用于汽车的侧门打开和关闭设备

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的侧门的打开和关闭装置，其使得车辆的门能够自动地和手动地打开和关闭，并且具有简单的结构。

背景技术

用于乘客上下车的侧门设置在车辆的侧面，并且侧门被配置成使得乘客能够手动打开和关闭门。

最近，驱动马达安装在车辆的侧门上并且通过使用驱动马达的动力自动打开和关闭门的结构已经应用于车辆。已知韩国专利No.10-2172999是关于这种自动门打开和关闭装置的。

这种打开和关闭装置包括驱动马达、连接到驱动马达的驱动轴的蜗杆、以及与蜗杆接合的蜗轮。当驱动马达旋转时，蜗杆旋转以使蜗轮旋转，并且门随着蜗轮旋转而打开和关闭。

在这种情况下，当蜗轮和蜗杆的齿轮比足够大时，即使驱动马达的动力较小，也可以产生交大的力，并且可以支撑车辆的倾斜状态。

即，由于齿轮尺寸的差异，蜗轮可以在蜗杆旋转时旋转，但蜗杆不在蜗轮试图旋转时旋转。即使在包括蜗杆和蜗轮的传统打开和关闭装置中，用户也必须能够手动打开门。因为即使当连接到门的蜗轮旋转时，蜗杆也可能不旋转，所以当试图手动打开和关闭门时，离合器装置被添加以允许在蜗轮不连接到蜗杆的情况下仅蜗轮旋转。在韩国专利No.10-2172999中，提供了摩擦材料、摩擦板和压紧装置作为离合器装置。

然而，由于增加了这样复杂的离合器装置，所以整个装置复杂并且成本不可避免地高，并且由于包括了复杂的机械结构，所以故障的风险增加。

发明内容

技术问题

本公开被设计成用于解决现有技术的问题，因此本公开旨在提供一种用于车辆的侧门的打开和关闭装置，其中可以以简单的结构实现自动模式和手动模式。

技术方案

根据本公开的实施例，一种用于车辆的侧门的打开和关闭装置，其使得车辆的侧门能够相对于车身自动打开和关闭，包括：

壳体，所述壳体固定地设置在所述侧门中并且在其中具有容纳空间；

驱动马达，所述驱动马达位于所述壳体的所述容纳空间中并且包括驱动轴；

蜗杆，所述蜗杆连接到所述驱动轴并且与所述驱动轴一起旋转；

蜗轮，所述蜗轮与所述蜗杆接合，并能够通过接收来自所述蜗杆的旋转力而旋转；

小齿轮，所述小齿轮与所述蜗轮共同旋转；和

齿条，所述齿条的一端铰接到所述车身，所述齿条与所述小齿轮接合，以将所述小齿轮的旋转运动转换成直线运动，

其中，所述蜗杆具有可反转结构，在所述可反转结构中，所述蜗杆能够在所述蜗轮旋转时通过接收所述蜗轮的旋转力而旋转，使得当所述驱动马达在自动模式中旋转时，所述蜗杆使所述蜗轮旋转，并当用户在手动模式中手动转动所述门时，所述蜗杆是能够通过旋转的蜗轮而旋转的。

在打开和关闭装置中，

所述蜗杆的螺纹的导程角可以在5°至15°的范围内。

在打开和关闭装置中，

所述驱动马达可以连接到所述蜗杆的一端，并且用于使旋转的蜗杆的旋转停止的制动器设置在所述蜗杆的另一端处，

其中，所述制动器被配置成使得当电信号被施加到所述制动器时去除制动力，并当电信号从所述制动器去除时切断制动力。

打开和关闭装置还可以包括

负载传感器，所述负载传感器被配置成检测用户是否手动打开和关闭门；和

控制装置，所述控制装置连接到所述负载传感器，并且被配置成当检测到来自所述负载传感器的信号时，将电信号传输到所述制动器，

其中，当所述负载传感器检测到用户在所述手动模式中手动打开和关闭所述门时，连接到所述负载传感器的所述控制装置向所述制动器施加电信号，以去除制动力。

在打开和关闭装置中，

具有与所述小齿轮相对应的形状的凹槽可以形成在所述蜗轮的中心处，并且所述小齿轮的一部分可以插入到所述凹槽中，使得所述小齿轮与所述蜗轮共同旋转，和

支撑所述小齿轮的齿轮轴可以插入到所述小齿轮的中心，同时旋转地固定到所述壳体。

在打开和关闭装置中，

所述蜗轮可以包括轮体，所述轮体具有形成在圆周边缘处的齿轮齿，和

中心突起，所述中心突起从所述轮体的一个表面突出，并包括形成在中心处的凹槽，

其中，中心孔在与所述中心突起相对应的位置处形成在所述壳体中，并且密封环固定地设置在所述中心孔的圆周边缘处以保持气密性。

有利效果

在根据本公开的实施例的用于装置的侧门的打开和关闭装置中，由于连接到驱动马达的蜗杆具有可反转结构，所以可以在没有离合器装置的情况下实现自动模式和手动模式，因此可以简化装置并可以降低成本。

