专利名称：天窗系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于能够选择性地闭合车辆顶部开口的闭合构件的驱动系统，特别涉
及汽车天窗系统。
背景技术：
在典型的汽车天窗系统中，一对均配有导引轨道的侧框架在顶部开口的两侧沿前 后方向延伸。每个侧框架具有邻近顶部开口前边缘的前端以及从顶部开口后边缘进一步向 后延伸的后端。支撑着滑动板的一对滑动器可滑动地支撑在相应的导引轨道上，且鲍顿拉 索或推拉索的一端连接到每个滑动器，鲍顿拉索或推拉索能够根据需要由位于沿着顶部开 口前边缘延伸的前框架的中央的电机推或者拉。由此，滑动板能够在完全闭合顶部开口的 闭合位置和完全打开顶部开口的打开位置之间前后移动。 推拉索一般包括内线、附加的外线以及可选的护套管或壳体，其中内线包括钢质
芯线，外线螺旋地包绕芯线，护套管或壳体可滑动地接收内线。推拉索通常使用一体地形成
于侧框架内的索导引器来相对于相应的侧框架保持就位并且沿着侧框架的长度基本直线
地延伸。钢制的相对刚性的驱动管从每侧的前端延伸至电机的驱动齿轮，且空载管从驱动
齿轮远离驱动管地延伸，使得推拉索从侧板的前端延伸经过电机的驱动齿轮的部分即使在
推拉索需要传递较大的拉伸和压縮的情况下也能够没有任何明显偏转地被导引。 这种驱动管和空载管需要以复杂的配置被弯曲，从而增加了天窗系统的成本。日
本专利3043589 (专利文献1)公开了一种汽车天窗系统，其包括设置在同一个平面上的一
对驱动管和由相对柔性的塑料材料制成的一对空载管。由此，可以简化使驱动管弯曲所需
要的工作，且可以避免由于车辆振动而导致驱动管和空载管之间的碰撞产生的噪声。 日本专利3994815(专利文献2)公开了一种汽车天窗系统，其中塑料材料制成的
前框架与用于在其中接收推拉索的导引管部分一体地模制。该在先发明允许减少构件的数量。 根据专利文献1中所公开的发明，驱动管是由钢制成的，且使钢质管弯曲的需求
使得无法减小制造成本和重量。因为每个驱动管需要从前框架向前伸出以防止驱动管的急
剧弯曲，驱动管伸出的部分在天窗组件的操作过程中容易意外地变形，而驱动管的任何变
形可能会破坏天窗系统的整个驱动系统。 在专利文献2所公开的天窗系统的情况下，由于不需要驱动管，构件的数量可以 得到减小，但是需要高度复杂的模具组件来对前框架进行模制，而这增加了制造成本。此 外，由于导引管部分不能被模制以完整地围绕推拉索，因此需要防止润滑油从导引管部分 滴出的措施。而且也很难彻底地消除由于索与导引管部分之间的滑动接触而导致的噪声。
导引管部分通常具有高度复杂的配置，而这倾向于导致尺寸和几何形状的精度较 差。如果导引管部分存在毛边，毛边与索之间的滑动接合导致噪声。
发明内容
考虑到现有技术的这些问题，本发明的首要目的是提供一种推拉索由导引管(驱动管和/或空载管)平滑地导引同时不需要导引管精确弯曲工作的天窗系统。 本发明的第二个目的是要提供一种允许推拉索和导引管容易地被组装至框架的
天窗系统。 本发明的第三个目的是要提供一种保护导引管不会无意地变形的天窗系统。
本发明的第四个目的是要提供一种装备有容易模制的塑料框架的天窗系统。
