具有带双级行星齿轮箱的马达-齿轮箱组件的电动机械撑杆相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年1月29日提交的美国临时申请No.62/109,159
和于2014年11月24日提交的美国临时申请No.62/083,419的权益。以
上申请中的每个申请的全部公开内容通过参引合并到本文中。
技术领域
本公开总体上涉及一种用于电驱动式机械撑杆的马达-齿轮箱组
件。更具体地，本公开涉及用于举起和降低汽车闭合构件并具有配备了
双级行星齿轮箱的马达-齿轮箱组件的电动机械撑杆。
背景技术
本部分提供了背景信息，所述背景信息并非必然构成与本公开相关
联的发明性概念的现有技术。
举升门提供了至有舱门式后备的汽车、货车和其他多用途运载车辆
的货物区域的方便进入。通常，举升门为手动操作式的，需要人力来使
举升门在打开位置与关闭位置之间移动。根据举升门的尺寸和重量，该
力对于一些使用者而言是困难的。另外，手动地打开或关闭举升门会很
不方便，特别是在使用者的手都被占用的时候。
已经做出尝试以减小打开或关闭举升门的力并降低其不方便性。一
个解决方案为将气体撑杆枢转地安装至车身和举升门两者，并且所述气
体撑杆能够操作成减小打开举升门所需的力。然而，由于气体撑杆在关
闭时重新加压，因而气体撑杆也使随后关闭举升门的力受阻，这增大了
所需的力。另外，气体撑杆的效能根据周围温度而改变。此外，使用气
体撑杆仍然需要手动地打开和关闭举升门。
用于打开和关闭车辆举升门的自动动力闭合系统在本领域中是已
知的，并且通常包括动力致动器，该动力致动器能够操作为将力直接地
施加至举升门以使举升门能够打开和关闭。例如，美国专利No.
6,516,567公开了一种与气体撑杆协同工作的动力致动器。该动力致动器
包括电动马达，该电动马达安装在车身内并通过离合器联接至挠性旋转
线缆(flexiblerotarycable)。该挠性旋转线缆驱动枢转地安装至车身和
举升门二者的可伸展柱。因此，电动马达可以被控制成在无需人力的情
况下方便地举起和降低举升门。控制单元可操作为控制电动马达的致
动，并且可以与远程遥控钥匙按钮或乘客车厢中的按钮通信，从而提供
了附加的便利。然而，这种类型的动力致动器也不是没有缺点。具体地，
该动力致动器包括多个部件，所述多个部件中的每个部件需要被单独地
组装及安装至车辆，这增加了成本。车身必须被具体地设计成提供用于
容置电动马达的空间。由于受限的可用空间，马达较小并需要气体撑杆
的辅助。另外，由于动力致动器设计成与气体撑杆协同地工作，并且气
体撑杆在效能方面还会因温度而改变。因此，电动马达必须被平衡成根
据来自气体撑杆的不同程度的机械辅助而提供恰当量的动力。
美国公开No.US2004/0084265提供了与气体撑杆协同地工作的动
力致动器的多种示例和电动机械动力致动器的若干个替代性的示例。这
些电动机械动力致动器包括电动马达和减速齿轮组，该减速齿轮组经由
挠性旋转线缆联接至第二齿轮组，该第二齿轮组又经由滑动式离合器联
接至可旋转活塞杆。活塞杆的旋转致使轴杆传动机构(spindledrive
mechanism)使适于枢转地安装至车身和举升门中的一者的可伸展柱平
移。滑动式离合器用于允许活塞杆在超过其预加载的转矩施加在举升门
上时相对于齿轮组旋转以在不损坏电动机械动力致动器的情况下允许
举升门的手动操作。更具体地，滑动式离合器将齿轮组可释放地联接至
活塞杆，由此，在正常操作期间，提供了举升门的动力驱动式打开和关
闭。然而，当高级别的力施加至可伸展柱——该可伸展柱试图响应于举
升门的过度的或滥用的手动操作而对轴杆传动机构进行反向驱动——
时，滑动式离合器即刻释放活塞杆与齿轮组之间的传动连接以避免对系
统的机械损坏。动力致动器中安装有螺旋压缩弹簧以提供对举升门的重
量的对等的平衡力。
美国公开No.US2012/0000304公开了用于使行李箱盖和举升门在
打开位置与关闭位置之间移动的动力驱动机构的若干个实施方式。动力
驱动机构具有使用电动马达驱动的蜗杆蜗轮组的偏置构型，以使带外螺
纹的螺旋千斤顶旋转从而使可伸展撑杆平移。示出了布置在蜗杆蜗轮组
的输出齿轮与可旋转的螺旋千斤顶之间的滑动式离合器。另外，在马达
输出轴与蜗杆蜗轮组的蜗杆之间设置有联接件单元。联接件单元包括固
定成与蜗杆轴一起旋转的第一联接件构件、固定成与马达输出轴一起旋
转的第二联接件构件，以及交叉接合在从第一联接件构件与第二联接件
构件延伸的指状物之间的弹性星形件(resilientspider)。弹性联接件提
供了第一联接件构件与第二联接件构件之间的轴向和周向隔离，并用于
吸收马达轴与蜗杆轴之间的瞬时负荷或扭转冲击负荷。
鉴于以上，明显的是在行李箱盖中使用的类型的电动机械驱动机构
和举升门动力驱动式闭合系统通常配备有马达驱动的齿轮箱。尽管这种
电动机械驱动机构就其预期的目的而言执行的令人满意，但这些装置的
集成会增大动力驱动式制动器的成本和复杂性并且会影响可用的车辆
包装要求。
因此，期望的是提供一种用于举起和降低车辆行李箱盖或举升门的
组件，该组件消除或减轻了上述现有技术的缺陷中的至少一个缺陷。
发明内容
本部分提供了本公开的总体概述，并且并非是对其所有特征、方面
或目的的全面公开。
相应地，本公开的一方面为提供一种用于在机动车辆的动力驱动式
闭合系统中使用的电动机械撑杆，用于控制闭合构件相对于机动车车身
在打开位置与关闭位置之间的运动。
本公开的相关的方面为提供一种用于在机动车辆的动力举升门系
统中使用的电动机械撑杆。
本公开的另一方面为提供这样一种电动机械撑杆，该电动机械撑杆
具有将电动马达单元和齿轮箱单元集成到共同的组件中的马达-齿轮箱
组件，其中，齿轮箱单元包括双级行星齿轮系，该双级行星齿轮系构造
成包括第一级齿轮组和第二级齿轮组。
作为本公开的另一方面，齿轮箱单元的双级行星齿轮系构造成使得
第一级齿轮组由电动马达单元的旋转输出驱动，并且第二级齿轮组由第
一级齿轮组驱动，以提供电动马达单元的旋转输出与构造成使闭合构件
在其打开位置与关闭位置之间移动的旋转至线性转换装置的旋转输入
之间的转矩增大和速度减小。
本公开的另一方面为提供了一种电动机械撑杆，该电动机械撑杆用
于使枢转闭合构件相对于机动车辆车身在打开位置与关闭位置之间移
动。电动机械撑杆包括壳体，该壳体连接至闭合构件和机动车辆车身中
的一者。可伸展构件能够以可滑动地方式相对于壳体移动，并且可伸展
构件连接至壳体构件和机动车辆车身中的另一者。驱动机构可操作为将
驱动构件的旋转运动转化为可伸展构件的线性运动以使可伸展构件在
相对于壳体的缩回位置与相对于壳体的伸展位置之间移动，其中，该缩
回位置对应于闭合构件的关闭位置，该伸展位置对应于闭合构件的打开
位置。该驱动机构包括马达-齿轮箱组件，该马达-齿轮箱组件具有电动
马达单元和齿轮箱单元。该电动马达单元包括旋转输出构件。齿轮箱单
元包括双级行星齿轮系，双级行星齿轮系具有驱动地联接至电动马达单
元的旋转输出构件的旋转输入部件和联接至驱动机构的旋转驱动构件
的旋转输出部件。双级行星齿轮系包括第一级齿轮组和第二级齿轮组，
该第一级齿轮组和第二级齿轮组具有与公共齿圈啮合的多个第一行星
齿轮和多个第二行星齿轮。
本公开的另一方面为提供用于将马达单元的旋转输出与旋转驱动
部件相互连接的齿轮箱单元。该齿轮箱单元包括限定内齿轮箱室的齿轮
箱壳体和布置在该齿轮箱室中的双级行星齿轮系。双级行星齿轮系包括
安装到齿轮箱壳体或与齿轮箱壳体一体地形成的非旋转齿圈。齿圈具有
第一齿圈部段和第二齿圈部段，该第一齿圈部段与该第二齿圈部段一起
限定了连续的齿轮齿形。双级行星齿轮系还包括第一级齿轮组和第二级
齿轮组。第一级齿轮组与第一齿圈部段相关联并且由马达单元的旋转输
出驱动。第二级齿轮组与第二齿圈部段相关联并且由第一级齿轮组驱
动，以便以相对于马达单元的旋转输出的减速比驱动旋转传动部件。
根据本公开的这些和其他方面，齿轮箱单元包括齿轮箱壳体，该齿
轮箱壳体适于刚性地紧固至电动马达单元的马达壳体并且构造成限定
公共齿圈。双级行星齿轮系的第一级齿轮组包括由马达输出驱动的第一
太阳齿轮、具有多个第一销的第一行星架、以及多个第一行星齿轮，所
述多个第一行星齿轮各自以可旋转的方式支撑在第一销中的一者上并
