CN109281568A - 螺母丝杠式自动门开闭机构、汽车自动门和汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺母丝杠式自动门开闭机构、汽车自动门和汽车。其中，该螺母丝杠式自动门开闭机构包括驱动装置、丝杠、螺母推块及推杆，所述驱动装置与车门固定连接，所述丝杠可转动地安装于所述车门上，所述螺母推块套设于所述丝杠上，所述推杆的一端与所述螺母推块铰接、另一端与车身本体铰接，所述驱动装置驱动所述丝杠转动，以使所述螺母推块及所述推杆沿所述丝杠做往复直线运动，进而使得所述推杆驱动所述车门相对所述车身本体打开或关闭。本发明的螺母丝杠式自动门开闭机构整体结构简单，配合可靠，传动效率高，通用性强，能够很好地满足小体积，轻量化的发展需求。

Description

螺母丝杠式自动门开闭机构、汽车自动门和汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种螺母丝杠式自动门开闭机构、汽车自动门和汽车。

背景技术

汽车的自动化、智能化已成为目前汽车发展的主流方向。汽车侧门自动开启和关闭，对于用户来说具有很强的吸引力与科技感，同时，也具有很高的实用性，极大地方便了车主的日常用车，因此，汽车车门的改装升级拥有很大的市场需求。传统的汽车自动门开闭机构多采用四连杆机构，效率较低，且所需空间大，对于车门的安装要求较高，限制了车门的智能化升级改装。

发明内容

基于此，有必要针对传统的汽车自动门开闭机构效率低，占用空间大的问题，提供一种螺母丝杠式自动门开闭机构、汽车自动门和汽车。

一种螺母丝杠式自动门开闭机构，包括驱动装置、丝杠、螺母推块及推杆，所述驱动装置与车门固定连接，所述丝杠可转动地安装于所述车门上，所述螺母推块套设于所述丝杠上，所述推杆的一端与所述螺母推块铰接、另一端与车身本体铰接，所述驱动装置驱动所述丝杠转动，以使所述螺母推块及所述推杆沿所述丝杠做往复直线运动，进而使得所述推杆驱动所述车门相对所述车身本体打开或关闭。

上述的螺母丝杠式自动门开闭机构通过驱动装置、丝杠、螺母推块及推杆的配合，可实现汽车车门的自动打开和关闭。具体地，车门与车身本体之间通过车门铰链连接，推杆与车身本体侧围之间通过推杆铰链连接，在车门打开或关闭的过程中，丝杠在驱动装置的驱动下回转，使得螺母推块可沿丝杠做往复直线运动并产生轴向力，此轴向力经螺母推块作用到推杆上，推杆最终将轴向力作用到推杆与车身本体侧围的铰接处，车身本体侧围产生一个反作用力，并沿推杆作用于车门上，由于该反作用力不穿过车门的旋转中心，因而与车门旋转中心之间存在力臂，故会产生旋转力矩，以驱动车门自动打开或关闭。同时，由于推杆的铰接中心与车门的旋转中心不一致，会导致车门开启角度与推杆的摆动角度有差别。上述的螺母丝杠式自动门开闭机构通过将推杆与螺母推块铰接，以使推杆可相对车门摆动，从而可保证整个机构的正常运行。本发明的螺母丝杠式自动门开闭机构整体结构简单，配合可靠，占用空间小，对原汽车车门结构改动较小，通用性较高；并且螺母丝杠配合传动效率高，采用较小的驱动装置便可实现车门的打开和关闭，从而使得该螺母丝杠式自动门开闭机构能够很好地满足小型化，轻量化的发展需求。

在其中一个实施例中，所述螺母丝杠式自动门开闭机构还包括支架，所述支架与所述车门固定连接，所述丝杠的两端分别与所述支架转动连接，所述驱动装置固定于所述支架上，所述驱动装置与所述丝杠传动连接。

在其中一个实施例中，所述螺母推块包括传动部、滑动部及沿竖向延伸的铰接轴，所述铰接轴设于所述传动部与所述滑动部之间，所述传动部套设于所述丝杠上并与所述丝杠螺旋传动，所述滑动部与所述支架滑动连接，所述推杆的一端与所述铰接轴铰接。

在其中一个实施例中，所述驱动装置包括驱动电机及传动结构，在垂直于所述丝杠的轴线方向上，所述驱动电机的输出轴与所述丝杠并排布置，所述传动结构将所述驱动电机的输出轴与所述丝杠传动连接。

