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专利名称：汽车电动尾门用平衡撑杆

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202010280464.8

专利申请（专利权）人：芜湖伯特利汽车安全系统股份有限公司
权利人地址：安徽省芜湖市芜湖经济技术开发区泰山路19号

专利发明（设计）人：张岐庆,王巧玲,胡明路

专利摘要：本发明公开了一种汽车电动尾门用平衡撑杆，包括弹簧套管、套设于弹簧套管上的外套管、设置于外套管内部且与外套管连接的弹簧支撑套管、套设于弹簧支撑套管上的螺旋弹簧和用于将由螺旋弹簧施加的轴向压力传递至弹簧套管且用于对弹簧支撑套管施加径向压力以与弹簧支撑套管之间产生轴向摩擦力的压力转换机构，压力转换机构为沿轴向可移动设置。本发明的汽车电动尾门用平衡撑杆，由螺旋弹簧与压力转换机构相配合，产生轴向摩擦力，简化了结构，减少结构风险，提高撑杆力值稳定性。

主权利要求：
1.汽车电动尾门用平衡撑杆，其特征在于：包括弹簧套管、套设于弹簧套管上的外套管、设置于外套管内部且与外套管连接的弹簧支撑套管、套设于弹簧支撑套管上的螺旋弹簧和用于将由螺旋弹簧施加的轴向压力传递至弹簧套管且用于对弹簧支撑套管施加径向压力以与弹簧支撑套管之间产生轴向摩擦力的压力转换机构，压力转换机构为沿轴向可移动设置；
所述压力转换机构包括可移动设置且与所述螺旋弹簧接触的斜楔块和套设于所述弹簧支撑套管上且与斜楔块接触的摩擦环块，斜楔块位于摩擦环块与螺旋弹簧之间。
2.根据权利要求1所述的汽车电动尾门用平衡撑杆，其特征在于：所述斜楔块具有与所述摩擦环块接触的第一接触面，第一接触面为圆锥面，摩擦环块可发生弹性变形。
3.根据权利要求2所述的汽车电动尾门用平衡撑杆，其特征在于：所述斜楔块为圆环形结构，斜楔块位于所述弹簧套管的内部且套设于所述弹簧支撑套管上。
4.根据权利要求2所述的汽车电动尾门用平衡撑杆，其特征在于：所述摩擦环块包括与所述第一接触面、所述弹簧套管和所述弹簧支撑套管接触的弹性部以及与弹性部连接的连接部，弹性部设置多个且所有弹性部为沿周向依次布置，弹性部可发生弹性变形且相邻两弹性部之间具有间隙。
5.根据权利要求4所述的汽车电动尾门用平衡撑杆，其特征在于：所述弹性部为圆弧形结构，弹性部与所述弹簧支撑套管为同轴设置且弹性部的内圆面与所述弹簧支撑套管的外圆面相接触。
6.根据权利要求5所述的汽车电动尾门用平衡撑杆，其特征在于：所述弹性部上设有变形槽，变形槽为沿弹性部的径向贯穿设置。
7.根据权利要求5所述的汽车电动尾门用平衡撑杆，其特征在于：所述弹性部具有第一端面和与第一端面连接的第一配合面，第一配合面为圆弧面且第一配合面与所述第一接触面相接触。
8.根据权利要求1至7任一所述的汽车电动尾门用平衡撑杆，其特征在于：所述弹簧套管具有与所述摩擦环块接触的第二接触面，第二接触面为圆锥面。
9.根据权利要求1至7任一所述的汽车电动尾门用平衡撑杆，其特征在于：还包括设置于所述弹簧套管内部且与弹簧套管连接的内支撑套管，所述弹簧支撑套管套设于内支撑套管上且两者为同轴设置。 说明书 : 汽车电动尾门用平衡撑杆技术领域[0001] 本发明属于汽车零部件技术领域，具体地说，本发明涉及一种汽车电动尾门用平衡撑杆。背景技术[0002] 随着市场发展，人们对汽车的舒适便利性要求越来越高，所以更多的汽车开始配备电动尾门系统，用来实现尾门的电动开闭。电动尾门系统需要撑杆作为执行机构，通过撑杆伸缩进行尾门开闭。[0003] 现有的电动尾门用撑杆分为电动撑杆和平衡撑杆，电动撑杆和平衡撑杆的轴向支撑力与尾门重量达到接近平衡，不平衡部分由撑杆轴向摩擦力抵消；撑杆轴向支撑力由螺旋弹簧及气弹簧提供，轴向摩擦力由摩擦装置及气弹簧提供。[0004] 现有平衡撑杆普遍使用气弹簧，这种结构有以下缺点：[0005] 1、气弹簧在不同温度下力值差异大，不利于力值平衡的控制；[0006] 2、气弹簧还容易产生如漏气、气流声等问题。