且与第一太阳齿轮和公共齿圈的第一齿圈部段恒定地啮合接合。双级行
星齿轮系的第二级齿轮组包括由第一行星架驱动的第二太阳齿轮、具有
多个第二销的第二行星架、以及多个第二行星齿轮，所述多个第二行星
齿轮各自以可旋转的方式支撑在第二销中的一者上并且与第二太阳齿
轮和公共齿圈的第二齿圈部段恒定地啮合接合。双级行星齿轮系还包括
输出轴，该输出轴由第二行星架驱动并且从齿轮箱壳体轴向地延伸。公
共齿圈的第一齿圈部段和第二齿圈部段构造成限定适于与螺旋形第一
行星齿轮和螺旋形第二行星齿轮啮合的连续的螺旋齿轮齿形，而该螺旋
形第一行星齿轮和螺旋形第二行星齿轮又分别与螺旋形第一太阳齿轮
和第二太阳齿轮啮合。
根据本公开，提供了电动机械撑杆用于使枢转闭合板相对于机动车
辆车身在关闭位置与打开位置之间移动。电动机械撑杆包括：壳体，该
壳体能够枢转地安装至机动车辆车身和闭合板中的一者；可伸展轴，该
可伸展轴具有第一端部和第二端部，该第一端部以可滑动地方式安装至
壳体，该第二端部枢转地安装至机动车辆车身和闭合板中的另一者；以
及驱动机构，该驱动机构包括马达-齿轮箱组件和动力螺杆，该动力螺
杆由马达-齿轮箱组件以可旋转的方式驱动以将旋转运动转化为可伸展
轴的线性运动，从而使可伸展轴在对应于闭合板的关闭位置的缩回位置
与对应于闭合板的打开位置的伸展位置之间移动。马达-齿轮箱组件包
括电动马达单元和齿轮箱单元，其中，齿轮箱单元配备有双级行星齿轮，
该双级行星齿轮构造成提供电动马达单元与动力螺杆之间的转矩增大
以及速度减小功能。
这些以及其他替代性实施方式涉及提供下述的电动机械撑杆，该电
动机械撑杆用于在机动车辆的动力驱动式闭合系统中使用，并且将电动
马达单元和双级行星减速单元集成在共同的马达-齿轮箱组件中，以便
以紧凑的布置提供改进的操作。
另外的应用领域从本文中提供的描述中将变得明显。在本发明内容
中的描述和具体示例意在仅出于说明的目的并且并非意在限制本公开
的范围。
附图说明
文中所描述的附图仅用于对选定的实施方式而非所有实施方案的
说明目的，并且并非旨在将本公开内容限制为仅如实际上所示出的内
容。出于这种考虑，根据结合所附附图做出的书面描述，本公开内容的
示例实施方式的各种特征和优点将变得明显，附图中：
图1为具有动力驱动式举升门系统的机动车辆的立体图，其中，该
动力驱动式举升门系统配备有一对电动机械撑杆，所述一对电动机械撑
杆中的至少一者根据本公开内容的教示构造而成；
图2为根据本公开内容的第一实施方式构造的并且示出为处于伸
展位置的电动机械撑杆的截面图；
图3为与图2中示出的电动机械撑杆相关联的弹簧壳体的截面图；
图4为根据本公开内容的第二实施方式构造的并且示出为处于缩
回位置的电动机械撑杆的截面图；
图5为图4的电动机械撑杆的示出为处于伸展位置时的截面图；
图6为根据本公开内容的第三实施方式构造的并且示出为处于缩
回位置的电动机械撑杆的截面图；
图7A和图7B为根据图6的电动机械撑杆被示出为处于用于使车
辆行李箱盖枢转的不同安装位置的立体图；
图8、图8i和图8ii为根据本公开内容的第四实施方式构造的并且
示出为处于缩回位置的电动机械撑杆的截面图；
图9为与图8的电动机械撑杆相关联的伸缩单元的立体图，其中，
移除了外壳；
图10为与图8的电动机械撑杆相关联的动力单元的立体图，其中，
从该视图移除了外壳；
图11为在图8中示出的电动机械撑杆的伸缩单元中采用的管状螺
母轴的独立的立体图；
图12为在图8中示出的电动机械撑杆的伸缩单元中采用的固定引
导管的独立的立体图；
图13为在图8的电动机械撑杆的伸缩单元与动力单元之间的接合
部分的局部分解片段图；
图14和图15为根据本公开内容的教示构造的并且适于安装在图8
中总体上示出的类型的电动机械撑杆中的马达-齿轮箱组件的立体图；
图16为在图14和图15中示出的马达-齿轮箱组件的侧视图；
图17和图18为图16的马达-齿轮箱组件的端视图；
图19为基本上沿着图16的线19-19截取的马达-齿轮箱组件的纵向
截面图，其中更详细地示出了电动马达单元和齿轮箱单元的部件；
图20为基本上沿着图17的线20-20截取的马达-齿轮箱组件的齿轮
箱单元的部分截面图，其中更详细地示出了双级行星齿轮系的部件；
图21为基本上沿着图17的线21-21截取的齿轮箱单元的另一部分
截面图；
图22为图示了与马达-齿轮箱组件的齿轮箱单元相关联的双级行星
齿轮系的另一截面图；
图23为马达-齿轮箱组件的分解立体图，图示了第一级齿轮组和第
二级齿轮组，所述第一级齿轮组和第二级齿轮组共用集成在齿轮箱壳体
中的公共齿圈；
图24为更详细地图示了第二级齿轮组和齿轮箱壳体的另一分解立
体图；
图25和图26为第二级齿轮组的分解立体图；
图27为构造成与本公开内容的马达-齿轮箱组件一起使用的齿轮箱
单元的截面图，并且图示了根据替代性实施方式构造的双级行星齿轮系
的部件；
图28为与图27中示出的双级行星齿轮系相关联的两件式行星架的
分解立体图；
图29为在图27和图28中示出的两件式行星架的放大截面图；
图30为用于两件式行星架的替代性构型的分解立体图，并且该两
件式行星架适于与安装在图27中示出的齿轮箱单元中的双级行星齿轮
系一起使用；
图31为图30中示出的两件式行星架的组装的立体图；
图32为基本上沿着图31的线32-32截取的组装的两件式行星架的
截面图；
图33为图30中示出的两件式行星架的板架构件的立体图；以及
图34为另一两件式行星架的立体图，其中，该另一两件式行星架
构造成与双级行星齿轮系和使用包覆模制工艺制造的图20的齿轮箱单
元一起使用。
具体实施方式
车辆、特别是乘用车配备有多个可移动的闭合板以提供在车身的限
定部分内以及穿过车身的限定部分的进入途径和开口。为了提高操作者
的便利性，目前，许多车辆配备有动力操作式闭合系统以自动地控制所
有类型的闭合板的运动，所有类型的闭合板包括但不限于：舱口举升门、
行李箱盖和发动机盖、滑动门和铰接门、天窗等。动力驱动式机械优势
通常由包括但不限于下述的电动机械驱动装置提供：马达驱动式齿轮驱
动器、线缆驱动器、链驱动器、带驱动器以及动力螺杆驱动器。目前的
研发主要着眼于通过下述方面来改进这些普遍使用的系统：重量和部件
数量的减少、封装效率、系统噪声、反向驱动作用、组装的成本和容易
度以及维修服务。因此，本公开内容处理所有这些问题。
为了描述清楚的目的，在一个或更多个特定的车辆应用——即动力
驱动式举升门和行李箱盖系统——的上下文中描述本公开。然而，当结
合附图阅读下面的详细描述时，将清楚的是，本公开的创新性构思可以
应用于多种其他系统和应用。在这一方面，本公开总体上涉及配备有动
力操作式驱动机构的电动机械撑杆，该动力操作式驱动机构包括马达-
齿轮箱组件和旋转至线性的运动转变组件，该马达-齿轮箱组件具有电
动马达单元和由电动马达单元驱动的减速单元，该旋转至线性的运动转
变组件由减速单元驱动。此外，本公开涉及配备有双级行星齿轮系的减
速单元，该减速单元超越了现有技术并且提供了对常规减速单元的改
进。更具体地，双级行星齿轮系构造成包括各自与公共齿圈相关联的第
一级行星齿轮组和第二级行星齿轮组。
现在参照图1，电动机械撑杆10的实施方式示出为安装至机动车
辆。电动机械撑杆10包括下壳体12、上壳体14以及可伸展轴16。位
于下壳体12的端部处的第一枢转安装件18枢转地安装至车身的限定了
车辆中的内部货物区域的部分。第二枢转安装件20附接至可伸展轴16
的远端并且枢转地安装至车辆的举升门21。
现在参照图2，更详细地示出了下壳体12的内部。下壳体12提供
了限定有室24的筒形侧壁22。枢转安装件18被附接至下壳体12的邻
近于车身(未示出)的端壁26。上壳体14提供了限定有室34的筒形侧
壁32，该室34在两个端部处敞开。下壳体12的远端壁28包括孔30，
使得室24和室34彼此连通。上壳体14的直径小于下壳体12的直径。
然而，应当想到的是，下壳体12和上壳体14还可以形成为单一的圆筒
或截头圆锥形件。对于本领域的技术人员而言，将想到下壳体12和上
壳体14的其他形式因素。上壳体14可以与下壳体12一体地形成，或
者，上壳体14可以通过常规手段(螺纹联接件、焊接接头等)紧固至
下壳体12。在室24中坐置有马达-齿轮箱组件36。
