專利名稱：一種氣動平衡限位器及汽車的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車領域，特別涉及一種氣動平衡限位器及汽車。
背景技術：
汽車開閉件系統主要是為方便汽車用戶進出車廂、檢修零件或者存取貨物的方便性而設置的可實現開閉動作的覆蓋件系統。汽車開閉件系統包括汽車側開門、發動機蓋及尾門等旋轉開閉運動的系統。汽車開閉件系統其中側開門的限位方式最具代表性，下面以側開門為例加以說明。為了滿足用戶在不同場合的使用習慣，要求能夠實現過程限位，側開門需要同時滿足在狹窄空間和較寬敞空間實現側門開關動作，而且在不與周邊物體發生碰撞的前提下，使用戶能夠較為方便的進出乘客艙。目前國內的汽車側開門系統采用獨立桿式限位器來達成此目的。獨立桿式限位器 包括限位器支架、限位臂、限位盒、弾性橡膠塊及轉軸，限位器支架安裝在車身上，限位臂與限位器支架相連，限位臂一端穿過限位盒，限位盒安裝在車門上，弾性橡膠塊安裝在限位盒中。當開門的時候，限位盒便會沿著限位臂進行運動，由于限位臂上設有高低不同的結構，使得弾性橡膠塊便會有不同的彈性變形，這樣就需要人在開門的時候用不同的力進行關門，并在每一個限位點，起到對車門的限位作用。但是，上述結構存在以下缺點僅能實現兩個特定位置的限位，不能根據不同用戶的不同需求進行調整。
發明內容
為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種氣動平衡限位器及汽車，該限位器需要實現目標系統在預先設定的開閉過程中有限區域內任意位置的限位，所述技術方案如下一方面，提供了一種氣動平衡限位器，包括轉臂、主氣缸及輔助氣缸，所述轉臂插入所述主氣缸，并且將所述主氣缸分為A氣室和B氣室，所述主氣缸與所述輔助氣缸固定連接；所述轉臂包括轉軸和擺臂，所述擺臂相對所述轉軸旋轉；所述輔助氣缸包括C氣室、D氣室及E氣室，所述C氣室一端與所述主氣缸相連通，所述C氣室另一端通過C氣室單向閥與所述E氣室相連通，所述D氣室一端與所述主氣缸相連通，所述D氣室另一端通過D氣室單向閥與所述E氣室相連通，所述E氣室中設有回復裝置。具體地，所述主氣缸與所述輔助氣缸通過聯接螺栓實現固定連接。具體地，所述主氣缸與所述輔助氣缸相接觸的端面設有第一聯通口和第二聯通ロ，所述C氣室通過所述第一聯通ロ與所述A氣室或者所述B氣室的連通，所述D氣室通過所述第二聯通ロ與所述A氣室或者所述B氣室的連通。具體地，所述回復裝置為回復活塞。
進ー步地，所述氣動平衡限位器還包括密封凹槽及O型密封圈，所述密封凹槽設置在所述主氣缸與所述輔助氣缸相配合的端面，所述O型密封圈安裝在所述密封凹槽中。進ー步地，所述氣動平衡限位器還包括兩個極限緩沖塊，所述兩個極限緩沖塊設置在所述主氣缸中，并分布在所述擺臂的兩側，所述兩個極限緩沖塊用于實現所述轉臂終端緩沖。具體地，所述擺臂的兩側各設有ー個突起，所述兩個突起分別與所述兩個極限緩沖塊相對應，通過所述兩個突起與所述兩個極限緩沖塊的接觸，以實現所述轉臂終端緩沖。另ー方面，提供了一種汽車，包括車身、側門和側門鉸鏈軸，所述汽車還包括所述氣動平衡限位器，所述氣動平衡限位器通過固定螺栓安裝在所述車身上，所述轉軸與所述側門鉸鏈軸共軸。一種汽車，包括車身、側門和側門鉸鏈軸，所述汽車還包括所述氣動平衡限位器，所述氣動平衡限位器通過固定螺栓安裝在所述車身上，所述轉軸與所述側門鉸鏈軸通過聯·軸器共軸連接。