CN203363014U - 传动装置、驱动机构以及雨刮器系统 - Google Patents

传动装置、驱动机构以及雨刮器系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种传动装置，包括外壳和行星轮组。所述行星轮组包括太阳轮；与所述太阳轮啮合并且被其驱动的一个或多个第一行星轮；齿圈，所述齿圈与所述一个或多个第一行星轮啮合并且被其驱动而相对于所述外壳转动，其中，每个第一行星轮绕相对于外壳固定的中心轴线旋转；和随齿圈一起转动的输出轴。本实用新型还涉及包括电机和上述传动装置的驱动机构，以及包括该驱动机构的雨刮器系统。

Description

传动装置、驱动机构以及雨刮器系统
技术领域
本实用新型涉及一种传动装置，包括该传动装置的驱动机构。本实用新型还涉及用于车辆的雨刮器系统，其包括上述驱动机构。
背景技术
一般来讲，现有技术中的雨刮器系统驱动机构都是类似的，包括彼此机械式连接的雨刮电机和传动装置。雨刮电机是常见的标准直流电机，而传动装置用于将雨刮电机的电机轴的非常高的转速降低成低转速，并且将电机轴的相对较小的转矩变为对较大的转矩。
在本领域内，蜗轮蜗杆机构广泛用作雨刮器系统驱动机构的传动装置。蜗轮蜗杆机构主要包括彼此啮合的蜗轮和蜗杆。蜗杆被雨刮电机的电机轴驱动，而蜗轮则包括输出轴，也被称为雨刮器系统驱动机构的输出轴，该输出轴垂直于雨刮电机的电机轴。图1示出了现有技术中用作雨刮器系统的传动装置的蜗轮蜗杆机构的示意图。
蜗杆一般通过滚压或者通过机械加工制造，并且作为单独的部件装配到电机轴上与其一起转动。蜗杆多数由金属钢材料制成，而蜗轮多数由塑料制成。
此蜗轮蜗杆机构的主要缺点在于其效率非常低，这在本领域内广泛已知。在运转过程中，效率低导致非常高的能量损失。另外，摩擦产生的热对产品寿命也非常不利，在极端环境下还可能导致产品过早失效。
由于蜗轮蜗杆之间为斜齿啮合，所以在高载荷情况下，会在电机轴和蜗轮上产生很大径向力，这在传动装置的设计过程中是特别需要注意的。通常采用增大尺寸、提高设计强度、选用强度高的材料等方式保守地设计传动装置中使用的轴、轴承以及齿轮。这直接提升了制造成本。
另外，在电车的设计应用中，传动装置的低效率以及因此导致的雨刮电机的低效率是车辆制造商尤其关心的一个问题。
因此，希望开发一种新颖令人满意的解决方案。
实用新型内容
本实用新型的目的是为雨刮器系统的驱动机构提供一种结构紧凑、生产成本低并且高效的改进的传动装置。
为此，根据本实用新型的一个方面，提供了一种传动装置，其包括外壳和行星轮组，所述行星轮组包括太阳轮；与所述太阳轮啮合并且被其驱动的一个或多个第一行星轮；齿圈，所述齿圈与所述一个或多个第一行星轮啮合并且被其驱动而相对于所述外壳转动，其中，每个第一行星轮绕相对于外壳固定的中心轴线旋转；和随齿圈一起转动的输出轴。
根据优选实施例，每个第一行星轮被固定到由所述外壳支撑并且能够相对于所述外壳转动的中心轴上。
根据优选实施例，每个第一行星轮与其中心轴一体地形成。
根据优选实施例，每个第一行星轮被可相互转动地支撑在固定于所述外壳的中心轴上。
根据优选实施例，每个第一行星轮上被提供有一个第二行星轮，第二行星轮与相应第一行星轮共轴地同步转动，每个第二行星轮外周上的齿与齿圈的内周上的齿相啮合。
根据优选实施例，所述第二行星轮的外径比相应第一行星轮的外径小并且齿数比相应第一行星轮的齿数少。
根据优选实施例，所述齿圈包括齿环部分和盘状部，所述齿环部分的内周上形成有与所述一个或多个第一行星轮啮合的齿，所述输出轴与所述盘状部是一体的或者被连接到所述盘状部。
根据优选实施例，所述太阳轮的齿，所述第一行星轮的齿，所述第二行星轮的齿，和所述齿圈的齿都是直齿。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种驱动机构，所述驱动机构包括具有电机轴的电机和上述的传动装置，所述太阳轮被所述电机轴驱动而与其同步转动。
根据本实用新型的又一方面，提供了一种雨刮器系统，包括上述的驱动机构，雨刮臂，以及连接在驱动机构和雨刮臂之间的运动转换机构。
在本实用新型中，传统的作为雨刮器系统驱动机构的传动装置的蜗轮蜗杆组件被用行星轮组代替，行星轮组的所有齿轮元件都具有直齿。这为雨刮器系统提供下述许多优势，包括，但不限制于，设计更简单、制造成本更低、作用在电机轴和齿轮元件上的径向力减小、产生的热减少、以及降低对相关元件的磨损并且因此延长了它们的寿命。另外一个明显的优势是很大程度上提高了传动装置的传动效率。
附图说明
从下面结合附图描述的优选实施例中可以更好地理解本实用新型的上述和其它特征和优势，其中：
图1是现有技术中用作雨刮器系统驱动机构的传动装置的蜗轮蜗杆组件的透视图；和
图2是用作根据用新型优选实施例的雨刮器系统驱动机构的传动装置的行星轮组。
