴插入控制轴的正方形轴孔内，由直流电动机通过蜗轮减速装置带动控制轴旋转，控制轴线轮上绕向相反的两根钢丝绳带动玻璃支架上、下移动，实现汽车玻璃窗的电动关闭或开启。当把车窗的电动按钮切换到“关窗”位置时，控制轴在电动机的带动下产生旋转，车窗玻璃上升，同时带动控制轴上的平面蜗卷弹簧产生蜗卷弹性形变，储存了机械能；当发生紧急情况(如车辆落水)时，由于车辆失去电源，电动机无法运转，车窗玻璃无法进行电动开启，则按下手动应急按钮，于是分轴顶杆推动线轮及控制轴向后挡板方向产生轴向运动，控制轴方孔离开蜗轮方轴，使控制轴与蜗轮轴实现分离，解除了电动机蜗轮减速器的自锁作用，在蜗卷弹簧的弹力作用下，控制轴及线轮产生反方向旋转，玻璃快速下降，开启车窗，达到紧急逃生的目的。

杠杆式：在汽车门的内侧钢板空腔内安装一个金属挡板箱，挡板箱的前、后挡板上设置轴孔，在蜗轮轴上的圆柱齿轮与杠杆上的扇形齿轮之间加装一个特殊齿轮，这种特殊齿轮前端加工成锥形齿轮，后端加工成圆柱齿轮，正常情况下，特殊齿轮的圆柱形轮齿与蜗轮轴上的圆柱齿轮及杠杆上的扇形齿轮齿合连接，传递转矩。当把电动窗控制按钮切换到“关窗”位置时，电动机通过减速器、蜗轮轴上的圆柱齿轮、特殊齿轮(圆柱形轮齿部分)、扇形齿轮带动杠杆举起玻璃，在车窗玻璃上升的同时，拉伸储能弹簧，储存机械能。当发生汽车失电的紧急情况时，按下特殊齿轮轴前端连接的手动应急按钮，特殊齿轮向后挡板方向产生轴向移动，则处于蜗轮轴圆柱齿轮与扇形齿轮之间的是特殊齿轮的锥形轮齿，由于特殊齿轮前端锥形轮齿的直径远小于其后端圆柱形轮齿的直径，因此，特殊齿轮的锥形轮齿无法与蜗轮轴上的圆柱齿轮及杠杆上的扇形齿轮齿合，于是电机蜗轮减速器的自锁作用被解除，在拉伸弹簧的弹力作用下，车窗玻璃迅速下降(开启)，达到应急开窗的目的。释放手动应急按钮后，在特殊齿轮后部弹簧的作用下，特殊齿轮向前方挡板产生轴向移动，则特殊齿轮后端的圆柱形轮齿与蜗轮轴上的圆柱齿轮及杠杆上的扇形齿轮重新齿合，汽车玻璃窗恢复电动控制方式。

本发明的有益效果是：在汽车正常情况下仍然用电动按钮控制玻璃窗的电动升降，在汽车全车失电的紧急情况下，能够利用应急手动按钮快速开启车窗玻璃，动作可靠，安全迅速。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明

图1是电动窗应急开启装置(钢丝绳式)的操作机构示意图。

图2是图1的A——A剖视图。

图3为采用蜗卷弹簧储能的汽车电动窗动作原理图。

图4为采用柱形拉伸弹簧储能的汽车电动窗动作原理图。

图5是电动窗应急开启装置(杠杆式)的操作机构示意图。

图6是图5的B——B剖面图。

图7是汽车电动窗的控制电路图。

图1——图2中(钢丝绳式)：1.蜗杆，2.电机，3.销，4.蜗轮，5.蜗轮轴，6.控制轴方形轴孔，7.前挡板，8.控制轴，9.前挡板轴孔，10.线轮，11.键，12.钢丝绳，13.后挡板，14.蜗卷弹簧固定钩，15.蜗卷弹簧，16.后挡板轴孔，17.连轴顶你杆，18.钢丝绳，19，手动连杆，20.连杆孔，21.分轴顶杆，22.复归弹簧，23.挡板螺栓，24.手动紧急按钮。

