用于车辆天窗的扭簧安装装置、前框架及车辆天窗的制作方法

1.本实用新型涉及车辆天窗零部件技术领域。更具体地，涉及一种用于车辆天窗的扭簧安装装置，还涉及前框架及车辆天窗。


背景技术：

2.车辆天窗设置挡风网组件用于偏流空气和降低风噪。当可移动的天窗玻璃总成在逐渐打开的过程中，挡风网组件随之起翘展开；当天窗玻璃总成在闭合的过程中，挡风网组件压下收起。挡风网组件在起翘和压下过程中通过扭簧提供作用力和反作用力，其中，扭簧的两个扭臂和簧圈相应地连接挡风网组件和位于车辆天窗前框架上的扭簧安装装置。
3.车辆天窗的前框架需要配合安装诸多功能零部件，其结构特征复杂而密集。作为其中之一的扭簧安装装置，不仅需要平衡其中多种结构各自功能的有效实现，而且需要布置简洁有效合理，同时还要考虑其相邻结构的布置，尤其是需要综合关注防渗水功能、布置简洁与否、安装是否便捷以及成本控制等因素。综合全面且简洁有效的技术方案由此显得十分重要。
4.相关技术中，通过设置水平方向的孔来固定扭簧的其中一个扭臂，容易造成渗水，且因为扭簧安装装置结构紧凑，使得安装扭臂到水平方向的孔变得困难；通过设置竖直方向或其他方向的孔来固定扭臂，在极端路况下，又会因为颠簸引起扭簧弹跳幅度过大，甚至跳脱出扭簧安装装置；通过设置较为复杂的结构来限制簧圈的弹跳和/或晃动幅度，不仅布置复杂不利于安装和成本控制，且容易顾此失彼，影响其他相邻结构的布置；设置成过于紧凑的扭簧安装装置，又会因为干涉等原因造成异响、簧圈的磨损或给安装带来困难；还有存在拆卸不方便，不利于维修更换等。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本实用新型提供了一种用于车辆天窗的扭簧安装装置。此外，本实用新型还提供了包括用于车辆天窗的扭簧安装装置的前框架及车辆天窗。
6.为此，本实用新型的第一方面提供了一种用于车辆天窗的扭簧安装装置，用于将扭簧固定于其中，所述扭簧包括：簧圈、第一扭臂和第二扭臂，所述扭簧安装装置包括：凹槽，所述凹槽设置成具有敞口的空腔以用于接纳簧圈，并具有壁和凹槽底部；接收部件，所述接收部件具有开口部，以接收所述第一扭臂；其中，所述壁的第一壁面上固设有导向块，所述导向块从第一壁面尺寸渐缩地延伸出。
7.可选地，所述导向块的自由端沿着远离敞口的方向形成坡面。
8.可选地，所述凹槽底部包括：适配于所述簧圈外表面的形状的凹面。
9.可选地，所述导向块延伸出第一壁面的最大长度设置为所述簧圈的簧圈压缩距离的二到四倍。
10.可选地，至少所述导向块的底面设置成适配于所述簧圈的部分内表面的形状。
11.可选地，所述凹槽还包括：限位块，所述限位块固设在第二壁面上，并且所述限位
块与所述簧圈外表面之间留有第一间隙，用以限制所述簧圈的晃动幅度。
12.可选地，所述限位块与所述第一扭臂和/或所述第二扭臂互不干涉。
13.可选地，所述限位块的自由端设置成适配于所述簧圈的部分外表面的形状。
14.可选地，所述第二壁面设置成与不受外力作用时所在位置的第二扭臂互不干涉。
15.可选地，所述第二壁面的高度设置成不低于所述簧圈的几何中心或重心所在的高度。
16.可选地，所述接收部件还包括：沿斜方向设置的腔体，所述腔体经由所述开口部接收所述第一扭臂。
17.可选地，所述接收部件还包括：至少一个限制第一水平方向的第一接触面和/或至少一个限制第一垂直方向的第二接触面。
18.本实用新型的第二方面提供了一种用于车辆天窗的前框架，所述前框架包括上述用于车辆天窗的扭簧安装装置。
19.可选地，所述用于车辆天窗的扭簧安装装置固定设置于所述前框架或者一体成型于所述前框架。
20.本实用新型的第三方面提供了一种车辆天窗，所述车辆天窗包括：扭簧、挡风网组件；以及上述用于车辆天窗的扭簧安装装置或者上述用于车辆天窗的前框架；所述扭簧通过所述扭簧安装装置固定并连接于所述挡风网组件，用以对挡风网组件提供作用力或反作用力。
21.可选地，所述第一扭臂包括：至少一个受第一水平方向约束的第一延伸部和/或至少一个受第一垂直方向约束的第二延伸部。
