一种用于汽车电动玻璃紧急开启的机械装置

1.本实用新型属于汽车电动门窗领域，具体涉及一种用于汽车电动玻璃紧急开启的机械装置。


背景技术：

2.现代汽车的玻璃自动升降系统，主要是由于电机驱动，通过传动机构，带动汽车玻璃沿着玻璃导轨进行上升或下降运动，并能按要求停留在任意位置。而玻璃升降器的关键在于电机（可逆性永磁直流电机）和减速器。其中，通过双联开关控制电流的方向，改变电机的转动方向，实现玻璃的升、降、关三种状态。但是，这种技术的不足之处是：一旦遇水，电路短路、控制电源失效，玻璃自动升降的功能也会随之失效。导致驾驶员不能在丧失电力后及时降下玻璃逃生，从而可能造成人员伤亡事故。
3.在日常生活中，一旦遇到暴雨天气，在隧道或地势低洼路段容易发生水淹车情况，甚至落水的紧急情况。如果这时驾驶人员没有及时降下玻璃或者玻璃处于关闭的状态，导致车内人员无法第一时间逃离车辆，增加逃生难度，造成人员伤亡事故。现有专利设计了多种紧急开启装置，大多是利用了螺旋弹簧储能后对电动玻璃紧急开启，如专利号201310492054.x的汽车电动窗紧急开窗装置、申请号201410048009.x的电动车窗玻璃应急下降装置、申请号201310017934.1的汽车电动窗应急开启装置、申请号201310438689.1的汽车电动窗应急开窗装置，但螺旋弹簧的纵向占了较大的空间，对车子设计影响较大。为了解决此问题，还有一些专利提出了利用平面涡卷弹簧储能，如申请号201310643138.9的一种汽车电动车窗玻璃应急下降装置，该装置新增一套储能直流电机(4)，通过复合减速齿轮（5）给平面蜗卷弹簧（7）储能。当车内应急按钮(11)动作时，中间滑轴(10)将升降直流电机和绕线轮(3)解锁，同时在止退销(9)的作用下，将绕线轮与平面蜗卷弹簧、转动轮(8）连锁，带动车窗玻璃迅速下降。本实用新型优点有:1、储能直流电机给弹簧储能，升降直流电机主管车窗玻璃升降，各行其能，互不影响。2、在应急状态下，利用平面蜗卷弹簧的储能作为车窗玻璃下降的动力，不依赖电源，安全可靠。但该装置需要增加一套储能直流电机，成本较高。又如申请号201310552503.5的汽车电动车窗玻璃应急下降装置，它在原有电动车窗直流升降电机和减速齿轮的基础上，增加了一套离合蜗杆、弹簧张紧齿轮、储能弹簧、棘轮棘爪和触发机构、弓簧片装置和车内应急按钮。当电动车窗下降时，升降直流电机轴带动离合蜗杆转动，给储能弹簧储能。当储能弹簧满负荷时，离合蜗杆右移与直流升降电机的轴分离，不影响电动车窗玻璃的上升与下降。当汽车碰到紧急情况，比如水淹时，电器失效无法打开电动车窗玻璃，只需按下车内应急按钮，触发机构将棘轮棘爪分离，储满能量的弹簧开始工作，离合蜗杆向左带动，进而与升降直流电机轴联动，反向带动减速齿轮，使车窗玻璃下降。发生水淹等紧急情况时，储能弹簧带动的离合蜗杆位移后才能与升降直流电机的轴联动，存在滞后性，此时，直流升降电机已失去电力，直流升降电机的轴自锁，玻璃无法升降，储能弹簧的能量需要克服直流升降电机的自锁阻力后才能带动减速齿轮，使车窗玻璃下降，开启难度大，传动效率较低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是解决上述技术问题，提供一种安全有效、成本低廉、传动及时且效率高、应用广泛的用于汽车电动玻璃紧急开启的机械装置。
5.为实现上述的目的，本实用新型的技术方案为：
6.一种用于汽车电动玻璃紧急开启的机械装置，包括原电动玻璃的减速电机，还包括电机输出轴、电机齿轮、动力输出组件、传动组件、储能齿轮和v形限位杆，所述电机输出轴与减速电机的输出端连接，所述电机齿轮、动力输出组件和传动组件设在电机输出轴上，所述电机齿轮与电机输出轴相啮合，实现电机齿轮与电机输出轴的同步转动，所述动力输出组件包括同轴相连的接合齿轮ⅰ、动力输出轮和接合齿轮ⅱ，所述传动组件包括同轴相连的传动齿轮ⅰ和传动齿轮ⅱ，所述接合齿轮ⅰ、动力输出轮、接合齿轮ⅱ、传动齿轮ⅰ和传动齿轮ⅱ依次空套在电机输出轴上，因而这些齿轮不会随同电机输出轴一同转动，所述动力输出轮连接到原汽车电动玻璃的顶升机构，顶升机构设在车窗玻璃下方用于对车窗玻璃的升降（此为汽车的常用结构，不进行详述）；所述拨叉杆设在输出轮上方，所述储能齿轮设于拨叉杆和传动齿轮ⅱ之间，所述v形限位杆设于拨叉杆和储能齿轮之间；
