CN109927621A - 用于车辆的灯总成 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于外装至车辆的灯总成。灯总成包括照明组件和用于容纳照明组件的长形的外壳,该外壳具有第一通道、第二通道以及第一通道和第二通道之间的前开口。灯总成还包括用于覆盖外壳前开口的配光镜,配光镜具有一对相向的边缘,分别位于第一通道和第二通道中。灯总成还包括第一长形组件和第二长形组件,分别设置为位于第一通道和第二通道中,邻接并位于配光镜的一对相向的边缘的第一侧。灯总成还包括可压缩垫圈,位于第一通道和第二通道中,邻接并位于配光镜的一对相向的边缘的第二侧。
Description
交叉引用
本发明要求于2017年11月15日递交的澳大利亚临时申请2017904620的优先权,其全部发明内容通过引用并入本申请。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的灯总成,特别是一种适合外装至车辆的灯总成。本发明特别适用于长排车灯领域,且下文中关于此示范性应用对本发明进行公开,将非常方便。然而,应当理解的是,本发明并不限于该应用,并且可以用于其他车辆照明应用。
背景技术
以下对本发明的背景技术的讨论是为了便于理解本发明。然而,应当理解的是,该讨论并非确认或承认所涉及的任何材料在本申请的优先权日期已经公开、已知或者是公知常识的一部分。
长排车灯是长形的照明总成,设计为外装至车辆以补充标准车前灯所提供的照明。长排灯通常用在应急车辆上,如警车、消防车或救护车,并且越来越多地配备在用于休闲娱乐的四轮驱动车辆上。
传统长排灯包括设置为用于外装至车辆的外壳、外壳中的照明组件以及将照明组件封装在外壳中的前配光镜。照明组件通常包括多个发光元件(例如灯具、灯泡或LED)和用于控制发光元件的照明的电气组件,例如印刷电路板(PCB)。
为了保护电气元件部分不进水,前配光镜和外壳之间设有密封件。传统上,以两种方式之一实现密封。
第一种方式中,配光镜和外壳之间设有垫圈,使用机械紧固件,通常是一系列螺钉,将配光镜固定在适当的位置。此方法需要相对大量的螺钉,这在制造过程中很耗时并且在美观上也是不理想的。此外,长排车灯外壳必须成形有足够厚的前边缘,以允许螺钉进入,这增加了其体积、重量以及制造成本。此方法还具有进一步的问题,每个螺钉必须张紧到相同的扭矩且必须严格控制螺钉长度以确保施加充足、均匀的密封压力。由于必须移除和更换的螺钉的数量,任何涉及拆卸和重新装配长排灯的维修都是耗时的。
第二种方式中,配光镜粘结在适当位置,通常使用硅酮胶或环氧胶粘结剂。因为不需要螺钉,这允许使用较薄的外壳剖面。然而,该方法具有配光镜被永久固定在其位置的明显缺陷。因此,粘结配光镜的长排灯通常是不适用的,且在检测到泄漏的情况下难以维修或不可能维修。此外,粘结剂密封不能以可变形垫圈的方式适应大量物理膨胀和收缩。由于正常运行的膨胀/收缩循环,随着时间推移,这可导致密封开裂。
据此,希望提供新型的改良灯总成,其至少解决上文所提到的现有设备缺陷的一部分。
发明内容
根据本发明,提供一种用于外装至车辆的灯总成,其包括:照明组件;用于容纳照明组件的长形外壳,该外壳具有第一通道、第二通道以及第一通道和第二通道之间的前开口;覆盖外壳前开口的配光镜,其具有一对相向的边缘,分别位于第一通道和第二通道中;第一长形组件和第二长形组件,分别设置为位于第一通道和第二通道中,邻接并位于配光镜的一对相向的边缘的第一侧;以及可压缩垫圈,位于第一通道和第二通道中,邻接并位于配光镜的一对相向的边缘的第二侧,以至少部分地密封外壳。
