车辆用翼式天窗构件及其密封结构的制作方法

本发明属于车辆设施及配件技术领域，具体涉及一种车辆用翼式天窗构件及其密封结构。

背景技术：

目前，车辆顶部安装的天窗为常规的通风天窗或应急逃生天窗，开启方式通常为单侧平滑、翻转或垂直推启。其中单侧平滑的天窗通常设有用于窗盖滑动的滑轨，这种开启方式对车体形变稳定性要求较高，一旦恶略的路况或极端的环境导致滑轨变形，天窗可能无法打开；翻转式天窗翻转角度通常受到车顶空间或结构本身的限制，窗盖不便平行展开，或垂直推启的开启形式常用于手动开启的军用或民用车辆上，自动性差，使用不便。以上开启形式都限于开度较小的天窗。

当车辆加装特殊设备、装置，例如军用车辆需要加装发射装置、雷达装置等，需要在车辆顶部暂时性的敞开较大空间以实现设备、装置向外界发挥作用，或设备、装置需要升高至车顶以上，该军用车辆需要有一种可以便于控制的开启机构实现此项功能。而现有的车顶天窗通常无法实现大开度、可靠性高且具有在车内能够应急操作的需求，例如，翻转式或垂直开启式天窗(包括单侧窗盖或双侧窗盖)，采用人工开启需要在窗盖正下方操作，上述需要安装特殊设备的场合下，通常无法实现人工开启操作；采用自动开启方式，受到空间的限制，天窗下部无法安装驱动机构或驱动机构比较复杂；此外，上述天窗通常难以实现平开，当需要将车内安装的设备、装置升至车顶以上时，车顶没有足够的空间满足需求。而对于单侧平滑式天窗来说，虽然其可以实现大开度的需求，但需要在车辆顶部一侧预留足够的空间以便天窗单侧侧滑，对于军用车辆来说，无论是车顶外部或内部，空间的限制凸显该类天窗的局限性。

在应急操作措施上，现有的天窗中常见的处理方式为通过解锁装置解锁后强行操作，或在车外操作，强行操作的解锁方式为暴力操作，天窗经修理后才能使用，甚至需要更换。

除天窗的开启驱动机构外，目前出现的具有双侧窗盖的天窗在密封问题上较难处理，这也是常见天窗不常采用该结构的因素之一。

技术实现要素：

为了解决上述一个或多个技术问题，本发明提供一种车辆用翼式天窗构件。

一种车辆用翼式天窗构件，包括能够覆盖车身顶部天窗口的两个窗盖，还设有天窗基罩(11)，其具有上端口和下端口，下端口覆盖车身顶部天窗口且与天窗口四周的车身顶部固定连接，两个窗盖能够向两侧平开且能够覆盖天窗基罩的上端口；天窗基罩(11)具有一定的高度，其内形成从天窗口向上延伸形成的能安装、容置至少一驱动机构(3)的空间，该驱动机构能够驱动两个窗盖向两侧运动呈翼式展开以打开天窗基罩的上端口，以及驱动两个窗盖向内运动呈翼式回缩以覆盖天窗基罩的上端口。

上述车辆用翼式天窗构件还设有分别与两个窗盖铰接的多个连接杆组件，连接杆组件固定支撑在天窗基罩(11)的侧壁内侧，驱动机构(3)分别与其中两个连接杆组件铰接，所述两个连接杆组件位于同一侧且各连接一个窗盖，两个窗盖在多个连接杆组件的支撑、驱动下始终保持水平状态；

优选的，连接杆组件设有四个，对称设置在天窗基罩(11)的周向。

上述车辆用翼式天窗构件中，所述连接杆组件为铰链四连杆结构，包括：

第一固定支臂(21)和第二固定支臂(22)，分别固定在天窗基罩(11)侧壁上；

驱动杆(23)，其一端与第二固定支臂(22)铰接，另一端与一个窗盖底部铰接；和

状态杆(24)，其一端与第一固定支臂(21)铰接，另一端与该窗盖底部铰接。

上述车辆用翼式天窗构件中，驱动机构(3)包括：

减速电机(31)，固定于车身顶部；

丝杠组件(33)，其设有滚珠丝杠(331)以及与滚珠丝杠(331)螺纹连接的丝杠螺母(332)，滚珠丝杠(331)的上端与天窗基罩(11)的上端面转动连接，下端与减速电机(31)的输出轴连接；

