一种具有热变形补偿元件的车灯调节机构的制作方法

本发明涉及汽车照明领域，尤其涉及一种具有热变形补偿元件的车灯调节机构。

背景技术：

汽车作为当代最为普遍的代步工具，对我们生活的影响也越来越大。在给我们带来便利的同时，也对我们的生命安全有一定的影响。随着人均收入的不断提高，汽车已成为平民消费品，汽车的销售量日渐增长，在城市和农村都能看到车来车往，而路上车辆的增加也提高了交通事故的发生频率。尤其是在夜晚，虽然车灯的使用为夜间驾驶提供了照明，但不稳定的照明距离和高度会影响驾驶员的视野范围，也会对其他道路使用者造成炫目等影响，不利于交通安全。其中造成照明距离和高度不稳定的因素之一便是车灯调节系统的热变形。随着车辆的行驶，车灯由于自身光源的热量以及发动机传递来的热量影响，会导致车灯调节系统的热膨胀，进而导致调节系统零件尺寸变化和位置偏移，进而会改变车灯的照明角度，尤其是对车灯近光截至线的位置的改变，使得照明距离和照明高度发生改变，影响驾驶员的视野范围，不利于驾驶安全。

鉴于上述问题，设计一种能够解决或补偿车灯热问题导致调节系统热变形的车灯调节机构，避免车灯照明角度不稳定进而提高驾驶安全是亟需解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种具有热变形补偿元件的车灯调节机构，在现有常用调节机构的设计基础上增加补偿元件，该补偿元件可以逆向补偿调节元件由于温度升高引起的热膨胀变形，从而使调节结构的热变形位移减小或消失，从而保证照明系统的稳定性，保证照明距离和照明高度的稳定性，解决了背景技术中出现的问题。

本发明的目的是提供一种具有热变形补偿元件的车灯调节机构，包括调节螺钉、金属固定弹片、调节元件和补偿元件，所述调节元件头部有球头结构，球头结构连接有照明模块，球头结构的前后移动用于改变照明模块的照明角度；

所述调节元件左右两侧有凸型导向结构和车灯壳体滑槽配合，限制调节元件只能前后移动；其中，所述补偿元件压在调节元件之上，补偿元件尾部有柱状结构一，调节元件尾部有孔结构，补偿元件尾部和调节元件尾部通过柱状结构一和孔结构进行柱孔定位，进而限制补偿元件尾部的前后左右位置；

所述补偿元件头部下侧有柱状结构二，所述调节元件中部有槽状结构，柱状结构二插入调节元件中部的槽状结构中，槽状结构限制补偿元件头部的左右位置；

所述调节元件尾部有卡口结构压紧补偿元件的尾部；所述补偿元件头部上侧有螺纹结构，调节螺钉头部压在螺纹结构上，并和螺纹结构啮合；固定金属弹片通过卡口结构将调节螺钉头部、补偿元件头部和调节元件中部压合在一起；调节元件尾部有凹形限位结构防止调节螺钉左右晃动；调节螺钉尾部压在车灯壳体上不能前后左右移动，且可在外力作用下转动，调节螺钉尾部的转动带着调节螺钉头部一起转动，调节螺钉头部转动驱使补偿元件头部前后移动，补偿元件头部的前后移动带着补偿元件尾部前后移动，补偿元件尾部的前后移动带动调节元件尾部前后移动，调节元件尾部的前后移动带着调节元件头部的球头结构前后移动，进而改变照明模块的照明角度，整个运动机制呈“s”型；

随着车灯内部温度升高温差∆t，车灯内零件会发生热膨胀变形，进而导致两件尺寸的变化，进而影响调节元件头部的球头结构位置，进而改变照明模块的照明角度，由于热膨胀变形引起的长度变化∆l跟零件尺寸l、温度变化差∆t和零件材料的热变形系数α相关，并成正比关系，∆l=l*∆t*α，并且，

