车辆充电端口盖板的致动器

技术领域

本发明实施例涉及用于打开和关闭车辆的充电端口盖板的致动器技术领域，更具体地，涉及一种车辆充电端口盖板的致动器，其被构造成允许手动打开和关闭充电端口盖板，同时能够自动打开和关闭充电端口盖板。

背景技术

当前，机动车辆正从传统的基于化石燃料的内燃机车辆转换为通过基于电力或氢的电动机运行而运行的电动车辆或氢气车辆，这种电动或氢车辆需要定期充电，用于充电的充电端口和用于保护充电端口的盖板是必不可少的，盖板以诸如铰链门形式安装在充电端口入口处以遮盖和打开充电端口入口。同时，近年来，在充电端口盖板的内侧已增加用于显示充电状态等信息的显示装置，并且也开始采用另外的电动致动器来自动打开和关闭充电端口盖板。

用于连接充电连接插头的充电端口通常设置在车辆外部的凹部中，并且考虑到车辆的设计，将设有充电端口的凹部设计为被充电端口盖板覆盖。

另一方面，在将充电端口盖板配置为可通过电动致动器驱动旋转的情况下，通常，充电端口盖板的旋转轴以齿轮传动结构与电动致动器的驱动轴连接，此时，充电端口盖板与车辆连接。这种设计存在以下缺陷：除了不能从外部手动打开和关闭之外，如果从电动致动器输出的旋转力过大时，还有可能损坏充电端口盖板。

另外，用于充电端口盖板的常规电动致动器还容易因为雨水或异物流入而受损坏，并且，也没有检测充电端口盖板是打开还是关闭的功能。

参考的相关韩国专利文献公开号：KR 10-1988633B1。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题在于，提供一种车辆充电端口盖板的致动器，能方便自动打开和关闭充电端口盖板，也允许手动打开和关闭充电端口盖板。

本发明实施例进一步要解决的技术问题在于，提供一种车辆充电端口盖板的致动器，还能够检测充电端口盖板是被打开还是关闭。

本发明实施例再进一步要解决的技术问题在于，提供一种车辆充电端口盖板的致动器，还能避免水或异物流入充电端口。

为解决上述技术问题，本发明实施例首先提供以下技术方案：一种车辆充电端口盖板的致动器，包括：

具有内部空间的壳体，壳体的底壁上形成有通孔；

竖立并可旋转地安装在壳体内部的旋转轴，旋转轴的下端通过所述通孔外露并连接至汽车充电端口盖板的枢接轴，旋转轴的中段形成有凸缘；

呈环状的离合器齿轮，其套设于旋转轴中段并组装在所述凸缘上；

呈环状的离合器片，安装在离合器齿轮上并供所述旋转轴穿过，所述离合器片通过内环壁与所述旋转轴的外侧壁相适配而与所述旋转轴一体同步旋转；

弹性装置，用于在朝着离合器齿轮的方向上向离合器片施加弹力；和

驱动马达，用于驱动所述离合器齿轮旋转。

进一步地，所述离合器齿轮的内壁的全部或一部分被设计为由上而下地内径逐渐变小的倾斜环面；所述离合器片外壁被设计为由上而下外径逐渐变小的倾斜环面并被安置成与离合器齿轮的内壁相接触。

进一步地，所述旋转轴还包括环绕下部外侧表面的座板和从所述座板的上表面向上突出以形成环形的插入凸起；所述离合器齿轮安装在所述座板的上表面上且在底面上形成有供所述插入凸起插入的插槽。

进一步地，所述插入凸起具有至少部分或全部倾斜的外壁，使得插入凸起的厚度朝着末端部逐渐变小；所述插槽的内壁的全部或一部分呈倾斜状以与所述插入凸起的倾斜的外壁形成面接触。