驱动块(34)，其固定在丝杠螺母(332)的外周；和

驱动臂(35)，设有两个且对称设置，其两端分别与驱动块(34)和连接杆组件的驱动杆(23)铰接。

上述车辆用翼式天窗构件中，驱动机构(3)还设有手动驱动组件(36)，手动驱动组件(36)包括：

安装基座(361)，其固定在车身顶板上；

手动轴(367)，其与安装基座(361)转动连接；

第一同步轮(362)，其套装并固定在滚珠丝杠(331)上；

第二同步轮(363)，其套装并固定在手动轴(367)上；以及

同步带(364)，其套设在第一同步轮(362)与第二同步轮(363)的外周使第一同步轮(362)与第二同步轮(363)同步转动；

优选的，手动驱动组件(36)还设有紧张轮(368)，张紧轮(368)安装在安装基座(361)上，通过一张紧螺栓调节张紧轮(368)使得张紧轮(368)挤压同步带(364)。

上述车辆用翼式天窗构件中，驱动机构(3)还设有上限位开关(37)和下限位开关(38)，上限位开关(37)和下限位开关(38)为常闭式微动开关，其串接在减速电机(31)的供电回路中，上限位开关(37)安装在天窗基罩(11)上端内侧，下限位开关(38)安装在车身顶部外侧，驱动块(34)位于上限位开关(37)和下限位开关(38)之间。

上述车辆用翼式天窗构件中，天窗基罩(11)的底部设置有连接耳(12)，天窗基罩组件(1)通过连接耳(12)安装在车身顶部；

可选的，天窗基罩(11)的侧壁上设有若干个检修窗(13)。

上述车辆用翼式天窗构件中，沿天窗基罩(11)的上端口周向设置有多个向外延伸的吊装耳(14)，窗盖在打开状态下支撑在吊装耳(14)上。

本发明还提供一种应用于上述车辆用翼式天窗构件的密封结构，该密封结构包括窗盖中缝密封位处的条状组合密封件(41)和密封挡板(5)，条状组合密封件(41)为横截面呈u形的条状密封套和横截面为o形的条状弹性圈一体成型的结构，且条状弹性圈位于条状密封套的左侧，密封挡板(5)为截面呈倒u形的条状挡板，其安装在一个窗盖中缝端，条状组合密封件(41)套装在另一窗盖的中缝端安装的条状支撑板筋上；在两个窗盖关闭状态下，密封挡板(5)覆盖两个窗盖所形成的中缝，条状弹性圈一侧与密封挡板(5)挤紧密封；

优选的，条状密封套内设u形钢片。

上述车辆用翼式天窗构件的密封结构还包括位于窗盖周向密封位处的第一周向组合密封件(42)和窗盖装配面周向密封位处的第二周向组合密封件(43)，第一周向组合密封件(42)和第二周向组合密封件(43)均为横截面呈u形的环状密封套与横截面呈o形的环状弹性圈一体成型的结构，其中：

天窗基罩(11)的顶部外侧设有截面呈倒l形的第一环状支撑板筋，第一周向组合密封件(42)套装在第一环状支撑板筋的水平筋上，环状弹性圈位于环状密封套的上端；当两个窗盖关闭状态下，环状弹性圈一侧与窗盖底部挤紧将窗盖与天窗基罩(11)顶部之间的周向缝隙密封；

天窗基罩(11)的侧壁底部设有第二环状支撑板筋，第二周向组合密封件(43)套装在第二环状支撑板筋上，环状弹性圈位于环状密封套的下端，环状弹性圈一侧与车身顶部外侧四周挤紧将天窗基罩(11)与车身顶部之间的周向缝隙密封；

优选的，环状密封套内设u形钢片。

采用以上方案，本发明具有以下技术效果：

1)本发明通过设置天窗基罩，使得车身顶部天窗口向上延伸一空间，用于安装、容置驱动窗盖展开、关闭的驱动机构，驱动机构不占用天窗口下方的空间，可以满足装载其他设备或装置的空间要求；驱动机构驱动两个窗盖向两侧平开，窗盖展开口开度大，为后续加装设备提供足够的空间。