所述调节螺钉尾部压在车灯壳体上无法前后移动，调节螺钉由于温度升高引起长度变化∆l’反应为调节螺钉的头部向前移动；补偿元件头部有螺纹结构和调节螺钉头部啮合，补偿元件头部随着调节螺钉头部一起向前移动；以补偿元件头部为基准点，补偿元件由于温度升高引起的热膨胀以头部为基准向后，即上述补偿元件的有效热膨胀长度变化∆l反应为补偿元件尾部向后移动；调节元件尾部和补偿元件尾部通过柱孔结构配合，调节元件尾部随着补偿元件尾部一起向后移动；以调节元件尾部为基准点，调节元件由于温度升高引起的热膨胀以尾部为基准向前；即调节元件的有效热膨胀长度变化∆l’反应为调节元件头部向前移动，综上，

所述调节螺钉和调节元件的有效热膨胀方向都是向前，所述补偿元件的有效热膨胀方向是向后，因此影响照明模块照明角度的热膨胀长度变化为调节螺钉和调节元件的有效热膨胀长度变化之和减去补偿元件的有效热膨胀长度变化，即∆l=∆l’+∆l’-∆l，利用补偿元件的有效热膨胀长度变化∆l的反向补偿来减小或抵消调节螺钉和调节元件的有效热膨胀长度引起的照明角度偏差。

进一步改进在于：所述调节元件左右两侧有凸型导向结构和车灯壳体滑槽配合，保证调节元件只能前后移动。

进一步改进在于：所述补偿元件尾部和调节元件尾部通过柱状结构一和孔结构进行柱孔定位，进而限制补偿元件尾部的前后左右位置，进而保证调节元件尾部和补偿元件尾部一起运动。

进一步改进在于：所述柱状结构二插入槽状结构中，槽状结构限制补偿元件头部的左右位置，但不限制补偿元件头部的前后位置，进而保证调节元件头部和补偿元件头部之间在热膨胀时有前后的相对运动。

进一步改进在于：所述调节螺钉头部压在补偿元件头部上侧的螺纹结构上，并和螺纹结构啮合；固定金属弹片通过卡口结构将调节螺钉头部、补偿元件头部和调节元件中部压合在一起限制上下方向，但不限制调节螺钉头部的转动和前后移动，调节螺钉头部和调节螺钉的尾部之间在热膨胀时有前后的相对运动。

进一步改进在于：所述调节螺钉头部和调节元件中部之间在热膨胀时有前后的相对运动。

进一步改进在于：所述调节螺钉头部跟随调节螺钉尾部在外力作用下转动。

进一步改进在于：所述补偿元件头部能够在调节螺钉头部转动的驱动下前后移动，也能够随着调节螺钉头部的热变形一起前后移动，所述补偿元件头部和固定金属弹片之间在热变形时有前后的相对运动，所述补偿元件头部和调节元件中部之间在热变形时有前后的相对运动。

进一步改进在于：所述补偿元件尾部和调节元件尾部的柱孔定位，可替换为仿形结构定位，保证补偿元件尾部和调节元件尾部相对位置的精确度。

进一步改进在于：所述补偿元件尾部和调节元件尾部通过卡口结构压紧可替换为通过热铆结构压紧，保证补偿元件尾部和调节元件尾部之间不松动。

本发明的有益效果：本发明补偿元件的反向补偿热变形长度变化的作用必然能减小或抵消整体系统的热变形长度，避免车灯照明角度不稳定，提高驾驶安全；补偿元件尾部和调节元件尾部通过柱孔配合定位，补偿元件头部和调节元件头部通过柱槽配合定位，保证补偿元件和调节元件只有前后的相对运动，提高了配合精度；整个运动机制是：调节螺钉尾部压在车灯壳体上，调节螺钉尾部带动调节螺钉头部，调节螺钉头部带动补偿元件头部，补偿元件头部带动补偿元件尾部，补偿元件尾部带动调节元件尾部，调节元件尾部带动调节元件头部的球头结构，球头结构带动照明模块。“s”形的运动机制充分利用的补偿元件的补偿形变，提高了整个机制的效率。