马达-齿轮箱组件36包括电动马达42、滑动式离合器44以及减速
齿轮组46，该减速齿轮组46可操作成用于驱动旋转传动构件，比如与
轴杆式传动机构相关联的动力螺杆40。马达42靠近于端壁26安装在室
24内。马达42被紧固至筒形侧壁36和端壁26中的至少一者以防止不
期望的振动或旋转。马达42可以为直流双向马达。用于马达42的电力
和方向控制经由电缆来提供，该电缆连接自车身并穿过端壁26中的孔
(未示出)。离合器44连接至马达42的输出轴。离合器44提供马达42
的输出轴与减速齿轮组46的旋转输入部件之间的选择性接合。离合器
44可以为当马达42被启动时接合减速齿轮组46的电动机械式离合器。
当离合器44被接合时，转矩从马达42传递至减速齿轮组46。当离合器
44断开接合时，转矩未在马达42与减速齿轮组46之间传递，使得如果
例如举升门21被手动地关闭时没有发生反向驱动。离合器44还可以为
构造成当对举升门21进行手动操作时使马达42与减速齿轮组46断开
连接的被动式转矩限制摩擦离合器，作为可选的布置，离合器44可以
可操作地布置在齿轮组46的输出部件与动力螺杆40之间。
减速齿轮组46提供了用于动力螺杆40的减速和转矩增大。减速齿
轮组46构造为行星齿轮组，该行星齿轮组具有由离合器44的输出部驱
动的齿圈50。进而，多个行星齿轮52将动力从齿圈50经由输出齿轮
51传递至动力螺杆40，该输出齿轮51居中地布置于行星齿轮组46内，
以为动力螺杆40提供所需的齿轮减速比。输出齿轮51在行星齿轮组46
中用作太阳齿轮。在本实施方式中，行星齿轮组46提供了大约47:1的
齿轮减速比。对于本领域的技术人员而言，可以想到其他的齿轮减速比。
动力螺杆40延伸入上壳体14中。联接单元53将行星齿轮组46的输出
齿轮51与动力螺杆40的输入部段互相连接。联接单元53可以提供输
出齿轮51与动力螺杆40之间的未对准并且调节该未对准，同时提供阻
尼特征以使冲击负荷最小化。联接单元53与滑动式离合器44可以集成
至共同的组件中以提供增强的功能和改善的封装效率。
可伸展轴16具有限定有室56的筒形侧壁54，并且该可伸展轴16
居中地安装在上壳体14与动力螺杆40之间。如先前描述的，第二枢转
安装件20附接至可伸展轴16的远端。可伸展轴16的近端是敞开的。
也与轴杆式传动机构相关联的驱动螺母58围绕可伸展轴16的相对于下
壳体12的近端部安装并且与动力螺杆40以螺纹连接的方式联接以便将
动力螺杆40的旋转运动转变为可伸展轴16沿着动力螺杆40的轴线的
线性运动。带螺纹的动力螺杆40和带螺纹的驱动螺母58的组合限定了
旋转至线性运动的转变装置，并且更特别地，限定了带螺纹的轴杆式传
动组件。更具体地，形成在驱动螺母58中的内螺纹与形成在动力螺杆
40上的外螺纹螺纹接合。驱动螺母58包括两个外花键60，两个外花键
60延伸入形成在上壳体14的内侧上的相对的同轴槽62中以防止驱动螺
母58旋转。槽62的长度限定了可伸展轴16的缩回位置和伸展位置。
替代性地，在电动机械撑杆10中可以使用轴杆传动组件，在该电动机
械撑杆10中，内螺纹式驱动螺母58由行星齿轮组46的输出部驱动并
且与外螺纹式动力螺杆40以螺纹的方式啮合，该外螺纹式动力螺杆40
连接至可伸展轴16。作为另一种替代方案，在不背离本发明的范围的情
况下，可以使用滚珠螺杆传动组件来替代轴杆传动组件。上壳体14中
的一体形成的外唇缘部64提供了室34与外部之间的环境密封。
在下壳体12中提供了弹簧壳体38并且该弹簧壳体38由筒形侧壁
22、端壁28以及凸缘66限定。在弹簧壳体38内，动力弹簧68围绕动
力螺杆40卷绕，从而提供了对举升门21的重量的机械平衡。优选地由
钢条形成的动力弹簧68以其动力模式和非动力模式两者帮助将举升门
21举起。动力弹簧68的一个端部附接至动力螺杆40并且另一个端部被
紧固至筒形侧壁22的一部分。当可伸展轴16处于其缩回位置时，动力
弹簧68围绕动力螺杆40紧紧地卷绕。当动力螺杆40旋转以使可伸展
轴16伸展时，动力弹簧68展开，从而释放其储存的能量并且通过可伸
展轴16传递轴向力以帮助将举升门21举起。当动力螺杆40随后旋转
以使可伸展轴16缩回时，动力弹簧68通过围绕动力螺杆40重新卷绕
而重新赋能。
动力弹簧68在卷绕时储存足够的能量以驱动动力螺杆40从而完全
地将举升门21举起，即使当马达齿轮组件36未被接合时亦是如此(通
常通过将举升门21解锁而将举升门21手动地举起)。除了帮助驱动动
力螺杆40之外，动力弹簧68提供了预加载力，该预加载力减小了马达
42的磨损并且减小了起始阻力。此外，当举升门21被关闭时动力弹簧
68提供了阻尼辅助。与气体撑杆不同，动力弹簧68基本上不受温度变
化的影响，也不会过分地抵抗用于关闭举升门21的人力作用。尽管本
实施方式描述了展开以帮助将举升门21举起并且重新卷绕以将举升门
21降低的动力弹簧68，已经理解的是，可以将动力弹簧68设置成在将
举升门降低时展开并且在将举升门举起时重新卷绕。
参照图4和图5，在图4和图5中，带引号的附图标记表示与如上
文阐述元件相似的元件，示出了根据另一实施方式构造的电动机械撑杆
10’，该电动机械撑杆10’包括下壳体12’和上壳体14’，该下壳体12’具
有限定有室24’的筒形侧壁22’，该上壳体14’具有限定有室34’的筒形
侧壁32’。应当理解的是，下壳体12’和上壳体14’可以形成为单一的壳
体。
电动机械撑杆10’还包括可伸展轴16’，该可伸展轴16’能够在图4
中所示的缩回位置与图5中所示的伸展位置之间移动，该缩回位置对应
于举升门21的关闭位置，该伸展位置对应于举升门21的打开位置。
马达-齿轮箱组件36’坐置在室24’内。马达-齿轮箱组件36’包括电
动马达单元42’和用于驱动动力螺杆40’的减速齿轮组单元46’。减速单
元46’为具有行星齿轮52’的行星齿轮组，该行星齿轮52’将动力从齿圈
50’传递至中央输出齿轮51’以经由联接单元53’可旋转地驱动动力螺杆
40’。在目前的实施方式中，行星齿轮组46’提供了20:1的齿轮减速比。
在该布置中，联接单元53’可以用作集成式挠性联接和滑动式离合器装
置，如将在下文中详细说明的。
可伸展轴16’在相反的第一端部70和第二端部72之间延伸。可伸
展轴16’的第一端部70是敞开的并且可伸展轴16’的第二端部72由端壁
76闭合。可伸展轴16’的第二端部72联接至枢转安装件20’。
可伸展轴16’包括外部筒形壁78和内部筒形壁80，该内部筒形壁
80在外部筒形壁78的内部与外部筒形壁78间隔开。内部筒形壁80的
一个端部连接至端壁76。外部筒形壁78和内部筒形壁80限定了位于二
者之间的环形室82。环形室82的一个端部由端壁76闭合，并且环形室
82的相反的端部限定了开口84。内部筒形壁80还限定了位于环形室82
的内部的筒形室86。筒形室86通过内部筒形壁80与环形室82分隔开。
驱动螺母58’刚性地安装在可伸展轴16’的筒形室86中。驱动螺母
58’与动力螺杆40’螺纹联接以便将动力螺杆40’的旋转运动转变成可伸
展轴16’沿着动力螺杆40’的纵向轴线87的线性运动。动力螺杆40’和驱
动螺母58’限定了带螺纹的轴杆传动组件。
动力弹簧68’坐置在环形室82内。动力弹簧68’包括与可伸展轴16’
的第二端部72接合的一个端部88以及邻近于下壳体12’接合至上壳体
14’的另一端部90。动力弹簧68’为螺旋弹簧，该螺旋弹簧随着可伸展轴
16’相对于上壳体14’和下壳体12’的移动而伸展和缩回。然而，应当理
解的是，弹簧的具体类型可以变化。
在动力操作中，由马达42’提供的转矩经由行星齿轮组46’传递至动
力螺杆40’，以使可伸展轴16’如上文描述的进行线性运动。对于手动操
作，马达42’和行星齿轮组46’可以被反向驱动，并且/或者联接件53’
可以将动力螺杆40’与齿轮组46’以可释放的方式断开连接。系统中的因
马达42’和行星齿轮组46’与动力螺杆40’的直接的接合而产生的摩擦还
允许举升门21保持在介于打开位置与关闭位置之间的任何中间位置中。
电动机械撑杆10’因而通过利用马达-齿轮箱组件36’的内部摩擦在无动
力消耗的情况下提供了用于举升门的稳定的中间位置(这例如对于顶板
低的车库而言是有用的)。
