专利名称：一种气动平衡限位器及汽车的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车领域，特别涉及一种气动平衡限位器及汽车。
背景技术：
汽车开闭件系统主要是为方便汽车用户进出车厢、检修零件或者存取货物的方便性而设置的可实现开闭动作的覆盖件系统。汽车开闭件系统包括汽车侧开门、发动机盖及尾门等旋转开闭运动的系统。汽车开闭件系统其中侧开门的限位方式最具代表性，下面以侧开门为例加以说明。为了满足用户在不同场合的使用习惯，要求能够实现过程限位，侧开门需要同时满足在狭窄空间和较宽敞空间实现侧门开关动作，而且在不与周边物体发生碰撞的前提下，使用户能够较为方便的进出乘客舱。目前国内的汽车侧开门系统采用独立杆式限位器来达成此目的。独立杆式限位器 包括限位器支架、限位臂、限位盒、弾性橡胶块及转轴，限位器支架安装在车身上，限位臂与限位器支架相连，限位臂一端穿过限位盒，限位盒安装在车门上，弾性橡胶块安装在限位盒中。当开门的时候，限位盒便会沿着限位臂进行运动，由于限位臂上设有高低不同的结构，使得弾性橡胶块便会有不同的弹性变形，这样就需要人在开门的时候用不同的力进行关门，并在每一个限位点，起到对车门的限位作用。但是，上述结构存在以下缺点仅能实现两个特定位置的限位，不能根据不同用户的不同需求进行调整。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种气动平衡限位器及汽车，该限位器需要实现目标系统在预先设定的开闭过程中有限区域内任意位置的限位，所述技术方案如下一方面，提供了一种气动平衡限位器，包括转臂、主气缸及辅助气缸，所述转臂插入所述主气缸，并且将所述主气缸分为A气室和B气室，所述主气缸与所述辅助气缸固定连接；所述转臂包括转轴和摆臂，所述摆臂相对所述转轴旋转；所述辅助气缸包括C气室、D气室及E气室，所述C气室一端与所述主气缸相连通，所述C气室另一端通过C气室单向阀与所述E气室相连通，所述D气室一端与所述主气缸相连通，所述D气室另一端通过D气室单向阀与所述E气室相连通，所述E气室中设有回复装置。具体地，所述主气缸与所述辅助气缸通过联接螺栓实现固定连接。具体地，所述主气缸与所述辅助气缸相接触的端面设有第一联通口和第二联通ロ，所述C气室通过所述第一联通ロ与所述A气室或者所述B气室的连通，所述D气室通过所述第二联通ロ与所述A气室或者所述B气室的连通。具体地，所述回复装置为回复活塞。
进ー步地，所述气动平衡限位器还包括密封凹槽及O型密封圈，所述密封凹槽设置在所述主气缸与所述辅助气缸相配合的端面，所述O型密封圈安装在所述密封凹槽中。进ー步地，所述气动平衡限位器还包括两个极限缓冲块，所述两个极限缓冲块设置在所述主气缸中，并分布在所述摆臂的两侧，所述两个极限缓冲块用于实现所述转臂终端缓冲。具体地，所述摆臂的两侧各设有ー个突起，所述两个突起分别与所述两个极限缓冲块相对应，通过所述两个突起与所述两个极限缓冲块的接触，以实现所述转臂終端缓冲。另ー方面，提供了一种汽车，包括车身、侧门和侧门铰链轴，所述汽车还包括所述气动平衡限位器，所述气动平衡限位器通过固定螺栓安装在所述车身上，所述转轴与所述侧门铰链轴共轴。一种汽车，包括车身、侧门和侧门铰链轴，所述汽车还包括所述气动平衡限位器，所述气动平衡限位器通过固定螺栓安装在所述车身上，所述转轴与所述侧门铰链轴通过联·轴器共轴连接。本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是相比现有技术，本发明实施例利用气动平衡原理来实现汽车开闭件系统开闭过程限位，可实现目标系统在预先设定的开闭过程中有限区域内任意位置的限位，解决了仅能在两个或三个位置实现限位的问题。进而使得安装有所述气动平衡限位器的汽车，能够实现一定区域内任意位置限位，提升车辆用户的使用方便性；并具备标准化特性，可适应各种汽车使用环境，无需重复开发，只需要根据具体要求调整相应气压即可满足要求，大大降低了汽车开发成本。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本发明实施例提供的气动平衡限位器的主剖视图；图2是图I的F-F剖视图；图3是图I中气动平衡限位器的过程原理图；图4是本发明实施例提供的汽车的效果图。图中各符号表示含义如下100气动平衡限位器，I转臂，11转轴，12摆臂，12A突起，2主气缸，A气室，B气室，21第一联通ロ，22第二联通ロ，3固定螺栓，4联接螺栓，50型密封圈，6辅助气缸，C气室，D气室，E气室，7D气室单向阀，8回复装置，
