气候控制方向盘的制作方法

本要求保护的发明涉及车辆的空气冷却和加热的方向盘。

加热和冷却的方向盘是一般已知的，例如参见下列由公开号引用的已公开的专利和专利申请：cn2014432716、ep2753530a1、us4,679,730、us4,640,340、us6,481,312、us6,007,420、us6,862,807、us6,298,750、us7,614,682、us7,908,941、us8,993,929、us9,033,366、us20040168540、us20060121843、us20090007721、us20090114368、us20130055849、us20140090513和us20150197135。

所需要的是改进的气候控制的方向盘。如在本文中所公开的，提供一种用于车辆的转向装置，其中，一个或多个手握部可由空气加热和冷却。该转向装置可以是机动车辆、诸如汽车或卡车的方向盘。经加热或经冷却的空气可由空气处理系统提供。该空气处理系统可包括车辆的hvac系统。

在某些实施例中，设备解决了以下问题：从车辆hvac系统用管道输送足够的hvac空气经过柱组件、绕时钟弹簧(盘簧电缆)组件并且进入方向盘组件中，以便加强温度变化和/或温度率变化和/或最终温度。在各个其它实施例中，时钟弹簧组件与送气通风件结合以在手控制组件的多种或全部角度、操作位置上将hvac空气引导进入手控制组件中。

如在各种实施例中所示的，示例性的气候控制转向组件包括下列中的一个或多个：边缘组件、毂组件、多个辐、时钟弹簧组件、送气通风件组件、空气流动路径、柱组件和hvac组件。气候控制系统可包括行进经过柱组件、通过送气通风件、围绕时钟弹簧、通过多个辐中的至少一个并且进入边缘组件。空气流动组件可分开并且经由多个进入点或角度进入边缘组件以便增加空气流动的组合横截面面积。增大通过手控制组件的空气流动的组合的横截面面积可以增大通过系统的总空气流量和/或在手握部中的热量交换率。

在本申请中还设想了具有气候控制手握部组件的转向装置，该气候控制手握部组件使用来自车辆的hvac系统的空气。hvac系统可与行经到并且通过(一个或多个)手握部的管道连接。管道可具有空气流动路径，该空气流动路径具有的横截面面积足以使经加热和经冷却的空气从车辆hvac以一定的量运动通过(一个或多个)手握部，该一定的量足以在手控制部的表面处产生用于加热的15度或更多的温度变化以及用于冷却的5度或更多的温度变化。

本发明的许多其它目的和用途从以下对附图的详细描述中将会是清楚的。

附图简述

图1是气候控制转向组件的剖视立体图；

图2是具有送气通风件组件的气候控制转向组件的立体图；

图3是气候控制转向组件的立体图；

图4是空气通道的一部分的立体图；

图5是图5所示的空气通道的一部分的分解图；

图6是方向盘模块的立体图；

图7是用于如图1所示的气候控制转向组件的空气路径和管道网络的横截面轮廓；以及

图8是气候控制方向盘边缘组件的温度/温度变化数据关于时间的曲线图。

附图详细描述

现在参考图1-图3，其中总体地以10示出了具有带有(一个或多个)手握部72的气候控制手控制组件12的转向装置。转向装置10具有通过手控制组件12的空气流动路径14，并且最终连接到车辆的hvac系统(未示出)。

说明书中所描述的转向装置可包括下列中的一个或多个：毂组件、柱组件、时钟弹簧组件、管道或管道网络、空气流动路径和hvac系统。

如所示的，手控制组件12包括边缘26。边缘26具有空气流动路径14和外表面66。边缘的空气流动路径可以通过任何合适的装置提供。如所示的，空气流动路径14通过在边缘26内的管道34提供。管道34与布置在一个或多个辐28、30、32中的空气流动路径14流体连通。手控制组件的空气流动路径可以通过中空的边缘来提供。如图3所示，中空的边缘可由蛤壳式设计或形状(图中部分示出)来形成。蛤壳形状可具有凹入的内壁70，这些内壁相遇以形成中空的内部。蛤壳设计包括多个壁，但可由两个半部连结在一起来形成。

