一种滑动窗总成的制作方法

技术领域：

本发明涉及滑动窗技术领域，特别是一种滑动窗总成，尤其适用于车辆的后挡或侧窗。

背景技术：
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现有车辆上的滑动窗主要应用于在后挡和侧窗上，按外观面可分为错层式和齐平式，按玻璃片数可分为两片式和三片式，按动力来源可分为电动式和手动式。目前错层式滑动窗的应用较为广泛，主要原因在于错层式滑动窗的结构相对简单，成本较低。但由于错层式滑动窗的固定玻璃和活动玻璃之间存在面差，会给整车的外观造成影响。为了满足用户的使用要求及美观要求，齐平式滑动窗也已经开始推广应用。齐平式滑动窗顾名思义就是固定玻璃和活动玻璃在关闭状态下处在同一平面上。正是对齐平的要求，提高了整个滑动窗的制作难度，包括结构设计，驱动方式等。

当前齐平式滑动窗在汽车侧窗上采用的是手动式(受到空间限制，电动应用的较为困难)，而在后挡上采用手动式或电动式(大多为电动式拉绳)。如美国专利us8474186b2公开的一种齿轮齿条式滑动窗组件，其在滑动窗组件的固定位置上安装有带齿轮的电机，在滑动窗板上安装有一排齿条，通过齿轮和齿条啮合传动，将电机的转动转化为滑动窗板沿着导轨方向上的平移运动，从而开闭车窗的开口。然而该结构只能实现在同一平面内的平移运动，因此只适用于错层式滑动窗，无法运用于齐平式滑动窗。又如美国专利us8938914b2公开的一种电动式拉绳结构的滑动窗，其通过拉绳分别连接滑动窗的两端，在通过电动式拉绳机构拉动滑动窗沿着导轨作往复运动，但电动式拉绳机构的结构较大，受空间限制，只能运用在后挡上，使用局限性较大。

技术实现要素：
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本发明所要解决的技术问题是针对现有滑动窗总成存在的上述技术问题，提供一种结构简单紧凑、具有普遍适应性、并可实现自锁的滑动窗总成。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种滑动窗总成，包括设有开口的固定窗、安装在所述固定窗上且位于所述开口的上方的上导轨、安装在所述固定窗上且位于所述开口的下方的下导轨和可滑动地安装在所述固定窗上用于打开或关闭所述开口的滑动窗，所述上导轨内设有上部前导槽和上部后导槽，所述下导轨内设有与所述上部前导槽平行的下部前导槽和与所述上部后导槽平行的下部后导槽，所述滑动窗的上部的前端设有与所述上部前导槽滑动配合的上部前滑动构件，所述滑动窗的上部的后端设有与所述上部后导槽滑动配合的上部后滑动构件，所述滑动窗的下部的前端设有与所述下部前导槽滑动配合的下部前滑动构件，所述滑动窗的下部的后端设有与所述下部后导槽滑动配合的下部后滑动构件，其特征在于：所述上部后滑动构件包括可转动地安装在所述滑动窗的上部的后端的第一转轴和固定在所述第一转轴的上端的第一齿轮，所述上部后导槽内设有用于与所述第一齿轮相啮合传动的第一齿条，所述下部后滑动构件包括可转动地安装在所述滑动窗的上部的后端的第二转轴和固定在所述第二转轴的下端的第二齿轮，所述下部后导槽内设有用于与所述第二齿轮相啮合传动的第二齿条，所述第一转轴和第二转轴由安装在滑动窗上的第一电机驱动作同步转动。

进一步地，所述上部前导槽、上部后导槽、下部前导槽和下部后导槽均为带有倾斜段的导槽，使得当所述滑动窗处于打开所述开口的位置时，所述滑动窗和固定窗分别位于两个平面内，当所述滑动窗处于完全关闭所述开口的位置时，所述滑动窗和固定窗位于同一平面内。

