CN110962548B - 一种传动机构以及具有这种传动机构的汽车出风口和储物盒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种传动机构以及具有这种传动机构的汽车出风口和储物盒，该传动机构包括：挡位离合机构，所述挡位离合机构与一个电机相连；以及多个挡位机构，所述挡位机构包括与对手件连接的输出端，以实现所述电机对所述对手件的控制；通过改变电机的转动方向，实现所述多个挡位机构中的至少一个的输出端与所述挡位离合机构关联并且所述多个挡位机构中的至少另一个的输出端与所述挡位离合机构不关联，以便切换控制的对手件。根据本发明提供的这样一种传动机构，可实现通过单一的动力输入但多组功能的独立输出或联合输出，进一步地，通过将这种传动机构应用于汽车出风口和储物盒，还可通过设置单电机的控制程序，提供具有多种功能的汽车出风口和储物盒。

Description

一种传动机构以及具有这种传动机构的汽车出风口和储物盒

技术领域

本发明涉及一种传动机构，具体可涉及一种传动机构以及具有这种传动机构的汽车出风口和储物盒。

背景技术

近些年，随着智能和电动技术的发展以及使用者对于舒适度及操作体验度的提升，对汽车内零部件功能性需求越来越多，例如可以提高舒适度的电动扶手及提高操作体验度的电动出风口、电动储物箱及电动杯托等。

然而，这类电动产品的每一种功能一般都需要一个电机单独驱动，即一个电机驱动一种功能，多个功能就需要多个电机驱动，这样对车内的设计空间要求和成本要求很高。因此，需要提供一种单动力驱动多组零件以实现多种功能的传动机构。

发明内容

本发明的目的是提供一种传动机构以及具有这种传动机构的汽车出风口和储物盒，从而解决现有技术中电动产品的每一种功能都需要一个电机单独驱动，从而造成汽车内部空间不足以及成本升高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供一种传动机构，包括：挡位离合机构，所述挡位离合机构与一个电机相连；多个挡位机构，所述挡位机构包括与对手件连接的输出端，以实现所述电机对所述对手件的控制；通过改变电机的转动方向，实现所述多个挡位机构中的至少一个的输出端与所述挡位离合机构关联并且所述多个挡位机构中的至少另一个的输出端与所述挡位离合机构不关联，以便切换控制的对手件。

挡位离合机构包括同轴连接的离合器和换挡盘，当离合器绕第一方向转动时，换挡盘保持不动；当离合器绕与第一方向相反的第二方向转动时，换挡盘与离合器同步转动。

响应于电机的转动方向的改变，所述离合器从绕第一方向转动变成绕第二方向转动。

当换挡盘绕第二方向转动时，所述多个挡位机构中的至少一个的输出端与所述挡位离合机构关联并且所述多个挡位机构中的至少另一个的输出端与所述挡位离合机构不关联。

挡位机构包括换挡块和弹簧，其中，换挡块包括与换挡盘上的换挡槽配合的楔块，所述楔块响应于所述弹簧的作用力而进入所述换挡槽中，以实现挡位离合机构与挡位机构的输出端的关联。

根据本发明的一个优选方案，所述换挡槽包括从换挡盘的上端面延伸至换挡槽的底面的斜面，以便于换挡块的楔块在换挡盘绕第二方向转动时克服弹簧的作用力从换挡槽中脱离。

根据本发明的一个优选方案，所述挡位机构还包括间隔布置的上棘齿和下棘齿，当换挡块的楔块进入所述换挡槽中时，上棘齿和下棘齿互相啮合。

根据本发明的一个优选方案，电机通过传动齿轮驱动下棘齿保持转动。

根据本发明的一个优选方案，输出端与上棘齿连接并能够同步运动。

根据本发明的一个优选方案，输出端与对手件通过连杆连接或齿轮连接。

根据本发明的第二方面，提供一种具有上述传动机构的汽车出风口，传动机构的多个挡位机构围绕挡位离合机构布置，所述多个挡位机构与所述汽车出风口的1)前排叶片、2)后排叶片、3)风门以及4)前盖饰板中的至少两个连接，通过改变一个电机的转动方向，实现对与所述挡位机构连接的前排叶片、后排叶片、风门或前盖饰板的单独控制或联合控制。

所述汽车出风口的1)前排叶片、2)后排叶片、3)风门以及4)前盖饰板中的至少一个与所述挡位离合机构关联，并且所述汽车出风口的1)前排叶片、2)后排叶片、3)风门以及4)前盖饰板中的至少另一个与所述挡位离合机构不关联。