附图说明

图1是应用本发明的照明系统机构示意图。

图2是常用调节机构示意图。

图3是常用调节机构剖视图。

图4是常用调节机构的运动机制示意图。

图5是本发明的调节机构示意图。

图6是本发明的剖视图。

图7是本发明的运动机制示意图。

图8是本发明的补偿元件示意图。

图9是本发明的调节元件示意图。

图10是本发明的热变形示意图，实线为常温状态（25℃下），虚线为热变形后(65℃)。

图11是本发明主要零部件使用材料及其热变形系数。

其中：1-照明模块，2-具有热变形补偿元件的车灯调节机构，3-车灯壳体，4-调节螺钉，5-固定金属弹片，6-调节元件，7-补偿元件，61-球头结构，62-凸型导向结构，63-孔结构，64-槽状结构，65-卡口结构，66-凹形结构，71-螺纹结构，72-柱状结构一，73-柱状结构二，x-调节螺钉有效传动距离，y-常用调节元件有效传动距离，z具有热变形补偿元件的车灯调节机构有效传动距离，m-补偿元件有效传动距离。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步的详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

需指出，本发明实施例对“前”、“后”方向具有如下定义：根据图3,6的视角，定义左侧为“前“方，定义右侧为”后“方。

如图1和图5所示，本实施例提供了一种具有热变形补偿元件的车灯调节机构，该调节机构包括有调节螺钉4、金属固定弹片5、调节元件6、补偿元件7。

如图1所示，一种应用本发明调节机构的车灯调节系统，包括照明模块1、具有热变形补偿元件的车灯调节机构2和车灯壳体3，具有热变形补偿元件的车灯调节机构2装配于车灯壳体3的滑槽内，具有热变形补偿元件的车灯调节机构2和照明模块1配合装配，具有热变形补偿元件的车灯调节机构2应用于车灯照明模块1的调节，如图5所示，本实施例中具有热变形补偿元件的车灯调节机构2的调节元件6头部有球头结构61，具有热变形补偿元件的车灯调节机构2通过球头结构61装配于照明模块1，具有热变形补偿元件的车灯调节机构2具有凸型导向结构62，具有热变形补偿元件的车灯调节机构2能够在车灯壳体3的滑槽内通过凸型导向结构62前后滑动，球头结构61的前后移动会改变照明模块1的照明角度，进而驱动照明模块1实现调光功能。

如图2所示，现有技术常用调节机构只包括有调节螺钉4、金属固定弹片5和调节元件6，调节螺钉4和调节元件6在调节螺钉头部处（同时也为图3所示的调节元件中部位置）通过金属固定弹片5装配安装，调节螺钉4头部和调节元件6中部都具有螺纹结构并相互啮合。如图4所示，常用调节机构的运动机制是调节螺钉4的旋转调节直接带动调节元件6前后移动。调节螺钉4尾部压在车灯壳体3上无法前后移动。结合图3和图4，具体来说为旋转调节螺钉4的尾部，由于调节螺钉4尾部压在车灯壳体3上无法前后移动，因此只发生旋转运动，得到调节螺钉4头部发生旋转运动，调节元件6装配于壳体3滑槽内，并不会发生旋转运动，因此调节螺钉4的旋转运动会通过螺纹结构与调节元件6的啮合，带动调节元件6发生前后方向的移动，得到调节元件6中部发生前后移动，进而带动调节元件6头部发生前后移动。

如图10所示，随着车灯内部温度升高（假设调节结构的工作环境温度由25℃升高到65℃，温差∆t=40℃），车灯内零件会发生热膨胀变形，由于热膨胀变形引起的长度变化∆l跟零件尺寸l、温度变化差∆t和零件材料的热变形系数α相关，并成正比关系，∆l=l*∆t*α。