进一步地，所述上部前滑动构件为安装在所述滑动窗的上部的前端的上导销，所述下部前滑动构件为安装在所述滑动窗的下部的前端的下导销。

进一步地，所述第一转轴和第二转轴为一体式连接。

进一步地，所述第一转轴和第二转轴之间安装有与第一电机相连的第一齿轮轴，所述第一转轴和第二转轴通过所述第一齿轮轴可离合地连接，所述第一转轴的下端设有第一卡接部，所述第二转轴的上端设有第二卡接部，所述第一齿轮轴的上端设有与所述第一卡接部可离合地连接的第一离合部，所述第一齿轮轴的下端设有与所述第二卡接部可离合地连接的第二离合部；当第一转轴通过第一齿轮轴和第二转轴结合在一起时，所述第一齿轮和第一齿条相啮合传动，所述第二齿轮和第二齿条相啮合传动，当第一转轴和第二转轴分离时，所述第一齿轮和第一齿条脱离啮合，所述第二齿轮和第二齿条脱离啮合。

进一步地，所述上导轨的上方和/或下导轨的下方设有限位块，所述限位块对应于所述滑动窗的完全关闭所述开口时的停留位置，用于卡入所述第一齿轮或第二齿轮，从而限制所述第一转轴或第二转轴转动。

进一步地，所述第一转轴上设有环绕其圆周方向的第一圆周齿条，所述第二转轴上设有环绕其圆周方向的第二圆周齿条，所述滑动窗上安装有第一直齿圆柱齿轮和第二直齿圆柱齿轮，所述第一直齿圆柱齿轮和第一圆周齿条相配合，用于将第一直齿圆柱齿轮的转动转化为第一转轴的升降运动，所述第二直齿圆柱齿轮和第二圆周齿条相配合，用于将第二直齿圆柱齿轮的转动转化为第二转轴的升降运动。

进一步地，所述第一直齿圆柱齿轮和第二直齿圆柱齿轮相啮合，其大小相等，并由第二电机驱动。

进一步地，所述第二电机通过与所述第一直齿圆柱齿轮或第二直齿圆柱齿轮相啮合的第二齿轮轴，驱动所述第一直齿圆柱齿轮和第二直齿圆柱齿轮传动。

进一步地，所述固定窗上设有第一限位开关和第二限位开关，所述第一限位开关用于控制所述滑动窗的完全关闭所述开口时的停留位置，所述第二限位开关用于控制所述滑动窗的完全打开所述开口时的停留位置。

本发明由于采取了上述技术方案，其具有如下有益效果：

1)本发明所述的滑动窗总成结构简单紧凑，具有普遍性，既可以用在后挡上，也可以用在侧窗上；

2)本发明由于采用齿条式导槽，所述的滑动窗总成既可以用在齐平式滑动窗上，也可以用在错层式滑动窗上，只需设计不同的导槽形状即可实现；

3)本发明所述的滑动窗总成的自锁机构具有防夹作用，安全性好；

4)本发明所述的滑动窗总成可以根据需要自由切换为手动式和电动式。

附图说明：

图1为本发明所述的一种滑动窗总成的结构示意图；

图2为图1的a向剖视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1的仰视图；

图5为本发明所述的一种滑动窗总成的控制电路图；

附图中标号说明：1为固定窗，11为开口，2为滑动窗，3为上导轨，31为上部前导槽，310为上部前导槽的倾斜段，311为上导销，32为上部后导槽，320为上部后导槽的倾斜段，321为第一齿条，33为第一转轴，331为第一圆周齿条，332为第一卡接部，333为第一齿轮，4为下导轨，41为下部前导槽，410为下部前导槽的倾斜段，411为下导销，42为下部后导槽，420为下部后导槽的倾斜段，421为第二齿条，43为第二转轴，431为第二圆周齿条，432为第二卡接部，433为第二齿轮，5为第一齿轮轴，51为第一离合部，52为第二离合部，61为第一直齿圆柱齿轮，62为第二直齿圆柱齿轮，7为限位块，81为第一限位开关，82为第二限位开关。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明的内容作进一步说明。