边缘26附连到一个或多个辐28、30、32，辐28、30、32又连接到毂组件16。毂组件16可具有一个或多个电枢62。该一个或多个电枢可用于支承手控制组件12。辐壳体可至少部分地围绕各个电枢以形成辐的一部分。如所示的，一个或多个电枢62将边缘26连接到毂附连装置64并且提供结构支承。附连装置64可包括带样条的柱轴钥匙。

气候控制转向组件优选地包括送气通风件。送气通风件是可以从一个或多个空气管道捕获空气并且在下游对空气进行分布的装置。送气通风件可以是单个部件或多部件装置，具有至少一个空气馈入开口和至少一个空气流出开口。送气通风件可具有位于空气流上游的上送气通风件部分和位于空气流更下游的下送气通风件部分。送气通风件可形状和尺寸设计为使空气下游的压降减小或最小化。送气通风件可形状设计为引导空气流动路径围绕毂组件。送气通风件的形状可设计为具有一横截面空气流动面积，该横截面空气流动面积大于或等于通过手控制组件的空气路径的组合的横截面空气流动面积。如果手控制组件包括以辐附连到毂组件的边缘，则空气可经由一个或多个辐进入边缘，并且沿多个方向围绕边缘行进，以增大通过手控制组件的空气路径的组合的横截面空气流动面积。每个方向或分离的空气流将具有横截面面积a1、a2…，它们在加在一起(a1+a2+…)时构成空气路径的组合的横截面空气流动面积。

在一个实施例中，送气通风件包括由围绕柱轴布置的环形管道限定的空气送气通风腔室。送气通风件的壁或一部分可以是能旋转的，并且可以角度上与毂组件和方向盘一起运动。当存在时，送气通风件的可动部分也可在角度上与柱轴一起运动。送气通风件的另一壁或部分可保持固定或相对于柱组件保持固定。固定部分和可动部分可以是内壁与外壁、上壁与下壁等。

图7示出用于如图1所示的装置的气候控制转向组件的空气流动路径14的横截面轮廓。该组件示出提供空气路径14的至少一部分的管道网络20或管道。来自hvac系统的输出侧的空气管道(未示出)可连接到送气通风件。送气通风件具有送气通风腔室78。送气通风腔室在一端上由时钟弹簧的端壁闭合，而在另一端处由时钟弹簧的平行壁闭合。时钟弹簧的一个壁具有部段(弧段)形状的出口部分90。手控制组件中的管道具有匹配的部段形状的入口端口，空气可进入该入口端口并且朝向驾驶员轴向流动。在进入手控制组件时，空气立刻采取大约90度弯曲，以沿两个方向径向向外远离轴线流动。在这一点处，管道分叉，其中，左侧的分支采取从9点钟到6点钟到3点钟的更长的路径，而右侧的分支采取更直接的朝向3点钟的路径。这两个分支用于在90度弯曲的位置处增大空气通道总横截面面积，以提供充分的空气流动。在该示例中，空气流动体积可以翻倍。管道的两个分支宽泛地遵循后盖的内部轮廓，并且在3点钟位置处连结在一起以形成通入方向盘辐挡板的单个出口。辐可包括一个或多个挡板，用于阻挡或引导空气。辐挡板可关闭一个辐，使得经过管道入口的空气将沿着辐径向向外地并且绕方向盘边缘流动。空气可通过一个或多个通风口离开。

现在参考图4和图5，其中示出由多个部件或区域形成的送气通风件组件36。送气通风件组件36可包括固定部分35和可旋转部分37。可旋转部分37可以与手控制组件12一起运动。可旋转部分37可在手控制组件12的多个或甚至所有角度操作位置处引导hvac空气进入手控制组件。

