采用氣彈簧的汽車電動尾門升降機構的制作方法

本實用新型涉及汽車零部件領域，具體涉及一種采用氣彈簧的汽車電動尾門升降機構。

背景技術：

大多數不帶電動控制的汽車尾門目前都采用氣彈簧，其成本低，技術成熟，但對于需要自動控制的汽車電動尾門，傳統的氣彈簧無法滿足結構等技術要求，因此目前市面上的汽車電動尾門基本上采用螺旋鋼絲彈簧，但螺旋鋼絲彈簧其輸出的彈力與移動距離成正比，這就造成尾門關閉時，彈簧力最大，尾門升到最高位置時，彈力很小，此時需要電機輸出更多的扭矩來彌補，這會給電機的散熱帶來較大的挑戰，最后勢必會增加電機的制造成本。

螺旋鋼絲彈簧受結構尺寸影響很大，由于原車設計預留的空間很有限，因此汽車電動尾門升降機構徑向尺寸都不能太大，而為了保證足夠的彈力，不得不加大彈簧鋼絲直徑，為了滿足行程要求，又必須增加彈簧的有效圈數，這樣都會造成徑向和軸向尺寸增加，占用了更多的汽車尾箱的空間。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，采用改造過的氣彈簧，與電機配合使用后，使結構空間上更加緊湊，同時使尾門重量與氣彈簧的彈力基本平衡，對驅動電機的功率要求大幅降低但又不影響原有的機構性能。

本實用新型所采用的技術方案是：一種采用氣彈簧的汽車電動尾門升降機構，包括氣彈簧機構、減速電機與絲桿連接的傳動機構、尾門連接桿和車身連接桿，采用氣彈簧的汽車電動尾門升降機構包括：活塞桿、活塞、活塞桿密封圈、活塞密封圈、氣彈簧密封端蓋、外缸體、內缸體、內外缸體連接端蓋、絲桿、絲桿螺母、電機套筒、減速電機、電機套筒端蓋，內外缸體連接端蓋與內缸體及外缸體剛性連接形成半封閉空間；活塞與活塞桿固定連接，一端套在內缸體和外缸體之間，另一端通過軸承座固定連接在減速電機上，氣彈簧密封端蓋固定在活塞桿與外缸體之間并在活塞桿密封圈作用下起密封作用，活塞采用活塞密封圈進行端面密封，用于密封與內缸體之間的配合面，絲桿上套了絲桿螺母，絲桿螺母固定在內缸體內,絲桿與減速電機連接，減速電機外套有電機套筒，電機套筒端蓋與電機套筒固定連接。進一步，絲桿是通過花鍵齒與減速電機的內花鍵配合的。

進一步，氣彈簧機構缸體由內外缸體及內外缸體連接端蓋組成，其密封空間在內外缸體組成的環形空間內，被活塞分割成兩個環形氣室，兩氣室存在截面積差從而產生推力。

更進一步，內缸體采用空心結構，中心孔提供了絲桿的伸縮空間。

更進一步，氣彈簧機構內設有活塞密封圈，用于密封活塞與內缸體的配合面，與其它氣彈簧部件一起組成密封空間，其中密封有高壓氣體。

進一步，活塞與外缸體采用花鍵配合，這樣可以保證活塞在缸體內軸向滑動，又可以防止活塞轉動從而傳遞扭矩。

進一步，減速電機的機座及外殼是通過電機減振環上的卡扣與軸承座相連接，從而起到降噪功能。

進一步，減速電機與電機套筒端蓋之間采用電機壓緊環，通過彈簧預緊從而起到降噪功能。

本實用新型的有益效果是：本實用新型采用了改造過的氣彈簧，力學性能與普通不帶電動的汽車尾門用氣彈簧相近，從而更好的與原車設計匹配，結構空間上更加緊湊，同時通過調整氣彈簧的氣壓，適配大多數車的電動尾門改裝，由于采用了本技術，使尾門重量與氣彈簧的彈力基本平衡，因此對于驅動電機的功率要求將大幅降低，同時又不影響機構性能，還能減少生產成本。