在本发明中，术语“上”、“下”、“前”、“后”所指示的方位或位置关系是基于附图中所示的方位或位置关系，这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例。当滑动窗总成安装在侧窗上时，“前”和“后”可以分别指车辆前进方向上的前方和后方，也可以分别指车辆前进方向上的后方和前方，当滑动窗总成安装在后挡上时，“前”和“后”可以分别指车辆前进方向上的左方和右方，也可以分别指车辆前进方向上的右方和左方，“前”和“后”只是用于表达相对位置关系的，并不用于限定其位于前边缘位置或后边缘位置。

如图1～5所示，本发明所述的一种滑动窗总成，包括设有开口11的固定窗1、安装在所述固定窗1上且位于所述开口11的上方的上导轨3、安装在所述固定窗1上且位于所述开口11的下方的下导轨4和可滑动地安装在所述固定窗1上用于打开或关闭所述开口11的滑动窗2，所述上导轨3内设有上部前导槽31和上部后导槽32，所述下导轨4内设有与所述上部前导槽31平行的下部前导槽41和与所述上部后导槽32平行的下部后导槽42，所述滑动窗2的上部的前端设有与所述上部前导槽31滑动配合的上部前滑动构件，所述滑动窗2的上部的后端设有与所述上部后导槽32滑动配合的上部后滑动构件，所述滑动窗2的下部的前端设有与所述下部前导槽41滑动配合的下部前滑动构件，所述滑动窗2的下部的后端设有与所述下部后导槽42滑动配合的下部后滑动构件，其特征在于：所述上部后滑动构件包括可转动地安装在所述滑动窗2的上部的后端的第一转轴33和固定在所述第一转轴33的上端的第一齿轮333，所述上部后导槽32内设有用于与所述第一齿轮333相啮合传动的第一齿条321，所述下部后滑动构件包括可转动地安装在所述滑动窗2的上部的后端的第二转轴43和固定在所述第二转轴43的下端的第二齿轮433，所述下部后导槽42内设有用于与所述第二齿轮433相啮合传动的第二齿条421，所述第一转轴33和第二转轴43由安装在滑动窗2上的第一电机驱动作同步转动。

在本发明中，所述上部前导槽31和上部后导槽32可以是各自独立的，也可以是互相联通的。所述下部前导槽41和下部后导槽42可以是各自独立的，也可以是互相联通的。所述上部前导槽31和下部前导槽41具有相同的轮廓形状，所述上部后导槽32和下部后导槽42具有相同的轮廓形状。

在本发明中，所述第一电机优选为集成式，直接固定在滑动窗2上。通过第一电机驱动第一转轴33和第二转轴43转动，从而带动第一齿轮333和第二齿轮433转动。而第一齿条321和第二齿条421是保持固定不动的，因此可以将第一齿轮333和第二齿轮433的转动转化为第一转轴33和第二转轴43的平移运动，从而实现滑动窗2的滑动。

在本发明中，所述固定窗1和滑动窗2的材料可选为平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、钙钠玻璃或塑料，特别是硬质塑料，优选为聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或它们的混合物。

应当理解的是，本发明所述的滑动窗总成的结构既可以适用于错层式滑动窗，也可以适用于齐平式滑动窗，只要设计相应地导槽形状即可实现。

当应用在错层式滑动窗上时，所述上部前导槽31、上部后导槽32、下部前导槽41和下部后导槽42均设计为大致平行于固定窗1所在平面的直导槽，使得固定窗1在一个平面内，而滑动窗2另一个平行平面内滑动，从而避免运动干涉。

