CN103419603B - 一种角度可变式车辆前风窗 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种角度可变式车辆前风窗，可以包括前风窗框和由前风窗框支承的前风窗玻璃，其中前风窗玻璃是可转动地设置在前风窗框内，以允许改变前风窗玻璃相对于水平面的迎风角度，特别是在车辆行驶且车速以及风速不断变化过程中，可以通过改变迎风角度使得整个车辆的风阻最小，从而减少汽车行驶阻力，减小汽车燃油消耗，提高汽车动力性能。

Description

一种角度可变式车辆前风窗

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，特别是涉及一种角度可变式车辆前风窗。

背景技术

汽车行进过程中，会受到空气的阻力产生风阻。通常情况下，风阻的大小与车速及风速有关，比如车速一定时，风速大时风阻就大；对应地，在风速一定时，车速快时风阻就大。因此受到上述至少两方面综合因素的影响，导致汽车行驶过程中风阻的大小基本上是不可控制的。而过大的风阻又容易造成汽车能量额外损失，降低汽车的动力性能。所以在确保车速的情况下怎么去尽可能的减小风阻，是下一步的研究方向。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种相对于水平面的迎风角度可调的车辆前风窗。本发明的另一目的是加强前述车辆前风窗的密封性能。本发明的又一目的是使得前述迎风角度可根据对应的风相关参数进行自动调节。

为了实现上述至少一个目的，本发明提供了一种角度可变式车辆前风窗，包括前风窗框和由所述前风窗框支承的前风窗玻璃，所述前风窗框具有上边框、下边框和相对的两个侧边框，所述前风窗玻璃具有相对的上缘和下缘、相对的两个侧缘以及朝向车辆内部的内侧面和朝向车辆外部的外侧面；所述前风窗玻璃可转动地设置在所述前风窗框内，以允许改变所述前风窗玻璃相对于水平面的迎风角度。

可选地，还包括在所述前风窗玻璃与所述前风窗框的连接处所设置的密封结构，所述密封结构构造成在所述前风窗玻璃转动时保持所述前风窗玻璃与所述前风窗框的密封连接。

可选地，还包括转轴，其转动轴线沿所述车辆的横向基本水平地延伸，所述转轴与所述前风窗玻璃固定连接并且可转动地连接至所述前风窗框；驱动装置，用于驱动所述转轴转动，并由所述转轴带动所述前风窗玻璃基本上绕所述转动轴线转动。

可选地，所述转轴具有主体部以及分别位于所述主体部两侧的端部；所述主体部与所述前风窗玻璃的内侧面固定连接，所述端部可转动地连接至所述前风窗框。

可选地，所述驱动装置包括具有电机轴的电机；

设置在所述电机轴上的主动齿轮；和与所述转轴固定连接并与所述主动齿轮啮合的从动齿轮。

可选地，所述转轴邻近于所述前风窗框的所述上边框或邻近于所述前风窗玻璃的所述上缘设置。

可选地，还包括设置在所述前风窗框的所述下边框处的滑轨，沿着所述前风窗玻璃的转动方向在所述滑轨上成形有多个限位槽；其中，在所述前风窗玻璃转动时，其下缘能够沿着所述滑轨移动，并能够被保持在所述多个限位槽之一中。

可选地，所述滑轨由弹性材料制成，并且，每一所述限位槽由所述滑轨中相邻的两个限位凸起限定；其中，所述限位凸起的纵向截面基本上为顶部为弧形面的梯形，所述前风窗玻璃的所述下缘基本上为顶部为弧形面的倒梯形。

可选地，所述密封结构包括连接在所述前风窗框的所述上边框与所述前风窗玻璃的所述上缘之间的密封条，所述密封条具有朝向前风窗玻璃的凹形槽，所述前风窗玻璃的上缘插入到所述凹形槽内；连接在所述前风窗框的所述侧边框与所述前风窗玻璃的所述侧缘之间的柔性或弹性的带状密封件；和密封挡片，所述密封挡片的顶端邻近于所述前风窗玻璃的下缘而固定连接至所述前风窗玻璃的所述外侧面，所述密封挡片的底端抵靠所述滑轨，所述密封挡片的长度及其与所述前风窗玻璃之间的角度设置成当所述前风窗玻璃的下缘处于一个限位槽内时，所述密封挡片的底端也同时处于另一个限位槽内。