在根据本公开的实施例的用于装置的侧门的打开和关闭装置中，因为蜗杆的导程角以及蜗杆与蜗轮的齿轮比被优化，所以可以支撑倾斜状态，并且可以在没有离合器装置的情况下实现自动模式和手动模式。

在根据本公开的实施例的用于装置的侧门的打开和关闭装置中，因为附加地设置了制动装置，所以可以更可靠地支撑倾斜状态。

附图说明

图1是示出根据本公开的实施例的用于车辆的侧门的打开和关闭装置的前透视图。

图2是示出图1的打开和关闭装置的前盖被分离的状态的部分分解透视图。

图3是图2的分解透视图。

图4是示出图1的用于车辆的侧门的打开和关闭装置的后透视图。

图5是示出图4的打开和关闭装置的主体被分离的状态的部分分解透视图。

图6和图7是图5的分解透视图。

图8是示出根据本公开的实施例的用于车辆的侧门的打开和关闭装置的控制系统的框图。

具体实施方式

为了描述本公开的技术概念，示出了本公开的实施例。然而，本公开的范围不限于以下实施例或实施例的详细描述。

除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。选择本公开中使用的所有术语是为了更清楚地描述本公开，而不应被解释为限制本公开的范围。

除非在包括这些术语的短语或句子中另有提及，否则本文中使用的术语“包括”、“包含”和“具有”等应被理解为包含其他实施例的可能性的开放式术语。

除非另有提及，否则单数表达可以包括复数的含义，并且这同样适用于权利要求中所述的单数表达。

当某个部件在本文中被描述为“联接到”或“连接到”另一部件时，这应该被理解为意味着该特定部件可以被直接联接或连接到另一部件，或者该特定部件可以经由新的中间部件而被联接或连接到另一部件。

本文中使用的“向上”方向是基于测试插座相对于测试板所位于的方向，“向下”方向是指与向上方向相反的方向。应当理解，本文中使用的“竖直”方向包括向上方向和向下方向，但不指向上方向和向下方向中的特定方向。

将参考附图中所示的示例来描述实施例。在附图中，相同或对应的部件由相同的附图标记表示。此外，在以下实施例的描述中，将省略对相同或相应部件的重复描述。然而，即使省略了对这些部件的描述，在实施例中也不旨在排除这些部件。

以下描述的实施例和附图中示出的示例涉及一种用于装置的侧门的打开和关闭装置，该装置设置在车辆的侧门中以自动打开和关闭侧门。车辆的侧门可以由驱动马达打开和关闭，并且可以在驱动马达不工作时由用户手动打开和关闭。

将参考附图详细描述根据本公开的实施例的用于装置的侧门的打开和关闭装置。

本公开的用于车辆的侧门的打开和关闭装置100包括壳体110、驱动马达120、蜗杆130、蜗轮140、小齿轮150、齿条160、制动器170、负载传感器180和控制装置190。

壳体110设置在车辆的侧门中。详细地，壳体110位于侧门的外面板和内面板之间的空间中。壳体110具有大致四边形的箱形形状，并且在其中具有容纳空间。壳体110包括主体111和前盖112。主体111和前盖112通过螺栓彼此联接以在它们之间形成容纳空间。

驱动马达120和各种电子部件设置在壳体110的容纳空间中，并且密封件设置在主体111和前盖112之间以防止水从外部渗入。

中心孔1121形成在前盖112的大致中心部分处，并且蜗轮140的中心突起142插入到中心孔1121中。接收来自驱动马达120的动力的小齿轮150和蜗轮140从中心孔1121突出，并且从中心孔1121突出的小齿轮50与在壳体110外部线性移动的齿条160接合。

具有环形形状的密封环1122围绕壳体110的前盖112中的中心孔1121形成。密封环1122用于围绕中心孔1121和蜗轮140的中心突起142进行密封，以防止雨水等流入到壳体110中。