根据本发明的一个优选方案，所述挡位机构包括：联动盘、弹簧、换挡块、上棘齿、下棘齿、从动齿轮以及副轴，其中，所述副轴上具有沿径向方向延伸的台阶，所述联动盘、弹簧、换挡块以及上棘齿设置于所述副轴的台阶上方，所述下棘齿、从动齿轮设置于所述副轴的台阶下方。

根据本发明的一个优选方案，所述上棘齿包括棘齿、与棘齿轴向间隔设置的法兰，以及从法兰的上端面延伸出的插槽，所述弹簧套设于上棘齿上且与法兰相抵靠，所述联动盘的背面设有插脚并通过插脚穿过弹簧与插槽连接，所述换挡块的一端设置有卡爪，另一端设置有楔块，其中，所述换挡块通过所述卡爪卡接于上棘齿的棘齿和法兰之间。

根据本发明的一个优选方案，所述挡位离合机构包括：齿轮、离合器、换挡盘以及转轴，其中，所述转轴依次穿过所述齿轮、离合器和换挡盘，所述齿轮与所述离合器的外环配合实现同步转动，所述换挡盘与所述离合器的内环配合实现同步转动。

根据本发明的一个优选方案，所述换挡盘包括多个换挡槽，所述多个换挡槽的区别在于径向宽度不同和/或离所述转轴轴心的径向距离不同，通过所述换挡槽与所述换挡块上楔块的配合实现所述挡位离合机构和挡位机构的联动和非联动。

根据本发明的一个优选方案，所述挡位离合机构的齿轮与所述挡位机构的从动齿轮之间通过传动齿轮连接。

根据本发明的第三方面，提供一种具有上述传动机构的储物盒，所述储物盒包括：基底以及相对所述基底可移动的多个盖板，传动机构的挡位机构的输出端与所述多个盖板分别连接，通过改变一个电机的转动方向，实现对所述多个盖板的单独控制或联合控制。

所述多个盖板在初始状态下处于同一高度而齐平，在工作状态下相对所述基底发生沿竖直方向的移动，从而在所述储物盒上形成不同空间的容纳槽。

根据本发明提供的这样一种传动机构，可实现通过单一的动力输入但多组功能的独立输出或联合输出，进一步地，通过将这种传动机构应用于汽车出风口和储物盒，还可通过设置单电机的控制程序，提供具有多种功能的汽车出风口和储物盒。

总之，根据本发明，提供了一种能够大大节省产品内部空间的、降低生产制造成本的、通过单动力驱动多组零件以实现多种功能的传动机构以及具有这种传动机构的出风口和储物盒。

附图说明

图1a是应用了本发明传动机构的车辆示意图；

图1b是图1a的车内剖视图，标示出了应用本发明传动机构的出风口；

图2是应用本发明传动机构的出风口示意图；

图3是图2中出风口的结构示意图；

图4是本发明传动机构的内部结构示意图，标示出了四个挡位机构；

图5是图4中一个挡位机构和挡位离合机构的连接示意图；

图6是图5中挡位机构的分解结构示意图；

图7是图5中挡位机构的剖视图；

图8是图5中挡位离合机构的换挡盘的结构示意图；

图9是图4中换挡块与换挡盘的俯视图；

图10是应用本发明传动机构的储物盒的结构示意图；

图11是图10中储物盒一种使用状态示意图；

图12是图10中储物盒另一种使用状态示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。

作为举例而非限制，本发明传动机构可应用于如图1a所示的汽车V中，具体地，是应用到如图1b所示的汽车V内部的出风口20或储物盒S中。

如图2所示，在本实施例中，传动机构10的一侧(图中右侧)与出风口20连接，另一侧(图中左侧)与电机30连接，通过电机30驱动传动机构10，继而控制出风口20。具体地，如图3所示，出风口20的左侧设置有与出风口的前排叶片205连接的连杆201，与前盖饰板206连接的连杆202，与出风口的风门(图上不可见)连接的连杆203以及与出风口的后排叶片(图上不可见)连接的齿轮204，通过连杆201，202，203以及齿轮204与传动机构10的连接，实现电机对前排叶片205、后排叶片、风门或前盖饰板206的单独控制或联合控制。

