齒輪傳動馬達,窗戶調節器的製作方法
2023-07-25 06:11:26 1
專利名稱：齒輪傳動馬達,窗戶調節器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及用於車輛中窗戶調節器的齒輪傳動馬達，尤其涉及具有窗戶制動及不可逆裝置的窗戶調節器。
背景技術：
現有的窗戶調節器具有驅動窗戶來回運動的裝置。一些人試圖通過在已關閉或半開著的窗戶上施加一個向下的壓力打開車窗，以不法地獲得通到車輛乘客室的通道。
一種由申請人出售的參考號為101087的窗戶調節器，其包括一個具有減速裝置的電動馬達；一個馬達的輸出軸，該輸出軸一端具有齒，形成蝸杆。蝸杆與一個蝸輪相嚙合，形成蝸輪蝸杆減速裝置。蝸輪將運動傳輸至一個線纜驅動鼓輪。線纜驅動一個與窗戶連接的滑塊來回運動。在這樣的調節器中，使用傳輸效率為定製的40％的蝸輪蝸杆減速裝置。當壓力作用於窗戶上時，馬達與低效傳輸鎖定蝸輪的旋轉。因而，通過鼓輪保證窗戶的不可逆驅動的來回運動。
這樣的裝置有一些缺點。由於低傳輸效率，驅動輪鼓需要使用一個相對於實際作用在輪鼓上的驅動力過大的馬達。因而，馬達體積大而笨重、成本高。
文獻DE-A-3110368揭露一種窗戶調節器，其包括一個驅動部件，該驅動部件與一個鼓輪連接。鼓輪通過與一個窗戶滑塊連接的線纜驅動窗戶的來回運動。鼓輪安裝有一個機械鎖固裝置。一個齒輪置於驅動軸上，其上安裝有軸向突出的接線柱。這些接線柱鎖抵在設於窗戶調節器的結構內的一個固定盤處。當驅動軸驅動鼓輪時窗戶釋放窗戶調節器，當鼓輪驅動驅動軸時，窗戶調節器鎖定。
這樣的裝置即複雜而且成本高。此外，鼓輪體積大而笨重。這樣的裝置也需要使用一個額外的制動系統，用以當檢測到阻礙時阻止窗戶上升。
由申請人出售的參考號為101087的裝置還包括一個反夾緊系統。該系統測量消耗電流及馬達轉速。該系統從這些參數的變化中探測窗戶頂部與窗戶框架間的物體的夾緊狀態。然後，馬達的供電電源中斷並且因此停止窗戶的驅動。
這樣的反夾緊裝置具有一些缺點。探測到夾緊一個物體與窗戶運動的實際停止之間的響應時間是重要的。當在響應時間期間窗戶仍然受到驅動，這或許會傷害使用者。車輛使用這種類型的窗戶調節器也較難獲得認可。
實用新型內容因此，有必要針對上述一個或多個缺點，提供一種窗戶調節器及齒輪傳動馬達的解決方案。因此，本實用新型的目的是提供一種窗戶調節器，其包括一個電動馬達，其具有一個驅動軸；一個窗戶滑塊；一個傳動裝置，其具有輸入端和輸出端；一個壓電元件，其中，所述傳動裝置的輸入端連接到所述驅動軸並由所述驅動軸驅動，所述窗戶滑塊連接到所述傳動裝置的輸出端並由所述傳動裝置的輸出端驅動，所述壓電元件與一個對開式滑動軸承相抵靠，且藉助於所述對開式滑動軸承通過鎖定所述驅動軸來選擇性地鎖定所述滑塊的位置。
按照一個實施方式，所述壓電元件作用於所述驅動軸。
按照另一個實施方式，所述壓電元件具有一個能夠鎖定所述滑塊位置的摩擦表面。
還按照一個實施方式，所述摩擦表面具有在所述軸上大於0.15的摩擦係數。
還按照另一個實施方式，所述傳動裝置具有一個減速裝置，所述齒輪傳動馬達的輸入端與輸出端之間的減速比小於1。
所述減速裝置還可被製成包括一個蝸輪蝸杆系統，蝸杆設在所述驅動軸上。
按照一個實施方式，所述壓電元件形成所述驅動軸的一個軸頸。
按照另一個實施方式，所述壓電元件通過對開式滑動軸承鎖定所述驅動軸。
還按照一個實施方式，所述馬達包括一個帶有一個軸頸的殼體，且所述壓電元件具有永久性容置在所述軸頸中的外表面及作用在所述軸承上的內表面。
還按照另一個實施方式，所述壓電元件是壓電伸縮的。
所述壓電元件還可被製成選擇性地制動所述滑塊的運動。