密封环1122形成为环形形状，并且被强制装配到中心突起142的外周表面以防止水在其间渗入。

压板1123围绕密封环1122形成，以接触密封环1122并将密封环1122紧密地固定到前盖112。压板1123具有形状对应于中心突起142的中心孔，并且在密封环1122接触压板1123的一个表面的状态下，将密封环112固定到前盖112。多个突起设置在压板1123的一个表面上，使得压板11123被不可旋转地固定到壳体110的前盖112并且通过螺栓(未示出)固定到前盖112。

用于容纳蜗轮140的轮接收部分1111形成在主体111的中心部分的内表面上，并且轴支撑件1112设置在轮接收部分111的中心处，支撑小齿轮150的齿轮轴151不可旋转地插入到所述轴支撑件1112中。

详细地，在轴支撑件1112中形成有向内凹入的具有星形形状的轴插入槽1113。因为小齿轮150的齿轮轴151的端部具有星形形状，所以当齿轮轴151插入到轴插入槽1113中时，齿轮轴151不可旋转地装配到主体111中。

驱动马达120位于壳体110的容纳空间中，并且包括驱动轴。驱动马达120连接到控制装置190，并通过接收来自控制装置190的电信号来执行旋转操作。驱动马达120竖直地设置在壳体110的上部部分上，并且驱动轴连接到在壳体110中竖直延伸的蜗杆130。驱动马达120是众所周知的，因此将省略其详细描述。

蜗杆130的一端连接到驱动马达120，而蜗杆130的另一端连接到制动器170。详细地，蜗杆130连接到驱动马达120，并通过接收驱动马达120的旋转力而旋转，并且制动器170连接到蜗杆130的另一端，以防止门在用户无意的环境中被打开和关闭。

在本实施例中，能够反转和支撑门的导程角优选地在5°至15°的范围内，并且用于反转的(蜗杆：蜗轮)齿轮比应当高，并且优选地为1∶80。齿轮比越低，反转负载越低，并且齿轮比越高，反转负载越高。

作为测试的结果，当齿轮比为1∶40时，反转负载太低而不能支撑门倾斜状态。需要1∶60或更高的齿轮比来同时反转和支撑门。应当通过选择齿轮比和导程角来选择用于每个门的最佳值。优选的是，齿轮比尽可能大并且导程角也较大。在本实施例中，优选的是，导程角在5°至15°的范围内，(蜗杆：蜗轮)齿轮比在1∶50至1∶90的范围内。

然而，当在通过优化齿轮比和导程角来支撑倾斜状态方面存在限制时，制动器170被应用以更可靠地支撑倾斜状态。

蜗轮140可以与蜗杆130接合，并且可以通过接收蜗杆130的旋转力而旋转。蜗轮140形成为盘形形状，并且具有形成在外周表面上的多个齿轮齿。外周表面的齿轮齿与蜗杆130的齿轮齿啮合。蜗轮140包括轮体141和中心突起142，轮体141具有形成在圆周边缘处的齿轮齿。

轮体141的一个表面是平坦的，并且中心突起142从轮体141的另一表面的中心部分突出。具有与小齿轮150相对应的星形形状的凹槽143形成在中心突起142中，并且支撑小齿轮150的齿轮轴151所穿过的通孔形成在中心突起142的中心处。

因为小齿轮150的一部分被插入到形成在轮体141的中心突起142中的凹槽143中，所以当轮体141旋转时，小齿轮150互锁并旋转，并且当小齿轮150旋转时，轮体141互锁并旋转。因为小齿轮150被插入到一体形成在轮体141的中心处的凹槽143中，所以轮体141和小齿轮150可以同时旋转而不损失旋转力。

小齿轮150在围绕齿轮轴151装配的同时旋转，所述齿轮轴151不可旋转地固定到壳体110。详细地，小齿轮150可旋转地支撑在齿轮轴151上。相对于垂直于小齿轮150的中心轴线的厚度方向的中心，小齿轮150的一个侧部与齿条160接合，而另一部分插入到轮体141的凹槽143中。

因此，当蜗轮140旋转时，小齿轮150旋转，因此与小齿轮150接合的齿条160线性移动。此外，当用户手动操作门时，齿条160线性移动，因此小齿轮150旋转，蜗轮140也与小齿轮150共同旋转。

齿条160的一端铰接到车身，并且与小齿轮150接合以将小齿轮150的旋转运动转换为线性运动。齿条160形成为在一个方向上线性延伸的条形形状，并且与小齿轮150的齿轮齿接合的多个齿轮齿形成在沿纵向方向延伸的底部表面上。

