CN108081932A - 用于天窗的多功能驱动系统 - Google Patents

Abstract

一种天窗系统包括天窗、卷轴式遮板以及多功能驱动系统。该多功能驱动系统包括单个驱动马达，该单个驱动马达包括驱动轴、连接到第一附件或天窗的第一驱动连接装置、连接到第二附件或卷轴式遮板的第二驱动连接装置以及将驱动轴选择性地连接到第一驱动连接装置和第二驱动连接装置的传动装置。还提供了相关方法。

Description

用于天窗的多功能驱动系统

技术领域

本发明总体上涉及多功能驱动系统，而且涉及一种结合这种多功能驱动系统的天窗(moon roof)系统。

背景技术

机动车辆中的典型的天窗系统需要两个驱动马达，一个用于玻璃面板或天窗，并且一个用于卷轴式遮板(roller shade)或百叶窗系统。两个马达通常在机动车辆的车顶内衬和车顶之间顶置包装，这占据宝贵的包装空间并限制头部空间以及采光口和手穿开口(hands-through opening)的尺寸。当马达必须安置在后排座椅乘员之上时，很难实现流线型和更时尚的车辆。

多个马达也是非常昂贵的，并且通常一次仅使用一个。这是因为如果玻璃面板或天窗打开并且遮板被关闭，则涉及卷轴式遮板被损坏或产生噪音的问题。因此，通常的做法是在打开玻璃之前打开遮板，并且在关闭遮板之前关闭玻璃。

本发明涉及一种新的和改进的结合多功能驱动系统的天窗系统，其中使用单个马达而选择性地在天窗和卷轴式遮板的打开和关闭位置之间移动天窗和卷轴式遮板。这样的系统更容易在有限的可用空间顶置包装，以便改善头部空间并且使设计自由以提供流线型和更时尚的机动车辆。作为附加的益处，多功能驱动系统可以用于其它应用。

发明内容

根据本文所述的目的和益处，提供了一种多功能驱动系统。该多功能驱动系统包括单个驱动马达，该单个驱动马达包括驱动轴、连接到第一附件的第一驱动连接装置以及连接到第二附件的第二驱动连接装置。该多功能驱动系统还包括将驱动轴选择性地连接到第一驱动连接装置和第二驱动连接装置的传动装置。

传动装置可以包括连接到第一驱动连接装置的第一驱动蜗轮、连接到第二驱动连接装置的第二驱动蜗轮以及滑动蜗杆。该滑动蜗杆可沿着驱动轴在与第一驱动蜗轮有效接合的第一位置和与第二驱动蜗轮有效接合的第二位置之间移动。

多功能驱动系统的传动装置还可以包括致动器以沿着驱动轴将滑动蜗杆保持在第一位置或第二位置。致动器包括具有带有倒圆式端部 (radiused end)的柱塞的线性致动器。

更进一步地，滑动蜗杆可以包括连续通道，并且柱塞的倒圆式端部可以接合在连续通道中以将滑动蜗杆保持在第一位置。相反，柱塞的倒圆式端部可以接合滑动蜗杆的末端，以将滑动蜗杆保持在第二位置。

根据另一方面，提供了一种天窗系统。该天窗系统包括天窗、卷轴式遮板以及多功能驱动系统。该多功能驱动系统使用单个驱动马达选择性地在第一打开位置和第一关闭位置之间移动天窗并且在第二打开位置和第二关闭位置之间移动卷轴式遮板。

多功能驱动系统还可以包括连接到天窗的第一驱动连接装置、连接到卷轴式遮板的第二驱动连接装置以及将单个驱动马达的驱动轴选择性地连接到第一驱动连接装置和第二驱动连接装置的传动装置。

该传动装置可以包括连接到第一驱动连接装置的第一驱动蜗轮、连接到第二驱动连接装置的第二驱动蜗轮以及沿着驱动轴在与第一驱动蜗轮有效接合的第一位置和与第二驱动蜗轮有效接合的第二位置之间可移动的滑动蜗杆。

