一种操作力可调节的出风口结构的制作方法

本实用新型涉及汽车内饰出风口的动态调节配合，更具体地涉及一种操作力可调节的出风口结构。

背景技术：

在现有技术中，汽车内饰的出风口结构如图1所示，包括拨轮1’、连杆2’、曲轴3’和风门4’，其中，拨轮1’围绕着固定设置于壳体上的拨轮轴11’可旋转；连杆2’的一端连接拨轮1’，另一端连接曲轴3’；曲轴3’的另一端连接风门4’。在具体操作过程中，使用者对拨轮1’施加操作力使其围绕着拨轮轴11’旋转，带动连杆2’运动，与之连接的曲轴3’随之动作，从而驱动风门4’的开启和关闭。

由于拨轮轴11’为中空结构，如图2所示，其易于发生径向向内或者径向向外的变形，从而导致拨轮1’的操作力的一致性和稳定性差。而且，这种操作力一旦确定，就无法根据用户的需求进行调节。另外，该出风口结构一旦形成，如果后期检测操作力不合格，只能通过调整成形模具来调整拨轮轴11’的直径以调整操作力，通过返修使其合格的概率很低，从而导致修模成本高昂，开发周期长等问题。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的拨轮的操作力无法调节的问题，本实用新型旨在提供一种操作力可调节的出风口结构。

本实用新型所述的操作力可调节的出风口结构，包括拨轮、连杆、曲轴和壳体，其中，拨轮围绕着固定设置于壳体上的拨轮轴可旋转，用于驱动风门的曲轴通过连杆与拨轮连接，拨轮轴为中空结构，拨轮轴的周向壁上设置有轴向的断槽，该操作力可调节的出风口结构还包括有膨胀螺钉，该膨胀螺钉插入拨轮轴内并借助于断槽调节拨轮的操作力。

拨轮轴与拨轮始终保持零间隙配合。

断槽的轴向长度小于拨轮轴的整体轴向长度。

至少部分的拨轮轴在周向上保持连续。

膨胀螺钉呈圆台形。

膨胀螺钉具有顶面，该顶面上带有旋转角度指针，拨轮轴的顶面带有与该旋转角度指针配合的角度刻度标识以量化旋转角度。

该顶面上带有右旋螺纹标识和/或轴径增减标识。

该顶面上还带有螺丝刀槽。

膨胀螺钉具有侧面，该侧面上带有外螺纹，拨轮轴的内表面带有与该外螺纹配合的内螺纹。

该外螺纹和内螺纹的配合具有膨胀螺钉的自锁防脱设计。

根据本实用新型的操作力可调节的出风口结构，通过膨胀螺钉调节拨轮的操作力，在该出风口结构形成之后，如果后期检测操作力不合格，只需旋入或旋出膨胀螺钉即可调节该操作力，不需要通过修整模具来调整拨轮轴的直径，从而通过返修使其合格，成本低廉。

附图说明

图1是现有技术中的出风口结构的示意图；

图2是图1的拨轮轴处的截面图；

图3是根据本实用新型的操作力可调节的出风口结构的立体图；

图4是图3的拨轮轴处的截面图；

图5是图3的膨胀螺钉的立体图；

图6是图5的膨胀螺钉的螺纹端面受力示意图；

图7是图5的膨胀螺钉的螺纹斜面受力以及力的分解示意图；

图8是图5的膨胀螺钉的截面以及尺寸示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述。

图3是根据本实用新型的操作力可调节的出风口结构的立体图，包括拨轮1、连杆2和曲轴3，其中，拨轮1围绕着固定设置于壳体4上的拨轮轴11可旋转；连杆2的一端连接拨轮1，另一端连接曲轴3；曲轴3的另一端连接风门。在具体操作过程中，使用者对拨轮1施加操作力使其围绕着拨轮轴11旋转，带动连杆2运动，与之连接的曲轴3随之动作，从而驱动风门的开启和关闭。

根据本实用新型的操作力可调节的出风口结构还包括膨胀螺钉5，其可沿着箭头A的方向插入中空结构的拨轮轴11内并通过其调节拨轮1的操作力，如图4所示。拨轮轴11的圆周壁的某处设置有轴向的断槽11a，该处被称之为轴壁打断处。随着膨胀螺钉5的旋出和旋入，拨轮轴11可以随之发生径向向内或者径向向外的变形，确保拨轮轴11与拨轮1始终保持零间隙配合，从而导致调节拨轮1的操作力。而且，在该出风口结构形成之后，如果后期检测操作力不合格，只需旋入或旋出膨胀螺钉5即可调节该操作力，不需要通过修整模具来调整拨轮轴11的直径，从而通过返修使其合格，成本低廉。在本实施例中，该断槽11a的轴向长度小于拨轮轴11的整体轴向长度，也就是说，至少部分的拨轮轴11在周向上保持连续。为了保证拨轮轴11的强度，该拨轮轴11可以按照材料的不同而设计具有不同的厚度。

