车窗升降机构.pdf

为车窗升降机构(12)配备一种双齿条齿轮系统(18)。车窗升降机构(12)包括用于简单安装到车窗(14)上的改进的车窗托架(42)。提供一种模块框架设计(16)，一个改善车窗升降机构在车门(10)内的装配。为双齿条齿轮系统提供一种改进的装配方法。该系统还配有智能电机(134)，并将弹性减震器(182)并入双齿条齿轮系中，以便使智能电机有更多的时间来探测和反应车窗上的障碍物。支撑托架(42)允许车窗相对于支撑托架作轴向旋转运动。

1、  一种闭合组件，包括：
闭合部件；
与所述闭合部件连接的窗户托架，所述窗户托架包括用于将所述闭合部件接收在其内的通道；以及
设置在所述窗户托架的对置两侧上并包括夹持机构的一对金属板，所述夹持机构啮合所述这对金属板的每一个，以便彼此相向地抽拉所述金属板。

2、  如权利要求1所述的闭合组件，其中所述这对金属板通常是凹形的，并将夹持力施加到所述通道对置两侧上的所述窗户托架上。

3、  如权利要求1所述的闭合组件，其中还包括支撑部件，所述支撑部件与所述窗户托架连接并适合被驱动，以便升降所述闭合部件；以及
位于所述窗户托架与所述支撑部件之间的界面，所述界面允许所述闭合部件相对于所述支撑部件作轴向枢轴运动。

4、  如权利要求3所述的闭合组件，其中所述界面包括滑动和旋转地接收在导向部分内的头部。

5、  如权利要求4所述的闭合组件，其中所述头部是半圆柱形的，所述导向部分是半圆柱形的。

6、  如权利要求1所述的闭合组件，其中所述窗户托架包括用于接收所述这对金属板的对置边缘的凹槽部分。

7、  如权利要求2所述的闭合组件，其中所述窗户托架包括用于接收所述这对金属板的对置边缘的凹槽部分。

8、  如权利要求1所述的闭合组件，其中所述夹持机构包括穿过所述这对金属板的每一个延伸的螺栓。

9、  一种闭合组件，包括：
闭合部件；
与所述闭合部件连接的窗户托架，所述窗户托架包括用于将所述闭合部件接收在其内的通道；以及
楔形机构，所述楔形机构接收在所述通道内，用于将所述闭合部件固定在所述通道内。

10、  如权利要求9所述的闭合组件，其中所述楔形机构是偏置到所述通道内的弹簧。

11、  如权利要求9所述的闭合组件，其中所述楔形机构包括至少一个向内倾斜的侧壁。

12、  如权利要求9所述的闭合组件，其中所述楔形机构包括由偏心肘节弹簧机构绕枢轴支撑着的弹性楔形部件，所述弹簧机构绕枢轴安装到所述窗户托架上。

13、  如权利要求9所述的闭合组件，其中还包括支撑部件，所述支撑部件与所述窗户托架连接并适合被驱动，以便升降所述闭合部件；以及
位于所述窗户托架与所述支撑部件之间的界面，所述界面允许所述闭合部件相对于所述支撑部件作轴向枢轴运动。

14、  如权利要求13所述的闭合组件，其中所述界面包括滑动和旋转地接收在导向部分内的头部。

15、  如权利要求14所述的闭合组件，其中所述头部是半圆柱形的，所述导向部分是半圆柱形的。

16、  一种用于装配车窗升降机构的方法，包括以下步骤：
将电机壳组件安装到主托架上，所述电机壳组件包括与蜗杆和蜗轮驱动相连的电机，所述蜗轮包括与所述蜗轮旋转相连并穿过所述主托架延伸的轴；
将第一小齿轮安装到所述轴上，将第二小齿轮安装成与所述第一小齿轮啮合；
使双齿条系统与所述小齿轮对准；以及
给所述电机施加动力，以便驱动所述小齿轮，从而使所述小齿轮与所述双齿条系统啮合。

17、  如权利要求16所述的方法，其中给电机施加动力的所述步骤包括：驱动所述第一和第二小齿轮，以便将所述主托架和电机移到方便门安装的预定位置。

18、  如权利要求16所述的方法，其中使双齿条系统与所述小齿轮对准的所述步骤包括：将所述双齿条组件放置到所述主托架的导向系统中。

19、  一种双齿条组件，包括：
适合安装到车门上的基板框架结构；以及
一对齿条部件，其中每个齿条部件包括多个沿所述齿条部件延伸的齿轮齿，所述齿条部件扣合到所述基板框架结构上。

20、  一种一体形成的双齿条系统，包括：
一对细长的平行齿条，其中每个齿条包括多个沿其延伸的齿轮齿；以及
横杆结构，所述横杆结构在所述这对细长的平行齿条之间延伸，并作为与所述这对细长齿条的一个单元片进行一体模制。

21.  一种车窗升降机构，包括：
双齿条系统；
支撑在所述双齿条系统上的支撑结构；
传动小齿轮，所述传动小齿轮由所述支撑结构支撑着并与所述双齿条系统的齿条啮合；
由所述支撑结构支撑的从动小齿轮，所述从动小齿轮包括与所述传动小齿轮啮合的第一齿轮段和与所述双齿条系统的第二齿条啮合的第二齿轮段，所述第一和第二齿轮段包括可操作地啮合在这二者之间的弹性减震器；
蜗轮，所述蜗轮由所述支撑结构支撑以便旋转，并与所述传动小齿轮可操作地接合；以及
电机，所述电机由所述支撑结构支撑，并包括具有与所述蜗轮啮合的蜗杆的输出轴。

22、  如权利要求21所述的车窗升降机构，其中还包括至少一个可操作地啮合在所述传动小齿轮与所述蜗轮之间的弹性减震器。

23、  如权利要求21所述的车窗升降机构，其中还包括一对可操作地啮合在所述传动小齿轮与所述蜗轮之间的弹性减震器。

24、  如权利要求21所述的车窗升降机构，其中所述电机是智能电机系统，所述智能电机系统能够探测障碍物，并响应所探测的障碍物使其操作逆转。

25、  一种车窗升降机构，包括：
双齿条系统；
支撑在所述双齿条系统上的支撑结构；
齿轮系，包括：
传动小齿轮，所述传动小齿轮由所述支撑结构支撑着并与所
述双齿条系统的齿条啮合；
由所述支撑结构支撑的从动小齿轮，所述从动小齿轮与所述
传动小齿轮及所述双齿条系统的第二齿条啮合；
蜗轮，所述蜗轮由所述支撑结构支撑以便旋转，并与所述传
动小齿轮可操作地接合，所述齿轮系包括多个位于其内的弹性减
震器；以及
电机，所述电机由所述支撑结构支撑，并包括具有与所述蜗轮啮合的蜗杆的输出轴。

26、  一种车窗升降机构，包括：
支撑结构；
由所述支撑结构支撑的小齿轮；
蜗轮，所述蜗轮由所述支撑结构支撑以便旋转，并与所述小齿轮可操作地接合；
电机，所述电机由所述支撑结构支撑，并包括具有与所述蜗轮啮合的蜗杆的输出轴，以及
可操作地啮合在所述小齿轮与所述蜗轮之间的弹性减震器，所述弹性减震器包括主体部分，所述主体部分具有贯穿其的中心开口，和多个从其外表面径向向内延伸的切口，以及多个从其内表面径向向外延伸的切口，所述多个切口在其之间限定出多个主体段，所述多个主体片断具有外周长表面，所述外周长表面具有径向向内的带缺口的部分，从而允许所述弹性减震器发生变形。

