CN106958401A - 无刷直流窗升降马达系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于机动车辆的闭合系统中的电动致动器单元。该电动致动器单元包括共用的壳体，该共用的壳体构造成容置无刷直流(BLDC)电动马达单元、齿轮传动单元、轴支承装置以及控制器装置。马达单元具有包括多个电磁子组件的定子单元，每个电磁子组件均具有承载件和绕组单元。承载件包括平直的外环部段和弧形的内环部段以及使该内环部段与该外环部段相互连接的腹板部段，并且所述多个电磁子组件各自适于在组装时彼此抵接且成环形地布置。外环部段限定定子单元的具有多边形截面的外周表面并且内环部段限定具有圆形截面的转子腔。

Description

无刷直流窗升降马达系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年9月28日提交的序列号为62/233,469的美国临时申请以及于2016年6月3日提交的序列号为62/345,243的美国临时申请的权益，这些申请中的每个申请的全部公开内容均通过参引并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及构造成对与机动车辆相关联的可移动的闭合部件的运动进行控制的电动致动器。更具体地，本公开涉及用于配备有无刷直流(BLDC)电动马达和驱动机构的窗升降系统的电动致动器单元。

背景技术

本部分提供了涉及本公开相关联的技术的背景信息并且这些背景信息不一定是现有技术。

现代机动车辆通常配备有一个或更多个电动闭合系统，所述一个或更多个电动闭合系统具有电动致动器单元以及在至少两个位置之间由该电动致动器单元驱动的可移动闭合构件。这些电动闭合系统的非限制性示例可以包括电动滑门、电动举升门、电动门锁以及电动窗。与这些电动闭合系统中的大多数电动闭合系统相关联，电动致动器单元包括电动马达和由该电动马达驱动的减速齿轮组，该减速齿轮组又驱动驱动机构，该驱动机构能够操作成引起闭合构件的与电动马达的致动配合的运动。在大多数常规闭合系统中，由于包括但不限于成本和包装限制的若干因素，与电动致动器单元相关联的电动马达为通常被称为有刷直流(brushed DC)马达的类型。

具有使用先进电动致动器单元的可能性的一类电动闭合系统为电动窗升降系统。如已知的，大多数窗升降系统采用通常被称为“窗调节器”的装置以使门窗在打开位置与关闭位置之间上升及下降。两种流行类型的常规窗调节器被分类为“单轨道”窗调节器和“双轨道”窗调节器。单轨道窗调节器通常具有升降构件，该升降构件以可滑动的方式安装在紧固至位于门框内侧的结构部件的轨道上。窗安装至升降构件。由电动致动器单元驱动的驱动机构构造成使升降构件沿着轨道移动以使窗升起或降低。在美国公开No.US2007/0180773中公开了一种与电动单轨道窗调节器相关联的线缆式驱动机构的示例。在美国专利No.7,861,462中公开了一种与电动单轨道窗调节器相关联的螺旋起重式(jackscrew-type)驱动机构的示例。除了双轨道窗调节器使用一对平行的间隔开的轨道来代替一个轨道以外，双轨道窗调节器与单轨道窗调节器类似。双轨道窗调节器通常包括一对不同的升降构件，每个升降构件均与轨道中的一个轨道相关联。替代性地，可以使用构造成横跨在横向间隔开的轨道之间的单个升降构件。在美国专利No.8,096,080以及美国公开No.US2014/0041303和No.US2014/0208656中公开了使电动致动器与双轨道窗调节器的升降构件(或多个升降构件)相互连接的线缆式驱动机构的示例。

尽管用在机动车辆中的商售的电动闭合系统就其预期目的而言是令人满意的，但是还存在对促进技术并且提供下述替代性解决方案的需要：所述替代性解决方案能够提供涉及改进的性能、服务寿命、包装效率和/或成本的优点和特征。

发明内容

本部分提供了由根据本公开的在下文中公开的发明构思所提供的或者与该发明构思相关联的一些方面、特征和优点的总体概述，并且不意在是全面的总结并且/或者对由权利要求所提供的解释和保护范围进行限制。

本公开的目的是提供一种用于与机动车辆中的电动闭合系统一起使用的电动致动器单元。

本公开的相关目的是提供一种电动致动器单元，其用于与电动窗升降系统一起使用以控制门窗在升起位置(即，关闭位置)与降低位置(即，打开位置)之间的运动。

本公开涉及一种用于机动车辆中以使闭合构件在打开位置与关闭位置之间移动的电动闭合系统，该电动闭合系统包括：驱动机构，该驱动机构联接至闭合构件，并且该驱动机构能够在第一位置中操作成使闭合构件位于该闭合构件的打开位置中以及能够在第二位置中操作成使闭合构件位于该闭合构件的关闭位置中；以及电动致动器单元，该电动致动器单元能够操作成用于控制驱动机构在该驱动机构的第一位置与该驱动机构的第二位置之间的运动，该电动致动器单元包括致动器壳体、无刷直流(BLDC)电动马达组件、齿轮减速单元、控制器单元以及支承装置，该无刷直流电动马达组件、该齿轮减速单元、该控制器单元以及该支承装置都结合在致动器壳体中。