如图4所示，本发明传动机构10包括：挡位离合机构11，以及围绕挡位离合机构11布置的多个挡位机构12。根据布置空间和功能需求可以设计不同数量的挡位机构，本实施例中，设置有4个挡位机构12，13，14，15，其中，挡位机构12控制出风口20的风门；挡位机构13控制出风口的前盖饰板206；挡位机构14控制出风口的前排叶片205；挡位机构15控制出风口的后排叶片。其中，挡位机构12，13，14，15结构大致相同，下面以挡位机构12为例介绍一下挡位机构的组成，它与挡位离合机构11如何连接实现传动功能的输出，以及四个挡位机构的区别。

如图5-7所示，挡位机构12包括联动盘121、弹簧122、换挡块123、上棘齿124、下棘齿125、从动齿轮126和副轴127。副轴127上具有沿径向方向延伸的台阶1271，副轴127的一端穿过上棘齿124，另一端依次穿过下棘齿125和从动齿轮126，使得上棘齿124和下棘齿125分别位于台阶1271的上、下两侧。上棘齿124包括棘齿1243、与棘齿1243轴向间隔设置的法兰1241，以及从法兰1241的上端面延伸出的插槽1242。弹簧122套设在上棘齿124上且与法兰1241的上端面相抵靠。联动盘121包括设置在正面的销孔1211和设置在背面的支脚1212，联动盘121的支脚1212依次穿过传动机构10的壳体13和弹簧122后，再插入上棘齿125的插槽1242中。换挡块123一端设置有卡爪1231，另一端设置有楔块1232，其中，卡爪1231卡接于上棘齿124的棘齿1243和法兰1241之间。

如图5所示，挡位离合机构11包括齿轮111、离合器112、换挡盘113以及转轴114，其中离合器112可以选择超越离合器。转轴114依次穿过齿轮111、离合器112和换挡盘113。齿轮111、离合器112和换挡盘113能够相对于转轴114转动，其中，齿轮111和离合器112通过离合器112外环上的键1121和齿轮111上的槽1111的配合实现同步转动；换挡盘113和离合器112的内环连接。当离合器112中的外环沿第一方向A转动时，齿轮111和离合器112同步转动，但换挡盘113不转动。当离合器112中的外环沿与第一方向A相反的第二方向B转动时，换挡盘113、齿轮111和离合器112一起同步转动。

如图8和图9所示，换挡盘113包括三个换挡槽1131a，1131b，1131c以及位于换挡槽之间的上端面1132。三个换挡槽1131a，1131b，1131c的结构大致相同，以换挡槽1131a为例，换挡槽1131a包括从上端面1132向换挡槽1131a延伸的斜面1133a。三个换挡槽1131a，1131b，1131c的不同点在于径向宽度不同或者离轴心O的径向距离不同。具体地，换挡槽1131a，1131c的径向宽度相同，换挡槽1131b的径向宽度大于换挡槽1131a，1131c；换挡槽1131b，1131c离轴心O的径向距离相同，而换挡槽1131a离轴心O的径向距离大于换挡槽1131b，1131c。换挡槽1131a，1131b，1131c分别与挡位机构12，13，14，15的换挡块上的楔块配合，以实现挡位离合机构11和挡位机构12的联动和非联动。换挡槽1131a，1131b，1131c不同，故挡位机构12，13，14，15的换挡块123，133，143，153上的楔块也不相同。具体地，换挡槽1131a只与挡位机构15的楔块配合，换挡槽1131c只与挡位机构14的楔块配合，而换挡槽1131b可以与挡位机构12，13，14，15的楔块都配合。这就意味着，挡位机构12，13的楔块即使经过换挡槽1131a和换挡槽1131c也不会落进去。

转轴114和副轴127的两端通过螺钉固定在传动机构10的壳体13上，使得从动齿轮126和齿轮111抵靠壳体13的底面，下棘齿125抵靠在副轴127的台阶1271上，弹簧122的一端抵靠壳体12的顶面，另一端抵靠上棘齿124的法兰1241，从而对上棘齿124施加压力，继而对卡接在上棘齿124上的换挡块123施加弹力，以确保换挡块123的楔块1232与换挡盘113始终保持接触，当楔块1232与换挡盘113的换挡槽对齐时，弹簧122施加的弹力能够使得楔块1232进入换挡槽中。联动盘121作为挡位机构12的输出端外露在壳体13外，通过销孔1211和出风口20上的连杆203连接。

与挡位机构12，13，14和连杆203，201，202连接不同，挡位机构15与出风口20的齿轮204连接，用于控制出风口20的后排叶片，故将挡位机构15的输出端更换成锥齿轮151，以便锥齿轮151和齿轮204啮合。锥齿轮151通过与联动盘121的支脚1212相同的支脚1511与挡位机构15的上棘齿155连接并联动，如图4所示。

如图5所示，挡位离合机构11的齿轮111与挡位机构12，13，14，15的从动齿轮(例如从动齿轮126)之间，以及挡位离合机构11的齿轮111与电机30之间通过传动齿轮401，402，403，404连接。

下面介绍挡位离合机构11与挡位机构12，13，14，15之间如何实现换挡的。

如图5所示，当电机30通过传动齿轮401，402，403带动齿轮111沿第一方向A转动时，与齿轮111连接的离合器112也沿第一方向A同步转动，此时，换挡盘113不动，挡位机构12的楔块1232位于换挡盘113的上端面1132上，上棘齿124相对下棘齿125远离，弹簧122被压缩，因此，电机30通过传动齿轮404能够带动从动齿轮126，继而带动下棘齿125沿第一方向A转动，但无法带动上棘齿124转动，也就无法控制出风口20的风门，此时风门可以处于关闭或打开位置。

当需要控制出风口20的风门时，则电机30通过传动齿轮401，402，403带动齿轮111沿与第一方向A相反的第二方向B转动，齿轮111带动离合器112也沿第二方向B转动，此时，换挡盘113也沿第二方向B转动，楔块1232经过换挡槽1131c直到与换挡槽1131b对齐，在弹簧122的作用下楔块1232落入换挡槽1131b中，此时，电机30反转，使得齿轮111和从动齿轮126又沿第一方向A转动，换挡盘113不动。同时，由于楔块1232落入换挡槽1131b中，使得上棘齿124与下棘齿125啮合，故下棘齿125带动上棘齿124一起沿第一方向A转动，上棘齿124又带动联动盘121转动，从而控制与联动盘121相连的风门关闭或者打开。

同理，与前排叶片、后排叶片和前盖饰板相连的挡位机构14，15，13的楔块也可以通过上述方式与换挡盘113的换挡槽连接或分离，在此不再赘述。

借助本发明传动机构，则可以通过设置单电机的控制程序，实现：(1)当挡位机构14的楔块插入换挡盘113的换挡槽1131b，1131c中任意一个或挡位机构15的楔块插入换挡盘113的换挡槽1131a，1131b中任意一个时，驱动前排叶片或后排叶片独立往复转动并调整前排叶片或后排叶片角度以及定位前排叶片或后排叶片到任意位置以控制出风口上下方向或左右方向的吹风；(2)当挡位机构14的楔块和挡位机构15的楔块同时插入换挡盘113的换挡槽中时，驱动前排叶片和后排叶片联合转动并调整前排叶片和后排叶片之间的角度关系以及定位前排叶片或者后排叶片到任意位置以同时控制出风口上下方向或左右方向的吹风；(3)当挡位机构12的楔块插入换挡盘113的换挡槽1131b中时，驱动风门独立往复转动以控制出风口风量；(4)当挡位机构13的楔块插入换挡盘113的换挡槽1131b中时，驱动前盖饰板独立往复转动以遮盖出风口或露出出风口。

虽然本案例公开了四个挡位机构，以实现出风口的四种功能，可以想到是，也可以通过设计更多或更少的挡位机构实现更多或更少功能。

例如，本发明传动机构还可以应用于储物盒上，如图10所示，储物盒包括基底103以及可以相对于基底103移动的多个盖板100，101，102，其中，盖板102包围盖板101，102。盖板100，101，102分别与传动机构10的挡位机构的输出端连接，以控制盖板100，101，102的移动。初始状态时，盖板100，101，102处于同一高度而齐平。如图11所示，当传动机构10控制盖板100向下移动时形成容置手机的凹槽PH，当传动机构10控制盖板101向下移动时形成容置水杯的凹槽CH。如图12所示，当传动机构10控制盖板100，101，102一起向下移动时形成了更大空间的凹槽SH，以容置其它小物件。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (17)

1.一种传动机构，包括：

挡位离合机构，所述挡位离合机构与一个电机相连；以及

多个挡位机构，所述挡位机构包括与对手件连接的输出端，以实现所述电机对所述对手件的控制；

其特征在于，通过改变电机的转动方向，实现所述多个挡位机构中的至少一个的输出端与所述挡位离合机构关联并且所述多个挡位机构中的至少另一个的输出端与所述挡位离合机构不关联，以便切换控制的对手件；挡位离合机构包括同轴连接的离合器和换挡盘，当离合器绕第一方向转动时，换挡盘保持不动；当离合器绕与第一方向相反的第二方向转动时，换挡盘与离合器同步转动；当换挡盘绕第二方向转动时，所述多个挡位机构中的至少一个的输出端与所述挡位离合机构关联并且所述多个挡位机构中的至少另一个的输出端与所述挡位离合机构不关联。