27、  如权利要求26所述的车窗升降机构，其中所述弹性减震器是用弹性材料制成的。

28、  如权利要求26所述的车窗升降机构，其中减震器室位于所述蜗轮与所述小齿轮之间，用于接受所述弹性减震器。

29、  如权利要求26所述的车窗升降机构，其中所述小齿轮具有多个用于保留所述弹性减震器的上升表面。

30、  如权利要求26所述的车窗升降机构，其中还包括与所述蜗轮和所述弹性减震器驱动啮合的中间部件。

31、  如权利要求30所述的车窗升降机构，其中所述中间部件具有两个交界侧面，所述的交界侧面之一具有与所述蜗轮相连的突起，所述的另一个交界侧面具有多个用于接收所述弹性减震器的上升表面。

32、  如权利要求26所述的车窗升降机构，其中所述小齿轮限定出用于将所述弹性减震器接收在其内的内室。

33、  如权利要求26所述的车窗升降机构，其中还包括位于所述蜗轮与所述小齿轮之间的离合器机构。

34、  一种车窗升降机构，包括：
支撑结构；
由所述支撑结构支撑的小齿轮；
第一蜗轮，所述第一蜗轮由所述支撑结构支撑以便旋转，并与所述小齿轮驱动啮合；
电机，所述电机由所述闭合部件支撑，并包括输出轴；
蜗杆，所述蜗杆与所述电机的所述输出轴相连，并与所述蜗轮啮合，所述蜗杆具有大于7度的导角；以及
位于所述蜗轮与所述小齿轮之间、用于阻止反向传动的离合器机构。

35、  如权利要求34所述的车窗升降机构，其中所述离合器机构还包括至少一个盘簧。

36、  如权利要求34所述的车窗升降机构，其中所述蜗轮包括啮合所述离合器机构的第一轴部，所述小齿轮包括啮合所述离合器机构的第二轴部。

37、  如权利要求36所述的车窗升降机构，其中所述第二轴部由驱动安装到所述小齿轮上的中间部件限定。

38、  一种车窗升降机构，包括：
支撑结构；
由所述支撑结构支撑的小齿轮；
蜗轮，所述蜗轮由所述支撑结构支撑以便旋转，并与所述小齿轮啮合；
电机，所述电机由所述支撑结构支撑，并包括输出轴；
蜗杆，所述蜗杆与所述输出轴相连，并与所述蜗轮啮合；以及
位于所述蜗轮与所述小齿轮之间的离合器机构。

39、  如权利要求38所述的车窗升降机构，其中所述蜗杆具有大于7度的导角。

40、  一种闭合组件，包括：
闭合部件；
与所述闭合部件连接的第一支撑结构；
第二支撑结构，所述第二支撑结构与所述第一支撑结构连接，并适合传动，以便升降所述闭合部件；以及
界面，所述界面位于所述第一与第二支撑结构之间，适合容纳所述闭合部件相对于所述第二支撑结构的轴向和枢轴运动。

41、  如权利要求40所述的闭合组件，其中所述第一支撑结构具有用于接收所述闭合部件的开槽端，和用于接收所述第二支撑结构的半圆柱形头部的半圆柱形凹部。

42、  如权利要求40所述的闭合组件，其中所述界面包括滑动和旋转地接收在通道部分内的头部。

43、  如权利要求42所述的闭合组件，其中所述头部是半圆柱形的，所述通道部分是半圆柱形的。

44、  一种闭合组件，包括：
闭合部件；
与所述闭合部件连接的第一支撑结构；
第二支撑结构，所述第二支撑结构与所述第一支撑结构连接，并适合传动，以便升降所述闭合部件；以及
所述第一支撑结构具有将所述闭合部件接收在其内的槽，和位于所述第一与第二支撑结构之间的界面，其中所述界面适合容纳所述第一支撑结构相对于所述第二支撑结构的轴向和枢轴运动。

45、  一种车窗升降机构的托架，包括：
作为一个单元形成的横杆和变速器壳，所述横杆和变速器壳包括作为一个单元片形成的电机安装结构、用于接收传动轴的通道、齿轮腔、至少一个齿条导向特征和从动齿轮轮毂部分。

46、  如权利要求45所述的托架，其中所述齿轮腔包括位于其内的齿轮轮毂部分。

47、  如权利要求45所述的托架，其中还包括一对车窗托架安装特征。

48、  一种车窗升降机构的托架，包括：
作为一个单元形成的横杆和变速器壳，所述横杆和变速器壳包括作为一个单元片形成的用于接收传动轴的通道、齿轮腔、至少一个齿条导向特征和从动齿轮轮毂部分。

49、  一种车窗升降机构的托架，包括：
作为一个单元形成的横杆和变速器壳，所述横杆和变速器壳包括作为一个单元片形成的电机安装结构、用于接收传动轴的通道、至少一个齿条导向特征和从动齿轮轮毂部分。

50、  一种车窗升降机构的托架，包括：
作为一个单元形成的横杆和变速器壳，所述横杆和变速器壳包括作为一个单元片形成的电机安装结构、用于接收传动轴的通道、齿轮腔和从动齿轮轮毂部分。

51、  一种车窗升降机构的托架，包括：
作为一个单元形成的横杆和变速器壳，所述横杆和变速器壳包括作为一个单元片形成的电机安装结构、用于接收传动轴的通道、齿轮腔和至少一个齿条导向特征。

52、  一种车窗升降机构的托架，包括：
作为一个单元形成的横杆和变速器壳，所述横杆和变速器壳包括作为一个单元片形成的电机安装结构、齿轮腔、至少一个齿条导向特征和从动齿轮轮毂部分。

53、  一种车窗升降机构，包括：
作为一个单元形成的横杆和变速器壳，所述横杆和变速器壳包括作为一个单元片形成的电机安装结构、用于接收传动轴的通道、至少一个齿条导向特征和从动齿轮轮毂部分；
安装到所述电机安装结构上的电机，所述电机包括接收在所述通道中的传动轴；
由所述电机可操作地驱动接收的第一小齿轮；
第二小齿轮，所述第二小齿轮可旋转地安装到所述从动齿轮轮毂上，并与所述第一小齿轮驱动啮合；以及
双齿条系统，所述双齿条系统具有彼此分开的平行齿形齿条，并且每个齿条啮合所述第一和第二小齿轮中的各自一个，所述双齿条系统由所述至少一个齿条导向特征啮合着。

54、  如权利要求53所述的车窗升降机构，其中所述横杆和变速器壳包括齿轮腔，并且还包括蜗轮，所述蜗轮位于所述齿轮腔内并与安装到所述传动轴上的蜗杆驱动啮合，所述蜗轮与所述第一小齿轮驱动啮合。

55、  一种车窗升降机构，包括：
作为一个单元形成的横杆和变速器壳，所述横杆和变速器壳包括作为一个单元片形成的电机安装结构、用于接收传动轴的通道、至少一个齿条导向特征和齿轮腔；
安装到所述电机安装结构上的电机，所述电机包括接收在所述通道中的传动轴；
由所述电机可操作地驱动接收的第一小齿轮；
第二小齿轮，所述第二小齿轮可旋转地安装到所述横杆和变速器壳上；以及
双齿条系统，所述双齿条系统具有彼此分开的平行齿形齿条，并且每个齿条啮合所述第一和第二小齿轮中的各自一个，所述双齿条系统由所述至少一个齿条导向特征啮合着。

56、  一种用于装配车窗升降机构的方法，包括：
将电机安装到横杆和变速器壳的电机安装特征上，所述横杆和变速器壳包括作为一个单元片形成的所述电机安装特征、齿轮腔、用于接收传动轴的通道、至少一个齿条导向特征和从动齿轮轮毂部分；
使所述电机与蜗杆驱动相连；
将蜗轮安装到所述齿轮腔中；
使第一小齿轮与所述蜗轮驱动啮合，将第二小齿轮安装在所述从动齿轮轮毂部分上，并与所述第一小齿轮啮合；
使双齿条系统与所述小齿轮对准；以及
给所述电机施加动力，以便驱动所述小齿轮，从而使所述第一和第二小齿轮以及所述至少一个齿条导向特征与所述双齿条系统啮合。

