阅读说明：本技术 一种手动三向公差调节器及其应用和安装方法 (Manual three-way tolerance regulator and application and installation method thereof ) 是由 程刚 杨宪元 周鹏飞 顾秀凤 于 2019-08-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种手动三向公差调节器,包括调节螺柱、螺栓组件和固定基座,所述螺栓组件包括螺栓和锁紧片,所述固定基座的底板中间开设有通孔,所述通孔的内壁上设有内螺纹,所述调节螺柱的外壁上设有外螺纹,顶端面设有凸台；所述调节螺柱与固定基座通过螺纹方式连接固定。本发明还提供一种手动调节器在隐藏把手中的应用和安装方法。本发明采用螺纹预设高度安装,仅两个零件配合手动调节即可完成三个方向的公差调节,结构简单,操作便捷,强度极高,成本极低。(The invention provides a manual three-way tolerance regulator which comprises a regulating stud, a bolt component and a fixing base, wherein the bolt component comprises a bolt and a locking piece, a through hole is formed in the middle of a bottom plate of the fixing base, internal threads are formed in the inner wall of the through hole, external threads are formed in the outer wall of the regulating stud, and a boss is formed in the top end face of the regulating stud; the adjusting stud is fixedly connected with the fixed base in a threaded mode. The invention also provides an application and an installation method of the manual adjuster in the hidden handle. The invention adopts the installation of the preset height of the thread, can finish the tolerance adjustment in three directions only by matching two parts and manually adjusting, and has the advantages of simple structure, convenient operation, high strength and extremely low cost.)

一种手动三向公差调节器及其应用和安装方法

技术领域

本发明涉及公差调节器领域，具体地，涉及两个部件超过3个安装孔的安装领域，或两个以上部件的多固定位空间的安装领域，尤其是涉及一种手动三向公差调节器，手动三向公差调节器应用于精确安装隐藏把手及其安装方法。

背景技术

汽车门包括汽车门外钣金和汽车门内钣金，现有的常规门把手分为外把手和内把手结构，由车门外钣金隔开了内外把手，使得把手安装有更多的固定点；而隐藏把手是在车门外钣金上整体开槽，隐藏把手整体嵌入到外钣金中。目前隐藏把手的安装存在以下问题：

(1)车门的外钣金和内钣金装配固定后，内钣金和外钣金存在装配偏差，高度和位置的3个方向上都有偏差，影响把手装配的外观和使用效果，因此需调整X/Y/Z 3个方向的公差；外把手作为整车外观设计的一个重点，对外把手和外钣金的匹配要求极高，因此对隐藏把手的安装定位和3个方向的公差调整要求就很高；

(2)同时基于汽车的使用特性，一般要求在能调整公差的前提下，把手和钣金的固定要牢固，能够耐受因震动和不同温度情况下的收缩导致的松动；

(3)另车门内的结构复杂，里面有玻璃升降器，门锁机构等等，导致空间狭小，装配困难。

并且目前市面上的公差调节器或者是一个方向公差调整，常规是金属材料设计，不能满足三个方向公差调节的要求；或者是多零件组成，虽然实现了三个方向公差调节，但结构复杂，成本高，承受载荷小。

另外，随着市场变化和电子技术的发展，汽车电子零件不断增加，功能更丰富，汽车车身内需要更多的部件安装，导致结构更狭小，装配更复杂，同时电子零件对固定的稳定性、拆装的方便性提出了更高的要求，并且要求抗震效果好，也对汽车部件的安装提出了更高的要求。同时，目前市场上因为缺乏三向调节公差禁锢零件，为了装配和维修方便，必然会通过增加汽车零部件的结构，增加部件之间的空隙，或牺牲固定效果，以满足维修工具的使用空间要求。目前常用的解决方法，都是金属螺栓用腰型孔来定位安装，或者利用部件固定位置的强制变形固定安装，或者只满足一个方向维度位置公差而牺牲另外两个方向维度公差的固定安装，或者增加垫块或平衡块方式固定安装。这种情况同样发生在固定玻璃清洁水壶的安装、固定发动机舱零件的安装、固定真空助力器的安装、固定音响扬声器的安装、固定汽车空调冷凝器的安装、固定汽车仪表板的安装、固定汽车车灯的安装、固定电器盒和支架的安装、固定汽车行李箱支架的安装等。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种手动三向公差调节器及其应用和安装方法，本发明采用螺纹预设高度安装，仅两个零件配合套筒扳手即可手动完成三个方向的公差调节，结构简单，操作便捷，强度极高，生产投入成本低。