具体实施方式
家用或商用车辆通常配备有雨刮器系统来清洁前挡风玻璃。
根据本实用新型优选实施例的雨刮器系统包括安装在车辆前面的驱动机构、在挡风玻璃上进行刮擦操作的雨刮臂、以及连接在驱动机构和雨刮臂之间的运动转换机构。
雨刮器系统的驱动机构通常包括雨刮电机和传动装置。雨刮电机多数为常规的直流电机用于提供动力，传动装置被构造用于将雨刮电机的电机轴输出的相对较高的转速降为较低的转速并且将低转矩转变为相对较高的转矩。
根据本实用新型的新颖和有利的特征是使用行星轮组作为雨刮器系统驱动机构的传动装置，而不是如现有技术那样使用蜗轮蜗杆组件作为传动装置。
如图2中所示，根据优选实施例的行星轮组用参考标记9表示，下面将进行详细描述。
行星轮组9主要包括太阳轮10，一个或多个（例如图示的三个）第一行星轮20和齿圈30。齿圈30包括齿环部分32和盘状部34，齿环部分32在其内周上形成有直齿，在盘状部34的与齿环部分32相反的一侧设有输出轴（未示出）。盘状部34可以与输出轴是一体的，或者可以与输出轴固定地装配到一起。因此，齿圈30的转速可以被认为是传动装置的输出转速，也就是雨刮器系统驱动机构的输出转速。
太阳轮10绕轴5的中心轴线转动。轴5可以与雨刮电机的电机轴是一体，或者可以作为分离的轴元件而与电机轴连接到一起。太阳轮10的转速与电机轴的转速相同。可选地，轴5与太阳轮10形成为一体并且被连接到电机轴。
三个第一行星轮20与太阳轮10啮合并且被太阳轮10驱动，太阳轮10的外周上的齿与三个第一行星轮20中每一个的外周上的齿相啮合。每个第一行星轮20绕相对于外壳固定的相应中心轴15的中心轴线转动。
这里，每个第一行星轮20包括第一外径和第一齿数。
为了进一步提高传动装置的减速比，每个第一行星轮20被提供有一个第二行星轮40，第二行星轮40具有比第一外径小的第二外径和比第一齿数少的第二齿数。在图2中只能看到两个第二行星轮40。
在图示实施例中，第二行星轮40被构造成与对应的第一行星轮20是一体的并且与其共轴，这样当对应的第一行星轮20被太阳轮10驱动时，对应的第二行星轮40与第一行星轮20一起围绕着中心轴15的中心轴线转动。
以第二行星轮40外周上的齿与齿环部分32内周上的齿相啮合的方式，所有的第二行星轮40与齿圈30的齿环部分32啮合并且驱动齿环部分32。
与传统的行星轮组不同，第一行星轮20的中心轴15的中心轴线相对于雨刮器系统驱动机构的外壳固定，而齿圈30能够相对于外壳转动。所以，对于雨刮器系统驱动机构的行星轮组来说，在运转过程中，三个第一行星轮20和它们的第二行星轮40只围绕它们的自身中心轴15的中心轴线转动而不绕太阳轮10的轴5的中心轴线转动，并且齿圈30相对于外壳转动，而不是保持静止。
这样，实现了对太阳轮10的轴5的转速，也就是电机轴的转速，的两级减速。第一级减速作为太阳轮10齿数和第一行星轮20齿数的函数通过太阳轮10和第一行星轮20实现，第二级减速作为第二行星轮40齿数和齿环部分32齿数的函数通过第二行星轮40和齿圈30的齿环部分32实现。这样，用行星轮组作为传动装置，比蜗轮蜗杆机构作为传动装置结构更紧凑，同时能够提供大小相当的减速比。
还有利地，这种传动装置中的所有齿轮件，包括太阳轮10，第一行星轮20，第二行星轮40和齿圈30的齿环部分32，在齿轮件的外周上或内周上上都形成有直齿，与蜗杆的螺旋形齿相比，设计更简单，制造成本降低了。
在一个实施例中，第一行星轮20与其中心轴15是一体的或者不能相互运动地固定到一起，中心轴15例如通过轴承可相对于外壳转动地支撑于外壳上。
在另一实施例中，中心轴15被固定于外壳，每个第一行星轮20被允许绕其中心轴15转动。
第二行星轮40与相应第一行星轮20可以是一体的，或者作为单独的零件共轴地连接到一起。
另外，由于行星轮组中发生啮合的齿都是直齿，在运转过程中在电机轴以及在相关齿轮元件上产生的巨大径向力基本上被消除，或者说很大程度上被减小，这减少了对相关元件的磨损并且延长了它们使用寿命，例如雨刮电机的电机轴。在这种情况下，允许使用简单的轴承支撑相关联的轴元件，用于此的成本大大降低。还有一个优势就是直齿轮制造简单成本低。
由于行星轮组结构紧凑，使得产品尺寸，例如雨刮器系统驱动机构的外壳尺寸，得以减小。
另外一个显著的优势是大大提高了传动效率，因为行星轮组的传动效率远远高于蜗轮蜗杆机构的传动效率。
根据本实用新型，使用传动效率高的行星轮组代替传动效率低的蜗轮蜗杆组件作为雨刮器系统驱动机构中的传动装置，提高了传动效率，结构更紧凑，并且制造成本低。
上面仅以示例方式描述本实用新型的新颖原理，但不意于限制本实用新型的保护范围。相反，这里描述的结构可以体现为许多其它形式。在不偏离由下面的权利要求限定的实质和范围的情况下，本领域内的技术人员可以对上述实施例进行各种替代和修改。

