CN206769645U - 车辆、门操作机构以及用于车辆门的铰链组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种车辆，该车辆包括：门框，门框在铰链处连接至车辆车架；以及门操作机构，门操作机构连接至门框和车辆车架以向门框施加绕铰链的旋转力，门操作机构包括与外齿轮的内齿啮合的内齿轮的外齿、以及偏置内齿轮使内齿轮与外齿轮部分接合的单一椭圆形轴承。本实用新型还提供一种门操作机构和一种用于车辆门的铰链组件。本实用新型的目的在于提供一种车辆，该车辆包括门操作机构，门操作机构不仅能够提供足够的扭矩来旋转车辆门或停止车辆门的旋转，还可精确地控制车辆门的打开力和闭合力。

Description

车辆、门操作机构以及用于车辆门的铰链组件

技术领域

本实用新型大体上涉及车辆门，并且更具体地，涉及具有高扭矩驱动器的自动门操作机构。

背景技术

各种汽车包括含有门辅助机构的门，门辅助机构用于打开、关闭或协助用户操作车辆的任意一个或多个门。这样的操作机构通常包括基于用户的需求协助旋转门或停止门的旋转的马达。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种车辆，该车辆包括门操作机构，门操作机构不仅能够提供足够的扭矩来旋转车辆门或停止车辆门的旋转，还可精确地控制车辆门的打开力和闭合力。

根据本实用新型的一个方面，提供一种车辆，该车辆包括：门框，门框在铰链处连接至车辆车架；以及门操作机构，门操作机构连接至门框和车辆车架以向门框施加绕铰链的旋转力，门操作机构包括与外齿轮的内齿啮合的内齿轮的外齿、以及偏置内齿轮使内齿轮与外齿轮部分接合的单一椭圆形轴承。

根据本实用新型的一个实施例，内齿轮的外齿限定柔性花键，并且其中，外齿轮的内齿限定刚性圆形花键。

根据本实用新型的一个实施例，门操作机构的壳体连接至门框和车辆车架中的一个，并且其中，内齿轮连接至延伸到门框和车辆车架中的另一个的铰链板。

根据本实用新型的一个实施例，单一椭圆形轴承包括限定单一椭圆形轴承的长轴的相对接合部分，其中，相对接合部分接合内齿轮的内表面，其中，相对接合部分与内表面的接合将柔性花键的相应的啮合部分向外偏转到与刚性圆形花键接合。

根据本实用新型的一个实施例，单一椭圆形轴承以第一旋转速度在内齿轮内可滑动地旋转，其中，单一椭圆形轴承的操作使内齿轮在外齿轮内以外齿和内齿之间啮合接合的方式旋转。

根据本实用新型的一个实施例，内齿轮在外齿轮内的单次旋转由单一椭圆形轴承在内齿轮内的预定数量的旋转产生，其中，预定数量的旋转在单一椭圆形轴承的300到400次旋转的范围内。

根据本实用新型的一个实施例，内齿轮的外齿包括第一套齿，并且其中，外齿轮的内齿限定第二套齿，其中，第二套齿的数量多于第一套齿。

根据本实用新型的一个实施例，门操作机构包括马达，马达具有延伸至单一椭圆形轴承的驱动轴，并且其中，内齿轮连接至铰链板，并且其中，马达的操作将旋转力经由限定于单一椭圆形轴承与内齿轮和外齿轮之间的齿轮减速界面传送至铰链板。

根据本实用新型的一个实施例，门操作机构连接至铰链的顶部部分。

根据本实用新型的一个实施例，马达、内齿轮和外齿轮、以及单一椭圆形轴承设置在由门框限定的门腔内。

根据本实用新型的一个实施例，由门操作机构施加的旋转力是相反力，相反力至少部分地减慢门框相对于车辆车架的旋转。

根据本实用新型的另一方面，提供一种用于操作车辆门的门操作机构，其特征在于，包括：马达，马达连接至齿轮减速界面，齿轮减速界面具有在柔性花键内可滑动地旋转的椭圆形轴承，柔性花键以与圆形花键啮合接合的方式操作；以及与柔性花键连通的铰链板，其中，马达操作椭圆形轴承以将马达的旋转力经由齿轮减速界面传送给铰链板。