本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是相比現有技術，本發明實施例利用氣動平衡原理來實現汽車開閉件系統開閉過程限位，可實現目標系統在預先設定的開閉過程中有限區域內任意位置的限位，解決了僅能在兩個或三個位置實現限位的問題。進而使得安裝有所述氣動平衡限位器的汽車，能夠實現一定區域內任意位置限位，提升車輛用戶的使用方便性；并具備標準化特性，可適應各種汽車使用環境，無需重復開發，只需要根據具體要求調整相應氣壓即可滿足要求，大大降低了汽車開發成本。
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發明實施例提供的氣動平衡限位器的主剖視圖；圖2是圖I的F-F剖視圖；圖3是圖I中氣動平衡限位器的過程原理圖；圖4是本發明實施例提供的汽車的效果圖。圖中各符號表示含義如下100氣動平衡限位器，I轉臂，11轉軸，12擺臂，12A突起，2主氣缸，A氣室，B氣室，21第一聯通ロ，22第二聯通ロ，3固定螺栓，4聯接螺栓，50型密封圈，6輔助氣缸，C氣室，D氣室，E氣室，7D氣室單向閥，8回復裝置，
9C氣室單向閥，10極限緩沖塊，200 汽車，20 側門，I位置I, II位置2,III位置3, IV位置4。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進ー步地詳細描述。實施例一·如圖I所示，本發明實施例提供了一種氣動平衡限位器，包括轉臂I、主氣缸2及輔助氣缸6，所述轉臂I插入所述主氣缸2，并且將所述主氣缸2分為A氣室和B氣室，所述主氣缸2與所述輔助氣缸6固定連接；如圖2所示，所述轉臂I包括轉軸11和擺臂12，所述擺臂12相對所述轉軸11旋轉；如圖I所示，所述輔助氣缸6包括C氣室、D氣室及E氣室，所述C氣室一端與所述主氣缸2相連通，所述C氣室另一端通過C氣室單向閥9與所述E氣室相連通，所述D氣室一端與所述主氣缸2相連通，所述D氣室另一端通過D氣室單向閥7與所述E氣室相連通，所述E氣室中設有回復裝置8。如圖3所示，本發明所述氣動平衡限位器有四個位置狀態，分別位置I I、位置
2II、位置3 III及位置4 IV,其中位置I I與位置2 II之間為自由開啟區,位置2 II與位置
3III之間為隨意限位區，位置3 III與位置4 IV之間為緩沖區。本發明實施例氣動平衡限位器的工作原理，以應用與汽車側開門系統為例加以說明。汽車車門旋轉運動使得鉸鏈軸發生旋轉，這個驅動カ通過轉臂I (或聯軸器)輸入給氣動平衡限位器。參見圖3，側門開啟過程在運動初期，A氣室和B氣室中分別注入相同壓カ的氣體，轉臂I處于位置I I，此時由于A氣室體積小于B氣室體積，A氣室氣體被壓縮，從而使得A氣室的氣壓大于B氣室的氣壓，從而對轉臂有推動カFl，Fl與側門鎖止力、密封力形成平衡，對應著側門處于閉合狀態。當側門解鎖后，鎖止カ消失，在人對側門的外部操作力F2的基礎上，密封力及Fl共同幫助側門開啟。此時側門以一定速度開啟，轉臂I開始轉動。當側門開啟到位置2 II時，轉臂I同步轉動到C氣室位置。此時，A氣室與C氣室連通，在Fl增大到足以克服C氣室單向閥9的回復彈簧力吋，C氣室單向閥9打開，A氣室通過C氣室與E氣室連通，從而使得A氣室體積增大氣壓降低，直至與B氣室氣壓相同。此吋，Fl力和密封カ均為0，在不受外部操作力F2的情況下，側門停止運動，實現限位。在出現外部操作力F2的作用下，轉臂I開始轉動，B氣室的氣壓大于A氣室的氣壓，從而使得Fl反向，阻礙側門開啟。