在这方面，电动致动器单元容易地适用于包括但不限于窗升降系统、系结(cinch)系统、撑杆式/轴杆式举升门系统、天窗系统、电动门系统等的电动闭合系统中。

根据相关方面，本公开的电动闭合系统限定了窗升降系统，其中，可移动的闭合构件是窗，其中，驱动机构是窗调节器，该窗调节器固定至机动车辆的门并且该窗调节器具有支承窗的至少一个可移动的升降板，并且其中，电动致动器单元能够操作成使升降板在第一位置与第二位置之间移动。

根据另一相关方面，本公开的电动闭合系统构造成使得致动器壳体固定至机动车辆的门，其中，致动器壳体构造成限定齿轮室、与该齿轮室连通的轴室、与该马达轴室连通的马达室以及与该马达室连通的控制器室，其中，BLDC电动马达组件包括定子单元、转子单元和马达轴，该定子单元以不可旋转的方式安装在马达室中，该转子单元布置在定子单元内以绕中心轴线旋转，该马达轴布置在轴室中以绕中心轴线旋转并且该马达轴固定成与转子单元一起旋转，其中，齿轮减速单元包括由马达轴驱动的蜗杆，该蜗杆具有与以可旋转的方式支承在齿轮室中的传动齿轮的齿轮齿啮合的螺纹，并且其中，支承装置包括位于轴室中并以可旋转的方式支承马达轴的一对横向间隔开的衬套，所述衬套定位在蜗杆的相反两侧。

本公开的电动闭合系统还构造成使得支承装置包括端部支承衬套，该端部支承衬套安装在马达轴室的末端中并且容置与马达轴的末端接合的元件以提供轴居中功能。

本公开的电动闭合系统设置成使得致动器壳体是下述单件式部件：该单件式部件构造成限定齿轮室、与该齿轮室连通的轴室、与该轴室连通的马达室以及与该马达室连通的控制器室，其中，BLDC电动马达组件包括定子单元、转子单元和马达轴，该定子单元以不可旋转的方式安装在马达室中，该转子单元布置在定子单元内以绕中心轴线旋转，该马达轴布置在轴室中以绕中心轴线旋转并且该马达轴固定成与转子单元一起旋转，其中，齿轮减速单元包括固定至马达轴的第一齿轮，该第一齿轮与以可旋转的方式支承在齿轮室中的第二齿轮啮合，并且其中，支承装置包括位于轴室中并以可旋转的方式支承马达轴的一对横向间隔开的衬套，所述衬套定位在第一齿轮的相反两侧。

本发明的电动闭合系统还构造成使得支承装置还包括端部支承衬套，该端部支承衬套安装在马达轴室的端部中并且具有与马达轴的末端接合的元件以提供居中功能。

本公开还涉及一种用于BLDC电动马达组件的定子单元。该定子单元包括多个电磁子组件，每个电磁子组件均包括承载件和绕组单元。每个承载件均包括平直的外环部段和弧形的内环部段。每个承载件还包括使内环部段与外环部段相互连接的腹板部段。所述多个电磁子组件各自适于在组装时彼此抵接且成环形地布置。当组装时，外环部段限定定子单元的具有多边形截面的外周表面并且内环部段限定定子单元的具有圆形截面的转子腔。

本公开还涉及一种用于BLDC电动马达组件的定子单元。该定子单元包括多个电磁子组件，每个电磁子组件均包括承载件和绕组单元。每个承载件均包括外环部段和内环部段。每个承载件均还包括使内环部段与外环部段相互连接的腹板部段。所述多个电磁子组件各自适于在组装时彼此抵接且成环形地布置。当组装时，外环部段限定定子单元的外周表面并且内环部段限定定子单元的转子腔。每个外环部段均包括平直的第一边缘轮廓部和与该第一边缘轮廓部相反的第二边缘轮廓部，该第二边缘轮廓部也是平直的以用于在所述多个电磁子组件相组装时与另一外环部段的平直的第一边缘轮廓部联接。

其他应用领域将根据本文中所提供的描述而变得明显。本发明内容中的描述和具体示例仅意在用于说明的目的而无意于限制本公开的范围。

附图说明

本文中所描述的附图出于仅对选定的实施方式而非本公开的所有可能的或预期的实现方式进行说明的目的，并且无意于限制本公开的范围。

图1是配备有一个或更多个电动闭合系统的机动车辆的立体图；

图2是与图1中所示的机动车辆相关联的门的一部分的立体图并且示出了配备有一个或更多个现有技术电动致动器单元的门模块；

图3是图2中所示的门模块的平面图；

图4和图5是与图2和图3中所示的双轨道线缆驱动式窗调节器相关联的现有技术电动致动器单元的图示视图；

图6和图7是根据本公开的第一实施方式构造的电动致动器单元的形象化正视图和形象化后视图，该电动致动器单元适于与图2和图3中所示的双轨道线缆驱动式窗调节器一起使用以代替图4和图5的现有技术电动致动器单元；

