CN1280513C - 一种驱动传动装置 - Google Patents

Abstract

驱动传动装置包括一个旋转驱动输入元件(24)，它相对于它的旋转轴A倾斜，并从马达(10)接收驱动。一个第一齿轮(28)，可旋转地安装在驱动输入元件(24)上并且与可旋转的第二齿轮(42)和一个不能旋转的齿轮(54)相啮合。驱动输入元件(24)的旋转导致第一齿轮以摇摆的方式摆动，而第二齿轮(42)为传动装置提供旋转驱动输出。

Description

一种驱动传动装置

技术领域

本发明涉及一种驱动传动装置，特别是，但不是唯一的，涉及一种用于提升和降落机动车辆的门的窗户面板的驱动传动装置。

背景技术

电动马达的旋转速度高但扭矩低。许多关于汽车的申请，例如提升或降落车辆的窗户面板，需要低速外加高扭矩，这样的转换典型地是通过一个驱动传动装置(通常是一个齿轮箱)提供所需的减速比来实现的。例如，一个典型的提升和降落窗户面板的电动马达转速在3700rpm下可以产生一个大约为0.36Nm的扭矩。通过提供一个73∶1的减速比，可以在转速为100rpm时得到一个12Nm的扭矩，它适于用来提升或降落车辆窗户面板。

车辆的门的包装需要使得定位电动马达和驱动传动装置配件很困难。直到近来，本领域的实践的发展是在轴向方向上定位电动马达和驱动传动装置。换句话说，配件的径向尺寸比轴向长度小。最终的长度是将马达和驱动传动装置配件安装到车辆的门上，配件的轴线平行于将要打开或关闭的窗户面板。这意味着不得不将驱动力转过90度的角度才能驱动，即，为了提升和降落窗户面板，必须有一个小齿轮与扇形齿轮啮合。

最近，一种电动马达叫做“扁平型马达”已经发展成放射形。换句话说，马达的径向尺寸相对于它的轴向长度大。例如，直径为80-100mm的扁平型马达的轴向长度可能只有20-30mm。这样长度的安排使扁平型马达安装到一个车辆的门上，它的旋转轴线与窗户的面板成横向。但是，仍需一个驱动传动装置，如果整个的配件在与窗户面板的横向方向上轴向延伸，需要一个较短的驱动传动装置。

世界专利WO-A-01/20753号公开了一种扁平型马达和一种已经发展成放射状的驱动传动装置，换句话说，驱动传动装置的轴向尺寸与它的径向尺寸相比相当短。世界专利WO-A-01/20753中的实施例，使一个扁平型马达/驱动传动装置配件安装在它的轴线与窗户面板呈横向的方向上。但是，所描述的传动装置包括复杂的小齿轮周转的装置及内齿环面齿轮。

美国专利US-A-3 428 839公开了一种减速驱动传动装置。传动装置包括一个可旋转斜齿轮，它由安装的用来产生摇摆运动的斜齿轮来驱动，读者可以直接参考美国专利US-A-3 428 839中的这种方式中的细节，其中，一个摆动齿轮装置可以提供一个减速驱动比。摆动运动由多个电磁石来完成。提供多个电磁石的需要再次导致了装置的复杂性。而且，可靠性也是一个问题，因为在美国专利US-A-3 428 839中特别提到了当电磁石损坏或击穿时更换电磁石的可能性。实际上，有必要提供一种可拆卸的盖板来接近电磁石，就可以移去那个会产生问题的被烧坏的电磁石。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种驱动传动装置，适于与一个扁平型马达一起使用，它不像WO-A-01/20753和美国专利US-A-3 428 839那样复杂，而且其仍可制成轴向尺寸相对于其径向尺寸较短。

本发明提供一种驱动传动装置，包括一个从马达接收驱动力的旋转驱动输入元件、一个由旋转驱动输入元件驱动从而以摇摆方式摆动的第一齿轮、和一个与第一齿轮啮合并为传动装置提供一个旋转驱动输出的第二齿轮，第二齿轮位于一个窗户校准仪缆绳鼓轮内并与之驱动相连，鼓轮有一个螺旋槽来驱动一个窗户校准仪缆绳。

