CN107181355A - 驱动机构及使用该驱动机构的车窗升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种驱动机构及使用该驱动机构的车窗升降装置。所述驱动机构包括箱体、设置于所述箱体上的电机，以及设置于所述箱体上并与所述电机连接的传动组件。其中，所述电机为无刷无槽电机。相对于传统车窗升降装置采用有刷电机，本发明采用无刷无槽电机，其运行平稳、噪音小、可靠性高、寿命长，且所述无刷无槽电机的体积相对较小，减小了其所占用的空间，使所述驱动机构的整体体积相对较小，且整体重量相对较轻。

Description

驱动机构及使用该驱动机构的车窗升降装置

技术领域

本发明涉及一种驱动机构，特别涉及一种驱动车窗的驱动机构及使用该驱动机构的车窗升降装置。

背景技术

通常情况下，汽车车窗的开启及关闭运动由一驱动机构驱动完成。所述驱动机构一般包括箱体及设置于所述箱体内的电机和传动组件，当所述电机运转时，其通过所述传动组件驱动所述车窗开启或关闭。然而，传统中用于驱动车窗运动的电机多为有刷电机，包括外壳及设置于所述外壳内的定子、转子、换向器和电刷等，导致所述电机的尺寸相对较大，且所述电机通过其外壳连接在所述箱体上时，所述驱动机构的整体尺寸较大，占用较大的装设空间。且所述有刷电机的结构较为复杂、运行震动及噪声较大、电机寿命受电刷限制。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种体积相对较小且运行性能较好的驱动机构以及使用该驱动机构的车窗升降装置。

一种驱动机构，其包括箱体及设置于所述箱体上的电机。所述驱动机构还包括设置于所述箱体上并与所述电机连接的传动组件；其中，所述电机为无刷无槽电机。

作为一种优选方案，所述电机包括盖设于所述箱体上的壳体，所述壳体作为所述箱体的盖体以将所述箱体的内腔与外界环境隔开。

作为一种优选方案，所述电机还包括定子绕组及转子，所述定子绕组设置于所述壳体内，所述转子收容于所述定子绕组内。

作为一种优选方案，所述定子绕组为多股导线组绕设而成的筒状绕组，每股所述绕线组为单根绝缘导线；

或者，所述定子绕组为多股导线组绕设而成的筒状绕组，每股所述绕线组为多根绝缘导线缠绕而成。

作为一种优选方案，所述转子包括转动设置于所述转子内的转轴、设置于所述转轴上的转子铁芯以及设置于所述转子铁芯上的永磁体。

作为一种优选方案，所述永磁体为环状永磁体，所述永磁体套设在所述转子铁芯上并与所述转子铁芯固定连接。

作为一种优选方案，所述转轴与所述转子铁芯之间设置有套设件，所述套设件套设于所述转轴上，所述定子铁芯套设于所述套设件上，所述套设件由非导磁材料制成。

作为一种优选方案，所述驱动机构还包括用于检测所述转子的转动速度或/及转动方向或/及转动角度的感应器，所述感应器设置在所述电机上。

作为一种优选方案，所述感应器包括设置于所述转轴上的磁环、设置在所述箱体内的装设件以及设置在所述装设件上的霍尔传感器。

作为一种优选方案，所述电机还包括设置在所述箱体内的端盖，所述端盖连接于所述壳体上，所述装设件固定地设置在所述端盖内。

作为一种优选方案，所述电机还包括设置于所述端盖的周缘的缓冲件，所述缓冲件夹持于所述端盖与所述箱体的内壁之间。

作为一种优选方案，所述壳体包括***述定子绕组和转子的容置部以及设置于所述容置部上的连接部，所述连接部连接于所述箱体上。

作为一种优选方案，所述连接部为设置于所述容置部末端的连接凸缘；

或/及，所述连接部通过螺纹紧固件可拆卸地连接于所述箱体上。

作为一种优选方案，所述箱体包括第一收容部，所述第一收容部上设置有收容腔；所述壳体盖设于所述收容腔的开口处，使所述电机的部分结构收容于所述收容腔中。

作为一种优选方案，所述箱体还包括第二收容部，所述第二收容部上设置有容纳槽，所述容纳槽与所述收容腔连通；所述传动组件设置于所述容纳槽内，并与所述电机连接，所述传动组件包括至少一级减速传动机构。

