CN207166298U - 电动驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动驱动装置，包括外管、设置在外管内的丝杆、气弹簧以及用于驱动丝杆旋转的驱动机构，气弹簧包括设置在丝杆内的缸体以及能延伸出丝杆外的活塞杆，丝杆外周螺纹连接有丝套，外管包括第一外管、与第一外管滑动套接的第二外管；外管内还设置有连接套和弹簧，连接套的一端与丝套连接，连接套还与第二外管连接，从而丝套能带动连接套和第二外管相对第一外管作直线运动；活塞杆和弹簧的一端延伸入第二外管内的端部并受第二外管抵压；当第二外管朝向第一外管运动时，活塞杆缩回、弹簧被压缩；当第二外管远离第一外管运动时，活塞杆伸出、弹簧恢复形变，从而气弹簧和弹簧联合对第一外管和第二外管提供保持当前状态的支撑力。

Description

电动驱动装置

技术领域

本实用新型涉及一种电动驱动装置，尤其涉及一种应用于汽车尾门的驱动装置。

背景技术

汽车尾门目前主要有两种，第一种是手动尾门，利用气弹簧实现手动开关，这类结构主要应用与中低端车上；第二种是电动尾门，利用电机驱动实现尾门的自动升降，操作方便快捷，同时解决了大部分的女性乘客由于力量小而开启尾门费力的问题。

电动尾门的驱动装置现有公开的有很多种，如申请号为201310343833.3的中国发明专利申请公开《电动气弹簧》(申请公布号为CN103410906A)，该申请通过驱动电机来驱动活塞杆来回移动，从而实现自动控制，这种结构应用在汽车尾门的启闭中存在，长度较大，伸缩距离有限的不足。

还有另外一类改进结构，参考申请号为201010288083.0的中国发明专利申请公开《汽车电动尾门驱动机构》(申请公布号为CN101967930A)，该申请包括电机、电机套筒、丝杆套筒、多头丝杆、多头螺母及弹簧，多头丝杆随微型电机的驱动使多头螺母相对于多头丝杆运动，同时螺母套筒相对于丝杆套筒运动。类似的还可以参考申请号为201410206864.9的中国发明专利申请公开《汽车尾门电动升降装置》(申请公布号为CN105089408A)。

上述这类电动尾门的驱动装置主要通过钢制弹簧来支撑，驱动力由电机产生，通过丝杆来实现伸缩，由于钢制弹簧存在以下不足：首先，钢制弹簧稳定性差，且容易断裂，存在安全隐患；其次，汽车尾门重量大小不一，需要适配不同规格的驱动装置，而钢制弹簧力矩不能实施调节，再次，钢制弹簧在往复运动中与钢管壁易摩擦产生噪音；最后，钢制弹簧必须造的比较粗大，整体较为笨重，造成承载两端在尾门关闭时承载力倍增，对两端固定装置强度要求提高。

为此，现有技术中公开了一种改进的驱动装置，见申请号为201510433203.4的中国发明专利申请公开《汽车后背门电动气弹簧撑杆》(申请公布号为CN105275301A)，该申请将气弹簧结构和电机驱动结构紧凑的装配同一个筒体内，同时用气弹簧替代了钢制弹簧，解决了钢制弹簧带来的一系列问题。但该申请的技术方案也存在如下不足：1、要达到对后背门的支撑，需要对弹簧进行预紧才能达到设计所需的支撑力，力值一致性很难控制，而它们的弹压力又是随行程加大而明显地增大，严重时会导致后背门变形，甚至随着行程的变化使弹簧断裂；2、长期保持超负荷压缩或者伸长状态，会导致弹簧回弹性能变弱，而使支撑力不足，纯气弹簧结构撑杆在汽车背门完全打开状态关闭2/3以后，由于支点原因需要更大的支撑力才能支撑后背门，气弹簧弹性系数为1.2～1.4，有可能满不了这个力值需求，就会出现关闭过快产生砸门现象，虽然可以依靠电机齿轮箱驱动来弥补一些力，但是这类电机齿轮箱体积过大，成本较高，不适合用于汽车后背门。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提供一种气弹簧无需预紧至所需力值、确保气弹簧不超过弹性负荷的、便于控制力值的电动驱动装置。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电动驱动装置，包括外管、设置在外管内的丝杆、气弹簧以及用于驱动丝杆旋转的驱动机构，所述气弹簧包括设置在丝杆内的缸体以及能延伸出丝杆外的活塞杆，所述丝杆外周螺纹连接有丝套，其特征在于：