更进一步地，传动装置可以包括致动器以沿着驱动轴将滑动蜗杆保持在第一位置或第二位置。致动器可以包括具有带有倒圆式端部的柱塞的线性致动器。

更进一步地，滑动蜗杆可以包括连续通道。柱塞的倒圆式端部可以接合在连续通道中以将滑动蜗杆保持在第一位置。相反，柱塞的倒圆式端部接合滑动蜗杆的末端以将滑动蜗杆保持在第二位置。

更进一步地，第一驱动连接装置可以包括第一驱动线缆并且第二驱动连接装置可以包括第二驱动线缆。而且，驱动轴可以包括非圆形横截面并且滑动蜗杆可以包括接收并且接合驱动轴的互补的非圆形内腔。

根据另一方面，提供了一种操作天窗系统的方法。该方法包括通过使用单个驱动马达选择性地在第一打开位置和第一关闭位置之间移动天窗系统的天窗并且在第二打开位置和第二关闭位置之间移动天窗系统的卷轴式遮板。

而且，该方法可以包括以下步骤：将滑动蜗杆设置在单个驱动马达的驱动轴上。更进一步地，该方法可以包括以下步骤：通过致动器沿着驱动轴将滑动蜗杆保持在第一位置处以便在第一打开位置和第一关闭位置之间移动天窗。更进一步地，该方法可以包括以下步骤：通过致动器沿着驱动轴将滑动蜗杆保持在第二位置处以便在第二打开位置和第二关闭位置之间移动卷轴式遮板。此外，该方法可以包括以下步骤：通过释放致动器并通过驱动马达旋转驱动轴而在第一位置和第二位置之间移位滑动蜗杆。

在下面的描述中，示出和描述了多功能驱动系统、结合多功能驱动系统的天窗以及操作包括天窗和卷轴式遮板的天窗系统的相关方法的几个优选实施例。应该意识到的是，多功能驱动系统、天窗系统以及相关方法能够具有其它不同的实施例，并且它们的若干细节能够在不脱离如所附权利要求中所阐述和描述的多功能驱动系统、天窗系统以及方法的情况下在各种显而易见的方面进行修改。因此，附图和说明书应当被认为是说明性的而非限制性的。

附图说明

并入本文并且形成说明书的一部分的附图示出该多功能驱动系统和天窗系统的若干方面并且连同说明书用于解释其某些原理。附图中：

图1是结合新的和改进的多功能驱动系统以及可独立操作的天窗和卷轴式遮板的天窗系统的示意图；

图1a是多功能驱动系统的传动装置与多功能驱动系统的第一和第二驱动连接装置的连接的详细透视图；

图1b是穿过滑动蜗杆和驱动轴截取的简单横截面；

图2是多功能驱动系统的详细示意图，示出了接合在滑动蜗杆的连续通道中并且保持该滑动蜗杆与连接到第一附件或天窗的第一驱动蜗轮接合的致动器柱塞的倒圆式端部；

图3是类似于图2的视图，但是示出了致动器与滑动蜗杆脱离并且滑动蜗杆沿着驱动马达的驱动轴从与第一驱动蜗轮接合的位置平移到与第二驱动蜗轮接合的位置；

图4是类似于图2和图3的视图，但是示出了致动器的倒圆式端部与滑动蜗杆的端部接合以保持滑动蜗杆与第二驱动蜗轮接合；

图5是类似于图2-4的视图，但是示出了操作中的多功能驱动系统以转动连接到第二驱动连接装置的第二驱动蜗轮。

现详细地参考多功能驱动系统和天窗系统的本优选实施例，其示例在附图中示出。

具体实施方式

现参考图1，其示出了新的和改进的天窗系统10，该天窗系统10包括天窗12、卷轴式遮板14以及多功能驱动系统16。该多功能驱动系统16 适于独立地操作天窗12和卷轴式遮板14，以允许使用传动装置17和单个驱动马达18来选择性地在第一打开位置和第一关闭位置之间移动天窗和在第二打开位置和第二关闭位置之间移动卷轴式遮板。