本實用新型另一個目的是提供一種齒輪傳動馬達，其包括一個驅動軸；一個與所述驅動軸連接的減速裝置，該減速裝置具有在所述齒輪傳動馬達的輸入端與輸出端之間的大於1的減速比；及一個與對開式滑動軸承相抵靠並選擇性地鎖定所述驅動軸的壓電元件。
按照一個實施方式，所述壓電元件具有一個能夠鎖定所述軸的摩擦表面，優選地，所述表面和所述軸間的摩擦係數大於0.15。
按照另一個實施方式，所述減速裝置具有一個蝸輪蝸杆系統，所述蝸杆設於所述驅動軸上。
還按照一個實施方式，所述壓電元件形成所述驅動軸的一個軸頸。
還按照另一個實施方式，所述壓電元件通過對開式滑動軸承鎖定所述驅動軸。
所述齒輪傳動馬達還可製成包括一個帶有一個軸頸的殼體，且所述壓電元件具有永久性容置在所述軸頸中的外表面及作用在所述軸承上的內表面。
按照一個實施方式，所述壓電元件是壓電伸縮的。
按照另一個實施方式，所述壓電元件選擇性地制動所述驅動軸。
本實用新型的其他特徵及優點通過例子並結合附圖，在下面對本實用新型的實施方式的描述中給出，其中圖1是本實用新型包括一個齒輪傳動馬達的窗戶調節器的示意圖；圖2是本實用新型一個齒輪傳動馬達的縱向截面視圖；圖3是圖2中的細節的橫向截面視圖。
具體實施方式
本實用新型尤其提出一種窗戶調節器及一種驅動一個窗戶滑塊的齒輪傳動馬達。當馬達關閉時，一個鎖定滑塊的壓電元件將滑塊的位置鎖定。因此，當試圖通過窗戶外的力開啟窗戶時，窗戶仍停留在其鎖定位置。
圖1所示為按照本實用新型的一個實施方式的窗戶調節器1的示意圖。窗戶調節器1包括一個與一窗戶(圖未示)連接的滑塊2。滑塊2可滑動，如在一個導軌3上滑動。一個線纜4驅動滑塊2。該線纜4本身由一個鼓輪5驅動。該鼓輪5連接至一個齒輪傳動馬達6的蝸輪上，例如通過一個減震器。齒輪傳動馬達固定在例如窗戶調節器1的結構性部分7上。
更多細節如圖2所示，齒輪傳動馬達6容置在一個殼體67中。一個馬達64包括一個轉子65及一個電源供應與控制裝置66，其本身可採用現有方式生產。蝸輪61為一個蝸輪蝸杆減速裝置的輸出元件。蝸輪61通過製成在馬達64的驅動軸63上的一個蝸杆62驅動。減速裝置保證驅動軸63與鼓輪5之間的機械功率的傳輸。減速裝置在齒輪傳動馬達的輸入端和輸出端之間還具有大於1的減速比。因此，減速裝置的輸入速度大於減速裝置的輸出速度。儘管在本例中使用一個蝸輪蝸杆減速裝置，其也可使用其它類型的適合的減速裝置。一個減震器73連接鼓輪5與蝸輪61。減震器尤其在馬達的瞬時驅動階段期間吸收振動。鼓輪5用作驅動滑塊的線纜4的繞組元件。
在本實施方式中，齒輪傳動馬達包括一個選擇性地鎖定滑塊的位置的壓電元件。一個用於鎖定滑塊的壓電元件的使用允許使用一個具有簡單形狀的小尺寸鎖定部件。此外，一個適當的壓電元件容易生產。滑塊的鎖定也可使用帶有一個壓電元件的簡單裝置選擇性地進行控制。壓電元件可通過制動鎖定滑塊位置。將滑塊位置鎖定到施加在窗戶上的力達500N的制動看作鎖定。選擇性地鎖定滑塊位置以保證窗戶調節器的不可逆性。因此，阻止通過窗戶驅動滑塊，而允許通過馬達驅動滑塊。用於滑塊的選擇性鎖定的裝置將在後詳述。總體上，當馬達關閉時滑塊位置鎖定，當馬達由電源供電時滑塊位置解鎖。因為不可逆性是選擇性的，可使用具有高傳輸效率的減速裝置。可使用一個較小的大功率馬達，例如20W的馬達。
在圖2所示例中，滑塊位置通過利用壓電元件鎖定驅動軸而鎖定。如圖3中更詳細示出，壓電元件可作為馬達的一個軸頸使用。因此，齒輪傳動馬達保持較小。此外，沒有增加鼓輪的體積。可使用一個基本上圓柱形的壓電元件。所述壓電元件可置於一個在殼體67中的凹槽內或緊密配合安裝在殼體67內的一個孔中。總體上，壓電元件的一個外表面可永久性地容置在殼體內的一個孔中。將壓電元件設置在齒輪傳動馬達6的殼體67內是有利的。壓電元件的電氣連接因而可定位在與馬達電源供應電氣連接相同的位置處。因此，簡化了窗戶調節器1的電氣布線。
