CN107061836B - 用于车辆的气动阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆的气动阀，包括：阀壳体，所述阀壳体具有在其中形成的流动通道，空气流动经过所述流动通道；芯部，所述芯部固定至流动通道的中心；柱塞，所述柱塞设置成面对芯部的两端的至少一端并且沿着流动通道移动；和减震器，所述减震器由弹性材料制成并且设置在柱塞的面对芯部的一端的一端处，并且通过柱塞的移动与芯部的一端接触。

Description

用于车辆的气动阀

技术领域

本发明涉及用于车辆的气动阀，更特别地涉及可以减少工作噪声并防止性能劣化的用于车辆的气动阀。

背景技术

近年来，随着可以用于控制各种设备的气动设备的需求增加，需要应用了更多致动器的气动阀。

需要这样一种技术，所述技术能够通过使用上述气动阀中的多个致动器而始终平稳地提供必要功能，并且能够防止出现由于其运行所造成的噪声和振动。

背景技术中描述的内容仅旨在便于理解本发明的背景，但是不应被视为对应于本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明的一个方面提供用于车辆的气动阀，所述气动阀减少在致动器的柱塞和芯部彼此接触的时候所产生的噪声和振动，并且消除弹簧在向外方向上突出的时候插置于柱塞和芯部的移动空间之间同时芯部单元弹簧被结合的现象，因此能够提前防止操作噪声和性能的降低。

作为解决上述技术问题的手段，根据本发明的第一方面，提供用于车辆的气动阀，包括：阀壳体，所述阀壳体具有在其中形成的流动通道，空气流动经过所述流动通道；芯部，所述芯部固定至流动通道的中心；柱塞，所述柱塞设置成面对芯部的两端的至少一端并且沿着流动通道移动；和减震器，所述减震器由弹性材料制成并且设置在柱塞的面对芯部的一端的一端处，并且通过柱塞的移动而与芯部的一端接触，其中减震器具有突出部分，所述突出部分在与芯部的一端接触的端部处在外周方向上突出，在减震器的突出部分和柱塞之间形成储存空间，当突出部分由于接触压力变形时突出部分插入储存空间。

在本发明的实施方案中，柱塞具有爪部和倾斜表面，所述爪部支撑突出部分的端部，所述倾斜表面在减震器被爪部支撑的状态下以预定间隔与爪部隔开，在爪部、倾斜表面和突出部分之间可以形成储存空间。

在本发明的实施方案中，阀壳体具有在其一端的入口部分中形成的入口孔以及在另一端的出口部分中形成的出口孔和减压孔，柱塞包括入口柱塞和减压柱塞，所述入口柱塞在阀壳体的流动通道中滑动从而打开和关闭入口孔，所述减压柱塞在阀壳体的流动通道中滑动从而打开和关闭减压孔，并且阀壳体可以进一步包括入口线圈和减压线圈，所述入口线圈设置在阀壳体的外部从而允许入口柱塞通过电磁力而滑动，所述减压线圈设置在阀壳体的外部从而造成减压柱塞通过电磁力而滑动。

在本发明的实施方案中，入口孔和减压孔分别通过入口柱塞和减压柱塞打开和关闭，并且出口孔在打开状态下可以始终与阀壳体联通。

在本发明的实施方案中，用于车辆的气动阀可以为正常关闭类型，其中入口柱塞和减压柱塞被设置成面对芯部的两端，延伸穿过芯部部分的弹性部分插置于入口柱塞和减压柱塞之间，入口柱塞和减压柱塞彼此的对立侧被推动，由此始终关闭入口孔和减压孔。

在本发明的实施方案中，当入口线圈操作时入口柱塞可以朝向阀壳体的中心侧向后移动从而打开入口孔。

在本发明的实施方案中，当减压线圈操作时减压柱塞可以朝向阀壳体的中心侧向后移动从而打开减压孔。

在本发明的实施方案中，芯部的外表面与流动通道的内表面紧密接触从而将阀壳体的流动通道分成一侧和另一侧，芯部具有经过中心的流路使得阀壳体流动通道分成一侧和另一侧，所述一侧和另一侧可以经由流路彼此联通。

