ВНУТРЕННЕЕ ЗЕРКАЛО ЗАДНЕГО ВИДА ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 1997 года по МПК B60R1/06 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и качается конструкции автомобильных зеркал заднего вида, устанавливаемых на кузове транспортного средства внутри салона, преимущественного легковых автомобилей, с возможностью поворота.

Известно зеркало заднего вида, в котором корпус отражателя соединен через сферический шарнир с закрепленным на кузове транспортного средства промежуточным опорным элементом, крепление которого к корпусу зеркала выполнено с помощью защелкиваемых деформируемых элементов, вставленных в днище корпуса.

Такое крепление зеркала не надежно, так как при эксплуатации по мере срабатывания происходит ослабление деформируемых элементов.

Наиболее близким по технической сущности является зеркало заднего вида, содержащее отражатель, зафиксированный в корпусе, на котором установлена опора со сферической полостью, в которой размещен шаровой шарнир, состоящий из сферической части, выполненной из отдельных радиальных сегментов с расточенной внутренней поверхностью и соединенных с держателем и упругого элемента, вставленного в отверстие, образованное между рассточенными поверхностями сегментов, при этом все детали зеркала, кроме отражателя, выполнены из пластмассы.

Такое зеркало довольно просто в изготовлении и сборке, но фиксация держателя в корпусе не надежна, так как при поворотах зеркала она снижается, что ведет к усилению вибрации при движении автомобиля и, как следствие, к оптическим искажениям.

Это связано с тем, что сферическая часть выполнена из отдельных сегментов с рассточенной для ввода упругого элемента внутренней поверхностью. Такая форма шарового шарнира не удобна в сборке. Для того, чтобы удержать устанавливаемый в рассточке сегментов упругий элемент, его диаметр должен быть заведомо больше диаметра отверстия, образованного расточками. Это означает, что при сборке необходимы значительные усилия для того, чтобы вставить упругий элемент, например, в виде спиральной пружины. При сборке неизбежна деформация контактирующих поверхностей. Кроме того, возможна саморазборка шарового шарнира, так как при установке упругого элемента в рассточенное отверстие между сферическими сегментами, они удаляются от центра, а отверстие становится коническим. Упругий элемент испытывает также деформации, а изменения наклона поверхности расточенного отверстия создает реальную предпосылку к выходу упругого элемента из него при вибрации и, как следствие, ослабляется фиксация разрезной сферической опоры в сферической полости на корпусе отражателя при изменении положения зеркала.

Задачей изобретения является снижение вибрации зеркала при движении автомобиля при одновременном значительном упрощении сборки и установки зеркала в салоне.

Это достигается тем, что внутреннее зеркало заднего вида для транспортных средств, содержащее выполненные из пластичного материала корпус, в котором зафиксирован отражатель, и держатель в виде шарового шарнира, состоящего из кронштейна, один конец которого в виде разрезной сферической опоры с вставленным в нее фиксирующим элементом размещен в сферическом отверстии на наружной поверхности корпуса, снабжено двумя кулачковыми механизмами, состоящими из кулачков, размещенных внутри цанг, одна из которых является разрезной шаровой опорой, размещенной в сферическом отверстии на корпусе отражателя, а другая выполнена на другом конце кронштейна и жестко зафиксирована в отверстии на кузове автомобиля, на внутренней поверхности цанг и на наружной поверхности кулачков выполнены взаимофиксирующие элементы, ограничивающие поворот кулачков относительно цанг, при этом корпус отражается и кронштейн выполнены из пластичного материала, менее твердого, чем кулачки.

Для уменьшения веса зеркала и упрощения его сборки все детали зеркала, кроме отражателя выполнены из пластмассы различной твердости.

Значительное упрощение сборки зеркала достигается за счет того, что взаимофиксирующие элементы, ограничивающие поворот кулачка относительно цанги, выполнены в виде выступов на торце кулачка и соответствующих углублений в днище цанг.