可选地，还包括传感器，用于检测车辆所处环境的风相关参数；控制模块，用于根据所述风相关参数控制所述驱动装置将所述前风窗玻璃转动至与所述风相关参数相适合的迎风角度。

本发明至少存在以下有益技术效果：

本发明的车辆前风窗玻璃相对于水平面的迎风角度可以根据需要进行调节，特别是在车辆行驶且车速以及风速不断变化过程中，此时可以通过改变迎风角度使得整个车辆的风阻最小，从而减少汽车行驶阻力，减小汽车燃油消耗，提高汽车动力性能。并且，本发明通过车辆前风窗玻璃与前风窗框之间的密封结构加强了密封性能。此外，本发明可根据实时检测到的风相关参数对前风窗玻璃的迎风角度进行自动调节，这样可以使得调节更智能化、更精准，还能降低驾驶员的操作强度，进一步保证驾驶的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例中前风窗及车体的部分结构示意图；

图2为本发明实施例中前风窗的部分结构示意图

图3为图2的俯视图；

图4为本发明实施例中前风窗玻璃上缘与密封条连接处的剖视图；

图5为本发明实施例中前风窗玻璃上缘与滑轨连接处的剖视图；

其中：

1-前风窗框，2-前风窗玻璃，201-上缘，202-下缘，203-侧缘，3-转轴，301-主体部，302-端部，4-电机，401-电机轴，5-主动齿轮，6-被动齿轮，7-滑轨，701-限位槽，702-限位凸起，8-密封条，801-带状密封件，9-密封挡片，10-密封胶，11-车顶。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。

特别如图1-图3中所示，本发明实施例提供了一种角度可变式车辆前风窗。前风窗通常可以包括前风窗玻璃2、前风窗框1、玻璃密封条等部件。

本发明的前风窗框1可以具有上边框、下边框和相对的两个侧边框。通常，该上边框和下边框可以由车辆的上横梁和下横梁形成，侧边框可以由车辆的风窗支柱形成。

本发明的前风窗玻璃2可以分为相对的上缘201和下缘202、相对的两个侧缘203以及朝向车辆内部的内侧面和朝向车辆外部的外侧面。

本发明的前风窗玻璃2可以由前风窗框1支承。其中，在前风窗玻璃2的内侧面上设有转轴3，转轴3的转动轴线沿车辆的横向基本水平地延伸。转轴3是与前风窗玻璃2固定连接并且可转动地连接至前风窗框1上。

具体地，转轴3是设置在邻近于前风窗框1的上边框处或邻近于前风窗玻璃2的上缘201处。转轴3可以具有主体部301以及分别位于主体部两侧的端部302。本例中主要是转轴3的主体部301与前风窗玻璃2的内侧面固定连接。转轴3的端部302通过轴承等方式可转动地连接至前风窗框1，可以是固定设置在侧边框上，使得转轴3可以带动前风窗玻璃2基本上绕转轴3的转动轴线转动，从而达到改变前风窗玻璃2相对于水平面的迎风角度的目的。在另一未示出的实施例中，转轴3也可以由在两个侧缘203处分别固定连接（例如夹持）至前风窗玻璃2、并从前风窗玻璃2的侧缘203向外伸出的两个轴来替代。

本发明中转轴3的转动动力可以通过驱动装置提供。其中，驱动装置可以包括电机4和电机轴401。在电机轴401上固定设置有主动齿轮5，对应地，在转轴3上固定设置有与主动齿轮5啮合的从动齿轮6。通过电机轴401带动主动齿轮5转动，从而带动与主动齿轮5啮合的被动齿轮6的转动，被动齿轮6再带动转轴3转动，转轴3最终带动前风窗玻璃2转动。

另外，前风窗玻璃2在绕上缘201位置的转轴3转动过程中，其下缘202会以转轴3的轴心作为圆心转动一定角度，在此需要考虑下缘202位置处的支撑以及密封等问题。因此，可以在前风窗框1的下边框处设置一个由弹性材料制成的基本上呈圆弧形的滑轨7，其同样基本上是以转轴3的轴心作为圆心，形状如图1及图5中所示。并且沿着前风窗玻璃2的转动方向在滑轨7上成形有多个如图5中所示的限位槽701。在前风窗玻璃2转动过程中，其下缘202能够沿着滑轨7移动，并能够被保持在所述多个限位槽701之一中，这样既起到了支承前风窗玻璃2的作用又起到密封作用。

并且，如图5中所示，本例中每一限位槽701均由滑轨7中相邻的两个限位凸起702来限定。其中，每个限位凸起702的纵向截面基本上为顶部为弧形面的梯形，同样前风窗玻璃2的下缘202基本上为顶部为弧形面的倒梯形。限位凸起702这样顶部为弧形面的梯形设计易于对前风窗玻璃2进行定位，还易于前风窗玻璃2在限位槽701之间的移动，并且保证其密封性能。更具体地，可以将上述限位凸起702梯形的高度设计在7-9mm之间，针对目前大部分的前风窗玻璃来说，这样尺寸设计一方面可以保证前风窗玻璃2在电机4不提供动力时下更稳固地定位在限位槽701内，另一方面可以保证前风窗玻璃2与前风窗框1之间的密封性能。并且，在电机4提供动力使得前风窗玻璃2转动的情况下，这样的尺寸设计可以使得限位凸起702更容易在前风窗玻璃2的挤压作用下变形，从而有利于前风窗玻璃2的移动。