作为一种优选方案，所述传动组件包括依次相连接的第一传动件、第二传动件及输出件，所述第一传动件与所述电机相连接，所述第二传动件设置在所述第一传动件及所述输出件之间，所述输出件用于连接一外部设备以驱动所述外部设备运动；

或/及，所述传动组件为蜗轮蜗杆机构，所述箱体为齿轮箱。

一种车窗升降装置，包括车门以及设置于所述车门上的车窗。所述车窗升降装置还包括如前所述的驱动机构，所述电机通过所述传动组件连接至所述车窗上，并能够驱动所述车窗上升或下降。

上述的驱动机构，由于其电机为无刷无槽电机，其运行平稳、噪音小，且所述无刷无槽电机体积相对于传统有刷电机的体积相对较小，减小了其组装所占用的空间，使所述驱动机构的整体体积相对较小，且整体重量相对较轻，寿命长。

附图说明

图1为本发明实施方式的驱动机构的立体示意图。

图2为图1所示驱动机构的立体分解图。

图3为图1所示驱动机构沿III-III线的剖面示意图。

图4为图1所示驱动机构的驱动组件的绕线示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接固定在另一个组件上或者也可以存在居中的组件，即通过第三者间接固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明一实施方式提供的驱动机构1，其用于驱动一外部设备(图未示出)转动或通过传动机构(图未示出)驱动一外部设备平动。具体而言，所述外部设备可以为一车辆的车窗，通过控制所述驱动机构1启动，能够驱动该车窗开启或关闭。或者，所述外部设备可以为其他的可移动装置，如玩具的车轮、转动扇叶等等，本说明书会在下文详细描述。

请同时参阅图2，所述驱动机构1包括安装组件200、驱动组件100以及传动组件400。具体在图示的实施例中，所述驱动组件100以及所述传动组件400均设置在所述安装组件200上，所述传动组件400连接至所述驱动组件100上。所述安装组件200用于将所述驱动机构1装设于所述外部设备上，以允许所述驱动组件100通过所述传动组件400带动所述外部设备运动。

所述安装组件200包括箱体21以及安装部25。具体在图示的实施例中，所述安装部25连接于所述箱体21上。

在本实施方式中，所述箱体21为齿轮箱，其用于***述驱动组件100及所述传动组件400。所述箱体21包括第一收容部211及邻近所述第一收容部211设置的第二收容部213。

所述第一收容部211上开设有收容腔2111，所述收容腔2111用于***述驱动组件100的部分结构。所述收容腔2111具有开口2113，所述收容腔2111通过所述开口2113与外界环境连通。

请同时参阅图3，所述第二收容部213上开设有容纳槽2131，所述容纳槽2131用以***述传动组件400。所述容纳槽2131的一侧与所述收容腔2111相连通，以允许所述传动组件400在此连通处与所述驱动组件100相连接。

在本实施方式中，所述安装部25的数量为三个，三个所述安装部25彼此间隔设置于所述第二收容部213上。所述安装部25用于与所述外部设备相连接，以将所述驱动机构1装设于所述外部设备上。可以理解地，所述安装部25的数量并不限于三个，如也可以是四个、五个或者更多。

进一步地，为了合理减轻所述安装组件200的整体重量，并保证所述安装组件200具有一定的刚度，所述箱体21或/及所述安装部25上去除了部分材料以形成多个减重部27，多个所述减重部27彼此间隔地设置在所述箱体21或/及所述安装部25上。在本实施方式中，所述减重部27为贯穿所述箱体21或/及所述安装部25设置的通孔结构。可以理解的是，所述减重部27还可以为设置在所述箱体21或/及所述安装部25的凹槽结构。

请再次参阅图2，在本实施方式中，所述驱动组件100为无槽电机，优选地，所述驱动组件100为无刷无槽电机。所述驱动组件100设置于所述箱体21上，并部分地收容于所述收容腔2111中。所述驱动组件100用于驱动所述传动组件400运动，以带动所述外部设备运动。

请同时参阅图3，所述驱动组件100包括电机外壳10、定子绕组30及转子50。具体在图示的实施例中，所述驱动组件100为内转子电机，所述电机外壳10设置于所述第一收容部211上，所述定子绕组30固定地设置于所述电机外壳10内，所述转子50可转动地收容于所述定子绕组30内，并与所述传动组件400连接。