Наилучшее сцепление трущихся поверхностей кулачка и цанг обеспечивается тем, что кулачковые механизмы, выполненными в виде цанг с числом лепестков более двух, в каждой из которых размещен призматический кулачок с попарно чередующимися плоскими и выпуклоскругленными гранями, при этом количество пар граней равно числу лепестков цанги.

Усиление сцепления кулачка с внутренней поверхностью цанги, значительно снижающее вибрацию зеркала, может быть получено, если призматический кулачок выполнен с выпуклоскругленными гранями, радиус кривизны которых не менее расстояния от оси вращения до максимально удаленной точки наружной поверхности кулачка и не более двух этих расстояний.

Значительно упрощается установка с одновременным обеспечением большей надежности фиксации зеркала на кузове автомобиля, когда конец кронштейна, жестко закрепленный в отверстии на кузове автомобиля, выполнен в виде цилиндрической цанги, и установлен в цилиндрическом отверстии пластины, которая жестко закреплена на кузове автомобиля, при этом на внутренней поверхности цилиндрического отверстия в пластине выполнены выступы, соответствующие размерам зазоров между лепестками цилиндрической цанги, по периметру верхнего основания которых, на их внутренней поверхности, выполнены буртики для фиксации консоли от осевого перемещения.

Для упрощения установки зеркала в салоне и обеспечения его сохранности призматический кулачок цилиндрической цанги жестко соединен соосно с рычагом поворота.

От известных решений предлагаемое зеркало отличается тем, что концы кронштейна выполнены в виде полых цанг, одна из которых сферической формы, а другая цилиндрической, во внутренней полости цанг установлены с взаимофиксацией кулачки призматической формы с числом граней, равным количеству лепестков цанги, что позволяет утверждать о соответствии предлагаемого решения критерию "новизна".

Сравнение предлагаемого решения с другими техническими решениями, в которых использованы подобные механизмы позволило обнаружить, что обычно цанга используется как приспособление для зажима цилиндрических или призматических предметов, тогда как в предлагаемом решении концы кронштейна, в виде сферической и цилиндрических полых цанг, вставленными в них призматическими кулачками прижимаются к поверхности отверстий, в которые они вставлены.

На фиг. 1 изображен общий вид зеркала, разрез; на фиг. 2 узел крепления корпуса отражателя, разрез; на фиг. 3 узел крепления зеркала на корпусе, разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 узел крепления на корпусе, разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 призматический кулачок, разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 6 - то же, по стрелке Г на фиг. 5; на фиг. 7 сферическая цанга без кулачка, разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 8 то же, по стрелке Д; на фиг. 9 - цилиндрическая цанга без кулака, разрез по оси Е-Е на фиг. 1; на фиг. 10- то же, по стрелке Ж на фиг. 9.

Внутреннее автомобильное зеркало содержит отражатель 1, размещенный в жестком корпусе 2, на наружной стороне которого имеется полость 3 со сферической внутренней поверхностью, кронштейн 4, концы которого 5 и 6 выполнены в виде цанг. Цанга 5 сферическая и размещена в сферической полости на задней стенке корпуса 3, а цанга 6 цилиндрической формы закреплена на кузове автомобиля. Внутренняя поверхность лепестков обеих цанг - цилиндрическая с радиусом кривизны Р.

Внутри обеих цанг размещены призматические кулачки 7 и 8 с выступами 9 на основании, которые вставлены в углубления 10 в днище цанг 5 и 6, ребра 11 (см. фиг. 4) которых закруглены с радиусом кривизны r. В центре кулачков выполнено квадратное отверстие 12 (см. фиг. 3, 4, 6) для сборочного инструмента.

Цилиндрическая цанга 6 жестко закреплена в цилиндрическом отверстии 13 в пластине 14, которая в свою очередь закреплена на кузове автомобиля в салоне, например на крыше. На поверхности отверстия выполнены выступы 15, соответствующие зазорам 16 между лепестками цанги 6. На наружной поверхности цанги 6 по периметру ее верхнего основания выполнены буртики 17 для фиксации от осевого перемещения. Призматический кулачок 8 в цилиндрической цанге 6 жестко соединен с рычагом 18 поворота. Пластина 14 крепится винтами через отверстия 19 и 20 на кузове автомобиля.