9C气室单向阀，10极限缓冲块，200 汽车，20 侧门，I位置I, II位置2,III位置3, IV位置4。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进ー步地详细描述。实施例一·如图I所示，本发明实施例提供了一种气动平衡限位器，包括转臂I、主气缸2及辅助气缸6，所述转臂I插入所述主气缸2，并且将所述主气缸2分为A气室和B气室，所述主气缸2与所述辅助气缸6固定连接；如图2所示，所述转臂I包括转轴11和摆臂12，所述摆臂12相对所述转轴11旋转；如图I所示，所述辅助气缸6包括C气室、D气室及E气室，所述C气室一端与所述主气缸2相连通，所述C气室另一端通过C气室单向阀9与所述E气室相连通，所述D气室一端与所述主气缸2相连通，所述D气室另一端通过D气室单向阀7与所述E气室相连通，所述E气室中设有回复装置8。如图3所示，本发明所述气动平衡限位器有四个位置状态，分别位置I I、位置
2II、位置3 III及位置4 IV,其中位置I I与位置2 II之间为自由开启区,位置2 II与位置
3III之间为随意限位区，位置3 III与位置4 IV之间为缓冲区。本发明实施例气动平衡限位器的工作原理，以应用与汽车侧开门系统为例加以说明。汽车车门旋转运动使得铰链轴发生旋转，这个驱动カ通过转臂I (或联轴器)输入给气动平衡限位器。參见图3，侧门开启过程在运动初期，A气室和B气室中分别注入相同压カ的气体，转臂I处于位置I I，此时由于A气室体积小于B气室体积，A气室气体被压缩，从而使得A气室的气压大于B气室的气压，从而对转臂有推动カFl，Fl与侧门锁止力、密封力形成平衡，对应着侧门处于闭合状态。当侧门解锁后，锁止カ消失，在人对侧门的外部操作力F2的基础上，密封力及Fl共同帮助侧门开启。此时侧门以一定速度开启，转臂I开始转动。当侧门开启到位置2 II时，转臂I同步转动到C气室位置。此时，A气室与C气室连通，在Fl增大到足以克服C气室单向阀9的回复弹簧力吋，C气室单向阀9打开，A气室通过C气室与E气室连通，从而使得A气室体积增大气压降低，直至与B气室气压相同。此吋，Fl力和密封カ均为0，在不受外部操作力F2的情况下，侧门停止运动，实现限位。在出现外部操作力F2的作用下，转臂I开始转动，B气室的气压大于A气室的气压，从而使得Fl反向，阻碍侧门开启。在Fl増大到足以克服D气室单向阀7的回复弹簧力时，D气室单向阀7开启，B气室通过D气室与E气室连通，从而使得B气室体积增加气压降低，Flカ减小，保证侧门开启阻力降低。当不受外部操作力F2的情况下，当B气室的气压降低到与A气室相同的时候，Fl为O，侧门停止运动，实现限位。在外部操作力F2的作用下，当侧门开启到位置3 III时，转臂I同步转动到D气室位置。此时B气室与D气室不再连通，此位置为气动平衡器限位作用的終端位置。随着侧门继续开启，转臂I将直接压缩B气室的气体，此时B气室的气压始终大于A气室，使得Fl不断增大且一直阻碍车门开启。当F2消失，Fl迫使转臂I重新回复到位置3 III，再次使得A气室与B气室气压平衡，实现限位。当外部操作力F2足够大的情况下，侧门可能会出现过开情況，即转臂I受到较大的F2作用，运动超出末端缓冲区，当达到极限位置4 IV时，转臂I上的凸起与极限缓冲块10接触，借助极限缓冲块10的作用实现软限位，使得气动平衡器受到过大冲击作用而损坏。同时此位置也是侧门可能运动到的极限位置。侧门关闭过程该过程工作为开启过程的逆向过程，不再重复说明。 故此，本发明实施例利用气动平衡原理来实现汽车开闭件系统开闭过程限位，可实现目标系统在预先设定的开闭过程中有限区域内任意位置的限位，解决了仅能在两个或三个位置实现限位的问题。此外，本发明采用了高压气体作为限位驱动来源，解决了不同车型产品需要完全不同的限位器产品的问题，只需要根据需要调整气压值，即可实现产品匹配。具体地，如图I所示，所述主气缸2与所述辅助气缸6通过联接螺栓4实现固定连接，使得结构简単。本实施例中，辅助气缸6通过四颗联接螺栓4与主气缸2紧固在一起。