在Fl増大到足以克服D氣室單向閥7的回復彈簧力時，D氣室單向閥7開啟，B氣室通過D氣室與E氣室連通，從而使得B氣室體積增加氣壓降低，Flカ減小，保證側門開啟阻力降低。當不受外部操作力F2的情況下，當B氣室的氣壓降低到與A氣室相同的時候，Fl為O，側門停止運動，實現限位。在外部操作力F2的作用下，當側門開啟到位置3 III時，轉臂I同步轉動到D氣室位置。此時B氣室與D氣室不再連通，此位置為氣動平衡器限位作用的終端位置。隨著側門繼續開啟，轉臂I將直接壓縮B氣室的氣體，此時B氣室的氣壓始終大于A氣室，使得Fl不斷增大且一直阻礙車門開啟。當F2消失，Fl迫使轉臂I重新回復到位置3 III，再次使得A氣室與B氣室氣壓平衡，實現限位。當外部操作力F2足夠大的情況下，側門可能會出現過開情況，即轉臂I受到較大的F2作用，運動超出末端緩沖區，當達到極限位置4 IV時，轉臂I上的凸起與極限緩沖塊10接觸，借助極限緩沖塊10的作用實現軟限位，使得氣動平衡器受到過大沖擊作用而損壞。同時此位置也是側門可能運動到的極限位置。側門關閉過程該過程工作為開啟過程的逆向過程，不再重復說明。 故此，本發明實施例利用氣動平衡原理來實現汽車開閉件系統開閉過程限位，可實現目標系統在預先設定的開閉過程中有限區域內任意位置的限位，解決了僅能在兩個或三個位置實現限位的問題。此外，本發明采用了高壓氣體作為限位驅動來源，解決了不同車型產品需要完全不同的限位器產品的問題，只需要根據需要調整氣壓值，即可實現產品匹配。具體地，如圖I所示，所述主氣缸2與所述輔助氣缸6通過聯接螺栓4實現固定連接，使得結構簡単。本實施例中，輔助氣缸6通過四顆聯接螺栓4與主氣缸2緊固在一起。具體地，如圖I所示，所述主氣缸2與所述輔助氣缸6相接觸的端面設有第一聯通ロ 21和第二聯通ロ 22，所述C氣室通過所述第一聯通ロ 21與所述A氣室或者所述B氣室的連通，所述D氣室通過所述第二聯通ロ 22與所述A氣室或者所述B氣室的連通。采用上述結構，易于加工。具體地,如圖I所示,本實施例優選,所述回復裝置8為回復活塞。進ー步地，如圖I所示，所述氣動平衡限位器還包括密封凹槽及O型密封圈5，所述密封凹槽設置在所述主氣缸2與所述輔助氣缸6相配合的端面，所述O型密封圈5安裝在所述密封凹槽中，通過安裝O型密封圈5實現壓緊密封，以防漏氣。進ー步地，所述氣動平衡限位器還包括兩個極限緩沖塊10，所述兩個極限緩沖塊10設置在所述主氣缸2中，并分布在所述擺臂12的兩側，所述兩個極限緩沖塊10用于實現所述轉臂I終端緩沖。具體地，如圖2所示，所述擺臂12的兩側各設有ー個突起12A，所述兩個突起12A分別與所述兩個極限緩沖塊10相對應，通過所述兩個突起12A與所述兩個極限緩沖塊10的接觸，以實現所述轉臂I終端緩沖，通過上述結構簡單，易于加工制作。實施例ニ如圖4所示，本發明實施例還提供了一種汽車200，包括車身、側門20和側門鉸鏈軸，還包括實施例一中的所述氣動平衡限位器100，所述氣動平衡限位器100通過固定螺栓3安裝在所述車身上，所述轉軸11與所述側門鉸鏈軸共軸，本實施例針對氣動平衡限位器100部分不再贅述。參見圖I所示，整個氣動平衡限位器100通過三顆固定螺栓3固定在車身上。