动力弹簧68’提供了对举升门21的重量的机械平衡。动力弹簧68’
——其可以为螺旋弹簧——在其动力模式和非动力模式两种模式下帮
助举起举升门21。当可伸展轴16’处于缩回位置时，动力弹簧68’被紧
紧地压缩在可伸展轴16’与下壳体12’之间。当动力螺杆40’旋转以使轴
16’伸展时，动力弹簧68’也伸展以释放其储存的能量并且通过轴16’传
递轴向力以帮助举起举升门21。当动力螺杆40’旋转以使可伸展轴16’
缩回时，或当举升门21被手动地关闭时，动力弹簧68’被压缩在轴16’
与下壳体12’之间并且因此被重新赋能。
除了帮助驱动动力螺杆40’之外，动力弹簧68’还提供了预加载力以
减小马达42’的磨损并且减小起始阻力。此外，当举升门21被关闭时动
力弹簧68’提供阻尼辅助。与气体撑杆不同，动力弹簧68’基本上不受温
度变化的影响，也不会过分地抵抗用于关闭举升门21的人力作用。
应当理解的是，如在本领域中已知的滚珠螺杆组件可以被用于代替
驱动螺母58’。另外，尽管已经具体地参照了举升门21，还应当理解的
是，本发明还可以应用于多种其他的闭合板，比如后备箱或行李箱盖。
图6示出了电动机械撑杆100的另一实施方式，该实施方式特别适
于较小的闭合板，比如与较大的闭合板比如举升门不同的行李箱盖，因
为电动机械撑杆100具有与先前讨论的实施方式相比较短的整体长度。
电动机械撑杆100包括下壳体112和上壳体114，下壳体112限定齿轮
箱壳体124，该上壳体114具有限定有室134的筒形侧壁132。安装件
102被连接至下壳体112。下壳体112和上壳体114可以形成为单一的
壳体。电动机械撑杆100还包括能够在图6中示出的缩回位置与图7A
中示出的伸展位置之间移动的可伸展轴116，该缩回位置对应于行李箱
盖的关闭位置，并且伸展位置对应于行李箱盖的打开位置。
马达-齿轮箱组件135——包括马达单元142和减速单元136——驱
动动力螺杆140，该动力螺杆140进而驱动可伸展轴116，如下文更详
细地讨论的。在该具体的实施方式中，马达142为安装在壳体143中的
电动马达，而减速单元136为双级齿轮系136。更具体地，马达142的
特征在于具有蜗杆151的输出轴150，其中，蜗杆151固定地安装在输
出轴150上，该蜗杆151延伸入齿轮箱壳体124中。蜗杆151以驱动的
方式接合安装在齿轮箱壳体124中的蜗轮152。蜗杆151和蜗轮152限
定了蜗轮蜗杆组。蜗轮152进而包括一体式或刚性安装的轴153，该轴
153从蜗轮152沿着其旋转轴线横向地延伸，从而提供第一级减速和转
矩增大。轴153轴颈配合在齿轮箱壳体124中并且特征在于小齿轮155，
小齿轮155以传动的方式接合传动齿轮156，因此提供了第二级减速和
转矩增大。在本实施方式中，二级齿轮系136提供了大约38:1的齿轮
减速比，尽管如此，该比率将根据任何具体应用的特定几何形状而变化。
动力螺杆140具有无螺纹的端接部141，该端接部141延伸入传动齿轮
156的中央孔中并且固定地连接在传动齿轮156的中央孔中，因此将旋
转动力从马达142传递至动力螺杆140。以前述方式，马达142可以安
装成使得其沿着马达输出轴/蜗杆150、152居中的纵向轴线180横向于
上壳体114的纵向轴线187，该纵向轴线187沿着动力螺杆140居中。
因此，与柱的先前描述的实施方式10、10’相比，电动机械撑杆100的
整体长度可以被减小。
可伸展轴116在相反的第一端部170和第二端部172之间延伸。可
伸展轴116的第一端部170是敞开的并且可伸展轴116的第二端部172
由端壁176闭合。可伸展轴116的第二端部172连接至安装件120。驱
动螺母158刚性地安装在可伸展轴116的第一端部170处。驱动螺母158
以螺纹连接的方式联接至动力螺杆140以便将动力螺杆140的旋转运动
转变为可伸展轴116沿着动力螺杆140的纵向轴线187的线性运动。因
此，动力螺杆140和驱动螺母158限定了带螺纹的轴杆传动组件。
在本实施方式中，动力弹簧168配装在筒形侧壁132上。弹簧168
的第一端部188抵接邻近可伸展轴116的第二端部172的唇缘部189或
以其它方式连接至唇缘部189。弹簧168的第二端部190邻近于下壳体
112而抵接上壳体114或以其它方式联接至上壳体114。弹簧168为螺
旋弹簧，该螺旋弹簧随着可伸展轴116相对于上壳体114和下壳体112
的移动而伸展和缩回。在图7A所示的安装位置中，弹簧168处于压缩
状态并且被偏置以将可伸展轴116朝向对应于行李箱盖的打开位置的伸
展位置迫压。在该实施方式中，安装件120连接至鹅颈形铰链121，该
鹅颈形铰链121使得行李箱盖(未示出)绕着连接至车身的安装件102
枢转。在弹簧168的线圈与筒形侧壁132之间同中心地安装有泡沫阻尼
器192(图6)以防止线圈毁坏并且使得啮合噪声最小化。
在动力操作中，由电动马达142提供的转矩经由双级齿轮系136传
递至动力螺杆140，从而使得可伸展轴116如上文描述的进行线性运动。
对于手动操作，由于没有离合器，马达142和齿轮系136必须反向驱动。
作为传动齿轮156与动力螺杆140的端接部141之间的直接连接的替代
方案，可以在传动齿轮156与动力螺杆140的端接部141之间安装如图
6中的以虚线示出的联接单元193，以提供转矩限制(即，滑动式离合
器)功能和扭转/轴向阻尼(即，挠性阻尼器(flexdamper))功能中的
至少一者。在这一方面，下文将描述这种一体式联接单元的多个实施方
式。
动力弹簧168提供了对行李箱盖的重量的机械平衡，弹簧168——
其可以是螺旋弹簧——帮助以其动力模式和非动力模式两者举起行李
箱盖。当可伸展轴116处于缩回位置时，动力弹簧168被紧紧地压缩在
可伸展轴116与下壳体112之间。当动力螺杆140旋转以使轴116伸展
时，动力弹簧168也伸展以释放其储存的能量并且通过轴116传递轴向
力以帮助举起行李箱盖。当动力螺杆140旋转以缩回可伸展轴116时，
或当行李箱盖被手动地关闭时，动力弹簧168被压缩在轴116与下壳体
112之间并且因此被重新赋能。
在图7B中，弹簧168处于压缩状态并且被偏置以将可伸展轴116
朝向对应于行李箱盖的打开位置的伸展位置迫压。在图7B中所示的安
装位置中，当行李箱盖关闭时，可伸展轴116处于其完全伸展位置，并
且当行李箱盖打开时，可伸展轴116转变为其完全缩回的位置。在此安
装位置中，弹簧168处于张紧状态并且被偏置以将可伸展轴116朝向对
应于行李箱盖的打开位置的缩回位置迫压。
图8、图8i和图8ii示出了电动机械撑杆200的另一实施方式的横
截面图，与先前讨论的撑杆的实施方式10、10’相比，该电动机械撑杆
200具有更模块化的设计。电动机械撑杆200包括两个主要的、可分离
的单元：动力驱动单元202和伸缩单元204，这两者在图9和图10(其
中，移除了覆盖壁)中以片段式轴侧投影视图的方式独立地示出。动力
驱动单元202被定尺寸和规定为用作用于与不同的车辆相关联的多个闭
合板的驱动单元。伸缩单元204可以根据每个独特的车辆模式的需要定
尺寸以实现所需的伸缩行程长度。动力驱动单元202的特征在于输出驱
动轴206和弹性联接件208，该弹性联接件208使得动力单元202能够
与伸缩单元204快速且容易地附接，如下文更详细地讨论的。如图8i
和图8ii中观察到的，优选地由塑料制造的长形管状覆盖件210被配装
在动力单元202和伸缩单元204上以保护两个单元之间的接合部分不受
环境的影响。覆盖件210还对观察者提供了柱的美观统一的外观。
如图8ii中最佳示出的，动力单元202具有管状外壳212，该管状
外壳212固定至端盖220以限定室224。端盖包括枢转安装件221。马
达-齿轮箱组件236的一部分坐置在室224内。马达-齿轮箱组件236包
括电动马达242和可操作成驱动动力螺杆240的行星减速齿轮组246。
马达242和行星减速齿轮组246被安装在相应的马达壳体和齿轮箱壳体
中，马达壳体和齿轮箱壳体进而坐置在室224中。动力螺杆240坐置在
伸缩单元204中并且联接至动力单元输出轴206，如下文更详细地讨论
的。在图示的实施方式中，在现有技术中本身已知的行星减速齿轮组246
