CN104512240B - 执行器及其一体化格栅 - Google Patents

Abstract

一种格栅，包括框架、执行器、格栅板和格栅轴，所述执行器包括固定在所述框架上的外壳、收容在所述外壳内的电机、输出部件和运动限制部件。所述输出部件由电机驱动且具有第一端部、第二端部和位于所述第一端部和所述第二端部之间的凸起部；运动限制部件相对于所述外壳固定，运动限制部件限制所述输出部件的凸起部的运动至其侧部；其中，所述格栅轴与所述输出部件接合，且将所述格栅板旋转地接合至所述框架。执行器内设置有制动系统，位于所述执行器外部的汽车格栅的机械部分不再受到制动系统的压迫。因此，机械部分可以有较轻的材料制成，这使得汽车格栅更轻，设计更简单。

Description

执行器及其一体化格栅

技术领域

本发明通常涉及一种执行器，特别是涉及一种具有运动限制机构的执行器和这种执行器一体化的汽车格栅。

背景技术

格栅被广泛地用在汽车中用于发动机冷却。汽车格栅通常位于汽车的发动机室的前部。图1和图2示出了传统的汽车格栅10，包括框架12和多个由框架12可旋转地支撑着的格栅板14。格栅板14由传杆装置16连接在一起，并由驱动机构18驱动以在完全关闭的位置(如图1所示)和完全打开的位置(如图2所示)之间旋转。驱动机构18为执行器的输出轮。当格栅板14部分地或完全地位于打开位置时，相邻格栅板14之间的开口20允许空气流通过那里以冷却散热器和汽车的引擎。当格栅板14位于完全关闭的位置时，开口20被关闭且通过格栅板14阻断外部空气，以此提高燃油效率，当汽车在运行中且温度低于阈值时。

在框架12上形成一对制动凸出物22。当格栅板14旋转且达到如图1所示的完全关闭位置时，由位于格栅板14之间的接触件制止格栅板14的进一步旋转。当格栅板14旋转并达到如图2所示的完全打开位置时，由制动凸出物22制止格栅板14的进一步旋转。

在这种汽车格栅中，制动系统位于制动器的外部，且制动器扭矩施压在汽车格栅的机械部件上，包括从制动凸出物22至输出轮的所有部件。这些压力可以使格栅板变形或甚至是破坏格栅板。为了避免这种问题，机械部分需要采用坚固的材料制作。但是，这样会使格栅加重，且成本效率较低。另外，外部的制动系统给执行器外部的机械部分带来了空间约束。

因此，人们期待有改进的汽车格栅可以克服上述缺陷。特别地，理想的情况是，具有较轻的且有成本效率的汽车格栅。

发明内容

相应地，本发明在一个构思下提供了一种格栅，所述格栅包括框架、执行器、格栅板和格栅轴。执行器包括固定在所述框架上的外壳、收容在所述外壳内的电机、输出部件和相对所述外壳固定的运动限制部件，所述输出部件由所述电机驱动，且具有第一末端、第二末端以及位于所述第一末端和所述第二末端之间的凸起部。所述运动限制部件限制所述凸起部的运动至其侧部。所述格栅轴接合至所述输出部件，且使所述格栅板旋转地接合至所述框架。

根据较佳实施例，执行器还包括相对所述外壳固定的第二运动限制部件，所述第二运动限制部件限制所述输出部件的凸起部的运动至其靠近所述第二运动限制部件的侧部。

较佳地，所述输出部件的凸起部圆周地位于所述运动限制部件和所述第二运动限制部件之间，且所述输出部件的凸起部与所述运动限制部件和位于所述输出部件的径向方向及轴向方向上的所述第二运动限制部件重叠。

根据另一较佳实施例，所述执行器的输出部件还包括所述执行器的输出部件包括第二凸起部；以及所述运动限制部件圆周地位于所述输出部件的凸起部和第二凸起部之间，且在径向方向和轴向方向上与所述输出部件的凸起部和第二凸起部重叠。

较佳地，所述执行器还包括齿轮减速传送装置，所述齿轮减速传送装置被耦合在所述电机和所述输出部件之间；以及所述输出部件包括轴和固定至所述轴的齿板，所述齿板具有与所述齿轮减速传送装置啮合的齿形部分和光滑部分。

较佳地，所述齿形部分和所述轴的中心之间的最大径向距离大于所述光滑部分和所述轴的中心之间的最大径向距离。

较佳地，所述凸起部从所述光滑部分的径向外表面向外延伸。

较佳地，所述外壳为大体的矩形结构，具有两个长侧壁和两个短侧壁；以及所述凸起部靠近且朝向其中一个短侧壁。

在本发明另一个构思下，提供了一种执行器，所述执行器包括外壳、收容在所述外壳内的电机、齿轮减速传动装置、通过所述齿轮减速传动装置与所述电机机械地接合的输出部件、机械地接合至所述输出部件的第一运动限制部件，以及相对于所述外壳固定的第二运动限制部件。所述第一和第二制动部件能够相互邻接，以此限制所述输出部件的旋转。

