一种用于汽车中门的集成式离合电机的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，具体是一种用于汽车中门的集成式离合电机。


背景技术：

2.目前，mpv车型、客车车型上均设有中门(即侧推拉门)，传统的中门是采用手动推拉的方式进行开启或关门，也有一些车型的中门采用的是电动中门，即通过电动驱动方式代替手动推拉，增加了一定的便利性，但如果只能用电动驱动方式来开关中门也会带来一些不便甚至安全隐患，比如失电或者电动驱动机构出现故障时需要可以随时用手动方式介入来开关中门，另外由于电动驱动方式一般比较平稳缓慢，在需迅速开关中门的场景也需要可以随时用手动方式介入以快速开关中门，所以需要在电动驱动机构中加入离合器，以实现电动方式和手动方式的切换。目前，有些高端车型在电动中门的电动驱动机构中加入了离合器，但一般采用的是电磁离合器，是通过电磁力产生压紧力的摩擦式离合器，这种电磁离合器有诸多问题，比如：对使用环境要求比较苛刻，在失电时无法正常使用，环境温度较低或较高时也无法正常使用，而且这种无法使用不仅仅是指无法实现电动和手动的切换，甚至会导致汽车中门无法正常开启或关闭，使用不便，而且有安全隐患；另外，这种电磁离合器，当电动驱动机构正在运转时，手动方式难以任意介入。虽然也有一些机械离合能够实现电动和手动的切换，不易受到使用环境的影响，但是结构复杂，尺寸较大，而现有汽车中门的安装空间比较狭窄，因此难以适用。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术中存在的缺陷，本实用新型的任务是提供一种用于汽车中门的集成式离合电机，采用机械式离合机构，不易受到使用环境影响，在失电或者低温环境均可正常使用，能够实现正反两个方向的自动离合，电动和手动切换顺畅，电机运转时也可以随时手动介入或停止介入，离合机构会自动脱开或自动恢复接合，而且将电机、减速机构、离合机构集成一体，采用扁平化设计，结构小巧紧凑，可以直接替换现有汽车中门的电动驱动机构，安装方便。
4.本实用新型任务通过下列技术方案来实现：
5.一种用于汽车中门的集成式离合电机，包括壳体，以及安装在壳体内的电机本体、减速机构、离合机构，以及伸出壳体的输出机构，电机本体的输出端设有蜗杆，减速机构的输入端设有蜗轮，电机本体横向设置在减速机构的下方并通过蜗杆、蜗轮的配合传动连接减速机构，离合机构包括固定盘、拨轮、滚筒和至少一个滚动件，固定盘包括内环和外环，滚筒罩在固定盘的前侧且其内周壁设有至少一个嵌槽，拨轮和滚动件均位于滚筒内，拨轮通过拨轮轴传动连接减速机构的输出端，拨轮上设有至少一个拨齿，滚动件和内环中的至少一个为永磁材质，另一个为能与之相吸的导磁材质，从而使滚动件能自然吸附在内环上，嵌槽的深度小于滚动件的直径，拨齿的外径大于内环的外径，拨轮转动能带动滚动件卡入嵌槽进而带动滚筒转动，滚筒与输出机构传动连接从而能带动输出机构转动，内环吸附滚动
件时脱离嵌槽从而能实现拨轮与滚筒的脱开。
6.作为优选的技术方案，所述减速机构包括减速齿轮组，以及齿环、转动架、可转动设在转动架上的若干行星齿轮、以及固定连接壳体的固定齿轮，各行星齿轮绕固定齿轮的周向设置并与之啮合，其中齿环的外圈和内圈分别设有外齿圈和内齿圈，减速齿轮组的输入端设有所述蜗轮，输出端与所述外齿圈啮合传动，所述内齿圈与各行星齿轮啮合传动，从而能带动转动架输出转动，转动架的轴心与所述拨轮轴传动连接从而能够带动所述拨轮转动。
7.作为优选的技术方案，所述壳体包括相连通且固定连接的第一壳体和第二壳体，第二壳体的横截面小于第一壳体，其中所述电机本体、减速机构设置在第一壳体内，所述离合机构设置在第二壳体内，第二壳体的后端面与第一壳体固定连接或一体成型，前端面上设有至少一个向外凸伸的安装板，安装板上设有安装孔，所述输出机构为从第二壳体的前端面伸出的输出轴，输出轴上设有输出齿轮。
8.作为优选的技术方案，所述第一壳体和/或第二壳体为由至少两个分壳固定连接的组合式结构。
9.作为优选的技术方案，所述内圈为永磁材质，所述滚动件为导磁材质，所述外环、拨轮、滚筒中的至少一个为非导磁材质。
10.作为优选的技术方案，所述内环和外环同圆心设置且前侧表面平齐。
11.作为优选的技术方案，所述嵌槽的数量为拨齿数量的一倍或多倍，各嵌槽沿着所述滚筒的周向均匀间隔分布，所述滚动件的数量为拨齿数量的一倍或两倍，当滚动件的数量为拨齿数量一倍时，滚动件与拨齿一一对应且各滚动件分别位于对应拨齿的同一侧，当滚动件的数量为拨齿数量的两倍时，每个拨齿的两侧分别对应设置一个滚动件。