根据本发明，这样的目的可以通过提供选择性地闭合形成于车辆顶部的开口的天 窗系统来实现，该天窗系统包括一对侧框架，其连接到车辆顶部并且在第一方向上在开口 的每一侧上延伸；横跨框架，其在侧框架之间延伸；滑动器，其与每个侧框架可滑动地接合 以在第一方向上滑动并且支撑能够闭合形成于顶部中的开口的闭合构件的一部分；推拉 索，沿着其一段长度形成有从动齿轮且其一端连接到每个滑动器；驱动齿轮，其被横跨框架 可旋转地支撑且与推拉索的从动齿轮啮合；驱动管，其至少沿着横跨框架的一段长度延伸 并且在其中接收推拉索的相应部分；其中驱动管由塑料材料制成且横跨框架中设置有管保 持结构。 因为驱动管是由塑料材料制成的，驱动管可以很容易地制成需要的形状，并且具 有重量轻的额外优点。与传统的钢质或其他金属驱动管相反，塑料驱动管不需要精确的弯 曲工作，使得能够降低制造成本。特别地，因为驱动管能够被横跨框架通过使用管保持结构 以需要的配置保持，组装工作可以得到简化。 塑料驱动管提供降低可能由于驱动管和推拉索之间的摩擦而导致的噪声的额外
的优点。即使推拉索承受较大的压縮和拉伸负载，结合有管保持结构的驱动管有效地防止
推拉索的偏转，而这有助于致动机构的可靠操作。由于驱动管能够自由地弯曲并且被管保
持结构保持就位，驱动管能够容易地被限制在横跨框架的轮廓内，并且在其操作过程中被
保护不受外力作用。同样，塑料驱动管具有高度的弹性，并且抗永久变形。 管保持结构一般包括沿着横跨框架的一段长度形成的管保持凹槽。优选地，横跨
框架包括由基本水平延伸的壁形成的主平面部分，且管保持凹槽的深度使得管保持凹槽中
所保持的驱动管的至少一部分与主平面部分的水平壁重叠(overlap)。 由此，作用于驱动管的负载被直接传递至主平面部分的沿着其主平面的水平壁，
使得作用于驱动管的负载能够被有效地承受，且能够主动地防止推拉索的偏转。这也能使
得横跨框架所需要的刚度最小化。 根据本发明的一种优选的实施方式，侧框架在车身的前后方向上延伸，且横跨框 架包括在侧框架的前端之间沿着开口的前边缘延伸的前框架。 根据本发明的另一种实施方式，侧框架在车身的前后方向上延伸，且横跨框架包 括在侧框架的后端或中间部分之间沿着开口的后边缘延伸的后框架。 根据本发明的一种特别优选的实施方式，管保持结构包括沿着管保持凹槽的一段 长度布置的多个夹子，每个夹子能够弹性地接合管保持凹槽中的驱动管。弹性的夹子简化 了驱动管的组装，且在需要时允许将驱动管从管保持凹槽中移除，而在使用时将驱动管牢 固地保持就位。 如果管保持凹槽至少部分地包括底壁而管保持凹槽对应于夹子的部分设置有开 放的底端，横跨框架能够不需要任何复杂模具组件地由塑料材料模制而成。横跨框架使用 模制的塑料材料减小了天窗系统的制造成本和重量。
下文将参照附图描述本发明，附图中 图1为实现本发明的天窗系统的简化的俯视图； 图2为天窗系统的前框架的俯视图； 图3为沿着图2的III-III线所截取的剖面图； 图4为沿着图2的IV-IV线所截取的部分放大剖面图。
具体实施例方式
图1总体示出了包含实施本发明的车辆天窗系统3的车辆顶部。在下述描述中，
表示天窗系统3中一些部件的标记可能带有"l"或"r"的后缀以表示特定的组成元件位于
车身的哪一侧，且可以使用不带后缀的相应标记来整体地表示这些部件。 如图l，车辆的顶部1包括具有形成于其前部的长方形开口 2a的顶板2以及能够
选择性地闭合开口 2a的天窗系统3。天窗系统3包括能够前后滑动并且上下倾斜从而以已
知的方式打开和闭合开口 2a的天窗板(闭合构件)4、连接到顶部1的环绕着开口 2a的部
