一种汽车空调风门驱动机构、汽车空调及汽车的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种汽车空调风门驱动机构，包括：用于安装风门的拨杆；用于驱动所述拨杆的从动齿盘；与所述从动齿盘啮合的主动齿盘；用于驱动所述主动齿盘的电机；在所述拨杆从全冷状态向全暖状态旋转过程中，所述主动齿盘与所述从动齿盘的传动比逐渐减小。本发明还提供了采用上述驱动机构的空调和汽车。本发明能够显著提高乘客舒适性。
【专利说明】-种汽车空调风门驱动机构、汽车空调及汽车
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车空调领域。
【背景技术】
[0002] 空调系统的冷暖模式都是由空调总成冷暖风门在不同状态，形成通风、半通风和 阻风状态，从而使整个分风系统形成多种不同的冷暖模式。风门在空调壳体中通过旋转不 同的角度，从而使出风口实现通风、半通风和无风的状态。
[0003] 现有技术如图1至图3所示。参考图1，汽车空调风门齿轮槽型双控运动机构包括 用于安装风门3的拨杆2和驱动拨杆2转动的蝶形的拨盘1，拨盘1设在与拨杆2平行的转 轴上，转轴安装在空调壳体上。参考图3,在拨盘1上设有拨盘传动齿轮6。参考图2,在拨 杆2上设有与拨盘传动齿轮6啮合的拨杆传动齿轮4,在拨盘1上还设有弧形的轨迹槽7， 在拨杆2上设有插入轨迹槽7中与轨迹槽7相配合的销轴5,销轴5与拨杆2相平行，拨盘 1通过传动机构与空调控制面板上的风门调节开关连接。风门运动由拨盘1的轨迹槽7和 齿轮分段控制安装风门3的拨杆2,齿轮传动比较平稳，在控制风门3运动时不受风门3的 迎风面积变化影响，轨迹槽7能够实现风门3与空调壳体过压，保证风门3与空调壳体完全 压紧，确保风门3无泄漏。拨盘1的轨迹槽7和齿轮分别通过拨杆2上的拨杆传动齿轮4 和销轴5向外输出不同方向的驱动力，实现风门3运动过程受力平稳和风门3在全暖/全 冷状态时风门3与壳体压紧。如图2和图3所不，拨盘传动齿轮6和拨杆传动齿轮4均为 扇形齿轮，拨盘传动齿轮6的轴线与拨盘1的转轴同轴，拨杆传动齿轮4的轴线与拨杆2同 轴，拨盘传动齿轮6由设在拨盘1侧面上的圆弧形板和圆弧形板上的齿构成。如图2所示， 销轴5设在拨杆传动齿轮4的辐盘上，即位于拨杆传动齿轮4上的轮齿的内侧，且沿辐盘的 圆周方向设在辐盘的中间部位，相应的在拨盘1上，设在拨盘1侧面上的轨迹槽7位于拨盘 传动齿轮6的外侧，轨迹槽以拨盘1的圆心与轨迹槽7长度方向上的中点之间的连线为对 称线分成对称的两个半轨迹槽，半轨迹槽的轨迹大致为圆弧形，两个半轨迹槽相连接形成 完整的轨迹槽7。空调控制面板上的风门调节开关通过传动机构驱动拨盘1转动，该传动机 构包括与拨盘1连接的用于驱动拨盘1转动的拉丝盘8以及连接在拉丝盘8和风门调节开 关之间的拉丝，如图1所示，拉丝盘8与拨盘1同轴，共同安装在转轴上，拉丝盘8由手动拉 丝控制进行转动。
[0004] 现有技术的问题在于：首先，该方案主要解决的问题是使风门受力平稳而提高空 调手动操作时的舒适性，采用的是扇形齿轮，虽然将轨迹槽分为两个半轨迹槽，但半轨迹槽 的轨迹仍然大致为圆弧形，也就是说在从半通风位置向全冷或全热状态转变时，传动比是 不变的，风门开度与扇形齿盘的转动成线性关系，但事实上从提高舒适性来讲，车内乘客更 关注的是空调的制冷/制热效果，而非操作空调时的手感。其次，现有技术中存在风门的运 动完全由电机和齿轮传动的技术方案，该方案不涉及手动操作的手感舒适度问题，并且齿 轮传动比较平稳，不受迎风面积变化影响，但是现有技术存在技术偏见，认为齿轮传动的输 出角度是按比例增加，在风门运动到全冷和全暖状态时，需要风门与和空调壳体过压，齿轮 传动无法实现此过程，而只有拨盘上的轨迹槽才能实现风门与壳体过压，保证风门与壳体 完全压紧，风门无泄漏。