本发明相邻的两个限位凸起702之间比如齿距等参数可以依据前风窗玻璃2的旋转角度以及前风窗玻璃2的上缘201到下缘202的长度来设定。比如在一个实施例中，可以取前风窗玻璃2可转动范围为5°，每次转动角度为1°，其上缘201到下缘202的长度也即是半径大约为70cm，此时，前风窗玻璃2每转动一个角度其下缘202转过的弧长大约为1.3cm。因此，为了保证转动完成以后前风窗玻璃2的下缘202刚好落入对应的限位槽701中，需要参考上述参数来对相邻两个限位凸起702比如齿距等参数进行设计。当然，在其他备选实施例中，上述参数都可以为其他适宜的值。

本发明无论是前风窗玻璃2静止或转动过程中，都需要保证保持前风窗玻璃2与前风窗框1的密封连接，因此在前风窗玻璃2与前风窗框1的连接处可以设置密封结构。具体地，在前风窗框1的上边框与前风窗玻璃2的上缘201之间可以设有由弹性材料制成密封条8，当前风窗玻璃随上支点移动时，密封条8可以一定的收缩和伸展。如图4所示，密封条8可以具有朝向前风窗玻璃2的凹形槽，前风窗玻璃2的上缘201插入到凹形槽内，并且在凹形槽内还可以设有密封胶10可以进一步加强密封性能。特别说明的是密封条8的宽度以及弹性强度可以按照保证设置在其内部的前风窗玻璃2转动过程不受影响的标准进行设计。

而在前风窗框1的侧边框与前风窗玻璃2的侧缘203之间同样可以采用上述密封条8和密封胶10的密封方式。另外，如果是针对前风窗玻璃2转动范围较大的其他设计中，特别是上述位于前风窗框1的侧边框与前风窗玻璃2的侧缘203之间的密封条8，对其收缩和伸展性能要求会更高。为此，可以考虑在前风窗框1的侧边框与前风窗玻璃2的侧缘203之间采用柔性或弹性相对更好的带状密封件801（未示出）。带状密封件801一般是位于前风窗玻璃2与前风窗框1表面，一边连接至前风窗框1的侧边框，另一边连接至前风窗玻璃2的侧缘203，可以尽量减小对前风窗玻璃2转动的限制，同时又能起到密封作用。在其他备选实施例中，上述无论是密封条8还是带状密封条801均可以是其他即不会限制风窗玻璃2转动又能起到密封作用的装置或部件。

本发明的密封结构还包括密封挡片9。密封挡片9的顶端邻近于前风窗玻璃2的下缘202而固定连接至前风窗玻璃2的外侧面，密封挡片9的底端抵靠所述滑轨7。密封挡片9的长度及其与前风窗玻璃2之间的角度设置成当前风窗玻璃2的下缘202处于一个限位槽701内时，密封挡片9的底端也同时处于另一个限位槽701内，以使得前风窗玻璃2、滑轨7和密封挡片9组成的整体的纵向截面呈近似三角形，在保证密封性能的同时又使得稳定性更强。

本发明的前风窗玻璃2是可转动地设置在前风窗框1内。除了本例中上述采用转轴3和齿轮等结构方式外，在其他备选实施例中，还可以为其他多种结构，比如，可以将类似转轴3的部件设置在前风窗玻璃2中间位置，即旋转轴线位于中间位置。此处为了转轴不影响驾驶员视线，转轴的中间部分可以取消，设置成两个对称且轴线重合的较短转轴。当然用此结构时，上下的密封结构可能会发生相应改变，本例中可以将在前风窗框1的上边框处对称设置一个同样的滑轨7，这样可以保证特别是前风窗玻璃2旋转过程中的密封性能，具体结构细节此处不再赘述。

本发明的一个实施例中，前风窗还可以包括：

传感器，用于检测车辆所处环境的风相关参数。其中风相关参数可以是车辆的相对风速大小。相对风速一般可以定义为车辆的行驶速度与行驶过程中受到的迎面的风速之和，所以需要使用的相关传感器可以是车速传感器和风速传感器。

控制模块，一般为车身控制模块（BCM），用于根据上述风相关参数控制驱动装置将前风窗玻璃2转动至与风相关参数相适合的迎风角度。通常可以通过试验得到车辆正常行驶中的各种相对风速大小下前风窗玻璃2最适合的迎风角度，再存储在车身控制模块BCM中，以便后续直接根据传感器检测的相对风速来自动调节前风窗玻璃2。一般在最适合的迎风角度下，车辆承受的风阻达到最低。在其他备选实施例中，风相关参数可以为其他可以判定风阻大小的参数，例如车辆实时加速度大小等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种角度可变式车辆前风窗，包括：

