CN114096024B - 一种按压式汽车方向盘电加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种按压式汽车方向盘电加热装置，属于电加热技术领域，本发明可以通过按压外加热鼓膜的方式来定点释放出热量进行加热，正常状态通过隔热分层对热量进行隔绝，从而实现良好的保温作用，避免热量无谓的损失，在外加热鼓膜受到挤压后，电源与电磁球接触并进行导电，使得电磁球通电产生磁场，从而对转热磁球进行吸引，转热磁球将电加热网产生的热量通过接触转移至电磁球上，再通过导热管传导至外加热鼓膜上进行加热，且随着按压程度的加深，加热效果也随之增加，与现有的电加热装置相比，本发明的安全系数更高，且可以有效利用热能。

Description

一种按压式汽车方向盘电加热装置

技术领域

本发明涉及电加热技术领域，更具体地说，涉及一种按压式汽车方向盘电加热装置。

背景技术

汽车、轮船、飞机等的操纵行驶方向的轮状装置。其功能是将驾驶员作用到转向盘边缘上的力转变为转矩后传递给转向轴，冬天室外气温降低，在汽车发动到暖气生效需要一段较长的时间，而在这段时间中，驾驶员的手会因为低温天气而变得僵硬，反应变慢，在驾驶的过程极易诱发驾驶事故，因此汽车方向盘自带加热功能已经逐渐成为一种趋势，现在不论高端还是低端车均开始开发电加热方向盘。此功能可以在寒冷的季节可以让方向盘在短时间内变得温暖，让驾驶者握方向盘时不再觉得寒冷不适，增加驾驶的舒适性，减小因低温造成的驾驶事故。

出于安全性和便捷性的考虑，现有的车载方向盘加热垫大多采用的体积较小的电加热方法，其原理与传统的电热毯等用电保温设备相似，其中方向盘加热垫的原理是靠刺绣在加热垫内的电阻丝进行发热。通常情况下就是在方向盘所包裹的外皮里面包裹一层方向盘加热垫，电源线通过方向盘下方与转轴相连接的部位给加热垫上的电阻丝供电。

但是现有的加热垫在电加热时具有一定的危险性，容易出现集中过热的现象，存在发生火灾的威胁，且热量散失较为严重，除却双手握持区域的热量均无法充分得到利用，从而导致能耗较高。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种按压式汽车方向盘电加热装置，可以通过按压外加热鼓膜的方式来定点释放出热量进行加热，正常状态通过隔热分层对热量进行隔绝，从而实现良好的保温作用，避免热量无谓的损失，在外加热鼓膜受到挤压后，电源与电磁球接触并进行导电，使得电磁球通电产生磁场，从而对转热磁球进行吸引，转热磁球将电加热网产生的热量通过接触转移至电磁球上，再通过导热管传导至外加热鼓膜上进行加热，且随着按压程度的加深，加热效果也随之增加，与现有的电加热装置相比，本发明的安全系数更高，且可以有效利用热能。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种按压式汽车方向盘电加热装置，包括环形盘体，所述环形盘体外端开设有多个均匀分布的电加热槽，所述电加热槽外端固定连接有外加热鼓膜，且外加热鼓膜向环形盘体外侧凸起，所述电加热槽开口处固定连接有隔热分层，所述外加热鼓膜内靠近隔热分层一侧设有电磁球，所述外加热鼓膜内端固定连接有与电磁球相对应的电源，所述电磁球与外加热鼓膜之间固定连接有多根均匀分布的导热管，所述外加热鼓膜内端还固定连接有多根均匀分布的直压丝，且直压丝与隔热分层之间相抵触，所述电加热槽内壁固定安装有电加热网，所述电加热网靠近隔热分层一端固定连接有多个转热磁球。