图8和图9分别类似于图6和图7，只是图8和图9明显地示出了壳体的某些部分以更好地示出各个内部部件；

图10和图11是分别穿过图6和图7截取的竖向截面图，其示出了本公开的第一实施方式的电动致动器单元，该电动致动器单元包括构造成围封无刷直流(BLDC)电动马达组件、支承装置、齿轮传动机构以及控制器装置的致动器壳体；

图12和图13是本公开的第一实施方式的电动致动器单元的分解图；

图14和图15是示出了图10和图11的支承装置的一部分和齿轮传动机构的一部分的局部截面图；

图16至图18是示出了图10和图11的BLDC电动马达组件的一部分和控制器装置的一部分的局部截面图；

图19和图20示出了与图10和图11的控制器装置相关联的电路板；

图21A至图21F示出了本公开的第一实施方式的BLDC电动马达组件的各部件；

图22A至图22C示出了安装在电动致动器单元中的马达轴、蜗杆和支承装置；

图23至图25涉及与BLDC电动马达组件相关联的转子单元；

图26至图29涉及与本公开的第一实施方式的BLDC电动马达组件相关联的定子单元；

图30和图31涉及与本公开的电动致动器单元相关联的致动器壳体；

图32和图33是本公开的第二实施方式的电动致动器单元的分解图；

图34至图37涉及与本公开的第二实施方式的BLDC电动马达组件相关联的定子单元的电磁子组件的承载件。

贯穿附图的若干视图，对应的附图标记表示对应的部件。

具体实施方式

现在将参照附图更充分地描述示例性实施方式。总体上，将公开一种电动致动器单元，该电动致动器单元被认为——经修改或未经修改——能够适于用作安装在机动车辆中的类型的电动闭合系统的一部分以使可移动闭合构件在第一位置与第二位置之间移动经过一运动范围。更具体地，将公开一种用以将无刷直流(BLDC)电动马达组件、支承装置、齿轮传动机构以及控制器装置结合到共用的壳体中的电动致动器单元。为此，将对合并到电动窗升降系统中的电动致动器单元的示例性实施方式进行描述。然而，本公开既不限于与所描述的任何特定类型的窗调节器一起使用也不限于与窗升降系统一起使用。具体地，示例性实施方式的提供使得本公开将是透彻的并且将向本领域技术人员充分地传达本公开的预期范围。阐述了许多具体细节，例如具体部件、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施方式的透彻理解。对于本领域技术人员来说将明显的是，不需要采用特定细节，示例性实施方式可以以许多不同的形式来实施并且不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施方式中，未详细描述公知的过程、公知的装置结构和公知的技术。

本文中所使用的术语仅用于描述特定的示例性实施方式的目的而非意在进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如本文中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”可以意在也包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包括性的并且因此指定存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组或组合。除非具体确定为执行顺序，否则本文中所描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求以所论述或所说明的特定顺序来执行。还应当理解的是，可以采用另外的或替代性的步骤。

当一元件或层被称为“位于”另一元件或层上、“接合至”、“连接至”或“联接至”该另一元件或层时，其可以直接位于该另一元件或层上或者直接地接合至、连接至或联接至该另一元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。相反地，当一元件被称为“直接位于”另一元件或层上或者“直接接合至”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，则可能不存在中间元件或中间层。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以类似的方式来解释(例如“在…之间”与“直接在…之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关联的列举项中的一个或更多个列举项的任意组合和所有组合。

尽管在本文中可以使用术语第一、第二和第三等来描述不同元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。除非上下文明确地指出，否则术语例如“第一”、“第二”以及其他数字术语在本文中使用时并不隐含次序或顺序。因此，在不背离示例性实施方式的教示的情况下，下面所论述的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分可以被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分。

为了便于描述，本文中可以使用空间相对术语比如“内”、“外”、“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”以及类似术语来描述如附图中示出的一个元件或特征与另一元件(或另一些元件)或另一特征(或另一些特征)的关系。空间相对术语可以意在包括装置在使用中或操作中的除了附图中所描绘的取向以外的不同取向。例如，如果翻转附图中的装置，则被描述为位于其他元件或特征的“下方”或“下面”的元件将被定向成位于所述其他元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”可以包括在上方和在下方两种取向。装置可以以其他方式进行定向(旋转90度或以其他取向)并且本文中所使用的空间相对描述符也依此解释。

首先参照附图中的图1，示出了机动车辆10的示例，该机动车辆10具有车身12、前铰链门14和后滑动门16。前门14配备有窗18，窗18能够经由电动窗升降系统而在关闭位置与打开位置之间移动。类似地，后门16配备有窗20，窗20能够经由电动窗升降系统而在关闭位置与打开位置之间移动。虽然本公开将在下文中具体涉及对与后滑动门16相关联的窗升降系统进行描述，但是本领域技术人员将意识到并理解的是，与本文中所描述的装置类似的装置可以适于与前门14和/或与铰链举升门24相关联的窗22一起使用。