在本发明的实施方案中，入口柱塞和减压柱塞可以在其外表面与阀壳体的流动通道的内表面接触的状态下滑动。

在本发明的实施方案中，入口柱塞具有入口流动通道凹槽，所述入口流动通道凹槽在阀壳体的流动通道的中心侧的端部处缩入入口部分一侧，入口流动通道凹槽的端部可以通过通孔与入口部分联通，减压柱塞具有出口流动通道凹槽，所述出口流动通道凹槽在阀壳体的流动通道的中心侧的端部处缩入出口部分一侧，并且出口流动通道凹槽的端部可以通过通孔与出口部分联通。

在本发明的实施方案中，减震器设置在入口柱塞和减压柱塞的对立的流动通道的中心侧的端部处，并且弹性部分可以插置于减震器之间从而使入口柱塞和减压柱塞彼此偏移至对立侧。

在本发明的实施方案中，弹性部分包括弹簧，弹簧包括两个端部和中部，所述两个端部对应于柱塞和芯部彼此接触的部分，所述中部位于两侧端部之间，两个端部以基本上不可压缩的状态缠绕，并且中部可以以为两侧提供弹力的状态缠绕。

在本发明的实施方案中，弹性部分可以包括两个端部结构和弹簧，所述两个端部结构设置在对应于柱塞和芯部彼此接触的部分的位置处，所述弹簧以在两个端部结构的方向上提供弹力的状态缠绕在两个端部结构之间。

根据具有解决所述问题的上述手段的用于车辆的气动阀，通过在柱塞的芯部侧端部安装由弹性材料制成的减震器，并且通过进一步增加能够允许芯部由于减震器和芯部之间接触之后所增大的压力而变形的储存空间，能够进一步提高通过减震器所获得的减振和降噪效果。

此外，根据所述气动阀，由于通过芯部插置于两个柱塞之间的弹性部分的结构特征，能够防止当应用完全以规则间隔缠绕的简单弹簧时可能出现的卡死现象，并且能够防止由于卡死现象所造成的操作噪声和致动器故障。

附图说明

图1为根据本发明的实施方案的用于车辆的气动阀的立体图；

图2为沿着图1的线II-II所呈现的横截面图；

图3为从顶部观察图1的用于车辆的气动阀所获得的状态图，其中仅两个阀壳体连接；

图4为显示图2的通过“P”所表示的区域的放大横截面图；

图5为显示图2的通过“Q”所表示的区域的放大横截面图；

图6为显示图5的通过“R”所表示的区域的放大横截面图，显示了减压柱塞不被芯部推动的状态；

图7为相比于图6的图，显示了减压柱塞被芯部推动的状态；

图8为显示应用于根据本发明的实施方案的用于车辆的气动阀的弹性部分的第一实施方案的图；

图9为显示能够替代图8的弹性部分的弹性部分的第二实施方案的图。

具体实施方式

在下文中，参考附图描述根据本发明的各个实施方案的用于车辆的气动阀。

能够使用气动设备来支撑乘客的腰部/胁腹/臀部的调节设备应用于车辆座椅。本发明的气动阀具有双向整体结构和容易膨胀的结构，并且可以应用于如下车辆气动调节设备。例如，本发明的实施方案可以应用于腰椎支撑件(腰部支撑件)、枕垫调节设备(胁腹/大腿)、坐垫调节设备(臀部/大腿)以及按摩系统(全身放松)。

在本发明的实施方案中，通过合并入口/出口致动器从而除去在应用独立的致动器结构之时需要的流动通道和连接部分，能够简化和共享主要构件，这可以有助于实现重量/尺寸/成本的减少。

根据本发明的实施方案，当向入口线圈施加电压的时候，入口柱塞在芯部的方向上移动从而打开入口孔，并且经过出口孔供应气动压力，并且在向减压线圈施加电压之时，减压柱塞在芯部的方向上移动从而打开减压孔。

本发明是可扩展的阀结构，其中可以组装额外的阀从而通过位于每个阀的外表面上的连接结构而扩展。通过经由连接结构连接和固定多个阀，容易地实现阀的增加，且能够防止联接阀的空气泄漏并获得阀的可靠性(参见图3)。

