CN1928307B - 车辆用电动开关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有良好车载布局并配置有刚性很高的安装部的车辆用电动开关装置。车辆用电动开关装置(10)具有与电机(11)的电机轴(12)上设置的蜗杆(12a)咬合的蜗轮(20)；与蜗轮(20)同轴配置，使蜗轮(20)旋转减速，并传递给输出齿轮(32)的行星齿轮机构(21)；收容蜗轮(20)等的同时安装电机(11)的齿轮箱(14)；以及在与后门连接的输出端和与输出齿轮(32)连接的输入端之间被齿轮箱(14)可自由旋转地支撑的摇动臂(33)。形成齿轮箱(14)的第1箱体(15)和第2箱体(16)之间夹入了安装板(36)，用于将车辆用电动开关装置(10)搭载于车辆上。

Description

车辆用电动开关装置
【技术领域】
本发明涉及将电机的旋转减速后传递给车体上安装的用于开关车辆开口部的开关体，从而打开或关闭上述开口部的车辆用电动开关装置，具体地说涉及具有使电机旋转减速的蜗轮和行星齿轮机构的车辆用电动开关装置。
【背景技术】
车体上安装的用于开关车辆开口部的开关体，有侧门、后门、遮阳篷等。例如，在货车或单箱车等车辆上安装了被车体顶篷设置的铰链可自由旋转地支撑，能够沿上下方向移动的上铰链下开式，即上弹式后门，从而方便进行从车辆后方搬入或搬出货物的作业以及人员搭乘。
为了减轻上述开关体的开关移动作业所需的劳力，即减轻向打开方向或关闭方向移动时的劳力，在轿车等车辆上搭载了将电机的旋转减速后传递给开关体，从而开关开口部的车辆用电动开关装置。作为一个例子，专利文献1中公示的车辆，是通过电机轴上设置的蜗杆齿轮使电机的旋转减速后，启动齿条-齿轮传动机构，压下或拉伸轴，从而打开或关闭作为开关体的尾箱。作为另一个例子，专利文献2中公示的车辆，是通过电机轴上设置的蜗杆齿轮使电机的旋转减速后，进一步经过平行轴式配置的齿轮阵列来减速，然后通过输出齿轮侧面凸出设置的钉来推动臂，从而打开或关闭作为开关体的后门。
如专利文献1公示的技术，为了搭载具有通过往复移动齿条来打开或关闭开关体的齿条-齿轮传动机构的开关装置，必须确保齿条移动空间，即需要确保与齿条移动量相等的间隔，从而考虑到车载布局，很难实现小型化。如专利文献2所示，对于具有平行轴式配置的齿轮阵列的开关装置，由于在相互平行配置的多个旋转轴上分别安装齿轮，所以装置整体沿旋转轴径向体积很大，因此与上述技术相同，考虑到车载布局，很难实现小型化。
另一方面，打开或关闭这些开关体的开关装置，由于受到开关体的反作用力，从而需要设置刚性很高的安装部，将其牢固地固定在车体上。
【专利文献1】特开2001-253241号公报
【专利文献2】特开2003-221970号公报
【发明内容】
本发明的目的是提供车载布局良好的车辆用电动开关装置。
本发明的另一个目的是提供在不损害车载布局的前提下，设置刚性很高的安装部且将其能够牢固地固定在车体上的车辆用电动开关装置。
本发明的车辆用电动开关装置，用于将电机的旋转减速后传递给车体上安装的用于开关车辆开口部的开关体，从而打开或关闭上述开口部，其中，该车辆用电动开关装置具有：与电机的轴上设置的蜗杆咬合的蜗轮；与蜗轮同轴配置，使蜗轮旋转减速，并传递给旋转体的行星齿轮机构；收容上述蜗轮、行星齿轮机构、以及旋转体，同时安装电机的齿轮箱；以及使与旋转体连接的输入端和与开关体连接的输出端之间被齿轮箱可自由旋转地支撑，并与旋转体联动而摇动，用于打开或关闭上述开关体的摇动臂。
本发明的车辆用电动开关装置，其中，在旋转体上设置有齿轮部，在上述摇动臂的上述输入端设置有与上述齿轮部咬合的扇形齿轮。
本发明的车辆用电动开关装置，其中，上述行星齿轮机构通过用于切换动力传递状态和动力传递阻断状态的动力切换机构与蜗轮连接。