57、  一种用于装配车窗升降机构的方法，包括：
将电机安装到横杆和变速器壳的电机安装特征上，所述横杆和变速器壳包括作为一个单元片形成的所述电机安装特征、齿轮腔、用于接收传动轴的通道和至少一个齿条导向特征；
使所述电机与蜗杆驱动相连；
将蜗轮安装到所述齿轮腔中，并与所述蜗杆啮合；
使第一小齿轮与所述蜗轮驱动啮合，将第二小齿轮安装在所述横杆和变速器壳上；
使双齿条系统与所述小齿轮对准；以及
给所述电机施加动力，以便驱动所述小齿轮，从而使所述第一和第二小齿轮以及所述至少一个齿条导向特征与所述双齿条系统啮合。

58、  一种车门，包括：
外门板；
与所述外门板相连的内门板；
车窗升降机构，所述升降机构位于所述内外门板之间，并包括一对分开的齿条和支撑托架，所述托架支撑与所述这对分开的齿条啮合的一对齿轮；
安装到所述支撑托架上的车窗，所述车窗包括顶边、前边、后边和底边，所述前后边之一倾斜成一定角度，以便通常对应于第一柱角，所述前后边的另一个倾斜成一定角度，以便通常对应于第二柱角，所述第一柱角大于从垂直方向算起的零度，所述底边通常垂直于所述前后边之一，所述这对分开的齿条通常平行于所述第一柱角。

59、  一种车窗升降机构的双齿条的制造方法，所述升降机构将与具有不同车窗构造的第一和第二车门一起使用，所述方法包括：
确定第一车门的第一车窗的第一曲率半径；
确定第二车门的第二车窗的第二曲率半径；
确定所述第一车窗行程的第一必要长度；
确定所述第二车窗行程的第二必要长度；
提供限定出一对平行齿条的模具腔，其中每个齿条具有多个齿轮齿，所述这对平行齿条的曲率半径在第一和第二车窗的所述第一和第二曲率半径之间，所述齿条的长度足以容纳所述第一和第二车窗行程的所述第一和第二必要长度中更长的一个；
将熔融塑料注射到所述模具腔内；以及
将模制的齿条从模具腔中取出。

60、  如权利要求59所述的方法，其中在具有所述第一和第二必要长度中的更短一个的车窗的双齿条模制过程中，将插件提供在所述模具腔中，以便缩短所述双齿条上的齿轮齿的长度。

61、  一种车门，包括：
外门板；
与所述外门板相连的内门板；
车窗升降机构，所述升降机构位于所述内外门板之间，并包括一对平行的分开的齿条和支撑托架，所述托架支撑与所述这对分开的齿条驱动啮合的一对齿轮；
安装到所述支撑托架上的车窗，所述车窗包括顶边、前边、后边和底边，所述前后边之一倾斜成一定角度，以便通常对应于第一柱角，所述第一柱角大于从垂直方向算起的零度，所述底边通常是水平的，其中所述这对齿条通常平行于所述第一柱角，所述车窗经一对安装托架安装到所述支撑托架上，所述安装托架之一比另一个长，以便容纳所述第一柱角。

62、  一种车窗升降机构，包括：
支撑托架；
支撑在所述支撑托架上的驱动电机；
由所述驱动电机旋转驱动的第一齿轮，所述第一齿轮啮合第一齿条；
由所述第一齿轮旋转驱动的第二齿轮，所述第二齿轮啮合第二齿条，由此所述电机的转动导致所述支撑托架相对于所述第一和第二齿条发生运动，其中所述支撑托架和所述第一及第二齿条中的至少一个是用静态耗散的塑料复合材料制成的。