当应用在齐平式滑动窗上时，如图3和图4所示，所述上部前导槽31、上部后导槽32、下部前导槽41和下部后导槽42均为带有倾斜段的导槽，另一段为大致平行于所述固定窗1所在平面的平行段。该倾斜段的端部与固定窗1所在平面齐平且位于同一平面内，即上部前导槽31的倾斜段310、上部后导槽32的倾斜段320、下部前导槽41的倾斜段410和下部后导槽42的倾斜段的端部与固定窗1所在平面齐平且位于同一平面内，而设置在上部后导槽32的第一齿条321和设置在下部后导槽42内的第二齿条421也具有相应的倾斜形状。因此当所述滑动窗2处于完全关闭所述开口11的位置时，即当上导销311、下导销411、第一齿轮333、第二齿轮433滑移到与固定窗齐平的倾斜段的端部时，所述滑动窗2和固定窗1位于同一平面内。而当所述滑动窗2处于打开所述开口11的位置时，即当上导销311、下导销411、第一齿轮333、第二齿轮433滑移到大致平行于所述固定窗1的平行段时，所述滑动窗2和固定窗1分别位于两个平面内，从而避免运动干涉。

应当理解的是，带有倾斜段的导槽或导向通道为齐平式推拉窗中常用的结构，具体可参考美国专利us4561224a、us5542214a、us5996284a和中国专利cn101553376b，在本发明中不再作详细介绍，上述专利描述的导槽形状均可适用于本申请，在此将其全部引入并作为本申请的一部分。

进一步地，所述上部前滑动构件为安装在所述滑动窗2的上部的前端的上导销311，所述下部前滑动构件为安装在所述滑动窗2的下部的前端的下导销411。通过将上导销311和下导销411分别安装到上部前导槽31和下部前导槽41中，在推拉过程中可以对滑动窗2起到准确的导向作用。其中，可以在下导销411的下部设置与所述下导轨的上表面滑动配合的肩部，从而起到支撑所述滑动窗2的作用。

进一步地，所述第一转轴33和第二转轴43为一体式连接，形成一个整体，此时第一齿轮333和第一齿条321始终保持啮合，而第二齿轮433和第二齿条421始终保持啮合，因此滑动窗2只能通过电动式实现开闭，即通过第一电机驱动作往复运动。

进一步地，所述第一转轴33和第二转轴43之间安装有与第一电机相连的第一齿轮轴5，所述第一转轴33和第二转轴43通过所述第一齿轮轴5可离合地连接，此时滑动窗2既可以通过电动式实现开闭，也可以是通过手动式实现开闭。所述第一转轴33的下端设有第一卡接部332，所述第二转轴43的上端设有第二卡接部432，所述第一齿轮轴5的上端设有与所述第一卡接部332可离合地连接的第一离合部51，所述第一齿轮轴5的下端设有与所述第二卡接部432可离合地连接的第二离合部52；当第一转轴33通过第一齿轮轴5和第二转轴43结合在一起时，所述第一齿轮333和第一齿条321相啮合传动，所述第二齿轮433和第二齿条421相啮合传动，此时滑动窗2是通过第一电机驱动实现开闭；当第一转轴33和第二转轴43分离时，所述第一齿轮333和第一齿条321脱离啮合，所述第二齿轮433和第二齿条421脱离啮合，此时滑动窗2是通过手动方式实现开闭。其中，第一转轴33和第一齿轮轴5的离合运动，以及第一转轴43和第一齿轮轴的离合运动，可以采用安装在所述滑动窗2上的现有技术中常用的液压、气动、电磁、机械等结构实现。

进一步地，为实现滑动窗的自锁，所述上导轨3的上方和/或下导轨4的下方设有限位块7，所述限位块7对应于所述滑动窗2的完全关闭所述开口11时的停留位置，用于卡入所述第一齿轮333或第二齿轮433，从而限制所述第一转轴33或第二转轴43转动。当滑动窗2处于完全关闭所述开口11的位置时，所述限位块7与所述第一转轴33和第二转轴43的轴向对齐，所述第一转轴33和第二转轴43作相离运动，从而将第一齿轮333或第二齿轮433卡入限位块中。当滑动窗2即将关闭开口11时，如果是采用自锁电机，在外力作用下是无法反向推动滑动窗的，无法起到防夹作用，而如果采用本申请所述的滑动窗的自锁机构，在一定外力作用下是可以反向推动滑动窗的，以便取出被夹物。因此本申请所述的滑动窗总成具备一定的防夹功能，可以满足汽车人性化设计及安全的需求。