现在参照图2和图3，公开了与滑动门16相关联的门面板28，并且还公开了适于安装至门面板28的门模块30。门模块30包括承载件44，承载件44支承多个门硬件部件47，诸如例如电动系结闩锁(cinch latch)46、电动门闩锁50以及包括窗调节器机构53和电动致动器单元52的电动窗升降系统。系结闩锁46经由呈供件(presenter)48安装至承载件44，而门闩锁50也经由另一呈供件51安装至承载件44。在该非限制性示例中，窗调节器机构53被示出为包括一对横向间隔开的导轨54a和54b以及对应的一对窗升降板56a和56b。窗20适于安装至升降板56a和56b以沿着导轨54a和54b做双向平移运动。设置有使升降板56a、56b与电动致动器单元52相互连接的绳轮式升降机构(未示出)。图2和图3示出了沿着导轨54a、54b的上端部定位成使窗20位于其关闭位置中的升降板56a、52b。如将指出的，升降板56a、56b在图3中以剖视图示出为还能够沿着导轨54a、54b的下端部定位以使窗20位于其打开位置中。

图4和图5示出了根据常规布置构造而成的电动致动器单元52，该电动致动器单元52包括驱动壳体60和电动马达组件62。驱动壳体60限定齿轮室64、与齿轮室64连通的马达轴室66以及与轴室66连通的马达安装室68。形成在壳体60上的安装凸缘70围绕马达安装室68并且构造成与马达安装凸缘72配合，马达安装凸缘72与电动马达组件62的马达壳体74相关联。紧固件76被用来将马达壳体74紧固至壳体安装凸缘70，由此旋转马达轴78设置在马达轴室66中。固定至马达轴78的蜗杆80与以可旋转的方式设置在齿轮室64中的大齿轮(未示出)啮合。该大齿轮的旋转控制与绳轮式驱动机构相关联的滚筒的旋转。在马达壳体74中安装有常规的有刷直流(DC)马达并且该有刷直流(DC)马达能够操作成对马达轴78的旋转量和旋转方向进行控制。壳体60包括用于将电动致动器单元52紧固至承载件44的若干个带孔口的安装突耳。由远程定位控制器单元(未示出)提供的控制信号经由一端被紧固在从马达壳体74延伸的电连接器84中的插头中的线束而被供应至电动致动器单元52。

现在具体参照图6至图31，将对一体式电动致动器单元100的第一实施方式进行描述，并且该一体式电动致动器单元100以可操作的方式构造成在窗升降系统内代替电动致动器单元52并且提供了下文中详细描述的优点和益处。使用术语“一体式”是因为致动器单元100构造成使一组功能部件和/或子组件结合到共同的装置中。尽管在下文中会更加具体地对功能部件/子组件进行详细描述，但大体上来说，这些功能部件/子组件包括致动器壳体102、无刷直流(BLDC)电动马达组件104、齿轮减速单元106、控制器装置108、控制器盖板110、支承装置112以及齿轮盖板114。

致动器壳体102优选地是大致构造成限定齿轮部分102a、马达部分102b、控制器部分102c以及连接器部分102d的模制单件式非金属(即，塑料)部件。齿轮部分102a的构型是大致圆柱形的并且齿轮部分102a包括齿轮室120和具有孔口124的多个(示出为四个)安装突耳122，每个孔口124均适于接纳用于将致动器壳体102紧固至承载件44的紧固件(未示出)。如在图13和图30中最佳地观察到的，齿轮室120包括中央毂126、圆形的支承环凸缘128和环形的端部凹槽130。马达部分102b与齿轮部分102a一体地形成并且包括第一马达室或直径较大的马达室132和第二马达室或直径较小的轴室134。在马达部分102b上设置有另一安装突耳136并且安装突耳136具有孔口138，孔口138定尺寸成接纳紧固件以帮助将致动器壳体102紧固至承载件44。马达室132和轴室134沿着共同的中心轴线对准并且由马达室132的底表面140定界。如从图30和图31最佳地观察到的，马达室132延伸到致动器壳体102的控制器部分102c中并且由凸起的环形唇状凸缘144从控制器室142定界。

致动器壳体102的控制器部分102c包括周缘凸缘150，从周缘凸缘150延伸有四个连接凸部152。在控制器盖板110的配合的周缘凸缘154中形成有凸部孔口(未示出)，以有助于将控制器盖板110安装至致动器壳体102的控制器部分102c。在安装时，形成在控制器盖板110中的盖室156与控制器部分102c中的控制器室142配合以限定封闭室158，控制器装置108以可操作的方式设置在封闭室158内。

电动马达组件104被示出为大致包括定子单元170、转子单元172、马达轴174以及位置传感器176。定子单元170构造成以不可旋转的方式(即，固定地)安装在马达室132中。如在图16中最佳地观察到的，定子单元170的外周表面180与马达室132的内壁表面以压配合的方式接合，而定子单元170的底表面182搁置在形成于马达室132中的肩部表面184上。因此，马达室132形成为包括具有较大部分132a和较小部分132b的台阶状构型。