分的天窗框架10以及用于致动天窗板4的致动器20。 天窗框架10包括在开口 2a的各个侧面前后延伸的一对侧框架11 (111和llr)、沿 着开口 2a的前边缘延伸且与侧框架11的前端接合的前框架12以及沿着开口 2a的后边缘 延伸且与侧框架11的中间部件接合的中框架13。每个侧框架11形成有索导引器14，以如 后文将描述地引导推拉索22。 —对板支架51和5r连接到天窗板4的下表面并且沿着其各个侧边缘前后延伸。 每个板支架5通过前滑动器6和后滑动器7由相应的侧框架11 (或者结合入侧框架中的导 引轨道，图中未示出)可滑动地支撑。每个后滑动器7通过凸轮连杆机构连接到板支架5， 使得天窗板4的后部被导引成不仅能够进行前后移动而且能够进行天窗板4的倾斜移动所 需要的竖向移动。 致动器20包括一对推拉索22，每个推拉索22均由柔性的钢质芯线和包绕芯线的 螺旋缠绕钢线制成，以形成沿着索的长度延伸的齿条。该齿条用作从动齿轮21，其与相应的 驱动齿轮23啮合，驱动齿轮23由前框架12通过竖向地向上或向下延伸的轴可旋转地支撑 并且由电机24通过减速齿轮单元(图中未示出)旋转地致动。每个推拉索22由装备在相 应的侧框架11上并且直线延伸的索导引器14导引。每个索22的从侧框架11的前端延伸 到驱动齿轮23的部分由固定地连接到前框架12的驱动管25导引。 每个索22延伸超过驱动齿轮23的部分由同样固定地连接到前框架12的空载管 26导引。这些导引管(驱动管25和空载管26)不仅使推拉索22免受灰尘和湿气损害，而 且限制了当索22被推拉时索22的偏转，使得后滑动器7能够精确地与驱动齿轮23的旋转 一致地位移。两个推拉索22在其与驱动齿轮23啮合的部分互相平行地延伸，使得后滑动 器7的位移能够与驱动齿轮23的旋转准确地同步。在图1和图2中，连接到右滑动器7r 的空载管26r虽然位于车顶的左手侧，但是其具有后缀"r"并被称为"右"空载管。通过适 当地替换，这也适用于"左"空载管261 。 在示出的实施方式中，左驱动管251仅在左驱动管251从电机24延伸至左侧框架111的前端时与右空载管26r交叉一次，如俯视图所示。另一方面，右驱动管25r在右驱动 管25r从电机24延伸至右侧框架llr的前端时与左空载管261交叉两次，如俯视图所示。 由此，允许驱动管、特别是右驱动管25r从电机24没有急转弯地延伸至被沿着右侧框架1 lr 导引的右滑动器7r，同时在前后方向上不过分伸出。驱动管在前后方向上延伸至侧框架的 前端并且尽可能地减小其曲率从而避免推拉索22和驱动管25的应力是很重要的。限制驱 动管25的前后方向上的长度以最小化天窗系统所需要的空间也是很重要的。
当完全闭合时，天窗板4的上表面与邻近的顶板2的部分平齐。随着电机24致动 驱动齿轮23而拉动推拉索22，与后滑动器7结合的凸轮机构将天窗板4的后端向上举，从 而使天窗板4向上倾斜。当索22从该状态被推动时，天窗板4向下倾斜。当索22从该状 态被进一步推动时，后滑动器7随着天窗板4向后移动，从而完全打开顶板2中的开口 2a。
下文将参照图2至图4描述驱动管25和空载管26被安装至前框架12的布置。图 2为前框架12的俯视图，图3为沿着图2的III-III线所截取的剖面图，且图4为沿着图2 的IV-IV线所截取的放大剖面图。图2中最清楚地示出，前框架12主要由在俯视图中为字 母C形的注射模制的平面构件构成，包括基本水平地或平行于顶板2地延伸并且当连接到 顶板2时限定前框架12的前边缘的前平面部分12a、略低于前平面部分12a、基本水平地延 伸并且限定前框架12的后边缘的后平面部分12b、以及设置在前平面部分12a和后平面部 分12b之间以限定侧向延伸的排水槽的中央凹部12c。 