如图10所示，调节螺钉4由于热膨胀变形引起长度变化；如图3所示，调节螺钉4的有效传动距离x=50mm；如图11所示，使用pbt-gf50材料的调节螺钉4的热膨胀系数α4=2x10^-5mm/k。由此可计算出调节螺钉4的有效热膨胀长度变化∆l4=l*∆t*α=x*∆t*α4=50*40*2x10^-5mm=0.04mm。

如图10所示，调节元件6由于热膨胀变形引起长度变化；如图3所示，调节元件6的有效传动距离y=20mm；如图11所示，使用pbt-gf50材料的调节元件6的热膨胀系数α6=2x10^-5mm/k。由此可计算出调节元件6的有效热膨胀长度变化∆l6=l*∆t*α=y*∆t*α6=20*40*2x10^-5mm=0.016mm。

如图3所示，调节螺钉4尾部压在车灯壳体3上无法前后移动，调节螺钉4由于温度升高引起长度变化（∆l4=0.04mm）反应为调节螺钉4的头部向前移动；调节元件6中部有螺纹结构和调节螺钉4头部啮合，调节元件6中部随着调节螺钉4头部一起向前移动；以调节元件6中部为基准点，调节元件6由于温度升高引起的热膨胀以中部为中心向前后两个方向，调节元件6向前的热膨胀变化对本发明照明角度有影响，即上述调节元件6的有效热膨胀长度变化（∆l6=0.016mm），调节元件6向后的热膨胀变化对本发明照明角度没有影响，不展开说明；综上，调节螺钉4和调节元件6的有效热膨胀方向都是向前，因此影响照明模块1照明角度的热膨胀长度变化为调节螺钉4和调节元件6的有效热膨胀长度变化之和，即球头结构61的前后位移变化∆l常由调节螺钉4和调节元件6的有效热膨胀长度变化叠加引起；∆l常=∆l4+∆l6=0.04mm+0.016mm=0.056mm。如图1所示，照明模块调节半径r=80mm，则球头结构的前后位移变化∆l常引起的照明模块1的照明角度变化∆a常=arctan（∆l常/r）=arctan（0.056/80）=0.04°，即常用调节机构由于热膨胀（∆t=40℃）引起的照明模块角度变化为∆a常=0.04°。

如图5所示，本发明的具有热变形补偿元件的车灯调节机构2包括有调节螺钉4、金属固定弹片5、调节元件6和补偿元件7，调节元件6头部有球头结构61跟照明模块1相连接，球头结构61的前后移动可以改变照明模块1的照明角度。

结合图6、图8和图9，补偿元件7压在调节元件6之上，补偿元件7尾部有柱状结构一73，调节元件6尾部有孔结构63，补偿元件7尾部和调节元件6尾部通过柱孔定位，进而限制补偿元件7尾部的前后左右位置；补偿元件7头部下侧有柱状结构二72，调节元件6中部有槽状结构64，补偿元件7头部下侧的柱状结构二72插入调节元件6中部的槽状结构64，调节元件6中部的槽状结构64可以限制补偿元件7头部的左右位置，但不限制补偿元件7头部的前后位置；调节元件6尾部有卡口结构65压紧补偿元件7的尾部；补偿元件7头部上侧有螺纹结构71，调节螺钉4头部压在补偿元件7头部上侧的螺纹结构71上，固定金属弹片5通过卡口结构将调节螺钉4头部、补偿元件7头部和调节元件6中部压合在一起，调节元件6尾部有凹形限位66结构防止调节螺钉4左右晃动，调节元件6左右两侧有凸型导向结构62和车灯壳体3滑槽配合，限制调节元件6只能前后移动。

结合图6和图7，本发明调节机构的运动机制呈“s”形，由调节螺钉4带动补偿元件7，再由补偿元件7带动调节元件6。具体来讲，调节螺钉4尾部压在车灯壳体3上不能前后左右移动，且可在外力下转动，调节螺钉4尾部的转动带着调节螺钉4头部一起转动，调节螺钉4头部转动驱使补偿元件7头部前后移动，补偿元件7头部的前后移动带着补偿元件7尾部前后移动，补偿元件7尾部的前后移动带动调节元件6尾部前后移动，调节元件6尾部的前后移动带着调节元件6头部的球头结构61前后移动，进而改变照明模块1的照明角度。