如图1所示，多功能驱动系统包括具有细长驱动轴20的单个驱动马达18。滑动蜗杆22被接收在驱动轴20上，并且如下所述，可以在第一位置和第二个位置之间移动。

多功能驱动系统16还包括第一驱动蜗轮24，该第一驱动蜗轮24转动可操作地连接到第一驱动连接装置26的小齿轮25(注意共享轴27)，以驱动线缆的形式的第一驱动连接装置26连接到第一附件或这种情况下的天窗12。而且，多功能驱动系统16还包括第二驱动蜗轮28，该第二驱动蜗轮28转动可操作地连接到第二驱动连接装置30的小齿轮29(注意共享轴31)，示出为驱动线缆的第二驱动连接装置30连接到第二附件或卷轴式遮板14。另见附图1a。

多功能驱动系统16的传动装置17还包括致动器32，以将滑动蜗杆22保持在如图2所示的与第一驱动蜗轮24有效接合的第一位置和如图5 所示的与第二驱动蜗轮28有效接合的第二位置。如图1b所示，细长驱动轴20包括相对的平面(flat)34，而滑动蜗杆22包括互补形状的内腔 (lumen)36，其接收并接合驱动轴，使得滑动蜗杆22与驱动轴一起旋转，但将以下面更详细描述的方式沿驱动轴同时滑动。这里应当理解的是，驱动轴20可以包括大体上任意的非圆形(acircular)横截面，而滑动蜗杆包括提供所需功能的互补的非圆形横截面。

图2示出了多功能驱动系统16，其中滑动蜗杆22处于与第一驱动蜗轮24接合的第一位置。滑动蜗杆22通过致动器32保持在第一位置。更具体地说，致动器32包括具有倒圆式端部40的柱塞38。滑动蜗杆22包括连续通道42。柱塞38被延伸，其中倒圆式端部40接合在滑动蜗杆22 上的连续通道42中，以便将该滑动蜗杆保持在与第一驱动蜗轮24接合的第一位置，同时允许滑动蜗杆的自由旋转。

在该位置中，驱动马达18可以沿第一方向被驱动，以使滑动蜗杆22 和与第一驱动线缆或驱动连接装置26接合的第一驱动蜗轮24旋转并且沿第一或打开方向移动天窗12。相反，如果驱动马达18沿相反方向旋转，则上述传动装置17与第一驱动线缆或驱动连接装置26的连接使天窗12 沿第二或关闭方向移动。如本领域中已知的，天窗12的打开和关闭可以通过按压顶置控制台46上的适当的控制按钮44来启动。

当希望调节卷轴式遮板14的位置时，可以使用控制卷轴式遮板的操作的顶置控制台46上的控制按钮48。当这样做时，致动器32的柱塞38 缩回，并且将倒圆式端部40从与连续通道42的接合中撤回(参见图3并注意动作箭头A)。然后驱动马达18被接合以转动驱动轴20和与其键合的滑动蜗杆22。滑动蜗杆22用螺杆抵靠第一驱动蜗轮24。第一驱动线缆 /驱动连接装置26中的摩擦(即，驱动线缆与其穿过的管之间的摩擦)将第一驱动蜗轮24保持在适当位置，使滑动蜗轮螺杆22在动作箭头B的方向上沿着驱动轴20被移动直到与第二驱动蜗轮28完全接合(参见图4)。一旦完全接合，则致动器32被激活，使得柱塞38被延伸并且柱塞的倒圆式端部40开始与滑动蜗杆22的末端52接合(注意动作箭头C)。在该位置中，倒圆式端部40允许驱动轴20和滑动蜗杆22自由旋转，同时将滑动蜗杆22保持在与第二驱动蜗轮28完全接合的第二位置。