如从图26至图29最佳地观察到的，定子单元170在该非限制性示例中构造成包括多个预组装的电磁子组件190。图27示出了子组件190中的一个子组件，而图26示出了相互连接以限定定子单元170的多个——六(6)个——这样的子组件190。每个子组件190均包括承载件191和绕组单元192。绕组单元192可以是例如线圈绕组或单件式汇流排。承载件191包括弧形的外环部段194、弧形的内环部段196以及使该外环部段与该内环部段相互连接的腹板部段198。外环部段194包括限定凹形连接部200的第一边缘轮廓部和限定凸形连接部202的相反的第二边缘轮廓部。如在图26中最佳地观察到的，在将所述多个子组件190组装成定子单元170时，一个子组件190上的凸形连接部保持在相邻子组件190的凹形连接部中。在组装好的情况下，内环部段196限定定子单元170的具有圆形截面的转子腔199。明显地，与定子单元170相关联的子组件190的具体数目以及所使用的连接器的类型可以基于特定应用来选择。

仍然主要参照图26至图29，在本非限定性示例中，绕组单元192或汇流排被制造为导电部件，并且构造成围绕承载件191的腹板部段198并保持在腹板部段198上、处于外环部段194的内表面204与内环部段196的外表面206之间。绕组单元192构造成包括上轨道部段210和下轨道部段212，上轨道部段210和下轨道部段212通过一对横向间隔开的腿部部段214、216相互连接以限定大致矩形的孔口218。绕组单元192限定了连续的外表面220，该连续的外表面220呈弧形地构造成使得腿部部段214、216与外环部段194的内表面204接合。同样地，绕组单元192的腿部214、216限定了构造成与内环部段196的外表面206接合的内表面222。如所观察到的，在将绕组单元192组装至承载件191时，上轨道部段210和下轨道部段212从承载件191轴向向外延伸。从每个绕组单元192的上轨道部段210延伸出一对电接线销224A、224B。

主要参照图23至图25，转子单元172被大致示出为包括在下文中被称为转子230的筒形护铁部件以及多个永磁体232，所述多个永磁体232保持在形成于转子230中的长形的端部敞开的固位槽234中。在示出的非限制性示例中，多个——四(4)个——磁体232等距地间隔开并保持在槽234中。转子230还被示出为包括延伸穿过其中心轴线的非圆形驱动孔口236。如将详细描述的，转子单元172设置在定子单元170的转子腔199内并且构造成响应于供给至绕组单元192的电能而相对于定子单元170旋转。

马达轴174被示出为包括第一端部部段174A、第二端部部段174B和中间部段174C。第一端部部段174A形成有非圆形传动凸出轮廓部240，该非圆形传动凸出轮廓部240构造成与转子230中的非圆形驱动孔口236配合以使得转子单元172的旋转引起马达轴174的同时旋转。此外，位置传感器176(即，霍尔效应装置)具有构造成也与传动凸部240配合的非圆形驱动孔口244。如在图16和图17中所观察到的，位置传感器176位于转子单元172的上方并且经由位于固位凹槽248中的卡环246而保持在马达轴174的第一端部部段174A上。如还观察到的，转子230的底表面搁置在形成于马达轴的第一端部部段174A与中间部段174C之间的接合部处的肩部249上，以将转子单元172沿轴向形状配合地(positively)定位在轴174上，其中卡环246抑制轴向移位。马达轴174的第一端部部段174A完全位于马达室132内，而马达轴174的中间部段174C和第二端部部段174B位于轴室134中。

马达轴174经由支承装置112以可旋转的方式支承在致动器壳体102的轴室134中。支承装置112被示出为包括一对横向间隔开的衬套250和252。衬套250预组装到马达轴174的中间部段174C上并且轴向地保持在定位环254与卡环258之间，其中定位环254定位在形成于马达轴174中的固位凹槽256中。在将马达轴174组装到轴室134中时，衬套250的底部部分与形成在轴室134中的肩部表面260接合并且卡环258定位在形成于致动器壳体102的马达部分102b中的凹槽262中，以形状配合地定位并轴向地保持衬套250。

衬套252围绕马达轴的第二端部部段174B并且与固定至马达轴172且作为齿轮传动机构106的一部分的第一齿轮——比如蜗杆272——的端部部段270抵接。图14示出了与轴室134的末端表面274抵接的衬套252。在马达轴174的末端端部278中形成有半圆形孔口276。支承装置112还包括保持在轴室134的直径减小部段282中的端部支承衬套280以及定位在孔口276中的滚珠轴承284，以在马达轴174旋转时提供“居中”功能。衬套250和252不能相对于致动器壳体102的马达部分102b旋转并且各自具有构造成以可旋转的方式支承马达轴174的中央通孔。

齿轮传动单元106被示出为包括蜗杆272，蜗杆272具有与传动齿轮304的齿302啮合的螺纹300，传动齿轮304以可旋转的方式支承在致动器壳体102中的齿轮部分102a的齿轮室120中。传动轴306固定至传动齿轮304并且具有第一端部部段308和第二端部部段310，第一端部部段308以可旋转的方式设置在带孔口的毂126中，而第二端部部段310穿过形成在齿轮盖板114中的中央孔口312向外延伸。第二端部部段310构造成联接至窗升降调节器的旋转部件(即，传动滚筒)以响应于传动齿轮304的旋转来控制窗20的运动。齿轮盖板114包括外周边缘部段316，外周边缘部段316构造成保持在形成于致动器壳体102的齿轮部分102a中的凹槽130内，从而围封传动齿轮304。

