CN105799469A - 采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构，采用了改造过的气弹簧与电机配合使用，力学性能与普通不带电动的汽车尾门用气弹簧相近，从而更好的与原车设计匹配，结构空间上更加紧凑，同时通过调整气弹簧的气压，适配大多数车的电动尾门改装，使尾门重量与气弹簧的弹力基本平衡，对于驱动电机的功率要求将大幅降低，同时又不影响机构性能，还能减少生产成本。

Description

采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构

技术领域

本发明涉及汽车零部件领域，具体涉及一种采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构。

背景技术

大多数不带电动控制的汽车尾门目前都采用气弹簧，其成本低，技术成熟，但对于需要自动控制的汽车电动尾门，传统的气弹簧无法满足结构等技术要求，因此目前市面上的汽车电动尾门基本上采用螺旋钢丝弹簧，但螺旋钢丝弹簧其输出的弹力与移动距离成正比，这就造成尾门关闭时，弹簧力最大，尾门升到最高位置时，弹力很小，此时需要电机输出更多的扭矩来弥补，这会给电机的散热带来较大的挑战，最后势必会增加电机的制造成本。

螺旋钢丝弹簧受结构尺寸影响很大，由于原车设计预留的空间很有限，因此汽车电动尾门升降机构径向尺寸都不能太大，而为了保证足够的弹力，不得不加大弹簧钢丝直径，为了满足行程要求，又必须增加弹簧的有效圈数，这样都会造成径向和轴向尺寸增加，占用了更多的汽车尾箱的空间。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，采用改造过的气弹簧，与电机配合使用后，使结构空间上更加紧凑，同时使尾门重量与气弹簧的弹力基本平衡，对驱动电机的功率要求大幅降低但又不影响原有的机构性能。

本发明所采用的技术方案是：一种采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构，包括气弹簧机构、减速电机与丝杆连接的传动机构、尾门连接杆和车身连接杆，采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构包括：活塞杆、活塞、活塞杆密封圈、活塞密封圈、气弹簧密封端盖、外缸体、内缸体、内外缸体连接端盖、丝杆、丝杆螺母、电机套筒、减速电机、电机套筒端盖，内外缸体连接端盖与内缸体及外缸体刚性连接形成半封闭空间；活塞与活塞杆固定连接，一端套在内缸体和外缸体之间，另一端通过轴承座固定连接在减速电机上，气弹簧密封端盖固定在活塞杆与外缸体之间并在活塞杆密封圈作用下起密封作用，活塞采用活塞密封圈进行端面密封，用于密封与内缸体之间的配合面，丝杆上套了丝杆螺母，丝杆螺母固定在内缸体内,丝杆与减速电机连接，减速电机外套有电机套筒，电机套筒端盖与电机套筒固定连接。进一步，丝杆是通过花键齿与减速电机的内花键配合的。

进一步，气弹簧机构缸体由内外缸体及内外缸体连接端盖组成，其密封空间在内外缸体组成的环形空间内，被活塞分割成两个环形气室，两气室存在截面积差从而产生推力。

更进一步，内缸体采用空心结构，中心孔提供了丝杆的伸缩空间。

更进一步，气弹簧机构内设有活塞密封圈，用于密封活塞与内缸体的配合面，与其它气弹簧部件一起组成密封空间，其中密封有高压气体。

进一步，活塞与外缸体采用花键配合，这样可以保证活塞在缸体内轴向滑动，又可以防止活塞转动从而传递扭矩。

进一步，减速电机的机座及外壳是通过电机减振环上的卡扣与轴承座相连接，从而起到降噪功能。

进一步，减速电机与电机套筒端盖之间采用电机压紧环，通过弹簧预紧从而起到降噪功能。

本发明的有益效果是：本发明采用了改造过的气弹簧，力学性能与普通不带电动的汽车尾门用气弹簧相近，从而更好的与原车设计匹配，结构空间上更加紧凑，同时通过调整气弹簧的气压，适配大多数车的电动尾门改装，由于采用了本技术，使尾门重量与气弹簧的弹力基本平衡，因此对于驱动电机的功率要求将大幅降低，同时又不影响机构性能，还能减少生产成本。

附图说明

图1为采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构剖视图。

图2为采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构与电机的连接图。

图3为气弹簧受力分析图。

图4为尾门铰接点与电动撑杆车身铰接点及尾门支撑点的受力分析图。

具体实施方式

如图1与图2所示，尾门连接杆9通过球头连接到汽车尾门的支座上，尾门连接杆9通过内外缸体连接端盖8与内缸体7及外缸体6刚性连接，活塞杆1通过轴承座12与电机套筒13刚性连接，而电机套筒13又通过电机套筒端盖20与车身连接杆21刚性连接，电机套筒端盖20与减速电机18之间装有电机压紧环19，丝杆10通过花键齿与减速电机18的内花键相配合，丝杆10上过盈连接了轴承套17，轴承套17上装配有角接触球轴承15和轴用卡簧14，而角接触球轴承15外圈固定在轴承座12的轴承孔中，这样在减速电机18的轴转动时，带动丝杆10转动，而减速电机18的机座及外壳通过电机减振环16上的卡扣与轴承座12连接，防止减速电机18的机座及外壳跟着转动，同时能降低噪声。