因此，驱动马达18现在可以在第一方向上操作以使滑动蜗杆22和与第二驱动线缆或驱动连接装置30相连接的第二驱动蜗轮28线缆连接装置旋转以便使卷轴式遮板14处于第一或打开方向。可替选地，驱动马达18 可以沿相反方向驱动，使得如上所述的传动装置17将驱动轴20与第二驱动线缆或驱动连接装置30连接，以使卷轴式遮板14沿第二或关闭方向移动。参见图5。

当再次希望调节天窗12的位置时，操作天窗控制按钮44。这导致柱塞38缩回，使得倒圆式端部40从滑动蜗杆的末端释放出来。然后驱动马达18被激励以使细长的驱动轴20和与其键合的滑动蜗杆22转动。结果是，滑动蜗杆22用螺杆抵靠第二驱动蜗轮28，第二驱动蜗轮28通过第二驱动线缆或驱动连接装置30中的摩擦而保持在适当的位置，使得蜗杆沿与图3所示的方向相反的方向被驱动，直到蜗杆与第一驱动蜗轮24完全接合。然后，致动器32的柱塞38被再延伸以使倒圆式端部40与滑动蜗杆22上的连续通道42完全接合，从而保持滑动蜗杆在与第一驱动蜗轮24 接合的第一位置中。驱动马达18然后可以被激励以沿任一方向旋转，以便以期望的方式调节天窗12的位置。

与上述描述一致，提供了一种操作包括天窗12和卷轴式遮板14的天窗系统10的方法。该方法可以被描述为包括以下步骤：使用单个驱动马达18选择性地在第一打开位置和第一关闭位置之间移动天窗12和在第二打开位置和第二关闭位置之间移动卷轴式遮板14。该方法还可以包括以下步骤：将滑动蜗杆22设置在单个驱动马达18的驱动轴20上。此外，该方法可以包括以下步骤：通过致动器32将滑动蜗杆22保持在如图2所示的第一位置处，以便在第一打开位置和第一关闭位置之间移动天窗12。而且，该方法可以包括以下步骤：通过致动器32将滑动蜗杆22保持在如图 5所示的驱动轴20上的第二位置处，以便在第二打开位置和第二关闭位置之间移动卷轴式遮板14。更进一步地，该方法可以包括通过以图3所示的方式释放致动器32并通过驱动马达18旋转驱动轴20来在第一位置和第二位置之间移位滑动蜗杆22。

总而言之，通过结合新的和改进的多功能驱动系统16的新的和改进的天窗系统10提供了许多益处。有利地，单个驱动马达18被设置用于驱动第一附件或天窗12和第二配件或卷轴式遮板14两者。这减少了系统10 的部件的数量和成本。它还减少了包装空间要求。这有效地增加了头部空间，并且为设计师提供了创造流线型和更时尚的车辆的更大自由。减少的空间要求还允许天窗具有较大的表面积或采光口，以及当打开时具有较大的开口面积。

为了说明和描述提出了前述内容。其目的不是将实施例尽述或限制到公开的确切形式。显而易见的修改和变形依照上述教导是可能的。当根据所附权利要求公平地、合法地以及公正地享有的广度来理解时，所有这些修改和变形都落入所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种多功能驱动系统，包括：

单个驱动马达，所述单个驱动马达包括驱动轴；

第一驱动连接装置，所述第一驱动连接装置连接到第一附件；

第二驱动连接装置，所述第二驱动连接装置连接到第二附件；以及

传动装置，所述传动装置将所述驱动轴选择性地连接到所述第一驱动连接装置和所述第二驱动连接装置。

2.根据权利要求1所述的多功能驱动系统，其中，所述传动装置包括连接到所述第一驱动连接装置的第一驱动蜗轮、连接到所述第二驱动连接装置的第二驱动蜗轮以及可沿着所述驱动轴在与所述第一驱动蜗轮有效接合的第一位置和与所述第二驱动蜗轮有效接合的第二位置之间移动的滑动蜗杆。