请同时参阅图3，所述电机外壳10包括壳体12以及连接于所述壳体12上的端盖16。

所述壳体12盖设于所述箱体21的所述开口2113处，并与所述箱体21可拆卸地连接于一起。所述壳体12用于封闭所述收容腔2111，使所述收容腔2111及所述容纳槽2131与外界基本隔绝，以达到密封防尘的作用。所述壳体12包括容置部121及设置于所述容置部121上的连接部123。

在本实施方式中，所述容置部121大致呈具有底壁的圆柱筒状，其上开设有容置腔1211，所述容置腔1211用于收容定子绕组30及所述转子50的部分结构。所述连接部123设置于所述容置部121上远离所述底壁的一端，并大致呈凸缘状。所述连接部123用于与所述箱体21连接。当所述壳体12盖设于所述箱体21上时，所述容置腔1211与所述收容腔2111相连通，所述容置腔1211与所述收容腔2111共同***述定子绕组30及所述转子50。

所述端盖16设置于所述壳体12的所述连接部123上，并收容于所述箱体21的收容腔2111内。所述端盖16用于封闭所述壳体12的所述容置腔1211，以使所述容置腔1211与外部基本隔绝，达到密封防尘的作用。所述端盖16中央设通孔以供电机转轴52穿越，一轴承可安装于端盖16的通孔处以支撑电机转轴52，另一轴承可安装于所述壳体12的容置部121的远离端盖16的一端。

进一步地，所述端盖16的周缘与所述收容腔2111的内壁之间设置有缓冲件18。所述缓冲件18由橡胶、泡棉等缓冲材料制成，其用于吸收所述驱动组件100产生的震动冲击，以保护所述驱动机构1免受震动导致的损伤，并降低所述驱动机构1的运转噪音。具体在图示的实施例中，所述缓冲件18大致呈环状，其环绕设置在所述端盖16的周缘。当所述端盖16装设于所述壳体12上且收容于所述收容腔2111内时，所述缓冲件18夹设于所述收容腔2111的内壁与所述端盖16之间，因此，所述缓冲件18直接设置于所述端盖16与所述箱体21之间，其能够有效地缓冲所述驱动组件100运转所产生的震动，且使所述驱动机构1整体组装较为便利。

在本实施方式中，所述定子绕组30为由多股导线组(请参阅图4)绕设而成筒状绕组，然后再直接固定设置于所述壳体12内表面。每一股所述导线组由多根绝缘导线(图未示出)拧成螺旋状，且所述多根所述绝缘导线的末端分别焊接在一起，从而使得多根所述绝缘导线并联形成所述导线组。其中，每一股导线的一端连接至电源，形成一相U、V、W，另一端相互间成Y形或△形电连接。可以理解的是，所述定子绕组30中的每一股所述导线组根据实际需要可以是单根绝缘导线、多根绝缘导线并绕或/及多根绝缘导线并股绞制而成。并股绞制的目的是为了使所述无槽电机获得良好的特性。

所述转子50可转动地收容于所述定子绕组30内。具体在图示的实施例中，所述转子50包括转轴52、转子铁芯54及永磁体56，所述转子铁芯54设置于所述转轴52上，所述永磁体56设置于所述转子铁芯54上。

在本实施方式中，所述转轴52大致呈圆柱杆状，其可转动地设置于所述箱体21内。所述转轴52的轴线大致沿所述定子绕组30的轴线方向设置，所述转轴52的一端受安装于壳体容置部的第一轴承支撑，中间部位受安装于端盖16上的第二轴承支撑，穿过所述端盖16后，朝向箱体21的第一收容部211的收容腔2111的深处延伸并受安装于第一收容部211深处的第三轴承支撑。所述转轴52用于连接所述传动组件400并驱动所述传动组件400运动。

所述转子铁芯54固定地套设于所述转轴52上，并收容于所述容置腔1211内。

进一步地，所述转轴52与所述转子铁芯54之间设置有套设件53。在本实施方式中，所述套设件53大致呈圆柱状，其为非导磁材料制成。优选地，所述套设件53为由塑料制成的套筒。所述套设件53固定套设于所述转轴52上，所述转子铁芯54套设于所述套设件53之外。所述套设件53用于防止磁短路。进一步地，所述套设件53上沿其轴线方向开设有多个通孔，以供固定件穿设后与转子铁芯54两端的端盖(图未示)固定。