如图10所示，随着车灯内部温度升高（假设调节结构的工作环境温度由25℃升高到65℃，温差∆t=40℃），车灯内零件会发生热膨胀变形，由于热膨胀变形引起的长度变化∆l跟零件尺寸l、温度变化差∆t和零件材料的热变形系数α相关，并成正比关系，∆l=l*∆t*α。

如图10所示，调节螺钉4由于热膨胀变形引起长度变化。如图6所示，调节螺钉4的有效传动距离x=50mm；如图11所示，使用pbt-gf50材料的调节螺钉4的热膨胀系数α4=2x10^-5mm/k。由此可计算出调节螺钉4的有效热膨胀长度变化∆l4’=l*∆t*α=x*∆t*α4=50*40*2x10^-5mm=0.04mm。

如图10所示，补偿元件7由于热膨胀变形引起长度变化。如图6所示，补偿元件7的有效传动距离m=35mm；如图11所示，使用pa66-gf10材料的补偿元件7的热膨胀系数α7=6x10^-5mm/k。由此可计算出补偿元件7的有效热膨胀长度变化∆l7=l*∆t*α=m*∆t*α7=35*40*6x10^-5mm=0.084mm。

如图10所示，调节元件6由于热膨胀变形引起长度变化。如图6所示，调节元件6的有效传动距离z=55mm；如图11所示，使用pbt-gf50材料的调节元件6的热膨胀系数α6=2x10^-5mm/k。由此可计算出调节元件6的有效热膨胀长度变化∆l6’=l*∆t*α=z*∆t*α6=55*40*2x10^-5mm=0.044mm。

如图6所示，调节螺钉4尾部压在车灯壳体3上无法前后移动，调节螺钉4由于温度升高引起长度变化（∆l4’=0.04mm）反应为调节螺钉4的头部向前移动；补偿元件7头部有螺纹结构和调节螺钉4头部啮合，补偿元件7头部随着调节螺钉4头部一起向前移动；以补偿元件头部为基准点，补偿元件7由于温度升高引起的热膨胀以头部为基准向后，即上述补偿元件7的有效热膨胀长度变化（∆l7=0.084mm）反应为补偿元件7尾部向后移动；调节元件6尾部和补偿元件7尾部通过柱孔结构配合，调节元件6尾部随着补偿元件7尾部一起向后移动；以调节元件尾部为基准点，调节元件6由于温度升高引起的热膨胀以尾部为基准向前；即上述调节元件6的有效热膨胀长度变化（∆l6’=0.044mm）反应为调节元件6头部向前移动。综上，调节螺钉4和调节元件6的有效热膨胀方向都是向前，补偿元件7的有效热膨胀方向是向后，因此影响照明模块1照明角度的热膨胀长度变化为调节螺钉4和调节元件6的有效热膨胀长度变化之和减去补偿元件7的有效热膨胀长度变化。即球头结构的前后位移变化∆l=∆l4’+∆l6’-∆l7=0.04mm+0.044mm–0.084mm=0mm。如图1所示，照明模块调节半径r=80mm，则球头结构的前后位移变化∆l引起的照明模块1的照明角度变化∆a=arctan（∆l/r）=arctan（0/80）=0°。

对比图2常用调节结构和图5本发明调节机构由于热膨胀引起的长度变化∆l常、∆l，以及对应引起的照明模块照明角度变化∆a常、∆a，可见∆l常（0.056mm）>>∆l（0mm），∆a常（0.04°）>>∆a（0°）。本发明调节机构能有效补偿热膨胀引起的角度变化，进而保障照明模块照明角度和照明高度的稳定性，提高驾驶安全性。