前平面部分12a的横向中间部分形成有开孔15，用于驱动齿轮23或其轴从上方或 下方(取决于电机24在前框架12上的安装形式)通过，一对管保持凹槽(驱动管保持凹 槽16和空载管保持凹槽17)以互相平行关系横向地延伸至驱动齿轮23的前后。在管保持 凹槽中，保持用于左推拉索221的驱动管251的驱动管保持凹槽161以及保持用于左推拉 索221的空载管261的空载管保持凹槽171沿着开孔15的前侧经过。保持用于右推拉索 22r的驱动管25r的驱动管保持凹槽16r和保持用于右推拉索22r的空载管26r的空载管 保持凹槽17r沿着开孔15的后侧经过。 驱动管保持凹槽16以与其壁基本相同的高度延伸经过前平面部分12a的横向宽 度的一半，并且具有基本完全开放的顶侧。空载管保持凹槽17也以与其壁基本相同的高 度延伸经过前平面部分12a的横向宽度的相反横向侧的一半，并且具有基本完全开放的顶 侧。如图3最清楚地示出，在前平面部分12a的每个横向的侧端处，相应的空载管保持凹槽 17逐渐向下弯曲，使得相应的空载管26能够从相应的驱动管保持凹槽16下方交叉通过。
前框架12与一对排水管12d —体地模制，该排水管12d与中央凹部12c的下部连 通并且在相应的驱动管25和空载管26下方经过。每个排水管12的外端可以连接至橡胶 管或类似物(图中未示出)以将中央凹部12c所排出的水通过A柱或类似物的中空内部引 导至外部。 如图2和图4所示，每个管保持凹槽(驱动管保持凹槽16和空载管保持凹槽17) 的两个侧壁保持相应的驱动管25或空载管26，且沿着管保持凹槽的长度以规律的间隔装 备有多个夹子18，以弹性地接合相应的驱动管25或空载管26，每个夹子18在其自由端设 置有倒钩18a，使得相应的管能够从上方(从前框架12的上表面12u —侧)被压入管保持 凹槽中。根据具体情况，管保持凹槽16、17各装备有一副相对的夹子18的部分具有开放的 下侧，而管保持凹槽16、 17的其余部分设置有支撑驱动管25或空载管26的下侧的底壁。因此，管保持凹槽16和17能够与前框架12 —体地模制，而不会使模制模具组件的结构过分 复杂。 每个驱动管25或空载管26的柔性足以适应管保持凹槽16、17的形状。因此，涉 及安装驱动管25或空载管26的工作得到简化，但是一旦管被装入凹槽和夹子中则管被牢 固地保持于其中。驱动管25或空载管26的移除类似地得到简化，因为能够简单地通过克 服夹子18的弹性力将管从凹槽中拉出。 如图4所示，每个驱动管保持凹槽16具有使驱动管25的轴向中心25A与前平面 部分12a的厚度重叠的深度。因此，由索导致并且作用于驱动管25的负载被直接传递至前 平面部分12a的主体，并且负载作用的方向沿着前平面部分12a的主平面，使得负载被前框 架12有效地承受，且能够主动地防止驱动管25的偏转。驱动管25不必在其整个长度上具 有上述深度，而是在其整个长度的很大部分上具有该深度。而且，每个驱动管25的深度可 以使得驱动管25的一部分，而不是驱动管25的轴向中心与前平面部分12a的厚度重叠，如 图3所示。 在示出的实施方式中，驱动管25和空载管26由轻质的塑料材料制成，使得天窗系 统3的重量可以最小化。由于驱动管25和空载管26能够不需要使用任何工具而相对自由 地弯曲，因此不需要管的精确成型工序，且驱动管25和空载管26能够简单地通过将其装入 相应的管保持凹槽16和17中来安装。当电机24被致动且这些管承受来自推拉索22的负 载时，由于管被驱动管保持凹槽16牢固地保持，因此能够有效地防止推拉索22的偏转。