根据本发明的一个方面，提供一种手动三向公差调节器，包括调节螺柱(1)、螺栓组件(2)和固定基座(3)，所述螺栓组件(2)包括螺栓(21)和锁紧片(22)，所述固定基座(3)的底板中间开设有通孔(31)，所述通孔(31)的内壁上设有内螺纹(32)，所述调节螺柱(1)的外壁上设有外螺纹(11)，顶端面设有凸台(13)；所述调节螺柱(1)与固定基座(3)通过螺纹方式连接固定。

优选的，所述调节螺柱(1)为中空腔体结构，所述调节螺柱(1)的底端面上设有放射纹(12)，所述凸台(13)呈多边形结构，且所述凸台(13)具有一定高度，所述凸台(13)的中间开设有与调节螺柱(1)的内腔同直径的开孔(14)。调节螺柱(1)上的放射纹(12)在螺栓组件(2)将调节螺柱(1)与内钣金(5)锁紧后能起到良好的防松作用。凸台(13)为具有一定高度的多边形结构(如六角或四角凸台)，方便用标准或非标套筒工具旋转，用套筒工具手动调整Y向高度，并且有足够的高度可以避免套筒失效。

优选的，所述螺栓(21)和锁紧片(22)为分体结构，且所述锁紧片(22)上设有内孔(222)，两端面设有凸起放射纹(221)，且所述锁紧片(22)的外壁直径小于凸台(13)外壁形成的圆的直径。螺栓(21)锁紧后，锁紧片(22)上的凸起放射纹(221)与调节螺柱(1)形成嵌入结构，在螺栓组件(2)与调节螺柱(1)锁紧后能起到良好的防松作用。所述螺栓(21)和锁紧片(22)为分体结构时，能有效的降低螺栓(21)在锁紧过程中产生的水平面XZ向侧向力，提高了XZ向定位精度。且螺栓施加的扭矩负载可以根据用户的实际需求增大或减小，如对螺栓(21)和锁紧片(22)的表面进行处理，增大或减小摩擦力，以便达到实际需要的最佳匹配扭矩负载。

优选的，所述螺栓(21)和锁紧片(22)固定为一体，构成法兰螺栓，且所述法兰螺栓的螺栓头的底端面设置凸起放射纹，或不设置凸起放射纹。凸起放射纹可以根据实际需求设置或不设置，法兰螺栓整体刚性好，可以产生更大的轴向锁紧力，更适用于外观要求不高的重负载使用环境中。

优选的，所述调节螺柱(1)的内腔直径大于螺栓(21)的螺栓头的直径，所述调节螺柱(1)的内腔直径大于螺栓(21)的螺柱的直径。调节螺柱(1)的内腔直径大于螺栓(21)的螺栓头的直径可以防止漏装锁紧片(如果漏装垫片，锁止和公差调节等功能会失效，所以需要防止漏装锁紧片(22))；调节螺柱(1)的内腔直径大于螺栓(21)的螺柱的直径，螺栓(21)与调节螺柱(1)之间形成间隙，使得螺栓(21)***调节螺柱(1)中时，在XZ向间隙中自由移动，在隐藏把手安装中拧紧螺栓(21)时，螺栓自动找正位置，实现XZ向的公差调整。