使用摇摆齿轮能使驱动传动装置的结构比世界专利WO-A-01/20752中公开的驱动传动装置简单，使用旋转驱动输入元件比使用美国专利US-A-3 428 839中建议的多个电磁石更可靠。当与一个扁平型马达联合使用时，可以形成一个很紧凑的装置，在如车辆门内侧空间等最合适的空间内是相当有用的。

优选的是，第一齿轮的旋转运动受限制，并且优选的是受一个不可旋转的第三齿轮的阻止。

使用第三齿轮提高传动装置的紧凑特性。例如在美国专利US-A-3428 839，在一种实施例中，有必要提供一个键装置以及一个十字头销来限制旋转，在另一个实施例中，有必要为可摇摆齿轮提供一个径向延伸的滚子和一个位于单独装备上的且与滚子配合的槽。这两个建议比起使用一个单一的第三齿轮来限制旋转更加复杂，紧凑性更差些。

第二和第三齿轮可以同轴，在这种情况下，第一齿轮优选地定位于第二和第三齿轮之间。

第三齿轮的齿优选的是与第一齿轮的齿持续啮合来阻止第一齿轮的旋运动。

在一个实施例中，第一齿轮在第二和第三齿轮之间轴向定位。在这种情况下，第一齿轮可以有第一组与第二齿轮的齿相啮合的齿和第二组与第三齿轮的齿相啮合的齿。在一个齿轮上使用两组齿，这种方式帮助保持传动装置的紧凑特性。第一组齿和第二组齿可以分布在第一齿轮的相对侧。

在另一个实施例中，第二和第三齿轮分布在第一齿轮的一侧。在这种情况下，第一齿轮可以有与第二和第三齿轮相啮合的两组齿。再有，在这种实施方式中，有可能得到一个紧凑的装置。

优选的是，不同的啮合齿轮的齿数不相同。例如，第一和第二齿轮的啮合的齿或者第一和第三齿轮的啮合的齿的齿数可以不同。如果需要，第二和第三齿轮的啮合的齿的齿数可以不同。

优选的是，第一齿轮围绕着驱动输入元件的旋转轴线的中心摇摆。

方便的是，驱动输入元件的至少一部分可以相对于它的旋转轴线倾斜，第一齿轮优选的可旋转地安装在倾斜部分上。后一设置能使驱动输入元件的所述的倾斜部分将摇摆运动传给第一齿轮，而不将旋转运动传给第一齿轮。优选的是，驱动输入元件的倾斜部分是圆柱形的，它的轴线相对于驱动输入元件的旋转轴线倾斜。

在一个优选实施例中，第二齿轮与一个位于传动驱动装置上的鼓轮旋转相连。鼓轮优选在围绕着驱动输入元件的旋转轴线旋转，为了使结构紧凑，第一和第二齿轮优选地设在鼓轮内。当有前述的第三齿轮时，它也可以设在鼓轮内。鼓轮可以有一个密封着的开口端确保齿轮在一个清洁区域内运转。当马达或驱动传动装置打算提升或降落一个车辆窗户面板时，鼓轮可以驱动缆绳来操纵窗户。

为了方便起见，传动装置可以设置在与马达相连的外壳内。如果需要，远离马达的外壳部分可以旋转地支撑马达的一个驱动轴部分以保证稳定性。

驱动传动装置的一个特殊用处是打开和关闭一个车辆门的窗户面板。在这个方面，和根据本发明的第三个方面，提供一种车辆门，其内有一个根据本发明的第一或第二个方面或任何相关的附加条款设计的驱动传动装置。

附图说明

下面结合例子和附图对本发明的传动装置进行详细描述：

图1是根据本发明的一种形式的驱动传动装置的轴向横截面示意图；

图2是根据本发明的另一种不同形式的驱动传动装置的轴向横截面示意图；

图3是图2所示的驱动传动装置的一部分的示意图，其中包括一些修改。

具体实施方式

参看图1，扁平型马达10有一个外壳12和一个旋转驱动轴14。附图标记16所指代的驱动传动装置由马达10(在这里是一个电动机)驱动。顶帽横截面机箱18(也称作缆绳鼓轮外壳)安装在一个门内壳45A上，形成一个滑动轴承20，它旋转支撑着轴14的一个自由端。

