CN102953623B - 一种叉臂式玻璃升降器的布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种叉臂式玻璃升降器，包括主动臂、从动臂、升降器面板、定导轨、动导轨和玻璃；主动臂与从动臂均设置有铰接孔且通过铰接件呈X型交叉铰接；主动臂一端与升降器面板相铰接，另一端与动导轨相连接；从动臂两端分别与动导轨和定导轨相连接；动导轨上设置有玻璃固定连接结构，所述玻璃安装在所述玻璃固定连接结构上；其中主动臂和从动臂的交叉中心点B设置在玻璃重心点D沿X轴负方向的10~40mm处。本发明还提供这种叉臂式玻璃升降器的布置方法，包括确定主动臂和从动臂的有效长度的步骤和确定玻璃重心相对与玻璃升降器的主动臂和从动臂的交叉中心B点在X方向的距离的步骤。实施本发明能够避免玻璃卡滞，不平稳及转动的现象，提高整车品质。

Description

一种叉臂式玻璃升降器的布置方法

技术领域

本发明涉及一种车用配件，具体来说，涉及一种叉臂式玻璃升降器，本发明还涉及这种叉臂式玻璃升降器的布置方法。

背景技术

现代汽车中最常用的玻璃升降器有叉臂式升降器和绳轮式升降器两种。叉臂式升降器总体刚度好，价格有优势，对玻璃支撑区域宽，玻璃上升、下降过程中稳定性好；通过布置玻璃上升、下降过程蓄能装置“平衡弹簧”可大大减少升降器滑动配合面的接触应力，提高升降器的运行寿命；缺点是运行中受到侧面因玻璃弧度引起的交叉臂变形而产生的应力，增加了运行阻力，且其本身质量比绳轮式升降器大。绳轮式升降器可以适应玻璃弧面半径小于2000mm的车型(轿车为了美观，玻璃弧面半径或曲率半径通常小于2000mm).运行时噪声低，主要元件是塑料件和金属件，占用金属少、质量轻，对减轻车门质量和车门铰链负担有利；缺点是支撑玻璃区域窄，玻璃上升、下降时若两侧受力相差过大时玻璃会扭转及两侧导轨的摩擦力大会被卡住，钢丝绳绕线复杂，若松动则容易相互缠绕脱轨而失散，钢丝绳如果润滑不好导轨摩擦会增大，绷断几率很高，由于没法安装玻璃上升、下降过程蓄能装置“平衡弹簧”，手动绳轮升降器转动手柄上升用力很大，而下降时玻璃下降太快导致手柄用力小，手感差。由于上述两种升降器的特点，新车型设计时一般都会优先选用叉臂式升降器，没有布置叉臂式升降器条件时才考虑选用绳轮式升降器。

然而现有的叉臂式玻璃升降器的布置大多数是参照标杆车进行布置，有可能将原车不合理的布置位置延续下来。或者随意布置，找不到最佳位置。最终导致玻璃升降过程中出现卡滞，不平稳，甚至玻璃在XZ平面内转动现象。导致后期无法进行大的调整，以满足玻璃运动要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的不足，提供了一种可以避免玻璃运行不平稳甚至翻转的叉臂式玻璃升降器，本发明还提供这种叉臂式玻璃升降器的布置方法。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案在于：

本发明的提供的叉臂式玻璃升降器，包括：

主动臂、从动臂、升降器面板、定导轨、动导轨和玻璃；

所述主动臂与从动臂均设置有铰接孔且通过铰接件呈X型交叉铰接；

所述主动臂一端与升降器面板相铰接，另一端与动导轨相连接；

所述从动臂两端分别与动导轨和定导轨相连接；

所述升降器面板上设置有驱动齿轮，所述主动臂在升降器面板上的部位设置有与所述驱动齿轮相啮合的齿扇；

所述动导轨上设置有玻璃固定连接结构，所述玻璃安装在所述玻璃固定连接结构上；

其中，所述玻璃升降器的主动臂和从动臂的交叉中心点B设置在玻璃重心点D沿X轴负方向的10～40mm处，所述的X轴负方向为汽车三坐标中横轴方向。

在另一优选例中，所述玻璃升降器在上止点位置时与配套使用的车门内外板及周边零部件之间的间隙大于20mm。

在另一优选例中，所述玻璃升降器在下止点位置时与配套使用的车门内外板及周边零部件之间的间隙大于20mm。

在另一优选例中，所述的铰接件套设有铰接件轴承，所述铰接件轴承固定在主动臂铰接孔内。

本发明还提供这种叉臂式玻璃升降器的布置方法，包括以下步骤：

S1、所述叉臂式玻璃升降器的XZ平面布置步骤，包括：

S101、将玻璃处于运动上止点位置，找到玻璃重心点D；将主动臂与升降器面板铰接旋转中心O的高度设置在玻璃升程一半的位置，根据玻璃升程的要求确定主动臂和从动臂的有效长度；