2)驱动机构通过连接杆组件驱动两个窗盖开启或关闭，连接杆组件采用铰接四连杆结构，窗盖运动过程中始终保持水平状态，运动更平稳、可靠；驱动机构将电驱动和手动驱动集成为一体，电驱动失效时，也能够在车身内手动打开天窗构件，可靠性高。

3)密封结构采用组合式密封件，在重要部位进行全方位密封，密封件采用弹性o形圈和内设u形钢片的u形密封套一体组合使用，具有良好的防雨防尘性能，密封效果好，可靠性高。

该天窗构件整体采用模块化设计，结构紧凑，施工简单灵活，易于拆装与更换。

附图说明

图1a是本发明车辆用翼式天窗构件的结构示意图一(关闭状态下)；

图1b是本发明车辆用翼式天窗构件的结构示意图二(打开状态下)；

图2是本发明车辆用翼式天窗构件的内部结构示意图；

图3a是本发明车辆用翼式天窗构件在关闭状态下的剖视图；

图3b是本发明车辆用翼式天窗构件在展开状态下的剖视图；

图4是本发明车辆用翼式天窗构件的驱动结构的结构示意图；

图5是本发明车辆用翼式天窗构件的密封结构的重要密封位的示意图；

图6a是窗盖中缝密封位处的条状组合密封件的结构示意图；

图6b是窗盖周向密封位处的周向组合密封件的结构示意图；

图6c是窗盖装配面周向密封位的周向组合密封件的结构示意图。

图中附图标记表示为：

01-第一窗盖，02-第二窗盖；03-车身顶部；

11-天窗基罩，12-连接耳，13-检修窗，14-吊装耳；

21-第一固定支臂，22-第二固定支臂，23-驱动杆，24-状态杆，25-安装座；

3-驱动机构，31-减速电机，32-联轴器，33-丝杠组件，331-滚珠丝杠，332-丝杠螺母，333-第一轴承座；34-驱动块，35-驱动臂；36-手动驱动组件，361-安装基座，362-第一同步轮，363-第二同步轮，364-同步带，365-第二轴承座，366-第三轴承座，367-手动轴，368-张紧轮；37-上限位开关，38-下限位开关；

4-密封结构，41-条状组合密封件，42-第一周向组合密封件，43-第二周向组合密封件；

5-密封挡板；

c-窗盖周向密封位；d-窗盖中缝密封位；e-窗盖装配面周向密封位。

具体实施方式

针对现有天窗在手动开启时需要占用天窗下方空间，或者现有天窗自动开启时，天窗下方空间需要安装驱动机构，而使得天窗下方无法安装特殊设备、装置；针对翻转式或垂直式开启的天窗通常难以实现平开，使得车顶空间不足导致无法实现车内特殊设备、装置升至车顶。为解决上述问题，本发明提供一种车辆翼式天窗构件，该天窗构件包括能覆盖车身顶部天窗口的两个窗盖，还设有一天窗基罩，天窗基罩具有上端口和下端口，下端口覆盖车身顶部天窗口且与天窗口四周的车身顶部固定连接，两个窗盖能够分别向两侧平开且能够覆盖天窗基罩的上端口；天窗基罩具有一定的高度，其内形成从天窗口向上延伸的能安装、容置至少一驱动机构的空间，该驱动机构能够驱动两个窗盖向两侧运动呈翼式展开以打开天窗基罩的上端口，以及驱动两个窗盖向内运动呈翼式回缩以覆盖天窗基罩的上端口。

为了增强该天窗构件的开启、关闭的平稳性和可靠性，该天窗构件设有分别与两个窗盖铰接的多个连接杆组件，驱动机构分别与其中两个连接杆组件铰接，这两个连接杆组件位于同一侧且各连接一个窗盖。优选的，连接杆组件设有四个，对称设置在天窗基罩的周向。

进一步的，所述连接杆组件为铰链四连杆结构，包括分别固定在天窗基罩侧壁上的第一固定支臂和第二固定支臂以及两端分别与第二固定支臂和一个窗盖铰接的驱动杆和两端分别与第一固定支臂和该窗盖铰接的状态杆；两个窗盖在连接杆组件的驱动下始终保持水平状态。