控制器装置108被示出为大体上包括印刷电路板(PCB)320，在封闭盖板110被安装到致动器壳体102的封闭部分102c上时PCB320位于封闭室158内。如在图19和图20中最佳地示出的，PCB 320被示出为包括多个端子端口322，所述多个端子端口322设置成并构造成接纳来自每个子组件190的接线销224A、224B。PCB 320还包括用于对电动致动器单元100的操作进行控制的各种电气部件或电子部件。附图标记324示出了一个这种部件，并且该部件是设置成与位置传感器176配合以检测旋转的位置传感器176从而对马达轴174的旋转位置进行检测的传感器单元。在所示出的实施方式中，传感器324与马达轴174的旋转轴线对准。尽管PCB 320被示出为垂直于轴174定位，但是还可以想到其他布置，比如PCB 320与马达轴174平行地设置成使得传感器324配置成对轴174的外表面上的位置传感器176进行检测。在PCB 320中还形成有连接器端口326并且连接器端口326构造成并设置成接纳与设置在壳体102的连接器部分102d中的插入式电连接器330相关联的连接器端子328。如还示出的，PCB320包括定位成接受从致动器壳体102的封闭部分102c向外延伸的安装柱152的插入的多个安装孔口330，以允许在安装封闭盖板110之前将PCB 320简单地组装在致动器壳体102中。

上面提供的详细描述意在允许本领域技术人员理解与电动致动器单元100相关联的各种特征和相关优点。例如，与常规的“悬臂式”荷载布置或三衬套(或三轴承)构型相比，致动器单元100构造成使得衬套250、252设置在机械负载(即，蜗杆272与传动齿轮304的啮合接合)的相反两侧。此外，致动器单元100有助于将定子单元170、转子单元172、马达轴174和衬套250、252定位在单件式致动器壳体102中。马达组件104可以被安装为预组装装置以有助于改进的组装。衬套252和端部安装衬套280可以预安装在轴室134中。作为选择，衬套252可以经由齿轮室120或替代性地经由下述端帽来安装，该端帽可以设置在马达壳体部分102b的轴部的末端处以有助于这种安装。此外，衬套250、252中的一者或多者可以一体地形成在致动器壳体102中。此外，衬套250、252可以用滚珠轴承单元来代替。无论衬套250、252的布置如何，马达轴174的第一端部174A都被认为是“自由”浮动的，因为马达轴174的第一端部174A没有被单独的衬套机械地限制/约束。衬套250、252的横向间隔允许马达轴174的第一端部174A(以及转子单元172)相对于定子单元170自动居中。马达轴174的第一端部174A的这种自由浮动(即，非约束的)布置在图10、图11和图16至图18中最佳地示出。这个特征允许马达轴174的“承载”部段(即，具有蜗杆272的中间部段174C)被机械地约束，同时消除了对设置与马达轴174的第一端部174A相关联的端部衬套的需要。最后，电动马达组件104的各部件直接结合到致动器壳体102中消除了对用在常规系统中的类型的“罐型”独立马达组件的需要，由此减少了致动器单元100的成本和重量。

BLDC电动马达组件104是对用在车辆闭合系统中的常规电动马达的改进，因为BLDC电动马达组件104使得包装要求降低、对被支承的马达轴的承载要求降低，并且提供了无需转换、摩擦减小、效率更高、速度更高和动力密度更高的优点。

参照图32至图34，还公开了一体式电动致动器单元100’的第二实施方式。与上述致动器单元100一样，致动器单元100’以可操作的方式构造成在窗升降系统内代替电动致动器单元52并且提供了本文中详细描述的优点和益处。致动器单元100’包括致动器壳体102’、无刷直流(BLDC)电动马达组件104’、齿轮减速单元106’、控制器装置108、控制器盖板110以及齿轮盖板114’。

致动器壳体102’大致构造成限定齿轮部分102a’、马达部分102b’、控制器部分102c’以及连接器部分102d’。齿轮部分102a’的构型是大致圆柱形并且齿轮部分102a’包括齿轮室120和具有孔口124的多个安装突耳122，每个孔口124均适于接纳用于将致动器壳体102’紧固至承载件44的紧固件(未示出)。如在图32和图33中最佳地观察到的，齿轮室120包括环形端部凹槽130。马达部分102b’与齿轮部分102a’一体地形成并且可以限定延伸到马达室132中以便冷却马达组件104’的至少一个冷却开口135(图33)。然而，应当理解的是，马达部分102b’可以不包括冷却开口135(图32)。

齿轮传动单元106’被示出为包括蜗杆272，蜗杆272具有与传动齿轮304’的齿啮合的螺纹，传动齿轮304’以可旋转的方式支承在致动器壳体102’中的齿轮部分102a’的齿轮室120中。与上面所描述的关于一体式电动致动器单元100的第一实施方式固定至传动齿轮304的传动轴306不同，传动轴306’固定至致动器壳体102’并且适于允许传动齿轮304’在齿轮室120内绕传动轴306’旋转(图32和图33)。输出齿轮311联接至传动齿轮304’或与传动齿轮304’成一体以联接至窗升降调节器的旋转部件，以便响应于传动齿轮304’的旋转来控制窗20的运动。齿轮盖板114’包括构造成保持在形成于致动器壳体102’的齿轮部分102a’中的凹槽130内的外周边缘部段316’，由此围封传动齿轮304’。