參見圖4所示，本發明實施例還提供了另ー種汽車200，包括車身、側門20和側門鉸鏈軸，還包括實施例一中的所述氣動平衡限位器100，所述氣動平衡限位器100通過固定螺栓3安裝在所述車身上，所述轉軸11與所述側門鉸鏈軸通過聯軸器共軸連接，本實施例針對氣動平衡限位器100部分不再贅述。本發明所述氣動平衡限位器100在汽車200中，有四個工作位置，分別為位置I I側門20閉合狀態，位置2 II側門20初始狀態，位置3 III側門20終端限位狀態，以及位置
4IV側門20極限限位狀態，其中，位置I I與位置2 II之間的區域為自由開啟區，位置2 II與位置3 III之間的區域為隨意限位區，位置3 III與位置4 IV之間的區域為緩沖區。本發明實施例利用氣動平衡原理來實現汽車開閉件系統開閉過程限位，可實現目標系統在預先設定的開閉過程中有限區域內任意位置的限位，解決了僅能在兩個或三個位置實現限位的問題。進而使得安裝有所述氣動平衡限位器100的汽車200，能夠實現一定區域內任意位置限位，提升車輛用戶的使用方便性；并具備標準化特性，可適應各種汽車使用環境，無需重復開發，只需要根據具體要求調整相應氣壓即可滿足要求，大大降低了汽車·200開發成本。此外，由于現有技術中獨立桿式限位器的旋轉軸線與側門鉸鏈不同軸，限位臂運動曲線擬合過程復雜，且容易產生誤差，降低實際使用效果，同時還會出現異響、開關阻力大等降低客戶滿意度的情況發生；而本發明采用了與鉸鏈同軸的聯動方式，解決了不同軸運動可能出現的運動偏差問題，對于不同的鉸鏈無需重新擬合運動軌跡，降低設計風險。由于現有技術中獨立桿式限位器限位盒、限位臂需要安裝在側門20腔內，安裝時，需要與玻璃、揚聲器、內開把手等諸多零件保持足夠的距離，裝配空間極為有限，増加了裝配難度；而且現有技術中獨立桿式限位器拆裝需要拆卸門內飾板等諸多零件，過程相當繁瑣，且容易造成其他零件意外損壞，維修方便性較差；本發明采用了盒型結構，獨立安裝在車身上，通過聯軸器與鉸鏈軸銷連接，解決了限位器安裝空間較大的問題，標準化的盒型結構降低開發成本，且安裝空間比較獨立，與其他零件的安裝空間無沖突。因此，本發明實施例在保證性能目標的前提下，具有極大提高人機方便性，提升產品價值，并較為容易實現產品標準化，降低重復的開發成本。本發明的主要優勢分析如下I)本發明的限位方式采用氣動平衡原理，可以實現一定區域內(位置2 II到位置
3III之間)的平衡限位功能。這個功能可以幫助車輛在任何環境，如較窄的停車空間、大角度斜坡等情況下按照用戶實際需要停止任意位置。2)本發明的功能主要是通過氣壓平衡原理來實現，對于不同的限位カ需求，只需要調整注入主氣缸2的氣壓值即可實現。對于汽車產品試制階段的匹配調試帶來的極大方便性，且無需重新開模具，極大的節省了試制費用。傳統限位器調整限位角度需要重現加工限位臂，調試成本在3000元/件，調整周期為3周；本發明僅需重新注氣，調試成本在10元/件，調試周期為2周。3)本發明采用獨立安裝方式在車身側圍與翼子板之間的間隙內，不影響外觀，還可以避開周邊其他零件布置。維修時僅需拆掉翼子板(約3Kg)和與鉸鏈連接用的聯軸器，即可實現維修換裝。而傳統限位器的換裝需要拆除整個車門(約30Kg)、車門上的電器線束和翼子板(約3Kg)，在還原車門時要保證原來的外觀間隙非常難，且容易磕碰內飾及其他零件的損傷。4)本發明主體主氣缸2和輔助氣缸6均可通過鋁合金壓鑄エ藝實現批量加工使得單件成本較低。且由于采用獨立安裝方式，故不同車型可以使用標準的主氣缸2和輔助氣缸6，無須重新開發，降低開發成本。傳統限位器單件價格約為18元左右，產品開發成本在10萬元左右；本發明單件價格約在16元左右，無重復開發成本；5)本發明的驅動源為氣動，使得整個運動過程的輸出力變化較為平緩，且當有異常外力作用時能通過氣壓調整自動適應。