具体地，如图I所示，所述主气缸2与所述辅助气缸6相接触的端面设有第一联通ロ 21和第二联通ロ 22，所述C气室通过所述第一联通ロ 21与所述A气室或者所述B气室的连通，所述D气室通过所述第二联通ロ 22与所述A气室或者所述B气室的连通。采用上述结构，易于加工。具体地,如图I所示,本实施例优选,所述回复装置8为回复活塞。进ー步地，如图I所示，所述气动平衡限位器还包括密封凹槽及O型密封圈5，所述密封凹槽设置在所述主气缸2与所述辅助气缸6相配合的端面，所述O型密封圈5安装在所述密封凹槽中，通过安装O型密封圈5实现压紧密封，以防漏气。进ー步地，所述气动平衡限位器还包括两个极限缓冲块10，所述两个极限缓冲块10设置在所述主气缸2中，并分布在所述摆臂12的两侧，所述两个极限缓冲块10用于实现所述转臂I終端缓冲。具体地，如图2所示，所述摆臂12的两侧各设有ー个突起12A，所述两个突起12A分别与所述两个极限缓冲块10相对应，通过所述两个突起12A与所述两个极限缓冲块10的接触，以实现所述转臂I終端缓冲，通过上述结构简单，易于加工制作。实施例ニ如图4所示，本发明实施例还提供了一种汽车200，包括车身、侧门20和侧门铰链轴，还包括实施例一中的所述气动平衡限位器100，所述气动平衡限位器100通过固定螺栓3安装在所述车身上，所述转轴11与所述侧门铰链轴共轴，本实施例针对气动平衡限位器100部分不再赘述。參见图I所示，整个气动平衡限位器100通过三颗固定螺栓3固定在车身上。
參见图4所示，本发明实施例还提供了另ー种汽车200，包括车身、侧门20和侧门铰链轴，还包括实施例一中的所述气动平衡限位器100，所述气动平衡限位器100通过固定螺栓3安装在所述车身上，所述转轴11与所述侧门铰链轴通过联轴器共轴连接，本实施例针对气动平衡限位器100部分不再赘述。本发明所述气动平衡限位器100在汽车200中，有四个工作位置，分别为位置I I侧门20闭合状态，位置2 II侧门20初始状态，位置3 III侧门20終端限位状态，以及位置
4IV侧门20极限限位状态，其中，位置I I与位置2 II之间的区域为自由开启区，位置2 II与位置3 III之间的区域为随意限位区，位置3 III与位置4 IV之间的区域为缓冲区。本发明实施例利用气动平衡原理来实现汽车开闭件系统开闭过程限位，可实现目标系统在预先设定的开闭过程中有限区域内任意位置的限位，解决了仅能在两个或三个位置实现限位的问题。进而使得安装有所述气动平衡限位器100的汽车200，能够实现一定区域内任意位置限位，提升车辆用户的使用方便性；并具备标准化特性，可适应各种汽车使用环境，无需重复开发，只需要根据具体要求调整相应气压即可满足要求，大大降低了汽车·200开发成本。此外，由于现有技术中独立杆式限位器的旋转轴线与侧门铰链不同轴，限位臂运动曲线拟合过程复杂，且容易产生误差，降低实际使用效果，同时还会出现异响、开关阻力大等降低客户满意度的情况发生；而本发明采用了与铰链同轴的联动方式，解决了不同轴运动可能出现的运动偏差问题，对于不同的铰链无需重新拟合运动轨迹，降低设计风险。由于现有技术中独立杆式限位器限位盒、限位臂需要安装在侧门20腔内，安装时，需要与玻璃、扬声器、内开把手等诸多零件保持足够的距离，装配空间极为有限，増加了装配难度；而且现有技术中独立杆式限位器拆装需要拆卸门内饰板等诸多零件，过程相当繁琐，且容易造成其他零件意外损坏，维修方便性较差；本发明采用了盒型结构，独立安装在车身上，通过联轴器与铰链轴销连接，解决了限位器安装空间较大的问题，标准化的盒型结构降低开发成本，且安装空间比较独立，与其他零件的安装空间无冲突。因此，本发明实施例在保证性能目标的前提下，具有极大提高人机方便性，提升产品价值，并较为容易实现产品标准化，降低重复的开发成本。本发明的主要优势分析如下I)本发明的限位方式采用气动平衡原理，可以实现一定区域内(位置2 II到位置