为保证该天窗构件开启/关闭的可靠性(例如电驱动失效时的应急处理)，驱动机构为电驱动和手动驱动一体集成式结构，驱动机构的电驱动结构包括固定于车身顶部的减速电机、与减速电机的输出轴连接的丝杠组件、驱动块和驱动臂，丝杠组件设有滚珠丝杠以及与滚珠丝杠螺纹连接的丝杠螺母，滚珠丝杠的上端与天窗基罩转动连接，下端与减速电机的输出轴连接；驱动块固定在丝杠螺母的外周；驱动臂设有两个且对称设置，其两端分别与驱动块和连接杆组件的驱动杆铰接。

驱动机构还包括手动驱动组件，手动驱动组件设有手动轴，手动轴与车身顶板转动连接，并通过同步轮和同步带与滚珠丝杠同步转动。

为解决现有具有双侧窗盖的天窗的密封难题，本发明提供一种密封结构，该密封结构组合式密封件，在重要部位进行全方位密封，包括窗盖中缝密封位处的条状组合密封件和密封挡板，条状组合密封件为横截面呈u形的条状密封套和横截面为o形的条状弹性圈一体成型的结构，且条状弹性圈位于条状密封套的左侧，密封挡板为截面呈倒u形的条状挡板，其安装在一个窗盖中缝端，条状组合密封件套装在另一窗盖的中缝端安装的条状支撑板筋上；在两个窗盖关闭状态下，密封挡板覆盖两个窗盖所形成的中缝，条状弹性圈一侧与密封挡板挤紧密封。

该密封结构还包括位于窗盖周向密封位处的第一周向组合密封件和窗盖装配面周向密封位处的第二周向组合密封件，第一周向组合密封件和第二周向组合密封件均为横截面呈u形的环状密封套与横截面呈o形的环状弹性圈一体成型的结构，其中：

天窗基罩的顶部外侧设有截面呈倒l形的第一环状支撑板筋，第一周向组合密封件套装在第一环状支撑板筋的水平筋上，环状弹性圈位于环状密封套的上端；当两个窗盖关闭状态下，环状弹性圈一侧与窗盖底部挤紧将窗盖与天窗基罩顶部之间的周向缝隙密封；

天窗基罩的侧壁底部设有第二环状支撑板筋，第二周向组合密封件套装在第二环状支撑板筋上，环状弹性圈位于环状密封套的下端，环状弹性圈一侧与车身顶部外侧四周挤紧将天窗基罩与车身顶部之间的周向缝隙密封；

优选的，上述密封套均内设u形钢片。

下面结合附图及实例对本发明车辆用翼式天窗构件及其密封结构进行详细说明。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

参见图1a和图1b，本发明车辆用翼式天窗构件安装在车辆的车身顶部，包括天窗基罩11、连接杆组件、驱动机构3以及第一窗盖01和第二窗盖02，天窗基罩11具有同轴设置的上端口和下端口，下端口覆盖车身顶部天窗口且与天窗口四周的车身顶部固定连接，第一窗盖01和第二窗盖02对称设置并能够覆盖天窗基罩11的上端口，连接杆组件对称设置在天窗基罩11内部的四个角部，连接杆组件与天窗基罩组件1的天窗基罩11固定连接，并分别与两个窗盖铰接；驱动机构3至少设有一个，分别与两个连接杆组件铰接，所述两个连接杆组件位于同一侧且分别连接两个窗盖；驱动机构3能够通过连接杆组件驱动第一窗盖01和第二窗盖02同步上升并向两侧运动呈翼式展开以打开天窗基罩11的上端口，以及驱动第一窗盖01和第二窗盖02同步下降并向内运动呈翼式回缩以覆盖天窗基罩11的上端口。优选的，驱动机构3为手动电动一体式驱动机构。