根据本实用新型的一个实施例，椭圆形轴承包括可滑动地接合柔性花键的内表面的相对接合边，其中，相对接合边与内表面的接合将柔性花键的相应部分向外偏转到与圆形花键啮合接合。

根据本实用新型的一个实施例，第一套齿被限定在柔性花键的面向外表面内，并且其中，第二套齿被限定在圆形花键的面向内表面内，其中，第一套齿和第二套齿限定啮合关系，并且其中，第二套齿的数量多于第一套齿。

根据本实用新型的一个实施例，圆形花键位于相对于马达的固定位置。

根据本实用新型的一个实施例，柔性花键在圆形花键内的单次旋转由椭圆形轴承在柔性花键内的预定数量的旋转产生，其中，预定数量的旋转在椭圆形轴承的300到400次旋转的范围内。

根据本实用新型的一个实施例，齿轮减速界面适于附接至门框，并且其中，铰链板适于附接至车辆车架，并且其中，马达的操作操作齿轮减速界面和铰链板，以使齿轮减速界面与门框一起相对于车辆车架运动。

根据本实用新型的另一方面，提供一种用于车辆门的铰链组件，其包括：马达，马达连接至门框并且适于相对于车辆车架向门框施加旋转力；可旋转地连接至马达的椭圆形轴承；柔性内齿轮，柔性内齿轮具有接收椭圆形轴承的至少一部分的内表面；刚性外齿轮，刚性外齿轮具有与柔性内齿轮的外齿啮合的内齿，其中，椭圆形轴承的旋转使外齿与内齿啮合，导致柔性内齿轮相对于刚性外齿轮旋转，其中，柔性内齿轮与附接至车辆车架的铰链板连接。

根据本实用新型的一个实施例，椭圆形轴承包括沿椭圆形轴承的外部部分设置的多个轴承，其中，椭圆形轴承的操作使多个轴承沿柔性内齿轮的内表面旋转。

根据本实用新型的一个方面，一种车辆包括在铰链处连接至车辆车架的门框。门操作机构连接至门框和车辆车架用于向门框施加绕铰链的旋转力。门操作机构包括与外齿轮的内齿啮合的内齿轮的外齿、以及偏置内齿轮使其与外齿轮部分接合的单一椭圆形轴承。

根据本实用新型的另一方面，一种用于操作车辆门的门操作机构包括连接至齿轮减速界面的马达，齿轮减速界面具有可在柔性花键内滑动旋转的椭圆形轴承，柔性花键以啮合接合的方式在圆形花键内操作。铰链板与柔性花键连通，其中，马达操作椭圆形轴承以经由齿轮减速界面将马达的旋转力传送给铰链板。

根据本实用新型的另一方面，一种用于车辆门的铰链组件包括马达，马达连接至门框并且适于相对于车辆车架向门框施加旋转力。椭圆形轴承可旋转地连接至马达。柔性内齿轮具有接收椭圆形轴承的至少一部分的内表面。刚性外齿轮具有与柔性内齿轮的外齿啮合的内齿。椭圆形轴承的旋转使外齿与内齿啮合，从而导致柔性内齿轮相对于刚性外齿轮旋转。柔性内齿轮与附接至车辆车架的铰链板连接。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的车辆包括门操作机构，门操作机构不仅能够提供足够的扭矩来旋转车辆门或停止车辆门的旋转，还可精确地控制车辆门的打开力和闭合力。