7.所述电机齿轮与接合齿轮ⅰ上设有用于联动或分离电机齿轮与接合齿轮ⅰ的齿轮接合套ⅰ，所述接合齿轮ⅱ与传动齿轮ⅰ上设有用于联动或分离接合齿轮ⅱ与传动齿轮ⅰ的齿轮接合套ⅱ，所述齿轮接合套ⅰ和齿轮接合套ⅱ上各自设有拨叉与拨叉杆连接；如此设计使得齿轮接合套ⅰ和齿轮接合套ⅱ不仅可以作为联动件，还可作为动力输出组件和传动组件的支撑。
8.所述传动齿轮ⅱ与储能齿轮相啮合，所述储能齿轮的外圈边缘设有限位块，所述v形限位杆一端与拨叉杆铰接，另一端与限位块可分离式卡接；
9.所述储能齿轮为带平面涡卷弹簧的储能齿轮，所述储能齿轮中部设有为平面涡卷弹簧拧紧储能的储能机构；
10.拨叉杆拨动前，所述齿轮接合套ⅰ将电机齿轮和接合齿轮ⅰ接合联动，齿轮接合套ⅱ与接合齿轮ⅱ相接，齿轮接合套ⅱ与传动齿轮ⅰ分离，v形限位杆与限位块卡接；拨叉杆拨动后，所述齿轮接合套ⅰ与电机齿轮分离，齿轮接合套ⅰ与接合齿轮ⅰ相接，齿轮接合套ⅱ将接合齿轮ⅱ与传动齿轮ⅰ接合联动，v形限位杆与限位块分离，储能齿轮的转动方向为带动汽车电动玻璃下降的方向。
11.作为进一步的技术方案，以上所述储能齿轮包括与传动齿轮ⅱ相啮合的齿轮ⅰ，所述平面涡卷弹簧竖直设于齿轮ⅰ内，所述储能机构包括储能轴，所述储能轴水平设置在齿轮ⅰ中部，所述平面涡卷弹簧的内端头与所述储能轴连接，所述平面涡卷弹簧的外端头与齿轮ⅰ的内圈连接；所述平面涡卷弹簧一侧设有若干根辐条，所述辐条一端与齿轮ⅰ的内圈连接，另一端通过轴套与储能轴连接。
12.作为进一步的技术方案，以上所述储能机构还包括储能手柄和支撑臂，所述支撑臂设于储能轴的一端外侧，并与车体固定连接；所述储能手柄的杆件可活动的卡接在支撑臂上，其杆件尾端穿过支撑臂与储能轴转动连接。
13.作为进一步的技术方案，以上所述储能手柄卡接在支撑臂的杆件部分设有锁止齿轮，支撑臂对应的位置开设与锁止齿轮匹配的齿轮孔ⅰ；所述储能手柄的杆件尾端设有上链齿轮，所述储能轴内设有宽度大于上链齿轮的齿轮孔ⅱ，所述转动连接为上链齿轮通过与
齿轮孔ⅱ相啮合带动储能轴转动。
14.作为进一步的技术方案，以上所述齿轮孔ⅱ的孔口处设有防止上链齿轮脱出的限位件。
15.作为进一步的技术方案，以上所述限位件为限位螺钉，防止拉出储能手柄时上链齿轮脱出。
16.作为进一步的技术方案，以上所述齿轮孔ⅰ内设有用于卡紧锁止齿轮的卡珠ⅰ；当锁止齿轮位于齿轮孔ⅰ同时上链齿轮位于齿轮孔ⅱ内时，齿轮孔ⅱ内与上链齿轮的啮合部分设有用于卡紧上链齿轮的卡珠ⅱ。
17.作为进一步的技术方案，以上所述v形限位杆与限位块的连接端设有凸块，所述限位块内设有用于卡接凸块的凹槽。
18.作为进一步的技术方案，以上所述电机输出轴为花键轴，所述电机齿轮内设有花键孔。
19.作为进一步的技术方案，以上所述顶升机构为棘轮顶升机构或钢丝拉索顶升机构。
20.一种如上所述的用于汽车电动玻璃紧急开启的机械装置的使用方法，包括如下步骤：
21.（1）初始状态设置：取齿轮接合套ⅰ将电机齿轮和接合齿轮ⅰ接合联动，齿轮接合套ⅱ与接合齿轮ⅱ相接合，齿轮接合套ⅱ与传动齿轮ⅰ分离；将v形限位杆与限位块卡接对储能齿轮限位；此时，启动减速电机后，动力输出轮可正常带动原汽车电动玻璃的顶升机构升降；
22.（2）储能：将锁止齿轮从齿轮孔ⅰ中移出，储能手柄解锁，转动储能手柄，上链齿轮与齿轮孔ⅱ相啮合带动储能轴转动，储能轴转动使得平面涡卷弹簧逐步拧紧，当感觉到阻力后，把储能手柄推回到锁止位置，锁止齿轮卡紧在齿轮孔ⅰ中，进而储能轴被卡住锁止，此时，储能弹簧已经具备足够的能量；