提供了大约20:1的齿轮减速比。
如图8i中最佳示出的，伸缩单元204具有可伸展构件216，该可伸
展构件216包括外引导管或管状外壳214和管状螺母轴281，该外引导
管或管状外壳214和管状螺母轴281经由端盖218彼此刚性地固定。可
伸展构件216能够在图8中示出的缩回位置与未示出的伸展位置之间移
动，该缩回位置对应于举升门21的关闭位置，该伸展位置对应于举升
门21的打开位置。
外管状外壳214包括筒形壁278，该筒形壁278在相反的第一端部
270与第二端部272之间延伸并且限定了室234。筒形壁278的第一端
部270是敞开的并且筒形壁278的第二端部272由端盖218闭合。优选
地，筒形壁278的第二端部272经由卡扣环273被紧固至端盖218。端
盖218包括枢转安装件221。
管状螺母轴281的特征在于筒形壁280，该筒形壁280在外管状外
壳214的筒形壁278的内部与外管状外壳214的筒形壁278间隔开。筒
形壁280的一个端部刚性地连接至端盖218。外部管状外壳214的筒形
壁278与管状螺母轴281的筒形壁280限定了位于外部管状外壳214的
筒形壁278与管状螺母轴281的筒形壁280之间的环形室282。环形室
282的一个端部由端盖218闭合并且环形室282的相反的端部限定了开
口284。管状螺母轴281的筒形壁280还限定了位于环形室282的内部
的筒形室286。筒形室286通过筒形壁280与环形室282分隔开。
在本实施方式中，管状螺母轴281的筒形壁280与端盖218具有用
于将部件互相连接的配合螺旋形螺纹283。如图11的独立视图中最佳观
察到的，为了防止管状螺母轴281从端盖218松开或旋开，沿着端盖218
中的通孔285安装有销(未示出)，该通孔285与筒形壁280对准。以
这种方式，销不会不适当地进入筒形室286，使得能够使用筒形室286
的整个容积。
驱动螺母258(图8ii)邻近于筒形室286的开口284刚性地安装在
管状螺母轴281的筒形室286中。在优选的实施方式中，驱动螺母258
被铆接至筒形壁280中。驱动螺母258与动力螺杆240以螺纹连接的方
式联接以便将动力螺杆240的旋转运动转变为可伸展构件216沿着动力
螺杆240的纵向轴线287的线性运动。
在本实施方式中，伸缩单元204包括长形固定内引导管260，该固
定内引导管260具有远离动力单元202的敞开的端部262和与动力单元
202邻近且固定地安装至动力单元202的相反的端部264。固定引导管
260可以被认为形成了壳体的将撑杆的一个端部连接至举升门(或车身)
的一部分，其中，可伸展构件216将撑杆的另一个端部连接至车身(或
举升门)。固定内引导管260布置在环形室282中、紧邻于管状螺母轴
281的筒形壁280并且在外引导管/管状外壳214的筒形壁278的内部与
外引导管/管状外壳214的筒形壁278间隔开。固定内引导管260紧密地
配装在管状螺母轴281上，但不相对于可伸展构件216线性地延伸或平
移。
动力弹簧268坐置在环形室282中、在固定内引导管260与外引导
管/管状外壳214的筒形壁278之间。动力弹簧268为螺旋弹簧，其随着
可伸展构件216相对于固定管260和动力单元202的移动而伸展和缩回。
固定内引导管260与外引导管/管状外壳214之间的环形间隔定尺寸为紧
密地配合动力弹簧268的优选的环形形式。弹簧268的一个端部288连
接至可伸展构件216的端盖218，并且弹簧268的另一个端部290连接
至固定内引导管260的邻近于动力单元202且最终由动力单元202支撑
的端部264。应当理解的是，在本实施方式中，动力弹簧268在固定内
引导管260与外引导管/管状外壳214的共同作用下沿着其行程的整个长
度被引导且被支撑以抵抗屈曲，该固定内引导管260引导动力弹簧268
的内侧边缘，该外引导管/管状外壳214引导动力弹簧268的外侧边缘。
在优选的实施方式中，当可伸展构件216处于其完全伸展位置时，固定
内引导管260和外引导管/管状外壳214叠置或共同伸展，从而抑制了动
力弹簧268屈曲的趋势。
动力弹簧268可以包括在环形室282中连续地设置的第一螺旋弹簧
部段268A和第二螺旋弹簧部段268B。第一螺旋弹簧部段沿第一方向缠
绕，并且第二螺旋弹簧部段沿相反的方向缠绕。在第一螺旋弹簧部段
268A和第二螺旋弹簧部段268B之间插置有推力支承件，比如垫圈266。
这种布置是有利的，因为推力支承件平衡了当可伸展构件216平移时线
圈部段268A和268B遇到的扭转负荷。相反，在仅存在一个弹簧的情
况下，当可伸展构件移动时，在弹簧的两端处产生扭转力，该扭转力通
常使得弹簧旋转，从而由于弹簧的多个螺旋弹簧与外引导管214和内引
导管260之间的接触而产生摩擦力。因此，优选的实施方式减小了动力
弹簧268与外引导管214和内引导管260之间的摩擦，从而增大了系统
的效率并且减小了手动打开和关闭举升门所用的力。然而，应理解的是，
弹簧的具体类型可以变化。
伸缩单元204以如下方式安装在动力单元202上：另外地参照图12
和图13的片段分解图，动力单元202的弹性联接件208经由螺孔222
预螺栓连接在动力单元202的管状外壳212上。弹性联接件208的特征
为具有多个弹性联接凸耳226(图10)。固定内引导管260包括管状支
承壳体292(图12)。在优选的实施方式中，为了易于制造，管状支承
壳体292为固定地安装至管260的端部264的单独件。更具体地，管260
(或者其部分)向外张开——如可以容易地在卷边操作(crimping
operation)或冲压操作中完成的——以形成抵靠管状支承壳体292的内
壁的弹性挡圈294。支承壳体292的特征为还具有多个凸耳296，所述
多个凸耳296与弹性联接件208的凸耳226以互相交叉的方式配合。在
替代性实施方式中，固定引导管260和支承壳体292可以由一体件形成。
管状齿轮组联接件238经由球轴承228(图8ii)轴颈配合在支承壳
体292内。安装在联接件238上的间隔套筒230与内弹性挡圈232将球
轴承228保持在壳体292内。联接件238是长形的，联接件238的一个
端部与动力螺杆240的对接端部241传动地配合。优选地，销256将间
隔套筒230和联接件238固定至动力螺杆240。联接件238的另一端部
与动力单元输出驱动轴206配合。作为对传动齿轮156与动力螺杆240
的对接部241之间的直接连接的替代性方案，以虚线示出的联接单元
293可以安装在传动齿轮156与动力螺杆240的对接部241之间以提供
转矩限制(即，滑动式离合器)功能与扭转/轴向阻尼(即，挠性阻尼器)
功能中的至少一者。在这方面，下文中将描述这种一体式联接单元的多
个实施方式。
因此，可以通过仅使联接件238在动力单元输出驱动轴206上滑动
而同时使支承壳体292的凸耳296与弹性联接件208的凸耳226互相交
叉接合，使得伸缩单元204快速地并且容易地附接至动力单元202。支
承壳体292然后优选地经由螺孔298固定地安装至动力单元202的管状
外壳212。应当理解的是，弹性联接件208消除了将动力螺杆240与齿
轮组246非常精确地对准的需要，减少了对高精度部件的需要，同时容
许动力螺杆240与行星齿轮组246之间的刚性连接。
仍然参照图8i、图8ii和图10，动力单元202可以包括附加的弹性
间隔件或凸起。更具体地，弹性间隔件244(图8ii)安装在外壳212内
且位于马达242与齿轮组246之间。另一凸起248(图8ii)安装在外壳
212内且位于马达242的后端部处。弹性凸起248、间隔件244和联接
件208优选地分别具有肖氏硬度A40、A60和A80。这些弹性部件将马
达242和齿轮组246与管状外壳212隔离开，并且减小了系统的噪音和
振动，特别是在每个弹性部件的硬度被选择为阻尼系统的主要的谐振的
情况下。另外，弹性部件——特别是联接件208——使电动机械撑杆200
能够在加电时具有“软起动”，这将增大系统的耐久性。具体地，在无
附加电路的情况下，当马达242启动时，马达242将倾向于具有较大的
起动力矩。由于撑杆200因其与车身和举升门的连接而被禁止旋转，该