本领域的技术人员通过对下列说明书、权利要求以及附图的学习可以理解和领会本实用新型的这些以及其他方面、目标、以及特性。

附图说明

在附图中：

图1为包含门操作机构的一方面的车辆的侧透视图，并且示出门处于打开位置；

图2为包含位于门腔内的门操作机构的一方面的门和车辆车架的截面图；

图3为门操作机构的一方面的局部分解图；

图4为用于门操作机构的齿轮机构的一方面的示意性截面图，其示出齿轮机构位于开始位置；

图5为图4的齿轮机构的示意性截面图，其示出齿轮机构从开始位置旋转90度；

图6为图4的齿轮机构的示意性截面图，其示出齿轮机构从开始位置旋转180度；

图7为图4的车辆门的透视截面图；

图8为包含与车辆车架接合的门操作机构的一方面的车辆门的透视截面图；

图9为包含门操作机构的一方面的门的示意性截面图，并且示出了门在打开位置和闭合位置之间的操作；以及

图10为图2的门的示意性截面图，并且示出了门的旋转被门操作机构停止。

具体实施方式

为进行说明，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”及其派生词应以图1所示的方向为准。但是，应了解的是，本实用新型可采用各种替代方向，除非另有明确相反说明。还应当了解的是，附图示出的以及下面说明书中描述的特定装置和过程均仅为附录权利要求书中限定的本实用新型概念的示范实施例。因此，与本文公开的实施例有关的特定尺寸和其它物理特征不应视为限制性的，除非权利要求书中另有明确说明。

如图1至图6所示，参考标号10通常指的是门操作机构，根据至少一个实施例，门操作机构附接至铰链12用于相对于车辆车架18绕竖直轴线16操作车辆门14。车辆20可包括门框22，车辆20在铰链12处连接至门框18。门操作机构10连接至门框22和车辆车架18，用于绕铰链12向门框22施加旋转力24。可以设想，门操作机构10包括与外齿轮32的内齿30啮合的内齿轮28的外齿26、以及将内齿轮28偏置成与外齿轮32部分接合的单一椭圆形轴承34。当椭圆形轴承34通过门操作机构10的马达36旋转时，椭圆形轴承34使内齿轮28变形，以将内齿轮28的不同啮合部分38偏置成与外齿轮32部分接合。以这种方式，内齿轮28的至少两个啮合部分38一直与外齿轮32接合，其中，在椭圆形轴承34的操作期间，这些啮合部分38不断变化。可以设想，内齿轮28的外齿26限定柔性花键(flexible spline)40，并且外齿轮32的内齿30限定刚性圆形花键(rigid circular spline)42。

再次参考图1至图6，椭圆形轴承34可包括限定椭圆形轴承34的长轴52的相对接合部分50。在这样的实施例中，椭圆形轴承34的接合部分50接合内齿轮28的内表面54。以这种方式，椭圆形轴承34的接合部分50与内齿轮28的内表面54的接合将柔性花键40的对应啮合部分38向外偏转进入与刚性圆形花键42的接合。因此，椭圆形轴承34以第一旋转速度56在内齿轮28内可滑动地旋转。椭圆形轴承34以第一旋转速度56的操作用于以不同且更慢的第二旋转速度58旋转内齿轮28，内齿轮28具有在外齿轮32内啮合的柔性花键40。外齿轮32由刚性圆形花键42和由内齿轮28和外齿轮32的接合导致的外齿26和内齿30之间的啮合接合限定。

现参考图3至图6，内齿轮28的外齿26包括第一套齿70。外齿轮32的内齿30限定第二套齿72，其中，第二套齿72的数目多于第一套齿70。通常，第二套齿72的齿数仅稍微多余第一套齿70的齿数。以这种方式，椭圆形轴承34的单次旋转用于将内齿轮28相对于外齿轮32仅旋转最小距离。内齿轮28相对于外齿轮32的此最小旋转运动74用于基于椭圆形轴承34的大得多的旋转移动74传递高扭矩76。因此，外齿轮32内的内齿轮28的单次旋转可由椭圆形轴承34在内齿轮28内的预定数量的旋转产生。通过实例但不限于，预定旋转数可在椭圆形轴承34的约300次旋转到400次旋转的范围内，以产生内齿轮28相对于外齿轮32的单次旋转。通过此构造，马达36可以高速率并且通过最小力操作椭圆形轴承34，该最小力可通过小得多的马达36实现，而非使用在传统门辅助机构中的马达。椭圆形轴承34的低扭矩76和高速旋转运动74产生内齿轮28相对于外齿轮32的慢得多的旋转移动74但具有用于旋转输出轴78的更高的输出扭矩76，输出轴78可连接至在门框22和车辆车架18之间延伸的铰链12的铰链板80。照此，门操作机构10可实现具有驱动比的高扭矩78，该驱动比在约30:1到100:1的范围内或大约在300:1到400:1这么高。