23.（3）紧急开启：遇到紧急情况时，电机失电自锁，拨动拨叉杆，v形限位杆从限位块中移出，齿轮ⅰ解锁，平面涡卷弹簧释放能量带动齿轮ⅰ转动，齿轮ⅰ带动传动齿轮ⅱ，传动齿轮ⅱ带动传动齿轮ⅰ，同时，齿轮接合套ⅰ与电机齿轮分离，齿轮接合套ⅰ与接合齿轮ⅰ相接合，齿轮接合套ⅱ将传动齿轮ⅰ与接合齿轮ⅱ接合联动，从而动力输出轮带动原汽车电动玻璃的顶升机构下降。
24.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
25.1、本实用新型安全有效。
26.在汽车正常情况下仍然用电动按钮控制玻璃窗的电动升降，储能齿轮通过储能机构对平面涡卷弹簧拧紧储能，在汽车全车失电的紧急情况下，能够拨动拨叉杆将接合齿轮ⅰ与电机齿轮分离解锁，同时将接合齿轮ⅱ和传动齿轮ⅰ接合联动，解锁储能齿轮，进而将储能齿轮的能量传递到动力输出轮上快速开启车窗玻璃，动作可靠，安全迅速。
27.2、本实用新型成本低廉。
28.本实用新型直接安装在原减速电机上，利用离合器原理实现电动玻璃紧急开启，不需要额外增加新的电机，只需要花键轴、齿轮、平面涡卷弹簧等较为简单的配件，成本更低。
29.3、本实用新型传动效率高。
30.本实用新型采用离合器原理，在汽车全车失电的紧急情况下，直接拨动拨叉杆即可完成电机解锁、储能齿轮解锁和车窗下降三个动作，其原理是：
31.①
电机解锁：拨动拨叉杆，齿轮接合套ⅰ不再与电机齿轮接合，仅与接合齿轮ⅰ相接合，解除了电机失电自锁的阻力限定；
32.②
储能齿轮解锁：拨动拨叉杆的同时，v形限位杆从限位块中移出解锁储能齿轮；
33.③
车窗下降：储能齿轮解锁后，其能量依次传递到传动齿轮ⅱ、传动齿轮ⅰ上，配合拨动拨叉杆后齿轮接合套ⅱ将接合齿轮ⅱ和传动齿轮ⅰ接合联动，储能齿轮即可将储备的能量传动到动力输出轮上，动力输出轮带动电动玻璃下降。
34.因而本实用新型解决了现有技术需要等待离合蜗杆位移后才发生传动等滞后性问题，也不需要克服原减速电机的自锁阻力，能量损耗低，传动效率高。
35.4、本实用新型应用广泛。
36.本实用新型直接安装在原减速电机上，采用的平面蜗卷弹簧所占用的立体空间小，可安装在所有非电动车窗系统的汽车和新能源汽车上，此类车辆市场保有量巨大，所以本实用新型市场推广价值很高。
附图说明
37.图1为本实用新型一种用于汽车电动玻璃紧急开启的机械装置正常状态下的结构示意图；
38.图2为本实用新型一种用于汽车电动玻璃紧急开启的机械装置紧急状态下的结构示意图；
39.图3为本实用新型储能齿轮的正面结构示意图；
40.图4为图3储能齿轮的半剖图；剖面为图3的a部；
41.图5为本实用新型实施例1储能机构的结构示意图；
42.图6为图5的b
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b剖面图；
43.图7为现有棘轮顶升机构的结构示意图；
44.图8为现有钢丝拉索顶升机构的结构示意图。
45.附图标记：1
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减速电机，2
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电机输出轴，3
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电机齿轮，4
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动力输出组件，401
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接合齿轮ⅰ，402
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动力输出轮，403
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接合齿轮ⅱ，5
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传动组件，501