另外，在将气动阀应用于座椅的时候，在一些情况下，需要根据系统的特征进行精确的压力控制，而不是简单的流动控制。根据本发明的实施方案，能够将压力传感器插入/附接至阀壳体，由此允许压力控制，而无需分离地改变阀(应用气动压力调节控制器和电磁致动器整体结构)。

特别地，根据本发明的实施方案，当气动阀的作为固定部分的芯部和作为移动部分的柱塞彼此接触的时候，能够降低噪声，同时固定地设置在柱塞上的弹性材料的减震器被压缩。特别地，通过在柱塞和减震器的区域之间提供空间(由于推动力变形的减震器可以插入所述空间)，能够更有效地除去接触之时的冲击和噪声。

另外，本发明的实施方案设置有在绕线形状和结构方面具有特定特征的弹簧，从而解决当插置于气动阀的两个柱塞之间的弹性部分以简单弹簧类型设置时弹簧的绕线卡在柱塞和芯部之间的问题。

参考图1至4，用于车辆的气动阀包括：阀壳体100、入口柱塞200、减压柱塞300、入口线圈600以及减压线圈700；所述阀壳体100具有在其一端的入口部分130中形成的入口孔132和在其另一端的出口部分140中形成的出口孔144和减压孔142，并且具有在其中形成的流动通道，空气流动经过所述流动通道；所述入口柱塞200在阀壳体100的流动通道中滑动从而打开和关闭入口孔132，所述减压柱塞300在阀壳体100的流动通道中滑动从而打开和关闭减压孔142；所述入口线圈600设置在阀壳体100的外部从而使得入口柱塞200通过电磁力而滑动；所述减压线圈700设置在阀壳体100的外部从而使得减压柱塞300通过电磁力而滑动。

如图2中所示，在阀壳体100中，入口孔132在一端的入口部分130中形成，出口孔144和减压孔142共同在另一端的出口部分140中形成，内部形成流动通道，空气流动经过所述流动通道。

如图2中所示，阀壳体100分成一个侧部110和另一个侧部120。一个侧部110和另一个侧部120彼此联接从而以如下状态被外部的固定壳体800包覆：流动通道彼此邻接从而彼此连接，并且一个侧部110和另一个侧部120之间的联接可以固定。

另外，阀壳体100的入口孔132和出口孔144在两个端部处形成。入口孔132和出口孔144分别具有入口短节150和出口短节160。入口短节150形成为侧向弯曲，并且如3图中所示可以紧固至相邻的另一个阀壳体的入口短节从而彼此联通。当入口短节150两侧弯曲并且如图3中所示被构造成T形时，未连接至另一个入口短节的最终端部可以通过挡块等阻挡而终止。

另外，气动传感器170可以经过安装孔172而安装在阀壳体100的出口短节160上。因此，通过测量出口侧的压力，能够主动地控制压力。

同时，如图3中所示，在多个阀壳体100的入口短节150中，在彼此连接的状态下，最终入口短节150连接至压缩器，每个减压孔142与大气联通，并且每个出口短节160可以连接至各个膨胀物体。因此，能够使用单个压缩器单独地控制膨胀物体，例如多个坐垫。

另外，在阀壳体100的侧表面上形成挂钩结构H作为连接结构，并且可以相互紧固至相邻的另一个阀壳体的侧表面的挂钩结构。因此，无论膨胀物体的数目如何，都能够构造共享系统。

挂钩结构H可以在入口侧和出口侧的每一者上形成，并且可以由挂钩状阳部和凹槽状阴部组成。在阳部的情况下，如果入口侧和出口侧的任一个阳部具有向上弯曲的环形形状，另一个阳部以向下弯曲的环形形状形成。因此，在两个挂钩结构紧固的状态下防止阀壳体的旋转。

另外，入口柱塞200在阀壳体100的内部流动通道中滑动从而打开和关闭入口孔132，并且减压柱塞300在阀壳体100的流动通道中滑动从而打开和关闭减压孔142。

入口孔132和减压孔142通过入口柱塞200和减压柱塞300而打开和关闭，并且出口孔144在打开状态下可以始终与阀壳体100的流动通道联通。

特别地，如图2中所示，入口柱塞200和减压柱塞300以隔开的状态设置，弹性部分400插置于其间并且在相反方向上被推动，因此它们可以是始终关闭入口孔132和减压孔142的正常关闭类型。