马达10和机箱18安装于其上面的门包括一个门外壳45B和一个门内壳45A。位于这两个壳之间有一个空间，窗玻璃安装在低处。将所有的潮气和雨水排出这个空间是不可能的。在门内壳45A的右手侧定位有一个门装饰面板45C(从图1看)。门内壳45A的右侧区域称作门的干燥侧，门内壳45A的左侧区域称作门的潮湿侧。因此，门内壳45A形成分隔干燥侧和潮湿侧的一个屏障。必要的是，缆绳鼓轮必须基本上定位在门的潮湿侧内，为的是缆绳48正确的提升和降落与其相联的窗户。同时，如果需要，马达能被额外的定位到门的潮湿侧，优选的放在门的干燥侧，为的是减小马达的电动构件受潮气影响的风险性。

传动装置16的中空的驱动输入元件24容纳轴14，并且可驱动地连接到其上，这样与轴14一同围绕着一个旋转轴线A旋转。驱动输入元件24的一个外部分25是圆柱形的，并且圆柱的纵向轴线C相对于旋转轴线A成一个角度α。角度α的值取决于下面所描述的齿轮的齿高，这个齿高决定齿的机械强度。圆柱外部分25支撑着一对径向轴承26的内滚道，径向轴承26的外滚道支撑着一个第一齿轮28，第一齿轮28带有两个背对背轴向安装的第一、第二两组斜齿30、32。在所示的实施例中，齿30、32分布在一个金属板34的相对着的两个面上，金属板34安装在轴承26的外滚道上。其它合适类型的径向轴承26可以替换图示的球轴承。

鼓轮36有一个端部分38，端部分38可旋转地安装在一个合适的径向轴承(未画出)的轴14上。端部分38有一圈斜齿40，形成一个附图标记42所指的第二齿轮。因为在本实施例中的鼓轮和齿是注塑成型的，所以齿40和鼓轮36是一个整体。如图1所示，第一、第二齿轮28、42的斜齿30、40各自持续啮合。在所示的实施例中，斜齿30的齿数与斜齿40的齿数不相同，可能只差一个齿。鼓轮36有一个外围44，其上形成一个螺旋的槽46，来驱动用来提升和降落车辆的门的窗户的缆绳48，在图中示意出了部分的门45。缆绳穿过机箱18的孔49。

鼓轮36的一个开口端与不可旋转地安装在马达座12上的一个圆形金属板51的圆周密封50密封接触。金属板51有一圈斜齿52形成一个第三齿轮，由附图标记54指代，与第一齿轮28持续啮合。第二和第三齿轮42、54有一个共同的旋转轴线A，密封50帮助确保齿轮28、42、54在位于鼓轮36的清洁环境内运转。鼓轮36和外壳18之间可以有另外一个密封(未画出)，来确保齿轮28、42、54不被水或其它的外界杂质污染。在图示的实施例中，第一个齿轮28的斜齿32的齿数与第三齿轮54的斜齿的齿数相同。

当轴14旋转时，倾斜的驱动输入元件24和它一致旋转，导致第一齿轮28前后摇摆。这样的摆动运动导致第一齿轮28与第二和第三齿轮42、54始终保持啮合。摆动是围绕着轴线A上的中心R发生的，啮合齿轮的节线(未画出)向里延伸通过中心R。从这方面考虑，应当注意啮合齿轮的各自的节线保持相互接触。因为第一齿轮28的齿32的齿数与固定的第三齿轮54的齿52的齿数相同，第三齿轮54阻止第一齿轮28围绕轴线A的摆动运动。因为第一齿轮28的齿30的齿数与第二齿轮42的齿40的齿数不同，当与轴14(鼓轮36可旋转地安装于轴14上)的转速相比，第一齿轮28传给第二齿轮42一个很低的转速，因此也就传给鼓轮36一个很低的转速。