进一步地，在所述旋转轴的与所述凸缘向上隔开的位置处设置有止动片；所述弹性装置为螺旋弹簧且套设于所述旋转轴上并安装在所述止动片和所述离合器片之间。

进一步地，所述致动器还包括：

一个O形圈固定器，连接在所述旋转轴的下端部；

一个或多个O形圈，围绕所述O形圈固定器的外壁设置；和

金属衬套，外表面形成为与通孔的内表面紧密接触的环形，并且O形圈压接到金属衬套的内表面。

进一步地，在所述O形圈固定器的外表面的一部分中形成供O形圈的一部分插入的安装槽。

进一步地，所述致动器还包括：

电位计，所述电位计被安装为围绕设置于所述旋转轴的上端部且用于检测所述旋转轴的旋转角度。

进一步地，所述壳体包括：

下壳体，具有敞开的上部敞口并且在其底壁上形成有所述通孔；

上壳体，覆盖于所述下壳体的上部；以及

密封件，填塞于所述下壳体和所述上壳体连接部位的缝隙中。

采用上述技术方案，本发明实施例至少具有以下有益效果：本发明实施例提供的车辆充电端口盖板的致动器，可以自动打开和关闭充电端口盖板，也可以手动打开和关闭充电端口盖板。并且通过设置电位计，还可以检测充电端口盖板的打开/关闭的状态。

另外，本发明的车辆充电端口盖板的致动器具有优异的耐久性，因为水或异物不能进入内部。

附图说明

图1是根据本发明的车辆充电端口盖板的致动器的立体结构示意图。

图2是根据本发明的车辆充电端口盖板的致动器的分解状态立体结构示意图。

图3是示出了安装在壳体内部的每个部件的连接结构的立体结构示意图。

图4是示出包括在根据本发明的车辆充电端口盖板的致动器中的旋转轴、离合器齿轮、离合器片和弹性装置的连接结构的分解状态立体结构示意图。

图5是示出包括在根据本发明的车辆充电端口盖板的致动器中的旋转轴、离合器齿轮、离合器片和弹性装置的连接结构的组合状态立体结构剖视图。

图6是根据本发明的车辆充电端口盖板的致动器的剖视图。

图7是示出本发明的车辆充电端口盖板的致动器中包括的印刷电路板与电位计之间的连接结构的立体结构示意图。

图8是示出本发明的车辆充电端口盖板的致动器的O形圈固定器、O形圈和金属衬套三者分离时立体结构示意图。

图9是示出本发明的车辆充电端口盖板的致动器的O形圈固定器与O形圈组合但与金属衬套分离时的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明车辆充电端口盖板的致动器作进一步详细说明。应当理解，以下的示意性实施例及说明仅用来解释本发明，并不作为对本发明的限定，而且，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

图1和图2是本发明的车辆充电端口盖板的致动器的立体结构示意图和分解状态立体结构示意图，图3是示出安装在壳体内的每个部件的连接结构的立体结构示意图，图4和图5分别示出本发明的车辆充电端口盖板的致动器的旋转轴、离合器齿轮、离合器片和弹性装置分解状态立体结构示意图和组装状态的立体结构剖视图，图6是本发明的车辆用充电端口盖板的致动器的剖视图。

通常地，电动车辆或氢车辆设置有用于对电池充电的充电端口，并且充电端口盖板遮盖住安装充电器的部分，以使充电端口不直接暴露于外部。

如上所述，本发明实施例提供一种用于车辆的充电端口盖板的致动器，用于电动地打开和关闭充电端口盖板，并且，其最主要的特征还在于所述致动器被构造成不仅能自动地而且能手动地打开和关闭所述充电端口盖板。

本发明实施例提供一种车辆充电端口盖板的致动器，包括：

具有内部空间的壳体100，壳体100的底壁上形成有通孔112；

竖立并可旋转地安装在壳体100内部的旋转轴200，旋转轴200的下端通过所述通孔112外露并连接至汽车充电端口盖板的枢接轴，旋转轴200的中段形成有凸缘；

呈环状的离合器齿轮300，其套设于旋转轴200中段并组装在所述凸缘上；

呈环状的离合器片400，安装在离合器齿轮300上并供所述旋转轴200穿过，所述离合器片400通过内环壁与所述旋转轴200的外侧壁相适配而与所述旋转轴200一体同步旋转；

弹性装置500，用于在朝着离合器齿轮300的方向上向离合器片400施加弹力；和

驱动马达600，用于驱动所述离合器齿轮300旋转。

如上所述，本发明实施例提供的车辆充电端口盖板的致动器，从驱动马达600输出的旋转力通过多个动力传递齿轮610传递到离合器齿轮300，并且传递到离合器齿轮300的旋转力通过离合器齿轮300与离合器片400之间的摩擦力传递到离合器片400，并且，传递到离合器片400的旋转力通过旋转轴200驱动充电端口盖板旋转。当离合器齿轮300和离合器片400具有离合器形式的动力传递结构时，用户手动旋转充电端口盖板的旋转力会传递至离合器齿轮300和离合器片400之间，当摩擦力大于旋转力时，离合器齿轮300和离合器片400之间发生滑动运动，并且离合器片400随着充电端口盖板旋转，但是离合器齿轮300不旋转，即，用户手动旋转充电端口盖板的力仅传递到旋转轴200和与其连接的离合器片400，并不会传递到离合器齿轮300，动力传递齿轮610和驱动马达600，因此，具有即使用户手动打开或关闭充电端口盖板也不会担心驱动马达600被外力损坏的优点。