在本发明第三个构思下，提供了一种汽车格栅，所述汽车格栅包括可固定至汽车主体的框架、由所述框架旋转地支撑的格栅板，以及执行器。所述执行器包括固定在所述框架上的外壳、收容在所述外壳内的电机、由所述电机驱动的输出部件，机械地接合至所述输出部件的第一运动限制部件，以及相对于所述外壳固定的第二运动限制部件。所述输出部件用于在完全打开位置和完全关闭位置之间双向地旋转所述格栅板，所述第一和第二运动限制部件能够相互邻接，以此阻止所述输出部件输出超过预设范围的旋转。

在本发明的实施例中，所述执行器内设置有制动系统，位于所述执行器外部的汽车格栅的机械部分不再受到制动系统的压迫。因此，机械部分可以有较轻的材料制成，这使得汽车格栅更轻。此外，所述执行器的机械部分不会受到所述制动系统的空间地制约，这使得这些部分的设计更简单。

附图说明

图1和图2示出了传统汽车格栅；

图3示出了根据本发明一实施例的组装式执行器；

图4和图5示出了一种与图3所示执行器合并的汽车格栅，所述执行器的一些部件被移除；

图6为图4所示执行器的局部放大图；

图7为图3所示执行器的局部爆炸图；

图8为图3所示执行器中输出部件的示意图；

图9为图8所示输出部件的平面视图；

图10示出了根据本发明一实施例的汽车格栅的运动限制系统；以及

图11示出了根据本发明另一实施例的汽车格栅的运动限制系统。

具体实施方式

本发明将参照附图以各种实施例的方式进行说明。在说明书附图中，具有类似结构或功能的元件将用相同的元件符号表示。附图中的部件大小和特点只是为了便于说明和揭示本发明的各个实施例，并不是要对本发明进行穷尽性的说明，也不是对本发明的范围进行限制。

图3示出了根据本发明一个较佳实施例的执行器30。图4和图5示出了应用了执行器30的汽车格栅32，所述执行器的一些部分被移除以更清楚地描述格栅32内的关键部件。图4示出了位于完全打开位置的汽车格栅32，以及图5示出了位于完全关闭位置的汽车格栅32。图6为执行器30的局部放大图。汽车格栅32包括框架34，多个格栅板36和执行器30，所述框架可安装至汽车的主体上(图中未示)。每个格栅板36具有轴38，所述轴由框架34可旋转地支撑。格栅板36通过连杆机构40联接起来。执行器30与其中一个格栅板36的轴38耦合，以便双向地旋转完全打开位置和完全关闭位置之间的格栅板36。

图7为执行器30的局部爆炸图。执行器30包括外壳31(如图3所示)、电机、输出部件42，以及齿轮减速传动装置用于将电机的旋转传递至输出部件42。电机和齿轮减速传动装置在图中未示，被收容在外壳31中，其可以为任何类型的适用于汽车格栅32的操作的电机和齿轮减速传动装置。外壳31包括基座44和盖子46(如图3所示)，基座44固定地安装至框架34上，盖子46与基座44连接用于关闭外壳31的开口。外壳31大致为矩形结构，具有两个长侧壁47、48和两个短侧壁49、50。输出部件42靠近细长外壳31接近短侧壁49的一端。两个延伸部分43、45由长侧壁47、48向内延伸，以便使一对运动制动或限制部件51、52形成在邻近短侧壁49处。较佳地，运动限制部件51、52具有两个平壁，所述两个平壁彼此形成通常为90度至120度之间的角β(如图6所示)，这取决于用户的需要。

另外参见图8和图9，输出部件42包括轴54和齿板56，所述轴由外壳31在其两端可旋转地支撑，所述齿板连接至所述轴。轴54和齿板56可以整体地形成为一片或由独立的部分组成在一起构成。齿板56具有齿形部分58和光滑部分62，所述齿形部分58带有形成在其径向外表面的多个齿60。在操作过程中，齿形部分58与齿轮减速传动装置(图中未示)的末级齿轮啮合。运动制动或限制凸起部64从光滑部分62径向延伸，且轴54穿过光滑部分62的径向外表面。根据本发明的具体实施例，将制动凸起部64设置在靠近光滑部分62的圆周中心处。运动限制凸起部64设置在外壳31内的运动限制部件51、52环形方向上之间(如图6所示)，并且在轴54的径向和轴向方向上与运动限制部件51、52重叠，以便运动限制凸起部64旋转的范围被限制在运动限制部件51、52之间。