优选的，所述调节螺柱(1)由工程塑料制作而成，所述工程塑料为PP玻纤增强材料、PP长玻纤增强材料、POM材料、POM玻纤增强材料、PA6玻纤增强材料、PA6长玻纤增强材料、PA66玻纤增强材料、PA66长玻纤增强材料、PPS玻纤增强材料中的任意一种。PP玻纤增强材料、PP长玻纤增强材料、POM材料、POM玻纤增强材料、PA6玻纤增强材料、PA6长玻纤增强材料、P66玻纤增强材料、PA66长玻纤增强材料、PPS(聚苯硫醚)玻纤增强材料的强度依次增大，可依据材料强度的特性，选择应用到具体的使用环境中。此调节螺柱(1)形状结构简单，结构承重能力强，锁紧度高，工程塑料可以更容易的进行加工制作，工程塑料还可以减重，并且没有防锈和防腐要求，节省了表面处理工序，更加环保，成本更低，有很大的经济效用。例如PA66加60％玻纤的增强材料，可以承受超过20Nm扭矩负载，产生1.2吨以上的轴向锁紧力，让塑料替代金属成为可能。POM材料自身刚性高，负载要求不高情况下可以使用，该材料成本低，经济性好。POM玻纤增强材料，变形小，强度高，更适合高湿环境下使用。PA66玻纤增强材料和长玻纤增强材料，兼顾经济性能，通过调配不同玻纤含量，可以满足更多场合下的使用。PPS玻纤增强材料，成本高，但强度极高，适合在更大负载要求场景使用。

优选的，所述公差调节器可用于固定隐藏把手的安装、固定玻璃清洁水壶的安装、固定发动机舱零件的安装、固定真空助力器的安装、固定音响扬声器的安装、固定汽车空调冷凝器的安装、固定汽车仪表板的安装、固定汽车车灯的安装、固定电器盒和支架的安装、固定汽车行李箱支架的安装等，以及其他结构需进行公差调整的固定安装中。

优选的，所述公差调节器用于固定隐藏把手的安装中，所述固定基座(3)固定设置在隐藏把手(4)的边板上，且固定基座(3)与隐藏把手(4)为一体成型结构，所述隐藏把手(4)上设有3个或4个固定基座(3)。

优选的，所述公差调节器用于固定隐藏把手的安装方法包括以下步骤：

步骤一，将所述调节螺柱(1)按预设高度旋入固定基座(3)的通孔(31)中，依次将调节螺柱(1)安装到隐藏把手(4)对应的多个固定基座(3)上，完成调节螺柱(1)与隐藏把手(4)的整体安装；

步骤二，将隐藏把手(4)预装到内钣金(5)和外钣金(6)的开槽中，且将所述调节螺柱(1)的底面与内钣金(5)抵接，并调整好隐藏把手(4)与外钣金(6)的侧边间隙；

步骤三，将螺栓(21)套入锁紧片(22)中，再依次穿过调节螺柱(1)、内钣金(5)上的螺栓安装过孔和固定螺母(51)，并将固定螺母(51)和螺栓(21)预锁紧；所述固定螺母(51)焊接在内钣金(5)的底端面，且与内钣金(5)上的螺栓安装过孔同孔心设置；

步骤四，参照步骤三，依次锁定内钣金(5)上的其他固定螺母(51)，完成整个隐藏把手(4)与内钣金(5)、外钣金(6)的安装，并调整外钣金(6)与隐藏把手(4)侧边的间隙，进行XZ向位置的预锁定；

步骤五，采用套筒扳手套入调节螺柱(1)的凸台(13)并旋转，进行Y向高度调节，所述隐藏把手(4)与外钣金(6)的表面平整时，完成Y向公差调节；

步骤六，Y向公差调节完成后，将螺栓(21)最终锁紧固定螺母(51)，实现XZ方向的最终固定。所述螺栓组件(2)依次穿过调节螺柱(1)、内钣金(5)上的螺栓安装过孔和固定螺母(51)，将隐藏把手(4)通过螺栓组件(2)和调节螺柱(1)固定在内钣金(5)上，并通过固定螺母(51)锁紧。