较大的起动力矩将从动力单元202传递到伸缩单元204上。然而，弹性
联接件208会减小部件上的初始冲击，并因此减小系统的磨损。在替代
性实施方式中，弹性联接件208能够被安装至支承壳体292，和/或动力
单元202的外壳可以具有互相交叉接合的凸耳。
在动力操作中，马达242提供的转矩经由齿轮组246传递至动力螺
杆240，以使可伸展构件216如上文描述的进行线性运动。对于手动操
作，马达242与行星齿轮组246被反向驱动。系统中的因马达242和行
星齿轮组246与动力螺杆240的直接接合而产生的摩擦允许举升门21
保持在介于打开位置与关闭位置之间的任何中间位置。电动机械撑杆
200因而通过利用马达-齿轮箱组件236的内部摩擦在无动力消耗的情况
下提供了用于举升门21的稳定的中间位置(这例如对于顶板低的车库
而言是有用的)。
动力弹簧268提供了对举升门21的重量的机械平衡。动力弹簧268
可以包括两个连续地布置的螺旋弹簧部段，所述两个螺旋弹簧部段在其
动力模式和非动力模式两种模式下帮助举起举升门。当可伸展构件216
处于缩回位置时，动力弹簧268被紧紧地压缩在可伸展构件216的端盖
218与由动力单元202的管状外壳212支撑的支承壳体292之间。当动
力螺杆240旋转使得可伸展构件216伸展时，动力弹簧268也伸展，从
而释放其储存的能量并且通过可伸展构件216传递轴向力以帮助举起举
升门21。当动力螺杆240旋转使得可伸展构件216缩回时，或者当举升
门21被手动地关闭时，动力弹簧268被压缩在端盖218与支承壳体292
之间并因此再赋能。
应当理解的是，如在本领域中已知的滚珠螺杆组件可以被用于代替
驱动螺母258。另外，尽管已经具体地参照了举升门，还应当理解的是，
本发明可以被应用于多种其他的闭合板，比如后备箱盖或行李箱盖。
现在参照图14至图26，图示了根据本公开构造的马达-齿轮箱组件
600的实施方式。尽管不限于此，马达-齿轮箱组件600适于与诸如图1
至图5的电动机械撑杆10、10’以及图8至图13的电动机械撑杆200
之类的直列式电动机械撑杆一起使用。出于清楚的目的，现在将结合电
动机械撑杆200的模块化型式描述马达-齿轮箱组件600。因此，马达-
齿轮箱组件600适于与动力驱动单元202相关联并被安装在形成于管状
外壳212中的室224内。马达-齿轮箱组件600基本上为构造成将电动
马达单元602和齿轮箱单元604集成在共同的组件中的两单元组件。电
动马达单元602包括限定内马达室608的筒形马达壳体606，定子组件
(未示出)与转子轴610可操作地布置在该内马达室608内。转子轴610
经由一对横向间隔开的支承环612和614支撑以绕马达-齿轮箱组件600
的中心轴线旋转。多个电连接器616延伸穿过端板618以将电力提供至
定子组件，该端板618刚性地紧固至马达壳体606。转子轴610限定旋
转马达输出部件620，该旋转马达输出部件620延伸穿过形成为穿过马
达壳体606的杯形端部部段622的孔口624。如示出的，支承环614安
装在孔口624内。孔口624延伸穿过从马达壳体606的端部部段622轴
向向外延伸的环形凸台部段626。如将详细描述的，马达输出部件620
布置成驱动与齿轮箱单元604相关联的双级行星齿轮系630的旋转输入
部件。
齿轮箱单元604示出为包括齿轮箱壳体632，该齿轮箱壳体632具
有筒形桶部段633和杯形端部部段634。盖环636经由诸如螺钉638之
类的多个紧固件固定至马达壳体606的杯形端部部段622。盖环636构
造成包括外环形凸缘部分640，该外环形凸缘部分640被定尺寸为接纳
和保持在与齿轮箱壳体632的桶部段633相关联的凹入式端部部分642
内。在盖环636的凸缘部分640与桶部段633的端部部分642之间设置
有诸如扭转锁定结构之类的可释放连接结构，以将齿轮箱壳体632可释
放地紧固至马达壳体606。盖环636还包括围绕马达壳体606的凸台部
段626的中央孔口644，并且马达输出部件620穿过该中央孔口644延
伸入在齿轮箱壳体632内限定的内齿轮箱室646中。盖环636由适当的
刚性材料形成，该刚性材料被选择为缓冲振动，并用作马达单元602与
齿轮箱单元604之间的隔离件。如在图15中最佳观察到的，齿轮箱壳
体632的杯形端部部段634限定管状凸台650和围绕凸台650的一系列
周向排列的凸耳652。凸耳652被设置用于将配备有马达-齿轮箱组件
600的动力驱动单元202经由弹性联接件208以与关于电动机械撑杆200
详细描述的并且如在图8至图13中示出的方式类似的方式简单地并且
精确地附接至伸缩单元204。
双级行星齿轮系630安装在齿轮箱室646内并且基本上包括与统
一的或“公共的”齿圈664以配合的方式相关联的第一级齿轮组660和
第二级齿轮组662，该统一的或“公共的”齿圈664一体地形成在齿轮
箱壳体632的筒形桶部段633的内表面中或刚性地紧固至齿轮箱壳体
632的筒形桶部段633的内表面。更具体地，第一级齿轮组660包括联
接成与马达输出部件620共同旋转的第一太阳齿轮670、具有多个周向
排列并且轴向地延伸的第一销674的第一行星架672、以及各自可旋转
地支撑在所述多个第一销674中的对应的一者上的多个第一卫星或行星
齿轮676。第一销674可以与第一行星架672一体地形成或刚性地紧固
至第一行星架672。在所示出的具体的非限定性示例中，为三个(3)的
多个第一行星齿轮676与第一级齿轮组660相关联地设置。所述多个第
一行星齿轮676中的每一者与第一太阳齿轮670和公共齿圈664的第一
齿圈部段678恒定地啮合。根据优选的构造，第一太阳齿轮670、第一
行星齿轮676和公共齿圈664的第一齿圈部段678中的每一者均形成有
螺旋齿轮齿。为适应由螺旋齿轮传动装置产生的轴向引导的推力负荷，
第一行星齿轮676位于第一行星架672的平坦推力面表面680与接合盖
环636的平坦推力面表面684的推力环682之间。第一行星架672示出
为包括相对于推力面表面680偏移并且与第一太阳齿轮670对准的凹入
面表面686。
第二级齿轮组662包括由第一行星架672驱动的第二太阳齿轮
690、具有多个周向排列地对准并且轴向地延伸的第二销694的第二行
星架692、以及各自可旋转地支撑在所述多个第二销694中的对应的一
者上的多个第二卫星或行星齿轮696。第二太阳齿轮690可以与第一行
星架672一体地形成或刚性地紧固至第一行星架672。类似地，第二销
694可以与第二行星架692一体地形成或刚性地紧固至第二行星架692。
根据示出的非限制性示例，为四(4)个的多个第二行星齿轮696与第
二级齿轮组662相关联地设置。每个第二行星齿轮696与第二太阳齿轮
690和公共齿圈664的第二齿圈部段698恒定地啮合。根据优选的构型，
第二太阳齿轮690、第二行星齿轮696和公共齿圈664的第二齿圈部段
698中的每一者均形成有螺旋齿轮齿。为了适应轴向推力负荷，各个第
二行星齿轮696安装在于第二行星架692的第一架圈部段700与第二架
圈部段702之间延伸并且提供平坦推力表面的第二销694中的一者上。
第一架圈部段700和第二架圈部段702在图24中最佳地示出为通过在
窗式孔口706之间延伸的腹板部段704相互连接，第二行星齿轮696的
一部分可旋转地延伸穿过所述窗式开口706。
第二太阳齿轮690在图22中示出为经由适当的紧固件——诸如螺
钉710被牢固地紧固，以与第一行星架672共同旋转。然而，如提到的，
在替代性构型中，第二太阳齿轮690可以与第一行星架672一体地形成。
双级行星齿轮系630的旋转输出部件712传动地联接成用于与该第二行
星架692的第二架圈部段702一起旋转。更具体地，第二行星架692包
括管状短轴部段714，该管状短轴部段714与第二架圈部段702一体地
形成或刚性地紧固至该第二架圈部段702。短轴部段714构造成以可旋
转的方式布置在齿轮箱壳体632的凸台650内。输出部件712示出为向
外凸出的齿轮箱输出轴716，该向外凸出的齿轮箱输出轴716具有保持
在中央孔口718中的第一部分，该中央孔口718形成在第二行星架692
的短轴部段714中。诸如带螺纹的螺钉720之类的适当的紧固件可以用