根据各种实施例，由齿轮界面提供的高齿轮比提供低速运动74和高输出扭矩76，这可导致门框22和车辆车架14绕铰链12精确且响应的运动。由于典型车辆门14包括多个结构性、安全及机械部件，它们质量大，很难绕铰链12在打开位置122和闭合位置124之间旋转或停止旋转。齿轮减速界面100的高输出扭矩76提供足够的扭矩76来旋转车辆门14或停止车辆门14的旋转。此外，齿轮减速界面100的低速输出提供车辆门14的受控且精确的运动，其可对应于齿轮减速界面100和车辆门14的平滑且安静的操作。以这种方式，可精确地控制车辆门14的打开力130和闭合力132。

再次参考图2至图7，门操作机构10包括具有延伸至椭圆形轴承34的驱动轴90的马达36。可以设想，驱动轴90可包括带键的几何结构，其可包括一个或多个凹口92以防止驱动轴90在椭圆形轴承34内滑动。椭圆形轴承34可包括匹配的几何结构，其包括用于接收限定在驱动轴90内的凹口92的凹口接收器94。内齿轮28可连接至铰链12的铰链板80，其中，马达36的操作经由限定在椭圆形轴承34、内齿轮28和外齿轮32之间的齿轮减速界面100将输入旋转力96传递给铰链板80。此构造最小化更复杂的齿轮机构的使用，其中更复杂的齿轮机构可包括行星/太阳齿轮、复杂的传动机构、以及具有用于从马达36将输入旋转力96转移到输出轴78的输出扭矩76的多个部件的其他齿轮机构。根据各种实施例，包括椭圆形轴承34、内齿轮28和外齿轮32的驱动机构通过使用最小数量的设置在马达36和门操作机构10的输出轴78之间的部件而提供高输出扭矩76。此外，最小尺寸的马达36可产生能够调制到高输出扭矩76的小输入旋转力96。

再次参考图2至图7，可设想，门操作机构10的驱动轴90可连接至由顶部铰链板112限定的铰链12的顶部部分110。顶部铰链板112通常沿着车辆门14的高度设置在中心位置。以这种方式，输出扭矩76从门操作机构10通过铰链板80到车辆车架18的传递可定位在车辆门14的大体上的中心位置114处。应当设想到，基于用于的需求和特定车辆门14的构造，门操作机构10可设置在门框22的铰链12的更高或更低部分处。进一步可设想，马达36、内齿轮28、外齿轮32和椭圆形轴承34都设置在限定于门框22内的门腔120内。以这种方式，在使用处于打开位置122和闭合位置124的车辆门14期间，门操作机构10的部件可从视线隐藏。