优选的，所述调节螺柱(1)与固定基座(3)的配合关系为紧配合或过度配合，装配时，在固定基座(3)与内钣金(5)之间Y向方向预留预设标准高度，以减少手动调节工作量，提高工作效率，所述标准高度根据实际经验确定。

工作原理为：通过旋转调节螺柱手动实现固定基座平面与钣金平面间的Y方向高度的公差调节，且能实现较大范围Y向调节高度；通过螺栓旋紧动作自动找正固定螺母孔位，自动调节固定基座中心孔与钣金固定螺母孔中心XZ方向公差，并最终锁紧固定XZ位置，实现XZ方向公差的调整。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明所涉及的手动三向公差调节器及其应用和安装方法，采用螺纹预设高度安装，仅两个零件配合套筒扳手即可手动完成三个方向的公差调节，结构简单，生产投入成本低；

(2)本发明所涉及的手动三向公差调节器及其应用和安装方法，结构和材料强度高，可以多次重复使用，经久耐用，稳定性好；

(3)本发明所涉及的手动三向公差调节器及其应用和安装方法，单螺柱设计，可以承受极高的载荷，满足不同应用场景对禁锢力的要求，甚至某些场景下能替代金属零件，减轻设计重量；如采用PA66加60％的玻纤制成的M18调节螺柱，1.5螺距的螺纹，4个螺牙可以承受到15N·m甚至20N·m以上的扭矩力，锁紧力可达上吨，螺柱更可以承受几吨的锁紧力；

(4)本发明所涉及的手动三向公差调节器及其应用和安装方法，在隐藏把手装配场景中，设有3个或4个固定基座，3点定位安装，让把手质心位于3点中心，在保证把手与钣金安装的稳定牢固情况下，投入成本低；4点定位安装，让把手质心位于4点连线中心，可以确保把手与钣金安装的更稳定牢固，满足更高的震动环境要求，以及承受更大重量的隐藏把手；

(5)本发明所涉及的手动三向公差调节器及其应用和安装方法，调节螺柱是直接旋入把手基座定位结构的通孔中，即公差调节器为正向装配，装配效率高，做到了装配最简；

(6)本发明所涉及的手动三向公差调节器及其应用和安装方法，通过放射状凸起条纹的锁紧片压嵌入调节螺柱中，实现了在平面上的X/Z两个方向的结构锁紧固定，不是简单的摩擦锁紧，如果零件要移动，必须突破材料的剪切强度，极大的加强了锁紧效果，在水平方向形成真实锁定；单螺柱结构设计，Y方向工具手动高度调节后，固定基座高度不再变动，且设置3个或多个定位结构，Y方向的高度实现永久锁定，不变动，没有Y方向松动风险；

(7)本发明所涉及的手动三向公差调节器及其应用和安装方法，在把手和外钣金间隙和高度匹配中，只有零件自身重量，没有其他外力影响间隙和高度匹配，提高装配效率，其他场景中使用，也只有螺栓与锁紧片间摩擦力产生的侧向力，更换实际位置和间隙的匹配；

(8)本发明所涉及的手动三向公差调节器及其应用和安装方法，螺栓找正内钣金和固定螺母时，螺栓在调节螺柱的内腔中可以自由移动，螺栓不受外力情况下就可找到安装位置，实现了XZ向零外受力安装，让安装过程更顺畅；

(9)本发明所涉及的手动三向公差调节器及其应用和安装方法，其结构极简、零件数量极少、成本极低，操作简单便捷，易于工程应用，且其极低的成本，实用性强，适用性广，适合大范围推广普及。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为手动三向公差调节器的安装示意图；