另外，由于入口柱塞200相比于入口线圈600以朝向入口孔132一侧相对偏置的状态设置，在入口线圈600操作之时，入口柱塞200向后移动至壳体100的中心侧，并且入口孔132可以打开。此外，由于减压柱塞300相比于减压线圈700以朝向减压孔142一侧相对偏置的状态设置，在减压线圈700操作之时，减压柱塞300向后移动至壳体100的中心侧，并且减压孔142可以打开。

另外，入口柱塞200具有入口流动通道凹槽210，并且入口流动通道凹槽210的端部可以用通孔A与入口部分130联通。此外，减压柱塞300具有出口流动通道凹槽310，并且出口流动通道凹槽310的端部可以用通孔B与出口部分140联通。

同时，分别在入口柱塞200和出口柱塞300的流动通道的外端部处设置由弹性材料制成的缓冲部分220、320，并且缓冲部分220、320可以关闭入口孔132和减压孔142。因此，减轻由于操作造成的噪声和振动。

特别地，在流动通道中心侧的彼此面对入口柱塞200和减压柱塞300的端部处，设置由弹性材料制成的减震器230、330。弹性部分400插置于减震器230、330之间从而在相反方向上推动入口柱塞200和减压柱塞300。因此可以改进操作噪声和振动。

当然，减震器230、330设置有空气通道235或335从而允许空气在中心通过。

另外，在入口柱塞200和减压柱塞300的任一侧的操作之时可以通过所述结构而放大弹性部分400的推动力，并且可以进一步增强侧面的关闭力。

另外，设置入口线圈600和减压线圈700，所述入口线圈600设置在阀壳体100的外部从而允许入口柱塞200通过电磁力而滑动，所述减压线圈700设置在阀壳体100的外部从而允许减压柱塞300通过电磁力而滑动。

另外，芯部500设置在阀壳体100的中心流动通道中，并且芯部500的外表面与流动通道的内表面紧密接触从而能够将流动通道分成一侧和另一侧。

之后，芯部500具有经过中心的通路520，使得分成一侧和另一侧的阀壳体100的流动通道可以经由通路彼此联通。

同时，入口柱塞200和减压柱塞300可以在外表面与流动通道的内表面接触的状态下滑动。

根据所述构造，当通过入口线圈600操作入口柱塞200的时候，入口柱塞200略微滑动至图2的左侧。入口柱塞200通过在入口柱塞200和芯部500之间形成的较小空间而滑动至左侧。基本上，入口柱塞200与阀壳体100的内表面形成完全密封的状态。当入口柱塞200滑动的时候，入口部分130被来自入口短节150的气动压力填充，并且气动压力经由通孔A而引入入口柱塞200的入口流动通道凹槽210。

另外，在气动压力经由入口柱塞200的入口流动通道凹槽210并且经由芯部500的通路520而移动至减压柱塞300一侧时，气动压力经由通孔B沿着减压柱塞300的出口流动通道凹槽310而到达出口部分140，然后经过出口孔144而供应至膨胀物体。因此，选择和控制希望的入口柱塞200从而使希望的特定膨胀物体膨胀。

同时，为了降低特定膨胀物体的压力，操作与其对应的减压柱塞300。当操作减压线圈700的时候，减压柱塞300略微滑动至图2的右侧，并且在该情况下，出口部分140的气动压力经过减压孔142而排出至外部。在该情况下，入口柱塞200关闭入口孔132，气动传感器170测量出口部分140的气动压力从而间接地测量膨胀物体的压力并且控制减压。

同时，图3显示了多个阀的紧固状态，阀壳体100分成一个侧部110和另一个侧部120，固定壳体800以如下状态联接从而围绕一个侧部110和另一个侧部120的外部包覆：流动通道彼此接触从而连接，由此一个侧部110和另一个侧部120的联接可以固定。

之后，入口短节150和出口短节160各自在阀壳体100的入口孔132和出口孔144中形成，并且入口短节150形成为侧向弯曲并且可以紧固从而与相邻的另一个阀壳体的入口短节联通。