[0007] 现有平衡撑杆的轴向摩擦力主要由摩擦装置及气弹簧提供，这种结构有以下缺点：[0008] 1、摩擦装置通常安装在电动撑杆内，会增加电动撑杆内的结构复杂程度及占用的空间；[0009] 2、气弹簧的摩擦力容易出现不稳定。发明内容[0010] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种汽车电动尾门用平衡撑杆，目的是提高撑杆力值稳定性。[0011] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：汽车电动尾门用平衡撑杆，包括弹簧套管、套设于弹簧套管上的外套管、设置于外套管内部且与外套管连接的弹簧支撑套管、套设于弹簧支撑套管上的螺旋弹簧和用于将由螺旋弹簧施加的轴向压力传递至弹簧套管且用于对弹簧支撑套管施加径向压力以与弹簧支撑套管之间产生轴向摩擦力的压力转换机构，压力转换机构为沿轴向可移动设置。[0012] 所述压力转换机构包括可移动设置且与所述螺旋弹簧接触的斜楔块和套设于所述弹簧支撑套管上且与斜楔块接触的摩擦环块，斜楔块位于摩擦环块与螺旋弹簧之间。[0013] 所述斜楔块具有与所述摩擦环块接触的第一接触面，第一接触面为圆锥面，摩擦环块可发生弹性变形。[0014] 所述斜楔块为圆环形结构，斜楔块位于所述弹簧套管的内部且套设于所述弹簧支撑套管上。[0015] 所述摩擦环块包括与所述第一接触面、所述弹簧套管和所述弹簧支撑套管接触的弹性部以及与弹性部连接的连接部，弹性部设置多个且所有弹性部为沿周向依次布置，弹性部可发生弹性变形且相邻两弹性部之间具有间隙。[0016] 所述弹性部为圆弧形结构，弹性部与所述弹簧支撑套管为同轴设置且弹性部的内圆面与所述弹簧支撑套管的外圆面相接触。[0017] 所述弹性部上设有变形槽，变形槽为沿弹性部的径向贯穿设置。[0018] 所述弹性部具有第一端面和与第一端面连接的第一配合面，第一配合面为圆弧面且第一配合面与所述第一接触面相接触。[0019] 所述弹簧套管具有与所述摩擦环块接触的第二接触面，第二接触面为圆锥面。[0020] 所述的汽车电动尾门用平衡撑杆还包括设置于所述弹簧套管内部且与弹簧套管连接的内支撑套管，所述弹簧支撑套管套设于内支撑套管上且两者为同轴设置。[0021] 本发明的汽车电动尾门用平衡撑杆，由螺旋弹簧与压力转换机构相配合，产生轴向摩擦力，简化了结构，减少结构风险，提高撑杆力值稳定性。附图说明[0022] 本说明书包括以下附图，所示内容分别是：[0023] 图1是本发明汽车电动尾门用平衡撑杆的剖视图；[0024] 图2是摩擦环块的受力示意图；[0025] 图3是摩擦环块的结构示意图；[0026] 图中标记为：1、外套管；2、外套管球窝；3、弹簧套管；4、弹簧套管球窝；5、螺旋弹簧；6、弹簧支撑套管；7、内支撑套管；8、斜楔块；9、摩擦环块；10、第一接触面；11、变形槽；12、第二接触面；13、台阶；14、弹性部；15、第二端面；16、第一配合面；17、第二配合面；18、内圆面；19、外圆面；20、连接部；21、限位块。具体实施方式[0027] 下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。[0028] 如图1至图3所示，本发明提供了一种汽车电动尾门用平衡撑杆，包括弹簧套管3、套设于弹簧套管3上的外套管1、设置于外套管1内部且与外套管1连接的弹簧支撑套管6、套设于弹簧支撑套管6上的螺旋弹簧5和用于将由螺旋弹簧5施加的轴向压力传递至弹簧套管3且用于对弹簧支撑套管6施加径向压力以与弹簧支撑套管6之间产生轴向摩擦力的压力转换机构，压力转换机构为沿轴向可移动设置。[0029] 具体地说，如图1所示，弹簧套管3和外套管1均为一端开口且内部中空的圆柱体，外套管1的内直径与弹簧套管3的外直径大致相等，弹簧套管3与外套管1为同轴设置，弹簧套管3的开口端插入外套管1的内腔体中，外套管1的内腔体均为圆形腔体，弹簧套管3可以相对于外套管1沿轴向进行移动。