本发明提供一种新型的有利的密封布置,其中使用位于配光镜的与垫圈相对的一侧上的长形组件将配光镜留置在密封位置。与之前的布置相比,本发明的配光镜在不使用粘合剂且不使用紧固件如螺钉的情况下抵靠压缩垫圈密封。因此本发明有利地通过使用长形组件,沿垫圈提供了充足且均匀的密封压力。免除传统紧固件也提供了美观上的改善,并使得本发明的外壳的前边缘能够制造得更薄。此外,本发明允许方便高效地拆卸和重装,便于返工或维修。
长形组件占据通道容积的一部分,紧靠配光镜以将其维持在密封位置,在该位置垫圈被压缩。在每个通道中,配光镜的相向的边缘之一被夹在配光镜边缘第一侧的长形组件和配光镜边缘第二侧的垫圈之间。垫圈的可压缩特性将配光镜推向远离垫圈的方向。以这种方式,垫圈、配光镜和长形组件在各自的通道内保持着舒适的压缩状态。
在照明组件设置为透过外壳的前开口提供光照的情况下,应当理解的是,配光镜的“外”侧也对应“前”侧,且“内”侧对应配光镜的“后”侧。为了方便描述,术语如上和下将在长形组件水平安装在车辆上的背景下理解。但是应当理解的是,根据本发明的灯总成能够以各种不同方向安装。
与之前的依赖于紧固件或粘结剂的密封***相比,本发明的长形组件可快速***通道,以便快速拆卸和重装。配光镜、垫圈和长形组件能够,例如经由第一通道和第二通道的开口端滑入外壳。
在本发明的一种特殊形式中,装配过程首先包括将垫圈放置在配光镜上合适的位置,滑动配光镜和垫圈组合经由通道的开口端滑入通道。随后沿垫圈方向在配光镜上施加外部负载,以压缩垫圈并在通道内从未密封位置向密封位置移动配光镜。一旦配光镜移至密封位置,处于配光镜第一侧(即无垫圈的一侧)的通道部分变大,以容纳长形组件。当维持外部负载以保持配光镜处于密封位置时,长形组件能够方便地滑入通道中,处于配光镜的与垫圈相对的一侧。因此长形组件可作为定位销,防止配光镜在压缩垫圈的影响下朝未密封位置移动。在长形组件安装后,移除外部负载,配光镜留置在密封位置,紧挨压缩垫圈,形成至少部分密封以防止水进入。
通过颠倒步骤,可同样简单地拆卸根据本发明的灯总成。也就是,向配光镜施加外部负载,减轻长形组件上的压力。然后将长形组件滑出通道,例如经由外壳端部的开口。最后移除外部负载,配光镜和垫圈组合能够从通道移除,例如经由通道端部的开口滑出,或者在本发明的一些实施例中,经由前开口滑出。
在本发明的一个特定的实施例中,配光镜相向的边缘的第一侧和第二侧分别为外侧和内侧。在本发明的此实施例中,垫圈因此位于一对通道的内部或后部中的配光镜的内侧上。长形组件因此位于通道的外部或前部中的配光镜的外侧上。根据本发明的这个特定的实施例,在装配或拆卸期间,沿垫圈方向施加在配光镜的前侧上的外部负载,将因此为推力。在此特定实施例的一些形式中,在拆卸/装配期间,可经由前开口将长形组件移除或***通道中。
在本发明的另一实施例中,配光镜的相向的边缘的第一侧和第二侧分别对应内侧和外侧。也就是,垫圈在配光镜的前侧上,长形组件位于配光镜的后侧上。根据本发明的此特定实施例,在装配或拆卸期间,沿垫圈方向施加在配光镜的前侧上的外部负载,将因此为拉力,例如可使用真空装置或其他任意适合的装置施加此力,以抓住并向前拉动配光镜,从而压缩垫圈并/或减轻长形组件上的压力。
长形组件可形成为各种形状和剖面。在一个特定实施例中,长形组件包括平面表面,用于紧挨配光镜的一对相向的边缘的第一侧。长形组件可包括方形或矩形或弓形横截面。在本发明的一个特定的实施例中,第一通道和第二通道各包括有留置结构,分别与第一、二长形组件各自的留置部位接合。留置结构与留置部位的接合可辅助将长形组件留置在通道中。
留置结构和留置部位可具有各种配置,例如肋、唇、槽、凸起、凹槽等。在本发明的一个特定形式中,每个通道的留置结构包括槽,每个长形组件的留置部位包括成形为互补容纳在槽中的舌。或者,长形组件的留置部位可包括槽,通道的留置结构可包括成形为互补容纳在相应长形组件的槽中的舌。