如图1a和图1b所示，天窗基罩组件1作为本发明车辆用翼式天窗构件的主体安装框架，起到固定、支撑作用，天窗基罩组件1的天窗基罩11底部设置有连接耳12，连接耳12可以呈间距设置(参见图1a和图1b)，也可以沿周向一体成型，天窗基罩组件1通过连接耳安装在车身顶部(例如，通过螺栓固定)；沿天窗基罩11的上端口周向设置有向外延伸的多个吊装耳14，吊装耳14用于将天窗基罩组件1整体吊装，同时还对打开状态下的窗盖具有支撑、限位作用。该实施例中，整体上天窗基罩11上窄下宽(即上端口尺寸小于下端口尺寸)，第一窗盖01和第二窗盖02始终处于天窗基罩11的上端口上侧，关闭状态下覆盖上端口，打开状态下与天窗基罩11上端有一定距离并位于上端口的两侧；连接杆组件固定于天窗基罩11的侧壁上，并与窗盖的底部铰接，连接杆组件作为两个窗盖的直接施力件；天窗基罩11的侧壁上设置有若干个检修窗13，在连接杆组件或驱动机构3发生故障且两个窗盖均无法开启的状态下，可通过检修窗进行应急性维修。

参见图2、图3a和图3b，连接杆组件为铰链四连杆结构，包括固定在天窗基罩11侧壁上的第一固定支臂21和第二固定支臂22以及分别与第一固定支臂21和第二固定支臂22铰接的状态杆24和驱动杆23，状态杆24和驱动杆23分别与固定在第一窗盖01或第二窗盖02底部的两个安装座25铰接，第一窗盖01或第二窗盖02在连接杆组件的支撑驱动下始终保持水平状态，即状态杆24以第一固定支臂21的铰接点为圆心做侧向的圆周运动，驱动杆23以第二固定支臂22的铰接点为圆心做侧向的圆周运动，同一时刻，状态杆24和驱动杆23与窗盖的铰接点始终位于同一水平面上，二者的共同作用使得第一窗盖01或第二窗盖02以水平姿态同时向上并侧向做翼式展开运动。优选的，驱动杆23设有支撑凸起，当第一窗盖01或第二窗盖02完全展开时，支撑凸起支撑在对应的吊装耳14上。

驱动机构3用于通过连接杆组件驱动窗盖开合，其位于天窗基罩11沿第一窗盖01和第二窗盖02闭合状态下形成的连接中缝方向的任一端部。参见图2至图4，驱动机构3可以为电驱动机构，包括减速电机31、丝杠组件33、驱动块34和驱动臂35，丝杠组件33设有滚珠丝杠331以及与滚珠丝杠331螺纹连接的丝杠螺母332，滚珠丝杠331的上端通过第一轴承座333与天窗基罩11转动连接，下端与减速电机31的输出轴通过联轴器32连接，减速电机31通过支架固定于车身顶部内侧；驱动块34固定在丝杠螺母332的外周，驱动块34能够随丝杠螺母332沿滚珠丝杠331上下运动；驱动臂35设有两个，对称设置，分别与驱动块34和连接杆组件的驱动杆23铰接。

为了实现对两个窗盖的运动限位，驱动机构3还设有上限位开关37和下限位开关38，上限位开关37和下限位开关38为常闭式微动开关，其串接在减速电机31的供电回路中，上限位开关37安装在天窗基罩11上端，下限位开关38安装在车身顶部外侧，驱动块34位于上限位开关37和下限位开关38之间。

当减速电机31正转时，驱动丝杠螺母332向上运动，进而带动驱动块34上升，与驱动块34铰接的驱动臂35推动两侧的驱动杆23同时向上、向两侧运动，叠加状态杆24的约束作用，实现两个窗盖同时向上、向两侧做翼式展开运动，直到驱动块34上端的突出部位与上限位开关37抵触，使得减速电机31的供电线路断开，减速电机31停止转动，此时两个窗盖处于完全展开状态，驱动杆23的支撑凸起支撑在对应的吊装耳14上；同样，当减速电机31翻转时，驱动丝杠螺母332向下运动，进而带动驱动块34下降，与驱动块34铰接的驱动臂35拉动两侧的驱动杆23同时向下、向中间运动，叠加状态杆24的约束作用，实现两个窗盖同时向下、向中间做翼式回缩运动，直到驱动块34下端的突出部位与下限位开关38抵触，使得减速电机31的供电线路断开，减速电机31停止转动，此时两个窗盖处于完全闭合状态，两个窗盖覆盖天窗基罩11的上端口。