电动马达组件104’被示出为大致包括定子单元170’、转子单元172、马达轴174以及位置传感器176。定子单元170’构造成以不可旋转的方式(即，固定地)安装在马达室132中。定子单元170’的外周表面180与马达室132’的内壁表面以压配合的方式接合。

在该非限制性示例中，定子单元170’构造成包括多个电磁子组件190’。所述多个电磁子组件190’彼此抵接或者彼此相互连接以限定定子单元170’。所述多个电磁子组件190’中的每个电磁子组件190’均包括承载件191’和绕组单元(例如，与上述绕组单元192类似的绕组单元)。该绕组单元可以构造成在外环部段194’的内表面204’与内环部段196’的外表面206’之间围绕承载件191’的腹板部段198’并且保持在腹板部段198’上。与上述承载件191不同，承载件191’包括平直的(即，沿纵向观察具有线性截面并且沿横向观察具有线性截面)外环部段194’和呈弧形(即，沿纵向观察具有线性截面并且沿横向观察具有曲线截面)的内环部段196’以及将外环部段194’与内环部段196’相连接的腹板部段198’。更详细地，所述多个电磁子组件190’各自适于在安装时彼此抵接且成环形地布置。

如在图34和图35中最佳地示出的，抵接的外环部段194’限定定子单元170’的具有多边形截面的外周表面180’。内环部段196’限定定子单元170’的具有圆形截面的转子腔199’。优选地，存在六个电磁子组件190’，所述六个电磁子组件190’布置成形成具有六边形截面的外周表面180’，然而，应当理解的是，外周表面180’可以呈各种形状并且具有任何多边形截面。由于外周表面180’具有多边形截面，因此致动器壳体102’的马达室132’可以定形状成界定定子单元170’的外周表面180’的轮廓并且与定子单元170’的外周表面180’接合以将定子170’紧固就位并且提供防旋转功能。

为了将所述多个电磁子组件190’的承载件191’联接起来，外环部段194’各自包括限定凹形连接部200’的第一边缘轮廓部。类似地，每个外环部段194’均还包括与第一边缘轮廓部相反的第二边缘轮廓部，该第二边缘轮廓部限定了用于在组装所述多个电磁子组件190’时与另一承载件191’的凹形连接部200’联接的凸形连接部202’。明显地，与定子单元170’相关联的子组件190’的具体数目以及所使用的连接器的类型可以基于特定应用进行选择。

替代性地，如在图36和图37中最佳地示出的，每个承载件191”均可以省略凹形连接部和凸形连接部(即，电磁外环部段194”没有凹口)。代替地，外环部段194”包括平面的或平直的第一边缘轮廓部，如在图37中最佳地示出的。类似地，外环部段194”还包括与第一边缘轮廓部相反的第二边缘轮廓部，该第二边缘轮廓部也是平直的以便在组装时与另一电磁子组件191”的平直的第一边缘轮廓部抵接。因此，承载件191”可以在组装时利用载荷的分布来保持不被损坏(在原理上与弧形结构类似)。此外，所使用的承载件191”的具体数目可以基于特定应用进行选择。

定子单元170’限定具有多边形(例如，六边形)截面的外周表面180’，这也可以使得马达组件104’容易组装。例如，电磁子组件190’中的每个电磁子组件190’的平直的外环部段194’均用作用于组装定子单元170’的定位特征，且这些定位特征不能用于外环部段194’呈弧形(即，如在上述定子单元170中的那样用于形成定子单元170’的具有圆形截面的外周表面180’)的电磁子组件190’。此外，平直的外环部段194’提供了每个外环部段194’的平直的内表面204’，这可以简化围绕腹板部段198’的绕组单元(与上述绕组单元192类似的绕组单元)的铜绕组的自动操作。与上文中在外环部段194呈弧形的第一实施方式中描述的电磁子组件190相比，电磁子组件190’中的每个电磁子组件190’的外环部段194’与内环部段196’之间的区域或间隙可以更大。电磁子组件190’中的每个电磁子组件190’的外环部段194’与内环部段196’之间的更大的区域或间隙允许绕组单元(例如，绕组单元192或汇流排)具有更多的铜或者增大的尺寸。因此，马达组件104’可以具有减小的马达电阻和改善的热控制。如以上所论述的，由于外周表面180’具有多边形截面，因此致动器壳体102’的马达室132’可以定形状成界定外周表面180’的轮廓并且与外周表面180’接合，从而提供防旋转功能。因此，可以不需要利用胶水或其他类型的紧固件来将定子单元170’固定至致动器壳体102’。