于单独地或者以与形成在孔口718中的配合凸耳(未示出)结合的方式
将齿轮箱输出轴716的第一部分紧固至第二行星架692。止推环722靠
近短轴部段714的末端部724对准并且接合凸台650的末端表面726。
止推环722经由安装在安装槽730中的固定夹728轴向地保持，安装槽
730形成在齿轮箱输出轴716的第二部分中。齿轮箱输出轴716的第二
部分适于直接地或者经由中间联接件装置驱动地连接至离合器/联接组
件的输入端。在那些不具有离合器/联接装置的应用中，齿轮箱输出轴
716可以直接地联接至动力螺杆的输入部段。
基于所公开的布置，第一级齿轮组660构造成提供马达输出部件
620与第一行星架672之间的第一减速。因此，第一太阳齿轮670用作
第一级齿轮组660的输入部件，第一行星架672用作其输出部件，而第
一齿圈部段678用作其反作用部件。此外，第二级齿轮组662构造成提
供第一行星架672与第二行星架692之间的第二减速。具体地，由于第
二太阳齿轮690传动地联接成用于与第一行星架672一起旋转，第二太
阳齿轮690用作第二级齿轮组662的输入部件。类似地，由于齿轮箱输
出轴716被固定为与第二行星架692一起旋转，齿轮箱输出轴716用作
第二级齿轮组662的输出部件同时第二齿圈部段698用作其反作用部
件。因此，在马达输出部件620与齿轮箱输出部件716之间建立了双级
减速驱动连接。
根据用于双级行星齿轮系630的一个优选的构造，预期的是公共
齿圈664的第一齿圈部段678和第二齿圈部段698具有相同的直径和齿
形以提供第一级齿轮组660与第二级齿轮组662之间的共性，由此简化
了制造，减小了噪音并且优化了齿轮箱壳体632内的带齿轮的部件的对
准。另外，相同排列的和相同尺寸的第一销674和第二销694结合齿圈
664的一致的第一齿圈部段和第二齿圈部段的使用允许使用用于第一级
齿轮组660和第二级齿轮组662的相同的卫星(行星)齿轮和相似尺+寸
的太阳齿轮。公共齿圈664的齿形示出为与第一齿圈部段678和第二齿
圈部段698相关联的连续的螺旋齿轮齿形。因此，在第一行星齿轮和第
二行星齿轮上以及第一太阳齿轮和第二太阳齿轮上也形成有螺旋齿轮
齿。然而，本公开意在也包括可选地使用用于双级行星齿轮系630的+直
齿(即，正齿轮)齿轮部件。
为了减小重量，设想的是第一行星架672和/或第二行星架692可
以由刚性塑料材料或轻质金属诸如铝形成。同样地，齿轮箱壳体632优
选地具有沿着其整个长度的共同的外直径。同样设想的是对于双级行星
齿轮系630可以使用相等数量的第一行星齿轮和第二行星齿轮，可以使
用共同的行星架，并且可以使用单环形架(例如，架672)或者双环形
架(例如，架692)。此外，可以使用用于行星架和/或销的不同的材料
以适应转矩要求，诸如，例如，与第一级齿轮组660相关联的塑料部件
和与第二级齿轮组662相关联的金属部件。这种部件的使用允许模块化
设计方法并在保持用于互换性的共同的齿轮部件尺寸的同时适应变化
的强度要求。
尽管已经与具体的马达单元602相关联地示出了齿轮箱单元604，
应当理解的是具有旋转输出的任何类型的电动马达可以与齿轮箱单元
604结合使用。更具体地，齿轮箱单元604适于与任何适合的电动马达
单元安装以限定马达-齿轮箱组件600。如此，只要电动马达具有能够联
接至双级行星齿轮系630的输入端的旋转输出部件，电动马达的具体构
造和类型不受限制。此外，公共齿圈664的第一齿圈部段和第二齿圈部
段的设计并不意在因本公开涉及具有连续的螺旋齿轮齿形而推断出需
要不同的螺旋齿轮齿外形/构造。
在优选的布置中，与公共齿圈664和第一太阳齿轮670和第二太
阳齿轮690相关联的齿数量的组合被选择为允许第一级齿轮组660包括
为三(3)个的多个第一行星齿轮676以及允许第二级齿轮组662包括
为四个(4)的多个第二行星齿轮696以提供期望的总体速度减小和转
矩增大，同时提供非常紧凑的齿轮系布置。然而，双级行星齿轮系630
也可以构造成使用不同尺寸的行星齿轮和太阳齿轮，以结合公共齿圈
664在第一级齿轮组660与第二级齿轮组662之间建立不同的速率减小。
另外，齿轮箱单元604也可以通过仅将该布置构造成经由横向齿轮组
(即，蜗杆齿轮组)和电动马达单元驱动马达输出部件620而适于应用
在偏移的马达-齿轮箱组件(图6)中。因此，本公开考虑在双级行星齿
轮系的双级中使用螺旋齿轮传动装置；类似地与行星架相关联地定尺寸
的销；使用相同尺寸的螺旋行星齿轮和太阳齿轮；使用不同的材料以满
足强度和噪音要求；并且提供对于马达-齿轮箱组件的模块化方法。最
后，应当理解的是，配备有双级行星齿轮系的齿轮箱单元能够适于用在
其他类型的线性和旋转致动器中，诸如那些例如用于使用于动力式可转
换的顶系统的四杆连杆装置移动的致动器。
除了以上之外，以下为与双级行星齿轮系630相关联的一些有益
特征的总结。具有用于与第一级齿轮组660和第二级齿轮组662一起使
用的公共齿圈664(相同直径的连续的内部以及连续的齿形)的行星齿
轮箱的使用使制造变得容易、减小了噪音并且改进了齿轮对准。另外，
相同尺寸的销674、694结合公共齿圈664的使用允许在第一级齿轮组
660和第二级齿轮组662二者中使用相同的行星齿轮676、696。对于销
674、694可以使用不同的材料以适应在第一级齿轮组660和第二级齿轮
组662二者中的负荷，诸如，例如在第一级齿轮组660中使用塑料销674
并在第二级齿轮组662中使用金属销694。不同类型的行星架(单架板、
双架板)和/或将两个行星架集成到共同单元中也是可能设想到的替代性
方案。另外，这种集成的架单元可以与行星齿轮和销一起模制(例如，
塑料或粉末金属的压缩模制或注塑模制)。其他特征可以包括与塑料行
星架与金属销组合使用以在提供用于行星齿轮旋转的低摩擦高强度轴
的同时减小整体质量。最后，结合能够使用用于与公共齿圈664的第一
级齿轮组660和第二级齿轮组662的不同数量的行星齿轮676、696提
供了增强的承载能力、不相等的减速比以及更容易的组装。
根据优选的构型，第一行星架672被模制为具有第一销674和第
二太阳齿轮690的一件式部件，其中，第一销674从第一平坦表面680
轴向地延伸，第二太阳齿轮690从第二平坦表面681轴向地延伸。第一
销674的长度可以被选择为延伸超过第一行星齿轮674的端部，使得第
一销674的末端部接合盖环636的平坦表面684，以便能够去除止推环
682。
现在参照图27至图29，第一行星架750的替代性实施方式被示
出为与马达-齿轮箱组件600的齿轮箱单元604’中的双级行星齿轮系
630’一起使用。由于齿轮箱单元604’的许多部件在结构和功能上与之前
描述的齿轮箱单元604(图20)的部件相同或大致类似，因此下文中使
用相同的附图标记，其中，加了引号的附图标记标识那些稍作改动以在
其内集成第一行星架750的子组件和部件。总体上，第一行星架750为
两件式组件，该两件式组件具有第一或“板”架构件752以及第二或“盖”
架构件754。在操作中，第一行星架750与第一级齿轮组660’相关联并
且用于以可旋转的方式支撑多个第一行星齿轮676，所述多个第一行星
齿轮676各自与第一太阳齿轮670和公共齿圈664的第一齿圈部段678
恒定地啮合接合。由于第二太阳齿轮756与板架构件752的板部段758
一体地形成并且从板架构件752的板部段758轴向地延伸，因而第一行
星架750也与第二级齿轮组662’相关联。
如从图28和图29中最佳地观察的，板架构件752示出为包括多
个周向排列的第一销760和第一安装凸耳762，第一销760和第一安装
凸耳762各自从板部段758轴向地延伸。具体地，示出的非限制性实施
方式包括为三个的多个等间距的第一销760和为三个的多个等间距的安
装凸耳762。每个安装凸耳762构造成包括：弧形外径面764，该弧形
外径面764通常与板部段758的外周缘表面766对准；内径面768，该
内径面768限定有室，第一太阳齿轮670可旋转地布置在该室内；平坦
端表面770；以及一对弧形边缘表面772。如在图28中观察到的，每对
相邻的安装凸耳762的相向的边缘表面772限定围绕对应的第一销760