在多个阀壳体100的入口短节150彼此连接的状态下，最终入口短节150连接至压缩器，每个减压孔142与大气联通，并且每个出口短节160可以连接至每个膨胀物体。

在阀壳体100的侧表面上形成挂钩结构H，并且可以紧固至相邻的另一个阀壳体的侧表面的挂钩结构。

此外，如图1中所示，多个气动阀以如下方式完成：固定至单个基板10上并且电连接至安装在基板20中的多个连接器。

另一方面，如图4至9中所示，本发明的实施方案具有的特定特征在于插置于柱塞200、300和芯部500之间的接触区域中的减震器230、330和弹性部分400的结构。

参考图4，如上所述，在流动通道中心侧的彼此面对入口柱塞200和减压柱塞300的端部处，设置由弹性材料制成的减震器230、330，并且弹性部分400插置于减震器230、330之间从而可以将入口柱塞200和减压柱塞300推动至相反侧。

特别地，如图5至图7中所示，在本发明的实施方案中，减震器330具有突出部分331，所述突出部分331在与芯部500的一端接触的端部处在外周方向上突出。此外，在减震器330的突出部分331和安装减震器330的柱塞300之间设置储存空间S，当突出部分331由于接触压力变形的时候突出部分331插入所述储存空间S。

根据本发明的实施方案，通过进一步增加能够允许减震器330由于接触之后增大的压力而变形的储存空间S，通过由弹性材料制成的减震器330除了简单地消除与芯部500接触的撞击之外，还能够进一步提高由减震器330提供的减振和降噪效果。

更特别地，如图6中所示，柱塞300具有爪部300a和倾斜表面300b，所述爪部300a用于支撑减震器330的突出部分331的端部，所述倾斜表面300b以预定间隔与爪部300a隔开。储存空间S可以在爪部300a、倾斜表面300b和突出部分331之间形成。所述结构是在如下状态下形成的结构：柱塞300不经受芯部500方向上的外力。

在图6中所示的状态下，当向柱塞300施加芯部500方向上的外力时，减震器330的突出部分331可以被推动并且如图7中所示就位在储存空间S中，同时通过压褶而变形。能够通过减震器330的变形和就位过程而进一步减少与芯部500的接触冲击和噪声。

当然，希望在入口柱塞200、减震器230和芯部500之间相似地应用所述构造。

另外，根据本发明的实施方案，通过弹性部分400的结构特征能够解决当柱塞200、300与芯部500接触时构成弹性部分400的弹簧绕线被卡住的问题。

在弹性部分400由具有正常宽度的绕线间隔的简单弹簧设置的时候，可能存在弹簧绕线由于无意的外力卡在柱塞200、300和芯部500之间的问题。

为了解决该问题，如图8中所示，可以由具有特定绕线结构的弹簧设置弹性单元400。在本发明的实施方案中，构成弹性部分400的弹簧包括两个端部410和中部430，所述两个端部410对应于柱塞200、300和芯部500之间的接触部分，所述中部430位于两个端部410之间。两个端部410可以以基本上不可压缩的状态非常紧密地缠绕。通过两个端部410的结构能够解决弹簧绕线的一部分卡在柱塞200、300和芯部500之间的问题。相反，中部430可以通过以预定间隔缠绕从而提供将柱塞推动至两侧方向的弹力。

作为提供弹性部分400的另一种结构，如图9中所示，可以建议如下结构：弹性部分400具有两个端部结构450，并且弹簧470连接在其间。两个端部结构450构造成以简单的圆柱状形式连接至弹簧470的两端。

通过如图8和图9中所示的结构，能够避免当应用完全以规则间隔缠绕的简单弹簧的时候可能出现的卡死现象，并且能够防止由于卡死现象造成的操作噪声和致动器故障。

虽然参考具体实施方案描述和解释了本发明，但是对于本领域技术人员显而易见的是，本发明可以在不偏离通过所附权利要求书所提供的本发明的技术理念的范围内进行各种改进和修改。

Claims (13)