所述外管包括第一外管、与第一外管滑动套接的第二外管；

所述外管内还设置有连接套和弹簧，所述连接套的一端与丝套连接，所述连接套还与第二外管连接，从而所述丝套能带动连接套和第二外管相对第一外管作直线运动；

所述活塞杆和弹簧的一端延伸入第二外管内的端部并受第二外管抵压；

当所述第二外管朝向第一外管运动时，所述活塞杆缩回、弹簧被压缩；当所述第二外管远离第一外管运动时，所述活塞杆伸出、弹簧恢复形变，从而气弹簧和弹簧联合对第一外管和第二外管提供保持当前状态的支撑力。

为便于引导丝套的运动，所述外管内还固定设置有导向套，所述导向套套设在连接套外，所述丝套滑动设置在导向套内。

优选的，所述导向套的内周壁上形成有轴向延伸的导向凹槽，所述丝套的外周形成有轴向延伸的、与导向凹槽配合的导向筋。

为避免丝套运行超出极限位置，限定丝套的运动，还包括用于与丝套配合的止位套，所述止位套设置在导向套朝向第二外管的端部内、或者设置在丝杆朝向第二外管的端部外周。

弹簧的另一端固定在外管内，优选的，所述弹簧套设在导向套外周，所述弹簧的另一端与导向套朝向第一外管的端部抵接；或者所述弹簧套设在连接套外周，所述弹簧的另一端与导向套朝向第二外管的端部抵接。

为延长气弹簧的使用寿命，所述第二外管远离第一外管的一端内设置有气弹簧轴承，所述气弹簧的活塞杆与气弹簧轴承连接。

优选的，所述驱动机构包括电机、减速齿轮箱和用于检测电机行程的传感器，所述减速齿轮箱与丝杆连接。

优选的，为适用于两厢车，所述第一外管内固定设置有固定件，所述电机、减速齿轮箱和传感器设置在固定件内。

优选的，为适用于三厢车，还包括与外管平行设置的壳体，所述电机、减速齿轮箱和传感器设置在壳体内，所述外管和壳体之间设置有齿轮传动机构，所述齿轮传动机构分别连接减速齿轮箱和丝杆。

为实现手动模式舒适的开闭后背门，所述减速齿轮箱采用行星结构，所述丝杆、丝套均为多头。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过设置弹簧和气弹簧的组合结构，由此使得气弹簧无需预紧至能支撑后背门的力值，整个伸缩过程保证气弹簧不超过弹性负荷，力值非常容易控制，一致性较高；手动模式下可以很轻松的开闭后背门，而电动模式下可以依靠电机、齿轮箱驱动丝杆带动丝套来实现开闭后背门，并且气弹簧与弹簧组合可以降低电机齿轮箱扭矩，也就是可以减少齿轮箱减速比，从而降低电机齿轮箱噪音，提高电机齿轮箱稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的电动驱动装置第一个实施例的示意图；

图2为本实用新型的电动驱动装置第一个实施例的剖视图；

图3为图2的电动驱动装置的分解结构示意图；

图4为图3的电动驱动装置的丝套的示意图；

图5为图3的电动驱动装置的导向套的示意图；

图6为图2的电动驱动装置的收缩状态剖视图；

图7为图2的电动驱动装置的伸长状态剖视图；

图8为本实用新型的电动驱动装置第二个实施例的局部剖视图；

图9为本实用新型的电动驱动装置第三个实施例的示意图；

图10为本实用新型的电动驱动装置第三个实施例的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例一

参见图1～图3，一种电动驱动装置，能应用于汽车后背门的升降，包括外管1、设置在外管1内的驱动机构2、导向套3、丝套4、弹簧5、丝杆6和气弹簧7。

其中，外管1用于防尘，包括互相套接的第一外管11和第二外管12，由此第二外管12和第一外管11之间可相对地滑动。第一外管11远离第二外管12的一端设置有第一封盖111和第一球窝112，第二外管12远离第一外管11的一端设置有第二封盖121和第二球窝122。外管1避免灰尘进入驱动装置内影响正常运行，而第一球窝112和第二球窝122分别与汽车后备箱内侧和后背门连接。