在本实施方式中，所述永磁体56大致呈圆柱筒状，所述永磁体56套设于所述转子铁芯54的外周。可以理解地，所述永磁体56也可以是分片式结构。

进一步地，所述驱动组件100还包括设置于所述端盖16内的感应器70。所述感应器70能够感应所述转子50的转动角度、转动方向及转动速度，以使用于驱动所述驱动组件100的电子调速器能够精确控制所述驱动组件100的转动速度以及转动角度。

具体而言，所述感应器70包括磁环72、装设件74及霍尔传感器76。具体在图示的实施例中，所述磁环72套设于所述转轴52上，并与所述转轴52固定连接。所述装设件74固定地设置在所述端盖16内，并套设且环绕于所述磁环72的外周，所述转轴52转动时能够带动所述磁环72相对所述装设件74转动。在本实施方式中，所述霍尔传感器76的数量为三个，三个所述霍尔传感器76装设于所述装设件74上，并环绕设置于所述转轴52的外周。当所述转子50转动时，所述磁环72随着所述转轴52转动，所述霍尔传感器76能够检测所述磁环72的转动速度、转动方向以及转动角度，并将载有所述转动速度、转动方向以及转动角度的信号传送至所述驱动组件100的电子调速器中，以利于所述电子调速器能够精确控制所述驱动组件100的转动速度以及转动角度。

优选地，所述驱动组件100为无刷无槽电机，所述无刷无槽电机本身为小型化设计，其作为一个整体，直接地设置在所述箱体21上。同时，所述无刷无槽电机省略了机械换向器和电刷，结构简单、体积小且可靠性高。并且，所述无刷无槽电机运转震动相对较弱、噪音相对较小。

综上所述，所述驱动组件100作为一个整体，直接地设置在所述箱体21上，且部分地收容在所述壳体12的所述容置部121内，而所述壳体12盖设于所述箱体21上，并通过固定件如螺钉(图未示)等将所述壳体12与所述箱体21固定连接，使得所述驱动机构1的整体尺寸相对较小，从而使应用所述驱动机构1的所述外部设备得以小型化。

请再次参阅图2及图3，所述传动组件400设置于所述第二收容部213内，并连接至所述转轴52上。所述传动组件400用于连接所述外部设备，并驱动所述外部设备运动。

所述传动组件400包括第一传动件401、第二传动件403以及输出件405。具体在图示的实施例中，所述第一传动件401设置于所述转轴52上，所述第二传动件403设置于所述第二收容部213内并连接至所述第一传动件401上，所述输出件405设置于所述第二传动件403上。

在本实施方式中，所述传动组件400为蜗轮蜗杆机构，所述第一传动件401为蜗杆，所述第二传动件403为蜗轮，所述输出件405为转轴。具体而言，所述第一传动件401相对固定地设置于所述转轴52上，并能够随所述转轴52相对所述安装组件200转动。所述第二传动件403可转动地设置在所述第二收容部213内，并与所述第一传动件401相啮合。所述输出件405相对固定地设置在所述第二传动件403上，并穿过所述箱体21凸伸至外界环境中。所述输出件405用于连接所述外部设备。当所述驱动组件100的所述转轴52转动时，所述转轴52经由所述第一传动件401带动所述第二传动件403转动，从而使所述输出件405带动所述外部设备转动。

在本实施方式中，所述输出件405为齿轮。所述齿轮能够与所述外部设备上的部分结构(如齿轮或齿条等)相啮合，以允许所述驱动组件100通过所述传动组件400带动所述外部设备运动。

可以理解的是，所述传动组件400的结构不局限于上文所描述的蜗轮蜗杆结构，其还可以设计为其他的传动结构。例如，所述传动组件400可以为齿轮组传动机构，所述齿轮组设置于所述箱体21内，并连接至所述转轴52上，以将所述驱动组件100的运动传递至所述外部设备。或者，所述传动组件400可以为齿轮齿条传动机构、带轮传动机构或其他的传动机构，以使所述驱动组件100能够经由所述传动机构驱动所述外部设备运动即可。