Сборка зеркала происходит следующим образом.

Кронштейн 4 концом в виде сферической цанги вставляется в сферическую полость 3 на корпусе 2 отражателя 1, в углублении 10 в днище цанги устанавливаются выступы 9 вкладываемого кулачка 7 (см. фиг. 1), который затем поворачивается инструментом, например цилиндрическим ключом рычажного типа, вставленным в отверстие 12 до упора.

Таким образом, создается усилие прижима сферической опоры к поверхности отверстий, что обеспечивает надежную фиксацию зеркала, обеспечивая одновременно поворот зеркала в нужном направлении.

Усилия для достаточной фиксации концов кронштейна в отверстиях будет обеспечено при условии, если диаметр внутренней поверхности цанг будет меньше максимального поперечного размера призматических кулачков. Величину этой разности можно определить по известному правилу определения абсолютной величины момента силы относительно точки. Момент (M) силы поворота зеркала равен
M F•D (1),
где F сила поворота зеркала;
L плечо силы F, равное наружному диаметру цанги, который равен
D = d+Δ (2),
где d внутренний диаметр цанги;
Δ толщина цанги.

Так как цанга полая, то толщиной цанги можно пренебречь и тогда выражение (1) преобразуется в
M F•d (3).

Момент силы, фиксирующей цангу в отверстии, равен
M F•D (4),
где F сила фиксации цанги в отверстии;
D плечо силы F, равное максимальному поперечному размеру призматического кулачка.

Момент силы поворота зеркала M и момент силы, фиксирующей цангу в отверстии, M равны по абсолютной величине и противоположны по направлению, поэтому, приравняв выражения (3) и (4)
F•d F•D (5),
преобразуя которое можно определить, что

Сила поворота зеркала F и сила фиксации цанги в отверстии F определяются материалом, из которого выполнены детали устройства, исходя из того, что момент силы поворота зеркала известен. Диаметр цанги также известен. Поперечный размер кулачка определяется по выражению (6).

Международными стандартами установлено, что момент силы для поворота зеркала должен быть в пределах 0,1 0,3 кГ/м.

Для пластмассы эта разность D d, определенная опытным путем при испытаниях опытных образцов, составляет не менее 0,2 0,5 мм.

Для оптимального использования упругих и прочностных свойств материала цанги целесообразно изготавливать ее с количеством одинаковых, не менее трех, лепестков.

Сила давления кулачка на внутреннюю поверхность всех лепестков будет распределяться равномерно, если максимальный поперечный размер кулачка равномерно чередуется на нем столько раз, сколько лепестков у цанги. Наиболее удобный в этом случае формой кулачка будет призма с попарно чередующимися плоскими и выпуклоскругленными гранями, при этом количество пар граней равно числу лепестков цанги.

Сила давления кулачка на внутреннюю поверхность лепестков цанги определяется геометрией соприкасающихся поверхностей кулачка и лепестков цанг, которая должна быть подобрана так, чтобы обеспечить самоторможение контактирующих элементов, т. е. чтобы угол трения между соприкасающимися поверхностями был меньше коэффициентов трения материалов деталей.

Это условие наилучшим образом обеспечивается, если конфигурация внутренней поверхности цанг цилиндрическая, радиус кривизны не менее ее расстояния от центра цанги и не более двух таких расстояний, а призматический кулачок выполнен с выпуклоскругленными ребрами, радиус кривизны которых не менее расстояния от оси вращения до максимально удаленной точки наружной поверхности кулачка и не более двух этих расстояний. Соотношение этих размеров определено по известной методике расчетов кулачка.

То, что на кулачке, помещенном в цилиндрическую цангу, закреплен рычаг для его поворота, позволяет упростить установку зеркала на кузове автомобиля и при необходимости его разборку.

При такой конструкции зеркала обеспечивается надежность фиксации зеркала на держателе, практически невозможна саморазборка зеркала при повороте зеркала и из-за вибрации при движении, так как при повороте кулачка за счет микродеформации трущихся поверхностей цанги и кулачка исключается его осевое перемещение и возможность самоповорота кулачка.