壓電元件68可通過一個軸旋轉引導部件鎖定驅動軸63。例如，如圖2與圖3所示，在此可使用一個對開式滑動軸承69。在本實施方式中，對開式滑動軸承69封裝抵靠在壓電元件68的一個內表面上。所述軸承具有一個大體上縱向的裂口70。因此，軸承69的直徑可變。通過在軸承69上設置徑向負載，可減小裂口70的寬度及軸承的直徑。因而，可增加通過軸承69作用在軸63上的制動力。當壓電元件68處於一個膨脹的位置，即，當其內徑具有最小尺寸時，壓電元件68的內表面作用於對開式滑動軸承69並減少裂口70的寬度。驅動軸63的旋轉通過軸承69鎖定。
可使用由石英或鈦酸鋇製成的壓電元件68。優選地，使用壓電伸縮材料製造壓電元件。因此，當閒置時，壓電元件處於一個膨脹的位置或鎖定位置。當對壓電元件的供電中斷時，例如由於電池用盡，壓電元件68仍然繼續鎖定該滑塊位置。一個10mm×8mm×5mm的壓電元件與一個具有減震器73的減速比的減速裝置一起使用以確保滑塊上的500N的鎖定力。電極間12V至60V的解鎖電壓釋放驅動軸。
優選地，一個電極設置在壓電元件的外圓周上，另一個電極設置在壓電元件的內圓周上。因而確保壓電元件的內徑的較大的變化。
可使用由燒結的加潤滑油的青銅製成的對開式滑動軸承69。軸承內徑8的尺寸為，最小厚度5mm，且最小外徑10mm，其適於確保驅動軸63的鎖定。
壓電元件68也可製成直接作用在驅動軸63上。優選地，使用具有與驅動軸間有高摩擦係數的摩擦表面的壓電元件68。還可使用與驅動軸間有高摩擦係數的塗層。例如，該塗層塗敷在壓電元件的表面，形成與驅動軸的接觸。優選地，使用摩擦係數大於0.15的摩擦表面。
壓電元件68設置在減速裝置的上遊，且尤其位於驅動軸上，是有利的。因為該減速裝置增加由壓電元件作用在滑塊上的制動轉矩，可使用一個具有減少的制動功率的壓電元件。
壓電元件68還可用於選擇性地制動滑塊2的運動。在驅動軸上設置壓電元件還有利於實現該制動。當檢測到一個窗戶有障礙時，可制動滑塊的運動。使用壓電元件的制動可使馬達的慣性更快速地減少。從而減少障礙識別與滑塊及窗戶的停止之間的響應時間。此外，使用一個已有的壓電元件用於確保滑塊運動的不可逆性。
壓電元件控制器可與馬達電源供應的控制器共享使用。所述控制器可製成依賴於所執行的操作，對壓電元件的接線端施加不同的電壓。根據檢測到的外部條件，例如溫度、馬達的電源供應狀態或一個物體的夾緊，使用不同的制動或解鎖電壓。
本實用新型還涉及操作所述的窗戶調節器與齒輪傳動馬達的方法。
按照第一種操作方法，當馬達關閉時通過壓電元件鎖定滑塊位置。例如，當使用一個壓電伸縮的壓電元件時，在這個步驟中，該壓電元件可例如保持閒置。當馬達由電源供電時，例如通過激勵一個壓電伸縮的壓電元件，將滑塊的位置解鎖。
按照操作窗戶調節器的第二種方法，執行通過馬達驅動滑塊的步驟。通過適當的裝置檢測到窗戶的障礙。然後將一個制動命令傳送到壓電元件，例如當檢測到障礙時。再通過壓電元件制動滑塊的運動。
按照一個實施方式，在障礙檢測後，將馬達的電源供應短路。因此，通過一個馬達制動器提供額外的制動。
當然，本實用新型不限於已描述及示出的例子及實施方式，而是公開若干本領域普通技術人員可以理解的實施方式。儘管主要描述了滑塊位置在一個驅動軸上的鎖定，其也可製成為在任何適當的位置實現該鎖定。例如，可製成為安裝一個設置在一個滑塊上並作用於一個導軌上的壓電鎖定元件。還可製成為將一個減速裝置蝸輪上的壓電元件作用在一個齒輪傳動馬達的殼體上。