本发明的车辆用电动开关装置，其中，该装置具有与上述摇动臂的输出端和上述开关体连接，并与摇动臂联动而摇动，用于打开或关闭上述开关体的连接杆。
本发明的车辆用电动开关装置，其中，该装置安装于车体后方的窗框内，用于打开或关闭安装于车体后部可上下自由移动的开关体。
本发明的车辆用电动开关装置，用于将电机的旋转减速后传递给车体上安装的用于开关车辆开口部的开关体，从而打开或关闭上述开口部，其中，该车辆用电动开关装置具有：与电机的轴上设置的蜗杆咬合的蜗轮；与蜗轮同轴配置，使蜗轮旋转减速，并传递给旋转体的行星齿轮机构；由收容上述蜗轮的第1箱体和收容上述旋转体以及行星齿轮机构的第2箱体相互组合而成，并安装电机的齿轮箱；以及夹在上述第1箱体和第2箱体之间的安装板，将上述安装板固定在车体上，从而在车体上搭载车辆用电动开关装置。
本发明的车辆用电动开关装置，其中，该装置具有摇动臂，该摇动臂在与旋转体连接的输入端和与开关体连接的输出端之间被齿轮箱可自由旋转地支撑，从而与旋转体联动而摇动，用于打开或关闭开关体。
本发明的车辆用电动开关装置，其中，在旋转体上设置有齿轮部，在摇动臂的上述输入端设置有与齿轮部咬合的扇形齿轮。
本发明的车辆用电动开关装置，其中，上述行星齿轮机构通过用于切换动力传递状态和动力传递阻断状态的动力切换机构与蜗轮连接。
本发明的车辆用电动开关装置，其中，该装置具有与上述摇动臂的输出端和上述开关体连接，并与摇动臂联动而摇动，用于打开或关闭上述开关体的连接杆。
本发明的车辆用电动开关装置，其中，该装置安装于车体后方的窗框内，用于打开或关闭安装于车体后部可上下自由移动的开关体。
本发明将构成减速机构的蜗轮和行星齿轮机构配置在同一轴上，相比使用多个平齿轮的平行轴式减速机构，可以减小径向尺寸，从而实现车辆用电动开关装置整体的小型化，使其具有良好的车载布局。
本发明在形成齿轮箱的第1箱体和第2箱体之间夹入用于将车辆用电动开关装置搭载在车体上的安装部，即通过夹心结构提高了刚性，从而可以将车辆用电动开关装置牢固地固定在车体上。
本发明在旋转体上设置有齿轮部，在摇动臂的上述输入端设置有与齿轮部咬合的扇形齿轮，因此可以利用咬合来实现高效的动力传递。
本发明在通过人力，即通过手动方式打开或关闭开关体时，将动力切换机构切换到动力传递阻断状态，从而减轻手动开关作业需要的劳力。
本发明利用连接杆连接摇动臂和开关体，由摇动臂和连接杆构成连接机构，通过连接杆打开或关闭开关体，从而可以使车辆用电动开关装置具有良好的车载布局。
本发明能够以良好的布局配置于车体后方的窗框内，能够提供适合打开或关闭安装于车体后部并沿上下方向自由打开或关闭的开关体——例如后门的车辆用电动开关装置。
【附图说明】
图1是搭载有本发明一种实施方式涉及的车辆用电动开关装置的车辆后部的侧面示意图。
图2是图1所示车辆中，将后门移动到全开位置状态的侧面示意图。
图3是本发明一种实施方式涉及的车辆用电动开关装置内部结构的剖面示意图。
图4是图3所示车辆用电动开关装置的分解立体图。
图5是图4所示车辆用电动开关装置的组合状态立体图。
【符号说明】
1：车辆                          2： 开口部
3：车体                          3a：顶蓬
3b：窗框                         4：铰链
5：后门(开关体)                       6：气压支柱
10：车辆用电动开关装置                11：电机
12：电机轴                            12a：蜗杆
13：螺丝部件                          14：齿轮箱
15：第1箱体                           15a：铆合面
15b：轴承                             16：第2箱体
