CN112313144B - 具有多个四杆运动联动装置的主动式空气动力学提升门扰流板设计 - Google Patents

Abstract

一种在车辆(6)的提升门(8)上使用的主动式提升门扰流板(10；100；200；300；400)。该提升门具有上表面(4)并且通常是在车辆的后侧的后提升门或舱门。壳体(11；104；202；302；412)连接至提升门的上表面。存在使用连接件连接至壳体的可移动面板(12；102；204、208；306、308；402、403)。连接件通过四杆联动装置(20、20’；106、106’；210、210’；311、311’；411、411’)形成，四杆联动装置(20、20’；106、106’；210、210’；311、311’；411、411’)形成位于可移动面板与壳体之间的连接件的一部分。在一实施方式中致动器是单个旋转致动器的致动器(14；110；212；314；414)连接至四杆联动装置并且引起可移动面板的移动。

Description

具有多个四杆运动联动装置的主动式空气动力学提升门扰流板设计

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年1月22日提交的美国临时申请No.62/795,319和于2018年6月18日提交的美国临时申请No.62/686,271的权益。上述申请的公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及具有多个四杆运动联动装置的主动式空气动力学提升门扰流板设计。

在本公开的末尾附有附录，该附录包含也构成本申请的一部分的本发明的附加书面描述和附图。

背景技术

已知用于在车辆中使用以用于为各种车辆提供空气动力学益处和造型益处的“扰流板”。在SUV类型的车辆中，扰流板通常设置在提升门区域处，其中，扰流板附接至此类型的车辆的车顶或提升门的顶部。

在SUV类型的车辆上使用扰流板减少了SUV后部区域的湍流尾迹，从而降低了阻力系数(Cd)，并且提高了燃料经济性。静态式后扰流板已被实施为减少阻力，但是由于其静态性质，静态式后扰流板不提供任何可调整性。本发明寻求提供一种主动式后水平扰流板，该主动式后水平扰流板与静态式后扰流板结合使用，以产生具有附加益处的尺寸可调的水平流动通道。本发明还寻求提供通过主动式竖向扰流板形成的附加竖向流动通道，所述主动式竖向扰流板与主动式水平扰流板相结合提供进一步附加的空气动力学益处。

现有的提升门扰流板大多是静态的，并且必须同时满足停车和行驶要求以及造型与性能之间的单一平衡。由于封装限制，扰流板表面的移动受到限制。在使用主动式扰流板的表面上，扰流板通常使用线性致动器来铰接表面，但是由于提升门的几何形状和运动，所需的封装空间通常是有限的。本发明的目的是设计一种允许提升门表面的多方向移动的联动装置系统。一种用以使面板朝向车辆的外侧和内侧移动的致动器和联动装置的系统，以及用以使系统在车辆中向后或向前移动的单独的一组致动器和连杆。联动装置设计允许致动器的旋转使两杆或四杆运动联动装置移动，从而使提升门扰流板的件在各个方向上移动。所实现的运动是一种“提升和放置”运动，该“提升和放置”运动减少了各个表面之间的相对运动，其中，表面中一些表面是“A级”的或可见的。这减少了部件的摩擦和磨损，因为运动只是旋转的。

发明内容

本发明涉及一种在车辆的提升门上使用的主动式提升门扰流板。提升门具有上表面，并且通常是在车辆的后侧的后提升门或舱门。壳体连接至提升门的上表面。存在使用连接件连接至壳体的可移动面板。连接件通过四杆联动装置形成，四杆联动装置形成位于可移动面板与壳体之间的连接件的一部分。在一个实施方式中是单个旋转致动器的致动器连接至四杆联动装置并且引起可移动面板的移动。在使用多于一个可移动面板的实施方式中，一些实施方式使用单个致动器来移动多个面板，而其他实施方式使用多个致动器来移动每个面板。