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传动齿轮ⅰ，502
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传动齿轮ⅱ，6
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储能齿轮，601
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齿轮ⅰ，602
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平面涡卷弹簧，603
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辐条，604
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轴套，7
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v形限位杆，8
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拨叉杆，9
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齿轮接合套ⅰ，10
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齿轮接合套ⅱ，11
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拨叉，12
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储能机构，1201
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储能轴，1202
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储能手柄，1203
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支撑臂，1204
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锁止齿轮，1205
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齿轮孔ⅰ，1206
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上链齿轮，1207
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齿轮孔ⅱ，1208
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限位件，1209
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卡珠ⅰ，1210
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卡珠ⅱ，13
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限位块，14
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凸块，15
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凹槽，16
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车窗玻璃，17
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棘轮顶升机构，18
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钢丝拉索顶升机构。
具体实施方式
46.下面结合实施例对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式并不局限于实施例表示的范围。
47.实施例1：
48.如图1
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6所示，一种用于汽车电动玻璃紧急开启的机械装置，包括原电动玻璃的减速电机1，还包括电机输出轴2、电机齿轮3、动力输出组件4、传动组件5、储能齿轮6和v形限位杆7，电机输出轴2与减速电机1的输出端连接，电机齿轮3、动力输出组件4和传动组件5设在电机输出轴2上，电机齿轮3与电机输出轴2相啮合，动力输出组件4包括同轴相连的接合齿轮ⅰ401、动力输出轮402和接合齿轮ⅱ403，传动组件5包括同轴相连的传动齿轮ⅰ501和传动齿轮ⅱ502，接合齿轮ⅰ401、动力输出轮402、接合齿轮ⅱ403、传动齿轮ⅰ501和传动齿轮ⅱ502依次空套在电机输出轴2上，动力输出轮402连接到原汽车电动玻璃的顶升机构；拨叉杆8设在电机输出轴2上方，储能齿轮6设于拨叉杆8和传动齿轮ⅱ502之间，v形限位杆7设于拨叉杆8和储能齿轮6之间；
49.电机齿轮3与接合齿轮ⅰ401上设有用于联动或分离电机齿轮3与接合齿轮ⅰ401的齿轮接合套ⅰ9，接合齿轮ⅱ403与传动齿轮ⅰ501上设有用于联动或分离接合齿轮ⅱ403与传动齿轮ⅰ501的齿轮接合套ⅱ10，齿轮接合套ⅰ9和齿轮接合套ⅱ10上各自设有拨叉11与拨叉杆8连接；
50.传动齿轮ⅱ502与储能齿轮6相啮合，储能齿轮6的外圈边缘设有限位块13，v形限位杆7一端与拨叉杆8铰接，另一端与限位块13可分离式卡接，便于对储能齿轮6的解锁；
51.储能齿轮6为带平面涡卷弹簧602的储能齿轮6，储能齿轮6中部设有为平面涡卷弹簧602拧紧储能的储能机构12；
52.拨叉杆8拨动前，齿轮接合套ⅰ9将电机齿轮3和接合齿轮ⅰ401接合联动，齿轮接合套ⅱ10与接合齿轮ⅱ403相接，齿轮接合套ⅱ10与传动齿轮ⅰ501分离，v形限位杆7与限位块卡接；拨叉杆8拨动后，齿轮接合套ⅰ9与电机齿轮3分离，齿轮接合套ⅰ9与接合齿轮ⅰ401相接，齿轮接合套ⅱ10将接合齿轮ⅱ403与传动齿轮ⅰ501接合联动，v形限位杆7与限位块分离，储能齿轮6的转动方向为带动汽车电动玻璃下降的方向。
53.储能齿轮6包括与传动齿轮ⅱ502相啮合的齿轮ⅰ601，储能机构12包括储能轴1201，平面涡卷弹簧602竖直设于齿轮ⅰ601内，储能轴1201水平设置在齿轮ⅰ601中部，平面涡卷弹簧602的内端头与储能轴1201连接，平面涡卷弹簧602的外端头与齿轮ⅰ601的内圈连接；平面涡卷弹簧602一侧设有若干根辐条603，辐条603一端与齿轮ⅰ601的内圈连接，另一端通过轴套604与储能轴1201连接。由于储能轴1201在紧急情况时是被锁止的，依靠平面涡卷弹簧602释放能量逐步带动齿轮ⅰ601，因而设计了辐条603和轴套604结构实现齿轮ⅰ601更好的转动。
54.储能机构12还包括储能手柄1202和支撑臂1203，支撑臂1203设于储能轴1201的一端外侧，并与车体固定连接；储能手柄1202的杆件可活动的卡接在支撑臂1203上，其杆件尾端穿过支撑臂1203与储能轴1201转动连接。
55.储能手柄1202卡接在支撑臂1203的杆件部分设有锁止齿轮1204，支撑臂1203对应的位置开设与锁止齿轮1204匹配的齿轮孔ⅰ1205；储能手柄1202的杆件尾端设有上链齿轮1206，储能轴1201内设有宽度大于上链齿轮1206的齿轮孔ⅱ1207，转动连接为上链齿轮1206通过与齿轮孔ⅱ1207相啮合带动储能轴1201转动。
