机电式撑杆和允许及防止车辆的闭合构件的运动的方法技术

本发明专利技术提供了一种机电式撑杆和一种使车辆的闭合构件在打开位置与关闭位置之间移动的方法。机电式撑杆包括动力驱动单元，该动力驱动单元包括马达、导螺杆、行星齿轮组以及机电式制动组件，该行星齿轮组将马达操作性地连接至导螺杆。机电式撑杆还包括伸缩单元，该伸缩单元包括用于将导螺杆的旋转运动转换成伸缩单元的线性运动的驱动螺母和可伸展管。机电式制动组件能够选择性地在接合状态与断开接合状态之间移动，导螺杆在接合状态中被防止旋转以防止动力驱动单元与伸缩单元之间的相对轴向运动，导螺杆在断开接合状态中被允许旋转以允许动力驱动单元与伸缩单元之间的相对轴向运动。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2015年4月24日提交的序列号为62/152,256的美国临时申请的权益，该美国临时申请的全部内容通过参引并入本文。
本公开总体上涉及用于打开及关闭机动车的闭合构件的机电式撑杆，并且更具体地涉及包括马达并具有机电式制动器的机电式撑杆，其中，该马达以可操作的方式联接成驱动导螺杆，该机电式制动器便于保持导螺杆处于以可释放的方式固定的位置。
技术介绍
本部分提供了背景信息，其不一定是与本公开相关的专利技术构思的现有技术。诸如举升门和侧门之类的机动车闭合构件提供了通向车辆的内部区域——例如，掀背车、货车和其他多用途运载车的货物区域——的方便入口。通常，举升门或侧门为手动操作的并且需要人力来使举升门或车门在打开位置与关闭位置之间移动。根据举升门或车门的尺寸和重量，这种力对于某些用户来说会比较困难。此外，手动打开或关闭举升门或侧门会很不方便，特别是当用户的手都被占用时更是如此。已尝试减少打开及关闭举升门或侧门的力和不便。用于举升门的一个解决方案是将气压撑杆(gas strut)——也被称为主轴——枢转地安装至车辆车身和举升门两者，从而减少打开举升门所需要的力。
然而，气压撑杆还阻碍了关闭举升门的努力，这是因为撑杆在举升门关闭时重新增压，从而增加了所需要的力。此外，气压撑杆的效能根据环境温度而改变。此外，气压撑杆的使用仍然要求手动地打开及关闭举升门。用于打开及关闭车辆举升门的自动动力闭合系统在本领域中是公知的并且通常包括动力致动器，该动力致动器能够操作成直接对举升门施加力以能够实现该举升门的打开及关闭。例如，美国专利No.6,516,567公开了一种与气压撑杆串联地工作的动力致动器。该动力致动器包括安装在通过离合器联接至柔性旋转电缆的车辆车身内的马达。柔性旋转电缆驱动枢转地安装至车辆车身和举升门两者的可伸展的撑杆。因此，马达可以方便地升高及降低举升门而不需要人力。能够操作成与马达接合及断开接合的控制器单元可以连接至远程密钥卡按钮或乘客室中的按钮，从而提供附加的便利。然而，这种类型的动力致动器也不是没有其缺点的。具体地，动力致动器包括多个部件，所述多个部件中的每个部件均需要单独地组装和安装至车辆，从而增加了成本。车辆车身必须专门设计成提供用以容置马达的空间。由于可用的空间有限，因此马达较小并且需要气压撑杆的帮助。此外，由于动力致动器设计成与气压撑杆串联地工作，因此气压撑杆的效能仍然会由于温度而改变。因此，所设置的马达必须平衡成通过来自气压撑杆的不同程度的机械帮助来提供适当量的动力。美国公开No.US 2004/0084265公开了与气压撑杆串联地工作的动力致动器的不同示例和机电式动力致动器的若干个替代性示例。这些机电式动力致动器包括电动马达和减速齿轮组，该减速齿轮组经由柔性旋转电缆联接至第二齿轮组，该第二齿轮组又经由滑动离合器联接至可旋转的活塞杆。活塞杆的旋转使得主轴传动机构使适于枢转地安装至车辆车身和举升门中的一者的可伸展的撑杆平移。滑动离合器用于允许活塞杆在对举升门施加超过该举升门的预加载荷的扭矩时相对于齿轮组旋转以适应举升门的手动操作而不损坏机电式动力致动器。更具体地，滑动离合器将齿轮组以可释放的方式联接至活塞杆，由此在常规操作期间提供了对举升门的动力式打开及关闭。然而，当给可伸展的撑杆——该可伸展的撑杆响应于举升门的过度或滥用的手动操作而试图反向驱动主轴传动机构——施加高水平的力时，滑动