22.本实用新型的用于车辆天窗的扭簧安装装置具有安装及拆卸方便、易于维修更换、结构合理简单、有效防渗水，能防止扭簧大幅度弹跳、跳脱和晃动，延长扭簧使用寿命以及成本较低等诸多优点。
附图说明
23.以下，通过示例的方式示出本实用新型的示例性实施例的附图，各附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或相似的元素。附图中：
24.图1示出了本实用新型的示例性实施例的装配有用于车辆天窗的扭簧安装装置和扭簧的前框架的局部示意图；
25.图2示出了本实用新型的示例性实施例的装配有用于车辆天窗的扭簧安装装置和扭簧的局部放大图；
26.图3示出了本实用新型的示例性实施例的装配有用于车辆天窗的扭簧安装装置的示意图；
27.图4示出了本实用新型的示例性实施例的扭簧在特定状态下的立体图；
28.图5示出了本实用新型的示例性实施例的装配有用于车辆天窗的扭簧安装装置、扭簧以及部分挡风网组件的示意图；
29.图6示出了图2中a
‑
a方向的截面图；
30.图7示出了图2中b
‑
b方向的截面图；
31.图8示出了图4中的扭簧的左视图；
32.图9示出了本实用新型的示例性实施例的扭簧在另一特定状态下的示意图；
33.图10示出了图2中c
‑
c方向的截面图。
具体实施方式
34.在本实用新型中，用语“和/或”旨在涵盖所列元素的所有可能组合和子组合，包括单独列出的元素中的任何一个、任何子组合或所有元素，而不必排除其他元素。
35.在本实用新型中，除非另有说明，否则用语“第一”、“第二”等用于描述各种元素不意图限定这些元素的位置关系、时序关系或重要性关系，这种用语只是用于区分一个元素与另一个元素。
36.在本实用新型中，第一水平方向是指沿水平方向并指向第一接触面的方向；第一垂直方向是指沿垂直于水平方向并指向第二接触面的方向；斜方向是指与第一水平方向形成任意锐角或钝角的方向。
37.扭簧，即扭转弹簧，包括但不限于：单扭簧、双扭簧、扁线扭簧、异形扭簧，其中，双扭簧又分为外双扭簧和内双扭簧。扭簧相邻的单圈之间可以是紧密围绕也可以是分开围绕，即簧圈是密圈的也可以是开圈的。扭簧的末端可以设置成两个扭臂或者各种扭臂之变形。本实用新型中，除非另有说明，否则扭簧一般是指相邻的单圈之间留有缝隙的密圈扭簧。
38.本实用新型中，簧圈的最小轴向长度是指簧圈在轴向被极限挤压时的轴向长度。对于开圈扭簧和单圈之间留有缝隙的密圈扭簧，极限挤压是指所有单圈之间的缝隙被完全挤压消失，此时，簧圈在轴向已经不能再被挤压到更短。
39.本实用新型中，簧圈压缩距离是指簧圈在自然状态下在轴向被极限挤压后所缩短的距离。该簧圈压缩距离与簧圈的圈数、相邻单圈之间的缝隙以及簧圈本身的固有属性等相关。
40.车辆天窗通过设置在u型前框架两侧的扭簧安装装置来限制扭簧的簧圈和其中一个扭臂。挡风网组件在起翘和压下过程中通过扭簧提供作用力和反作用力。
41.如图1所示，其示意性地根据本实用新型示出了一种用于车辆天窗的前框架的局部示意图，其中，包括用于车辆天窗的扭簧安装装置200及扭簧100。由于前框架上的结构特征复杂而密集，为了便于阅读，图1对前框架的部分结构特征做了省略处理，省略部分不影响相关特征部分的功能的实现。图1只示出了主驾驶座一侧的扭簧安装装置及扭簧。通常，前框架包括两个结构对称的扭簧安装装置，应当理解的是，副驾驶座一侧的扭簧安装装置具备与主驾驶座一侧的扭簧安装装置相类似的结构。
42.结合图1至图8所示，用于车辆天窗的扭簧安装装置200，其中扭簧100包括簧圈160、第一扭臂120和第二扭臂140；凹槽220，所述凹槽220用于接纳簧圈160，并设置成由凹槽底部224和壁221形成的具有敞口的空腔；接收部件240，所述接收部件240具有开口部242，并接收所述第一扭臂120；其中，所述壁221的第一壁面222上固设有导向块226，所述导向块226从第一壁面222尺寸渐缩地延伸出。
43.如图4所示，簧圈160由多个相邻的单圈162组成。图4中显示的簧圈是密圈形式的，其相邻的单圈之间留有缝隙，通过挤压簧圈的两个端面使得缝隙变小，簧圈的轴向长度随之缩短。在一些实施例中，其相邻的单圈之间无缝隙，通过挤压簧圈的两个端面也使得簧圈