S102、以主动臂的旋转中心O到主、从动臂的交叉中心B的长度为半径，以主动臂的旋转中心O点为圆心作圆F，过圆心O点作水平半径线，并找到半径线的中心点C；在圆F上找到当玻璃处于上止点的位置时，主动臂和从动臂的交叉中心B点的位置；

S103、以玻璃处于上止点时玻璃的质心点A作一条铅垂线M，再以A点作玻璃质心位移轨迹线N，所述轨迹线N为前门玻璃的后边界线，M线与N线的夹角为β，此时A点到圆心O点沿Z轴方向的距离等于玻璃处于上止点时质心到玻璃升降器主动臂旋转中心O的实际距离，并判断β角的大小：

S104、如果β＞10°，那么将玻璃升降器的主动臂和从动臂的交叉中心点B设置在玻璃重心点D沿X轴负方向的10～40mm处；如果β≤10°，将A点水平位移，使玻璃质心位移轨迹线N与圆F的水平半径线中心点C相连，并与圆F相交，从圆上相交点到A点测量出水平距离e，将水平距离e作为玻璃重心处于上止点时相对与玻璃升降器的主动臂和从动臂的交叉中心B点在X方向的距离。

在另一优选例中，还包括以下步骤：

S2、所述叉臂式玻璃升降器的YZ平面布置步骤，包括：

S201、作玻璃升降器中支撑玻璃的玻璃固定连接结构在自由状态下的运动轨迹平面S；

S202、作玻璃上、下止点运动弧面R；

S203、连接玻璃运动弧面R的上下两边端线做平面T；

S204、弧面R最高点与平面T的距离为d，d为上下止点间玻璃运动弧面的弦高，设置d＜20mm；

S205、平面S与平面T的距离为a，弧面R最高点与平面S的距离为b，设置a＞b。

在另一优选例中，还包括以下步骤：

S3、所述叉臂式玻璃升降器的XY平面布置步骤，包括：

S301、设置玻璃升降器在上止点位置时与配套使用的车门内外板及周边零部件之间的间隙大于20mm；

S302、设置玻璃升降器在下止点位置时与配套使用的车门内外板及周边零部件之间的间隙大于20mm。

实施本发明的叉臂式玻璃升降器及其布置方法，具有以下有益效果：

1、能够避免玻璃运动卡滞，不平稳，甚至玻璃在XZ平面内转动的现象，提高整车品质；

2、布置方法既简单方便，又能快速找到最佳位置，大大减少设计难度和工作量；

3、在后期装车时缩短调试难度和时间，减少工作量和劳动强度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的叉臂式玻璃升降器的结构示意图；

图2是本发明的叉臂式玻璃升降器未安装玻璃时的结构图；

图3是本发明的叉臂式玻璃升降器中的铰接件及铰接件轴承结构图；

图4是本发明的叉臂式玻璃升降器的玻璃重心与玻璃升降器的力平衡系统示意图；

图5是本发明的叉臂式玻璃升降器XZ平面布置方法的示意图；

图6是本发明的叉臂式玻璃升降器YZ平面布置方法的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明：

图1至图3示意了本发明的叉臂式玻璃升降器的结构，如图所示，该叉臂式玻璃升降器包括：

主动臂1、从动臂2、升降器面板3、定导轨4、动导轨5和玻璃8；主动臂1与从动臂2均设置有铰接孔且通过铰接件6呈X型交叉铰接；主动臂1一端与升降器面板3相铰接，另一端与动导轨5相连接；从动臂2两端分别与动导轨5和定导轨4相连接；升降器面板3上设置有驱动齿轮9，主动臂1在升降器面板3上的部位设置有与驱动齿轮9相啮合的齿扇10；动导轨5上设置有玻璃固定连接结构7，玻璃8安装在所述玻璃固定连接结构7上；车窗玻璃通过驱动齿轮的转动来进行升或降。其中所述玻璃升降器的主动臂1和从动臂2的交叉中心点B设置在玻璃重心点D的沿X轴负方向的10～40mm处，所述的X轴负方向为汽车三坐标中横轴方向。