3III之间)的平衡限位功能。这个功能可以帮助车辆在任何环境，如较窄的停车空间、大角度斜坡等情况下按照用户实际需要停止任意位置。2)本发明的功能主要是通过气压平衡原理来实现，对于不同的限位カ需求，只需要调整注入主气缸2的气压值即可实现。对于汽车产品试制阶段的匹配调试带来的极大方便性，且无需重新开模具，极大的节省了试制费用。传统限位器调整限位角度需要重现加工限位臂，调试成本在3000元/件，调整周期为3周；本发明仅需重新注气，调试成本在10元/件，调试周期为2周。3)本发明采用独立安装方式在车身侧围与翼子板之间的间隙内，不影响外观，还可以避开周边其他零件布置。维修时仅需拆掉翼子板(约3Kg)和与铰链连接用的联轴器，即可实现维修换装。而传统限位器的换装需要拆除整个车门(约30Kg)、车门上的电器线束和翼子板(约3Kg)，在还原车门时要保证原来的外观间隙非常难，且容易磕碰内饰及其他零件的损伤。4)本发明主体主气缸2和辅助气缸6均可通过铝合金压铸エ艺实现批量加工使得单件成本较低。且由于采用独立安装方式，故不同车型可以使用标准的主气缸2和辅助气缸6，无须重新开发，降低开发成本。传统限位器单件价格约为18元左右，产品开发成本在10万元左右；本发明单件价格约在16元左右，无重复开发成本；5)本发明的驱动源为气动，使得整个运动过程的输出力变化较为平缓，且当有异常外力作用时能通过气压调整自动适应。所以，整个工作过程比较舒缓，不容易出现异响、卡滞、工作力忽高忽低等情况。 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种气动平衡限位器，其特征在于，包括转臂、主气缸及辅助气缸，所述转臂插入所述主气缸，并且将所述主气缸分为A气室和B气室，所述主气缸与所述辅助气缸固定连接； 所述转臂包括转轴和摆臂，所述摆臂相对所述转轴旋转； 所述辅助气缸包括C气室、D气室及E气室，所述C气室一端与所述主气缸相连通，所述C气室另一端通过C气室单向阀与所述E气室相连通，所述D气室一端与所述主气缸相连通，所述D气室另一端通过D气室单向阀与所述E气室相连通，所述E气室中设有回复装置。
2.根据权利要求I所述气动平衡限位器，其特征在于，所述主气缸与所述辅助气缸通过联接螺栓实现固定连接。
3.根据权利要求I所述气动平衡限位器，其特征在于，所述主气缸与所述辅助气缸相接触的端面设有第一联通ロ和第二联通ロ，所述C气室通过所述第一联通ロ与所述A气室或者所述B气室的连通，所述D气室通过所述第二联通ロ与所述A气室或者所述B气室的连通。
4.根据权利要求I所述气动平衡限位器，其特征在于，所述回复装置为回复活塞。
5.根据权利要求I所述气动平衡限位器，其特征在于，所述气动平衡限位器还包括密封凹槽及O型密封圈，所述密封凹槽设置在所述主气缸与所述辅助气缸相配合的端面，所述O型密封圈安装在所述密封凹槽中。
6.根据权利要求I所述气动平衡限位器，其特征在于，所述气动平衡限位器还包括两个极限缓冲块，所述两个极限缓冲块设置在所述主气缸中，并分布在所述摆臂的两侧，所述两个极限缓冲块用于实现所述转臂終端缓冲。
7.根据权利要求6所述气动平衡限位器，其特征在于，所述摆臂的两侧各设有ー个突起，所述两个突起分别与所述两个极限缓冲块相对应，通过所述两个突起与所述两个极限缓冲块的接触，以实现所述转臂終端缓冲。
8.ー种汽车，包括车身、侧门和侧门铰链轴，其特征在干，所述汽车还包括权利要求1-7任一项权利要求所述气动平衡限位器，所述气动平衡限位器通过固定螺栓安装在所述车 身上，所述转轴与所述侧门铰链轴共轴。
9.ー种汽车，包括车身、侧门和侧门铰链轴，其特征在干，所述汽车还包括权利要求1-7任一项权利要求所述气动平衡限位器，所述气动平衡限位器通过固定螺栓安装在所述车身上，所述转轴与所述侧门铰链轴通过联轴器共轴连接。
全文摘要
本发明公开了一种气动平衡限位器及汽车，属于汽车领域。限位器包括转臂、主气缸及辅助气缸，转臂插入主气缸，并将主气缸分为A气室和B气室，主气缸与辅助气缸固定连接，辅助气缸包括C气室、D气室及E气室，C气室一端与主气缸相连通，另一端通过单向阀与E气室相连通，D气室一端与主气缸相连通，另一端通过单向阀与E气室相连通，E气室中设有回复装置。一种汽车包括车身、侧门和侧门铰链轴，以及所述气动平衡限位器。本发明可实现目标系统在预先设定的开闭过程中有限区域内任意位置的限位，提升车辆用户的使用方便性，并大大降低了汽车开发成本。
文档编号E05C17/00GK102839874SQ201210288968
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月14日 优先权日2012年8月14日
发明者曲毅, 姜波 申请人:北京吉信气弹簧制品有限公司, 姜波