前风窗框(1)和由所述前风窗框(1)支承的前风窗玻璃(2)，所述前风窗框(1)具有上边框、下边框和相对的两个侧边框，所述前风窗玻璃(2)具有相对的上缘(201)和下缘(202)、相对的两个侧缘(203)以及朝向车辆内部的内侧面和朝向车辆外部的外侧面；所述前风窗玻璃(2)可转动地设置在所述前风窗框(1)内，以允许改变所述前风窗玻璃(2)相对于水平面的迎风角度；

转轴(3)，其转动轴线沿所述车辆的横向基本水平地延伸，所述转轴(3)与所述前风窗玻璃(2)固定连接并且可转动地连接至所述前风窗框(1)；

驱动装置，用于驱动所述转轴(3)转动，并由所述转轴(3)带动所述前风窗玻璃(2)基本上绕所述转动轴线转动。

2.根据权利要求1所述的角度可变式车辆前风窗，其特征在于，还包括：

在所述前风窗玻璃(2)与所述前风窗框(1)的连接处所设置的密封结构，所述密封结构构造成在所述前风窗玻璃(2)转动时保持所述前风窗玻璃(2)与所述前风窗框(1)的密封连接。

3.根据权利要求1所述的角度可变式车辆前风窗，其特征在于，所述转轴(3)具有主体部(301)以及分别位于所述主体部两侧的端部(302)；所述主体部(301)与所述前风窗玻璃(2)的内侧面固定连接，所述端部(302)可转动地连接至所述前风窗框(1)。

4.根据权利要求1所述的角度可变式车辆前风窗，其特征在于，所述驱动装置包括：

具有电机轴(401)的电机(4)；

设置在所述电机轴(401)上的主动齿轮(5)；和

与所述转轴(3)固定连接并与所述主动齿轮(5)啮合的从动齿轮(6)。

5.根据权利要求1所述的角度可变式车辆前风窗，其特征在于，所述转轴(3)邻近于所述前风窗框(1)的所述上边框或邻近于所述前风窗玻璃(2)的所述上缘(201)设置。

6.根据权利要求5所述的角度可变式车辆前风窗，其特征在于，还包括：

设置在所述前风窗框(1)的所述下边框处的滑轨(7)，沿着所述前风窗玻璃(2)的转动方向在所述滑轨(7)上成形有多个限位槽(701)；

其中，在所述前风窗玻璃(2)转动时，其下缘(202)能够沿着所述滑轨(7)移动，并能够被保持在所述多个限位槽(701)之一中。

7.根据权利要求6所述的角度可变式车辆前风窗，其特征在于，所述滑轨(7)由弹性材料制成，并且，每一所述限位槽(701)由所述滑轨(7)中相邻的两个限位凸起(702)限定；其中，所述限位凸起(702)的纵向截面基本上为顶部为弧形面的梯形，所述前风窗玻璃(2)的所述下缘(202)基本上为顶部为弧形面的倒梯形。

8.根据权利要求6或7所述的角度可变式车辆前风窗，其特征在于，还包括：

在所述前风窗玻璃(2)与所述前风窗框(1)的连接处所设置的密封结构，所述密封结构构造成在所述前风窗玻璃(2)转动时保持所述前风窗玻璃(2)与所述前风窗框(1)的密封连接；

其中，所述密封结构包括：

连接在所述前风窗框(1)的所述上边框与所述前风窗玻璃(2)的所述上缘(201)之间的密封条(8)，所述密封条(8)具有朝向前风窗玻璃(2)的凹形槽，所述前风窗玻璃(2)的上缘(201)插入到所述凹形槽内；

连接在所述前风窗框(1)的所述侧边框与所述前风窗玻璃(2)的所述侧缘(203)之间的柔性或弹性的带状密封件(801)；和

密封挡片(9)，所述密封挡片(9)的顶端邻近于所述前风窗玻璃(2)的下缘(202)而固定连接至所述前风窗玻璃(2)的所述外侧面，所述密封挡片(9)的底端抵靠所述滑轨(7)，所述密封挡片(9)的长度及其与所述前风窗玻璃(2)之间的角度设置成当所述前风窗玻璃(2)的下缘(202)处于一个限位槽(701)内时，所述密封挡片(9)的底端也同时处于另一个限位槽(701)内。

9.根据权利要求1所述的角度可变式车辆前风窗，其特征在于，还包括：

传感器，用于检测车辆所处环境的风相关参数；

控制模块，用于根据所述风相关参数控制所述驱动装置将所述前风窗玻璃(2)转动至与所述风相关参数相适合的迎风角度。