根据较佳实施例，齿形部分58和轴54的中心之间最大径向距离大于光滑部分62的半径。在执行器30的操作过程中，运动限制凸起部64邻近且朝向短侧壁49。这种结构需要较少的空间用于输出部件42操作，从而能够实现外壳31的紧凑设计。

根据较佳实施例，从轴54的中心至齿形部分58的两个圆周末端的两根径向虚线形成角度α，所述角度α大于角度β。根据较佳实施例，角度α大于角度β两个或多个齿60的角幅。

在操作中，当轴54旋转时，输出部件42驱动格栅板36，同时运动限制凸起部64在运动限制部件51、52之间移动。当运动限制凸起部64邻接运动限制部件51时，运动限制凸起部64的进一步运动和格栅板36的逆时针方向的旋转停止，且格栅板36到达完全打开位置。外部空气能够以最小的阻力通过格栅板36之间的开口66进入汽车，以此冷却散热器和汽车的引擎。当运动限制凸起部64邻接运动限制部件52时，运动限制凸起部64的进一步运动和格栅板36的顺时针方向的旋转停止，且格栅板36到达完全关闭位置，以便开口66被关闭。当引擎的温度相对较低时，外部空气被格栅板36阻挡住以节约燃料。当运动限制凸起部64位于运动限制部件51、52之间时，轴54还可以停止在中间位置，以便格栅板36处于部分地打开位置，从而提供合适的空气流量，同时减少燃料消耗。

根据本发明，用于限制格栅遮板运动的运动限制系统设置在执行器30内部。遮板36上未施加力，因此汽车格栅32的机械部件上的压力可以被最小化或充分地消除至执行器30外部。因此，格栅32内的机械部件可以由较轻的和/或成本更经济的材料制成。此外，对位于执行器30外部的机械部分的运动没有外部空间约束，这就使得这些部分的设计更为简洁。

虽然本发明对一个或多个较佳实施例进行了描述，本领域技术人员应当理解其它各种修改也是可行的。因此，本发明的范围由随后相应的权利要求确定。

在本发明的具体实施例方式和权利要求中，说明书和权利要求书中的用词，如“包括”、“包含”、“具备”等具有非排它性的含义，仅出于陈述内容的目的进行描述，并不排斥其它附加的涵义。

根据本发明的另一个实施例，运动限制凸起部64可选择地形成在执行器30的另一个合适的旋转部件上，并与轴54机械地接合，只要运动限制部件52、52之间的接触不干扰到执行器30的操作。

例如，运动限制凸起部64可以选择地仅从轴54或仅从光滑部分62延伸。

例如，运动限制凸起部64可以与朝向盖子46的齿板56的径向末端面径向地对齐，或者高于朝向盖子46的齿板56的径向末端面。

例如，如图10所示的另一实施例中，运动限制凸起部64被形成在齿板56的径向末端(顶端或底端)面上，而运动限制部件51、52形成在朝向顶端或底端表面的盖子31的表面上。在本实施例中，齿板56可以与上述描述的齿板56相同，且运动限制凸起部64可以形成在如图10所示的光滑部分62上。运动限制凸起部64还可以形成在齿形部分58上。齿板56可选择地为齿轮，所述齿轮的整个圆周面上排布有齿。

例如，在图11所示的第三实施例中，输出部件42上形成有一对运动限制凸起部64、65，且单个的运动限制部件51相应地形成在外壳31上。运动限制部件51被圆周地布置在两个制动凸起部64、65之间，且在径向的和轴向的方向上与运动限制凸起部64、65重叠。

例如，根据还有的另一实施例，执行器30具有单个运动限制部件51。当运动限制凸起部64邻接运动限制部件51时，停止运动限制凸起部64的进一步运动和格栅板36的逆时针方向的旋转，且格栅板36到达完全打开位置。当格栅板36反向旋转并到达完全关闭位置，通过格栅板36之间的接触件使得格栅板36的进一步旋转停止。

应当理解运动限制部件可以由其他适合的结构形成，这些结构能够停止制动凸起部的旋转。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种格栅，其特征在于，所述格栅包括框架、执行器、格栅板和格栅轴，所述执行器包括：

外壳，固定在所述框架上；

电机，收容在所述外壳内；

输出部件，由电机驱动且所述输出部件具有第一端部、第二端部和位于所述第一端部和所述第二端部之间的第一凸起部；以及

第一运动限制部件，相对于所述外壳固定，限制所述输出部件的第一凸起部的运动至其侧部；

其中，所述格栅轴与所述输出部件接合，且将所述格栅板旋转地接合至所述框架。

2.如权利要求1所述的格栅，其中所述执行器还包括相对于所述外壳固定的第二运动限制部件，所述第二运动限制部件限制所述输出部件的第一凸起部向靠近所述第二运动限制部件一侧的运动。