63、  如权利要求62所述的车窗升降机构，其中所述第一和第二齿轮是用静态耗散的塑料复合材料制成的。

车窗升降机构
相关申请的交叉参考
本申请要求2003年3月27日提交的、申请号为10/400,820的美国专利申请的优先权。上述优先权申请的公开内容在此作为参考并入本文。
技术领域
本发明通常涉及用于将窗户移动到开或关位置的装置。更具体地说，本发明涉及一种与车窗一起使用的机构以及制造方法，其中所述机构采用一种改进的双齿条齿轮组件。该机构还采用具有减缓系统骚动的弹性减震器的小齿轮、避免蜗轮反向传动的离合器机构，以及使车窗在闭合过程中发现最小阻力路径的支撑托架。
背景技术
现代汽车一般包括用于升降车门上的车窗的车窗升降组件。通用类型的车窗升降组件包括“剪形机构”或鼓索(drum and cable)机构。剪形系统在剪形构造中采用一系列的联动装置(linkages)，从而当底部的联动装置移开时，顶部的联动装置也移开，由此导致剪形运动。将车窗紧固到与联动装置相连的托架上。电机和齿轮组驱动动力操纵的车窗机构中的剪形机构。
剪形机构和鼓索机构一般在机械上都不是有效的，它们禁止使用轻质材料并要求使用相当大的电机来驱动系统。大的电机必需要求大的空间和电力，还增加系统的重量。由于剪形或鼓索系统的空间有限，因此为了提供所需的扭矩传递效率和可接受的升降时间(3-4秒)，还需要具有一般为0.5-0.75英寸小直径的小齿轮，和相当大的蜗轮(直径一般为1.8-2.5英寸)，齿轮比分别为9-16和80-90。这导致蜗轮的速度过快(在3000-4000RPM之间)，进而导致蜗轮齿过分振动和电枢噪声。高扭矩(一般固定为80-125英寸-磅)和由于高蜗旋速度导致的震动一起要求，采用昂贵的多个齿轮和/或具有一体式减震器的单个蜗轮。
而且，剪形机构不考虑门的制造偏差(具体为窗框和安装点)，和剪形机构的制造偏差。门和剪形机构的偏差导致车窗在循环升降时施加到车窗上的必需力更大。而车窗上的更大的力导致乘客车厢里具有令人不快的噪声。
因此，需要一种高效的能够减小电机尺寸并由此减小系统重量的车窗升降机构，以及一种使车窗在循环升降时能够发现最小阻力路径的车窗支撑结构。
发明内容
本发明提供了一种采用双齿条齿轮传动机构的车窗升降机构，所述传动机构包括来自蜗杆轴的电动输入，所述蜗杆轴驱动与双齿条齿轮系统的一个齿轮驱动相连的蜗轮。具有蜗杆驱动轴的电机和齿轮由在双齿轮驱动时横穿双齿条结构的基板支撑着。按照本发明的一个方面，车窗升降机构具有两个支撑结构，每个支撑结构包括与车窗连接的窗户托架。每个窗户托架包括将窗户接收在其内的通道。一对金属板安置在窗户托架的两侧并包括夹持机构，所述夹持机构啮合这对金属板中的每个板，以便彼此相向地抽拉金属板。
在第一和第二支撑结构之间有一个允许车窗相对于第二支撑结构发生轴向旋转运动的界面。具体地说，第一支撑结构具有与车窗连接的叉形侧面和用于接收第二支撑结构的突起的槽。所允许的车窗运动使闭合部件在闭合过程中发现最小阻力路径，并有助于克服制造不理想的方面。
按照本发明的一个替换型实施例，窗户托架每个都配有接收在槽内、用于将闭合部件固定在槽内的楔形机构。
按照本发明的另一方面，提供了一种车窗升降机构的装配方法，包括：将电机安装到基板上，所述电机包括蜗轮驱动轴和与其啮合相连的蜗轮。该方法包括：通过将小齿轮放置到与蜗轮相连的驱动轴上并将第二小齿轮安装到基板上，而将小齿轮组装载到基板内部。然后，将双齿条组件放置成与小齿轮组对齐，并给电机施加动力，以便驱动小齿轮组，从而使小齿轮组与齿条啮合。
按照本发明的又一方面，将双齿条组件制成包括适合安装到车门上的基板或框架结构的模块单元。这对齿条部件(每个都包括多个沿齿条部件延伸的齿轮齿)既可以与基板结构形成模制的单一片，也可扣合或紧固到基板结构上，以便限定出模块单元。
按照本发明的再一方面，双齿条齿轮配有智能电机，该电机能够检测施加到窗户上的不寻常的力，同时可以关闭并能够切断或逆转电机的传动。此系统还配有一个或多个弹性减震器，这些减震器可操作地啮合在蜗轮与小齿轮组之间，以便使驱动电机具有更多的时间对抗施加到窗户上的不寻常地力。
本发明的车窗升降机构具有齿轮组，该齿轮组具有可操作地连接在一起并由窗户支撑着的至少一个小齿轮和至少一个蜗轮。齿轮组由具有输出轴的电机驱动着，所述输出轴具有啮合蜗轮的蜗杆。车窗升降机构利用离合器机构来增大从电机到齿轮组中的蜗轮的扭矩传递装置的效率。离合器机构包括一对位于蜗轮之内的弹簧。此离合器机构避免了反向传动，因此使电机输出轴上的蜗杆具有大于7度的导角。由于具有较大的蜗杆角度，因此从蜗杆传递到蜗轮的扭矩的量得以增大，从而允许使用较小的电机。而较小的电机使系统的质量减小。
另外，本发明的车窗升降机构中的齿轮组具有可操作地啮合在小齿轮与蜗轮之间的弹性减震器。减震器具有带缺口部分的表面，从而允许弹性减震器发生变形，这样，减小了齿轮组中不希望的应力并借此延长了齿轮的寿命。
附图说明
从下面的详细描述和附图中，将更加充分地理解本发明，其中：
图1是按照本发明原理的车门的车窗升降机构的示意图；
图2是按照本发明原理的车窗升降机构的部分剖视图；
图3是支撑结构的部分分解透视图，该机构在按照本发明原理的车窗升降机构的窗户托架上包括窗户夹持机构；
图4是图3的支撑结构的部分剖面端视图，表示出窗户托架上的窗户夹持机构的剖视图；
图5是一个替换型支撑结构的部分分解透视图，该机构在按照本发明原理的车窗升降机构的窗户托架上包括窗户夹持机构；
图6是图5的支撑结构的端视图，表示出窗户托架上的窗户夹持机构的剖视图；
图7按照本发明原理的车窗升降机构的支撑结构的透视图；
图8是按照本发明原理的车窗升降机构的一个替换型支撑结构的透视图；
图9是按照本发明原理的双齿条齿轮系统的主托架的平面图；
图10是按照本发明原理、具有安装到其上的电机组件的主托架的前面视图；
图11表示出通过驱动旋转小齿轮而安装到双齿条系统上的主托架；
图12是按照本发明原理充分装配的双齿条齿轮系统的前视图；
图13是用于安装到车门上的模式双齿条齿轮系统的透视图；
图14是按照本发明原理的模式双齿条齿轮系统的详细视图；
图15表示出双齿条系统与模式组件的框架之间的扣合啮合；
图16表示出利用螺纹紧固件安装到模式双齿条齿轮系统的框架上的双齿条系统；
图17A是按照本发明原理采用多个弹性减震器的双齿条齿轮系统的示意图；
图17B是按照图17A采用多个弹性减震器的双齿条齿轮系统的部分透视图；
图18是图17B所示从动小齿轮的分解透视图；
图19是装配状况下的图18的从动小齿轮的剖面图；
图20是图18的从动小齿轮的其中一个齿轮片的平面图；
图21的图表表示出按照本发明原理、利用多个减震器在智能电机车窗升降系统中获得的延迟力；
图22的图表提供了当窗户横贯传统的车窗升降机构和按照本发明原理具有内置式减震器的双齿条齿轮系统时，力-时间距离的比较曲线；
图23是与本发明一起使用的蜗轮/齿轮组件的透视图；
图24是按照本发明原理的图23的蜗轮/齿轮组件的分解透视图；
图25是蜗轮/齿轮组件的小齿轮的前透视图；
图26是蜗轮/齿轮组件的离合器机构的透视图；
图27a是按照本发明原理的弹性减震器的前平面图；
图27b是图27a的弹性减震器的侧视图；
图28是按照本发明原理、具有安装到其上的电机的支撑托架的前平面图；
图29是图28所示支撑托架的后平面图；
图30是与图29类似的支撑托架的后平面图，具有按照本发明原理示出的传动系的蜗杆、蜗轮和小齿轮；
图31是与图30类似的平面图，具有按照本发明原理、安装到支撑托架上的双齿条；
图32是双齿条的详细透视图；
图33是沿图31的33-33线所作的剖面图；
图34是按照本发明原理、用于升降窗户的双齿条齿轮系统的平面图；