另一方面，若离合器片400和离合器齿轮300被设计为平面圆盘状，离合器片400的底面接触离合器齿轮300的上表面时，由于离合器片400和离合器齿轮300之间的接触区域变小，因此担心可能无法正常进行动力传输。当然，如果将离合器片400和离合器齿轮300做得较大，则动力传递性能优异，但是在这种情况下，发生致动器尺寸增大的问题。

本发明的车辆充电端口盖板的致动器被设计为即使离合器片400和离合器齿轮300的外径不增加，离合器片400和离合器齿轮300之间仍然具有的理想的接触面积。

例如，所述离合器齿轮300的内壁的全部或一部分被设计为由上而下地内径逐渐变小的倾斜环面；所述离合器片400外壁被设计为由上而下外径逐渐变小的倾斜环面并被安置成与离合器齿轮300的内壁相接触。以此方式，如图6所示，当离合器片400被安置在离合器齿轮300上时，离合器片400通过倾斜的外壁与离合器齿轮300的倾斜的内壁接触，所以具有增加离合器片400与离合器齿轮300之间的接触面积的优点。

另外，当离合器片400和离合器齿轮300之间的接触面为倾斜面时，当弹性装置500向下按压离合器片400时，离合器片400像楔子一样地被压接离合器齿轮300内壁，还具有离合器片400和离合器齿轮300之间的动力传递性能优异的优点。

另一方面，本发明车辆充电端口盖板的致动器还增大旋转轴200与离合器齿轮300之间的接触面积以使得离合器齿轮300能够与旋转轴200一体地旋转。为此，所述旋转轴200还包括环绕下部外侧表面的座板210和从所述座板210的上表面向上突出以形成环形的插入凸起212；所述离合器齿轮300安装在所述座板210的上表面上且在底面上形成有供所述插入凸起212插入的插槽310。

这样，当将座板210的插入凸起212插入离合器齿轮300的插槽310中时，旋转轴200与离合器齿轮300之间的接触面积显著增加，由此，旋转轴200和离合器齿轮300可以更可靠地整体旋转。

此外，插入凸起212可以构造成以楔子一样插嵌入插槽310中。例如，所述插入凸起212具有至少部分或全部倾斜的外壁，使得插入凸起212的厚度朝着末端部逐渐变小；所述插槽310的内壁的全部或一部分呈倾斜状以与所述插入凸起212的倾斜的外壁形成面接触。当插入凸起212的外壁和插槽310的内壁相互适配地倾斜时，插入凸起212像楔子一样被压入到插槽310中，旋转轴200和离合器齿轮300之间的结合力进一步增加。

在该实施例中，仅是插入凸起212的一侧外壁的一部分呈倾斜状，并且插槽310也仅有一侧内壁的一部分呈倾斜状，但是，插入凸起212和插槽310可以是一个外壁和一个内壁整体均呈倾斜状，或者两个外壁以及两个内壁的全部或一部分可以呈倾斜。

另一方面，本发明的车辆充电端口盖板的致动器弹性装置500需要稳定地向离合器片400施加向下的弹力。在一个可选的实施例中，在所述旋转轴200的与所述凸缘向上隔开的位置处设置有止动片220；所述弹性装置500为螺旋弹簧且套设于所述旋转轴200上并安装在所述止动片220和所述离合器片400之间。当如上所述，将弹性装置500形成为螺旋弹簧形状时，弹力可以均匀地施加在离合器片400的整个上表面上，从而，离合器片400的整个外壁插入在离合器齿轮300的内部时，可以将离合器片400均匀受力地压在整个离合器齿轮300的内壁上。