根据各种实施例，如图1、图9和图10所示，门操作机构10可用于为旋转车辆门14使其远离车辆车架18施加打开力130。门操作机构10还可用于对车辆门14施加闭合力132，用于将门框22朝向闭合位置124更靠近车辆车架18移动。用于传递输出扭矩76作为相对于车辆车架18施加到门框22的旋转力24的门操作机构10的这些各种运动可在车辆门14相对于车辆20的车架旋转期间在各个点处合并。作为示例但不作限制，门操作机构10可被启动以限定车辆门14的柔软闭合部件，从而使得在车辆门14靠近闭合位置124时，门操作机构10启动以缓慢将门从半开位置140移动到闭合位置124。还可预期，门操作机构10可包括车辆门14的碰撞防止部件。在这一实施例中，设置在车辆门14内的接近传感器134可警告设置在车辆20内的处理器启动门操作机构10。然后门操作机构10可向车辆门14施加与车辆门14的打开或关闭力132相反的相反门停止力142，以防止当车辆门14移动至闭合位置124时，车辆门14的外表面150与障碍物152碰撞或车辆门14的内表面154与乘客碰撞。还可设想，门操作机构10可用作用于将车辆门14在打开位置122和闭合位置124之间自动旋转的自动打开或闭合部件。此外，可设想，由门操作机构10施加的输出扭矩76可为相反力，其至少部分地减缓或停止门框22相对于车辆车架18的旋转。如上所讨论，可使用这样的减缓或停止车辆门14的打开或闭合力132来避免与门框22和车辆车架18之间的外部障碍物152或障碍物152碰撞，障碍物152可例如为可能阻挡车辆门14在打开位置122和闭合位置124之间的移动的乘客的身体部分或其他物体。

再一次参考图2至图7，用于操作车辆门14的门操作机构10可包括连接至齿轮减速界面100的马达36，其中齿轮减速界面100包括可在柔性花键40内滑动旋转的椭圆形轴承34。通过这种接合，椭圆形轴承34在柔性花键40内旋转，以操作柔性花键40与由外齿轮32限定的刚性圆形花键42啮合接合。铰链板80被构造成经由输出轴78与柔性花键40连通。以这种方式，马达36操作椭圆形承载34以经由齿轮减速界面100将马达36的输入旋转力96传送至铰链板80。可设想，第一套齿70可限定在柔性花键40的面向外表面170内，并且第二套齿72可限定在圆形花键42的面向内表面172内。第一套齿70和第二套齿72限定啮合关系，其中，通常第二套齿72的数目稍微大于第一套齿70。根据各种实施例，当柔性花键40在圆形花键42内移动时，圆形花键42限定相对于马达36设置在固定位置的刚性构件。以这种方式，操作马达36用于旋转椭圆形轴承34并且导致柔性花键40相对于固定和刚性圆形花键42的变形和同步旋转。通过此系统，齿轮减速界面100适于附接至门框22，并且铰链板80适于附接至车辆车架18。操作马达36可操作齿轮减速界面100和铰链板80使齿轮减速界面100与门框22一起相对于车辆车架18移动。换言之，操作马达36用于使马达36和设置在马达36的壳体180内的齿轮减速界面100与门框22一起绕铰链12移动。可设想，在各种实施例中，马达36和齿轮减速界面100的各部件可附接至车辆车架18，从而使得操作门操作机构10使车辆门14围绕铰链12旋转，而马达36和马达外壳180相对于车辆车架18保持在固定位置。

再次参考图1至图10，用于车辆门14的铰链12可包括连接至门框22的马达36。马达36适于向门框22施加输入旋转力96以相对于车辆车架18操作门框22。椭圆形轴承34可旋转地连接至马达36并且直接接收马达36的输入旋转力96。柔性内齿轮28包括接收至少一部分椭圆形轴承34的内表面54。刚性外齿轮32包括与柔性内齿轮28的外齿26的啮合部分38啮合的内齿30。旋转椭圆形轴承34使外齿26与内齿3啮合，这导致柔性内齿轮28相对于刚性外齿轮32旋转。可设想，柔性内齿轮28可与附接至车辆车架18的铰链板80连接。当启动马达36时，马达36的输入旋转力96通过椭圆形轴承34被传递，引起柔性内齿轮28的旋转，该旋转被传送至车辆车架18。因此，旋转柔性内齿轮28使铰链板80旋转，继而相对于车辆车架18在打开位置122和闭合位置124之间操作车辆门14。

再次参考图3至图6，椭圆形轴承34和柔性内齿轮28之间的滑动接合可通过各种滑动机构190实现，滑动机构190可包括但不限于润滑滑动界面、圆柱轴承、球形轴承及其组合，以及其他允许椭圆形轴承34在柔性内齿轮28内的旋转运动74的类似滑动机构190。可设想，滑动机构190可包括沿着椭圆形轴承36的外部部分设置的多个轴承。操作椭圆形轴承34引起所述多个轴承沿着柔性内齿轮28的内表面54旋转。