图35是按照本发明原理、用于升降窗户的双齿条齿轮车窗升降机构的平面图；
图36示意性表示出按照本发明原理的窗户与齿条的曲率半径；
图34是与图30类似的平面图，具有按照本发明原理、安装到支撑托架上的双齿条；
图35是双齿条的详细透视图；
图36是沿图35的36-36线所作的剖面图；
图37是按照本发明原理、用于形成双齿条的模具的剖面图；
图38是按照本发明原理的齿条模具底板的平面图；
图39是按照本发明原理的模具的一部分底板的详细透视图；
具体实施方式
对优选实施例的以下描述实质上仅仅是举例说明，而绝无限定本发明、其应用或用途之意。
总体上参照图1，示意性表示的车门10包括车窗升降机构12。窗户14用车窗升降机构12支撑着，并位于车门10内。车窗升降机构12包括支撑结构16和传动系统18。传动系统18用支撑结构16支撑着，并用来相对于牢固安装到门10上的一对齿条20，22驱动支撑结构16。
支撑结构16包括主托架24。按照第一实施例，一对导架26(如图3和4最佳示出的)利用紧固件28和螺母30安装到主托架24上。导架26包括主体部分32，该主体部分具有用于接收紧固件28的细长垂直槽34。一对对置的止动凸缘36从主体部分32的相反两侧伸出。细长的半圆柱形导向部分38配置在导架26的上颈部分40。支撑结构16还包括一对与导架26滑动啮合的窗户托架42。
窗户托架42具有用于接收窗户14的窗槽44，和导槽46，导槽46具有用于接收导架26的半圆柱形导向部分38的半圆柱形内表面(如图4a最佳示出的)。导槽46具有直径比导架26的上颈部分40的宽度大的开放端部48，以便允许窗户托架42相对于导架26作角运动(∝)，如图4所示。在图4中，所示出的窗户托架42倾斜在第一向前位置上，并能够移动到向后的倾斜位置上(如角度∝所示)。窗户托架42能够以预定的角度∝(上至约25°，优选地至少为20°)成角度地绕枢轴转动和相对于枢轴轴向滑动，以便补偿门、支撑结构和传动系统中的偏差。开口48与上颈部40之间的界面因此给支撑结构16提供了在由导架26和窗户托架42实现的轴向转动调节方面的2个自由度。通过使窗户托架42能够相对于导架26以2个自由度移动，使得窗户14在开关过程中发现最小阻力路径。具体地说，2个自由度有助于克服门10、窗户14、支撑结构16和传动系统18的不希望的缺陷。窗户托架42相对于导架26的运动使置于传动系统18和窗户14上的力减小，也使窗户14和传动系统18产生的噪音减小。
如图3所示，窗户托架42通过一对通常为V形的金属板50A，50B安装到窗户上，所述金属板夹在窗户托架42的相对两侧上。窗户托架42在其对置的两面上配有用于将金属板50接收在其内的凹槽52。正如图4所最佳示出的，螺纹紧固件54穿过第一金属板50A上的孔56和配置在窗户托架42上的孔58和60延伸。紧固件54与配置在第二金属板50B上的内螺纹孔62发生螺纹啮合。通过拧紧螺纹紧固件54，金属板50A，50B被向里抽拉而抵靠窗户托架42的侧表面，从而使槽44的内表面紧密啮合窗户14。槽44的内侧壁64在其上端配有用于啮合窗户14的凸形啮合面66。配置在窗户托架42的相对两面上的凹面52向V形金属板50A，50B提供了限制器，该限制器用作将夹持力施加到窗户托架42上的弹簧部件。
参照图5和6，所提供的一种替换型窗户托架70包括：用于接受窗户14的窗槽72，和具有用于接收导架26的半圆柱形导向部分38的半圆柱形内表面的导槽74(如图5中所最佳示出的)。导槽74具有开放的端部76，此端部的直径大于导架26的上颈部40的宽度，以便使窗户托架70相对于导架26作角度运动(如图6所示)。槽72配有一对对置面76，78。面78相对于面76稍稍倾斜。窗户14插入槽72内并依靠着槽的面76设置。楔形部件80插在窗户14与斜面78之间的槽72内。楔形部件80优选地用弹性材料制成。夹持装置82是为了向楔形部件80施加力。夹持装置82包括经孔86绕枢轴安装在窗户托架70上的偏心肘节弹簧(over-center toggle spring)84。偏心肘节弹簧84包括一对配置在横杆92的相对两端的弹簧臂90。弹簧臂90包括接收在孔86中的两个端部88。弹簧臂90每个都包括用作弹簧的螺旋环部分94。楔形部件80配有用于接收夹持线100的横杆部分98的细长槽96，夹持线100包括一对从横杆部分98伸出的对置臂102，每个臂终止于啮合肘节弹簧部件84的环部94的钩部104。
在装配过程中，窗户14插在槽72中，而楔形部件80紧挨着窗户14和槽72的侧壁78安插。肘节弹簧部件84的横杆92然后从图5所示的位置向下拉到图6所示的位置，直到肘节弹簧部件84的横杆部分92啮合从窗户托架70的底部伸出的横向延伸指部106为止。在这个位置，肘节弹簧部件84将弹簧力施加到夹持线100上，而夹持线100又将夹持力施加到楔形部件80上，从而使后者紧密偏置到槽72内，以便施加对抗窗户14的力。因此，以这种方式，窗户托架70容易地安装到窗户14上，以便将窗户14固定到主托架24上。
参照图7-8，这两个附图分别示出了窗户托架7-2和8-2的替换型设计。如图7所示，窗户托架7-2具有用于接受窗户14的窗槽7-4，和具有用于接收导架26的半圆柱形导向部分38的半圆柱形内表面的导槽46(如图7中所最佳示出的)。导槽46具有开放的端部48，此端部的直径大于导架26的上颈部40的宽度，以便使窗户托架42相对于导架26作角度运动(如图4所示)。如图8所示，窗户托架8-2通过紧固件8-4也能够安装到窗户14上。
参照图2，主托架24与齿条20，22相互作用。第一齿条20包括面对第二齿条22上的一行齿112的一行齿110。齿110和112与用于升降窗户14的传动系统18啮合。如图1所示，导向部件114配置在主托架24上，毗邻第一及第二齿条20和22。导向部件114保持第一及第二齿条20和22与传动系统18啮合。导向部件114通常是与主托架24一体形成的塑料导槽。
参照图1和2，现在将讨论双齿条齿轮车窗升降机构12的构造和操作的总体描述。首先，在图1和2中一般示出的主托架24，在图9-12中以更优选的布置表示出。具体地说，如图9所示，在主托架24的第一面116上，配置一对凹槽118，120，以及适合接收传动系统的小齿轮126，128的凹部122，124(如图1和11中所最佳示出的)。
在图10中，所示出的电机壳组件130安装在主托架24的第二表面132上。电机壳组件130包括与外壳136相连的电机134。电机134配有传动轴138(如图2所最佳示出的)，此传动轴具有与蜗轮142啮合的蜗杆140。蜗轮142支撑在由外壳136支撑的轴144上。与蜗轮142相连的轴144穿过配置在主托架24上的孔146(如图9所最佳示出的)。在装配过程中，电机外壳组件130安装到主托架24上，并利用螺纹紧固件148(示出了其中一个紧固件)固定就位。在将电机壳组件130安装到主托架24上之后，传动小齿轮126插在主托架24的凹部124，并与蜗轮142的传动轴144啮合。此外，从动小齿轮128插在主托架24的凹部122，并与传动小齿轮126啮合。此时，电机134与电源相连，双齿条系统150与主托架24的槽118，120对准并插入就位，直到双齿条系统152啮合小齿轮126，128为止。此时，驱动电机134，以便使小齿轮126，128与双齿条系统150啮合(如图12中所最佳示出的)。然后，驱动电机，以便使主托架124和电机134移动到方便门安装的预定位置。双齿条系统150包括一对细长的平行齿条20，22，其中每个齿条包括多个沿其延伸的齿。点阵型交叉结构151在这对齿条20，22之间延伸，并作为一片与其模制成一体。所有的部件，除了电机之外，都是用高精确加工的热塑料制成的。