3.如权利要求2所述的格栅，其中所述输出部件的第一凸起部圆周地位于所述第一运动限制部件和所述第二运动限制部件之间，且所述输出部件的第一凸起部与所述第一运动限制部件和位于所述输出部件的径向方向及轴向方向上的所述第二运动限制部件重叠。

4.如权利要求1所述的格栅，其中：

所述执行器的输出部件包括第二凸起部；以及

所述第一运动限制部件圆周地位于所述输出部件的第一凸起部和第二凸起部之间，且在径向方向和轴向方向上与所述输出部件的第一凸起部和第二凸起部重叠。

5.如权利要求1所述的格栅，其中：

所述执行器还包括齿轮减速传送装置，所述齿轮减速传送装置被耦合在所述电机和所述输出部件之间；以及

所述输出部件包括轴和固定至所述轴的齿板，所述齿板具有与所述齿轮减速传送装置啮合的齿形部分和光滑部分。

6.如权利要求5所述的格栅，其中所述齿形部分和所述轴的中心之间的最大径向距离大于所述光滑部分和所述轴的中心之间的最大径向距离。

7.如权利要求6所述的格栅，其中所述第一凸起部从所述光滑部分的径向外表面向外延伸。

8.如权利要求7所述的格栅，其中：

所述外壳为大体的矩形结构，具有两个长侧壁和两个短侧壁；以及

所述第一凸起部靠近且朝向其中一个短侧壁。

9.一种执行器，其特征在于，所述执行器包括：

外壳；

电机，收容在所述外壳内；

齿轮减速传动装置；

输出部件，通过所述齿轮减速传动装置与所述电机机械地接合；

第一运动限制部件，机械地接合至所述输出部件；以及

第二运动限制部件，相对于所述外壳固定的，第一和第二运动限制部件能够相互邻接，以此限制所述输出部件的旋转。

10.如权利要求9所述的执行器，还包括相对于所述外壳固定的第三运动限制部件，其中第一运动限制部件圆周地位于所述第二和第三运动限制部件之间，且在所述输出部件的径向方向和轴向方向上与所述第二和第三运动限制部件重叠。

11.如权利要求10所述的执行器，其中第一运动限制部件形成在所示输出部件上，所述第二和第三运动限制部件形成在所述外壳上。

12.如权利要求9所述的执行器，还包括轴和接合至所述轴的第三运动限制部件，其中所述第二运动限制部件圆周地位于所述第一和第三运动限制部件之间，且在径向方向和轴向方向上与所述第二和第三运动限制部件重叠。

13.如权利要求12所述的执行器，其中所述第一和第三运动限制部件形成在所述输出部件上，所述第二运动限制部件形成在所述外壳上。

14.如权利要求9所述的执行器，其中所述第一运动限制部件形成在所述齿轮减速传动装置的齿轮上，所述第二运动限制部件形成在所述外壳上。

15.如权利要求9所述的执行器，其中所述第一运动限制部件形成在所述输出部件上，所述第二运动限制部件形成在所述外壳上。

16.如权利要求15所述的执行器，其中：

所述输出部件包括轴和由所述轴支撑的齿板；以及

所述齿板具有于所述齿轮减速传动装置啮合的齿形部分和光滑部分。

17.如权利要求16所述的执行器，其中所述齿形部件和所述轴的中心之间最大径向距离大于所述光滑部分和所述轴的中心之间最大径向距离。

18.如权利要求17所述的执行器，其中所述第一运动限制部件从所述光滑部分的径向外表面向外延伸。

19.如权利要求18所述的执行器，其中：

所述外壳为大体的矩形结构，具有两个长侧壁和两个短侧壁；以及

所述第一运动限制部件靠近且朝向其中一个短侧壁。

20.如权利要求15所述的执行器，其中所述第一运动限制部件从所述输出部件的轴向末端面轴向地延伸。

21.一种汽车格栅，其特征在于，所述格栅包括固定至汽车的主体的框架、由所述框架旋转地支撑的格栅板和执行器，所述执行器包括：

外壳，固定在所述框架上；

电机，收容在所述外壳内；

输出部件，由电机驱动，用于在完全打开位置和完全关闭位置之间双向地旋转所述格栅板；

第一运动限制部件，机械地接合至所述输出部件；以及

第二运动限制部件，相对于所述外壳固定的，

其中所述第一和第二运动限制部件能够相互邻接，以此阻止所述输出部件输出超过预设范围的旋转。