进一步的，所述电源上设置有电性连接的动导电端，所述电磁球靠近电源一端设置有静导电端，在外加热鼓膜受到挤压后，电源上的导电端与电磁球上的静导电端接触并导电，从而使得电磁球通电产生磁场，进而吸引转热磁球与其接触进行热量的转移。

进一步的，所述电磁球包括定位半球、导热半球以及电磁铁，所述定位半球和导热半球对称连接，且定位半球位于靠近电源的一侧，所述电磁铁镶嵌安装于定位半球内侧，且电磁铁与静导电端之间电性连接，定位半球对电磁铁进行支撑和定位，在导电后电磁铁产生磁场对转热磁球进行吸引，使得其与导热半球进行良好的接触导热。

进一步的，所述定位半球采用硬质保温材料制成中空结构，所述导热半球采用弹性导热材料制成中空结构，且导热半球内侧填充有导热油。

进一步的，所述导热半球包括内导热膜、多片外导热鳞片以及多根非弹性拉线，所述外导热鳞片密集覆盖于内导热膜外表面，所述非弹性拉线均匀连接于定位半球和外导热鳞片之间，覆盖有外导热鳞片的内导热膜既可以进行形变提高与转热磁球之间的接触面积，同时可以配合非弹性拉线限制内导热膜仅能向内侧收缩，保证对导热油的挤压效果，使得导热油可以通过导热管进入到外加热鼓膜内进行充分填充，提高对外加热鼓膜的加热效果。

进一步的，所述外加热鼓膜包括外膜、内膜以及多个弹性拉丝，所述外膜位于内膜的外侧，所述弹性拉丝均匀连接于外膜和内膜之间，所述导热管连通于导热半球和外加热鼓膜之间，正常状态下通过弹性拉丝的弹力作用使得外膜和内膜接近贴合状态，无法容纳较多的导热油，从而温度保持正常，在电磁球内的导热油受到转热磁球的加热后，同时被挤压至外加热鼓膜内侧，从而带来热量对外加热鼓膜进行加热。

进一步的，所述转热磁球包括内磁芯、外导热层以及弹性拉伸管，所述外导热层固定连接于内磁芯外端，所述弹性拉伸管固定连接于外导热层和电加热网之间，所述弹性拉伸管内同样填充有导热油，内磁芯可以被电磁铁所吸引然后靠近导热半球，弹性拉伸管可以进行弹性拉伸，并将电加热网产生的热量吸收并传导至外导热层上，进而传导至导热半球内。

进一步的，所述内磁芯的直径大小不一，且外导热层的厚度保持一致，随着外加热鼓膜的挤压程度加深，隔热分层打开的缺口也越大，更大尺寸的转热磁球也可以顺利通过与导热半球进行接触，从而加快热量传输，提高对外加热鼓膜的间接加热效果。

进一步的，所述隔热分层包括多片环形阵列分布的隔热单片，且相邻隔热单片之间互相贴合，正常状态下处于良好的闭合，受到直压丝的挤压后相互分离出现缺口，且挤压越深缺口也越大，供通过的转热磁球尺寸也越大。

进一步的，所述电加热槽内还安装有温度传感器，且温度传感器与电加热网之间电性连接，由于隔热分层的保温效果可以使得热量散失较慢，因此温度传感器在监测到温度未出现明显下降前电加热网可以处于断电状态，从而节省能耗。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案可以通过按压外加热鼓膜的方式来定点释放出热量进行加热，正常状态通过隔热分层对热量进行隔绝，从而实现良好的保温作用，避免热量无谓的损失，在外加热鼓膜受到挤压后，电源与电磁球接触并进行导电，使得电磁球通电产生磁场，从而对转热磁球进行吸引，转热磁球将电加热网产生的热量通过接触转移至电磁球上，再通过导热管传导至外加热鼓膜上进行加热，且随着按压程度的加深，加热效果也随之增加，与现有的电加热装置相比，本发明的安全系数更高，且可以有效利用热能。