在其中一个实施例中，所述传动结构包括第一传动齿轮及第二传动齿轮，所述第一传动齿轮与所述驱动电机的输出轴固定连接，所述第二传动齿轮与所述丝杠固定连接，所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮啮合传动。

在其中一个实施例中，所述驱动装置还包括制动器和/或离合器，所述制动器和/或所述离合器设于所述驱动电机与所述传动结构之间。

在其中一个实施例中，所述推杆呈曲线型设置。

在其中一个实施例中，所述推杆上设有止挡部，所述止挡部用于对所述车门的转动进行限位。

一种汽车自动门，包括如上所述的螺母丝杠式自动门开闭机构。

一种汽车，包括如上所述的汽车自动门。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的螺母丝杠式自动门开闭机构的结构示意图；

图2为图1中的螺母丝杠式自动门开闭机构另一状态下的结构示意图；

图3为图1中的螺母丝杠式自动门开闭机构的平面结构示意图；

图4为图1中的螺母丝杠式自动门开闭机构俯视状态下的局部剖面示意图；

图5为螺母丝杠式自动门开闭机构驱动车门打开时的示意图；

图6为螺母丝杠式自动门开闭机构驱动车门关闭时的示意图。

10、驱动装置，11、驱动电机，12、传动结构，121、第一传动齿轮，122、第二传动齿轮，13、制动器，14、离合器，20、丝杠，30、螺母推块，31、传动部，32、滑动部，33、铰接轴，40、推杆，41、止挡部，42、推杆铰链，50、支架，100、车门，101、车门铰链，200、车身本体。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

请参照图1至图4，一种螺母丝杠式自动门开闭机构包括驱动装置10、丝杠20、螺母推块30及推杆40，驱动装置10与车门100固定连接，丝杠20可转动地安装于车门100上，螺母推块30套设于丝杠20上，推杆40的一端与螺母推块30铰接、另一端与车身本体200铰接，驱动装置10驱动丝杠20转动，以使螺母推块30及推杆40沿丝杠20做往复直线运动，进而使得推杆40驱动车门100相对车身本体200打开或关闭。

该螺母丝杠式自动门开闭机构可应用于汽车车门的自动打开和关闭，当然，也可应用于其他装置门体的自动打开和关闭。以下主要针对该螺母丝杠式自动门开闭机构在汽车车门上的应用进行说明。具体地，车门100与车身本体200侧围之间通过车门铰链101连接，而可相对车身本体200转动；驱动装置10及丝杠20可直接固定于车门100上，或者通过支架50固定于车门100上，丝杠20在驱动装置10的驱动下可绕自身轴线转动，螺母推块30内设置有螺旋线，以与丝杠20螺旋配合形成螺母丝杠副。其中，螺母推块30与丝杠20之间的螺旋传动可为滑动螺旋、滚动螺旋或静压螺旋等。

推杆40的一端通过推杆铰链42与车身本体200侧围铰接，另一端与螺母推块30铰接，如此，当螺母推块30带动推杆40运动的过程中，推杆40可相对车门100摆动以进行自适应调节，从而保证整个机构的正常运行。其中，推杆40的具体形状可根据其运动轨迹进行设置，例如，如图4所示，可将推杆40设置成具有一定弧度的曲线型推杆，在车门100打开和关闭过程中，推杆40通过自身形状即可避开车门100上的其他结构，以防止与车门100之间产生干涉，从而可减少对车门100的结构改动，实现了对车门100的无损改装升级，使得该螺母丝杠式自动门开闭机构的通用性更强。

由于加工精度、装配误差会导致各铰链不相互平行，为了保证螺母丝杠机构运动的顺畅性，使得车门100顺利打开关闭，各铰接处的配合可采用球面副。此外，该螺母丝杠式自动门开闭机构还包括控制单元，控制单元与驱动装置10电连接，控制单元用于控制驱动装置10的运行和关闭。

上述的螺母丝杠式自动门开闭机构通过驱动装置10、丝杠20、螺母推块30及推杆40的配合，可实现汽车车门100的自动打开和关闭。具体地，在车门100打开或关闭的过程中，丝杠20在驱动装置10的驱动下回转，使得螺母推块30可沿丝杠20做往复直线运动并产生轴向力，此轴向力经螺母推块30作用到推杆40上，推杆40最终将轴向力作用到推杆40与车身本体200侧围的铰接处，车身本体200侧围产生一个反作用力，并沿推杆40作用于车门100上，由于该反作用力不穿过车门100的旋转中心，因而与车门100旋转中心之间存在力臂，故会产生旋转力矩，以驱动车门100自动打开或关闭。同时，由于推杆40的铰接中心与车门100的旋转中心不一致，会导致车门100开启角度与推杆40的摆动角度有差别。上述的螺母丝杠式自动门开闭机构通过将推杆40与螺母推块30铰接，以使推杆40可相对车门100摆动，从而保证整个机构的正常运行。本发明的螺母丝杠式自动门开闭机构整体结构简单，配合可靠，占用空间小，对原汽车车门结构改动较小，通用性较高；并且螺母丝杠配合传动效率高，采用较小的驱动装置10便可实现车门100的打开和关闭，从而使得该螺母丝杠式自动门开闭机构能够很好地满足小型化，轻量化的发展需求。