优选的，驱动机构3为手动电动一体式驱动机构。参见图4，进一步的，驱动机构3还设有手动驱动组件36，手动驱动组件36包括固定在车身顶板上的安装基座361、通过第二轴承座365与安装基座361转动连接的手动轴367以及固定套装在滚珠丝杠331上的第一同步轮362、固定套装在手动轴367上的第二同步轮363和安装在第一同步轮362与第二同步轮363之间的同步带364，手动轴367下端通过第三轴承座366限位，第三轴承座366固定在安装基座361上。优选的，第一同步轮362与滚珠丝杠331之间通过平键、挡圈固定限位，第二同步轮363与手动轴367之间通过平键、挡圈固定限位。手动展开窗盖时，可利用手柄套在手动轴367的六角轴头上转动手动轴367，或者在手动轴367的轴头安装手轮，通过转动手轮使手动轴367转动，进而通过同步带364带动第一同步轮362、滚珠丝杠331同步转动，从而实现窗盖翼式展开，当驱动杆23的支撑凸起与吊装耳14抵触后，手动轴367将无法继续转动，此时，两个窗盖完全展开；同样，当两个窗盖闭合后，驱动杆23与第一轴承座333接触，手动轴367无法继续转动。

参见图4，为了保证同步带364具有良好的张紧度，手动驱动组件36还设有张紧轮368，张紧轮368安装在安装基座361上，通过一张紧螺栓调节张紧轮368，使得张紧轮368挤压同步带364，使同步带364具有适当的张紧度，从而保证手动驱动组件36的同步性能。

为了保证本发明车辆用翼式天窗构件的密封性能，该翼式天窗构件的密封结构4采用组合式密封方式，并在重要部位进行全方位密封。该密封结构4包括窗盖中缝密封位d处的条状组合密封件41和密封挡板5以及位于窗盖周向密封位c处的第一周向组合密封件42和窗盖装配面周向密封位e处的第二周向组合密封件43，其中：

参见图5和图6a，窗盖中缝密封位d处，第二窗盖02的中缝端(两个窗盖关闭状态下形成中缝的一端成为中缝端)焊接一截面呈倒u形的密封挡板5，第一窗盖01的中缝端焊接一条状支撑板筋，该板筋上套装有条状组合密封件41，条状组合密封件41为横截面呈u形的条状密封套和横截面呈o形的条状弹性圈一体成形的结构，且条状弹性圈位于条状密封套的左侧(图6a中的左侧)；两个窗盖在关闭状态下，密封挡板5覆盖两个窗盖所形成的中缝，条状弹性圈一侧与密封挡板5挤紧密封。

参见图5和图6b，窗盖周向密封位c处，天窗基罩11的顶部外侧焊有截面呈倒l形的第一环状支撑板筋，第一环状支撑板筋的水平筋上套装有第一周向组合密封件42，第一周向组合密封件42为横截面呈u形的环状密封套与横截面呈o形的环状弹性圈一体成形的结构，环状弹性圈位于环状密封套的上端；当两个窗盖关闭状态下，环状弹性圈一侧与窗盖底部挤紧将窗盖与天窗基罩11顶部之间的周向缝隙密封。

参见图5和图6c，窗盖装配面周向密封位e处，天窗基罩11的侧壁底部焊接有第二环状支撑板筋，第二环状支撑板筋上套装有第二周向组合密封件43，第二周向组合密封件43为横截面呈u形的环状密封套与横截面呈o形的环状弹性圈一体成形的结构，环状弹性圈位于环状密封套的下端，环状弹性圈一侧与车身顶部03外侧四周挤紧将天窗基罩11与车身顶部之间的周向缝隙密封。

上述密封结构4中，u形密封套均内设u形钢片，具有一定的刚性，增加了密封结构的使用寿命。该密封结构具有良好的密封性能和高可靠性。

需要说明的是，本发明并不限于上述实施例公开的具体技术方案，经过简单的变形或部件替换，仍可实现本发明的技术构思，例如，将天窗或天窗基罩的外观进行改变，或者将驱动杆、状态杆的尺寸进行调整。这种没有经过创造性劳动，采用同样技术构思的技术方案均属于本发明公开的技术方案。

本领域技术人员应当理解，这些实施例仅用于说明本发明而不限制本发明的范围，对本发明所做的各种等价变型和修改均属于本发明公开内容。