如果需要，第一齿轮28的齿32的齿数可以与第三齿轮54的齿52的齿数不同。在这种情况下，第一齿轮28在摆动过程中将绕着轴线A旋转。第一齿轮28的齿30的齿数和第三齿轮54的齿数40依照要提供的减速比来选择。因此，我们会看到，第三齿轮54或者通过使第一齿轮28围绕着轴线A旋转，或者完全阻止第一齿轮的旋转，来控制第一齿轮28在摆动过程中旋转运动。

减速比R由下面的公式给出：

$R=\frac{1}{1-n2\·n3/n1\·n4}$

此处，n1是第一齿轮28的齿32的齿数

      n2是第三齿轮54的齿52的齿数

      n3是第一齿轮28的齿30的齿数

      n4是第二齿轮42的齿40的齿数

参照图2，与图1所示的部分相对应的部分采用相同的附图标记标注，以下就不再详细进行描述。

从图2中可以注意到，下垂的第一齿轮28有单独一组齿32，它同时与鼓轮36上的第二齿轮42的齿40和固定的第三齿轮54的齿52相啮合。在这个实施例中，保留并安装有鼓轮，它在第三齿轮54的外侧旋转。一个合适的径向轴承(未画出)就是为这个目的而设置的，如果需要，鼓轮36可以抵着第三齿轮54被密封。鼓轮的相对端由一个遮蔽金属板56来保护齿轮28、42、54不被污染。如图1所示，鼓轮36用来驱动一个缆绳48来操纵一个车辆窗户，缆绳48通过外壳18的孔49。

第二齿轮42的齿40的齿数与固定的第三齿轮54的齿52的齿数至少差一个。如果需要，第一齿轮28的齿32和齿数可以与其它齿轮42、54之一的齿数相同或与二者的齿数均不同。

图2所示实施例中的减速比由下面的公式给出：

$R=\frac{1}{1-n2/n4}$

在此，n1是第一齿轮28的齿32的齿数

      n2是第三齿轮54的齿52的齿数

      n4是第二齿轮42和齿40的齿数

可以看出，图1所示的齿30和32的功能在图2中仅需齿32即可完成。

图3所示的为图2所示的实施例的变形，第一齿轮28有两组齿30，32，分别于齿轮42、54的齿40、52相啮合。齿30的齿数与齿32的齿数不同。通过拉模铸造或注塑成型第一齿轮28而形成两组齿30，32。

减速比R通过以下公式给出：

$R=\frac{1}{1-n2\·n3/n1\·n4}$

此处，n1是第一齿轮28的齿32的齿数

      n2是第三齿轮54的齿52的齿数

      n3是第一齿轮28的齿30的齿数

      n4是第二齿轮28的齿40的齿数

注意，另外一种实施例中，倾斜的驱动输入元件24可以与轴14制成一个整体。

在另一个实施例中，驱动输入元件24可以制成带有一个与外部分25平行的中心孔，并且其内径比轴14的外径大。这样的一个圆柱元件能够滑到轴上，鉴于它的较大的孔，当与轴的直径相比时，它可以倾斜一个角α并且相对于轴紧密连接到这个位置上。

同时，为了使用鼓轮36和缆绳48，制定了特殊的参数，鼓轮由一个臂和时常用作提升和降落车辆窗户机构的一部分的扇形校准仪来代替。在这样的装置中需要一个高的扭矩(例如40Nm)，图1所示的实施例是优选的实施例，可以得到高的扭矩。在这种情况下，第一和第二齿轮28、42的齿30、40的齿数可以相同而第一和第三齿轮28、54的齿32、52的齿数可以不同，从而在传动装置的输入端(即，位于第一和第三齿轮28和54之间)而不是输出端(即，位于第一和第二齿轮28和42之间)提供一个减速比。这能够允许强输出齿轮装置来克服所需的高扭矩，同时允许使用低强输入齿轮装置来克服传动装置输入端的低扭矩。