驱动机构2包括电机21、减速齿轮箱22和传感器23，电机21具有外接电源线211，电机21的输出轴与减速齿轮箱22连接，在本实施例中，传感器23为霍尔传感器。上述驱动机构2还包括管状的固定件24，传感器23、电机21、减速齿轮箱22依次设置在固定件24内，固定件24与第一外管11端部的第一封盖111连接固定。

导向套3设置在第一外管11内，其第一端与固定件24的端部连接，由此使得导向套3固定在外管1内。导向套3的第二端朝向第二封盖121延伸、并在这一端内设置有止位套31。而丝杆6则设置在导向套3内，丝杆6呈中空筒状，并且朝向第二封盖121的一端开口。气弹簧7包括缸体71和活塞杆72，缸体71设置在丝杆6内部。丝杆6远离第二封盖121的一端通过第一丝杆定位套61、丝杆轴承62、卡簧63和第二丝杆定位套64穿入定位在固定件24内，避免丝杆6相对固定件24轴向移动。丝杆6的这一端还与减速齿轮箱22的输出端连接，从而减速齿轮箱22可带动丝杆6相对固定件24转动。

电动驱动装置还包括连接套8，导向套3和连接套8之间通过丝套4连接，丝套4分别穿设在导向套3和连接套8内，并且丝套4与导向套3滑动连接、而与连接套8固定连接，连接套8与第二外管12连接，如与第二外管12端部的第二封盖121连接。丝套4设置在丝杆6外周、并与丝杆6螺纹配合。丝套4的外径大于止位套31的内径，由此止位套31可限定丝套4相对于导向套3滑动的极限位置。为实现手动模式舒适的开闭后背门，减速齿轮箱22采用行星结构，并且丝杆6、丝套4为多头。

参见图4和图5，导向套3的内周壁上形成有轴向延伸的导向凹槽32，丝套4的外周形成有轴向延伸的导向筋41，通过导向凹槽32和导向筋41配合，使得丝套4在导向套3内沿着导向套3的轴向作直线运动。可替代的，止位套31也可以在丝杆6朝向第二封盖121的一端做止位。

由于丝杆6为旋转运动，连接套8为直线运动，为防止气弹簧7一端旋转一端不旋转，因此在第二封盖121内设置有气弹簧轴承9，气弹簧7的活塞杆72与气弹簧轴承9连接，从而延长气弹簧7的使用寿命。考虑到气弹簧特性、延长气弹簧使用寿命等问题，确保气弹簧7的活塞杆72长期静置时朝下。

弹簧5套设在导向套3的外周，其一端与导向套3远离连接套8的一端抵接，另一端与第二封盖121抵接。

上述驱动装置的驱动原理为：参见图6，为驱动装置的收缩状态，此时，丝套4靠近导向套3与固定件24连接的第一端，第一外管11和第二外管12处于最接近的状态，弹簧5和气弹簧7受到第二外管12的抵压处于缩回或压缩状态。参见图7，为驱动装置的伸长状态，电机21启动后，通过减速齿轮箱22驱动丝杆6旋转，与丝杆6螺纹配合的丝套4沿着导向套3作直线运动，如图7中所示为向下运动，使得连接套8随之向下运动，直至运行到止位套31的位置，此后丝套4将无法再继续向下运动；在丝套4运动的同时，连接套8推动第二外管12逐渐远离第一外管11，气弹簧7的活塞杆72逐渐向下伸出、弹簧5逐渐恢复形变，气弹簧7和弹簧5共同提供足够的支撑力，用于保持第一外管11和第二外管12当前的分离状态。

在上述的伸长过程中，传感器23用来检测电机21的运行状况，具体地，电机21转动一圈霍尔传感器发出3个或7个(1～12个)脉冲信号，2个霍尔传感器出来2个信号，让2个脉冲信号成四分之一相位差(90度相位差)，从而计算出向上或向下的数字脉冲数量和电机转动的圈速反映装置运行状况和运行位置。