图2为调节螺柱的结构示意图一；

图3为调节螺柱的结构示意图二；

图4为螺栓组件固定为一体构成法兰螺栓的结构示意图；

图5为锁紧片的结构示意图；

图6为固定基座的结构示意图一；

图7为固定基座的结构示意图二；

图8为公差调节器用于固定隐藏把手安装的结构剖视示意图；

图9为公差调节器用于固定隐藏把手安装的结构立体示意图一；

图10为公差调节器用于固定隐藏把手安装的结构立体示意图二。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例

本实施例提供一种手动三向公差调节器，其结构详见附图1-10所示：包括调节螺柱1、螺栓组件2和固定基座3，所述螺栓组件2包括螺栓21和锁紧片22，所述固定基座3的底板中间开设有通孔31，所述通孔31的内壁上设有内螺纹32，所述调节螺柱1的外壁上设有外螺纹11，顶端面设有凸台13；所述调节螺柱1与固定基座3通过螺纹方式连接固定。

进一步的，所述调节螺柱1为中空腔体结构，所述调节螺柱1的底端面上设有放射纹12，所述凸台13呈多边形结构，且所述凸台13具有一定高度，所述凸台13的中间开设有与调节螺柱1的内腔同直径的开孔14。调节螺柱1上的放射纹12在螺栓组件2将调节螺柱1与内钣金5锁紧后能起到良好的防松作用。凸台13为具有一定高度的多边形结构(如六角或四角凸台)，方便用标准或非标套筒工具旋转，用套筒工具手动调整Y向高度，并且有足够的高度可以避免套筒失效。

进一步的，所述螺栓21和锁紧片22为分体结构，且所述锁紧片22上设有内孔222，两端面设有凸起放射纹221，且所述锁紧片22的外壁直径小于凸台13外壁形成的圆的直径。螺栓21锁紧后，锁紧片22上的凸起放射纹221与调节螺柱1形成嵌入结构，在螺栓组件2与调节螺柱1锁紧后能起到良好的防松作用。所述螺栓21和锁紧片22为分体结构时，能有效的降低螺栓21在锁紧过程中产生的水平面XZ向侧向力，提高了XZ向定位精度。且螺栓施加的扭矩负载可以根据用户的实际需求增大或减小，如对螺栓21和锁紧片22的表面进行处理，增大或减小摩擦力，以便达到实际需要的最佳匹配扭矩负载。

进一步的，所述螺栓21和锁紧片22固定为一体，构成法兰螺栓，且所述法兰螺栓的螺栓头的底端面设置凸起放射纹，或不设置凸起放射纹。凸起放射纹可以根据实际需求设置或不设置，法兰螺栓整体刚性好，可以产生更大的轴向锁紧力，更适用于外观要求不高的重负载使用环境中。

进一步的，所述调节螺柱1的内腔直径大于螺栓21的螺栓头的直径，所述调节螺柱1的内腔直径大于螺栓21的螺柱的直径。调节螺柱1的内腔直径大于螺栓21的螺栓头的直径可以防止漏装锁紧片(如果漏装垫片，锁止和公差调节等功能会失效，所以需要防止漏装锁紧片22)；调节螺柱1的内腔直径大于螺栓21的螺柱的直径，螺栓21与调节螺柱1之间形成间隙，使得螺栓21***调节螺柱1中时，在XZ向间隙中自由移动，在隐藏把手安装中拧紧螺栓21时，螺栓自动找正位置，实现XZ向的公差调整。