离合器暂时释放活塞杆与齿轮组之间的传动连接以避免对系统的机械损坏。在动力致动器中安装有用以提供抵抗举升门的重量的平衡力的螺旋压缩弹簧，这进一步增大了组件的尺寸和重量。美国公开No.US 2012/0000304公开了一种用于使行李箱盖和举升门在打开位置与关闭位置之间移动的动力驱动机构的若干个实施方式。该动力驱动机构具有采用电动马达驱动的蜗杆齿轮组(worm gearset)以使外螺纹式起重螺旋旋转从而使可伸展的撑杆平移的偏移构型。在蜗杆齿轮组的输出齿轮与可旋转的起重螺旋之间设置有滑动离合器。此外，在马达输出轴与蜗杆齿轮组的蜗杆之间设置有联接器单元。联接器单元包括第一联接器构件、第二联接器构件和弹性星形轮，其中，该第一联接器构件固定成用于与蜗杆轴一起旋转，该第二联接器构件固定成用于与马达输出轴一起旋转，该弹性星形轮被相间错杂在从第一联接器构件和第二联接器构件延伸的指状件之间。弹性联接器提供第一联接器构件与第二联接器构件之间的轴向和周向隔离并且用于吸收马达轴与蜗杆轴之间的瞬态冲击载荷或扭转冲击载荷。尽管当前已知的机电式驱动机构为了其预期目的而令人满意地运行，但是仍期望用于打开及关闭机动车的诸如提升门和侧门之类的闭合构件的改进的装置。
技术实现思路
本部分提供了本公开的总体概述而不是其全部范围或其所有特征、方面或目的的全面公开。本公开的方面提供了一种改进的机电式撑杆，其用于机动车辆的动力闭合系统，以对闭合构件在打开位置与关闭位置之间的运动和制动进行控制。本公开的相关方面提供了一种改进的机电式撑杆，以应用于机动车辆的动力举升门系统或侧门系统的控制运动和制动中。本公开的另一方面提供了这样一种机电式撑杆，其包括马达，该马达布置成与齿轮箱和导螺杆以可操作的方式连接以驱动齿轮箱和
导螺杆，该撑杆还包括机电式制动器，以选择性地防止导螺杆被驱动成保持该导螺杆处于以可释放的方式固定的位置中。撑杆的机电式制动器包括第一摩擦板、第二摩擦板、弹簧构件以及电线圈，其中，第一摩擦板以可操作的方式联接至马达轴以与马达轴共同旋转。制动器具有正常的“接通位置”，其中，线圈弹簧使第二摩擦板偏置成与第一摩擦板接触，使得第二摩擦板防止第一摩擦板和马达轴旋转，这进而防止齿轮箱和导螺杆的运动。因此，通过保持导螺杆处于固定位置，机电式制动器在处于“接通位置”的同时防止相关联的车辆闭合构件的运动。为了使导螺杆从固定位置移动至新位置以例如至少部分地打开或关闭举升门或侧门，电线圈被赋能以产生磁场。磁力拉动第二摩擦板而脱离与第一摩擦板的接触。马达也被赋能，使得第一摩擦板和马达轴旋转以驱动齿轮箱并且因此驱动导螺杆至新位置。本专利技术的其他方面包括一种制造机电式撑杆的方法和一种利用机电式撑杆打开、关闭以及保持车辆闭合构件处于固定位置的方法。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于使车辆的闭合构件在打开位置与关闭位置之间移动的机电式撑杆，该机电式撑杆包括动力驱动单元，该动力驱动单元以可操作的方式连接至闭合构件和机动车辆车身中的一者。动力驱动单元包括具有内表面的壳体，该内表面界定沿着中心轴线在相对的第一端部与第二端部之间延伸的腔。在腔中固定有马达，在腔中设置有导螺杆，行星齿轮组将马达的马达轴操作性地连接至导螺杆，并且机电式制动组件被操作性地连接至马达轴。机电式撑杆还包括伸缩单元，该伸缩单元以可操作的方式连接至闭合构件和机动车辆车身中的另一者。伸缩单元包括至少部分地被接纳在壳体的腔中的可伸展管，并且伸缩单元还包括驱动螺母，用于将导螺杆的旋转运动转换成伸缩单元的线性运动以使该伸缩单元在相对于壳体的缩回位置与相对于该壳体的伸出位置之间移动。机电式制动组件能够选择性地在接合状态与断开接合状态之间移动。