如图13-16所示，双齿条齿轮车窗升降机构12优选地安装到框架160上，从而使得框架160和车窗升降机构12作为一个模块单元162安装到车门内(如图13所最佳示出的)。如图14所示，双齿条系统150优选的是作为与框架160的一体片模制的。框架160配有便于将模块单元152安装到车门10上的安装孔164。门10配有与框架160上的安装孔164对准的相应安装孔165。此外，框架160配有用于安装附加部件168(如虚线中所示)的附加安装孔166(如图14所示)，这些附加部件可包括气袋、扬声器或其它门部件。
作为将双齿条系统150与框架160一体模制的替换形式，双齿条系统150设有扣合接合，通过包括如图15的剖面图中所示的扣合插件168连接到框架160上，或者也可用紧固件170，例如螺栓、螺丝或锚钉，将双齿条系统150与框架160连接起来(如图16所示)。模块单元162使得车窗升降机构容易安装到车门内。一旦模块单元162安装到车门上，窗户14就插在窗户托架42/70上配置的槽内，然后将窗户托架42/70夹在窗户14上(如上所述)。
动力车窗调节器的最近开发主要是智能调节器，即具有通过一次触动开关就快速升降的能力。由于自动调节，因此强制窗户在从顶部4英寸至0.1英寸的上升路径中，必需在产生超过100牛顿的力之前能够停止并逆转。为了实现这一点，制造商已经采用精密的电子存储芯片，以便窗户根据过去或之前的经历知道它一直都在哪里。以这种方式，如果车窗探测到其路径上的物体，那么就知道车窗出现异常，因此就逆转。实质上，检测方法通过在控制器174(如图2所示)内使用存储芯片而安放就位，以便知道来自“经验参比(learned reference)”的偏差。这些“经验参比”一般基于电机的速度、电机电流、或速度的变化率(加速度)。与存储芯片结合使用的电子采用昂贵的部件例如电流分流器、多个牵引磁体、霍尔传感器和整流脉冲探测传感器。智能单元的成本和性能取决于电机“探测和反应”在产生大于100牛顿的力之前其在哪里所用的时间。当多种不同的智能电机系统已经成功地适应臂扇索(arm and sector and cable)单元时，就会存在许多问题。具体地说，这些系统的设计是这样的：松弛(slack)的变化程度是固有的，并且此松弛在这些产品的使用寿命中是连续和不可预知地改变的。这些系统的机械无效要求采用比所需的电机(一般是能够获得90英寸磅脉冲的电机)更大的电机，因此剩下更大量的余裕力，从而导致在智能系统发生故障的事件中可阻塞车窗的物体的损坏。双齿条齿轮调节器是用注模加工的热塑性塑料精确制造的，这意味着系统内固有的松弛程度是可重复的、可控制的，并且基于所获得的经验，一直都是恒定的。为了增加智能电机系统在达到100牛顿力的极限之前所用的时间，本发明的双齿条齿轮系统配有被修改用作减震器的蜗轮142、传动小齿轮126和从动小齿轮128。减震器使加紧过程减慢，从而使简化的智能电机可以有更多的时间来“探测和反应”车窗上升运动中的任何“中断”。
参照图17-20，现在描述采用多个减震器的双齿条齿轮系统。如图17A所示，蜗杆140与蜗轮142驱动啮合。蜗轮142经弹性弹簧部件180与传动轴144驱动啮合，弹性弹簧部件180可以是如图18所示的弹性减震器182的形式。传动轴144经第二弹性弹簧部件184与传动小齿轮126驱动相连。如前所述，传动小齿轮126与双齿条组件150的齿条22驱动啮合。而且，传动小齿轮126啮合从动小齿轮128的第一齿轮部分128A。从动小齿轮128包括经弹性弹簧部件186与第一小齿轮部分128A相连的第二小齿轮部分128B。从动小齿轮128的第二小齿轮部分128B啮合双齿条组件150的齿条20。图17B是图17A所示双齿条齿轮系统的透视图。如图17B所示，齿条20，22彼此分开。
图18是如图17A，17B所示的从动小齿轮128的构造的分解透视图。具体地说，从动小齿轮128的第一齿轮部分128A包括多个轴向延伸的指部190，这些指部接收在弹性减震器182的径向向外延伸的凹槽192内。而且，从动小齿轮128的第二齿轮部分128B包括配有径向向内延伸的指部194的中空主体部分，指部194接收在弹性减震器182的径向向内延伸的凹槽196中。利用这种构造，减震器182能够吸收在从动小齿轮128的第一齿轮部分128A与第二齿轮部分128B之间传递的冲击力。
关于蜗轮142和传动小齿轮126的构造，应该注意，这些每个齿轮都与从动小齿轮128的第二齿轮部分128B具有类型的构造。具体地说，这些每个齿轮包括径向向内延伸的指部例如指部194，这些指部啮合弹性减震器例如图18所示的减震器182。传动轴144在其每一端配有与指部190类似的径向向外的延伸指部。应该注意，采用扭簧或具有不同构造的其它弹性部件的其它构造也可以与本发明一起使用。采用应力消散技术的类似系统，公开在共同受让的U.S.5,307,705、5,452,622和5,943,913中，用于在齿轮系统中提高冲击吸收。
当减震器系统与智能电机系统结合使用，并且向上运动的车窗被阻塞并产生由力乘以时间(F×t)所确定的脉冲时，减震器就使时间因子增大，从而减小在任何时间点所施加的力。参照图21，该图以图表的形式表示出，对于采用不同数目减震器(0-3)的双齿条齿轮系统，对车窗横向上升时的力-距离/时间曲线的减震影响。如图所示，每个附加减震器的使用增加了达到电机安装力之前所用的时间。由于使用多个减震器，因此时间上的这种增加，使得智能电机阻止车窗达到预定最大力水平的能力增大。据此，由于划出额外的时间来反应所探测的力，因此智能电机元件的复杂性和成本得以减小。使用多个减震器的其它益处是，它们使从齿轮系部件转移到下一个的振动量减小，因此使双齿条齿轮系统产生的噪音减小。
图22相比于具有内置式减震器的双齿条齿轮系统，以图表的形式示出了典型的臂和扇和/或索系统。值得注意的是，现存的臂扇索单元也具有建立在系统蜗轮内的减震器。如图22所示，一般的臂和扇和/或索系统要求用来克服重力和导向摩擦所需的力(如代表常规系统的线上的点A所示)更大。在比较时，对于具有内置式减震器的双齿条齿轮系统，克服车窗重量和导槽阻力所需的力明显减小(如点B所示)。此外，由于双齿条齿轮系统的效率增大，因此系统可配有更小的电机，从而使系统施加的扭矩减小，并因此减小了能够施加到车窗障碍物上的潜在扭矩。相比于使用能够产生高达90英寸磅扭矩的电机的系统，典型的双齿条齿轮系统采用使用大约65英寸磅扭矩的电机。最后，对于常规系统来说，从碰撞障碍物直到获得失速扭矩为止的时间大约为60毫秒，而对于双齿条齿轮系统来说，当采用内置式减震器时，该时间为140-200毫秒。用于探测障碍物的时间越多，使用的复杂性就越小，由此使得智能调节器系统更加经济。
参照图23和24，第一蜗轮/齿轮组件200的替换型设计包括第一蜗轮202和第一小齿轮204。蜗轮202包括向内延伸的凸缘部分206(如图24最佳示出的)。蜗轮轮毂部分208利用多个紧固件210固定到蜗轮202的凸缘部分206上。轮毂部分208包括键轴部212，而后者包括从其中径向延伸的两个半圆柱形突起214。轴部212接收在弹簧座圈216中，弹簧座圈216在其角体部分220内包括一对离合器弹簧218。径向延伸的凸缘222从环形体部分220伸出，并在其内包括多个孔224。
离合器弹簧218每个都包括具有两个径向向内延伸的端指226的螺旋缠绕的弹簧线圈。每个离合器弹簧218的端指226彼此相对定位。离合器弹簧218接收在弹簧座圈216的环形体部分220之内，并且彼此以90度的偏置来设置，以便在两个离合器弹簧218的端指226之间限定出四个分开的象限(在图25中最佳示出)。弹簧座圈216利用穿过弹簧座圈216的凸缘222上的孔224的螺纹紧固件230安装到离合器外壳228上。螺纹紧固件230啮合配置在离合器外壳228的面上的螺纹孔(未示出)。离合器外壳228包括轴向延伸的轮毂部分234，弹簧座圈216的环形体部分220接收在该轮毂部分内。