图5——图6(杠杆式)：1.特殊齿轮轴，2.挡板箱，3.圆柱齿轮，4.电机5.蜗轮轴，6.蜗轮，7.特殊齿轮，8.压缩弹簧，9.轴孔，10.键，11.扇形齿轮12.滑槽，13.玻璃，14.导轨，15.拉伸弹簧，16.弹簧支架，17.从动杠杆，18.从动杠杆支架，19.主动杠杆，20.主动杠杆轴，21.限位销，22.手动应急按钮。

具体实施方式：

钢丝绳式：在图1中，直流电机(2)运转时，通过蜗杆(1)、蜗轮(4)组成的减速装置，带动蜗轮轴(5)缓慢旋转，蜗轮轴(5)与控制轴(8)上的正方形孔(6)能够进行分离或联结。控制轴(8)与线轮(10)通过键(11)联结，使控制轴(8)能带动线轮(10)一起转动。从正方向(即从前挡板向后挡板方向)看，钢丝绳(12)顺时针方向绕在线轮(10)上，钢丝绳(18)反时针方向绕在线轮(10)上。当汽车电路系统正常时，把电动窗控制开关SA切换到“升”(关窗)位置(见图7)时，继电器(K1)线圈带电，电流通过(K1)常开触点、电动机(D)、(K2)的常闭触点形成通路，电动机正转；把电动窗控制开关(SA)切换到“降”(开窗)位置时，继电器(K2)线圈带电，电流通过(K2)常开触点、电动机(D)、(K1)常闭触点形成通路，电动机反转。电动操作时，蜗轮轴(5)与控制轴(8)通过正方形孔(6)联结，当电动机(2)正转时，通过蜗杆(1)、蜗轮(4)组成的减速装置及蜗轮轴(5)带动控制轴(8)及线轮(10)顺时针方向旋转，则钢丝绳(18)收拢在线轮(10)上；钢丝绳(12)不断从线轮(10)上释放，带动玻璃上升，同时使控制轴(8)后端的平面蜗卷弹簧(15)产生蜗卷弹性形变，储存足够的机械能。当电动机(2)反转，通过蜗轮减速装置、蜗轮轴(5)带动控制轴(8)及线轮(10)反时针方向旋转，则钢丝绳(18)释放，钢丝绳(12)收拢在线轮(10)上，带动玻璃下降。

在图2中，汽车电动窗在关闭状态，此时蜗轮轴(5)与控制轴(8)联结在一起，蜗卷弹簧(15)处于储能状态。当发生紧急情况致全车失电时，迅速按下手动应急按钮(24)，则连杆(19)带动分轴顶杆(21)，将线轮(10)及控制轴(8)推向后挡板方向，使控制轴(8)与蜗轮轴(5)分离，解除了电动机减速器的自锁，在蜗卷弹簧(15)的弹力反作用下，控制轴(8)及线轮(10)反时针旋转，通过钢丝绳(12)、(18)带动玻璃迅速下降，达到快速开启车窗逃生的目的。放开手动应急按钮(24)后，在压缩弹簧(22)的反作用力下，连轴顶杆(17)推动线轮(10)及控制轴(8)向前挡板方向轴向运动，使蜗轮轴(5)与控制轴(8)重新联结，【如蜗轮轴(5)未插入控制轴方孔(6)内，可断续按电动关闭按钮，使电动机(2)带动蜗轮轴(5)缓慢旋转，当蜗轮轴(5)对正控制轴方孔(6)时，在弹簧(22)的弹力作用下，蜗轮轴(5)可插入控制轴方孔(6)内联结】，从而恢复电动升降玻璃的功能。