马达轴和导螺杆在机电式制动组件处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机电式撑杆，所述机电式撑杆用于使车辆的闭合构件在打开位置与关闭位置之间移动，所述机电式撑杆包括：动力驱动单元，所述动力驱动单元以可操作的方式连接至所述闭合构件和机动车辆车身中的一者，所述动力驱动单元包括壳体、马达、导螺杆、行星齿轮组以及机电式制动组件，其中，所述壳体具有界定沿着中心轴线在相对的第一端部与第二端部之间延伸的腔的内表面，所述马达固定在所述腔中，所述导螺杆设置在所述腔中，所述行星齿轮组将所述马达的马达轴以可操作的方式连接至所述导螺杆，所述机电式制动组件以可操作的方式连接至所述马达轴；伸缩单元，所述伸缩单元以可操作的方式连接至所述闭合构件和所述机动车辆车身中的另一者，所述伸缩单元具有穿过所述壳体的所述第二端部至少部分地接纳在所述腔中的可伸展管，并且所述伸缩单元具有驱动螺母，用于将所述导螺杆的旋转运动转换成所述伸缩单元的线性运动以使所述伸缩单元在相对于所述壳体的缩回位置与相对于所述壳体的伸出位置之间移动，并且所述机电式制动组件能够选择性地在接合状态与断开接合状态之间移动，所述马达轴和所述导螺杆在所述机电式制动组件处于所述接合状态时被防止旋转从而防止所述动力驱动单元与所述伸缩单元之间的相对轴向运动，所述马达轴和所述导螺杆在所述机电式制动组件处于所述断开接合状态时被允许旋转从而允许所述动力驱动单元与所述伸缩单元之间的相对轴向运动。...

【技术特征摘要】
2015.04.24 US 62/152,2561.一种机电式撑杆，所述机电式撑杆用于使车辆的闭合构件在打开位置与关闭位置之间移动，所述机电式撑杆包括：动力驱动单元，所述动力驱动单元以可操作的方式连接至所述闭合构件和机动车辆车身中的一者，所述动力驱动单元包括壳体、马达、导螺杆、行星齿轮组以及机电式制动组件，其中，所述壳体具有界定沿着中心轴线在相对的第一端部与第二端部之间延伸的腔的内表面，所述马达固定在所述腔中，所述导螺杆设置在所述腔中，所述行星齿轮组将所述马达的马达轴以可操作的方式连接至所述导螺杆，所述机电式制动组件以可操作的方式连接至所述马达轴；伸缩单元，所述伸缩单元以可操作的方式连接至所述闭合构件和所述机动车辆车身中的另一者，所述伸缩单元具有穿过所述壳体的所述第二端部至少部分地接纳在所述腔中的可伸展管，并且所述伸缩单元具有驱动螺母，用于将所述导螺杆的旋转运动转换成所述伸缩单元的线性运动以使所述伸缩单元在相对于所述壳体的缩回位置与相对于所述壳体的伸出位置之间移动，并且所述机电式制动组件能够选择性地在接合状态与断开接合状态之间移动，所述马达轴和所述导螺杆在所述机电式制动组件处于所述接合状态时被防止旋转从而防止所述动力驱动单元与所述伸缩单元之间的相对轴向运动，所述马达轴和所述导螺杆在所述机电式制动组件处于所述断开接合状态时被允许旋转从而允许所述动力驱动单元与所述伸缩单元之间的相对轴向运动。2.根据权利要求1所述的机电式撑杆，其中，所述机电式制动组件具有线圈组件，所述线圈组件以可操作的方式连接至电流源，所述机电式制动组件在所述线圈组件因没有电流而被去能时保持处于所述接合状态并且在所述线圈组件因电流而被赋能时保持处于所述断开接合状态。3.根据权利要求2所述的机电式撑杆，其中，所述机电式制动组件
\t包括第一摩擦板和第二摩擦板，所述第一摩擦板和所述第二摩擦板在所述线圈组件被去能时被偏置成彼此摩擦接合，所述第一摩擦板和所述第二摩擦板在所述线圈组件被赋能时通过来自所述线圈组件的磁力而移动脱离彼此的摩擦接合。4.根据权利要求3所述的机电式撑杆，其中，所述机电式制动组件包括弹簧构件，所述弹簧构件在所述线圈组件被去能时将所述第一摩擦板和所述第二摩擦板偏置成彼此摩擦接合。5.根据权利要求3所述的机电式撑杆，其中，所述第一摩擦板固定成用于与所述马达轴共同旋转。6.根据权利要求5所述的机电式撑杆，其中，所述第二摩擦板在所述磁力的作用下轴向地移动离开所述第一摩擦板。7.根据权利要求6所述的机电式撑杆，其中，所述第二摩擦板不旋转。8.根据权利要求2所述的机电式撑杆，其中，所述电流源由电子控制单...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱布·莱昂纳德，博里什·M·晓金，约瑟夫·朔伊林，
申请(专利权)人：麦格纳覆盖件有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA