CN110116606B - 出风口及包括其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种出风口及包括其的车辆，出风口包括：电机，电机包括输出轴；单向轴承，单向轴承包括内环和外环，输出轴与内环或外环联接；以及内层导风装置和外层导风装置，内层导风装置与内环联接且外层导风装置与外环联接，或者内层导风装置与外环联接且外层导风装置与内环联接；其中，借助于输出轴以正向和反向的旋转，电机分别通过单向轴承同时驱动内层导风装置和外层导风装置及通过单向轴承单独驱动内层导风装置或外层导风装置。根据本发明的出风口使用单个电机在输出轴正反向旋转时分别实现内外层导风装置联动旋转，以及内外层导风装置的单独旋转，并且可以调整内外层导风装置之间的角度关系，也可以定位内外层导风装置到任意位置。

Description

出风口及包括其的车辆

技术领域

本发明涉及车辆内饰件，更具体地涉及一种出风口。

背景技术

众所周知，对于车辆中常见的出风口，内部一般都有两排叶片，水平叶片和竖直叶片，用来控制出风口出风的方向。先前，都是通过出风口内部的传动结构，实现手动控制。目前，随着智能和电动技术的发展以及使用者对于操控感官要求的提升，电动控制出风口越来越多的被应用。

然而，由于同时有两层叶片，一般都设计有两个电机单独控制，虽然智能化、电动化技术不断被要求应用，但成本的压力也始终存在，相比传统的手动控制，电动出风口的成本要高出许多，能否减少电机数量的需求不断被提及。

需要能提供一种新型的出风口。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种用于车辆内饰的出风口及包括其的车辆，能够实现单电机驱动出风口的两排叶片，可以联动驱动两排叶片，也可以独立驱动其中一排叶片，可以独立调整任意一片叶片的位置等功能。

根据本发明的一个方面，提供一种出风口，所述出风口包括：电机，所述电机包括输出轴；单向轴承，所述单向轴承包括内环和外环，所述输出轴与所述内环或所述外环联接；以及内层导风装置和外层导风装置，所述内层导风装置与所述内环联接且所述外层导风装置与所述外环联接，或者所述内层导风装置与所述外环联接且所述外层导风装置与所述内环联接；其中，借助于所述输出轴以正向和反向的旋转，所述电机分别通过所述单向轴承同时驱动所述内层导风装置和所述外层导风装置及通过所述单向轴承单独驱动所述内层导风装置或所述外层导风装置。

单向轴承是指在一个方向上可以自由转动，而在另一个方向上锁死的一种轴承。单向轴承也被称为超越离合器。输出轴可以与内环或外环直接连接或者间接连接。内层导风装置为靠近出风口内侧的导风装置，外层导风装置为靠近出风口外侧的导风装置，外层导风装置相比于内层导风装置更靠近车内空间。内外层导风装置中的一个可以控制上下方向的风向，而另一个可以控制左右方向的风向。在一些实施方式中，内层导风装置可以为内层叶片，内层导风装置例如可以为竖直叶片，以控制左右方向的风向。在一些实施方式中，外层导风装置可以为外层叶片，外层导风装置例如可以为水平叶片，以控制上下风向的风向。在一些实施方式中，内层导风装置可以为水平叶片，而外层导风装置可以为竖直叶片。内层导风装置可以与单向轴承的内环或外环直接连接或者间接连接。外层导风装置可以与单向轴承的外环或内环直接连接或者间接连接。电机的输出轴可以以正向和反向旋转，例如以顺时针方向旋转和以逆时针方向旋转。当电机的输出轴以一个方向旋转时，通过单向轴承同时驱动内层导风装置和外层导风装置旋转，而当电机的输出轴以另一个方向旋转时，通过单向轴承单独驱动内层导风装置或外层导风装置旋转。因此，出风口使用单个电机在输出轴正反向旋转时分别实现内层导风装置与外层导风装置联动旋转，以及内层导风装置或外层导风装置的单独旋转，并且可以调整内层导风装置和外层导风装置之间的角度关系，也可以定位内层导风装置或者外层导风装置到任意位置。

在可选的实施方式中，所述出风口包括内层导风装置传动机构和外层导风装置传动机构，所述内层导风装置通过所述内层导风装置传动机构与所述内环联接，所述外层导风装置通过所述外层导风装置传动机构与所述外环联接。

通过设置内层导风装置传动机构和外层导风装置传动机构，可以实现内层导风装置与内环的联接，以及外层导风装置与外环的联接。

在可选的实施方式中，所述内层导风装置传动机构包括内层导风装置连杆，所述内层导风装置连杆与所述内层导风装置的转轴联接。

通过设置内层导风装置连杆，使得随着内层导风装置连杆的移动，内层导风装置可以围绕其转轴进行转动。内层导风装置可以包括多个导风装置，此时，随着内层导风装置连杆的移动，多个导风装置可以同时围绕其各自的转轴进行转动。内层导风装置连杆可以与单向轴承的内环直接连接或者间接连接，以由单向轴承的内环驱动。

在可选的实施方式中，所述内层导风装置传动机构包括连杆，所述连杆一端联接到所述内层导风装置，所述连杆另一端联接到所述内环。在一些实施方式中，所述连杆的一端设置有第一连杆转轴，所述连杆的另一端设置有第二连杆转轴，所述连杆通过所述第一连杆转轴连接到所述内层导风装置连杆，所述连杆通过所述第二连杆转轴联接到所述内环。

通过设置该连杆，可以将单向轴承的内环的旋转运动转换成内层导风装置连杆的平移运动。

在可选的实施方式中，所述内层导风装置传动机构还包括中轴，所述中轴与所述内环连接，同步旋转运动，或者所述中轴与所述内环集成为一个零件，所述连杆另一端偏心地连接到所述中轴。在一些实施方式中，所述连杆通过所述第二连杆转轴偏心地连接到所述中轴。

通过设置与内环连接的中轴，可以使得连杆与内环的联接更方便。

在可选的实施方式中，所述输出轴与所述中轴联接。

通过将输出轴与中轴联接，可以有利于将电机的动力通过中轴传递到内层导风装置。

在可选的实施方式中，所述外层导风装置传动机构包括外层导风装置连杆，所述外层导风装置连杆与所述外层导风装置的转轴联接。

通过设置外层导风装置连杆，使得随着外层导风装置连杆的移动，外层导风装置可以围绕其转轴进行转动。外层导风装置可以包括多个导风装置，此时，随着外层导风装置连杆的移动，多个导风装置可以同时围绕其各自的转轴进行转动。外层导风装置连杆可以与单向轴承的外环直接连接或者间接连接，以由单向轴承的外环驱动。

在可选的实施方式中，所述外层导风装置传动机构包括传动杆，所述传动杆一端与所述外层导风装置联接，另一端与所述外环联接。在一些实施方式中，所述传动杆还设置有传动杆转轴，所述传动杆一端与所述外层导风装置连杆联接。

通过设置传动杆，使得随着传动杆围绕传动杆转轴旋转，实现外层导风装置连杆的平移运动。

在可选的实施方式中，所述传动杆还设置有凸点，所述外层导风装置传动机构还包括设置有螺旋槽的螺旋凸轮，所述螺旋凸轮与所述外环连接，同步旋转运动，或者所述螺旋凸轮与所述外环集成为一个零件，所述凸点适于在所述螺旋槽内移动。

通过传动杆上设置的凸点与外环的外部设置的螺旋凸轮的螺旋槽的配合，使得随着外环的旋转，凸点在竖直方向运动，带动传动杆围绕传动杆转轴旋转，进而实现外层导风装置连杆的平移运动，及外层导风装置围绕其转轴转动。

在可选的实施方式中，所述输出轴通过齿轮组与所述内环联接。

通过设置齿轮组，可以调节齿轮比，以利于调节输出轴对内环的动力输出。

在可选的实施方式中，所述出风口包括壳体，所述内层导风装置和所述外层导风装置设置于所述壳体内。

设置壳体可以以利于内层导风装置和外层导风装置形成流道，也能够保护内层导风装置和外层导风装置，避免使用者直接接触内层导风装置和外层导风装置而引起的不当操作。

在可选的实施方式中，所述内层导风装置为叶片、滚筒或移动块，所述外层导风装置为叶片、滚筒或移动块。

内层导风装置可以为叶片、滚筒或者移动块，外层导风装置也可以为叶片、滚筒或者移动块。内外层导风装置可以任意组合。例如，内外层导风装置为叶片与叶片的组合，为叶片与滚筒的组合，或者为移动块与叶片的组合等。

在可选的实施方式中，所述外层导风装置为外层叶片，所述外层叶片包括两个外层叶片，所述两个外层叶片平行设置，每个外层叶片包括两个相互铰链连接的叶片。

气流可以从两层外层导风装置之间形成的流道内流过，由于每层外层导风装置包括两个相互铰链连接的叶片，通过旋转其中的一个叶片，可以形成不同取向的流道，从而实现不同的气流方向。采用这种形式的外层导风装置，可以减小出风口出口的尺寸，节省其在车辆仪表板上占据的空间。

根据本发明的另一个方面，提供一种车辆，所述车辆包括上述的出风口。

根据本发明的出风口使用单个电机在输出轴正反向旋转时分别实现内层导风装置与外层导风装置联动旋转，以及内层导风装置或外层导风装置的单独旋转，并且可以调整内层导风装置和外层导风装置之间的角度关系，也可以定位内层导风装置或者外层导风装置到任意位置。

从以下结合附图对优选实施例的详细描述中，上述优点和其它优点和特征将变得明白易懂。

附图说明

为了更完整地理解本发明，现在应该参考在附图中更详细示出并且下面通过本发明的示例描述的实施例，其中：

图1a是根据本发明实施例的车辆的立体结构示意图；

图1b是图1a的局部剖视图，示出了根据本发明实施例的出风口在车辆中位置的示意图；

图2是根据本发明实施例的出风口的立体结构示意图；

图3a是图2的出风口的水平叶片在中间位置，竖直叶片在左侧极限位置的剖视示意图；

图3b是图2的出风口的水平叶片在上极限位置，竖直叶片在中间位置的剖视示意图；

图3c是图2的出风口的水平叶片在下极限位置，竖直叶片在右侧极限位置的剖视示意图；

图4a是图2的出风口的部分零件的前上方视角结构示意图；

图4b是图2的出风口的水平叶片与传动杆的连接示意图；

图5是图2的出风口的部分零件的后视角结构示意图；

图6是根据本发明实施例的出风口的部分零件的爆炸示意图；

图7是根据本发明实施例的出风口的单向轴承的爆炸示意图；

图8是图2中所示截面位置的截面B-B示意图；

图9是图8中所示截面位置的截面C-C示意图。

具体实施方式

如本领域的普通技术人员将理解的，参照任何一个附图示出和描述的实施例的各种特征可以与一个或更多其它附图中示出的特征组合以产生没有明确示出或描述的其它实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，对于特定的应用或实现，可以期望与本公开内容的教导一致的对特征进行各种组合和修改。

在本说明书中，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方向的用词仅为表述方便，而非是限制性的。

图1a是包括根据本发明的一个优选实施例的出风口的车辆的立体结构示意图，图1b是图1a的车辆的内部示意性透视图。根据示例性实施例，车辆V包括具有仪表板的内部，在仪表板的中央和两侧以及副仪表板后侧，布置有根据本发明的一个优选实施例的出风口A。应该理解，根据需要，可以将该出风口A仅布置于仪表板的中央，也可以设置于其他任何位置。

如图2所示，在本实施例中，单向轴承组件10装配在出风口A的左侧L，与电机60在同一侧。电机60包括输出轴601(参见图6)。出风口A还包括内层叶片和外层叶片，在本实施例中，内层叶片为竖直叶片，外层叶片为水平叶片。出风口还包括内层叶片传动机构和外层叶片传动机构。出风口还包括壳体，内层叶片和外层叶片设置于壳体内，壳体包括前盖40和后盖50。参见图7，单向轴承12包括内环121和外环125，参见图6，内环121与中轴11通过内轴键筋1211和键槽111装配在一起，同步旋转；外环125与螺旋凸轮13通过键1251和键槽132装配在一起，同步旋转；输出轴601与电机输出齿轮15集成为一个零件，通过电机输出齿轮15与传动齿轮14啮合，传动齿轮14与中轴11连接，实现电机可以驱动内环121。竖直叶片通过连杆与中轴11连接，受到内环121的旋转驱动，水平叶片通过连杆与螺旋凸轮13连接，受到外环125旋转驱动。借助于输出轴601以正向和反向的旋转，电机60分别通过单向轴承组件10同时驱动竖直叶片和水平叶片及通过单向轴承组件10单独驱动竖直叶片。本实施例中，出风口可以实现电机60驱动竖直叶片独立往复转动，也可以控制驱动竖直叶片和水平叶片联动，可以调整竖直叶片和水平叶片之间的角度关系，也可以定位水平叶片或者竖直叶片到任意位置。当然，如果简单改变零件结构，比如电机输出齿轮15驱动螺旋凸轮13，而不是中轴11，也可以实现独立控制水平叶片上下往复转动以及控制水平叶片和竖直叶片联动。

如图3a、3b、3c所示，水平叶片包括两层水平叶片，两层水平叶片平行设置，每层水平叶片包括两个相互铰链连接的叶片。位于下方的水平叶片包括第一水平下叶片201和第二水平下叶片203。位于上方的水平叶片包括第一水平上叶片202和第二水平上叶片204。通过旋转第一水平下叶片201和第一水平上叶片202，带动第二水平下叶片203，第二水平上叶片204移动，控制吹风的上下风向角度，而通过数个竖直叶片301的绕着各自固定转轴的旋转，改变吹风的左右风向角度。应理解，水平叶片也可以不采用上述图示实施方式中显示的结构，而是采用叶片组的结构，即类似于图示实施方式中竖直叶片的结构。

结合图2和图5，可以看到本实施例的出风口是通过内层叶片传动机构将竖直叶片301与单向轴承组件10(或者更具体的，单向轴承12的内环121)联接在一起。具体的，内层叶片传动机构包括内层叶片连杆302，内层叶片连杆与竖直叶片301的转轴3011连接。内层叶片传动机构还包括连杆303，连杆303的一端设置有第一连杆转轴3031，连杆的另一端设置有第二连杆转轴3032，连杆303通过第一连杆转轴3031连接到内层叶片连杆302，连杆303通过第二连杆转轴3032连接到中轴11上，通过中轴11与内环121实现驱动连接。由此，形成一个典型的四连杆往复机构，即通过单向轴承10中的内环121绕自转中心轴旋转一周，可以使数个竖直叶片301绕着各自转轴3011，左右来回旋转固定角度一个循环。

同时再结合图4a和图4b，可以看到本实施例的出风口是通过外层叶片传动机构将水平叶片与单向轴承组件10(或者更具体的，单向轴承12的外环125)联接在一起。具体的，外层叶片传动机构包括外层叶片连杆205，外层叶片连杆205与水平叶片联接。外层叶片传动机构还包括传动杆206，传动杆206的一端与外层叶片连杆205联接，传动杆206的另一端与外环125联接。传动杆206设置有传动杆转轴2063。传动杆206还设置有凸点2061，外层叶片传动机构还包括设置有螺旋槽131的螺旋凸轮13，凸点2061适于在螺旋槽131内移动，螺旋凸轮13与外环125装配，同步旋转，传动杆206被带动，绕传动杆转轴2063往复转动。当螺旋凸轮13绕单向轴承12中心轴旋转时，出风口通过外层叶片连杆205将第一水平下叶片201和第一水平上叶片202固定在一起，使将第一水平下叶片201和第一水平上叶片202可以绕各自转轴2011和2021旋转，同时第一水平下叶片201和第一水平上叶片202之间平行或者保持一个特定角度变化范围。只要驱动外层叶片连杆205竖直方向上下移动，就可以驱动第一水平下叶片201和第一水平上叶片202旋转，此时传动杆206上的轴销2062装配在外层叶片连杆205上，当传动杆206绕着传动杆转轴2063旋转，就可以带动外层叶片连杆205在竖直方向上发生位移，从而驱动第一水平下叶片201和第一水平上叶片202旋转。螺旋凸轮13上螺旋槽131绕着自转中心轴旋转一圈，正好对应着传动杆206绕着传动杆转轴2063上下固定角度旋转一个循环，对应着水平叶片也是上下旋转一个循环。以上是出风口中的水平叶片、竖直叶片与单向轴承组件之间的传动的描述，主要运用了典型的四连杆往复机构以及螺旋凸轮加传动杆的往复运动机构，实现主驱动组件依靠自身周圈旋转来驱动从动件往复运动。

以下介绍本实施例的单向轴承组件10，其通过内层叶片传动机构和外层叶片传动机构与水平叶片、竖直叶片联接，实现一个旋转输入，即一个电机的正反旋转，驱动两组功能运动组件。

如图6所示，单向轴承组件10上设置有中轴11，单向轴承12，螺旋凸轮13，中轴驱动齿轮14以及安装于输出轴601上的电机输出齿轮15。根据需要，也可以不设置电机输出齿轮15，直接使用中轴驱动齿轮14作为电机的输出动力零件，具体视组件传动性能要求。

图示的单向轴承12是对于FE型楔块式单向轴承改型，也可以使用其他类型的单向轴承，实现无级传动。如图7所示，单向轴承12包括：内环121，制动楔块122，弹簧圈123，保持架124和外环125。

中轴11包括与连杆303装配的通孔113，连杆303通过第二连杆转轴3032偏心地连接到中轴11的通孔113，保证连杆303可以绕通孔113旋转而不会脱离中轴11，中轴11还包括键槽111以及键槽112，键槽111与内环121上的内轴键筋1211匹配，实现中轴与内环连接，保证内环121与中轴11同步旋转运动，中轴11和内环121也可以集成为一个零件，键槽112与中轴驱动齿轮14上的键141匹配，保证中轴11与中轴驱动齿轮14同步旋转。

螺旋凸轮13近似一个圆环柱，外圆柱面上设计有螺旋槽131，与传动杆206上的凸点2061匹配，使螺旋凸轮13自转可以驱动传动杆206上下往复旋转，内圆柱环上设计有键槽132，与外环125上轴键1251匹配，保证螺旋凸轮13与外环125同步旋转，螺旋凸轮13也可以与外环125集成为一个零件。

中轴驱动齿轮14与电机输出齿轮15齿轮啮合匹配，将输出轴601输出的电机动力传递到单向轴承12上。在一些实施方式中，可以不设置电机输出齿轮15，此时输出轴可以直接与中轴联接。

以下介绍本实施例的出风口的运行过程。

如图8所示，电机60通过安装于输出轴601上的电机输出齿轮15输出动力，通过中轴驱动齿轮14传递动力到中轴11上，由于中轴11可以依靠旋转驱动竖直叶片301，所以电机60能够通过正反旋转驱动竖直叶片301的往复旋转运动。电机传递到中轴11上的旋转动力也会通过楔块式单向轴承12传递到螺旋凸轮13上，这样通过螺旋凸轮13可以驱动水平叶片的旋转往复运动。不过根据楔块式单向轴承的原理，只能单向旋转传递动能，如图9所示，图中中轴11绕其中心轴顺时针旋转时，属于此楔块式单向轴承的同步旋转原理，可以带动制动楔块122，再带动外环125和螺旋凸轮13旋转，而当中轴11绕其中心轴逆时针旋转时，属于此楔块式单向轴承的空转原理，不能带动制动楔块以及螺旋凸轮13一起旋转，即电机60带动中轴11顺时针旋转时，电机可以同时控制水平叶片和竖直叶片同步往复旋转，当电机60带动中轴11逆时针旋转时，电机只可以控制竖直叶片往复旋转，当需要调整水平叶片和竖直叶片分别到满意位置时，或者调整它们之间的行程角度位置关系时，只需先同时调整竖直叶片和水平叶片的角度，只要水平叶片角度到达满意的位置，再反向旋转电机，单独调整竖直叶片到满意角度位置，此时水平叶片和竖直叶片都到达满意位置，如果想要它们以这样的相互位置关系自动扫风，正转电机驱动即可。

如果最初设计要求是单电机可以独立驱动控制水平叶片，联动驱动水平叶片和竖直叶片，只需要修改结构，将电机的旋转动力通过齿轮或者直接输出到螺旋凸轮上，再由螺旋凸轮通过单向轴承单向传递到内环上即可实现。

应理解，虽然以上以水平叶片和竖直叶片为例进行了描述，但内层导风装置和外层导风装置还可以采用移动块或者滚筒等形式。而且内层导风装置和外层导风装置可以任意组合。例如，内外层导风装置为叶片与叶片的组合，为叶片与滚筒的组合，或者为移动块与叶片的组合等。

本领域技术人员将从这样的讨论中以及从附图和权利要求中容易认识到，在不脱离由以下权利要求定义的本发明的真实精神和合理范围的情况下，可以在其中进行各种改变、修改和变化。

Claims (11)

1.一种出风口，其特征在于，所述出风口包括：

电机，所述电机包括输出轴；

单向轴承，所述单向轴承包括内环和外环，所述输出轴与所述内环或所述外环联接；以及

内层导风装置和外层导风装置，所述内层导风装置与所述内环联接且所述外层导风装置与所述外环联接，或者所述内层导风装置与所述外环联接且所述外层导风装置与所述内环联接；

其中，借助于所述输出轴以正向或反向的旋转，所述电机分别通过所述单向轴承同时驱动所述内层导风装置和所述外层导风装置的往复运动或通过所述单向轴承单独驱动所述内层导风装置的往复运动或所述外层导风装置的往复运动。

2.如权利要求1所述的出风口，其特征在于，所述出风口包括内层导风装置传动机构和外层导风装置传动机构，所述内层导风装置通过所述内层导风装置传动机构与所述内环联接，所述外层导风装置通过所述外层导风装置传动机构与所述外环联接。

3.如权利要求2所述的出风口，其特征在于，所述内层导风装置传动机构包括连杆，所述连杆一端联接到所述内层导风装置，所述连杆另一端联接到所述内环。

4.如权利要求3所述的出风口，其特征在于，所述内层导风装置传动机构还包括中轴，所述中轴与所述内环连接，同步旋转运动，或者所述中轴与所述内环集成为一个零件，所述连杆另一端偏心地连接到所述中轴。

5.如权利要求4所述的出风口，其特征在于，所述输出轴与所述中轴联接。

6.如权利要求2所述的出风口，其特征在于，所述外层导风装置传动机构包括传动杆，所述传动杆一端与所述外层导风装置联接，另一端与所述外环联接。

7.如权利要求6所述的出风口，其特征在于，所述传动杆还设置有凸点，所述外层导风装置传动机构还包括设置有螺旋槽的螺旋凸轮，所述螺旋凸轮与所述外环连接，同步旋转运动，或者所述螺旋凸轮与所述外环集成为一个零件，所述凸点适于在所述螺旋槽内移动。

8.如权利要求1所述的出风口，其特征在于，所述输出轴通过齿轮组与所述内环联接。

9.如权利要求1-8中任一项所述的出风口，其特征在于，所述内层导风装置为叶片、滚筒或移动块，所述外层导风装置为叶片、滚筒或移动块。

10.如权利要求1所述的出风口，其特征在于，所述外层导风装置为外层叶片，所述外层叶片包括两个外层叶片，所述两个外层叶片平行设置，每个外层叶片包括两个相互铰链连接的叶片。

11.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1-10中任一项所述的出风口。

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