附圖說明

圖1為采用氣彈簧的汽車電動尾門升降機構剖視圖。

圖2為采用氣彈簧的汽車電動尾門升降機構與電機的連接圖。

圖3為氣彈簧受力分析圖。

圖4為尾門鉸接點與電動撐桿車身鉸接點及尾門支撐點的受力分析圖。

具體實施方式

如圖1與圖2所示，尾門連接桿9通過球頭連接到汽車尾門的支座上，尾門連接桿9通過內外缸體連接端蓋8與內缸體7及外缸體6剛性連接，活塞桿1通過軸承座12與電機套筒13剛性連接，而電機套筒13又通過電機套筒端蓋20與車身連接桿21剛性連接，電機套筒端蓋20與減速電機18之間裝有電機壓緊環19，絲桿10通過花鍵齒與減速電機18的內花鍵相配合，絲桿10上過盈連接了軸承套17，軸承套17上裝配有角接觸球軸承15和軸用卡簧14，而角接觸球軸承15外圈固定在軸承座12的軸承孔中，這樣在減速電機18的軸轉動時，帶動絲桿10轉動，而減速電機18的機座及外殼通過電機減振環16上的卡扣與軸承座12連接，防止減速電機18的機座及外殼跟著轉動，同時能降低噪聲。

如圖1所示，絲桿10上套了絲桿螺母11，絲桿螺母11固定連接在內缸體7上，當絲桿10轉動時，絲桿螺母11將在絲桿10的帶動下產生軸向直線運動，并帶動由外缸體6、內缸體7、內外缸體連接端蓋8及尾門連接桿9沿軸向直線運動，從而帶動尾門的升降，內缸體７采用中空結構，可以容許絲桿10在內缸體7中空的孔中伸縮。外缸體6、內缸體7、內外缸體連接端蓋8、活塞桿1、氣彈簧密封蓋2及活塞桿密封圈3、活塞密封圈5組成密封空間，其中密封有高壓氣體，此高壓氣體被活塞4分割成兩個氣室：活塞桿側氣室和活塞氣室，由于活塞桿側氣室截面面積小于活塞氣室，因此活塞桿1始終承受有向外的推力，其推力的大小與兩個氣室中的氣壓成正比，同時與兩個氣室截面面積差成正比，通過調整氣壓可以調整活塞桿1向外的推力大小。在絲桿10轉動時，絲桿螺母11上承受了扭矩，此扭矩作用在內缸體7上，通過內外缸體連接端蓋8傳遞給外缸體6，外缸體6通過花鍵配合又傳遞給活塞4，活塞4在傳遞給活塞桿1，活塞桿1再傳遞給軸承座12,并傳遞給減速電機18的外殼及機座，從而使扭矩得到平衡。

如圖1與圖3所示，車身的重量產生的扭矩通過尾門連接桿9傳遞作用力給氣彈簧的外缸體6及內缸體7，用Fg表示；活塞桿1通過高壓氣體傳遞相當于氣彈簧推力的反作用力給氣彈簧外缸體6及內缸體7，用Ft表示；絲桿10通過絲桿螺母11傳遞減速電機18軸向力給氣彈簧外缸體6及內缸體7等，用Fs表示，在忽略摩擦力等阻力的情況下，當Ft+Fs=Fg時，氣彈簧靜止或勻速運動；當Ft+Fs<Fg時，氣彈簧收縮，帶動尾門關閉；當Ft+Fs>Fg時，氣彈簧伸張，帶動尾門打開。

如圖4所示，O為尾門鉸接點，O1為電動撐桿車身球頭連接點，C為電動撐桿尾門球頭連接點，G為代表尾門自身重力點，Ft表示在尾門平衡狀態下，撐桿需要給尾門的支撐力。一般情況，當O1C垂直于OO1時，尾門處于最大開啟狀態，尾門開啟過程運動角度設為75度，則尾門閉合時，O1C與OO1夾角為15度。

本實用新型結構清晰簡單，采用了改造過的氣彈簧，更好的與原車設計匹配，結構空間上更加緊湊，同時通過調整氣彈簧的氣壓，適配大多數車的電動尾門改裝，使尾門重量與氣彈簧的彈力基本平衡，因此對于驅動電機的功率要求將大幅降低，同時又不影響機構性能，還能減少生產成本。