12.作为优选的技术方案，所述拨齿为梯形齿，拨齿的两侧面为向内靠拢的斜面以分别用于在拨齿正转、反转时推挤所述滚动件。
13.作为优选的技术方案，所述拨轮轴的前端插入所述滚筒并通过轴承与之进行转动连接，所述滚筒、转动架分别通过轴承与所述壳体进行转动连接。
14.和现有技术相比，本实用新型一种用于汽车中门的集成式离合电机具有以下优点：采用机械式离合机构，不易受到使用环境影响，在失电、低温、高温环境下均可正常使用，能够实现正反两个方向的自动离合，电动和手动切换顺畅，电机运转时也可以随时手动介入或停止介入，离合机构会自动脱开或自动恢复接合；而且将电机、减速机构、离合机构集成一体，在电机的输出端设置蜗杆，在减速机构的输入端设置蜗轮，利用蜗杆和蜗轮的配合，使得电机能够横向设置在减速机构的下方，实现了扁平化设计，结构小巧紧凑，可以直接替换现有汽车中门的电动驱动机构，安装方便。
15.以下将接合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的效果作进一步说明，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
16.图1为本实用新型一种用于汽车中门的集成式离合电机的外部结构示意图；
17.图2为图1的分解结构示意图；
18.图3为图1中省略壳体及固定齿轮后的内部结构示意图；
19.图4为图1中离合机构在脱开状态的分解结构示意图；
20.图5为图1中离合机构在接合状态的分解结构示意图。
21.其中：壳体1，第一壳体11，第二壳体12，安装板13，电机本体2，蜗杆21，减速机构3，一级减速齿轮31，蜗轮311，二级减速齿轮32，齿环33，外齿圈331，内齿圈332，转动架34，行星齿轮35，固定齿轮36，离合机构4，固定盘41，内环411，外环412，拨轮42，拨齿421，拨轮轴422，滚筒43，嵌槽431，滚动件44，输出轴5，输出齿轮51。
具体实施方式
22.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下接合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.如图1-5所示，一种用于汽车中门的集成式离合电机，包括壳体1，以及安装在壳体1内的电机本体2、减速机构3、离合机构4，以及伸出壳体1的输出轴5，电机本体2的输出端设有蜗杆21，减速机构3的输入端设有蜗轮311，电机本体2横向设置在减速机构3的下方并通过蜗杆21、蜗轮311的配合传动连接减速机构3，离合机构4包括固定盘41、拨轮42、滚筒43和两个滚动件44，固定盘41包括同圆心设置且前侧表面平齐的内环411和外环412，其中内环411为永磁材质，滚筒43罩在固定盘41的前侧且其内周壁设有两个嵌槽431，拨轮42和滚动件44均位于滚筒43内，拨轮42通过拨轮轴422传动连接减速机构3的输出端，拨轮42上对称设有两个拨齿421，滚动件44为导磁材质从而使滚动件44能自然吸附在内环411上，滚动件44可以为柱形也可以为球形结构，外环412、拨轮42和滚筒43均为非导磁材质以避免其磁化而对滚动件44的运动产生影响，嵌槽431的深度小于滚动件44的直径，拨齿421的外径略小于滚筒43的内径且大于内环411的外径，拨轮42转动能带动滚动件44卡入嵌槽431进而带动滚筒43转动，滚筒43与输出轴5传动连接从而能带动输出轴5转动，输出轴5上设有用于驱动中门移动的输出齿轮51从而能够带动中门开启或关闭，当内环411吸附滚动件44时脱离嵌槽431从而能实现拨轮42与滚筒43的脱开。
24.本专利的工作原理如下：当电机本体2正向或反向转动时，能够通过减速机构3带动离合机构4的拨轮42转动，在拨轮42持续推动及离心力的共同作用下，能够推动滚动件44摆脱固定盘41上内环411的磁吸力向外运动直至滚动件44的部分嵌入滚筒43的嵌槽431中，拨轮42通过持续推动该滚动件44从而能带动滚筒43同步转动(离合机构4转入接合状态)，进而带动输出轴5的同步转动，实现汽车中门的电动开启或关闭；当电机本体2停转、或者电机本体2虽未停转而外力介入驱使滚筒43与拨轮42同向转动且转速大于拨轮42的转速时(比如乘客手动快速推拉汽车中门时)，滚动件44获得自由活动空间从而能够在固定盘41上内环411的磁吸力作用下迅速从滚筒43的嵌槽431中脱离并吸附在内环411上(离合机构4转入脱开状态)，此时滚筒43的转动不会对拨轮42及电机本体2产生干涉(乘客可以手动快速推拉汽车中门运动而不会对电机的运转产生影响，电机的运转也不会对乘客手动推拉产生影响)；当电机本体2还在运转而外力停止介入时(比如乘客在手动快速推拉一段距离后松手)，拨轮42又会迅速将滚动件44重新推入滚筒43的嵌槽431中实现离合机构4的接合。内环411和外环412同圆心且前侧表面平齐，使得无论拨轮42推动滚动件44及滚筒43转至任何角度，只要滚动件44获得自由活动空间，均会受到内环411同样的磁吸力而迅速脱离嵌槽431