本发明实施方式提供的所述驱动机构1，其可以应用于一车辆中，用以驱动所述车辆的零部件运动。具体而言，所述驱动机构1可以作为车辆的车窗驱动机构或车窗升降装置使用，所述车辆可以包括车身、设置于所述车身上的车门以及设置于所述车门上的车窗，或者，所述车窗升降装置可以包括车门、设置于所述车门上的车窗以及所述驱动机构1。所述驱动机构1设置于所述车门内，并通过所述传动组件400与所述车窗相连接。优选地，所述传动组件400的所述输出件405通过另一传动部件(如齿条机构等)连接至所述车窗，以将所述驱动组件100的转动运动转化为所述车窗的平动运动。通过控制所述驱动组件100运转，可以控制所述车窗相对于所述车门升降，从而开启或关闭所述车窗。由于本发明的所述驱动机构1具有噪音小、体积相对较小、重量较轻的优势，其在所述车门内所占据的安装空间较小，且安装较为稳固。在本实施方式中，所述车辆的其他结构为现有结构，因此说明书中不再详述。

可以理解的是，所述端盖16及所述缓冲件18可以省略，而直接将所述感应器70的所述装设件74设置于所述第一收容部211内，使所述感应器70检测所述转子50的转动速度、转动方向以及转动角度即可。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种驱动机构，其包括箱体及设置于所述箱体上的电机，其特征在于：所述驱动机构还包括设置于所述箱体上并与所述电机连接的传动组件；其中，所述电机为无刷无槽电机。

2.如权利要求1所述的驱动机构，其特征在于：所述电机包括盖设于所述箱体上的壳体，所述壳体作为所述箱体的盖体以将所述箱体的内腔与外界环境隔开。

3.如权利要求2所述的驱动机构，其特征在于：所述电机还包括定子绕组及转子，所述定子绕组固定设置于所述壳体内表面，所述转子收容于所述定子绕组内。

4.如权利要求3所述的驱动机构，其特征在于：所述定子绕组为多股导线组绕设而成的筒状绕组，每股所述绕线组为单根绝缘导线；

或者，所述定子绕组为多股导线组绕设而成的筒状绕组，每股所述绕线组为多根绝缘导线缠绕而成。

5.如权利要求3所述的驱动机构，其特征在于：所述转子包括转轴、设置于所述转轴上的转子铁芯以及设置于所述转子铁芯上的永磁体。

6.如权利要求5所述的驱动机构，其特征在于：所述永磁体为环状永磁体，所述永磁体套设在所述转子铁芯上并与所述转子铁芯固定连接。

7.如权利要求5所述的驱动机构，其特征在于：所述转轴与所述转子铁芯之间设置有套设件，所述套设件套设于所述转轴上，所述定子铁芯套设于所述套设件上，所述套设件由非导磁材料制成。

8.如权利要求5所述的驱动机构，其特征在于：所述驱动机构还包括用于检测所述转子的转动速度或/及转动方向或/及转动角度的感应器，所述感应器设置在所述电机上。

9.如权利要求8所述的驱动机构，其特征在于：所述感应器包括设置于所述转轴上的磁环、设置在所述箱体内的装设件以及设置在所述装设件上的传感器。

10.如权利要求9所述的驱动机构，其特征在于：所述电机还包括设置在所述箱体内的端盖，所述端盖连接于所述壳体上，所述装设件固定地设置在所述端盖内。

11.如权利要求10所述的驱动机构，其特征在于：所述电机还包括设置于所述端盖的周缘的缓冲件，所述缓冲件夹持于所述端盖与所述箱体的内壁之间。

12.如权利要求2所述的驱动机构，其特征在于：所述箱体包括第一收容部和第二收容部，所述第一收容部上设置有收容腔；所述壳体盖设于所述收容腔的开口处，使所述电机的部分结构收容于所述收容腔中，所述第二收容部上设置有容纳槽，所述容纳槽与所述收容腔连通；所述传动组件设置于所述容纳槽内，并与所述电机连接，所述传动组件包括至少一级减速传动机构。

13.如权利要求12所述的驱动机构，其特征在于：所述传动组件包括依次相连接的第一传动件、第二传动件及输出件，所述第一传动件与所述电机相连接，所述第二传动件设置在所述第一传动件及所述输出件之间，所述输出件用于连接一外部设备以驱动所述外部设备运动；

或/及，所述传动组件为蜗轮蜗杆机构，所述箱体为齿轮箱。

14.一种车窗升降装置，包括车门以及设置于所述车门上的车窗，其特征在于：所述车窗升降装置还包括权利要求1～13中任一项所述的驱动机构，所述电机通过所述传动组件连接至所述车窗，以驱动所述车窗上升或下降。