附图说明

将通过详细描述和附图更充分地理解本发明，在附图中：

图1是位于车辆的提升门上的主动式扰流板的侧视立体图。

图1A是根据本发明的第一实施方式的具有处于收起位置的可移动面板的主动式提升门扰流板的俯视立体图。

图1B是根据本发明的第一实施方式的具有处于展开位置的可移动面板的提升门扰流板的俯视立体图。

图2A是根据本发明的第二实施方式的具有处于收起位置的上托盘和联动装置的主动式提升门扰流板的俯视立体图。

图2B是根据本发明的第二实施方式的具有处于展开位置的上托盘和联动装置的主动式提升门扰流板的俯视立体图。

图3A是根据本发明的第三实施方式的具有示出为处于收起位置的主动式竖向扰流板的主动式提升门扰流板的俯视立体图。

图3B是根据本发明的第三实施方式的具有示出为处于展开位置的主动式竖向扰流板的主动式提升门扰流板的俯视立体图。

图4A是根据本发明的第四实施方式的具有处于收起位置的分开的上托盘和联动装置的主动式提升门扰流板的俯视立体图。

图4B是根据本发明的第四实施方式的具有处于展开位置的分开的上托盘和联动装置的主动式提升门扰流板的俯视立体图。

图5A是根据本发明的第五实施方式的具有处于部分展开位置的分开的上托盘和竖向移动面板的主动式提升门扰流板的俯视立体图。

图5B是根据本发明的第五实施方式的具有处于展开位置的分开的上托盘和竖向移动面板的主动式提升门扰流板的俯视立体图。

具体实施方式

对优选实施方式的以下描述本质上仅是示例性的并且决不意在限制本发明及其应用或用途。

本发明包括具有现在将在下面描述的各种可移动面板构型的若干实施方式。根据特定应用单独使用或彼此组合使用的各个实施方式在本发明的范围内。

现在参照附图，图1、图1A和图1B示出了本发明的第一实施方式，其包括主动式提升门扰流板10的俯视立体图，该主动式提升门扰流板10具有能够在主动式提升门扰流板10的中空腔16内滑动的下面板12。主动式提升门扰流板10连接至车辆6的提升门8或形成车辆6的提升门8的一部分。更具体地，主动式提升门扰流板10连接或形成在提升门8的上表面4处。车辆6具有纵向轴线A，本发明的不同的可移动部件相对于该纵向轴线A移动。尽管上表面4、车辆6和主动式提升门扰流板10仅在图1A和图1B中示出，但是可以理解的是，在本发明的其他实施方式中描述的所有其他提升门扰流板在与图1A和图1B中所示的相同位置处连接至在车辆上使用的提升门或者在该相同位置处与车辆上使用的提升门一起形成。

具体参照图1A和图1B，主动式提升门扰流板10包括壳体11，该壳体11具有在主动提升门扰流板10中的开口18，以用于以可滑动的方式接纳可移动面板12。中空腔16连接至主动式提升门扰流板10的开口18，并且可移动面板12在处于收起位置时容纳在该中空腔16内。当可移动面板12移动至如图1B所示的展开位置时，可移动面板12延伸穿过开口18，使得可移动面板18在移动至中间位置和展开位置时远离主动式提升门扰流板10延伸。可移动面板12通过致动器14的移动而移动，致动器14是连接至四杆联动装置20、20’的双向旋转致动器。四杆联动装置20、20’具有驱动轴22、22’，驱动轴22、22’连接至从动连杆24、24’，从动连杆24、24’在一个端部处连接至驱动轴22、22’，并且在第二端部处连接至可移动面板12。还存在有随动连杆26、26’，随动连杆26、26’在第一端部处连接至主动式提升门扰流板10的中空腔16的内表面，并且在第二端部处随动连杆26、26’连接至可移动面板12。四杆联动装置20、20’允许可移动面板12在收起位置、展开位置以及位于收起位置与展开位置之间的中间位置之间移动。在一些应用中，由于致动器14可以使驱动轴22、22’在许多不同位置处旋转和停止，因此可能存在多于一个的中间位置。为了在各位置之间移动，致动器14沿第一方向旋转驱动轴22、22’，直到驱动轴22、22’到达期望的中间位置或展开位置为止。然后，致动器14沿与第一方向相反的第二方向旋转，以使可移动面板12从展开位置或中间位置移动返回至收起位置。

现在参照附图，图2A和图2B示出了本发明的第二实施方式，其包括主动式提升门扰流板100的俯视立体图，该主动式提升门扰流板100具有连接至主动式提升门扰流板100的下壳体104的配合表面103的上托盘102。上托盘102在收起位置与展开位置之间移动，在收起位置中，上托盘102抵靠下壳体104的配合表面103坐置，在展开位置中，上托盘102远离下壳体104延伸。还存在有位于收起位置与展开位置之间的中间位置。在本发明的该特定实施方式中，四杆联动装置106、106’从下壳体104的配合表面103提起上托盘102，并且然后将上托盘102向下下降至展开位置，由此消除了上托盘102与下壳体104之间的任何滑动连接件。下壳体104还包括与配合表面相邻的外表面部分108，上托盘102在移动至收起位置时抵靠该外表面部分108搁置。外表面部分108在壳体104上提供竖向边缘，上托盘102在上托盘102处于收起位置时将接触该竖向边缘，以形成主动式提升门扰流板的均匀表面，并且外表面部分108提供了空气动力学优势，这是因为在上托盘102收起时上托盘102与壳体104之间不存在间隙。