3.根据权利要求2所述的多功能驱动系统，其中，所述传动装置包括致动器以沿着所述驱动轴将所述滑动蜗杆保持在所述第一位置或所述第二位置。

4.根据权利要求3所述的多功能驱动系统，其中，所述致动器包括线性致动器，所述线性致动器具有带有倒圆式端部的柱塞。

5.根据权利要求4所述的多功能驱动系统，其中，所述滑动蜗杆包括连续通道，并且所述倒圆式端部接合在所述连续通道中以将所述滑动蜗杆保持在所述第一位置。

6.根据权利要求5所述的多功能驱动系统，其中，所述倒圆式端部接合所述滑动蜗杆的末端，以将所述滑动蜗杆保持在所述第二位置。

7.一种天窗系统，包括：

天窗；

卷轴式遮板；以及

多功能驱动系统，所述多功能驱动系统使用单个驱动马达选择性地在第一打开位置和第一关闭位置之间移动所述天窗并且在第二打开位置和第二关闭位置之间移动所述卷轴式遮板。

8.根据权利要求7所述的天窗系统，其中，所述多功能驱动系统包括连接到所述天窗的第一驱动连接装置、连接到所述卷轴式遮板的第二驱动连接装置以及将所述单个驱动马达的驱动轴选择性地连接到所述第一驱动连接装置和所述第二驱动连接装置的传动装置。

9.根据权利要求8所述的天窗系统，其中，所述传动装置包括连接到所述第一驱动连接装置的第一驱动蜗轮、连接到所述第二驱动连接装置的第二驱动蜗轮以及可沿着所述驱动轴在与所述第一驱动蜗轮有效接合的第一位置和与所述第二驱动蜗轮有效接合的第二位置之间移动的滑动蜗杆。

10.根据权利要求9所述的天窗系统，其中，所述传动装置包括致动器以沿着所述驱动轴将所述滑动蜗杆保持在所述第一位置或所述第二位置。

11.根据权利要求10所述的天窗系统，其中，所述致动器包括线性致动器，所述线性致动器具有带有倒圆式端部的柱塞。

12.根据权利要求11所述的天窗系统，其中，所述滑动蜗杆包括连续通道，并且所述倒圆式端部接合在所述连续通道中以将所述滑动蜗杆保持在所述第一位置。

13.根据权利要求12所述的天窗系统，其中，所述倒圆式端部接合所述滑动蜗杆的末端，以将所述滑动蜗杆保持在所述第二位置。

14.根据权利要求13所述的天窗系统，其中，所述第一驱动连接装置是第一驱动线缆并且所述第二驱动连接装置是第二驱动线缆。

15.根据权利要求14所述的天窗系统，其中，所述驱动轴包括非圆形横截面并且所述滑动蜗杆包括接收并且接合所述驱动轴的互补的非圆形内腔。

16.一种操作包括天窗和卷轴式遮板的天窗系统的方法，包括：

使用单个驱动马达选择性地在第一打开位置和第一关闭位置之间移动所述天窗并且在第二打开位置和第二关闭位置之间移动所述卷轴式遮板。

17.根据权利要求16所述的方法，包括将滑动蜗杆设置在所述单个驱动马达的驱动轴上。

18.根据权利要求17所述的方法，包括通过致动器沿着所述驱动轴将所述滑动蜗杆保持在第一位置处以便在所述第一打开位置和所述第一关闭位置之间移动所述天窗。

19.根据权利要求18所述的方法，包括通过致动器沿着所述驱动轴将所述滑动蜗杆保持在第二位置处以便在所述第二打开位置和所述第二关闭位置之间移动所述卷轴式遮板。

20.根据权利要求19所述的方法，包括通过释放所述致动器并通过所述驱动马达旋转所述驱动轴而在所述第一位置和所述第二位置之间移位滑动蜗杆。