1.用于车辆的气动阀，包括：

阀壳体，所述阀壳体具有在其中形成的流动通道，空气流动经过所述流动通道；

芯部，所述芯部固定至流动通道的中心；

柱塞，所述柱塞设置成面对芯部的两端的至少一端并且沿着流动通道移动；以及

减震器，所述减震器由弹性材料制成并且设置在柱塞的一端处，所述柱塞的一端面对芯部的一端，所述减震器通过柱塞的移动而与芯部的一端接触，

其中减震器具有突出部分，所述突出部分在减震器的与芯部的一端接触的端部处在外周方向上突出，在减震器的突出部分和柱塞之间形成储存空间，使得当突出部分由于接触压力变形的时候突出部分能够插入储存空间。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的气动阀，其中，柱塞具有爪部和倾斜表面，所述爪部支撑突出部分的端部，所述倾斜表面在减震器被爪部支撑的状态下以预定间隔与爪部隔开，并且在爪部、倾斜表面和突出部分之间形成储存空间。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的气动阀，其中，阀壳体具有在其一端的入口部分中形成的入口孔和在另一端的出口部分中形成的出口孔和减压孔，

柱塞包括入口柱塞和减压柱塞，所述入口柱塞在阀壳体的流动通道中滑动从而打开和关闭入口孔，所述减压柱塞在阀壳体的流动通道中滑动从而打开和关闭减压孔，并且

阀壳体进一步包括入口线圈和减压线圈，所述入口线圈设置在阀壳体的外部从而允许入口柱塞通过电磁力而滑动，所述减压线圈设置在阀壳体的外部从而使得减压柱塞通过电磁力而滑动。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的气动阀，其中，入口孔和减压孔分别通过入口柱塞和减压柱塞打开和关闭，出口孔在打开状态下始终与阀壳体联通。

5.根据权利要求3所述的用于车辆的气动阀，其中，入口柱塞和减压柱塞为正常关闭类型，其中入口柱塞和减压柱塞设置成面对芯部的两端，延伸穿过芯部部分的弹性部分插置于入口柱塞和减压柱塞之间，入口柱塞和减压柱塞彼此的相反侧被推动，从而始终关闭入口孔和减压孔。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的气动阀，其中，当入口线圈工作的时候入口柱塞朝向阀壳体的中心侧向后移动从而打开入口孔。

7.根据权利要求5所述的用于车辆的气动阀，其中，当减压线圈工作的时候减压柱塞朝向阀壳体的中心侧向后移动从而打开减压孔。

8.根据权利要求5所述的用于车辆的气动阀，其中，芯部的外表面与流动通道的内表面紧密接触从而将阀壳体的流动通道分成一侧和另一侧，并且芯部具有经过中心的通路使得阀壳体流动通道分成一侧和另一侧，所述一侧和另一侧经由流路彼此联通。

9.根据权利要求3所述的用于车辆的气动阀，其中，入口柱塞和减压柱塞在其外表面与阀壳体的流动通道的内表面接触的状态下滑动。

10.根据权利要求3所述的用于车辆的气动阀，其中，入口柱塞具有入口流动通道凹槽，所述入口流动通道凹槽从阀壳体的流动通道的中心侧的端部缩入入口部分一侧，入口流动通道凹槽的端部能够经过通孔与入口部分联通，

减压柱塞具有出口流动通道凹槽，所述出口流动通道凹槽从阀壳体的流动通道的中心侧的端部缩入出口部分一侧，出口流动通道凹槽的端部经过通孔与出口部分联通。

11.根据权利要求3所述的用于车辆的气动阀，其中，减震器设置在入口柱塞和减压柱塞的相反的流动通道的中心侧的端部处，并且弹性部分插置于减震器之间从而使入口柱塞和减压柱塞彼此偏移至相反侧。

12.根据权利要求5所述的用于车辆的气动阀，其中，弹性部分包括弹簧，弹簧包括中部和两个端部，所述两个端部对应于柱塞和芯部彼此接触的部分，所述中部位于两侧端部之间，两个端部以基本上不可压缩的状态缠绕，并且中部以为两侧提供弹力的状态缠绕。

13.根据权利要求5所述的用于车辆的气动阀，其中，弹性部分包括弹簧和两个端部结构，所述两个端部结构设置在对应于柱塞和芯部彼此接触的部分的位置处，所述弹簧以在两个端部结构的方向上提供弹力的状态缠绕在两个端部结构之间。