如图1所示，丝杆10上套了丝杆螺母11，丝杆螺母11固定连接在内缸体7上，当丝杆10转动时，丝杆螺母11将在丝杆10的带动下产生轴向直线运动，并带动由外缸体6、内缸体7、内外缸体连接端盖8及尾门连接杆9沿轴向直线运动，从而带动尾门的升降。内缸体７采用中空结构，可以容许丝杆10在内缸体7中空的孔中伸缩。外缸体6、内缸体7、内外缸体连接端盖8、活塞杆1、气弹簧密封盖2及活塞杆密封圈3、活塞密封圈5组成密封空间，其中密封有高压气体，此高压气体被活塞4分割成两个气室：活塞杆侧气室和活塞气室，由于活塞杆侧气室截面面积小于活塞气室，因此活塞杆1始终承受有向外的推力，其推力的大小与两个气室中的气压成正比，同时与两个气室截面面积差成正比，通过调整气压可以调整活塞杆1向外的推力大小。在丝杆10转动时，丝杆螺母11上承受了扭矩，此扭矩作用在内缸体7上，通过内外缸体连接端盖8传递给外缸体6，外缸体6通过花键配合又传递给活塞4，活塞4在传递给活塞杆1，活塞杆1再传递给轴承座12,并传递给减速电机18的外壳及机座，从而使扭矩得到平衡。

如图1与图3所示，车身的重量产生的扭矩通过尾门连接杆9传递作用力给气弹簧的外缸体6及内缸体7，用Fg表示；活塞杆1通过高压气体传递相当于气弹簧推力的反作用力给气弹簧外缸体6及内缸体7，用Ft表示；丝杆10通过丝杆螺母11传递减速电机18轴向力给气弹簧外缸体6及内缸体7等，用Fs表示，在忽略摩擦力等阻力的情况下，当Ft+Fs=Fg时，气弹簧静止或匀速运动；当Ft+Fs<Fg时，气弹簧收缩，带动尾门关闭；当Ft+Fs>Fg时，气弹簧伸张，带动尾门打开。

如图4所示，O为尾门铰接点，O1为电动撑杆车身球头连接点，C为电动撑杆尾门球头连接点，G为代表尾门自身重力点，Ft表示在尾门平衡状态下，撑杆需要给尾门的支撑力。一般情况，当O1C垂直于OO1时，尾门处于最大开启状态，尾门开启过程运动角度设为75度，则尾门闭合时，O1C与OO1夹角为15度。

本发明结构清晰简单，采用了改造过的气弹簧，更好的与原车设计匹配，结构空间上更加紧凑，同时通过调整气弹簧的气压，适配大多数车的电动尾门改装，使尾门重量与气弹簧的弹力基本平衡，因此对于驱动电机的功率要求将大幅降低，同时又不影响机构性能，还能减少生产成本。

Claims (7)

1.一种采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构，包括气弹簧机构、减速电机与丝杆连接的传动机构、尾门连接杆和车身连接杆，其特征在于，所述采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构包括：活塞杆、活塞、活塞杆密封圈、活塞密封圈、气弹簧密封端盖、外缸体、内缸体、内外缸体连接端盖、丝杆、丝杆螺母、电机套筒、减速电机、电机套筒端盖，内外缸体连接端盖与内缸体及外缸体刚性连接形成半封闭空间；活塞与活塞杆固定连接，一端套在内缸体和外缸体之间，另一端通过轴承座固定连接在减速电机上，气弹簧密封端盖固定在活塞杆与外缸体之间并在活塞杆密封圈作用下起密封作用，活塞采用活塞密封圈进行端面密封，用于密封与内缸体之间的配合面，丝杆上套了丝杆螺母，丝杆螺母固定在内缸体内,丝杆与减速电机连接，减速电机外套有电机套筒，电机套筒端盖与电机套筒固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构，其特征在于，气弹簧机构缸体由内外缸体及内外缸体连接端盖组成，其密封空间在内外缸体组成的环形空间内，被活塞分割成两个环形气室，两气室存在截面积差从而产生推力。

3.根据权利要求2所述的一种采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构，其特征在于，所述内缸体采用空心结构，中心孔提供了丝杆的伸缩空间。

4.根据权利要求2所述的一种采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构，其特征在于，所述气弹簧机构内设有活塞密封圈，用于密封活塞与内缸体的配合面，与其它气弹簧部件一起组成密封空间，其中密封有高压气体。

5.根据权利要求1所述的一种采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构，其特征在于，所述活塞与外缸体采用花键配合，这样可以保证活塞在缸体内轴向滑动，又可以防止活塞转动从而传递扭矩。

6.根据权利要求1所述的一种采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构，其特征在于，所述减速电机的机座及外壳是通过电机减振环上的卡扣与轴承座相连接，从而起到降噪功能。

7.根据权利要求1所述的一种采用气弹簧的汽车电动尾门升降机构，其特征在于，所述减速电机与电机套筒端盖之间采用电机压紧环，通过弹簧预紧从而起到降噪功能。