出于说明和描述的目的，提供了实施方式的前述描述。前述描述无意于面面俱到或者限制本公开。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式，而是在适用的情况下即使没有被具体示出或描述仍然能够互换并且可以用于选定的实施方式中。各个元件或特征还可以以许多方式进行改变。这些变型不应被视为背离本公开，并且所有这些变型都意在被包括在本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种电动闭合系统，所述电动闭合系统用于机动车辆以使闭合构件在打开位置与关闭位置之间移动，所述电动闭合系统包括：

驱动机构，所述驱动机构联接至所述闭合构件，并且所述驱动机构能够在第一位置中操作成使所述闭合构件位于所述闭合构件的打开位置并且能够在第二位置中操作成使所述闭合构件位于所述闭合构件的关闭位置；以及

电动致动器单元，所述电动致动器单元能够操作成控制所述驱动机构在所述驱动机构的第一位置与第二位置之间的运动，所述电动致动器单元包括致动器壳体、无刷直流电动马达组件、齿轮减速单元、控制器单元以及支承装置，所述无刷直流电动马达组件、所述齿轮减速单元、所述控制器单元以及所述支承装置都结合在所述致动器壳体中。

2.根据权利要求1所述的电动闭合系统，所述电动闭合系统限定了窗升降系统，其中，可移动的所述闭合构件是窗，其中，所述驱动机构是窗调节器，所述窗调节器固定至所述机动车辆的门并且所述窗调节器具有支承所述窗的至少一个可移动的升降板，并且其中，所述电动致动器单元能够操作成使所述升降板在所述升降板的第一位置与所述升降板的第二位置之间移动。

3.根据权利要求1或2所述的电动闭合系统，其中，所述致动器壳体是下述单件式部件：所述单件式部件构造成限定齿轮室、与所述齿轮室连通的轴室、与所述轴室连通的马达室以及与所述马达室连通的控制器室，其中，所述无刷直流电动马达组件包括定子单元、转子单元和马达轴，其中，所述定子单元以不可旋转的方式安装在所述马达室中，所述转子单元布置在所述定子单元内而绕中心轴线旋转，所述马达轴布置在所述轴室中而绕所述中心轴线旋转并且所述马达轴固定成与所述转子单元一起旋转，其中，所述齿轮减速单元包括固定至所述马达轴的第一齿轮，所述第一齿轮与以可旋转的方式支承在所述齿轮室中的第二齿轮啮合，并且其中，所述支承装置包括位于所述轴室中并以可旋转的方式支承所述马达轴的一对横向间隔开的第一衬套和第二衬套，所述第一衬套和所述第二衬套定位在所述第一齿轮的相反两侧。

4.根据权利要求3所述的电动闭合系统，其中，所述第二齿轮固定至所述驱动机构的旋转部件，其中，所述驱动机构将所述旋转部件的旋转转换成所述升降板的平移运动，以响应于所述转子单元和所述马达轴的旋转而使所述闭合构件在所述闭合构件的打开位置与闭合位置之间移动。

5.根据权利要求3所述的电动闭合系统，其中，所述支承装置还包括端部支承衬套，所述端部支承衬套安装在所述轴室的端部部分中并且容置与所述马达轴的末端接合的轴承元件，以提供轴居中功能。

6.根据权利要求3所述的电动闭合系统，其中，所述控制器装置包括安装在所述控制器室中并且与所述定子单元电通信的控制板。

7.一种用于无刷直流电动马达组件的定子单元，所述定子单元包括：

多个电磁子组件，每个电磁子组件均包括承载件和绕组单元；

每个承载件均包括平直的外环部段和弧形的内环部段以及使所述外环部段与所述内环部段相互连接的腹板部段；并且

所述多个电磁子组件各自适于在组装时彼此抵接而成环形地布置，其中，所述外环部段限定所述定子单元的具有多边形截面的外周表面并且所述内环部段限定所述定子单元的具有圆形截面的转子腔。

8.根据权利要求7所述的定子单元，其中，每个外环部段均包括第一边缘轮廓部和第二边缘轮廓部，所述第一边缘轮廓部限定凹形连接部，所述第二边缘轮廓部与所述第一边缘轮廓部相反并且限定用于在所述多个电磁子组件相组装时与另一外环部段的所述凹形连接部联接的凸形连接部。

9.一种用于无刷直流电动马达组件的定子单元，所述定子单元包括：

多个电磁子组件，每个电磁子组件均包括承载件和绕组单元；

每个承载件均包括外环部段和内环部段以及使所述外环部段与所述内环部段相互连接的腹板部段；并且

所述多个电磁子组件各自适于在组装时彼此抵接而成环形地布置，其中，所述外环部段限定所述定子单元的外周表面并且所述内环部段限定所述定子单元的转子腔；并且

每个外环部段均包括第一边缘轮廓部和第二边缘轮廓部，所述第一边缘轮廓部是平直的，所述第二边缘轮廓部与所述第一边缘轮廓部相反并且是平直的以用于在所述多个电磁子组件相组装时与另一外环部段的平直的所述第一边缘轮廓部联接。

10.根据权利要求9所述的定子单元，其中，每个外环部段均是平直的并且所述内环部段是弧形的，并且所述腹板部段使所述外环部段与所述内环部段相互连接，并且所述定子单元的所述外周表面具有多边形截面并且所述定子单元的所述转子腔具有圆形截面。