根据本发明的一个特定实施例,第一、二通道各包括一对相向侧,包括形成有留置结构的第一侧和定义接触可压缩垫圈的密封表面的第二侧。密封表面可包括平面表面,其协同压缩垫圈密封外壳内部防止水和/或污物和/或灰尘进入。在本发明的另一种形式中,密封表面可形成有凹面,在垫圈被压缩期间,垫圈的一部分安置在凹面中。
长形组件可由各种材料或结构形成。长形组件可以是可压缩的并可以例如由橡胶材料形成。或者,长形组件可由金属或聚合物材料形成。在本发明的一个特定实施例中,长形组件是不可压缩的。不可压缩的长形组件可以例如由钢形成。长形组件沿其几乎全部长度的横截面一致。或者横截面可以是不一致的,例如长形组件可包括至少一个加宽的端部,该端部例如可对应并适合配光镜的变窄的端部。
在本发明的一个特定形式中,配光镜、长形组件和通道是平直的。在本发明的该形式中,长形组件可由相对刚性的不易变形或弯折的材料形成。在本发明的另一种形式中,通道可以是弯曲的。在本发明的该形式中,配光镜和长形组件可由具有一定程度弹性变形的材料制成,例如柔性聚合物,允许配光镜和长形组件在***外壳期间顺应或沿弯曲的通道进入。本发明的配光镜可由传统已知的透明或半透明玻璃或聚合物材料形成。在本发明的一个特定的实施例中,配光镜由聚碳酸酯形成。
在本发明的一个特定形式中,配光镜的第二侧包括槽,用于安置垫圈。配光镜边缘的第二侧还可包括矩形凸台,垫圈围绕该凸台放置。例如从配光镜边缘的第二侧向外凸起的矩形凸台。
本发明的垫圈可由多个独立的密封组件形成,这些密封组件共同定义了垫圈。根据本发明另一个实施例,垫圈是单个部件。在本发明的一个特定形式中,垫圈是单个部件并大致为矩形。在本发明的一个特定实施例中,垫圈为矩形,其围绕配光镜上的矩形凸台定位并安置在配光镜的槽中。垫圈可形成为各种可选的横截面。在本发明的一个特定实施例中,垫圈具有正常的圆形横截面,即在不受压时为圆形横截面。或者,垫圈可具有正常的椭圆横截面。在进一步实施例中,可选地,垫圈可包括U形横截面或矩形横截面。
本发明的照明组件可由本领域技术人员应当理解的传统照明元件和电路板形成。照明组件可包括,例如荧光灯或LED灯,包括灯泡、球泡灯、灯具等。
本发明的长形外壳可由挤压件形成,例如具有均匀横截面的铝挤压件。在本发明的一个特定的实施例中,外壳包括具有一对相向的端部的挤压件。挤压件的相向的端部可包括到第一、二通道的开口,配光镜、垫圈和长形组件可***第一、二通道中或从中移除。在此实施例的一些形式中,灯总成包括固定至挤压件相向的端部的一对端盖和位于端盖与相向的端部之间的一对端部垫圈。端部垫圈可提供至少部分密封,防止水通过外壳的端部进入,同时垫圈密封外壳的前开口。
根据本发明的灯总成可包括连接至端盖之一的至少一个安装支架。在本发明的一个特定实施例中,每个端盖连接至相关的安装支架,便于外装至车辆。外壳还可包括一个或多个安装通道,用于连接至附加安装装置。
一种装配根据本发明的灯总成的方法,可包括以下步骤:将垫圈和配光镜定位在第一、二通道中覆盖外壳前开口;沿垫圈方向向配光镜外侧施加并维持外部负载,以将配光镜从垫圈不受压的未密封位置移至垫圈受压的密封位置;将第一、二长形组件分别定位在第一、二通道中配光镜的与垫圈相对的一侧上,以将配光镜留置在密封位置;移除外部负载。
在本发明的一个特定形式中,配光镜和长形组件经由通道的开口端位于第一、二通道中。上文提到的方法可包括将垫圈装配至配光镜的预备步骤。在本发明的一个特定形式中,外部负载为朝向灯总成后方方向的推力负载。本发明中,当处于压缩位置时,每个长形组件的尺寸可大致占据相应通道前侧和配光镜外侧之间形成的通道容积。在本发明的另一种形式中,外部负载可以是朝向灯总成前方方向的拉力负载。
在下文中将参考附图更详细地描述本发明的优选实施例。具体实施方式和附图仅仅对如何实施本发明进行说明,因此所描述和说明的各种特征的具体形式和布置不应被理解为对本发明的限制。
附图说明
为了更完整地理解本发明,下面参照附图对一些实施例进行说明,其中:
图1示出了根据本发明的外装在车辆前部的灯总成的实施例。
图2为图1中实施例的正面透视图。
图3为沿图2中A-A线的剖视图。
图4为图3中示出的密封布置的放大图。
图5为图1和图2中示出的实施例的***图。
图6为根据本发明第二实施例的灯总成的剖视图。
图7为图6示出的第二实施例的灯总成的局部***图。
图8为根据本发明的灯外壳的左侧透视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的灯总成,其包括长排灯10。长排灯10外装至车辆12,特别是安装至车辆12的保险杠11的上侧。如图2所示,长排灯10是长形的,并包括长形外壳14和长形聚碳酸酯配光镜16。安装支架18连接在外壳14的相向的两端,便于外装至车辆12。电气连接器组件20从外壳的一端延伸,便于与车辆12的电气***电连接。
转向图3,外壳14包括铝挤压件。外壳14包括具有上通道22的第一通道和具有下通道24的第二通道。外壳14还包括上下通道22、24之间的前开口26,配光镜16覆盖前开口26。外壳14通常为空心的,具有内部容积15,容积15包括位于其天花板上的反射镜28和照明组件,照明组件包括连接至印刷电路板(PCB)的多个LED30。反射镜28设置为将LED30发出的光朝配光镜16反射,并透过外壳14的前开口26。外壳14还包括后安装通道34和下安装通道36,设置为容纳附加安装支架,以便外装至车辆。
仍然参照图3,配光镜16包括一对相向的边缘,包括上边缘38和下边缘40,分别位于上通道22和下通道24中。配光镜16及其上下边缘38、40具有相向的第一侧和第二侧,其构成前(即外)侧46和后(即内)侧48。包括上长形组件42的第一长形组件和包括下长形组件44的第二长形组件分别位于上通道22和下通道24中。上、下长形组件42、44分别紧邻并位于一对相向的边缘38、40的外侧46上。上、下长形组件42、44的横截面一致,且由不可压缩的材料制成,例如钢。矩形可压缩垫圈50位于上、下通道22、24中,分别紧邻并位于配光镜16的一对相向的边缘38、40的内侧48上。
图4提供了上通道22中的密封布置的放大图。为了方便描述,将仅参照上通道22对图4进行描述。然而应当理解的是,上、下通道22、24中的密封布置是对称的,因此下通道24中的密封布置等同于上通道24的布置。
图4最佳地示出,上长形组件42在后侧包括平面表面52,紧挨配光镜上边缘38的前侧46。上通道22包括留置结构,其包括槽54并定义边沿58。上长形组件42在前侧包括留置部位,其包括成形为互补容纳在槽54中的舌56。舌56通过容纳在槽54中并处于边沿58后方与上通道22接合,以便将长形组件42留置在上通道22中。在本发明的另一形式(未示出)中,该布置是相反的,使得通道包括突起,例如舌,容纳在长形组件的槽中。应当理解的是,各种留置结构/部位都适用于本发明。
仍然参照图4,上通道22的后侧包括平面密封表面60,与可压缩垫圈50的后侧密封接触。垫圈50的相向的前侧安置在包括配光镜16后侧48的矩形垫圈槽62的槽中。为了更好地示出槽62,图4在槽62和垫圈50之间示出了微小的间隙,然而应当理解的是,在使用中,垫圈50与槽62相接触并安置在其中,使得不会出现空隙。垫圈槽62紧邻矩形凸台64的外边缘并围绕其延伸,该外边缘从配光镜16的后侧48延伸并还与垫圈50相接触。凸台64包括远端65,当配光镜16处于压缩位置时,远端65与密封表面60相接触。
垫圈50通常具有圆形横截面,也就是在不受压时具有圆形横截面。图4示出了处于压缩状态的垫圈50,其中垫圈50的横截面弹性变形为略微椭圆的剖面。垫圈50的弹性维持配光镜16和密封表面60之间的密封接触,且垫圈50防止或减少水从配光镜16前侧进入容纳有电气组件的内部容积15。上通道22前侧与配光镜16之间的容积定义了腔41,上长形组件42占据腔41,以维持配光镜16处于压缩位置、垫圈50处于压缩位置。