进一步地，如图2所示，所述第一转轴33上设有环绕其圆周方向的第一圆周齿条331，所述第二转轴43上设有环绕其圆周方向的第二圆周齿条431，所述滑动窗2上安装有第一直齿圆柱齿轮61和第二直齿圆柱齿轮62，所述第一直齿圆柱齿轮61和第一圆周齿条331相配合，用于将第一直齿圆柱齿轮61的转动转化为第一转轴33的升降运动，所述第二直齿圆柱齿轮62和第二圆周齿条431相配合，用于将第二直齿圆柱齿轮62的转动转化为第二转轴43的升降运动。由于转轴是转动的，因此在转轴上设置环绕其圆周方向上的圆周齿条，使得无论转轴转动到任何位置，转轴上的齿条均能与齿轮相啮合。而采用直齿圆柱齿轮相配合，转轴上的圆周齿条不会与直齿圆柱齿轮发生运动干涉，可以使转轴作自由转动。

在本发明的具体实施方式中，所述第一圆周齿条331为齿条旋转体，其轴向截面为齿条形状，无论第一转轴33转到任何位置，所述第一圆周齿条331与所述第一直齿圆柱齿轮61的配合面均为相同的齿条型面。当第一直齿圆柱齿轮61转动时，所述第一直齿圆柱齿轮61和第一圆周齿条331啮合传动，用于带动第一转轴33作升降运动；而当第一转轴33转动时，所述第一圆周齿条331可以在所述第一直齿圆柱齿轮61的齿槽内作自由转动，不会发生运动干涉。其中，所述第一直齿圆柱齿轮61的轴向与第一转轴33的轴向互相垂直。所述第二圆周齿条431和第二直齿圆柱齿轮62的形状和配合方式分别与所述第一圆周齿条331和第一直齿圆柱齿轮61相同，不再作详细说明。

在本发明中，所述第一直齿圆柱齿轮61和第二直齿圆柱齿轮62可以采用一个电机驱动，也可以采用两个同步电机分别驱动作同步转动。优选地，采用同一电机驱动所述第一直齿圆柱齿轮61和第二直齿圆柱齿轮62作同步转动，此时所述第一直齿圆柱齿轮61和第二直齿圆柱齿轮62相啮合，其大小相等，并由第二电机驱动。更优选地，所述第二电机通过与所述第一直齿圆柱齿轮61或第二直齿圆柱齿轮62相啮合的第二齿轮轴，驱动大小相等、互相啮合的第一直齿圆柱齿轮61和第二直齿圆柱齿轮62传动。

进一步地，所述固定窗1上设有第一限位开关81和第二限位开关82，所述第一限位开关81用于控制所述滑动窗2的完全关闭所述开口11时的停留位置，所述第二限位开关82用于控制所述滑动窗2的完全打开所述开口11时的停留位置。优选地，所述第一限位开关81和第二限位开关82均为感应开关。

为了更好地理解本发明，以下结合一个具体的实施例对本发明所述的滑动窗总成的工作过程作详细介绍。在初始状态下，本发明所述的滑动窗总成处于完全关闭状态，即所述滑动窗2位于完全关闭所述开口11的位置，所述第一转轴33的第一齿轮333卡在位于所述上导轨3的上方的限位块7内实现自锁，此时所述第一转轴33和第二转轴43处于分离状态。其工作过程或原理如下：

