[发明专利]一种车辆内后视镜及其弹簧圈厚度设计和实验方法

权利要求书

1.一种车辆内后视镜，包括球头座(21)、弹簧圈(22)和球铰支架(23)，其特征在于：所述球头座(21)与球铰支架(23)其球头的球面相配合。

2.如权利要求1所述的车辆内后视镜，其特征在于：所述球头座(21)的内侧球面包括球面部分(24)和弧面部分(25)。

3.如权利要求2所述的车辆内后视镜，其特征在于：所述球头座(21)的内侧球面设有分界线(26)，所述分界线(26)以下为球面部分(24)，分界线(26)以上为弧面部分(25)。

4.如权利要求3所述的车辆内后视镜，其特征在于：所述弧面部分(25)为向内弯曲的弧面。

5.如权利要求2-4中任一项所述的车辆内后视镜，其特征在于：所述球面部分(24)的直径φ为22mm。

6.如权利要求5所述的车辆内后视镜，其特征在于：所述弧面部分(25)的半径R为11mm。

7.如权利要求2-4中任一项所述的车辆内后视镜，其特征在于：所述球头座(21)设为4-12瓣(27)的结构。

8.如权利要求7所述的车辆内后视镜，其特征在于：所述球头座(21)设为8瓣(27)的结构。

9.如上所述的车辆内后视镜的弹簧圈厚度设计方法，包括以下步骤：

第一步，首先，通过测量，确定弹簧圈厚度b和弹簧圈半径R；其次，根据以下公式，

                                                 

其中，P为弹簧圈弹力，Ｗ为断面模数，σ为摩擦系数， E为材料钢性模数，R为弹簧圈半径，J为矩形载面惯性矩，π为圆周率系数；b为弹簧圈宽度，h为弹簧圈厚度；

可知，弹簧圈弹力P与弹簧圈宽度b为线性关系；并且弹簧圈弹力P与弹簧圈厚度h为平方关系；

即，                  P₁ /h₁² = P₂ /h₂²              （4）

即，                  P₁h₂² = P₂h₁²                （5）

然后，再设现有弹簧圈厚度为h₁，现有弹簧圈弹力为P₁, 设更改设计后弹簧圈厚度为h₂，更改设计后弹簧圈弹力为P₂；

第二步，首先，通过测量，确定不安装弹簧圈时球头座(21)的扭矩T₀；并且通过在相同条件下测量，确定安装现有弹簧圈厚度为h₁的弹簧圈时球头座的扭矩T₁和力臂长度L；

其次，通过式（6）计算得出现有弹簧圈弹力P₁；

即，                  P₁=（T₁-T₀）/L                    （6）

然后，再将更改设计后弹簧圈的扭矩设定为T₂，并将更改设计后弹簧圈弹力设定为F₂，通过式（7）及第一步中已经计算得出的现有弹簧圈厚度h₁和现有弹簧圈弹力P₁，理论要求设定更改设计后弹簧圈弹力P₂为现有弹簧圈弹力P₁的2倍，即式（8），从而计算得出更改设计后的弹簧圈厚度h₂，

即，                   P₂=（T₂-T₀）/L             （7）

                       P₂=2P₁                       （8）。

10.如上所述的车辆内后视镜的弹簧圈厚度实验方法，包括以下步骤：

首先, 设原有弹簧圈厚度为h₃，宽度为b₃，半径为R₃；设更改设计后弹簧圈的厚度为h₄，则宽度为b₄，半径为R₄；

则原有弹簧圈的弹簧圈弹力P₃:

P₃=b₃h₃²[σ]/6R₃                        （9）

更改设计后弹簧圈的弹簧圈弹力P₄:

P₄=b₄h₄²[σ]/6R₄                        （10）

则使用原有弹簧圈时的后视镜扭矩T₃：

T₃= P₃L+T₀；                             (11)

使用更改设计后弹簧圈时的后视镜扭矩T₄：

T₄= P₄L+T₀；                            （12）

其次，采用本发明的车辆内后视镜其球头座(21)，选用球头直径相同，但是表面光泽度不同的支架1和支架2来分别测量不安装弹簧圈时候的扭矩；然后分别安装现有弹簧圈，再测量表面光泽度不同的支架1和支架2的扭矩；

然后，再求出使用相同球头座(21)、相同形状、但是表面光泽度

不同的支架，在扭矩相同时所需要的更改设计后弹簧圈的厚度h₄，即：

设支架1的支架球头面与球头座(21)的摩擦系数为σ₁，设支架2支架球头与球头座(21)的摩擦系数为σ₂，则使用支架1及采用现有弹簧圈时的后视镜扭矩T₃：

T₃=P₃σ₁                                                （13）

使用支架2时及采用更改设计后弹簧圈的后视镜扭矩T₄：

T₄=P₄σ₂                                               （14）

则由       G=Fσ                                 (15)

其中，G为扭力，F为压力；

因为球头座和弹簧圈形状不变，所以使用支架1和使用支架2时的压力值F不变，即：

G₁/σ₁= G₂/σ₂                         （16）

又由于支架力臂：

             L₁=L₂                               （17）

由式（13）、（14）、（15）和（16）可得，后视镜扭矩：

T₃= T₄                                （18）

则          b₃h₃²[σ₁]/6R₂= b₃h₄²[σ₂]/6R₂          （19）

即          h₃²[σ₁] = h₄²[σ₂]                     （20）

    则根据式（19）实验得出更改设计后弹簧圈的厚度h₄。