16a：铆合面                           17a：轴承
17b：轴承                             18：旋转轴
18a：锯齿部                           19：支撑轴
20：蜗轮                              21：行星齿轮机构
22：电磁离合器(动力切换机构)          22a：保持板
23：驱动转子                          24：电枢板
25：离合器线圈                        26：板状弹簧
27：箱罩                              28：中心齿轮
29：环形齿轮                          30：行星齿轮
31：托架                              32：输出齿轮(旋转体)
33：摇动臂                            33a：齿部
34：摇动轴                            34a：螺丝部，
35：连接杆                            35a：固定部
36：安装板                            36a：夹入部
36b：法兰部
【具体实施方式】
下面，参照附图对本发明实施方式进行详细说明。
图1是搭载有本发明一种实施方式涉及的车辆用电动开关装置的车辆后部的侧面示意图，图2是图1所示车辆中，将后门移动到完全打开位置状态的侧面示意图。
车辆1的后部设置有与车辆1内外连通的开口部2，在车体3的顶蓬3a上通过铰链4安装有作为开关体的后门5。后门5采用上铰链下开式即上弹式，在如图1所示的略垂直的完全关闭位置和如图2所示的略水平的完全打开位置之间，以铰链4为轴，可以自由旋转，即可以沿上下方向自由移动而打开或关闭，从而可以方便地从车辆1后方进行货物的搬入或搬出作业以及人员搭乘。
为了减轻后门5的开关作业，即减轻沿打开或关闭方向移动所需的劳力，在车体3后方的窗框3b内安装了本发明一种实施方式涉及的车辆用电动开关装置10(下面，简称开关装置10)，将电机的旋转减速后传递给后门5，从而打开或关闭开口部2。
后门5和车体3之间安装了气压支柱(gas stay)6作为开门辅助力产生装置，当后门5打开到规定开度以上时，气压支柱6将通过内部气压而伸长，将后门5推向打开方向，通过此推力可以减轻开关作业所需的劳力，同时可以使后门5保持在完全打开位置。相反，当后门5关闭到规定开度以下时，气压支柱6的推力将小于后门的自重，从而后门5向关闭方向移动。当然，也可以用扭力杆代替气压支柱作为开放辅助力产生装置。
图3是本发明一种实施方式涉及的车辆用电动开关装置内部结构的剖面示意图，图4是图3所示车辆用电动开关装置的分解立体图，图5是图4所示车辆用电动开关装置的组合状态立体图。作为开关装置10驱动源的电机11，在该电机11的电机轴12的外表面一体设置有蜗杆12a，通过控制电机11的通电，电机轴12可以自由地正反向旋转。
开关装置10使用多个螺丝部件13进行装配，具有形成齿轮箱14的第1箱体15和第2箱体16，电机11在将电机轴12的前端即蜗杆12a插入到齿轮箱14内部的状态下与齿轮箱14组合。齿轮箱14内部组合有通过轴承15b可自由旋转地被支撑的旋转轴18和与旋转轴18同轴配置并固定在齿轮箱14上的支撑轴19。
旋转轴18上安装了可以相对旋转轴18自由旋转并与蜗杆12a咬合的蜗轮20，由蜗杆12a和蜗轮20形成了作为减速机构的蜗杆齿轮。支撑轴19上安装了可以相对支撑轴19自由旋转并作为减速机构的行星齿轮机构21，行星齿轮机构21和蜗轮20则是同轴配置的。