图5是图3的膨胀螺钉5的立体图，其为设置于拨轮轴11内的圆台形膨胀螺钉，包括顶面51和侧面52。其中，顶面51带有右旋螺纹标识51a，轴径增减标识51b，同时带有旋转角度指针51c以及一字螺丝刀槽51d，用于调节和控制轴径尺寸，相应地，拨轮轴11顶面带有角度刻度标识，量化旋转角度。侧面52带有外螺纹52a，相应的，拨轮轴11的内表面带有内螺纹，从而利用外螺纹52a和内螺纹之间的配合实现膨胀螺钉5的固定。

为了通过螺纹配合实现膨胀螺钉的自锁防脱，本实用新型的螺纹设计如下：

如图6所示，在外力(或外力矩)作用下，螺旋副的相对运动，可看作推动滑块沿螺纹表面运动。如图7所示，将矩形螺纹沿中径d₂处展开，得一倾斜角为λ的斜面，斜面上的滑块代表螺母，螺母与螺杆的相对运动可看成滑块在斜面上的运动。

当滑块沿斜面向上等速运动时(对应于膨胀螺钉5从拨轮轴11中旋出的过程)，所受作用力包括轴向载荷F_Q、水平推力F、斜面对滑块的法向反力F_N以及摩擦力F_f。F_N与F_f的合力为F_R，F_f＝fF_N，f为摩擦系数，F_R与F_N的夹角为摩擦角ρ。由力F_R、F和F_Q组成的力多边形封闭图(图7)得

F＝F_Qtan(λ+ρ) (N) (式1)

转动螺纹所需的转矩为

螺旋副的效率η是指有用功与输入功之比。螺母旋转一周所需的输入功为W₁＝2πT₁，有用功为W₂＝F_Q·S，其中，S＝πd₂tanλ(见图7)。因此，螺旋副的效率为

由(式3)可知，效率η与螺纹升角λ和摩擦角ρ有关，螺旋线的线数多、升角大，则效率高，反之亦然。当ρ一定时，对(式3)求极值，可得当升角λ≈40°时效率最高。但是，螺纹升角过大，螺纹制造很困难，而且当λ>25°后，效率增长不明显，因此，通常升角λ不超过25°。

如图7示，当滑块沿斜面等速下滑时(对应于膨胀螺钉5旋入拨轮轴11的过程)，轴向载荷F_Q变为驱动滑块等速下滑的驱动力，F为阻碍滑块下滑的支持力，摩擦力F_f的方向与滑块运动方向相反。由F_R、F和F_Q组成的力多边形封闭图得

F＝F_Qtan(λ-ρ) (N) (式4)

此时，螺母反转一周时的输入功为W₁＝F_QS，输出功为W₂＝Fπd₂，则螺旋副的效率为

由(式5)可知，当λ≤ρ时，η′≤0，说明无论F_Q力多大，滑块(即螺母)都不能运动，这种现象称为螺旋副的自锁。η′＝0表明螺旋副处于临界自锁状态。因此螺旋副的自锁条件是

λ≤ρ (式6)

螺纹设计按照λ≤ρ，设计同时为了量化轴径大小，便于生产制造过程中的控制，以下膨胀螺钉的其他参数设计关系如下，图8为该膨胀螺钉的断面示意图，其中的β为膨胀螺钉锥角，P为螺距，△d为轴实时轴内径，C为单位角度轴径的变化量。

P*2tan(β/2)＝△d (式7)

△d/360＝C (式8)

根据以上变量关系，由(式7)可以得出对于轴径控制的△d尺寸，以及由(式8)得出旋转角度对轴径的影响C。

如此，本实用新型通过增加渐进式的膨胀螺钉5，通过在拨轮轴11上设置轴壁断裂处11a，增加了拨轮轴11的变形范围，实现拨轮1的操作力的可调，改善操作状况，解决现有技术中的操作力不稳定和一致性差的问题。另外，本实用新型通过大大减少修模次数以及缩短开发周期，解决现有技术中的控制难和成本高的问题。同时，本实用新型通过膨胀螺钉5的设置，避免了全面地拆卸汽车内饰出风口的各零件，通过返修使成形产品合格，解决现有技术中的返修成功率低的问题。

以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。