再次，现有技术对空调向全冷的运动过程与空调向全冷的运动过程 并不加以区分，并未考虑到乘客对冷/暖的不同敏感度。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服上述问题，提供一种对空调制冷/热过程进行不同精度调节 的汽车空调风门驱动机构、空调及汽车，从而提高乘客的舒适感。
[0006] 为实现上述目的，本发明的实施例提供了如下技术方案：
[0007] -种汽车空调风门驱动机构，包括：用于安装风门的拨杆；用于驱动所述拨杆的 从动齿盘；与所述从动齿盘啮合的主动齿盘；用于驱动所述主动齿盘的电机；在所述拨杆 从全冷状态向全暖状态旋转过程中，所述主动齿盘与所述从动齿盘的传动比逐渐减小。
[0008] 优选地，所述从动齿盘和所述主动齿盘两者中的至少一者均为螺旋线型齿盘。
[0009] 优选地，所述主动齿盘和所述从动齿盘齿盘上分别设有相互配合的防错装机构。
[0010] 优选地，所述防错装机构为所述从动齿盘上的缺齿与所述主动齿盘上的连齿。
[0011] 优选地，所述防错装机构设置在半通风位置。
[0012] 优选地，所述主动齿盘上设有限位压紧部，所述限位压紧部具有第一限位面和第 二限位面，在全暖状态下，所述第一限位面压紧所述从动齿盘的全暖侧，在全冷状态下，所 述第二限位面压紧所述从动齿盘的全冷侧。
[0013] 一种汽车空调，所述汽车空调采用如上所述的汽车空调风门驱动机构。
[0014] 一种汽车，所述汽车采用如上所述的汽车空调。
[0015] 本发明采用电机驱动的方式，通过将全冷状态向全暖状态旋转过程设定为传动比 逐渐减小，使得空调在制冷、制热的不同阶段控制精度不同，即在制冷状态下控制精度低， 而在制热状态下控制精度高，这适应车内乘客对于冷/热敏感度的不同要求，从而提高乘 客舒适性。
[0016] 进一步地，以螺旋线型齿盘来实现传动比变化，控制过程容易实现。
[0017] 进一步地，由于采用了变化的传动比，因此防错装机构能够避免由于错装带来制 冷/制热传动比的反向错误装配。
[0018] 进一步地，防错装机构设置在半通风位置，在安装时容易定位。
[0019] 进一步地，主动齿盘上的限位压紧部上的两个限位面能够实现全冷、全暖状态下 的风门与空调壳体过压，保证风门与壳体完全压紧，克服了现有技术偏见。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 接下来将结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细说明，其中：
[0021] 图1为现有技术的风门驱动机构的结构示意图；
[0022] 图2为现有技术的风门驱动机构的拨杆的结构示意图；
[0023] 图3为现有技术的风门驱动机构的拨盘的结构示意图；
[0024] 图4为本发明的实施例的汽车空调风门驱动机构的结构示意图；
[0025] 图5为本发明的实施例的汽车空调风门驱动机构的全冷状态工作示意图；
[0026] 图6为本发明的实施例的汽车空调风门驱动机构的半通风状态工作示意图；
[0027] 图7为本发明的实施例的汽车空调风门驱动机构的全暖状态工作示意图；
[0028] 上图中的标记：1、拨盘；2、拨杆；3、风门；4、拨杆传动齿轮；5、销轴；6、拨盘传动 齿轮；7、轨迹槽；8、拉丝盘；100、拨杆；200、从动齿盘；300、电机；400、主动齿盘；210、缺 齿；221、全冷侧；222、全暖侧；410、连齿；420、限位压紧部；421、第一限位面；422、第二限 位面；A、蒸发器进风口；B、冷风区；C、加热器区；D、混合风区。