电机轴12的旋转通过蜗杆齿轮减速，即增加了传递的旋转扭矩。行星齿轮机构21通过可以切换动力传递状态和动力传递阻断状态来连通或切断动力传递回路的动力切换机构与蜗轮20连接，当处于动力传递状态时，蜗轮20的旋转可以传递给行星齿轮机构21，当需要手动开关后门5时，可以切换到动力传递阻断状态，从而减轻手动操作所需的劳力。
本实施方式的动力切换机构是摩擦式电磁离合器22，通过轴承17b可自由旋转地安装在后面将叙述的离合器线圈25上，包括通过轴承17b相对旋转轴18可自由旋转地安装，并与蜗轮20一体旋转的驱动转子23、通过连接到旋转轴18外表面设置的锯齿部18a来与旋转轴18联动进行旋转的同时可以沿轴向自由移动的电枢板24、以及通过保持板22a固定在第1箱体15上，并产生使电枢板24连接在驱动转子23的电磁吸力的离合器线圈25。电枢板24上设置了安装于旋转轴18基部的板状弹簧26，通过板状弹簧26的弹力，电枢板24可以长时间保持在远离驱动转子23的方向，当不给离合器线圈25供电时，则保持在不与驱动转子23连接的非连接位置。
电枢板24由钢材等磁性材料形成，只要给离合器线圈25供电使离合器线圈25产生电磁吸力，电枢板24就通过电磁吸力克服板状弹簧26的弹力，被拉到与驱动转子23连接的位置，从而蜗轮20的旋转通过驱动转子23、电枢板24、以及旋转轴18传递到行星齿轮机构21。相反，如果停止向离合器线圈25供电，电枢板24将移动到不与驱动转子23连接的位置。这样，通过对离合器线圈25的通电控制，可以将作为动力切换机构的电磁离合器22切换到动力传递状态或动力传递阻断状态。电磁离合器22被组装在第1箱体15的箱罩27所覆盖。
在本实施方式中，行星齿轮机构21是所谓的单齿轮式，包括与旋转轴18前端咬合的中心齿轮28、固定在第2箱体16上的环形齿轮29、配置在中心齿轮28和环形齿轮29之间并在中心齿轮28周围进行公转的同时自转的多个行星齿轮30、沿圆周等间隔分别配置行星齿轮30的托架31。托架31上固定了能够相对支撑轴19自由旋转地安装的旋转体——输出齿轮32，旋转轴18的旋转由中心齿轮28输入并从托架31输出，从而减速到规定值以下后传递给输出齿轮32。
如上所述，将构成减速机构的蜗轮20和行星齿轮机构21配置在同一轴上，相比使用多个平齿轮的平行轴式减速机构，能够减小径向尺寸，实现装置整体小型化，还可以提高车载布局，例如可以紧凑地搭载于窗框3b内。如图4所示，构成开关装置10的行星齿轮机构21和摇动臂33等各组成部件可以通过叠加方式进行组合。
本实施方式将中心齿轮28作为输入元件，将托架31作为输出元件，但并不局限于此，将行星齿轮机构21作为减速机构时，可以采用通常选择的各种变速形态。例如，可以将中心齿轮28作为输入元件，将环形齿轮29作为输出元件，此时，在将中心齿轮28与旋转轴18咬合的状态下，将托架31固定在第2箱体16上，将输出齿轮32固定在环形齿轮29上。此外，也可以使用所谓双齿轮式行星齿轮机构。
输出齿轮32的外表面设置了齿轮部，输出齿轮32的齿轮部与摇动臂33咬合。摇动臂33是一端设置有输入端且另一端设置有输出端的板状摇动部件，输入端设置有扇形配置多个与输出齿轮32的齿轮部咬合的齿部33a的扇形齿轮。摇动臂33具有相互组合第1箱体15和第2箱体16的螺丝部34a，摇动臂33的大约中间部位可以相对摇动轴34自由旋转地安装，从而摇动臂33可自由旋转地被齿轮箱14支撑。
摇动臂33通过输出齿轮32连接于行星齿轮机构21，以摇动轴34的轴心为旋转中心，与输出齿轮32的旋转联动而摇动。摇动臂33的输入端设置有与输出齿轮32的齿轮部咬合的扇形齿轮，利用齿轮的咬合来传递旋转动力，从而可以有效地传递动力。这里，输出齿轮32不过是将行星齿轮机构21的旋转输出传递给摇动臂33的旋转体的一种实施方式，也可以不设置扇形齿轮，在摇动臂33的输入端和旋转体上形成相互接触的转动面，利用滑动摩擦来传递动力。