实施例二

参见图8，在本实施例中，与上述实施例一的不同之处在于，弹簧5可以设置在连接套8的外周，弹簧5的一端与导向套3朝向第二封盖121的第二端的端部抵接，另一端与第二封盖121抵接，只要在收缩状态使得弹簧5被压缩即可。

实施例三

参见图9和图10，本实施例中的电动驱动装置用于三厢车的后背门，与上述实施例一的不同之处在于，还包括与外管1平行设置的壳体10，上述的驱动机构2设置在壳体10内，驱动机构2的减速齿轮箱22通过额外设置的齿轮传动机构25(齿轮传动机构25设置在外管1和壳体10之间)与丝杆6连接。齿轮传动机构25部分置于外管1内，而部分置于壳体10内。

Claims (10)

1.一种电动驱动装置，包括外管(1)、设置在外管(1)内的丝杆(6)、气弹簧(7)以及用于驱动丝杆(6)旋转的驱动机构(2)，所述气弹簧(7)包括设置在丝杆(6)内的缸体(71)以及能延伸出丝杆(6)外的活塞杆(72)，所述丝杆(6)外周螺纹连接有丝套(4)，其特征在于：

所述外管(1)包括第一外管(11)、与第一外管(11)滑动套接的第二外管(12)；

所述外管(1)内还设置有连接套(8)和弹簧(5)，所述连接套(8)的一端与丝套(4)连接，所述连接套(8)还与第二外管(12)连接，从而所述丝套(4)能带动连接套(8)和第二外管(12)相对第一外管(11)作直线运动；

所述活塞杆(72)和弹簧(5)的一端延伸入第二外管(12)内的端部并受第二外管(12)抵压；

当所述第二外管(12)朝向第一外管(11)运动时，所述活塞杆(72)缩回、弹簧(5)被压缩；当所述第二外管(12)远离第一外管(11)运动时，所述活塞杆(72)伸出、弹簧(5)恢复形变，从而气弹簧(7)和弹簧(5)联合对第一外管(11)和第二外管(12)提供保持当前状态的支撑力。

2.根据权利要求1所述的电动驱动装置，其特征在于：所述外管(1)内还固定设置有导向套(3)，所述导向套(3)套设在连接套(8)外，所述丝套(4)滑动设置在导向套(3)内。

3.根据权利要求2所述的电动驱动装置，其特征在于：所述导向套(3)的内周壁上形成有轴向延伸的导向凹槽(32)，所述丝套(4)的外周形成有轴向延伸的、与导向凹槽(32)配合的导向筋(41)。

4.根据权利要求2所述的电动驱动装置，其特征在于：还包括用于与丝套(4)配合的止位套(31)，所述止位套(31)设置在导向套(3)朝向第二外管(12)的端部内、或者设置在丝杆(6)朝向第二外管(12)的端部外周。

5.根据权利要求2所述的电动驱动装置，其特征在于：所述弹簧(5)套设在导向套(3)外周，所述弹簧(5)的另一端与导向套(3)朝向第一外管(11)的端部抵接；或者所述弹簧(5)套设在连接套(8)外周，所述弹簧(5)的另一端与导向套(3)朝向第二外管(12)的端部抵接。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电动驱动装置，其特征在于：所述第二外管(12)远离第一外管(11)的一端内设置有气弹簧轴承(9)，所述气弹簧(7)的活塞杆(72)与气弹簧轴承(9)连接。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的电动驱动装置，其特征在于：所述驱动机构(2)包括电机(21)、减速齿轮箱(22)和用于检测电机(21)行程的传感器(23)，所述减速齿轮箱(22)与丝杆(6)连接。

8.根据权利要求7所述的电动驱动装置，其特征在于：所述第一外管(11)内固定设置有固定件(24)，所述电机(21)、减速齿轮箱(22)和传感器(23)设置在固定件(24)内。

9.根据权利要求7所述的电动驱动装置，其特征在于：还包括与外管(1)平行设置的壳体(10)，所述电机(21)、减速齿轮箱(22)和传感器(23)设置在壳体(10)内，所述外管(1)和壳体(10)之间设置有齿轮传动机构(25)，所述齿轮传动机构(25)分别连接减速齿轮箱(22)和丝杆(6)。

10.根据权利要求7所述的电动驱动装置，其特征在于：所述减速齿轮箱(22)采用行星结构，所述丝杆(6)、丝套(4)均为多头。