参照图26，所示出的离合器组件包括位于离合器外壳228内的弹簧座圈216和具有端指226的离合器弹簧218，每个端指都径向向内延伸并限定出四个通常相等间距的象限236，238，240和242。蜗轮轮毂部分208的轴向延伸轴部分212，伸入离合器外壳228内，以便使径向延伸的半圆柱形突起214每个都接收在对置的象限(例如，象限236，240)内。离合器弹簧218的设置是为了，当电机驱动时，离合器弹簧218在外壳228内旋转。然而，当电机静止时，由传动系施加到弹簧218上的力倾向于使弹簧扩张，借此阻止弹簧旋转。
减震器桥246配有具有一对轴向延伸的半圆柱形指部250的盘形体部分248。半圆柱形指部250伸入离合器外壳228，并接收在由离合器弹簧218的端指226限定出的对置象限238，242中。减震器桥246也包括从盘形体248的第二侧伸出的圆柱形突起252，并包括三个从圆柱形突起252伸出的径向延伸的三角形突起254。减震器桥246的圆柱形突起252和三角形突起254接收在小齿轮204的内部洞256之内。如图25最佳示出的，小齿轮204包括在洞256内向内延伸的径向向内延伸的突起258。弹性减震器262位于小齿轮204与减震器桥246之间。弹性减震器262是用弹性材料例如santroprene 55制成的。弹性减震器262包括三个从其外表面径向向内延伸、用于接收小齿轮204的径向向内延伸的突起258的三角形切口264。弹性减震器262也包括三个从其内表面径向延伸、用于接收减震器桥246的径向向外延伸的突起254的三角形切口266。
弹性减震器262压入小齿轮204的洞256内，以便使小齿轮204的向内延伸的突起258接收在弹性减震器262的径向向内延伸的切口264内。圆柱形突起252和径向延伸的突起254分别插入弹性减震器262的中心开口和径向延伸的切口266内。弹性减震器262配有多个主体截面268，其中每个主体截面都位于径向向内延伸的切口264与径向向外延伸的切口266之间。
由于洞256内的空间有限，因此主体截面268的侧面和径向表面被向内切开，以便容纳变形。具体地说，弹性材料具有约0.5的泊松比，因此在压缩和/或拉紧条件下，材料的体积得以保留。结果，在一个方向上的向内变形导致材料在其他方向上向外膨胀。这样，弹性减震器262在横向方向上的压缩将导致弹性材料在轴向和径向方向上向外膨胀。因此，为了容纳弹性材料在压缩下的膨胀，带缺口的表面270，272有允许变形弹性材料移入的空间。如果没有配置缺口，则非最佳力的偏转出现，因为弹性减震器262的效率与任何外加力下的偏转量直接相关。这样，优选的设计是使体积得以保持。如图27a和27b所示，带缺口的侧面270在图27b的侧视图中最佳示出，带缺口的径向表面272在图27a的平面图中最佳示出。在第一蜗轮/齿轮组件布置200内，通过刻画带有缺口272的径向向外的表面和具有缺口270的每个面，弹性减震器的最佳设计得以实现。此刻画使弹性减震器262发生适当偏转，并借此阻止蜗轮/齿轮组件200上的不希望的应力，从而延长组件的使用寿命。
在操作过程中，电机60驱动传动轴138和蜗杆140，而蜗杆140又使蜗轮202旋转。蜗轮202具有牢固附着到其上、以便与其一起旋转的齿轮轮毂部分208的内轴部212。当轴部212旋转时，力就经与径向延伸的半圆柱形突起214啮合的端指226的啮合部，穿过离合器弹簧218。端指226借此经轴向延伸的指部250将旋转传递给减震器桥246。减震器桥246然后经弹性减震器262将旋转传递给小齿轮204。弹性减震器262吸收通过传动系统18施加的力，从而避免对传动系统18、支撑结构16或车窗14的部件的损坏。
蜗杆140是螺旋形的并直接啮合第一蜗轮202的齿。按照本发明的一个优选实施例，蜗杆140的导角大于7度。一般，这种系统中的蜗杆导角要求小于或等于7度，这是避免反向传动所必需的。然而，在这些系统中，从蜗杆转移到蜗轮的扭矩效率倾向于较低，这是由于蜗杆导角较低。在具有低效率的系统中，需要较大的电机来产生更大的扭矩，以便克服系统中无效性。然而，在本发明中，为了使蜗杆140的导角大于7度以便提高其效率，配置离合器弹簧218形式的离合器机构，同时该离合器机构阻止系统反向传动。通过增大蜗杆140的导角，从蜗杆140传递到蜗轮202的扭矩的效率得以增大，由此可使用更小的电机60。
本发明的系统提供了一种改进的更有效的车窗升降机构，其中门和升降机构的变化被导架和窗托架界面所允许的两个自由度所包容。此外，容纳在蜗轮202内部空间中的离合器机构使蜗轮202的导角增大，从而使效率提高，同时伴随着蜗杆上所用的导角的增大，避免了不需要的反向传动的出现。最后，配有带缺口表面(使弹性材料在压缩下负荷时位移)的改进的弹性减震器262，也导致更有效的减震器的产生。蜗轮/齿轮组件也配有紧凑布置，因为蜗轮和齿轮能够并排设置，而大部分离合器结构和减震器结构都保持在由蜗轮202和小齿轮204限定的内室中。
参照图28-31，这些图示出了车窗升降机构的支撑托架300，其包括作为一个单元片形成的横杆部分302和变速器壳部分304。横杆部分包括多个齿条导向特征例如分别位于支撑托架300的后侧上的导轨312，314的对置面308，310上的指部306(如图29所示)。如图28和29所示，正如本领域技术人员所理解的，支撑托架300围绕指部306配有孔332，以便使指部306的模制容易进行。横杆部分302包括一对车窗托架安装特征316，其中每个都配有用于接受安装紧固件(未示出)的贯穿孔318。在如图29所示的支撑托架的后侧上，变速器壳部分304包括凹形齿轮洞320(也用图28的虚线示出)。如图28所示，变速箱壳部分304包括通道322(用虚线示出)并与凹形齿轮洞320相通。
如图29所示，从动齿轮轮毂部分324配置在凹形齿轮洞320附近。凹形齿轮洞320包括中心孔或钻孔326。变速箱壳部分304还包括限定出平面的电机安装结构328，通道322贯穿所述平面。一对凹形螺纹孔330配置在电机安装表面328的对置两侧上。
参照图30，现在将描述电机和变速箱单元组件。首先，包括凸缘部分338的电机336利用螺纹啮合螺纹孔330的紧固件340安装到电机安装表面328上。正如本领域所公知的，电机336包括用于将电机336与车的电机系统连接起来的绳索342。电机336包括伸入通道322的传动轴344并包括位于其上的蜗杆346(用虚线示出)。如图30所示，蜗杆346伸入凹形齿轮洞320。蜗轮348插入凹形齿轮洞320，并与蜗杆346传动啮合。传动心轴350被压合到钻孔/孔326内，以便旋转地支撑蜗轮348。蜗轮348包括接收在配置在第一小齿轮356中的内键接合孔354内的键接合轮毂部分352，用于提供蜗轮348与第一小齿轮356之间的传动连接。第二小齿轮358然后插在从动齿轮轮毂部分324上，并与第一小齿轮356啮合。
在第一及第二小齿轮356，358装配之后，双齿条360(图31-33中示出)随后与小齿轮356，358对准，并将电源提供给电机336，以便驱动齿条360与小齿轮356，358啮合。如图32所示，齿条360的前表面包括与第一齿轮356驱动啮合的第一细长组齿条齿362，和与第二小齿轮358啮合的第二细长组齿条齿364。如图33所示，该图示出了沿图31的33-33线所作的齿条360的剖面图。如图33所示，齿条360包括彼此平行延伸的齿条齿362和364，以及沿齿条360的两个对置侧延伸的细长导向凸缘366，368。导向凸缘366，368接收在齿条导向特征306之下并在导轨308，310之间，从而第一及第二小齿轮356，358接收在第一组和第二组齿条齿362，364之间。