【具体实施方式】
[0029] 参考图4,本实施例中的汽车空调风门驱动机构包括：用于安装风门（未示出）的 拨杆100 ;从动齿盘200与拨杆100固定连接用于驱动拨杆100 ;与从动齿盘200啮合的主 动齿盘400 ;电机300的转轴与主动齿盘400固定连接用于驱动主动齿盘400。同时从图4 可见，主动齿盘400与从动齿盘200的外轮廓均不是扇形，而是螺旋线型，这样种形状的优 势将在下文中进行描述。在主动齿盘400上，设有连齿410,即在加工主动齿盘400的外齿 时将相邻两个齿之间的材料不去除。在从动齿盘200上，设有缺齿210,即在加工从动齿盘 200时将一个齿去除。连齿410与缺齿210配合形成防错装机构。在主动齿盘400上，还 设有限位压紧部420,限位压紧部420具有第一限位面421和第二限位面422。结合图5可 知，图4所示出的汽车空调风门驱动机构处于全冷状态，此时第一限位面421压紧从动齿盘 200的全冷侧221，依靠电机300提供压紧力，实现全冷状态下风门与空调壳体过压，保证风 门与壳体完全压紧。
[0030] 结合图4、图5,假设主动齿盘400与从动齿盘200的传动比为a，a = r/R，其中r 代表主动齿盘400当前啮合的齿的分度圆直径，R代表从动齿盘200当前啮合的齿的分度 圆直径，并假设电机300匀速转动，角速度为α，拨杆100转动角速度为β，则β = a r/R。 由上述可得，在r/R的值增大时，拨杆100的角速度增大，调节精度减小（精度跟β数值成 反比，β数值越大精度越低）。
[0031] 参考图5,在制冷模式下，空调压缩机打开，通过蒸发器的自然风会被蒸发器制冷， 流经冷风区Β的气流为冷风；如果空调压缩机关闭，则通过蒸发器的气流仍然为自然风；在 制热模式下，加热器打开，气流经过蒸发器后被加热器加热，在加热器区的气流为暖风。在 图5中，空调处于全冷状态，r最大，R最小，r/R的值最大，调节精度最小。此时自然风经过 蒸发器后到达蒸发器进风口 A，全部气流经过冷风去B到达混合风口 D (实际上D处只有冷 风）。
[0032] 结合图5、图6,在电机300驱动下，图5中的主动齿盘400逆时针旋转，带动从动 齿盘200顺时针旋转，到达图6所示的混合风状态，或者说半通风状态。在此过程中，r逐 渐变小，R逐渐变大，使得r/R逐渐变小，调节精度逐渐变大。在图6中，从蒸发器进风口 A 进入的气流一部分流经B，一部分流经C，在D处混合。
[0033] 结合图6、图7,在电机300驱动下，图6中的主动齿盘400继续逆时针旋转，带动 从动齿盘200顺时针旋转，到达图7所示的全暖状态。在此过程中，r继续逐渐变小，R继 续逐渐变大，使得r/R继续逐渐变小，调节精度继续逐渐变大。在图7中，从蒸发器进风口 A进入的气流全部流经C后到达D，此时D处全部为暖风。并且，此时第二限位面422压紧 从动齿盘200的全暖侧222,依靠电机300提供压紧力，实现全暖状态下风门与空调壳体过 压，保证风门与壳体完全压紧。