进一步地，螺母丝杠式自动门开闭机构还包括支架50，支架50与车门100固定连接，丝杠20的两端分别与支架50转动连接，驱动装置10固定于支架50上，驱动装置10与丝杠20传动连接。在本实施例中，通过设置支架50以便于驱动装置10及丝杠20的安装，从而可减小对车门100自身结构的改造，进一步提升通用性。具体地，丝杠20的两端可通过轴承或铜套与支架50转动连接，驱动装置10与丝杠20传动连接而可带动丝杠20转动。

进一步地，请参照图3，螺母推块30包括传动部31、滑动部32及沿竖向延伸的铰接轴33，铰接轴33设于传动部31与滑动部32之间，传动部31套设于丝杠20上并与丝杠20螺旋传动，滑动部32与支架50滑动连接，推杆40的一端与铰接轴33铰接。

具体地，传动部31内设有螺旋线而与丝杠20螺旋传动，滑动部32与支架50之间可通过滑动结构实现滑动连接，例如，可在支架50上设有与丝杠20轴线方向并行延伸的滑槽，滑动部32上设有与滑槽配合的滑块，推杆40的一端套接于铰接轴33上而可产生相对摆动。驱动装置10驱动丝杠20转动，以带动传动部31沿丝杠20做直线运动，进而在铰接轴33的作用下推动推杆40运动，且推杆40可进行摆动调整，同时，由于滑动部32与支架50滑动连接，可保证螺母推块30及推杆40的运动平稳性以及准确性，整体结构紧凑，占用空间较小，且配合可靠，具有较高的传动效率。

进一步地，驱动装置10包括驱动电机11及传动结构12，在垂直于丝杠20的轴线方向上，驱动电机11的输出轴与丝杠20并排布置，传动结构12将驱动电机11的输出轴与丝杠20传动连接。具体地，驱动电机11水平放置于丝杠20的上侧或下侧，驱动电机11的输出轴与丝杠20的轴线并行延伸，通过传动结构12将驱动电机11的输出轴与丝杠20连接而可进行传动，其中，传动结构12可为齿轮传动或同步带传动等。如此，在保证驱动电机11与丝杠20之间正常传动的同时，还可有效减小驱动装置10在丝杠20的轴线方向(也即车身长度方向)上的占用空间。

进一步地，传动结构12包括第一传动齿轮121及第二传动齿轮122，第一传动齿轮121与驱动电机11的输出轴固定连接，第二传动齿轮122与丝杠20固定连接，第一传动齿轮121与第二传动齿轮122啮合传动。通过第一传动齿轮121与第二传动齿轮122的啮合进行传动，结构简单，配合可靠。

进一步地，驱动装置10还包括制动器13和/或离合器14，制动器13和/或离合器14设于驱动电机11与传动结构12之间。

通过在驱动电机11与传动结构12之间设置制动器13，当驱动电机11停止驱动时，制动器13抱死，依靠制动器13的摩擦力矩，可保证车门100悬停在当前位置，从而有效避免车门100在打开后，因自身重量而无法保持在当前位置，影响使用，当驱动电机11带动丝杠20回转时，制动器13松开，以使车门100可正常转动。为了达到较好的运行效果以及人机工程，制动器13优选采用电磁制动器，当然，也可使用其他形式的制动器或摩擦装置，例如可采用弹簧制动器。

此外，由于驱动电机11内部的摩擦，导致在手动开关门时需克服此摩擦才能使丝杠20回转，即需要克服阻力才能使车门100打开或关闭，影响体验。为达到更好的人机工程，通过在驱动电机11与制动器13之间设置离合器14，当电动开关门时，离合器14咬合传递驱动力。当手动开关门时，离合器14脱离，可轻松的将车门100打开或关闭。其中，离合器14可采用体积较小的“机械式单向传动离合器”，也可采用其他类型离合器。