56.齿轮孔ⅰ1205内设有用于卡紧锁止齿轮1204的卡珠ⅰ；当锁止齿轮1204位于齿轮孔ⅰ1205同时上链齿轮1206位于齿轮孔ⅱ1207内时，齿轮孔ⅱ1207内与上链齿轮1206的啮合部分设有用于卡紧上链齿轮1206的卡珠ⅱ1210。齿轮孔ⅱ1207的孔口处设有防止上链齿轮
1206脱出的限位件1208。限位件1208为限位螺钉。限位螺钉设在齿轮孔ⅱ1207的孔口内。
57.v形限位杆7与限位块13的连接端设有凸块14，限位块13内设有用于卡接凸块14的凹槽15。
58.实施例2：
59.一种实施例1的用于汽车电动玻璃紧急开启的机械装置的使用方法，包括如下步骤：
60.（1）初始状态设置：取齿轮接合套ⅰ9将电机齿轮3和接合齿轮ⅰ401接合联动，齿轮接合套ⅱ10与接合齿轮ⅱ403相接合，齿轮接合套ⅱ10与传动齿轮ⅰ501分离；将v形限位杆7与限位块卡接对储能齿轮6限位；此时，启动减速电机1后，动力输出轮402可正常带动原汽车电动玻璃的顶升机构升降，顶升机构进而托举车窗玻璃升降；
61.（2）储能：将锁止齿轮1204从齿轮孔ⅰ1205中移出，储能手柄1202解锁，转动储能手柄1202，上链齿轮1206与齿轮孔ⅱ1207相啮合带动储能轴1201转动，储能轴1201转动使得平面涡卷弹簧602逐步拧紧，就像给钟表的发条上链一样，当感觉到阻力后，把储能手柄1202推回到锁止位置，锁止齿轮1204卡紧在齿轮孔ⅰ1205中，进而储能轴1201被卡住锁止，此时，储能弹簧已经具备足够的能量。限位螺钉1208的作用是防止上链齿轮1206从齿轮孔ⅱ1207中滑出；另一个办法如实施例2，卡珠ⅰ1209的作用是将锁止齿轮1204更稳固的卡紧在齿轮孔ⅰ1205内，在啮合部位增加卡珠ⅱ1210，将上链齿轮1206卡紧防止从齿轮孔ⅱ1207中滑出；
62.（3）紧急开启：紧急开启：遇到紧急情况时，电机1失电自锁，拨动拨叉杆8，v形限位杆7从限位块中移出，齿轮ⅰ601解锁，平面涡卷弹簧602释放能量带动齿轮ⅰ601转动，齿轮ⅰ601带动传动齿轮ⅱ502，传动齿轮ⅱ502带动传动齿轮ⅰ501，同时，齿轮接合套ⅰ9与电机齿轮3分离，齿轮接合套ⅰ9与接合齿轮ⅰ401相接合，齿轮接合套ⅱ10将传动齿轮ⅰ501与接合齿轮ⅱ403接合联动，从而动力输出轮402带动原汽车电动玻璃的顶升机构下降，顶升机构进而托举车窗玻璃下降。
63.如图7和8所示，本实用新型提到的顶升机构为汽车领域常用的棘轮顶升机构或钢丝拉索顶升机构，动力输出轮与顶升机构的连接方式为常见的齿轮与顶升机构连接方式，与棘轮顶升机构的连接方式为动力输出轮与棘轮啮合，与钢丝拉索顶升机构的连接方式为动力输出轮与钢丝绳连接，本领域普通技术人员均可实施。
64.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语
“ꢀ
中心”、
“ꢀ
纵向”、
“ꢀ
横向”、
“ꢀ
前”、
“ꢀ
后”、
ꢀ“ꢀ
左”、
“ꢀ
右”、“首”、“尾”、
“ꢀ
竖直”、
“ꢀ
水平”、
“ꢀ
顶”、
“ꢀ
底
”“ꢀ
内”、
“ꢀ
外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或 暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接；可以是拆卸连接；也可以是点连接；可以是直接连接；可以是通过中间媒介间接连接，可以使两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本实用新型中未详尽说明的设备连接方式，均按本领域的常规连接方式理解。
65.上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型公开的范围之内所做的任何修改、等
同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。