如图5所示，摇动臂33的输出端通过球窝接合式连接结构，可自由旋转地安装了连接杆35，连接杆35的前端设置了固定部35a，使连接杆35固定在后门5上，由连接杆35和摇动臂33构成了以铰链4为旋转中心旋转移动后门5的连接机构。通过使用连接杆35，搭载开关装置10时可以确保良好的车载布局。
本实施方式的开关装置10具有安装板36，作为安装部用于搭载到车体3上。安装板36由圆环状夹入部36a、和设置于夹入部36a的外表面且向外以放射状伸出的法兰部36b构成。
相互组合第1箱体15和第2箱体16时，安装板36的夹入部36a将夹在铆合的箱体铆合面15a、16a之间，即，夹入部36a的一面与铆合面15a接触，另一面与铆合面16a接触，相对铆合面15a、16a两面接触组合。这样，开关装置10上设置的安装部——安装板36将通过夹心结构被夹持，从而提高刚性，通过安装板36牢固地固定于车体3的开关装置10可以充分承受后门5的反作用力。
如上所述，本发明的开关装置10重新考虑了对车体3的安装部，特别是，作为安装部的安装板36无需使用专门设置安装板36的螺丝部件等专用连接装置，即可设置在开关装置10上，相比在单元化的开关装置上利用螺丝部件等专用连接装置安装作为安装部的平台(bracket)的情形，能够实现轻量化。
以往，使用专用连接装置安装作为安装部的平台时，由于通过连接装置设置平台，安装部不具有足够的刚性，因此需要形成肋状物以确保刚性，而且安装于开关装置10的电机11的种类也必须限定在不与肋状物冲突的范围内。但是，本发明无需形成设置安装部的肋状物，因此可以采用各种电机，具有普适性。
本发明不限于上述实施方式，在不脱离其要旨的范围内可以进行多种变形。例如，本实施方式中车辆用开关体是车辆1后端设置的后门5，但并不局限于此，例如也可以是轿车上设置的尾箱。

Claims (6)

1.一种车辆用电动开关装置，用于将电机的旋转减速后传递给车体上安装的用于开关车辆开口部的开关体，从而开关所述开口部，其特征是，所述车辆用电动开关装置具有：蜗轮，其与所述电机的电机轴上设置的蜗杆咬合；行星齿轮机构，其与所述蜗轮同轴配置，使所述蜗轮旋转减速，并传递给旋转体；齿轮箱，其收容所述蜗轮、行星齿轮机构、以及旋转体，同时安装有所述电机；摇动臂，其通过使与所述旋转体连接的输入端和与所述开关体连接的输出端之间被所述齿轮箱可自由旋转地支撑，并与所述旋转体联动而摇动，从而用于打开或关闭所述开关体；旋转轴，其可自由旋转地设置在所述齿轮箱内并可自由旋转地支撑所述蜗轮；以及支撑轴，其与所述旋转轴同轴配置并固定在所述齿轮箱内，并且所述支撑轴相对于所述行星齿轮机构可自由旋转地安装。
2.如权利要求1所述的车辆用电动开关装置，其特征是，齿轮箱由第一箱体和第二箱体形成，安装板夹在所述第一箱体和第二箱体之间，通过安装板固定在车身上，其中，所述第一箱体收容所述蜗轮，所述第二箱体收容所述旋转体和所述行星齿轮机构。
3.如权利要求1所述的车辆用电动开关装置，其特征是，在所述旋转体上设置有齿轮部，在所述摇动臂的所述输入端设置有与所述齿轮部咬合的扇形齿轮。
4.如权利要求1或3所述的车辆用电动开关装置，其特征是，所述行星齿轮机构通过用于切换动力传递状态和动力传递阻断状态的动力切换机构与所述蜗轮连接。
5.如权利要求4所述的车辆用电动开关装置，其特征是，该装置具有与所述摇动臂的输出端和所述开关体连接，并与所述摇动臂联动而摇动，从而用于打开或关闭所述开关体的连接杆。
6.如权利要求5所述的车辆用电动开关装置，其特征是，该装置安装于所述车体后方的窗框内，用于打开或关闭安装于所述车体后部可上下自由移动的开关体。
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