的轴向长度变短。这对安装扭簧100至具有导向块226的凹槽220是必要的，后面会进一步说明。
44.再由图3可见，凹槽220由凹槽底部224和壁221形成，其中，凹槽底部224向内凹陷形成圆柱形状的凹面，以适配簧圈160的外表面，这样设置为了更好地与簧圈160的外表面相接触，从而削弱簧圈160的反弹和晃动。壁221由至少一个壁面组成，由于前框架上的结构特征复杂而密集，壁221的设置既要安装及拆卸方便又要结构紧凑而不影响其他结构的布置。在一些实施例中，壁221的横截面可以设置成四边形、五边形、圆形、椭圆形或不规则形状等，其目的是为了便于安装及拆卸扭簧，同时又要考虑节省空间。各壁面的高度可以设置成不同，但各壁面的高度应尽可能满足防渗水的需要。在一些实施例中，壁面的高度等于大于簧圈的几何中心或重心所在的高度。
45.凹槽底部224和壁221形成的空腔具有向上的敞口，该敞口可使得第二扭臂140伸出并抵住位于其上方的挡风网组件300，从而对挡风网组件300产生作用力或反作用力。另外，敞口使得安装扭簧更加简单方便，且没有设置多余的结构也降低了成本，而这些优点是重要的。
46.在一些实施例中，通过设置导向块226从第一壁面222尺寸渐缩地延伸出，可以对簧圈起到导向和限制剧烈弹跳和晃动幅度的作用。此时导向块的形状可以设置成横向放置的圆锥、三棱锥、四棱锥或者其部分结构。以下结合附图具体说明其中的一个实施例。
47.结合图3和图6所示，导向块226设置在垂直于簧圈轴向且靠近第一扭臂120的第一壁面222上，并且大致位于第一壁面222的中间位置。应当理解的是，导向块226也可以设置在第一壁面222靠近凹槽底部224的位置。
48.所述导向块226的自由端向簧圈延伸并具有远离敞口向下的斜面，所述斜面的形状显示为圆形或类似圆形。如前所述，通过设置该斜面，在安装扭簧100至凹槽224指定位置时，通过斜面挤压簧圈160靠近第一扭臂120的端部，使得簧圈轴向长度暂时变小，顺着斜面向下可以将簧圈嵌套入导向块226并安装至凹槽指定位置。当受挤压的簧圈通过导向块226的最大长度的位置后，由于挤压力消失，簧圈轴向长度得以恢复，扭簧就被导向块226非接触地限制在凹槽。即使在极端路况下，扭簧也会被限制在凹槽而不会剧烈弹跳甚至跳脱出凹槽。应当理解的是，在不影响安装及拆卸的情况下，该导向块226也可以设置在沿簧圈160轴向的靠近第二扭臂的壁面上。
49.在一些实施例中，所述斜面的斜率可以设置成可变化的，即斜面可以不是平面，而是由至少一个曲面形成的坡面。设置坡面为平面或者曲面的同一目的都是为了通过被动地挤压簧圈，使得受挤压的簧圈顺着坡面向下滑进凹槽并被限制在凹槽。这样设置降低了安装难度，提高了安装效率。
50.在一些实施例中，斜面的形状是圆形、椭圆形、三角形或者四边形等形状。
51.在一些实施例中，斜面的斜率的绝对值大于等于一。
52.如前所述，结合图5和图6所示，因为扭簧安装装置的结构需要紧凑从而便于前框架的整体布置，所以设置导向块226延伸出第一壁面的最大长度应小于等于使得簧圈160以最小轴向长度被安装至所述凹槽220指定位置时的长度值，即小于等于簧圈被极限挤压时正好能被安装并嵌套至凹槽指定位置。应当理解的是，因为簧圈内部是空心的，所以簧圈被倾斜置入凹槽相比于水平置入凹槽所需要的轴向空间更小，所述的长度值包括此种情况。
如果最大长度超过该长度值，则簧圈不能通过该最大长度的位置从而不能被嵌套；另外，如果该最大长度过短，在极端路况下，由于凹槽和簧圈在簧圈轴向存在预留空间，使得簧圈不能被限制，从而导向块226不能限制簧圈剧烈弹跳或跳脱。由于该最大长度与簧圈在自然状态下轴向长度、相邻单圈之间的缝隙以及簧圈本身的固有属性等相关，基于此，在一些实施例中，该最大长度设置为簧圈压缩距离的二至四倍。
53.在一些实施例中，设置导向块226延伸出第一壁面222的最大长度为该簧圈在自然状态下的轴向长度的1/6
‑
1/4。