图5提供了长排灯10的***图。上文已经描述了长形的外壳14、反射镜28、垫圈50、配光镜16、上下长形组件42、44、PCB 32和安装支架18。然而图5还示出了一对左右端盖66、68,固定至长形的外壳14的相向的左右端68、70。安装支架18连接至每个端盖66、68。端盖66、68与外壳端部70、72之间设有一对左右端垫圈74、75。图5中只示出了右端垫圈75。术语“左”和“右”应当在长排灯10的前视图中理解。
图6示出了根据本发明的第二实施例的长排灯100的横截面。长排灯100通常等同于长排灯10,除了其上下长形组件142、144是圆柱体。图7示出了长排灯100的后视图的局部***图,提供了右端盖168和右端垫圈175的放大图。配光镜垫圈150已经安装在配光镜116的凸台164上,形成配光镜和垫圈组合176。在将右端垫圈175定位至外壳右端172并使用紧固件178附接右端盖168之前,配光镜和垫圈组合176通过外壳114的右端***上、下通道的右开口端。在装配状态,右端垫圈174与右端密封表面173相接触,以密封外壳114的右端172。
转向图8,提供了外壳114的左端170的透视图。从该透视图,应当理解的是,外壳114前侧上的配光镜密封表面160独立于左端密封表面171。特别地,角组件180位于通向外壳114的内部容积的前开口182和左端开口183之间。角组件180包括配光镜密封表面160和左端密封表面171的一部分。之前的长排灯布置使用了三向密封,其中端部垫圈与前部垫圈相接触并密封,从而产生垫圈“角”。这样的配置易于泄露,即使在端部垫圈粘附至前部垫圈的情况下。与之前的这些***相比,本发明的外壳提供单独且独立的密封表面,消除了三向密封的需求并提高了整体防水性能。
现在将描述一种装配根据本发明的灯总成的方法。为了方便,以下装配方法的描述使用第一实施例长排灯10的标号,但是应当理解的是,该装配方法也普遍适用于第二实施例长排灯100的装配。
第一装配步骤包括将矩形垫圈50定位为围绕矩形凸台64,并将垫圈50安置在配光镜16后侧的矩形垫圈槽62中,以形成配光镜和垫圈组合76。第二装配步骤包括将配光镜和垫圈组合76***外壳14的开口右端70,并特别地将组合76滑入上、下通道22、24,从而闭合外壳14的前开口26。
第三装配步骤包括沿垫圈50的方向(即朝后的方向),向配光镜16的前(即外)侧46施加并维持外部负载。该外部负载使配光镜16在通道22、24中向后移动至压缩位置,其中垫圈50处于压缩状态且凸台64的远端65与密封表面60接触。在维持外部负载时,每个通道22、24中,配光镜16的前侧46和通道22、24的前侧之间形成有腔41。
在第四装配步骤中,上下长形组件42、44经由外壳14右端72中,通道22、24的开口端滑入腔41。长形组件占据配光镜16和通道前侧之间的腔41的容积。在第五步骤,移除外部负载。配光镜维持在其压缩位置且垫圈维持在其压缩位置,从而密封外壳14的内部容积15,防止水进入。在第六也是最后步骤,端部垫圈72定位在外壳端部70、72上,端盖66、68固定至外壳端部70、72。通过颠倒以上步骤的顺序,本发明还便于在需要修复或返工的情况下方便地拆卸长排灯10。
可以用多种方式将外部负载施加在配光镜上。在一个特定的实施例中,外壳放置在组装夹具内,该组装夹具具有气动或液压驱动的柱塞,该柱塞配置为向配光镜前侧施加外部负载。
从前文应当理解的是,沿外壳挤压件的长度延伸的长形组件的使用,维持了对垫圈的压缩并保持配光镜抵靠垫圈以及垫圈抵靠密封表面。这消除了现有技术中使用胶水和螺钉的需求,从而消除了或至少减轻了与这些现有布置有关的缺陷。