1)当滑动窗总成处于完全关闭状态时，启动启闭开关k0，此时启闭开关k0处于a1位置，六脚非自锁开关k1处于自然状态b2位置，二极管vd1导通，第二电机m2启动(定义此时的转动为正转)，带动第一直齿圆柱齿轮61和第二直齿圆柱齿轮62转动，再通过第一圆周齿条331和第二圆周齿条431分别带动第一转轴33和第二转轴43沿轴向作相向运动，此时第一转轴33的第一齿轮333从限位块7中脱离出来；

2)当所述第一转轴33、第二转轴43、第一齿轮轴5结合在一起时，六脚非自锁开关k1处于压缩状态b1位置，此时第二电机m2停止转动，所述第一转轴33的第一卡接部332与所述第一齿轮轴5的第一离合部51卡合在一起，所述第二转轴43的第二卡接部432与所述第一齿轮轴5的第二离合部52卡合在一起，此时第一转轴33的第一齿轮333完全从限位块7中脱离出来，且第一转轴33的第一齿轮333刚好与所述上部后导向槽32的第一齿条321处于啮合状态，第二转轴43的第二齿轮433刚好与所述下部后导向槽42的第二齿条421处于啮合状态；

同时六脚非自锁开关k3处于自然状态d2位置，二极管vd3导通，电流回路形成，第一电机m1转动(定义此时的转动为正转)，带动第一齿轮轴5转动，再带动第一转轴33和第二转轴43转动(定义此时的转动为正转)，使得所述第一转轴33的第一齿轮333沿着所述上部后导槽32的第一齿条321运动，所述第二转轴43的第二齿条433沿着所述下部后导槽42的第二齿条421运动，并带动上导销311沿着上部前导槽31运动，下导销411沿着下部前导槽41运动，从而实现滑动窗2的开启；

3)当滑动窗2到达完全开启所述开口11的位置时，所述滑动窗总成处于完全开启状态，此时六脚非自锁开关k3处于压缩状态d1位置，电流回路切断，第一电机m1停止转动，滑动窗2停止运动；

4)当关闭启闭开关k0，此时启闭开关k0处于a2位置，六脚非自锁开关k4处于自然状态e2位置，二极管vd4导通，电流回路形成，第一电机m1反转，带动第一齿轮轴5反转，再带动第一转轴33和第二转轴43反转，从而实现滑动窗2的关闭；

5)当滑动窗2到达完全关闭所述开口11的位置时，所述滑动窗总成处于完全关闭状态，此时六脚非自锁开关k4处于压缩状态e1位置，电流回路切断，第一电机m1停止转动，滑动窗2停止运动；此时六脚非自锁开关k2处于自然状态c1位置，二极管vd2导通，电流回路形成，第二电机m2反转，带动第一直齿圆柱齿轮61和第二直齿圆柱齿轮62反转，再通过第一圆周齿条331和第二圆周齿条431带动第一转轴33和第二转轴43沿轴向作相离运动，此时第一转轴33的第一齿轮333重新卡入限位块7中；

6)当第一齿轮333完全卡入限位块7中时，六脚非自锁开关k2处于压缩状态c2位置，电流回路切断，第二电机m2停止转动，使得所述滑动窗总成处于完全关闭状态并自锁。

应当理解的是，本发明还可以通过第二电机m2实现手动模式和电动模式的切换。例如当滑动窗2位于非完全关闭所述开口11的位置时，可以通过反转第二电机m2，带动第一转轴33和第二转轴43沿轴向作相离运动，使得所述第一齿轮333与上部后导槽32的第一齿条321脱离啮合，所述第二齿轮433与下部后导槽42的第二齿条421脱离啮合，因此可以切换为手动模式，直接通过手动推拉滑动窗2。

以上内容对本发明所述的一种滑动窗总成进行了具体描述，但是本发明不受以上描述的具体实施方式内容的局限，所以凡依据本发明的技术要点进行的任何改进、等同修改和替换等，均属于本发明保护的范围。