在前述的实施方式中，电机24和驱动齿轮23位于前框架12上。但是，在不背离 本发明宗旨的条件下，电机24'和驱动齿轮23'也可以如图l中虚线所示地位于顶部开口 的后方。它们可以被安装在延伸经过侧框架11的后端的后框架上(如图1中虚线所示) 或中框架13上(尽管图中未示出)。 虽然按照优选的实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员将很清楚，在不脱 离由权利要求书所限定的本发明的范围的条件下，可以进行多种变型和修正。例如，示出的 实施方式的天窗系统被配置为实现天窗板的滑动运动和倾斜运动，但在不脱离本发明范围 的条件下也可以被配置为仅实现其中一种运动。在示出的实施方式中电机和驱动齿轮被安 装于前框架中，但他们也可以被安装于在侧框架的后端或中间部分之间延伸的后框架上。 天窗可以被遮阳篷取代。推拉索的类型不限于示出的实施方式中所使用的，而是可以从诸 如有齿带、在其至少一侧上形成有齿条的塑料杆的其他形式的推拉索中自由选择。
根据巴黎公约要求优先权的原始日本专利申请的内容通过引用包含于本申请中。
权利要求
一种用于选择性地闭合形成于车辆顶部的开口的天窗系统，包括一对侧框架，其连接到所述车辆顶部并且在第一方向上在所述开口的每一侧上延伸；横跨框架，其在所述侧框架之间延伸；滑动器，其与每个所述侧框架可滑动地接合以在第一方向上滑动并且支撑能够闭合形成于顶部中的所述开口的闭合构件的一部分；推拉索，沿着其一段长度形成有从动齿轮且其一端连接到每个所述滑动器；驱动齿轮，其被所述横跨框架可旋转地支撑并且与所述推拉索的所述从动齿轮啮合；驱动管，其至少沿着所述横跨框架的一段长度延伸并且在其中接收所述推拉索的相应部分；其中所述驱动管由塑料材料制成且所述横跨框架中设置有管保持结构。
2. 如权利要求1所述的天窗系统，其中，所述管保持结构包括沿着所述横跨框架的一 段长度形成的管保持凹槽。
3. 如权利要求2所述的天窗系统，其中，所述横跨框架包括由基本水平延伸的壁构成 的主平面部分，且所述管保持凹槽的深度使得保持在所述管保持凹槽中的所述驱动管的至 少一部分与所述主平面部分的水平的壁重叠。
4. 如权利要求1所述的天窗系统，其中，所述侧框架在车身前后方向上延伸，且所述横 跨框架包括在所述侧框架的前端之间沿着所述开口的前边缘延伸的前框架。
5. 如权利要求1所述的天窗系统，其中，所述侧框架在车身前后方向上延伸，且所述横 跨框架包括在所述侧框架的后端或中间部分之间沿着所述开口的后边缘延伸的后框架。
6. 如权利要求2所述的天窗系统，其中，所述管保持结构包括沿着所述管保持凹槽的 一段长度布置的多个夹子，每个夹子能够弹性地接合所述管保持凹槽中的所述驱动管。
7. 如权利要求6所述的天窗系统，其中，所述管保持凹槽至少部分地包括底壁，而所述 管保持凹槽与所述夹子相应的部分设置有开放的底端。
全文摘要
在使用推拉索(22)来致动天窗板(4)的车辆天窗系统(3)中，推拉索被接收在驱动管(25)中，且天窗框架(12)设置有驱动管保持结构(16，18)。因此，驱动管可以由柔性材料制成，且即使当推拉索承受较大的拉伸和压缩负载时管保持结构能够将驱动管牢固地保持就位。管保持结构可以包括用于接收驱动管的管保持凹槽(16)以及用于将驱动管弹性地保持在管保持凹槽内的夹子(18)。
文档编号B60J7/057GK101780758SQ20101000356
公开日2010年7月21日 申请日期2010年1月15日 优先权日2009年1月16日
发明者三桥步, 堀田贡市 申请人:八千代工业株式会社