如所示的，送气通风件组件36具有上游送气通风件42、中心送气通风件44和下游送气通风件46。在该情况下，部件是基于空气流动命名的，其中，“上游”是在流动中更靠近hvac系统附件。上游送气通风件42具有hvac连接部22。hvac连接部22可具有大致圆形的横截面。从hvac连接部开始，送气通风件横截面区域随着其朝向中心送气通风件44行进而改变纵横比。上壳体的纵横比可随着壳体朝向中心送气通风件行进沿一个方向收窄，而沿另一方向扩张(扩大)。如所示的，上游送气通风件42经由空气路径改向件41或重定向管道(使管道改向)而缓和地弯曲到中心送气通风件壳体内。缓和地弯曲的改向件(重定向部)是沿一半径弯曲的而不是尖锐的90度角的改向件。壳体的宽度可以大于高度。上游送气通风件42可以引导气候控制空气进入中心送气通风件，其中压降很少(少于10％)或没有压降。中心送气通风件44具有至少一个馈入开口38和至少一个馈出开口40。中心送气通风件可在一侧通入上游送气通风件。中心送气通风件44具有内壳体43和外壳体45。中心送气通风件示出为具有大致圆柱形的壳体。壳体43、45可以是环形的，具有通过中部的空穴47。壳体43、45可以是同心的。通过送气通风件36的中部的空穴47可用于柱轴(未示出)穿过其中。中心送气通风件44可至少部分地围绕柱轴或可完全围绕柱轴。中心送气通风件44具有盖部48，该盖部带有空气路径开口50，该开口50通入下游送气通风件46。

下游送气通风件46可为管道。下游送气通风件可固定到盖部48以将空气流从一个方向平面引导到另一方向平面。第一方向平面可大致垂直于第二平面。下游送气通风件46可包括在空气路径开口50之上的护罩52。下游送气通风件46也可具有匹配中心送气通风件44的空气路径开口50的空气路径开口51。在一个方向上，护罩52可沿下游方向扩张。护罩52可在另一个方向上检索到闭合的壁部段。下游送气通风件46可用于从上游送气通风件收集空气，并且将空气改向到转向组件内或到一个或多个辐。如所示的，护罩52使空气路径分开，并且在逐渐变宽的通路中将空气路径再结合起来，该通路收集径向流入其中的空气，而同时维持至流动流的大致恒定的横截面面积。

转向装置可具有与送气通风件结合的时钟弹簧。时钟弹簧和送气通风件可共用形成送气通风件腔室的壳体的壁。时钟弹簧组件可装在送气通风件组件外壁的内部并且形成送气通风件的内壁。时钟弹簧可在送气通风件固定外壳体内转动。该送气通风件可以具有与时钟弹簧一起转动的一个或多个部分。

如图4和图5所示，多个壁形成送气通风件组件36的至少一部分。各壁与时钟弹簧18共享。在所示实施例中，送气通风件的盖部48与时钟弹簧18的盖部共享。盖部48是可转动的。盖部48具有通入下送气通风件46的空气通道50。盖部48具有用于方向盘控制件、车辆部件或车辆配件的一个或多个电气连接器58。盖部48示出为具有时钟弹簧锁定钥匙引导部54。送气通风件36具有基部，该基部支承时钟弹簧86的基部。时钟弹簧18的基部86可以在送气通风件基部80之上旋转。送气通风件基部80和时钟弹簧基部86可被密封以防止空气泄漏。送气通风件基部80可以相对于柱组件被固定。送气通风件基部80可具有一个或多个电气连接器60。时钟弹簧组件可具有超过一个的、围绕送气通风件壳体转动的壁。时钟弹簧可布置为轴向向下远离手控制组件移位达送气通风件空气流动腔室78所需的量。时钟弹簧连接部可轴向向上延伸通过送气通风件空气流动腔室78的空间，以突出进入方向盘壳体中，在该壳体中可连接有方向盘线束。