因为齿条160的一端可枢转地连接到车身，所以当齿条160随着小齿轮150的旋转而线性移动时，门可以相对于车身旋转。在齿条160上设置有齿轮盖161，所述齿轮盖161具有敞开的底部，同时在纵向方向上包围齿条160。可枢转地连接到壳体110的引导销163设置在齿轮盖161上方以引导移动方向。

此外，保护板162形成在齿条160附近，所述保护板162固定到壳体以形成齿条在其中移动的空间。

制动器170位于壳体110的容纳空间中，并且连接到蜗杆130的一端。制动器170与驱动马达120相对地定位，在二者之间具有蜗杆130。

制动器170通过电信号操作。制动器170使用通过电信号执行的非激励方法，其中当施加电信号时去除制动力，而当切断电信号时施加制动力。详细地，当不提供电信号时，通过弹簧力操作制动器170。

因为应用制动器170，所以可以补充由具有可反转结构的蜗轮140支撑的倾斜状态，从而处于倾斜状态的门可以被更可靠地支撑。

负载传感器180被配置成检测用户是否手动打开和关闭门。负载传感器180设置在齿条160、壳体110或另一部分上，以检测用户是否手动打开和关闭门。即，当用户向门施加力以手动打开和关闭门时，负载被施加到齿条160的铰链、壳体110、主体111等，并且负载传感器180检测到负载。

因为当在车辆停止并且电力被切断的状态下，制动力被施加到制动器170时，门可能无法打开和关闭，所以负载传感器180被配置成当负载传感器180检测到门上的负载时，向制动器170施加电信号。因此，制动器170的制动力被去除，并且蜗杆130可以旋转。

控制装置190连接到驱动马达120、负载传感器180和制动器170中的每一个，以控制驱动马达120、负载传感器180和制动器170中的每一个。

详细地，当门自动打开和关闭时，控制装置190控制施加到驱动马达120的电信号以使驱动马达120旋转。

此外，因为控制装置190连接到制动器170，所以当车辆关闭时，控制装置190控制以将提供给制动器170的信号去除，使得门在倾斜状态下无法打开和关闭。

此外，因为控制装置190连接到负载传感器180，所以当检测到用户在车辆的门上的负载并且确定该负载用于打开和关闭操作时，控制装置190控制以向制动器170施加电信号，以去除制动器170的制动力。因此，当用户试图在手动模式下手动转动门时，蜗杆130可以通过旋转的蜗轮140而旋转。

根据本公开的实施例的效果如下。

根据实施例，蜗杆130具有能够通过调节蜗杆130的导程角而反转并支撑处于倾斜状态的门的结构。即，在自动模式中，接收电信号的驱动马达120可以由控制装置190操作，并且蜗杆130、蜗轮140、小齿轮150和齿条160可以相应地操作以打开和关闭门。

此外，当用户施加力以打开和关闭门时，驱动马达120通过齿条160、小齿轮150、蜗轮140和蜗杆130旋转。尽管已经采用了蜗杆130不被蜗轮140旋转的结构，但是本公开采用了可反转结构，因此驱动马达可以通过经调节的齿轮比而可反转地旋转，并且即使在倾斜状态下门也可以被支撑而不旋转。

此外，在处于倾斜状态的门未被支撑的情况下，附加地应用制动器170。制动器170是考虑到蜗杆130具有可反转结构并且在倾斜状态下难以支撑的情况而设置的。此外，考虑到当在手动模式下，动力被提供到制动器170时，会产生制动力并且蜗杆130不会旋转，因此设置负载传感器180，以通过添加负载传感器180来在用户打开和关闭门时去除制动器170的制动力。

在根据本公开的实施例的打开和关闭装置中，因为不应用离合器装置，所以可以简化整体结构，可以降低制造成本，并且可以降低故障风险。

然而，本公开的用于车辆的侧门的打开和关闭装置不限于此，并且可以进行如下修改。

尽管在上述实施例中增加了制动器，但本公开不限于此，并且在不应用制动器的情况下，蜗轮的导程角和齿轮比可以与之前不同地改变。

此外，尽管在上述实施例中应用了当提供电信号时去除制动力的非激励操作制动器，但是本公开不限于此，并且可以应用各种制动器。

尽管已经描述了本公开的用于车辆的侧门的打开和关闭装置，但是本公开的范围不限于此，并且可以在本公开的范围内进行各种修改。