54.在一些实施例中，当扭簧为密圈扭簧时，导向块延伸出第一壁面的最大长度为1.5倍的单圈的直径。在一些实施例中，导向块延伸出第一壁面的最大长度设置在3mm至4mm之间。
55.结合图6和图7所示，当簧圈的内表面为圆柱形，导向块的底面设置为部分圆柱的形状，用于适配簧圈的内表面。当簧圈弹跳起来时，由于导向块的底面和簧圈的内表面适配，从而抵消了部分作用在簧圈上的相反方向的反作用力，使得簧圈的受到的反作用力变小，减少了簧圈的弹跳幅度和晃动。应当理解的是，簧圈的内表面如果不是圆柱形，而是类圆柱形或者其他形状，则导向块的底面与之相适配即可，其目的时为了减少簧圈的弹跳幅度和晃动。
56.在一些实施例中，导向块的底面可以设置成与簧圈的至少一个单圈的内表面相适配，即导向块的底面设置为适配至少一个单圈内表面的类似螺纹的形状。
57.在一些实施例中，导向块的底面可以设置成平面或者其他形状。
58.应当理解的是，导向块的底面，即远离敞口的那一面。在一些实施例中，导向块有多个面，则至少所述导向块的底面适配簧圈部分内表面的形状；其他的面，例如外周面也可以设置成适配簧圈部分内表面的形状，这样更利于限制簧圈。
59.与上述导向块的底面设置类似，如前所述，凹槽底部224可以设置成包含同样适配于簧圈的外表面的凹面。在一些实施例中，凹槽底部224的凹面设置成包括适配与凹槽底部224相接触的所有的单圈外表面的类似螺纹的形状。
60.结合图3、图5和图7所示，接收部件240包括一个具有向上的开口部242的盲孔，第一扭臂120通过开口部242插入盲孔。该盲孔孔径与第一扭臂120的对应位置相适配，能够限制第一扭臂120在水平方向的运动。通过设置盲孔的开口部242方向向上，使得安装扭簧100时，可以在扭簧安装装置200的结构比较紧凑的情况下，轻松配合簧圈160安装嵌套入导向块226至凹槽指定位置。另外，盲孔开口部242的方向向上能够节省横向的空间布置，并且能防渗水。
61.应当理解的是，接收部件240还可以设置成其他的形状而并非盲孔结构。例如，设置成槽、卡扣等，其设置的目的至少需要考虑到方便安装及拆卸，以及防渗水的功能。
62.在一些实施例中，接收部件240还包括至少一个限制第一水平方向的第一接触面244和/或至少一个限制第一垂直方向的第二接触面。相应地，在一些实施例中，扭簧的第一扭臂120包括至少一个受第一水平方向约束的第一延伸部122和/或至少一个受第一垂直方向约束的第二延伸部。应当理解的是，与第一水平方向相反的第二水平方向的约束力和与第一垂直方向相反的第二垂直方向的约束力对第一扭臂120产生的力矩都是用来平衡部分挡风网组件300作用于第二扭臂140’或140”产生的力矩。
63.结合图7至图9所示，图中示例性地示出了限制第一水平方向的第一接触面244和受第一水平方向约束的第一延伸部122，而没有示出限制第一垂直方向的第二接触面和受第一垂直方向约束的第二延伸部。在一些实施例中，接收部件240为水平布置的盲孔，则具有限制第一垂直方向的第二接触面和受第一垂直方向约束的第二延伸部。
64.在一些实施例中，接收部件240包括沿斜方向设置的腔体，例如沿斜方向设置的孔或槽。通过布置沿斜方向的孔或槽，用于接收第一扭臂120，可以满足轻松配合安装及拆卸簧圈和防渗水的目的。
65.图1示出了三种状态下的第二扭臂，现结合图4、图8、图9和图10具体说明。
66.状态一：不受外力作用时的第二扭臂140；
67.状态二：挡风网组件300在起翘展开或压下收起过程中某一时刻的第二扭臂140’；
68.状态三：挡风网组件300在压下收起后的第二扭臂140”。
69.其中，图10所示的是处于状态一位置时的第二扭臂140，图5和图9所示的是处于状态二位置时的第二扭臂140’。
70.结合图9和图10所示，在安装扭簧100至扭簧安装装置200时，为了便于安装，第二扭臂140不受外力作用而处于状态一的位置。此时，状态一所在位置的第二扭臂140与状态三所在位置的第二扭臂140”之间形成了钝角。该状态一的第二扭臂140所处的位置，影响了第二壁面223的设置。后面会具体说明。