螺旋弹簧5为压缩弹簧，弹簧支撑套管6固定设置在外套管1的内腔体中，弹簧支撑套管6为一端开口且内部中空的圆柱体，弹簧支撑套管6与外套管1为同轴设置，弹簧套管3套设于弹簧支撑套管6上，螺旋弹簧5的一端与压力转换机构相接触，螺旋弹簧5的另一端与外套管1的封闭端的内壁面相接触，外套管1的封闭端设置外套管球窝2，外套管球窝2位于外套管1的外部，弹簧套管3的封闭端设置弹簧套管球窝4，弹簧套管球窝4位于弹簧套管3的外部。弹簧支撑套管6的一端与外套管1固定连接，弹簧支撑套管6的另一端设置用于在轴向上对弹簧套管3起限位作用的限位块21，限位块21与弹簧支撑套管6为同轴设置，限位块21的外直径大于弹簧支撑套管6的外直径，防止弹簧套管3与外套管1分离。[0030] 如图1至图3所示，压力转换机构包括可移动设置且与螺旋弹簧5接触的斜楔块8和套设于弹簧支撑套管6上且与斜楔块8接触的摩擦环块9，斜楔块8位于摩擦环块9与螺旋弹簧5之间。螺旋弹簧5的一端与斜楔块8相接触，螺旋弹簧5的另一端与外套管1的封闭端的内壁面相接触。斜楔块8具有与摩擦环块9接触的第一接触面10，第一接触面10为圆锥面，摩擦环块9可发生弹性变形。斜楔块8为圆环形结构，斜楔块8位于弹簧套管3的内部且套设于弹簧支撑套管6上。斜楔块8的外直径小于弹簧套管3的内直径，斜楔块8的内直径大于弹簧支撑套管6的外直径，摩擦环块9的外直径小于斜楔块8的外直径，摩擦环块9为圆环形结构，摩擦环块9位于弹簧套管3的内部，摩擦环块9与弹簧支撑套管6为同轴设置。摩擦环块9在受到挤压时可发生弹性变形，摩擦环块9具有一定的弹性变形量。摩擦环块9采用热塑性弹性体材料制成，热塑性弹性体材料具有高强度和高回弹性，摩擦环块9为热塑性弹性体。[0031] 如图1至图3所示，第一接触面10与摩擦环块9为同轴设置，摩擦环块9插入斜楔块8的内腔体中，斜楔块8的内腔体为由第一接触面10包围形成的圆锥形腔体。第一接触面10具有一个大径端和一个小径端，第一接触面10的大径端的直径大于小径端的直径，第一接触面10的大径端的直径大于摩擦环块9的外直径，第一接触面10的小径端的直径小于摩擦环块9的外直径，第一接触面10的大径端与螺旋弹簧5之间的垂直距离大于第一接触面10的小径端与螺旋弹簧5之间的垂直距离。螺旋弹簧5的两端分别压在外套管1和斜锲块上，斜锲块与摩擦环块9轴向一起压到弹簧套管3的台阶13上，使撑杆产生轴向支撑力；撑杆开关过程中长度变化，螺旋弹簧5压缩量不同，提供对应的撑杆轴向支撑力值。[0032] 如图2所示，斜锲块受到螺旋弹簧5的轴向压力时，按照斜锲的斜面方向对摩擦环块9产生压力，摩擦环块9受到弹簧套管3内的台阶13的支撑而不能轴向自由移动，所以摩擦环块9受压变形，摩擦环块9对弹簧支撑套管6产生径向压力；当平衡撑杆伸缩或有伸缩趋势时，摩擦环块9与弹簧支撑套管6之间发生相对滑动或滑动趋势，此时摩擦环块9与弹簧支撑套管6之间产生轴向摩擦力。计算如下：[0033] 设F1为螺旋弹簧5对斜楔块8施加的轴向支撑力，设S1为斜锲块受轴向支撑力时轴向位移量，设ɑ为斜锲块的斜角(ɑ是指第一接触面10与斜楔块8的轴线之间的夹角)，设F2为摩擦环块9对弹簧支撑套管6施加的径向压力，设S2为摩擦环块9受径向压力时径向位移量，设η为斜锲块与摩擦环块9之间的传动效率，设μ为摩擦环块9与弹簧支撑套管6之间的摩擦系数，设f为摩擦环块9与支撑套管之间产生的轴向摩擦力；[0034] 按照做功相等原理：F2*S2＝F1*S1*η[0035] F2＝F1*S1*η/S2[0036] 按照几何关系：tanɑ＝S2/S1[0037] F2＝η*F1/tanɑ[0038] 所以轴向摩擦力：f＝μ*F2＝μ*η*F1/tanɑ。[0039] 通过调整斜锲块的斜角ɑ，改变螺旋弹簧5的轴向力F1到径向力F2的转换比例；通过调整摩擦环块9的尺寸及材料、弹簧支撑套管6表面粗糙度等，改变摩擦系数μ；径向压力和摩擦系数的改变，可以实现撑杆轴向摩擦力值f的改变。