的行星腔，第一行星齿轮676在该行星腔内旋转。台阶状安装孔口776
形成为延伸穿过每个安装凸耳762和板部段758。每个安装孔口776包
括较小直径的筒形部段776A和较大直径的筒形部段776B。安装孔口
776可以与第一销760在共同的半径上周向地对准。第一销760形成为
从板部段758的平坦推力表面778轴向地延伸。
在该非限制性构型中，盖架构件754示出为包括：圈部段780；
环形毂部段782，该环形毂部段782从圈部段780的第一平面784轴向
延伸；以及多个周向排列且等间距的保持柱786，保持柱786从圈部段
780的第二平面788轴向延伸。每个保持柱786包括轴部段786A、加大
的锁定部段786B、以及为柱786提供弹性的长形槽786C。多个销保持
孔口790延伸穿过圈部段780并且被定尺寸和布置成在将第一行星齿轮
676安装到第一销760上之后将盖架构件754组装至板架构件752时接
纳并保持第一销760中对应的一个第一销760的末端部分。
当进行这种组装时，每个保持柱786最初安装入安装孔口776中
对应的一个安装孔口776的较小直径部段776A。槽786C允许锁定部段
786B弹性地径向向内地偏斜以便于移动穿过安装孔口776的较小直径
部段776A。当将保持柱786的锁定部段786B定位在安装孔口776的较
大直径部段776B内时，保持表面792弹性地卡入与肩部表面794的接
合，由此将盖架构件754保持在相对于板架构件752的安装位置中。如
在图27和图29中最佳地示出的，位于盖架构件754上的圈部段780的
平面788在两件式第一行星架750被组装时与安装凸耳762的端表面
770接合。盖架构件754的毂部段782构造成位于靠近盖构件636的位
置，同时形成在盖架构件754中的中央孔口796与盖构件中的孔口644
对准以便允许马达轴610的端部部分620驱动地联接至第一太阳齿轮
670。最后，第二太阳齿轮756大致构造成与第二太阳齿轮690(图20)
在形状和尺寸上一致。根据非限定性优选的构造，板架构件752和盖架
构件754各自为使用塑料材料制成的模制部件。第一行星齿轮676轴向
地限制在形成于板架构件752的板部段758上的推力表面778与形成在
盖架构件754的圈部段780上的推力表面788之间，以适应与螺旋齿轮
齿相关联的推力负荷。
现在参照图30至图33，两件式第一行星架750的替代性型式被
示出并标识为第一行星架750’。再次的，使用了共用的附图标记并带有
引号后缀，以标识第一行星架750’的那些与前述的第一行星架750的部
件和特征大致相似的部件和特征。总体上说，第一行星架750’包括板架
构件752’和盖架构件754’。在该替代性实施方式中，第一销760’此时从
盖架构件754’上的圈部段780’的推力表面788’延伸并且其末端部分保
持在保持孔口790’中，所述保持孔口790’在此形成为延伸穿过板架构件
752’的板部段758’。保持柱786’仍然设置在盖架构件754’的圈部段780’
上并且构造成以被锁定地保持在形成于安装凸耳762’中的保持孔口
776’中。除了这些修改之外，第一行星架750’基本上与第一行星架750
类似，并且因此，第一行星架750’适于用在齿轮箱单元604’中作为双级
行星齿轮系630’的一部分。
现在具体参照图34，示出了并且以附图标记850标识出了第一行
星架的另一两件式实施方式，特别是非常适合替换之前参照图15至图
26公开的马达-齿轮箱组件600的齿轮箱单元604内的双级行星减速齿
轮系630的第一级齿轮组660中的第一行星架672。总体上，两件式第
一行星架850被构造成包括经由“包覆模制”工艺刚性地紧固至第一架
板854的第二太阳齿轮852。除了太阳齿轮690制造为在制造第一架板
854期间随后包覆模制的单独部件之外，太阳齿轮852与太阳齿轮690
在尺寸和功能上基本类似。第一架板854包括多个周向排列并且轴向延
伸的第一销856，第一行星齿轮676可旋转地支撑在所述第一销856上。
第一销856与第一架板854在模制过程期间一体地形成。尽管未具体地
示出，第二太阳齿轮852包括轴向延伸的端部部分，该轴向延伸的端部
部分由第一架板854的联接凸缘部段858包覆模制。
已经出于说明和描述的目的提供了实施方式的前述描述。该描述
并非意在穷举或限制本公开。具体实施方式的各个元件或特征通常并不
限于该具体的实施方式，而是在可适用的情况下可互换并且能够被用在
即使并未具体地示出或描述的选定的实施方式中。具体实施方式中的各
个元件或特征也可以以许多方式改变。这种改变不应被认为是对本公开
的背离，并且所有这些修改意在被包括在本公开的范围内。
提供了示例性实施方式使得本公开将会是详尽的，并且将充分地
将范围传达给本领域技术人员。提出了诸如具体部件、装置和方法的示
例之类的许多具体细节以提供对本公开的实施方式的详尽理解。对于本
领域技术人员而言将明显的是，不必使用具体细节、示例性实施方式可
以以许多不同的方式实施、并且二者均不应当理解为是对本公开的范围
的限制。在某些示例性实施方式中，并未对公知的过程、公知的装置结
构和公知的技术进行详细的描述。
在此使用的术语仅用于描述具体的示例性实施方式的目的而并非
意在进行限制。如在此使用的，除非上下文另有明确说明，单数形式“一
(a)”、“一(an)”以及“该(the)”可以意在也包括复数形式。术语
“包括”、“包括有”、“包含”和“具有”是包含性的并且因而指明了所
述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更
多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或一个或更多个其他
特征、整体、步骤、操作、元件、部件的组的存在或附加。除非作为执
行顺序具体说明，在此描述的方法步骤、过程和操作不应理解为要求其
以所描述或示出的特定顺序执行。还应理解的是，可以使用附加或替代
的步骤。
当元件或层被提及为处于“在另一元件或层上”、“接合至另一元
件或层”、“连接至另一元件或层”、或“联接至另一元件或层”时，其
可以直接地在其他元件或层上，直接地接合至、连接至或联接至其他元
件或层，或者，可以存在中介元件或层。相反，当元件被提及为“直接
地在另一元件或层上”、“直接地接合至另一元件或层”、“直接地连接至
另一元件或层”或“直接地联接至另一元件或层”时，可以不存在中介
元件或层。用来描述元件之间的关系的其他词语(例如“在……之间”
与“直接地在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等等)应当以相似的
方式理解。如在此使用的，术语“和/或”包括相关联的列举的项目中的
一个或更多个的任意和所有组合。
尽管在此可能使用第一、第二、第三等术语来描述各个元件、部
件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不
应当被这些术语所限制。这些术语可能仅用来区别一个元件、部件、区
域、层或部分与另一区域、层或部分。除非上下文明确说明，比如“第
一”、“第二”和其他数字术语之类的术语在此使用时并非意味着次序或
顺序。因此，在不脱离示例性实施方式的教示的前提下，此处描述的第
一元件、部件、区域、层或部分可以被称作第二元件、部件、区域、层
或部分。
出于便于说明的目的，本文中可能使用比如“内部”、“外部”、
“在……下面”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等空间
相关的术语以描述如附图中所示的一个元件或特征与另一元件(多个
元件)或特征(多个特征)的关系。空间相关术语可能意在涵盖装置
在使用或操作中的除图中所描绘的定向之外的不同定向。例如，如果
图中的装置被翻转，则被描述为“在其他元件或特征的下方”或“在
其他元件或特征的下面”的元件将被定向成“在其他元件或特征的上
方”。因而，示例术语“在……下方”可涵盖在……上方和在……下
方这两个定向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或者处于其他
定向)，并且相应地解释文中使用的空间相关的描述词。