上托盘102通过致动器110的移动而移动，致动器110是连接至四杆联动装置106、106’的双向旋转致动器。四杆联动装置106、106’具有驱动轴122、122’，驱动轴122、122’连接至从动连杆124、124’，从动连杆124、124’在一个端部处连接至驱动轴122、122’，并且在第二端部处连接至上托盘102。还存在有随动连杆126、126’，随动连杆126、126’在第一端部处连接至下壳体104，并且在第二端部处随动连杆126、126’连接至上托盘102。四杆联动装置106、106’允许上托盘102在收起位置、展开位置以及位于收起位置与展开位置之间的中间位置之间移动。在一些应用中，由于致动器110可以使驱动轴122、122’在许多不同位置处旋转和停止，因此可能存在多于一个的中间位置。为了在各位置之间移动，致动器110沿第一方向旋转驱动轴122、122’，直到驱动轴到达期望的中间位置或展开位置为止。然后，致动器110沿与第一方向相反的第二方向旋转，以使上托盘102从展开位置或中间位置移动返回至收起位置。

图3A和图3B是根据本发明的第三实施方式的主动式提升门扰流板200的俯视立体图。在本发明的该实施方式中，存在有壳体202和连接至壳体202的水平移动面板204。壳体内存在有容置竖向移动面板208的竖向腔206，竖向移动面板208在收起位置与展开位置之间移动，在收起位置中，竖向移动面板208完全位于竖向腔206内，在展开位置中，竖向移动面板208从竖向腔206远离壳体202向外延伸。竖向移动面板208还能够移动至位于展开位置与收起位置之间的中间位置。

可水平移动的面板204可以平行于车辆6的纵向轴线A在纵向方向上远离提升门8移动。可水平移动的面板204可以在收起位置与展开位置之间移动，在收起位置中，竖向腔206被覆盖，在展开位置中，竖向腔206未被覆盖从而允许竖向移动面板204从收起位置移动至中间位置和展开位置。水平面板204的移动使用两个四杆联动装置210、210’来完成，所述两个四杆联动装置210、210’连接在可水平移动的面板204与壳体202之间，以用于使可水平移动的面板204在收起位置、中间位置以及展开位置之间移动。

可水平移动的面板204通过致动器212的移动而移动，致动器212是连接至四杆联动装置212、212’的双向旋转致动器。四杆联动装置212、212’具有驱动轴222，驱动轴222连接至从动连杆224、224’，从动连杆224、224’在一个端部处连接至驱动轴222，并且在第二端部处连接至可水平移动的面板204。还存在有随动连杆226、226’，随动连杆226、226’在第一端部处连接至壳体202，并且在第二端部处随动连杆226、226’连接至可水平移动的面板204。四杆联动装置212、212’允许可水平移动的面板204在收起位置、展开位置以及位于收起位置与展开位置之间的中间位置之间移动。在一些应用中，由于致动器212可以使驱动轴222在许多不同位置处旋转和停止，因此可能存在多于一个的中间位置。为了在各位置之间移动，致动器212沿第一方向旋转驱动轴222，直到驱动轴到达期望的中间位置或展开位置为止。然后，致动器212沿与第一方向相反的第二方向旋转，以使可水平移动的面板204从展开位置或中间位置移动返回至收起位置。

图4A和图4B是根据本发明的第三实施方式的主动式提升门扰流板300的俯视立体图。存在具有配合表面304和外表面部分310的下壳体302。下壳体302上方存在有上托盘，该上托盘具有在收起位置与展开位置之间移动的左面板306和右面板308。当处于收起位置时，左面板306和右面板308彼此抵接，并且外表面部分310形成统一的外表面。当上托盘的各部分移动至展开位置时，左面板306和右面板308沿着横向于车辆6的纵向轴线A和提升门8的两侧的轴线彼此远离地移动。还存在位于收起位置与展开位置之间的中间位置。通过连接至致动器314的马达连杆312以及四杆联动装置311、311’促进了左面板306和右面板308的移动。马达连杆312具有连接至致动器314并且能够旋转的驱动连杆316。在驱动连杆316的相对端部处连接有驱动连杆连接杆318、318’，驱动连杆连接杆318、318’连接至相应的左面板306和右面板308的底表面。左面板306和右面板308各自具有相应的四杆连杆311、311’，四杆连杆311、311’包括连接在相应的左面板306或右面板308的底表面与下壳体302之间的两个承载臂320、320’、322、322’。当致动器314使驱动连杆316旋转至延伸位置或缩回位置时，承载臂320、320’、322、322’使相应的左面板306和右面板308围绕左面板306和右面板308与下壳体302的连接件在收起位置与展开位置之间旋转。