可以看到，根据附图所描述的传动装置，与径向尺寸相比，在轴线A方向短。这使得在受限的空间内，如在车辆门中，与扁平型马达一起使用时是理想的。而且传动装置的结构比前面提到的现有技术相比要简单，当与美国专利US-A-3 428,839相比，因为它不需要使用多个电磁石，因而显得特别可靠。

Claims (22)

1.一种驱动传动装置，包括：从一个马达来接收驱动的驱动输入元件；一个由旋转驱动输入元件来驱动、使其能以一种摇摆的方式摆动的第一齿轮；和一个与第一齿轮相啮合来向传动装置提供一个旋转驱动输出的第二齿轮，第二齿轮位于一个窗户校准仪缆绳鼓轮内并且与鼓轮驱动相连，鼓轮的外围上形成有一个螺旋槽来驱动一个窗户校准仪缆绳。

2.一种如权利要求1所述的驱动传动装置，其特征在于：不可旋转的第三齿轮与第一齿轮啮合，控制第一齿轮在摆动期间的旋转运动。

3.一种如权利要求2所述的驱动传动装置，其特征在于：第二和第三齿轮同轴。

4.一种如权利要求2所述的驱动传动装置，其特征在于：第一齿轮在第二和第三齿轮之间轴向定位。

5.一种如权利要求4所述的驱动传动装置，其特征在于：第一齿轮有与第二齿轮相啮合的第一组齿和与第三齿轮的齿相啮合第二组齿。

6.一种如权利要求5所述的驱动传动装置，其特征在于：第一组齿和第二组齿在第一齿轮的相对侧上分布。

7.一种如权利要求2所述的驱动传动装置，其特征在于：第二和第三齿轮分布在第一齿轮的一侧。

8.一种如权利要求7所述的驱动传动装置，其特征在于：第一齿轮在其一侧有与第二、第三齿轮都相啮合的齿。

9.一种如权利要求8的所述的驱动传动装置，其特征在于：第一齿轮有分别与第二和第三齿轮相啮合两组齿。

10.一种如权利要求1所述的驱动传动装置，其特征在于：不同的啮合齿轮的齿数不同。

11.一种如权利要求2所述的驱动传动装置，其特征在于：第三齿轮的齿与第一齿轮的齿持续相啮合来控制第一齿轮的旋转运动。

12.一种如权利要求1所述驱动传动装置，其特征在于：第一齿轮可绕着驱动输入元件的旋转轴线的中心摇摆。

13.一种如权利要求1所述的驱动传动装置，其特征在于：驱动输入元件的至少一部分对于它的旋转轴线倾斜，并且第一齿轮安装到驱动输入元件的倾斜部分上，因此，驱动输入元件的旋转将导致把摇摆运动传到第一齿轮上。

14.一种如权利要求13所述的驱动传动装置，其特征在于，倾斜部分是圆柱形的，圆柱轴线相对于驱动输入元件的轴线相倾斜。

15.一种如权利要求1所述的驱动传动装置，其特征在于：鼓轮可围绕着驱动输入元件的旋转轴旋转。

16.一种权利要求1所述的驱动传动装置，其特征在于：第一齿轮也位于鼓轮内。

17.一种如权利要求16所述的驱动传动装置，其特征在于：不可旋转的第三齿轮与第一齿轮啮合，控制第一齿轮在摆动期间的旋转运动，且第三齿轮也位于鼓轮内。

18.一种如权利要求1所述的驱动传动装置，其特征在于：第二齿轮与鼓轮是一个整体。

19.一种如权利要求1所述的驱动传动装置，其特征在于：包括一个马达，所述马达有一个驱动所述旋转输入元件的驱动轴。

20.一种如权利要求19所述的驱动传动装置，其特征在于：旋转驱动输入元件、第一齿轮和第二齿轮位于一个与马达相连的外壳内。

21.一种如权利要求20所述的驱动传动装置，其特征在于：外壳远离马达的部分旋转地支撑着马达的驱动轴部分。

22.一种车辆门，具有一个有一个干燥侧和潮湿侧的门内壳，包括一个如权利要求19所述的驱动传动装置，其特征在于：鼓轮定位在潮湿侧，马达定位在干燥侧。

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