进一步的，所述调节螺柱1由工程塑料制作而成，所述工程塑料为PP玻纤增强材料、PP长玻纤增强材料、POM材料、POM玻纤增强材料、PA6玻纤增强材料、PA6长玻纤增强材料、PA66玻纤增强材料、PA66长玻纤增强材料、PPS玻纤增强材料中的任意一种。PP玻纤增强材料、PP长玻纤增强材料、POM材料、POM玻纤增强材料、PA6玻纤增强材料、PA6长玻纤增强材料、P66玻纤增强材料、PA66长玻纤增强材料、PPS(聚苯硫醚)玻纤增强材料的强度依次增大，可依据材料强度的特性，选择应用到具体的使用环境中。此调节螺柱1形状结构简单，结构承重能力强，锁紧度高，工程塑料可以更容易的进行加工制作，工程塑料还可以减重，并且没有防锈和防腐要求，节省了表面处理工序，更加环保，成本更低，有很大的经济效用。例如PA66加60％玻纤的增强材料，可以承受超过20Nm扭矩负载，产生1.2吨以上的轴向锁紧力，让塑料替代金属成为可能。POM材料自身刚性高，负载要求不高情况下可以使用，该材料成本低，经济性好。POM玻纤增强材料，变形小，强度高，更适合高湿环境下使用。PA66玻纤增强材料和长玻纤增强材料，兼顾经济性能，通过调配不同玻纤含量，可以满足更多场合下的使用。PPS玻纤增强材料，成本高，但强度极高，适合在更大负载要求场景使用。

进一步的，所述公差调节器可用于固定隐藏把手的安装、固定玻璃清洁水壶的安装、固定发动机舱零件的安装、固定真空助力器的安装、固定音响扬声器的安装、固定汽车空调冷凝器的安装、固定汽车仪表板的安装、固定汽车车灯的安装、固定电器盒和支架的安装、固定汽车行李箱支架的安装等，以及其他结构需进行公差调整的固定安装中。

进一步的，所述公差调节器用于固定隐藏把手的安装中，所述固定基座3固定设置在隐藏把手4的边板上，且固定基座3与隐藏把手4为一体成型结构，所述隐藏把手4上设有3个或4个固定基座3。

进一步的，所述公差调节器用于固定隐藏把手的安装方法包括以下步骤：

步骤一，将所述调节螺柱1按预设高度旋入固定基座3的通孔31中，依次将调节螺柱1安装到隐藏把手4对应的多个固定基座3上，完成调节螺柱1与隐藏把手4的整体安装；

步骤二，将隐藏把手4预装到内钣金5和外钣金6的开槽中，且将所述调节螺柱1的底面与内钣金5抵接，并调整好隐藏把手4与外钣金6的侧边间隙；

步骤三，将螺栓21套入锁紧片22中，再依次穿过调节螺柱1、内钣金5上的螺栓安装过孔和固定螺母51，并将固定螺母51和螺栓21预锁紧；所述固定螺母51焊接在内钣金5的底端面，且与内钣金5上的螺栓安装过孔同孔心设置；

步骤四，参照步骤三，依次锁定内钣金5上的其他固定螺母51，完成整个隐藏把手4与内钣金5、外钣金6的安装，并调整外钣金6与隐藏把手4侧边的间隙，进行XZ向位置的预锁定；

步骤五，采用套筒扳手套入调节螺柱1的凸台13并旋转，进行Y向高度调节，所述隐藏把手4与外钣金6的表面平整时，完成Y向公差调节；

步骤六，Y向公差调节完成后，将螺栓21最终锁紧固定螺母51，实现XZ方向的最终固定。所述螺栓组件2依次穿过调节螺柱1、内钣金5上的螺栓安装过孔和固定螺母51，将隐藏把手4通过螺栓组件2和调节螺柱1固定在内钣金5上，并通过固定螺母51锁紧。

进一步的，所述调节螺柱1与固定基座3的配合关系为紧配合或过度配合，装配时，在固定基座3与内钣金5之间Y向方向预留预设标准高度，以减少手动调节工作量，提高工作效率，所述标准高度根据实际经验确定。

工作原理为：通过旋转调节螺柱手动实现固定基座平面与钣金平面间的Y方向高度的公差调节，且能实现较大范围Y向调节高度；通过螺栓旋紧动作自动找正固定螺母孔位，自动调节固定基座中心孔与钣金固定螺母孔中心XZ方向公差，并最终锁紧固定XZ位置，实现XZ方向公差的调整。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。