进一步地，推杆40上设有止挡部41，止挡部41用于对车门100的转动进行限位。具体地，推杆40上设有凸台状的止挡部41，当车门100打开到最大角度时，止挡部41与车门100自身结构或支架50相接触，如图2所示，限制了车门100的继续打开，起到了保护车门铰链101的作用，避免车门100开度过大对车门铰链101的冲击。

本发明还提出一种汽车自动门，该汽车自动门包括如上所述的螺母丝杠式自动门开闭机构，该螺母丝杠式自动门开闭机构的具体结构可参照上述实施例，由于本汽车自动门采用了上述实施例的所有技术方案，因而至少包括上述实施例所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

下面结合图5及图6，以主驾驶门为例，对本发明一实施例的汽车自动门的打开和关闭动作进行详细描述。

请参照图5，当驱动装置10接收到ECU指令“开启车门”时，驱动装置10输出轴转动，丝杠20与螺母推块30组成的螺母丝杠副产生指向推杆40与车身本体200侧围铰链方向的轴向力。此轴向力经螺母推块30、推杆40最终作用到推杆40与车身本体200侧围铰接的推杆铰链42上。由于力的相互作用关系，车身本体200侧围亦产生一个反作用推力，沿推杆40作用到车门100上。因轴向力与车门铰链101之间有力臂，故会产生旋转力矩，驱动车门100旋转开启。在车门100开启过程中，螺母推块30亦沿丝杠20往车头方向进行直线运动；同时推杆40绕两端铰链摆动，使得机构能顺畅运行。

请参照图6，当驱动装置10接收到ECU指令“关闭车门”时，驱动装置10输出轴反方向转动。丝杠20与螺母推块30组成的螺母丝杠副产生背向推杆40与车身本体200侧围铰链方向的轴向力，车身本体200侧围产生一个反作用拉力，对车门100产生逆时针旋转力矩，从而驱动车门100旋转关闭。

本发明还提出一种汽车，该汽车包括如上所述的汽车自动门，该汽车自动门包括如上的螺母丝杠式自动门开闭机构，该螺母丝杠式自动门开闭机构的具体结构可参照上述实施例，由于本汽车自动门采用了上述实施例的所有技术方案，因而至少包括上述实施例所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种螺母丝杠式自动门开闭机构，其特征在于，包括驱动装置、丝杠、螺母推块及推杆，所述驱动装置与车门固定连接，所述丝杠可转动地安装于所述车门上，所述螺母推块套设于所述丝杠上，所述推杆的一端与所述螺母推块铰接、另一端与车身本体铰接，所述驱动装置驱动所述丝杠转动，以使所述螺母推块及所述推杆沿所述丝杠做往复直线运动，进而使得所述推杆驱动所述车门相对所述车身本体打开或关闭。

2.根据权利要求1所述的螺母丝杠式自动门开闭机构，其特征在于，还包括支架，所述支架与所述车门固定连接，所述丝杠的两端分别与所述支架转动连接，所述驱动装置固定于所述支架上，所述驱动装置与所述丝杠传动连接。

3.根据权利要求2所述的螺母丝杠式自动门开闭机构，其特征在于，所述螺母推块包括传动部、滑动部及沿竖向延伸的铰接轴，所述铰接轴设于所述传动部与所述滑动部之间，所述传动部套设于所述丝杠上并与所述丝杠螺旋传动，所述滑动部与所述支架滑动连接，所述推杆的一端与所述铰接轴铰接。

4.根据权利要求2所述的螺母丝杠式自动门开闭机构，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机及传动结构，在垂直于所述丝杠的轴线方向上，所述驱动电机的输出轴与所述丝杠并排布置，所述传动结构将所述驱动电机的输出轴与所述丝杠传动连接。

5.根据权利要求4所述的螺母丝杠式自动门开闭机构，其特征在于，所述传动结构包括第一传动齿轮及第二传动齿轮，所述第一传动齿轮与所述驱动电机的输出轴固定连接，所述第二传动齿轮与所述丝杠固定连接，所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮啮合传动。

6.根据权利要求4所述的螺母丝杠式自动门开闭机构，其特征在于，所述驱动装置还包括制动器和/或离合器，所述制动器和/或所述离合器设于所述驱动电机与所述传动结构之间。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的螺母丝杠式自动门开闭机构，其特征在于，所述推杆呈曲线型设置。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的螺母丝杠式自动门开闭机构，其特征在于，所述推杆上设有止挡部，所述止挡部用于对所述车门的转动进行限位。

9.一种汽车自动门，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的螺母丝杠式自动门开闭机构。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的汽车自动门。