另外，本发明车辆充电端口盖板的致动器中的壳体100包括下壳体110和上壳体120，下壳体110具有敞开的上部敞口并且在其底壁上形成有所述通孔112，下壳体110内部空间方便安装或维护各构件；上壳体120则覆盖于所述下壳体110的上部。以此方式，用于将旋转轴200的下端暴露于外部的通孔112是下壳体110的底板。

另一方面，如果下壳体110和上壳体120分别制造，然后再组装连接，则存在诸如水或灰尘之类的异物可能通过下壳体110和上壳体120的连接缝隙进入的缺陷，因此，在一可选实施例中，所述壳体100还包括密封件130，填塞于所述下壳体110和所述上壳体120连接部位的缝隙中。

图7是示出本发明车辆充电端口盖板的致动器中包括的印刷电路板800与电位计900之间的连接结构的立体结构示意图。

本发明实施例提供的车辆充电端口盖板的致动器不仅可以通过驱动马达600旋转旋转轴200，而且还可以通过用户手动操作在车辆外部打开和关闭充电端口盖板。

由于不可能仅通过驱动马达600的操作来准确地确定充电端口盖板是打开还是关闭，因此，本发明车辆充电端口盖板的致动器还可以包括电位计900，所述电位计900通过检测旋转轴200的旋转角度以确定充电端口盖板是打开还是关闭。

所述电位计900被安装为围绕设置于所述旋转轴200的上端部，从而可以精确地确定旋转轴200沿哪个方向以及旋转至什么角度。由于用于感测旋转目标的旋转方向和旋转角度的电位计900可在市场上直接购得，因此，在此省略对电位计900的内部构造和操作原理的详细描述。

另外，印刷电路板800可以安装在壳体100的顶壁上，以向电位计900供电并与电位计900交换信号。此时，电位计900也优选地固定地耦接到印刷电路板800，使得电位计900在旋转轴200旋转时仍可以保持固定。另一方面，电位计900可用任何形状和结构代替，只要它能精确地测量旋转轴200的旋转方向和角度，并且耦合并固定到印刷电路板800即可。

图8、图9示出本发明的车辆充电端口盖板的致动器的O形圈固定器710、O形圈720和金属衬套730的立体结构示意图。

旋转轴200被构造成通过形成在下壳体110的底部中的通孔112中并外露的下端部连接充电端口盖板的旋转轴，通孔112和旋转轴200下端部之间具有间隙，可能会引起各种异物通过该间隙流入。若将旋转轴200的下端部以嵌合的方式插入通孔112中，虽然能减少了异物流入的风险，但是会带来旋转轴200不能平稳旋转的问题。

因此，本发明车辆充电端口盖板的致动器还需要在保持旋转轴200可以容易地旋转的同时，避免异物流入壳体100。为此，所述致动器还包括：

一个O形圈固定器710，连接在所述旋转轴200的下端部；

一个或多个O形圈720，围绕所述O形圈固定器710的外壁设置；和

金属衬套730，外表面形成为与通孔112的内表面紧密接触的环形，并且O形圈720压接到金属衬套730的内表面。

O形圈固定器710固定地连接到旋转轴200的下端部，并且金属衬套730固定地连接到壳体100的通孔的内周表面，当旋转轴200旋转时，O形圈固定器710随旋转轴200旋转，而金属衬套730不旋转并且保持固定状态，此时，即使O形圈固定器710和金属衬套730之间具有间隙，O形圈固定器710与金属衬套730之间的空间也被O形圈720密封，也不用担心异物会通过间隙进入壳体100中。另外，当旋转轴200旋转时，O形圈固定器710和金属衬套730不直接接触，具有延展性的O形圈720在滑动的同时保持与金属衬套730接触。由此还具有能保持旋转轴200平滑地旋转且不必担心损坏O形圈固定器710或金属衬套730的优点。

在一个可选实施例中，还在所述O形圈固定器710的外表面的一部分中形成供O形圈720的一部分插入的安装槽712。当O形圈固定器710随旋转轴200旋转时，O形圈720安装在O形圈固定器710的外表面上的安装槽712内，使得O形圈720的安装位置不变。

另外，在该实施例中，仅示出了两个O形圈720安装在O形圈固定器710上的情况，但是，O形圈720的数量可以根据设计者的选择而不同地改变。

如上所述，已经通过具体实施例详细描述了本发明，但是本发明的范围不限于特定实施例，并且应该由所附权利要求书来解释。另外，本技术领域普通技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的情况下可以做出许多修改和变型。