根据各种实施例，椭圆形轴承34的形状可为各种椭圆形构造，可包括但不限于椭圆形、卵形、蛋形、圆角矩形构造、不规则形状及其组合、以及其他提供用于柔性内齿轮28和刚性外齿轮32的仅部分接合的椭圆形构造。可设想，刚性外齿轮32可由各种刚性材料制成，其可包括但不限于金属、金属合金、复合材料、聚合物和其他大体上刚性的材料，其可包括可与柔性内齿轮28的外齿26啮合的内齿30。

应当理解，在不脱离本实用新型的概念的情况下，可以对前述结构进行多种改变和修改，并且进一步应当理解，意欲通过以下权利要求涵盖这些概念，除非这些权利要求另有明确说明。

Claims (10)

1.一种车辆，其特征在于，包括：

门框，所述门框在铰链处连接至车辆车架；以及

门操作机构，所述门操作机构连接至所述门框和所述车辆车架以向所述门框施加绕所述铰链的旋转力，所述门操作机构包括与外齿轮的内齿啮合的内齿轮的外齿、以及偏置所述内齿轮使所述内齿轮与所述外齿轮部分接合的单一椭圆形轴承。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述内齿轮的所述外齿限定柔性花键，并且其中，所述外齿轮的所述内齿限定刚性圆形花键。

3.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述门操作机构的壳体连接至所述门框和所述车辆车架中的一个，并且其中，所述内齿轮连接至延伸到所述门框和所述车辆车架中的另一个的铰链板。

4.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，所述单一椭圆形轴承包括限定所述单一椭圆形轴承的长轴的相对接合部分，其中，所述相对接合部分接合所述内齿轮的内表面，其中，所述相对接合部分与所述内表面的接合将所述柔性花键的相应的啮合部分向外偏转到与所述刚性圆形花键接合。

5.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述单一椭圆形轴承以第一旋转速度在所述内齿轮内可滑动地旋转，其中，所述单一椭圆形轴承的操作使所述内齿轮在所述外齿轮内以所述外齿和所述内齿之间啮合接合的方式旋转。

6.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述内齿轮的所述外齿包括第一套齿，并且其中，所述外齿轮的所述内齿限定第二套齿，其中，所述第二套齿的数量多于所述第一套齿。

7.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，所述门操作机构包括马达，所述马达具有延伸至所述单一椭圆形轴承的驱动轴，并且其中，所述内齿轮连接至所述铰链板，并且其中，所述马达的操作将旋转力经由限定于所述单一椭圆形轴承与所述内齿轮和所述外齿轮之间的齿轮减速界面传送至所述铰链板。

8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述马达、所述内齿轮和所述外齿轮、以及所述单一椭圆形轴承设置在由所述门框限定的门腔内。

9.一种用于操作车辆门的门操作机构，其特征在于，包括：

马达，所述马达连接至齿轮减速界面，所述齿轮减速界面具有在柔性花键内可滑动地旋转的椭圆形轴承，所述柔性花键以与圆形花键啮合接合的方式操作；以及

与所述柔性花键连通的铰链板，其中，所述马达操作所述椭圆形轴承以将所述马达的旋转力经由所述齿轮减速界面传送给所述铰链板。

10.一种用于车辆门的铰链组件，其特征在于，包括：

马达，所述马达连接至门框并且适于相对于车辆车架向所述门框施加旋转力；

可旋转地连接至所述马达的椭圆形轴承；

柔性内齿轮，所述柔性内齿轮具有接收所述椭圆形轴承的至少一部分的内表面；

刚性外齿轮，所述刚性外齿轮具有与所述柔性内齿轮的外齿啮合的内齿，其中，所述椭圆形轴承的旋转使所述外齿与所述内齿啮合，导致所述柔性内齿轮相对于所述刚性外齿轮旋转，其中，所述柔性内齿轮与附接至所述车辆车架的铰链板连接。