利用所公开的支撑托架300，车窗升降机构的装配由于无需将变速器壳作为一个单独单元安装到横杆部分上，而得以大大简化。这样，通过使变速器壳与横杆合并而导致的部件数目的减少，还使将变速器壳安装到横杆部分上所需的紧固件的数目减少。装配步骤数目的减少因此对应于有关双齿条齿轮车窗升降机构的装配成本的减少。变速器壳与横杆合并成一个模块，还使需要制造的单独模件和单独模具数减少。于是，由于模制双齿条齿轮系统部件所需的模具数目减小，因此使造价大大下降。通过将横杆部分和变速器壳部分合并，而使所需的原材料总量得以减少，因此使系统的重量和成本下降。最后，由于所有安装结构例如用于支撑轴50和从动齿轮轮毂部分324的孔326被模制成一个部件，因此使部件和相容组装的一致再现性得以实现。
以前，在设计任何具体门模型的齿条齿轮调节器时，需要考虑前后门的B和A柱的角度、车窗的曲率半径、车窗行进的长度以及安全杆内表面从玻璃外表面算起的距离。利用这些标准，以前的双齿条齿轮系统的齿条被设计成倾斜成一定角度，以便与B柱的角度匹配，而支撑齿条被具体设计成相对于倾斜的齿条通常是水平的，以便支撑窗格的水平底部边缘。而且，齿条的曲率半径被设计成具体与车窗的曲率半径匹配，齿条的长度具体与窗玻璃的行进距离匹配。
以前，当移动的横杆与齿条之间的导角需要与A和B柱角度匹配时，以及当齿条的曲率半径与车窗的曲率半径匹配时，必需为每个门的设计建立一组新的单独的横杆模具和齿条模具。为了简便和经济起见，齿条和横杆的模具一般用左右手腔(hand cavity)建立，从而用一个注射喷枪(injection shot)，就能获得司机侧和乘客侧调节器的各个部分。当然，得为四门车的后门建立一组额外的模具。整个一组四门车的模具一般花费约40万美元，并且以24小时、6天工作日计算具有每年约150万个调节器部件组的生产能力。此外，将齿轮安装到横杆上以及将横杆安装到齿条上并测试系统的整个上下行程的的自动测试和组装线，花费大约30万美元，并且以24小时、6天工作日计算还内操纵大约150万个调节器。这些组装线在某种程度上是通用的，并且可用来容纳不同的车用调节器。因此，一般对于四门车来说，需要大约70万美元的基本费用来应付部件的模制、组装和出货前测试。
为了经济起见，造价一般是在产品的使用寿命期间分期偿还的。车模型通常一年出售不到3/4个百万单位，因此，如果存在充分利用所建立的每组模具的途径，即如果同一组模具可用于不同的车模型和/或如果同一模具组可用于前后门，那么专用模具的利用率就很高，结果，有关所生产的每个调节器的分摊要比所需的高。
如图34所示，双齿条齿轮车窗升降机构400是为了升降车门404的车窗402而配备的。车窗402接收在车窗开口406中。车窗402具有后边缘402A，后边缘402A配有一般为0-15度的B柱角β，尽管根据车的设计也可采用其它负角或较大的正角。在以前的设计中，双齿条具体被设计成倾斜一定的角度，以便与B柱角β匹配，而支撑托架被具体设计成仍然通常为水平的，同时横贯倾斜的齿条，以便与车窗的通常为水平的底部边缘啮合。当B柱角为零(垂直的B柱)时，垂直齿条一般仅用于车窗。然而，利用图34所示的系统，以角度β(如图所示)安装通用的不倾斜的(垂直的)齿条及支撑托架，以便使B柱角与通常垂直于B柱角的车窗玻璃402的底部边缘402B匹配，从而可利用直(垂直)双齿条齿轮调节器沿B柱角β有效地上下驱动车窗。利用图34的设计，可采用通用的(垂直)齿条，而无需具体设计与具有倾斜的B柱的车窗一起使用的齿条和支撑托架。这种垂直齿条一般用在B柱角垂直的地方。现在，可以将垂直齿条用在B柱角大于零的地方。
按照一种替换型设计，如图35所示，双齿条齿轮系统400以与图34所示相同的方式平行于B柱角来安装。然而，在这个实施例中，为了保持与图34的实施例相同的结果，车窗410的底部边缘410B通常是水平的，同时在前部用更短的托架412、在后部用更长的托架414来修改安装托架412和414(每个托架具有以前在图3和4中所示类型的倾斜滑动界面416)。为了达到相同结果而改变玻璃402B的底部形状和/或增大/减小托架长度412，414所需的额外成本，相比于由于减少所需的模具数目而使造价降低所节省的时间和金钱，是极小的，而所需模具数目的减少是由于使用通用的垂直双齿条及支撑托架系统而使模具和自动组装线的利用率增大。应该注意，图34和35的系统可用于前门车窗或后门车窗，而此处的前柱或后柱用作车窗行进的导柱。通用的齿条因此平行于导柱来安装。
为了获得所需的结果而改变形状即玻璃底部的角度和/或匹配各自的托架长度，使得关于B柱设计部件的标准是通用的。关于考虑从一个模型车窗到下一个模型车窗的车窗曲率半径变化而设计的标准部件，应该注意，通过利用实质上建立在塑料柔性齿条设计中的受控柔性优点，以及通过采用固有地建立在双作用托架(诸如图3和4所示)中的前后自由运动，可便利地满足这些变化。因此，当设计具有双齿条齿轮车窗升降机构(对于不同的车窗设计，该机构期望用于具有不同曲率半径的多种车窗构造)的双齿条时，需要为与具有曲率半径R₁的第一车窗和具有曲率半径R₂的第二车窗一起使用的齿条选择曲率半径R_R，以便使齿条的曲率半径R_R在第一和第二车窗设计的第一曲率半径R₁与第二曲率半径R₂之间(参见图36)。理想的是，齿条的曲率半径R_R大约为第一和第二车窗曲率半径R₁和R₂的平均值。
关于影响玻璃行程距离的标准部件的设计，通过在通用的齿条模具内使用增量插件514，516，518，520，可便利地提供玻璃行程的变化，从而可以从一个模具腔中获得不同的齿条长度。如图37-39A所示，所示出的齿条模具用于容纳用一个通用模具形成不同齿条长度的增量插件。如图37所示，模具腔500配置在第一模具板502与第二模具板504之间，其中一个模具板可相对于另一个来移动。第一模具板502包括细长的升高截面506，所述截面具有沿其对置边缘形成的齿状形成物508。第二板504包括凹腔512，此凹腔与升高截面506组合到一起，从而限定出具有图32和33所示双齿条形状(如上所述)的模具腔。如图38和39所示，在第一板502的一端，示出了可去除的齿形模具截面514，516。齿形截面514，516可以去除并且可以用诸如部件518，520之类的实心部分来代替，正如本领域普通技术人员所理解的，部件518，520是作为能够利用一个通用模具502，504获得不同齿条长度的增量插件而配备的。
利用这些组合方案来提供通用的双齿条齿轮车窗调节器的价值是巨大的。一般，车模型每年平均销售17.5万个单位，并且在5万-35万个单位的范围内变化。下面的表1表示出，对于一个案例，使用这些新概念对调节器分摊率的影响。为了便利起见，并且为了与实际相符，将一般车模型的寿命假设为7年。考虑到四门车每年17.5万个销售单位，即每年75万个调节器总量，那么如果齿条模型的建立是为了适用同一辆车中的前后车窗，则同一平均年度容量的仅一个或多个车模将充分利用一个双腔齿条模具。因此，在实践中，鉴于柱角度、曲率半径和行程长度这些标准参数，模具要仔细地进行选择和混合并与彼此相当接近的车模匹配。总之，通过采用和组合B柱角度、曲率半径和行程长度部件的设计方案以提供通用的动力车窗调节器，在设计时间、造价、存货、分摊、制造的便利性、最重要的是在整个系统所改进的整体简洁性方面，具有很大的节省。
对于案例A估算的造价和相关的分摊费用，假设两个四门车具有17.5万辆的平均年容量，7年的模型生产线，前面单位的模具组花费为26万美元，后面单位的模具组花费为26万美元，组装线花费30万美元，每年模具组和组装线的容量为150万个单位。
表1