權利要求1.一種窗戶調節器(1)，其特徵在於，所述窗戶調節器(1)包括一個電動馬達，其具有一個驅動軸(63)；一個窗戶滑塊(2)；一個傳動裝置，其具有輸入端和輸出端；一個壓電元件(68)，其中，所述傳動裝置的輸入端連接到所述驅動軸(63)並由所述驅動軸(63)驅動，所述窗戶滑塊(2)連接到所述傳動裝置的輸出端並由所述傳動裝置的輸出端驅動，所述壓電元件(68)與一個對開式滑動軸承(69)相抵靠，且藉助於所述對開式滑動軸承(69)通過鎖定所述驅動軸(63)來選擇性地鎖定所述滑塊(2)的位置。
2.如權利要求1所述的窗戶調節器，其特徵在於所述壓電元件(68)具有能夠鎖定所述滑塊位置的摩擦表面。
3.如權利要求2所述的窗戶調節器，其特徵在於所述摩擦表面具有在所述軸上大於0.15的摩擦係數。
4.如權利要求2或3所述的窗戶調節器，其特徵在於所述傳動裝置具有一個減速裝置，其輸入端與輸出端之間的減速比大於1。
5.如權利要求4所述的窗戶調節器，其特徵在於所述減速裝置包括一個蝸輪蝸杆系統，所述蝸輪蝸杆系統的蝸杆(62)設在所述驅動軸(63)上。
6.如權利要求1所述的窗戶調節器，其特徵在於所述壓電元件形成所述驅動軸的一個軸頸。
7.如權利要求1所述的窗戶調節器，其特徵在於所述馬達包括一個帶有一個軸頸的殼體；所述壓電元件具有一個永久性容置在所述軸頸中的外表面及一個作用在所述軸承上的內表面。
8.如權利要求1所述的窗戶調節器，其特徵在於所述壓電元件是壓電伸縮的。
9.如權利要求1所述的窗戶調節器，其特徵在於所述壓電元件選擇性地制動所述滑塊的運動。
10.一種齒輪傳動馬達，其特徵在於，所述齒輪傳動馬達包括一個驅動軸(63)；一個減速裝置，其與所述驅動軸(63)連接並具有低於1的傳動比；一個壓電元件(68)，其與一個對開式滑動軸承(69)相抵靠，並且通過所述對開式滑動軸承(69)選擇性地鎖定所述驅動軸(63)。
11.如權利要求10所述的齒輪傳動馬達，其特徵在於所述壓電元件具有一個能夠鎖定所述軸的摩擦表面。
12.如權利要求11所述的齒輪傳動馬達，其特徵在於所述摩擦表面具有和所述軸間大於0.15的摩擦係數。
13.如權利要求10或11所述的齒輪傳動馬達，其特徵在於所述減速裝置具有一個蝸輪蝸杆系統，所述蝸輪蝸杆系統的蝸杆(62)設在所述驅動軸(63)上。
14.如權利要求10所述的齒輪傳動馬達，其特徵在於所述壓電元件形成所述驅動軸的一個軸頸。
15.如權利要求10所述的齒輪傳動馬達，其特徵在於其包括一個帶有一個軸頸的殼體；所述壓電元件具有一個永久性容置在所述軸頸中的外表面及一個作用在所述軸承上的內表面。
16.如權利要求10所述的齒輪傳動馬達，其特徵在於所述壓電元件是壓電伸縮的。
17.如權利要求10所述的齒輪傳動馬達，其特徵在於所述壓電元件選擇性地制動所述驅動軸。
專利摘要本實用新型涉及一種窗戶調節器(1)，其包括一個具有一個驅動軸(63)的電動馬達，一個窗戶滑塊(2)，一個傳動裝置，該傳動裝置具有由所述驅動軸(63)驅動的輸入端，及一個驅動所述滑塊(2)的輸出端。本實用新型還涉及一種齒輪傳動馬達(6)，其包括一個驅動軸(63)，一個與所述驅動軸(63)連接並具有低於1的傳動比的減速裝置，一個選擇性地鎖定所述驅動軸(63)的壓電元件(68)。本實用新型用於阻止非法的開啟窗戶。本實用新型還用於減少對窗戶與窗戶框架之間的物體的夾緊力。
文檔編號H02K7/116GK2871269SQ200520118798
公開日2007年2月21日 申請日期2005年9月14日 優先權日2005年9月14日
發明者賀爾維·諾默安格 申請人:法國阿文美馳輕型車系統有限公司