[0034] 从图5至图7的状态变化过程可见，在拨杆100从全冷状态向全暖状态旋转过程 中，依赖主动齿盘400和从动齿盘200的螺旋线型造型，主动齿盘400与从动齿盘200的 传动比a逐渐减小，相应地，调节精度逐渐上升，这一变化是具有优势的，原因在于：人对冷 风比对热风更敏感，夏天制冷时，乘客从室外高温进入车内后，温度快速下降会感觉比较舒 适，换句话说，乘客对进入制冷状态下的调节精度要求并不高；而在冬天制热时，乘客从室 外低温进入车内后，尤其是在除雾时，空调压缩机会开启，流经B区的气流会先经过蒸发器 冷却降温除湿，初始温度会更低，乘客需要经过一段适应过程才能感觉到升温，而一旦在制 热状态下温度快速提升后，乘客感受到的温度实际上已经达到了使乘客燥热的程度，反而 使乘客感到不适，换句话说，乘客对进入制热状态下的调节精度要求高。在本实施例中，拨 杆从全冷状态向全暖状态旋转过程中，通过主动齿盘400和从动齿盘200的螺旋线型构造 使得主动齿盘400与从动齿盘200的传动比逐渐减小，相应地调节精度逐渐提高，符合乘客 对温度的调节需要。当然，本领域技术人员也能够仅采用螺旋线型的主动齿盘400,或者仅 采用螺旋线型的从动齿盘200来实现传动比的这一变化。
[0035] 由于本实施例中的传动比a不再是常量，因此防错装机构，即连齿410和缺齿210 的配合能够使得在装配时避免传动比a按照相反的方向变化。当然本发明也并不限定采用 其它的防错装机构，例如在主动齿盘400和从动齿盘200上分别设置定位块、定位凹陷等其 它形状。并且，防错装结构优选设置在图6所示的半通风位置，因为首先从安装角度来讲该 位置是容易安装的，其次缺齿与连齿的存在毕竟会对调节精度产生不利影响，而半通风状 态可视为向全冷、全暖状态改变的初始位置，该位置的调节精度所受影响基本可以忽略不 计。当然，本领域技术人员也能够将防错装机构设于其它位置。
[0036] 汽车空调采用如上所述的汽车空调风门驱动机构后，能够满足乘客对制冷、制热 调节精度的不同要求，而汽车采用如上所述的汽车空调后，乘客舒适性会得到大大提升。 [〇〇37] 虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不限定于上述实施例，而 只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对以上实施例进行修改和变化，但 并不离开本发明的实质构思和范围。
【权利要求】
1. 一种汽车空调风门驱动机构，包括： 用于安装风门的拨杆； 用于驱动所述拨杆的从动齿盘； 与所述从动齿盘啮合的主动齿盘； 用于驱动所述主动齿盘的电机； 其特征在于，在所述拨杆从全冷状态向全暖状态旋转过程中，所述主动齿盘与所述从 动齿盘的传动比逐渐减小。
2. 根据权利要求1所述的汽车空调风门驱动机构，其特征在于，所述从动齿盘和所述 主动齿盘两者中的至少一者为螺旋线型齿盘。
3. 根据权利要求1所述的汽车空调风门驱动机构，其特征在于，所述主动齿盘和所述 从动齿盘上分别设有相互配合的防错装机构。
4. 根据权利要求3所述的汽车空调风门驱动机构，其特征在于，所述防错装机构为所 述从动齿盘上的缺齿与所述主动齿盘上的连齿。
5. 根据权利要求3或4所述的汽车空调风门驱动机构，其特征在于，所述防错装机构设 置在半通风位置。
6. 根据权利要求1所述的汽车空调风门驱动机构，其特征在于，所述主动齿盘上设有 限位压紧部，所述限位压紧部具有第一限位面和第二限位面，在全暖状态下，所述第一限位 面压紧所述从动齿盘的全暖侧，在全冷状态下，所述第二限位面压紧所述从动齿盘的全冷 侧。
7. -种汽车空调，其特征在于，所述汽车空调采用如权利要求1至6中的任一项所述的 汽车空调风门驱动机构。
8. -种汽车，其特征在于，所述汽车采用如权利要求7所述的汽车空调。
【文档编号】F24F13/10GK104089386SQ201410342498
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】渠宏芳, 余学伟, 蔡龙 申请人:安徽江淮汽车股份有限公司