本领域技术人员应当理解的是,除了具体描述的那些之外,本文描述的发明易于进行变化和修改。应当理解的是,本发明包括落入本发明的主旨和范围内的所有这样的变化和修改。
在说明书(包括权利要求书)中使用术语“包括”或“具有”的情况下,它们应当理解为解释指定特征、整体、步骤或组件的存在,而不排除存在一个或多个其他特征、整体、步骤、组件或其组合。
Claims (22)
1.一种外装至车辆的灯总成,包括:
·照明组件;
·用于容纳照明组件的长形的外壳,所述外壳具有第一通道、第二通道以及所述第一通道和所述第二通道之间的前开口;
·覆盖所述外壳的所述前开口的配光镜,其具有一对相向的边缘,分别位于所述所述第一通道和第二通道中;
·第一长形组件和第二长形组件,分别设置为位于所述第一通道和第二通道中,邻接并位于所述配光镜的一对相向的边缘的第一侧;以及
·可压缩垫圈,位于所述第一通道和所述第二通道中,邻接并位于所述配光镜的一对相向的边缘的第二侧,以至少部分密封所述外壳。
2.根据权利要求1所述的灯总成,所述配光镜的一对相向的边缘的所述第一侧和所述第二侧分别为外侧和内侧。
3.根据上述任一权利要求所述的灯总成,每个长形组件包括平面表面,用于紧挨所述配光镜的一对相向的边缘的所述第一侧。
4.根据上述任一权利要求所述的灯总成,所述第一通道和第二通道各包括有留置结构,分别与所述第一、二长形组件各自的留置部位接合。
5.根据权利要求4所述的灯总成,每个通道的所述留置结构包括槽,每个长形组件的所述留置部位包括成形为互补容纳在所述槽中的舌。
6.根据权利要求4或5所述的灯总成,所述第一、二通道各包括一对相向侧,包括形成有所述留置结构的第一侧和定义接触所述可压缩垫圈的密封表面的第二侧。
7.根据上述任一权利要求所述的灯总成,所述长形组件是不可压缩的。
8.根据权利要求7所述的灯总成,所述长形组件由钢形成。
9.根据权利要求8所述的灯总成,所述长形组件具有一致的横截面。
10.根据上述任一权利要求所述的灯总成,所述配光镜的相向的边缘的第二侧包括用于安置垫圈的槽。
11.根据上述任一权利要求所述的灯总成,所述垫圈通常为矩形。
12.根据权利要求11所述的灯总成,所述配光镜的相向的边缘的第二侧包括矩形凸台,所述垫圈围绕矩形凸台定位。
13.根据上述任一权利要求所述的灯总成,所述垫圈具有正常的圆形横截面。
14.根据上述任一权利要求所述的灯总成,所述外壳包括具有一对相向的端部的挤压件。
15.根据权利要求14所述的灯总成,包括固定至相向的端部的一对端盖和位于端盖和相向的端部之间的一对端部垫圈。
16.根据权利要求14或15所述的灯总成,包括连接至所述端盖之一的至少一个安装支架。
17.根据上述任一权利要求所述的灯总成,所述外壳包括至少一个安装通道,便于将总成外装至车辆。
18.一种装配根据上述任一权利要求所述的灯总成的方法,包括以下步骤:
·将所述垫圈和所述配光镜定位在所述第一、二通道中覆盖所述外壳的前开口;
·沿所述垫圈方向向所述配光镜外侧施加并维持外部负载,以将所述配光镜从所述垫圈不受压的未密封位置移至所述垫圈受压的密封位置;
·将所述第一、二长形组件分别定位在所述第一、二通道中所述配光镜的与所述垫圈相对的一侧上,以将所述配光镜留置在密封位置;
·移除外部负载。
19.根据权利要求18所述的方法,所述配光镜和长形组件经由通道的开口端位于第一、二通道中。
20.根据权利要求18或19所述的方法,包括将所述垫圈装配至配光镜的预备步骤。
21.根据权利要求18-20任一项所述的方法,所述外部负载为朝向所述灯总成后方方向的推力。
22.根据权利要求21所述的方法,当处于压缩位置时,每个长形组件的尺寸可大致占据相应通道前侧与配光镜外侧之间形成的通道容积。
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