[0040] 如图1至图3所示，摩擦环块9包括与第一接触面10、弹簧套管3和弹簧支撑套管6接触的弹性部14以及与弹性部14连接的连接部20，弹性部14设置多个且所有弹性部14为沿周向依次布置，弹性部14可发生弹性变形且相邻两弹性部14之间具有间隙。连接部20与弹性部14连接固定连接且连接部20与弹性部14为一体成型，连接部20与弹性部14的材质相同，连接部20设置多个，各个连接部20与周向上相邻的每两个弹性部14连接，所有连接部20为沿周向均匀分布，所有弹性部14分布在弹簧支撑套管6的四周。弹性部14为圆弧形结构，弹性部14与弹簧支撑套管6为同轴设置且弹性部14的内圆面18与弹簧支撑套管6的外圆面相接触。[0041] 如图1至图3所示，作为优选的，弹性部14上设有变形槽11，变形槽11为沿弹性部14的径向贯穿设置，相邻两个弹性部14之间具有一定的间隙，这种结构的摩擦环块9全周开槽，便于受压变形。弹性部14具有第一端面、第二端面15、与第一端面连接的第一配合面16和与第二端面15连接的第二配合面17，第一配合面16和第二配合面17均为圆弧面且第一配合面16与第一接触面10相接触，且第二配合面17与第二接触面12相接触。第一端面和第二端面15为弹性部14的长度方向上的两端的端面，第一端面和第二端面15相平行且第一端面和第二端面15与弹性部14的轴线(也即摩擦环块9的轴线)相垂直，第一配合面16的一端与第一端面连接，第一配合面16的另一端与弹性部14的外圆面19的一端连接，第二配合面17的一端与第二端面15连接，第二配合面17的另一端与弹性部14的外圆面19的另一端连接，变形槽11为从弹性部14的外圆面19开始贯穿至弹性部14的内圆面18，且变形槽11在第一端面上形成开口。[0042] 如图1至图3所示，弹簧套管3具有与摩擦环块9接触的第二接触面12，第二接触面12为圆锥面。摩擦环块9夹在斜楔块8与第二接触面12之间，第二接触面12与第一接触面10的锥度大小相同，摩擦环块9的各个弹性部14的第二配合面17与第二接触面12相接触，摩擦环块9的各个弹性部14的第一配合面16与第一接触面10相接触。弹簧套管3的内部设置一台阶13，第二接触面12为设置于该台阶13上的圆锥面。第二接触面12与摩擦环块9为同轴设置，第二接触面12具有一个大径端和一个小径端，第二接触面12的大径端的直径大于小径端的直径，第二接触面12的大径端的直径大于摩擦环块9的外直径，第二接触面12的小径端的直径小于摩擦环块9的外直径，第二接触面12的大径端与螺旋弹簧5之间的垂直距离小于第二接触面12的小径端与螺旋弹簧5之间的垂直距离。[0043] 如图1所示，本发明的汽车电动尾门用平衡撑杆还包括设置于弹簧套管3内部且与弹簧套管3连接的内支撑套管7，弹簧支撑套管6套设于内支撑套管7上且两者为同轴设置。内支撑套管7为一端开口且内部中空的圆柱体，内支撑套管7与弹簧套管3为同轴设置，弹簧支撑套管6套设于内支撑套管7上，内支撑套管7对弹簧支撑套管6起到导向作用，内支撑套管7的一端与弹簧套管3固定连接，内支撑套管7的另一端插入弹簧支撑套管6的内腔体中，内支撑套管7的外直径与弹簧支撑套管6的内直径大致相等。[0044] 上述结构的汽车电动尾门用平衡撑杆，可实现以下效果：[0045] 1、平衡撑杆轴向支撑力：[0046] 取消了气弹簧，只由螺旋弹簧5提供轴向支撑力。[0047] 2、平衡撑杆轴向摩擦力：[0048] 通过平衡撑杆内的结构实现轴向摩擦力，从而可以取消电动撑杆内的摩擦装置。[0049] 3、简化结构，减少结构风险：[0050] 避免了气弹簧和摩擦装置的缺点，有助于提高撑杆力值稳定性。[0051] 以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

专利地区：安徽

专利申请日期：2020-04-10

专利公开日期：2024-11-22

专利公告号：CN111321969B