Кроме того, такая конструкция позволяет нормировать и контролировать усилия поворота при сборке зеркала.

Использование: в транспортном машиностроении и касается конструкции автомобильных зеркал заднего вида, устанавливаемых на кузове транспортного средства внутри салона. Сущность изобретения: внутреннее зеркало заднего вида для транспортных средств содержит выполненные из пластичного материала корпус 2, в котором зафиксирован отражатель 1, и держатель в виде шарового шарнира, состоящего из кронштейна 4 и двух кулачковых механизмов, содержащих кулачки, размещенные внутри цанг 5 и 6, одна из которых является разрезной шаровой опорой, размещенной в сферическом отверстии 3 на корпусе отражателя. Цанга 6 кронштейна жестко зафиксирована в цилиндрическом отверстии 13 на пластине 14, установленной на кузове автомобиля. На внутренней поверхности цанг 5, 6 выполнены углубления, в которые вставлены выступы, выполненные на торце кулачков. Корпус отражателя и кронштейн выполнены из пластичного материала, менее твердого, чем кулачки. 8 з. п. ф-лы, 10 ил.

1. Внутреннее зеркало заднего вида для транспортных средств, содержащее выполненные из пластичного материала корпус, в котором зафиксирован отражатель, и держатель, выполненный в виде шарового шарнира, состоящего из кронштейна, один конец которого в виде разрезной сферической опоры с вставленным в нее фиксирующим элементом размещен в сферическом отверстии на наружной поверхности корпуса, отличающееся тем, что оно снабжено двумя кулачковыми механизмами, кулачки которых размещены внутри цанг, одна из которых представляет собой разрезную шаровую опору, размещенную в сферическом отверстии на корпусе отражателя, а другая выполнена на другом конце кронштейна и жестко зафиксирована в отверстии на кузове автомобиля, на внутренней поверхности цанг и на наружной кулачков выполнены взаимофиксирующие элементы для ограничения поворота кулачков относительно цанг, при этом корпус отражателя и кронштейн выполнены из пластичного материала менее твердого, чем кулачки. 2. Зеркало по п. 1, отличающееся тем, что корпус, в котором размещен отражатель, кронштейн и кулачки выполнены из пластмассы. 3. Зеркало по п. 1, отличающееся тем, что взаимодействующие элементы, ограничивающие поворот кулачков относительно цанг, выполнены в виде выступов на торце кулачков и соответствующих углублений в днище цанг. 4. Зеркало по п. 1, отличающееся тем, что кулачковые механизмы выполнены в виде цанг с числом лепестков более двух, в каждой из которых размещен призматический кулачок с попарно чередующимися плоскими и выпукло-скругленными гранями, при этом количество пар граней равно числу лепестков цанги. 5. Зеркало по п. 1, отличающееся тем, что каждая из цанг кулачковых механизмов выполнена с внутренней цилиндрической поверхностью, радиус кривизны которой не менее расстояния от ее центра и не более двух таких расстояний. 6. Зеркало по п. 4, отличающееся тем, что радиус кривизны скругленных граней призматических кулачков равен по меньшей мере расстоянию от оси вращения до максимально удаленной точки наружной поверхности кулачков и не более двух этих расстояний. 7. Зеркало по п. 4, отличающееся тем, что конец кронштейна жестко зафиксирован в цилиндрическом отверстии, выполненном в пластине, установленной на кузове автомобиля, и выполнен в виде цанги с наружной цилиндрической поверхностью, при этом на внутренней поверхности цилиндрического отверстия в пластине выполнены выступы, соответствующие размерам зазоров между лепестками цилиндрической цанги. 8. Зеркало по п. 7, отличающееся тем, что по периметру верхнего основания лепестков цилиндрической цанги на их внутренней поверхности выполнены буртики для фиксации кронштейна от осевого перемещения. 9. Зеркало по п. 4, отличающееся тем, что призматический кулачок цилиндрической цанги жестко соединен соосно с рычагом поворота.