（2）本方案电磁球包括定位半球、导热半球以及电磁铁，定位半球和导热半球对称连接，且定位半球位于靠近电源的一侧，电磁铁镶嵌安装于定位半球内侧，且电磁铁与静导电端之间电性连接，定位半球对电磁铁进行支撑和定位，在导电后电磁铁产生磁场对转热磁球进行吸引，使得其与导热半球进行良好的接触导热。

（3）本方案导热半球包括内导热膜、多片外导热鳞片以及多根非弹性拉线，外导热鳞片密集覆盖于内导热膜外表面，非弹性拉线均匀连接于定位半球和外导热鳞片之间，覆盖有外导热鳞片的内导热膜既可以进行形变提高与转热磁球之间的接触面积，同时可以配合非弹性拉线限制内导热膜仅能向内侧收缩，保证对导热油的挤压效果，使得导热油可以通过导热管进入到外加热鼓膜内进行充分填充，提高对外加热鼓膜的加热效果。

（4）本方案外加热鼓膜包括外膜、内膜以及多个弹性拉丝，外膜位于内膜的外侧，弹性拉丝均匀连接于外膜和内膜之间，导热管连通于导热半球和外加热鼓膜之间，正常状态下通过弹性拉丝的弹力作用使得外膜和内膜接近贴合状态，无法容纳较多的导热油，从而温度保持正常，在电磁球内的导热油受到转热磁球的加热后，同时被挤压至外加热鼓膜内侧，从而带来热量对外加热鼓膜进行加热。

（5）本方案转热磁球包括内磁芯、外导热层以及弹性拉伸管，外导热层固定连接于内磁芯外端，弹性拉伸管固定连接于外导热层和电加热网之间，弹性拉伸管内同样填充有导热油，内磁芯可以被电磁铁所吸引然后靠近导热半球，弹性拉伸管可以进行弹性拉伸，并将电加热网产生的热量吸收并传导至外导热层上，进而传导至导热半球内。

（6）本方案隔热分层包括多片环形阵列分布的隔热单片，且相邻隔热单片之间互相贴合，正常状态下处于良好的闭合，受到直压丝的挤压后相互分离出现缺口，且挤压越深缺口也越大，供通过的转热磁球尺寸也越大。

（7）本方案电加热槽内还安装有温度传感器，且温度传感器与电加热网之间电性连接，由于隔热分层的保温效果可以使得热量散失较慢，因此温度传感器在监测到温度未出现明显下降前电加热网可以处于断电状态，从而节省能耗。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为图2中A处的结构示意图；

图4为本发明外加热鼓膜挤压时的结构示意图；

图5为本发明电磁球的结构示意图；

图6为图5中B处的结构示意图；

图7为本发明转热磁球的结构示意图；

图8为本发明隔热分层的结构示意图；

图9为本发明外加热鼓膜的结构示意图；

图10为本发明使用时的结构示意图。

图中标号说明：

1环形盘体、2外加热鼓膜、21外膜、22内膜、23弹性拉丝、3电源、4电磁球、41定位半球、42导热半球、421内导热膜、422外导热鳞片、423非弹性拉线、43电磁铁、5直压丝、6导热管、7隔热分层、71隔热单片、8电加热网、9转热磁球、91内磁芯、92外导热层、93弹性拉伸管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-3，一种按压式汽车方向盘电加热装置，包括环形盘体1，环形盘体1外端开设有多个均匀分布的电加热槽，电加热槽外端固定连接有外加热鼓膜2，且外加热鼓膜2向环形盘体1外侧凸起，电加热槽开口处固定连接有隔热分层7，外加热鼓膜2内靠近隔热分层7一侧设有电磁球4，外加热鼓膜2内端固定连接有与电磁球4相对应的电源3，电磁球4与外加热鼓膜2之间固定连接有多根均匀分布的导热管6，外加热鼓膜2内端还固定连接有多根均匀分布的直压丝5，且直压丝5与隔热分层7之间相抵触，电加热槽内壁固定安装有电加热网8，电加热网8靠近隔热分层7一端固定连接有多个转热磁球9。