杠杆式：在图5中，直流电动机(4)连接蜗轮减速器(6)，穿过挡板箱轴孔(9)的蜗轮轴(5)上安装有圆柱齿轮(3)，穿过挡板箱轴孔(9)的特殊齿轮轴(1)中部通过键(10)连接有特殊齿轮(7)、前部穿过限位销(21)、后部穿有压缩弹簧(8)，特殊齿轮轴(1)的前端连接有应急按钮(22)。正常情况下，特殊齿轮(7)的后端圆柱形轮齿(7-1)(参见图6)与蜗轮轴(5)上的圆柱齿轮(3)、杠杆上的扇形齿轮(11)齿合传递转矩，扇形齿轮(11)的后部连接有主动杠杆.(19)，在扇形齿轮(11)的带动下，主动杠杆(19)可绕其轴(20)转动，主动杠杆(19)的顶部装有滚轮，可在玻璃(13)支架下方的滑槽(12)中滑动，从动杠杆(17)能绕其下部支架(18)上的支点转动，从动杠杆(17)顶部也装有滚轮，也可在滑槽(12)中滑动。在主动杠杆(19)、从动杠杆(17)举升玻璃的同时，拉动弹簧(15)伸长，储存机械能。当汽车电路系统正常时，把电动窗控制开关SA切换到“升”(关窗)位置(见图7)时，继电器(K1)线圈带电，电流通过(K1)常开触点、电动机(D)、(K2)的常闭触点形成通路，电动机正转；把电动窗控制开关(SA)切换到“降”(开窗)位置时，继电器(K2)线圈带电，电流通过(K2)常开触点、电动机(D)、(K1)常闭触点形成通路，电动机反转。控制电动机的正、反转，减速后通过齿轮组、杠杆带动玻璃升降。在图5中，当电动机(4)正转时，通过蜗轮(6)减速后带动圆柱齿轮(3)转动，·并通过特殊齿轮(7)带动扇形齿轮(11)转动，于是主动杠杆(19)绕其轴(20)反时针转动，带动玻璃(13)上升，同时拉长弹簧(15)，储存机械能。当汽车遇到紧急情况(如落水)失电时，车窗无法用电动方式开启，则按下手动应急按钮(22)，于是特殊齿轮(7)向后轴向移动，特殊齿轮(7)前端的锥形轮齿(7-2)(见图6)处在蜗轮轴(5)上的圆柱齿轮(3)和扇形齿轮(11)之间，由于特殊齿轮(7)的锥形轮齿(7-2)的直径远小于其圆柱形轮齿(7-1)的直径，使特殊齿轮(7)无法与蜗轮轴(5)上的圆柱齿轮(3)及扇形齿轮(11)齿合，则电动机蜗轮减速器的自锁解除，在储能弹簧(15)的拉动下，玻璃(13)迅速下降，车窗开启，达到安全逃生的目的。当车窗开启后，释放应急按钮(22)，在压缩弹簧(8)的弹力作用下，特殊齿轮(7)向前方轴向移动，特殊齿轮(7)的后端圆柱形轮齿(7-1)重新与蜗轮轴(5)上的圆柱齿轮(3)及扇形齿轮(11)齿合，车窗恢复电动升降功能。

Claims (4)

1.一种汽车电动窗应急开启装置，在车门内侧的钢板空腔内，直流电动机在控制电路的作用下能够正、反转动，直流电机连接蜗轮减速器，蜗轮轴上连接有绕线轮(钢丝绳式)或圆柱齿轮(杠杆式)，钢丝绳拉动玻璃支架及玻璃沿导轨上下运动，而杠杆式则是由圆柱齿轮带动扇形齿轮及其杠杆升降玻璃，其特征是：绕钢丝绳的线轮用键连接在控制轴上，在控制轴的后端连接有平面蜗卷弹簧(或在玻璃支架下方连接有柱形拉伸弹簧)，在电动机运转通过钢丝绳带动玻璃上升(车窗关闭)的同时，带动弹簧储存机械能。正常时由电动机通过钢丝绳带动玻璃下降(车窗开启)，一旦失电导致电动机无法开启车窗时，由储能弹簧释放能量自动开启车窗。

2.根据权利要求1所述的汽车电动窗应急开启装置，其特征是：控制轴与蜗轮轴活动联接，既能传递转矩，又能灵活地分离或联接。

3.根据权利要求1所述的汽车电动窗应急开启装置，其特征是：手动应急按钮、连杆、分轴顶杆、连轴顶杆穿过前、后挡板的小孔刚性连接，手动应急按钮联接有复归压缩弹簧。

4.根据权利要求1所述的汽车电动窗应急开启装置，其特征是：在蜗轮轴上的圆柱形齿轮与杠杆上的扇形齿轮之间加装一个特殊齿轮，特殊齿轮后端为圆柱形轮齿，前端为锥形轮齿，特殊齿轮轴前方端部连接有应急按钮。

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