Claims (10)

1.一种传动装置，其特征在于，其包括外壳和行星轮组，所述行星轮组包括：
太阳轮；
与所述太阳轮啮合并且被其驱动的一个或多个第一行星轮；
齿圈，所述齿圈与所述一个或多个第一行星轮啮合并且被其驱动而相对于所述外壳转动，其中，每个第一行星轮绕相对于外壳固定的中心轴线旋转；和
随齿圈一起转动的输出轴。
2.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，每个第一行星轮被固定到由所述外壳支撑并且能够相对于所述外壳转动的中心轴上。
3.根据权利要求2所述的传动装置，其特征在于，每个第一行星轮与其中心轴一体地形成。
4.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，每个第一行星轮被可相互转动地支撑在固定于所述外壳的中心轴上。
5.根据权利要求1-4中任一所述的传动装置，其特征在于，每个第一行星轮上被提供有一个第二行星轮，第二行星轮与相应第一行星轮共轴地同步转动，每个第二行星轮外周上的齿与齿圈的内周上的齿相啮合。
6.根据权利要求5所述的传动装置，其特征在于，所述第二行星轮的外径比相应第一行星轮的外径小并且齿数比相应第一行星轮的齿数少。
7.根据权利要求1-4中任一所述的传动装置，其特征在于，所述齿圈包括齿环部分和盘状部，所述齿环部分的内周上形成有与所述一个或多个第一行星轮啮合的齿，所述输出轴与所述盘状部是一体的或者被连接到所述盘状部。
8.根据权利要求5所述的传动装置，其特征在于，所述太阳轮的齿，所述第一行星轮的齿，所述第二行星轮的齿，和所述齿圈的齿都是直齿。
9.一种驱动机构，其特征在于，所述驱动机构包括电机和根据权利要求1-8中任一所述的传动装置，所述太阳轮被所述电机的电机轴驱动而与其同步转动。
10.一种雨刮器系统，其特征在于，所述雨刮器系统包括根据权利要求9所述的驱动机构，雨刮臂，以及连接在驱动机构和雨刮臂之间的运动转换机构。
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