根据力学原理分析，叉臂式玻璃升降器与玻璃重心构成了一个力平衡系统，见图4。玻璃上下运动的理想状态是玻璃重心应接近通过两叉臂中心B的铅垂线上，使玻璃升降器向上的两支撑力与玻璃重心力始终组成等腰三角形。但由于叉臂式玻璃升降器与玻璃各自运动形式的不一样，难以达到理想状态，只能是越接近越好。

叉臂式玻璃升降器的运动模式是：主动臂1始终围绕旋转中心作圆弧运动；而从动臂2在主动臂1和动导轨5的带动下一边做上下移动，一边以两叉臂中心B点为旋转中心作圆弧运动。所以，主动臂1的玻璃上支撑点运动轨迹是圆弧线，从动臂2的玻璃上支撑点运动轨迹是直线。玻璃重心D的运动模式是：因大多数玻璃面是双曲率面或腰鼓面，加上人机工程原因，安装玻璃的动导轨都是倾斜的，所以玻璃重心的运动轨迹也随着导轨而为倾斜线。

由于上述情况，叉臂式玻璃升降器最佳位置的布置成了主要问题，为了保证玻璃在运动过程中不出现卡滞，不平稳现象，必需让玻璃升降器的主动臂1和从动臂2的两支撑力与玻璃重力在任何位置都接近等腰三角形。经多次校核，当玻璃处于上止点时玻璃升降器的两交叉臂中心B点位于玻璃重心前10～40mm(X负方向)范围内时，最能保证玻璃在上、下运行中玻璃升降器的主动臂和从动臂的两支撑点始终处于玻璃重心的两侧，接近等腰三角形。

在另一实施例中，所述玻璃升降器在上止点位置时与配套使用的车门内外板及周边零部件之间的间隙大于20mm。所述玻璃升降器在下止点位置时与配套使用的车门内外板及周边零部件之间的间隙大于20mm。

在另一实施例中，所述的铰接件6套设有铰接件轴承11，所述铰接件轴承11固定在主动臂1的铰接孔内。如此设置，减少了铰接件6与主动臂1之间的硬摩擦，大大提高了装置的安全性，有效解决了因铰接处磨损而造成升降器失效的问题。

本发明还提供这种叉臂式玻璃升降器的布置方法，包括以下步骤：

S1、所述叉臂式玻璃升降器的XZ平面布置步骤，见图5，包括：

S101、将玻璃处于运动上止点位置，找到玻璃重心点D；将主动臂与升降器面板铰接处的旋转中心O的高度设置在玻璃升程一半的位置，这样可使主动臂1和从动臂2在玻璃升降时水平移动量最小，举升效率高，根据玻璃升程的要求确定主动臂和从动臂的有效长度；

S102、以主动臂的旋转中心O到主、从动臂的交叉中心B的长度为半径，以主动臂的旋转中心O点为圆心作圆F，过圆心O点作水平半径线，并找到半径线的中心点C；在圆F上找到当玻璃处于上止点的位置时，主动臂和从动臂的交叉中心B点的位置；

S103、以玻璃处于上止点时玻璃的质心点A作一条铅垂线M，再以A点作玻璃质心位移轨迹线N，所述N线为前门玻璃的后边界线，M线与N线的夹角为β，此时A点到圆心O点沿Z轴方向的距离等于玻璃处于上止点时质心到玻璃升降器主动臂旋转中心O的实际距离，并判断β角的大小：

S104、如果β＞10°，那么将玻璃升降器的主动臂和从动臂的交叉中心点B设置在玻璃重心点D的沿X轴负方向的10～40mm处；如果β≤10°，将A点水平位移，使玻璃质心位移轨迹线N与圆F的水平半径线的中心点C相连，并与圆F相交，从圆上相交点到A点测量出水平距离e，将水平距离e作为玻璃重心处于上止点时相对与玻璃升降器的主动臂和从动臂的交叉中心B点在X方向的距离。