图5A和图5B通过描绘混合的主动式提升门扰流板400示出了图3A、图3B、图4A和图4B所示的实施方式的变型，该混合的主动式提升门扰流板400具有呈左面板403和右面板402的分开的上托盘形式的水平移动面板以及竖向移动面板408。竖向移动面板位于壳体412的竖向腔410中。竖向移动面板408在收起位置与展开位置之间移动，在收起位置中，竖向移动面板408完全位于竖向腔410内，在展开位置中，竖向移动面板408从竖向腔410远离壳体409向外延伸。竖向移动面板408还能够移动至位于展开位置与收起位置之间的中间位置。

左面板403和右面板402在左面板403和右面板402抵接并形成统一的外表面的收起位置之间移动。当上托盘的各部分移动至展开位置时，左面板403和右面板402沿着横向于具有提升门8的车辆6的纵向轴线A的轴线彼此远离地移动。还存在位于收起位置与展开位置之间的中间位置。通过连接至致动器414的马达连杆412以及四杆联动装置411、411’促进了左面板403和右面板402的移动。马达连杆412具有连接至致动器414并且能够旋转的驱动连杆416。在驱动连杆414的相对端部处连接有驱动连杆连接杆418、418’，驱动连杆连接杆418、418’连接至相应的左面板403和右面板402的底表面。左面板403和右面板402各自具有相应的四杆连杆411、411’，四杆连杆411、411’包括连接在相应的左面板306或右面板308的底表面与下壳体302之间的两个承载臂420、420’、420”、420”’、422、422’、422”、422”’。当致动器414使驱动连杆416旋转至延伸位置或缩回位置时，承载臂420、420’、420”、420”’、422、422’、422”、422”’使相应的左面板403和右面板402围绕左面板403和右面板402与下壳体409的连接件在收起位置与展开位置之间旋转。

本发明的描述本质上仅仅是示例性的，因此，不脱离本发明的主旨的变型意在在本发明的范围内。这些变型不应被认为是对本发明的精神和范围的脱离。

Claims (10)

1.一种主动式提升门扰流板，包括：

车辆的提升门，所述提升门包括上表面；

壳体，所述壳体连接至所述提升门的所述上表面；

可移动面板，所述可移动面板通过连接件连接至所述壳体，所述可移动面板能够在收起位置、中间位置和展开位置之间移动；

至少一个四杆联动装置，所述至少一个四杆联动装置形成所述可移动面板与所述壳体之间的所述连接件的至少一部分；

开口，所述开口位于所述壳体中，以用于可滑动地接纳所述可移动面板；以及

中空腔，所述中空腔连接至所述壳体的所述开口，其中，所述可移动面板在处于收起位置时容纳在所述中空腔内，并且所述可移动面板在移动至中间位置和展开位置时延伸穿过所述开口，使得所述可移动面板远离所述壳体延伸；

其中，所述可移动面板是位于所述壳体的竖向腔中的竖向移动面板，并且所述竖向移动面板在收起位置、中间位置和展开位置之间移动，其中，所述竖向移动面板在处于收起位置时完全位于所述竖向腔内，并且所述竖向移动面板在处于展开位置时从所述竖向腔远离壳体向外延伸，并且所述竖向移动面板在所述竖向移动面板处于中间位置时位于在收起位置与展开位置之间的位置处，并且

其中，所述主动式提升门扰流板还包括第二可移动面板，所述第二可移动面板是包括左侧面板和右侧面板的上托盘，所述左侧面板和所述右侧面板在所述左侧面板和所述右侧面板抵接并且形成统一的外表面的收起位置、所述左侧面板和所述右侧面板沿着横向于所述车辆的纵向轴线的轴线彼此远离地移动的展开位置、以及位于收起位置与展开位置之间的中间位置之间移动。