所以，整個工作過程比較舒緩，不容易出現異響、卡滯、工作力忽高忽低等情況。 上述本發明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種氣動平衡限位器，其特征在于，包括轉臂、主氣缸及輔助氣缸，所述轉臂插入所述主氣缸，并且將所述主氣缸分為A氣室和B氣室，所述主氣缸與所述輔助氣缸固定連接； 所述轉臂包括轉軸和擺臂，所述擺臂相對所述轉軸旋轉； 所述輔助氣缸包括C氣室、D氣室及E氣室，所述C氣室一端與所述主氣缸相連通，所述C氣室另一端通過C氣室單向閥與所述E氣室相連通，所述D氣室一端與所述主氣缸相連通，所述D氣室另一端通過D氣室單向閥與所述E氣室相連通，所述E氣室中設有回復裝置。
2.根據權利要求I所述氣動平衡限位器，其特征在于，所述主氣缸與所述輔助氣缸通過聯接螺栓實現固定連接。
3.根據權利要求I所述氣動平衡限位器，其特征在于，所述主氣缸與所述輔助氣缸相接觸的端面設有第一聯通ロ和第二聯通ロ，所述C氣室通過所述第一聯通ロ與所述A氣室或者所述B氣室的連通，所述D氣室通過所述第二聯通ロ與所述A氣室或者所述B氣室的連通。
4.根據權利要求I所述氣動平衡限位器，其特征在于，所述回復裝置為回復活塞。
5.根據權利要求I所述氣動平衡限位器，其特征在于，所述氣動平衡限位器還包括密封凹槽及O型密封圈，所述密封凹槽設置在所述主氣缸與所述輔助氣缸相配合的端面，所述O型密封圈安裝在所述密封凹槽中。
6.根據權利要求I所述氣動平衡限位器，其特征在于，所述氣動平衡限位器還包括兩個極限緩沖塊，所述兩個極限緩沖塊設置在所述主氣缸中，并分布在所述擺臂的兩側，所述兩個極限緩沖塊用于實現所述轉臂終端緩沖。
7.根據權利要求6所述氣動平衡限位器，其特征在于，所述擺臂的兩側各設有ー個突起，所述兩個突起分別與所述兩個極限緩沖塊相對應，通過所述兩個突起與所述兩個極限緩沖塊的接觸，以實現所述轉臂終端緩沖。
8.ー種汽車，包括車身、側門和側門鉸鏈軸，其特征在干，所述汽車還包括權利要求1-7任一項權利要求所述氣動平衡限位器，所述氣動平衡限位器通過固定螺栓安裝在所述車 身上，所述轉軸與所述側門鉸鏈軸共軸。
9.ー種汽車，包括車身、側門和側門鉸鏈軸，其特征在干，所述汽車還包括權利要求1-7任一項權利要求所述氣動平衡限位器，所述氣動平衡限位器通過固定螺栓安裝在所述車身上，所述轉軸與所述側門鉸鏈軸通過聯軸器共軸連接。
全文摘要
本發明公開了一種氣動平衡限位器及汽車，屬于汽車領域。限位器包括轉臂、主氣缸及輔助氣缸，轉臂插入主氣缸，并將主氣缸分為A氣室和B氣室，主氣缸與輔助氣缸固定連接，輔助氣缸包括C氣室、D氣室及E氣室，C氣室一端與主氣缸相連通，另一端通過單向閥與E氣室相連通，D氣室一端與主氣缸相連通，另一端通過單向閥與E氣室相連通，E氣室中設有回復裝置。一種汽車包括車身、側門和側門鉸鏈軸，以及所述氣動平衡限位器。本發明可實現目標系統在預先設定的開閉過程中有限區域內任意位置的限位，提升車輛用戶的使用方便性，并大大降低了汽車開發成本。
文檔編號E05C17/00GK102839874SQ201210288968
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月14日 優先權日2012年8月14日
發明者曲毅, 姜波 申請人:北京吉信氣彈簧制品有限公司, 姜波