2.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于，响应于电机的转动方向的改变，所述离合器从绕第一方向转动变成绕第二方向转动。

3.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于，挡位机构包括换挡块和弹簧，其中，换挡块包括与换挡盘上的换挡槽配合的楔块，所述楔块响应于所述弹簧的作用力而进入所述换挡槽中，以实现挡位离合机构与挡位机构的输出端的关联。

4.根据权利要求3所述的传动机构，其特征在于，所述换挡槽包括从换挡盘的上端面延伸至换挡槽的底面的斜面，以便于换挡块的楔块在换挡盘绕第二方向转动时克服弹簧的作用力从换挡槽中脱离。

5.根据权利要求3所述的传动机构，其特征在于，所述挡位机构还包括间隔布置的上棘齿和下棘齿，当换挡块的楔块进入所述换挡槽中时，上棘齿和下棘齿互相啮合。

6.根据权利要求5所述的传动机构，其特征在于，电机通过传动齿轮驱动下棘齿保持转动。

7.根据权利要求5所述的传动机构，其特征在于，输出端与上棘齿连接并能够同步运动。

8.根据权利要求7所述的传动机构，其特征在于，输出端与对手件通过连杆连接或齿轮连接。

9.一种具有根据权利要求1-8中任意一项所述的传动机构的汽车出风口，其特征在于，传动机构的多个挡位机构围绕挡位离合机构布置，所述多个挡位机构与所述汽车出风口的1）前排叶片、2）后排叶片、3）风门以及4）前盖饰板中的至少两个连接，通过改变一个电机的转动方向，实现对与所述挡位机构连接的前排叶片、后排叶片、风门或前盖饰板的单独控制或联合控制。

10.根据权利要求9所述的汽车出风口，其特征在于，所述汽车出风口的1）前排叶片、2）后排叶片、3）风门以及4）前盖饰板中的至少一个与所述挡位离合机构关联，并且所述汽车出风口的1）前排叶片、2）后排叶片、3）风门以及4）前盖饰板中的至少另一个与所述挡位离合机构不关联。

11.根据权利要求9所述的汽车出风口，其特征在于，所述挡位机构包括：联动盘、弹簧、换挡块、上棘齿、下棘齿、从动齿轮以及副轴，其中，所述副轴上具有沿径向方向延伸的台阶，所述联动盘、弹簧、换挡块以及上棘齿设置于所述副轴的台阶上方，所述下棘齿、从动齿轮设置于所述副轴的台阶下方。

12.根据权利要求11所述的汽车出风口，其特征在于，所述上棘齿包括棘齿、与棘齿轴向间隔设置的法兰，以及从法兰的上端面延伸出的插槽，所述弹簧套设于上棘齿上且与法兰相抵靠，所述联动盘的背面设有插脚并通过插脚穿过弹簧与插槽连接，所述换挡块的一端设置有卡爪，另一端设置有楔块，其中，所述换挡块通过所述卡爪卡接于上棘齿的棘齿和法兰之间。

13.根据权利要求12所述的汽车出风口，其特征在于，所述挡位离合机构包括：齿轮、离合器、换挡盘以及转轴，其中，所述转轴依次穿过所述齿轮、离合器和换挡盘，所述齿轮与所述离合器的外环配合实现同步转动，所述换挡盘与所述离合器的内环配合实现同步转动。

14.根据权利要求13所述的汽车出风口，其特征在于，所述换挡盘包括多个换挡槽，所述多个换挡槽的区别在于径向宽度不同和/或离所述转轴轴心的径向距离不同，通过所述换挡槽与所述换挡块上楔块的配合实现所述挡位离合机构和挡位机构的联动和非联动。

15.根据权利要求13所述的汽车出风口，其特征在于，所述挡位离合机构的齿轮与所述挡位机构的从动齿轮之间通过传动齿轮连接。

16.一种具有根据权利要求1-8中任意一项所述的传动机构的储物盒，其特征在于，所述储物盒包括：基底以及相对所述基底可移动的多个盖板，传动机构的挡位机构的输出端与所述多个盖板分别连接，通过改变一个电机的转动方向，实现对所述多个盖板的单独控制或联合控制。

17.据权利要求16所述的储物盒，其特征在于，所述多个盖板在初始状态下处于同一高度而齐平，在工作状态下相对所述基底发生沿竖直方向的移动，从而在所述储物盒上形成不同空间的容纳槽。

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