2.根据权利要求1所述的主动式提升门扰流板，还包括：

致动器，所述致动器连接至所述至少一个四杆联动装置，以用于使所述可移动面板在收起位置、中间位置和展开位置之间移动。

3.根据权利要求2所述的主动式提升门扰流板，还包括：

驱动轴，所述驱动轴连接在所述致动器与所述至少一个四杆联动装置之间，以用于使所述四杆联动装置和所述可移动面板在收起位置、中间位置和展开位置之间旋转；

其中，所述至少一个四杆联动装置还包括从动连杆，所述从动连杆在一个端部处可旋转地连接至所述驱动轴，并且在第二端部处可旋转地连接至所述可移动面板；以及

随动连杆，所述随动连杆可旋转地连接在所述壳体与所述可移动面板之间。

4.根据权利要求1所述的主动式提升门扰流板，其中，所述壳体中的所述开口从所述提升门向外且向后面向，使得当所述可移动面板处于展开位置时，所述可移动面板沿着所述车辆的纵向轴线远离所述提升门延伸。

5.一种主动式提升门扰流板，包括：

车辆的提升门，所述提升门包括上表面；

壳体，所述壳体连接至所述提升门的所述上表面；

可移动面板，所述可移动面板通过连接件连接至所述壳体，所述可移动面板能够在收起位置、中间位置和展开位置之间移动；

至少一个四杆联动装置，所述至少一个四杆联动装置形成所述可移动面板与所述壳体之间的所述连接件的至少一部分；

开口，所述开口位于所述壳体中，以用于可滑动地接纳所述可移动面板；以及

中空腔，所述中空腔连接至所述壳体的所述开口，其中，所述可移动面板在处于收起位置时容纳在所述中空腔内，并且所述可移动面板在移动至中间位置和展开位置时延伸穿过所述开口，使得所述可移动面板远离所述壳体延伸；

所述可移动面板是连接至位于所述主动式提升门扰流板的下壳体上的配合表面的上托盘，其中，所述上托盘在所述上托盘抵靠所述下壳体的所述配合表面坐置的收起位置、所述上托盘远离所述下壳体延伸的展开位置、以及位于收起位置与展开位置之间的中间位置之间移动；

其中，所述上托盘由左面板和右面板形成，所述左面板和所述右面板在所述左面板和所述右面板抵接并且形成统一的外表面的收起位置、所述左面板和所述右面板沿着横向于所述车辆的纵向轴线的轴线彼此远离地移动的展开位置、以及位于收起位置与展开位置之间的中间位置之间移动。

6.根据权利要求5所述的主动式提升门扰流板，还包括致动器，所述致动器连接至所述四杆联动装置，以用于使所述上托盘在收起位置、中间位置和展开位置之间移动。

7.根据权利要求5所述的主动式提升门扰流板，其中，所述上托盘在移动至展开位置时沿着所述车辆的纵向轴线远离所述提升门延伸。

8.一种主动式提升门扰流板，包括：

车辆的提升门，所述提升门包括上表面；

壳体，所述壳体连接至所述提升门的所述上表面；

竖向移动面板，所述竖向移动面板位于所述壳体的竖向腔中，并且所述竖向移动面板在所述竖向移动面板完全位于所述竖向腔内的收起位置、所述竖向移动面板从所述竖向腔远离壳体向外延伸的展开位置、以及位于收起位置与展开位置之间的中间位置之间移动；

可水平移动的面板，所述可水平移动的面板是包括左侧面板和右侧面板的上托盘，所述左侧面板和所述右侧面板在所述左侧面板和所述右侧面板抵接并且形成统一的外表面的收起位置、所述左侧面板和所述右侧面板沿着横向于所述车辆的纵向轴线的轴线彼此远离地移动的展开位置、以及位于收起位置与展开位置之间的中间位置之间移动；以及

至少一个四杆联动装置，所述至少一个四杆联动装置连接在所述可水平移动的面板与所述壳体之间，以用于使所述可水平移动的面板移动至收起位置、中间位置和展开位置。

9.根据权利要求8所述的主动式提升门扰流板，还包括：

致动器，所述致动器连接至所述至少一个四杆联动装置，以用于使所述可水平移动的面板在收起位置、中间位置和展开位置之间移动。

10.根据权利要求9所述的主动式提升门扰流板，还包括：

驱动轴，所述驱动轴连接在所述致动器与所述至少一个四杆联动装置之间，以用于使所述四杆联动装置和所述可水平移动的面板在收起位置、中间位置和展开位置之间旋转；

其中，所述至少一个四杆联动装置还包括从动连杆，所述从动连杆在一个端部处可旋转地连接至所述驱动轴，并且在第二端部处可旋转地连接至所述可水平移动的面板；以及

随动连杆，所述随动连杆可旋转地连接在所述壳体与所述可水平移动的面板之间。

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