如果存在时钟弹簧组件，则时钟弹簧组件的可转动部分可暂时被锁定。对转动的暂时锁定允许方向盘模块被固定在柱组件上处于预先确定的位置中，并且然后被释放。暂时锁定可通过钥匙来提供。钥匙可以是能移除的。实际上并且在时钟弹簧与送气通风件结合的情况下，在转向组件的车辆安装之后移除钥匙允许时钟弹簧和送气通风件的一部分与方向盘手控制部一起转动。如图3、图4和图5中最佳看出的，时钟弹簧锁定钥匙56装到时钟弹簧锁定钥匙引导件54中。如所示的，下送气通风件46具有供时钟弹簧锁定钥匙引导件54穿过的通道。钥匙56暂时安置于钥匙引导件54中。在方向盘安装之前，钥匙56提供用于暂时锁定时钟弹簧和相关联的送气通风件部分的转动的角度锁定。移除钥匙允许时钟弹簧和相关联的送气通风件部分转动。

如图1和图3中所示，转向组件10可包括由围绕毂组件的方向盘壳体形成的内部腔室88。方向盘组件的内部腔室88可以对于来自hvac系统和/或送气通风件的空气流是敞开的。内部腔室可以与手握部中的一个或多个空气通道流体连通。(一个或多个)管道和(一个或多个)挡板可将hvac空气从方向盘内部引导进入辐中，并且因此进入中空的边缘中。

转向装置可设置为模块，其中转向部件和空气管道结合在单个单元中，准备好以供安装到车辆中。如图6所示，模块100包括与送气通风件组件104联接的转向部件102，该送气通风件组件连接到空气管道一直到hvac连接部106。如所示的，空气从hvac连接部行经手控制部并且从方向盘盖部112中的通气部110出来或通过手控制部中的开口108出来。

在如图1中所例示的示例性方向盘中，装置包括：边缘26，该边缘26包括空气管道34和边缘表面66；柱组件24；毂组件16，其具有用于连接到柱组件24的承载件(轴承)；多个辐28、32，其将边缘26连接到毂组件16；时钟弹簧组件18；与时钟弹簧组件18结合的送气通风件36，送气通风件36包括相对于柱组件24固定的固定管道84和相对于固定管道84并且与边缘26的运动成比例的可转动的壳体部分82；以及通入车辆hvac系统的空气流动路径14，hvac空气可经过该空气流动路径，空气流动路径14穿过送气通风件的固定管道84、可转动的壳体部分82、通过多个辐28、30、32中的至少一个，空气流动路径14分开并且沿多个方向绕边缘26行进并通(风)到车辆内部。在运行中，所消耗的空气可通过任何合适的装置排放到(通到)车辆内部，任何合适的装置包括一个或多个辐，和/或通过方向盘后盖和/或通过手握部中的开口108。

示例：由铝管制成的方向盘边缘由皮革包裹并且配装有如上所述的管道。方向盘边缘安装在典型的车辆的中，并且该车辆的hvac系统连接到方向盘管道。如在该示例中所规定的，车辆是小型货车。hvac被打开。随着系统设定为加热和冷却，随着时间的推移对方向盘温度、车辆内部温度和hvac空气温度进行测量。结果连同方向盘内部与方向盘表面之间的温度差以及方向盘表面与车辆内部之间的温度差在图8中绘出。如图8所示，皮革有利地在8分钟之后比内部空气更热或更冷。如在该示例中所规定的，温度在加热期间在15分钟后在约8华氏度达到峰值，而在冷却期间在15分钟后在约-6华氏度达到峰值。所发现的是，方向盘的皮革表面的温度能相对于车辆内部空气在10分钟以内可感知地改进，对于加热和冷却均是如此。

在附图和说明书中类似的附图标记表示类似的部件。在说明书中，特定实施例的特征可以独立于彼此地选择并且与其它实施例结合，即使是相对于特定实施例进行描述的。如可通过所写的描述和附图理解的，存在关于如何将大致描述的特征与在说明书中所公开的替代实施例结合的充足的教示和建议。

尽管本发明已经在以上描述中示出，但是该描述应被认为是说明性的而非限制性的。因此，应理解的是，仅已示出和完全地描述了优选实施例，并且期望应保护在所要求保护的发明的范围内的所有更改和变型。

当然可实现本发明的上述实施例中多种更改和变型而不偏离其范围。由此，该范围意在仅由所附权利要求的范围限定。