在另一实施例中，还包括以下步骤：

S2、所述叉臂式玻璃升降器的YZ向平面布置步骤，见图6，包括：

S201、作玻璃升降器支撑玻璃的玻璃固定连接结构在自由状态下的运动轨迹平面S；

S202、作玻璃上、下止点运动弧面R；

S203、连接玻璃运动弧面R的上下两边端线做平面T；

S204、弧面R最高点与平面T的距离为d，d为上下止点间玻璃运动弧面的弦高，设置d＜20mm；

S205、平面S与平面T的距离为a，弧面R最高点与平面S的距离为b，设置a＞b。

在另一优选例中，还包括以下步骤：

S3、所述叉臂式玻璃升降器的XY向平面布置步骤，包括：

S301、设置玻璃升降器在上止点位置时与配套使用的车门内外板及周边零部件之间的间隙大于20mm；

S302、设置玻璃升降器在下止点位置时与配套使用的车门内外板及周边零部件之间的间隙大于20mm。

现有玻璃升降器布置位置具有盲从性，很难确定最佳位置，最终导致装车时玻璃运动卡滞、不平稳，甚至玻璃翻转，从而导致手动式升降费力，电动式升降阻力大，影响电机寿命。并且调整困难，难以解决根本问题。本发明提供的这种叉臂式玻璃升降器的布置方法，既简单，又能快速找到最佳位置，大大减少设计难度和工作量。并在后期装车时缩短调整时间，减少工作量和劳动强度。通过这种方法布置得到的叉臂式玻璃升降器，可以使玻璃上下运动平稳，不卡滞，提高了整车品质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种叉臂式玻璃升降器的布置方法，该叉臂式玻璃升降器包括：主动臂、从动臂、升降器面板、定导轨、动导轨和玻璃；

所述主动臂与从动臂均设置有铰接孔且通过铰接件呈X型交叉铰接；

所述主动臂一端与升降器面板相铰接，另一端与动导轨相连接；

所述从动臂两端分别与动导轨和定导轨相连接；

所述升降器面板上设置有驱动齿轮，所述主动臂在升降器面板上的部位设置有与所述驱动齿轮相啮合的齿扇；

所述动导轨上设置有玻璃固定连接结构，所述玻璃安装在所述玻璃固定连接结构上；

所述玻璃升降器的主动臂和从动臂的交叉中心点B设置在玻璃重心点D沿X轴负方向的10～40mm处，所述的X轴负方向为汽车三坐标中横轴方向，

其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、所述叉臂式玻璃升降器的XZ平面布置步骤，包括：

S101、将玻璃处于运动上止点位置，找到玻璃重心点D；将主动臂与升降器面板铰接旋转中心O的高度设置在玻璃升程一半的位置，根据玻璃升程的要求确定主动臂和从动臂的有效长度；

S102、以主动臂的旋转中心O到主、从动臂的交叉中心B的长度为半径，以主动臂的旋转中心O点为圆心作圆F，过圆心O点作水平半径线，并找到半径线的中心点C；在圆F上找到当玻璃处于上止点的位置时，主动臂和从动臂的交叉中心B点的位置；

S103、以玻璃处于上止点时玻璃的质心点A作一条铅垂线M，再以A点作玻璃质心位移轨迹线N，所述轨迹线N为前门玻璃的后边界线，M线与N线的夹角为β，此时A点到圆心O点沿Z轴方向的距离等于玻璃处于上止点时质心到玻璃升降器主动臂旋转中心O的实际距离，并判断β角的大小；

S104、如果β＞10°，那么将玻璃升降器的主动臂和从动臂的交叉中心点B设置在玻璃重心点D沿X轴负方向的10～40mm处；如果β≤10°，将A点水平位移，使玻璃质心位移轨迹线N与圆F的水平半径线中心点C相连，并与圆F相交，从圆上相交点到A点测量出水平距离e，将水平距离e作为玻璃重心处于上止点时相对与玻璃升降器的主动臂和从动臂的交叉中心B点在X方向的距离；

S2、所述叉臂式玻璃升降器的YZ平面布置步骤，包括：

S201、作玻璃升降器中支撑玻璃的玻璃固定连接结构在自由状态下的运动轨迹平面S；

S202、作玻璃上、下止点运动弧面R；

S203、连接玻璃运动弧面R的上下两边端线做平面T；

S204、弧面R最高点与平面T的距离为d，d为上下止点间玻璃运动弧面的弦高，设置d＜20mm；

S205、平面S与平面T的距离为a，弧面R最高点与平面S的距离为b，设置a＞b；

S3、所述叉臂式玻璃升降器的XY平面布置步骤，包括：

S301、设置玻璃升降器在上止点位置时与配套使用的车门内外板及周边零部件之间的间隙大于20mm；

S302、设置玻璃升降器在下止点位置时与配套使用的车门内外板及周边零部件之间的间隙大于20mm。