71.再结合图2和图10所示，所述凹槽220还包括：限位块228，所述限位块228固设在第二壁面223上，用以限制所述簧圈160的晃动幅度；并且所述限位块228与所述簧圈160的外表面之间留有第一间隙262。图3中限位块228部分固设在第二壁面222上，与第二扭臂140错开而不影响扭簧100的安装，两者之间互不干涉。所述第一间隙262可以防止限位块228与簧圈160之间因为摩擦产生异响，同时避免因为长期摩擦对簧圈160造成磨损。
72.在一些实施例中，所述第一间隙262的长度设置为单圈162直径的1/6
‑
1/5。在一些实施例中，所述第一间隙262的长度设置在0.3mm至1.7mm之间。
73.通过设置限位块228防止扭簧100的晃动幅度，从而有条件可以增加第二壁面223与簧圈160的距离，进而可以保持第二壁面223的高度不被牺牲，最后起到防渗水的作用；如果第二壁面223与簧圈160的距离太近，而强行保持第二壁面223的高度，则在安装扭簧100时，处于状态一所在位置的第二扭臂140会被第二壁面223的上端挤压而影响安装。因此，限位块228所处的位置需要避免对第二扭臂140产生装配干涉。基于此，在一些实施例中，将限位块228与第二扭臂140错开地固设在所述第二壁面223上。应当理解的是，在一些实施例中，第一扭臂120与限位块228处于簧圈160的同一侧，此时，限位块228与第一扭臂120错开地固设在所述第二壁面223上，两者之间互不干涉。
74.在一些实施例中，与前述导向块的底面设置类似，限位块的自由端，即延伸出第二壁面与簧圈相对的部分，可以设置成同样适配于簧圈的外表面的形状。在一些实施例中，限位块的自由端设置成包含适配至少一个单圈外表面的类似螺纹的形状。在一些实施例中，限位块延伸出第二壁面的各处的厚度是一致的或者实质上是一致的。
75.在一些实施例中，前述第二壁面223和状态一所在位置的第二扭臂140之间互不干涉。在一些实施例中，第二壁面223的上端和状态一所在位置的第二扭臂140之间可以设置有第二间隙264，其目的是为了第二扭臂140能够自由安装而不受第二壁面223的上端的挤
压。如果因为装配干涉而需要挤压第二扭臂140才能安装扭簧，会增加安装扭簧的困难，从而降低安装效率。另外，第二间隙264的存在使得第二壁面223的高度受到限制，而过低的高度会导致渗水。因此，在一些实施例中，第二壁面223的高度设置成不低于所述簧圈160在同方向上最大高度的一半，同时避免第二壁面223的高度不够而达不到限制簧圈的剧烈弹跳或晃动的目的。
76.在一些实施例中，所述第二壁面223的高度设置成不低于所述簧圈160几何中心所在的高度。在一些实施例中，所述第二壁面223的高度设置成不低于所述簧圈160重心所在的高度。这样设置可以使扭簧尽快达到稳定。
77.在一些实施例中，导向块和/或限位块固定设置于扭簧安装装置或者是与扭簧安装装置注塑一体成型的。
78.在一些实施例中，扭簧安装装置固定设置于前框架或者是一体成型于前框架。
79.以上综合全面且简洁有效的设置，使得扭簧安装装置具有安装及拆卸方便、易于维修更换、结构合理简单、有效防渗水，能防止扭簧大幅度弹跳、跳脱和晃动，延长扭簧使用寿命以及成本较低等诸多优点。
80.以上呈现的各种实施例仅仅是示例性的，且绝不意味着限制本实用新型的范围。本实用新型描述的创新及其各种变体在本实用新型的预期范围内。另外，本实用新型和权利要求中描述的主题旨在涵盖并包含所有合适的技术变体。
81.附图标记列表
82.100 扭簧
83.120 第一扭臂
84.122 第一延伸部
85.140 第二扭臂
86.140
’ꢀ
第二扭臂
87.140
”ꢀ
第二扭臂
88.160 簧圈
89.162 单圈
90.200 扭簧安装装置
91.220 凹槽
92.221 壁
93.222 第一壁面
94.223 第二壁面
95.224 凹槽底部
96.226 导向块
97.228 限位块
98.240 接收部件
99.242 开口部
100.244 第一接触面
101.262 第一间隙
102.264 第二间隙
103.300 挡风网组件