被吸附在内环411上，不易出现卡滞和离合脱开不顺畅的情况。另外，需要说明的是，由于电机本体2或减速机构3自身会存在一些配合间隙，所以当电机本体2停转时，即使不另外设置程序使电机本体2倒转，滚动件44也能获得一点自由空间，当然如果电机本体2停转后做稍微倒转更加能够使滚动件44获得自由空间。
25.本实用新型一种用于汽车中门的集成式离合电机，采用机械式离合机构4，不易受到使用环境影响，在失电、低温或者高温环境下均可正常使用，能够实现正反两个方向的自动离合，电动和手动切换顺畅，电机运转时也可以随时手动介入或停止介入，离合机构4会自动脱开或自动恢复接合；而且将电机、减速机构3、离合机构4集成一体，在电机的输出端设置蜗杆21，在减速机构3的输入端设置蜗轮311，利用蜗杆21和蜗轮311的配合，使得电机能够横向设置在减速机构3的下方，实现了扁平化设计，结构小巧紧凑，可以直接替换现有汽车中门的电动驱动机构，安装方便。
26.减速机构3包括减速齿轮组，以及齿环33、转动架34、可转动设在转动架34上的六个行星齿轮35、以及固定连接壳体1的固定齿轮36，各行星齿轮35绕固定齿轮36的周向设置并与之啮合，其中齿环33的外圈和内圈分别设有外齿圈331和内齿圈332，减速齿轮组包括一级减速齿轮31和二级减速齿轮32，其中一级减速齿轮31的输入端设有所述蜗轮311，二级减速齿轮32的输出端与所述外齿圈331啮合传动，所述内齿圈332与各行星齿轮35啮合传动，从而能带动转动架34输出转动，转动架34的轴心与所述拨轮轴422传动连接从而能够带动所述拨轮42转动。减速机构3采用减速齿轮组配合行星减速机构3，不但使输出扭矩更大，且相比直接将电机本体2连接行星减速机构3的布置方式，这种布置方式能够将电机本体2设置于行星减速机构3的齿环33的正下方，且使电机本体2在长度方向和齿环33在直径方向可以做到最大程度的重叠，整机结构尺寸更小更紧凑，更加便于实现整机的扁平化设计。
27.所述壳体1包括相连通且固定连接的第一壳体11和第二壳体12，其中第一壳体11和第二壳体12均为由多个分壳固定连接的组合式结构，便于装配，第二壳体12的横截面小于第一壳体11，其中电机本体2、减速机构3设置在第一壳体11内，所述离合机构4设置在第二壳体12内，第二壳体12的后端面与第一壳体11一体成型，前端面上设有三个向外凸伸的安装板13，安装板13上设有安装孔，以用于与汽车中门的结构进行配合安装，所述输出轴5从第二壳体12的前端面伸出。由于第二壳体12的横截面尺寸小于第一壳体11，安装板13设置于第二壳体12的前端面，因此在安装板13和第一壳体11之间便形成了操作空间，便于安装操作。
28.所述拨齿421为梯形齿，拨齿421的两侧面为向内靠拢的斜面以分别用于在拨齿421正转、反转时推挤所述滚动件44。该设计使得拨轮42无论正转还是反转，拨齿421的侧面对滚动件44都具有导向作用，更加便于将滚动件44推入滚筒43的嵌槽431，且滚动件44进入嵌槽431后，拨齿421的侧面倾斜挤压滚动件44，会对滚动件44同时施加切向的推力和径向向外的压力，更加便于滚动件44卡紧在嵌槽431内并推动滚筒43转动。
29.拨轮轴422的后端传动连接减速机构3的转动架34，前端插入所述滚筒43并通过轴承与之进行转动连接，该设计更加便于对拨轮42的支撑和平衡，所述滚筒43、转动架34分别通过轴承与所述壳体1进行转动连接。
30.作为优选的实施例，每个拨齿421对应设置两个滚动件44，且两个滚动件44分别位于拨齿421的两侧且靠近对应拨齿421，使得拨轮42无论是正转还是反转，都能更加快速推
动靠近拨齿421的滚动件44进入嵌槽431实现接合状态，嵌槽431的数量是拨齿421数量的整数倍，使得拨轮42能够更加快速推动滚动件44进入就近的嵌槽431以实现接合状态。该优选实施例在附图中未予示出。
31.本实用新型并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。