专利名称：汽车座椅用加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车座椅用加热装置，更具体地涉及一种使用压电元件自生电源(self-generated power)的汽车座椅用加热装置。本发明提供了安装在座椅中的电热丝，和安装在汽车发动机和每个发动机架之间的压电元件。安装在座椅内的电热丝由发动机操作过程中的每个压电元件所产生的电源操纵。
背景技术：
通常，汽车中都会安装座椅，这样乘客就可以在汽车的有限空间内感觉安全和舒适。通常，座椅分为前座椅和后座椅。当在车内时，乘客直接接触座椅，可以感觉到凉或热。
汽车中一般会安装加热器，以加热汽车中的空间。通过发动机热量加热的冷水循环，且驱动风扇将水中提取的热量吹到汽车中。换言之，外部空气或内部空气被吹进汽车里，从冷水中提取热量。升温的气体然后通过通风设备释放用于加热汽车的内部空间。
这样的加热装置对增加汽车内部区域的温度非常有效。但是，通常很难加热与乘客臀部和背部直接接触的座椅。在这种情况下，乘客通常感觉脸上很热，而身体接触座椅的部分却很冷。
并且，在冬季时，当汽车停在外面很常时间后，并且乘客进入汽车时，汽车的内部空间温度相对较低，且座椅的表面温度相对较低。因此，当驾驶员坐在驾驶座位上并开动发动机时，驾驶员通常会很冷。在这样情况下，加热器通常需要通过很长时间将内部空间加热到驾驶员感觉舒服的期望温度。
为了克服上述问题，开发了直接加热座椅的装置。典型地，一些装置利用汽车的能源，且一些利用汽车发动机的热量。
此外，在使用冷水的加热装置中，在发动机发动后当冷水的温度通过发动机升高到一定温度时才能加热座椅。此外，由于使用了发动机的热量，因此发动机中会出现一定的能量损失。因此，发动机的性能和输出会降低，由此减少了加热器的价值。
发明内容
本发明的实施例提供了一种汽车座椅用加热装置，其中座椅内部安装电热丝，并且在汽车发动机和每个发动机架之间安装压电元件。安装在座椅内部的电热丝由每个压电元件产生的电源操作。因此，在本发明中，不需要额外的电源和各种传感器。与在座椅内部安装的加热管的结构相比，适合于简单的结构和部件。尤其是，可以对座椅供应热量而没有任何发动机的能源和燃料的损失。
为达到上述目的，本发明提供一种汽车座椅的加热装置，包括位于汽车发动机和每个适合支撑发动机的发动机架之间的压电元件；接收由基于发动机振动的压电元件所产生的电源并放大电源的电压放大器；安装在座椅内部并接收来自电压放大器的电源的加热单元，这样基于加热操作加热了座椅；以及用于连接或断开提供给加热单元的工作电源的开启和关闭开关。
此外，电压放大器包括环形铁芯，其中初级线圈绕在它的一侧，次级线圈绕在它的另一侧。他相对于初级线圈形成一定的绕组比，其中环形铁芯的初级线圈连接每个压电元件，且次级线圈连接座椅的加热单元。通过从每个压电元件供应的初级线圈的电动势在次级线圈中产生并放大的电压的感应电动势供应到座椅的加热单元。
这里还提供了座椅检测开关，其安装在座垫中，并由乘客坐在或未坐在座椅上的状态打开或关闭，这样连接或断开座椅的加热单元的工作电源。
座椅检测开关包括由弹簧弹性地支撑的驱动接触点；和当通过乘客坐在座椅上的乘客重量挤压驱动接触点时形成开启接触点的固定接触点。
本发明还提供了双金属开关，其安装在座椅加热单元和电流放大器之间，其中，所述双金属开关可自动地打开或关闭。
下面结合附图对本发明的上述方面和其他特点进行说明，其中图1A和图1B是解释根据本发明的汽车座椅用加热装置的结构的视图；图2是说明根据本发明所述的汽车座椅用加热装置中安装了电热丝的立体图；图3是说明能够在根据本发明的汽车座椅用加热装置中产生电源的压电元件的安装状态示意图；图4是说明在根据本发明的汽车座椅用加热装置中电压放大器的结构的示意图；图5是当人坐在根据本发明所述的汽车座椅用加热装置中时的座椅检测开关开启的实例的视图；和图6是说明在根据本发明的汽车座椅用加热装置中双金属开关的“打开”状态示意图。
具体实施例方式
下面参考附图对本发明的实施例进行详细说明。
本发明涉及一种电热丝型汽车座椅用加热装置。在座椅内部安装电热丝。电热丝使用发动机振动产生的电源操作。座椅通过增加接收电源的电热丝的温度而加热。
图1A和图1B是解释本发明的汽车座椅用加热装置的结构的视图。图2是解释在根据本发明的汽车座椅用加热装置中安装的电热丝的立体图。加热单元110安装在座椅背部102和座垫104的内部，这样座椅100在对其提供电源时加热。
如图2所示，加热单元110由加热线圈的方式构成，也就是电热丝112在座椅背部102和座垫104的内部均匀地供应在相等间隔设置。压电元件120安装在汽车发动机1和能够支撑发动机1的车体3的每个发动机架5之间，作为电源单元以操纵电热丝112。压电元件120能够通过发动机1的振动产生电能。加热单元110的电热丝112接收由压电元件120在发动机加热操作过程中产生的电能并被加热，由此加热座椅100。
通常，多个发动机架5安装在发动机1和车体3之间，断开或偏移在行驶中发动机1产生的传力(transfer force)。优选地，安装3到5个发动机架。在本发明中，压电元件(压电陶瓷)120安装在发动机1和每个机架5之间，这样每个压电元件120产生的电能可以在发动机振动时操纵电热丝112。
当压电元件120接收一定位移时，产生电荷。这样压电元件120通常使用在能够测量压力或应力的变换器或在能够测量重量的重力计中。由于陶瓷型压电元件在压力下很有力，甚至当安装在发动机1和发动机架5之间时，也不存在耐久性问题。具体地，在安装它的时候通过提供压力而使其具有一定的参考电压来安装的情况下，当它接收通过发动机的振动的上下位移时，它不会接收任何张力。适宜的压电元件是那些用在重力计和加速仪中能够测量几千Hz的压电元件。
如前面所述，本发明针对一种汽车座椅用加热装置，他利用压电元件120的自生电源。每个压电元件120将发动机自然振动转化为电能。由压电元件120产生的电能通过某一放大过程提供给安装在座椅100的加热单元内部的电热丝112。这就使电热丝112被加热，由此加热座椅100。
此外，辅助电池连接在压电元件上。通过发动机振动产生的压电元件的电能在不需加热座椅时充入辅助电池。充入的电源在需要时使用。如果需要时充入辅助电池的电荷可以供应到全长部件。
图3是解释根据本发明所述的能够在汽车座椅用加热装置中产生电源的压电元件的示意图。如在此所示，环形的压电元件120安装在发动机1和发动机架5之间。压电元件120的形状可以基于发动机架的形状而改变。
当发动机发动时，压电元件120通过发动机1的振动产生移动并产生电源。产生的电源由电压放大器130放大，提供给座椅加热单元110的电热丝112。电压放大器130能够放大由压电元件120产生的电压，并将电压传递给座椅的加热单元110。电压放大器130的结构参考图4说明。
电压放大器130基于法拉第定律执行放大操作。当发动机产生的电动势施加在初级线圈134上时，电压的感应电动势基于初级线圈134和次级线圈136的绕组数在次级线圈136放大。电压放大次级线圈136的电动势适于操作座椅加热单元110的电热丝112。本发明的电压放大单元130以初级线圈134和次级线圈136用一定数量的绕组绕在环形铁芯132上的方式构成。连接在压电元件120的初级线圈134绕在环形铁芯132的一侧，并且连接在加热单元110的电热丝112上的次级线圈136以基于与初级线圈134相比的一定数量的绕组绕在环形铁芯132的另一侧。
在电压放大器130中，当压电元件120产生的电流提供给初级线圈134时，初级线圈134的电动势在环形铁芯132中形成磁场。该磁场提供给次级线圈136相同的磁场。感应电流由磁场施加给次级线圈136。这时，通过初级线圈134与次级线圈136的绕组数之比施加的电流由次级线圈136产生。
本发明的电压放大器130安装在座椅100的一侧，并且由次级线圈136产生的电流通过座椅检测开关150和双金属开关160提供给座椅的加热单元110的电热丝112。由电压放大器130的次级线圈136产生的电流提供给座椅中的加热单元110的电热丝112。这就对电热丝112加压以加热座椅100。因此，电热丝112由发动机1的自然振动产生的电源来操作。
如图1A和图1B所示，根据本发明的汽车座椅用加热装置包括乘客手工操作用于装置开关操作的开启和关断开关140。开启和关断开关140是一个安装来选择且手动地对电热丝供电的开关。如图1A和图1B所示，开启和关断开关140安装在压电元件120和电压放大器(初级线圈)130之间。在本发明的另一个实施例中，它可安装在电源到电热丝通过开关操作连接或关断的任何位置上。它可以安装在驾驶员或乘客可从座位100上易于控制开关的位置。
根据本发明的汽车座椅用加热装置，也可以包括座椅检测开关150，在感应电流只在乘客坐在座椅100上时甚至在开启和关断开关140打开时在座椅的内部提供给加热单元110的方式下，座椅检测开关150在乘客坐在座椅上时由于重力而打开。
座椅检测开关150在乘客不坐在座椅中时保持关闭状态。座椅检测开关150最好安装在座垫102的中心位置，这样通过乘客坐在座椅100上时的重力打开。如图1A和图1B所示，它可以安装在电压放大器(次级线圈)130和加热单元110之间。
图5是座椅检测开关的实例视图，其结构和操作会在下面说明。当通过乘客的重力向下压时，驱动接触点152与固定接触点156形成一个打开状态。驱动接触点152通过弹簧154弹性地支撑。也就是，当乘客坐在座椅100上时，提供在座垫102中的座椅检测开关150的驱动接触点152通过乘客的重力克服了弹簧154的力，并被向下压。驱动接触点152接触下侧的固定接触点156，并且开关打开。当座椅检测开关150处于“打开”状态时，从电压放大器130提供的放大电流通过开关接触点提供给座椅的加热单元110。
汽车座椅用加热装置包括座椅检测开关150，当乘客坐在座椅100上时，座椅检测开关150打开，电源提供给座椅100的加热元件110，并在座椅100中产生热量。当乘客不坐在座椅上时，电源断开，且不产生热量。
根据本发明的汽车座椅用加热装置，可安装双金属开关160用于在产生超过预定温度的多余热量时自动切断电源。双金属开关160安装在加热单元110的电热丝112和电压放大器130之间。在本发明的一个实施例中，可自动打开或关闭的双金属开关160安装在电热丝112和座椅检测开关150之间。
如图6所示，开关端子162由两种具有不同热转化率的金属结合。当开关端子162连接时，由于超温的热量而变形后，连接点断开，由此电源自动断开。
根据本发明的汽车座椅用加热装置的操作会在下面说明。首先，驾驶员坐在座椅上，发动发动机，并操作开启和关断开关140，由此开关打开。根据发动机的振动由压电元件120产生的电流，提供给电压放大器130的初级线圈134。基于绕组数量放大的次级感应电流，在次级线圈136中产生。次级线圈136的电流通过加热检测开关150和双金属开关160提供给内部的加热单元110。加热单元110的电热丝112产生热量并加热座椅100。此后，双金属开关160打开和关闭，这样保持座椅100需要的热量。
综上所述，根据本发明的汽车座椅用加热装置，涉及一种使用自生电源的座椅加热装置。在座椅的内部安装电热丝。压电元件安装在汽车发动机和每个发动机架之间。座椅内部的电热丝在发动机振动时由每个压电元件产生的电源操纵。座椅由接收电源的电热丝操作来加热。
因而，根据本发明的汽车座椅用加热装置，不需要附加电源和各种传感器。在发明中与传统结构中冷水管安装在座椅内部相比，实现简单的结构和少量部件。不需要多种管子和阀用于将发动机冷水供给座椅。尤其是，在不损失发动机任何能量和性能的情况下，将热量供给座椅。
权利要求
1.一种汽车座椅用加热装置，包括位于汽车发动机和每个适于支撑发动机的发动机架之间的压电元件；接收基于发动机振动由压电元件所产生的电源，并放大所述电源的电压放大器；安装在座椅的内部，并接收来自电压放大器的电源以加热座椅的加热单元；和连接或断开提供给加热单元的电源的一个开启和关断开关。
2.如权利要求1所示的装置，其中，所述电压放大器包括一个环形铁芯，其中初级线圈绕在它的一侧，且次级线圈绕在它的另一侧，以相对于初级线圈形成一个绕组率，其中环形铁芯的初级线圈连接每个压电元件，且次级线圈连接座椅的加热单元，并且由每个压电元件供给初级线圈的电动势在次级线圈中所产生和放大的电压的感应电动势被供应到座椅的加热单元。
3.如权利要求1所述的装置，还包括安装在座垫中，并通过乘客是否坐在座椅上来打开的座椅检测开关，由此将电源连接到加热单元。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于所述座椅检测开关包括由弹簧弹性地支撑的驱动接触点；和当驱动接触点通过乘客坐在座椅上的重量按压时，固定接触点与驱动接触点接触。
5.如权利要求1所述的装置，还包括安装在座椅加热单元和电流放大器之间的双金属开关，其中所述双金属开关可自动地打开或关闭。
6.如权利要求1所述的装置，还包括在电气上与所述压电元件连接的辅助电池。
全文摘要
本发明公开了一种汽车座椅用加热装置。更具体地，一种电热丝安装在座椅内部。压电元件安装在汽车发动机和每个发动机架之间。电热丝由发动机振动时每个压电元件产生的电源供给。座椅基于电热丝的加热操作被加热。
文档编号A47C7/72GK1613685SQ20041007391
公开日2005年5月11日 申请日期2004年9月6日 优先权日2003年11月5日
发明者金孝锡 申请人:现代自动车株式会社