请参阅图4，电源3上设置有电性连接的动导电端，电磁球4靠近电源3一端设置有静导电端，在外加热鼓膜2受到挤压后，电源3上的导电端与电磁球4上的静导电端接触并导电，从而使得电磁球4通电产生磁场，进而吸引转热磁球9与其接触进行热量的转移。

请参阅图5，电磁球4包括定位半球41、导热半球42以及电磁铁43，定位半球41和导热半球42对称连接，且定位半球41位于靠近电源3的一侧，电磁铁43镶嵌安装于定位半球41内侧，且电磁铁43与静导电端之间电性连接，定位半球41对电磁铁43进行支撑和定位，在导电后电磁铁43产生磁场对转热磁球9进行吸引，使得其与导热半球42进行良好的接触导热。

定位半球41采用硬质保温材料制成中空结构，导热半球42采用弹性导热材料制成中空结构，且导热半球42内侧填充有导热油。

请参阅图6，导热半球42包括内导热膜421、多片外导热鳞片422以及多根非弹性拉线423，外导热鳞片422密集覆盖于内导热膜421外表面，非弹性拉线423均匀连接于定位半球41和外导热鳞片422之间，覆盖有外导热鳞片422的内导热膜421既可以进行形变提高与转热磁球9之间的接触面积，同时可以配合非弹性拉线423限制内导热膜421仅能向内侧收缩，保证对导热油的挤压效果，使得导热油可以通过导热管6进入到外加热鼓膜2内进行充分填充，提高对外加热鼓膜2的加热效果。

请参阅图9，外加热鼓膜2包括外膜21、内膜22以及多个弹性拉丝23，外膜21位于内膜22的外侧，弹性拉丝23均匀连接于外膜21和内膜22之间，导热管6连通于导热半球42和外加热鼓膜2之间，正常状态下通过弹性拉丝23的弹力作用使得外膜21和内膜22接近贴合状态，无法容纳较多的导热油，从而温度保持正常，在电磁球4内的导热油受到转热磁球9的加热后，同时被挤压至外加热鼓膜2内侧，从而带来热量对外加热鼓膜2进行加热。

请参阅图7，转热磁球9包括内磁芯91、外导热层92以及弹性拉伸管93，外导热层92固定连接于内磁芯91外端，弹性拉伸管93固定连接于外导热层92和电加热网8之间，弹性拉伸管93内同样填充有导热油，内磁芯91可以被电磁铁43所吸引然后靠近导热半球42，弹性拉伸管93可以进行弹性拉伸，并将电加热网8产生的热量吸收并传导至外导热层92上，进而传导至导热半球42内。

内磁芯91的直径大小不一，且外导热层92的厚度保持一致，随着外加热鼓膜2的挤压程度加深，隔热分层7打开的缺口也越大，更大尺寸的转热磁球9也可以顺利通过与导热半球42进行接触，从而加快热量传输，提高对外加热鼓膜2的间接加热效果。

请参阅图8，隔热分层7包括多片环形阵列分布的隔热单片71，且相邻隔热单片71之间互相贴合，正常状态下处于良好的闭合，受到直压丝5的挤压后相互分离出现缺口，且挤压越深缺口也越大，供通过的转热磁球9尺寸也越大。

电加热槽内还安装有温度传感器，且温度传感器与电加热网8之间电性连接，由于隔热分层7的保温效果可以使得热量散失较慢，因此温度传感器在监测到温度未出现明显下降前电加热网8可以处于断电状态，从而节省能耗。

请参阅图10，本发明可以通过按压外加热鼓膜2的方式来定点释放出热量进行加热，正常状态通过隔热分层7对热量进行隔绝，从而实现良好的保温作用，避免热量无谓的损失，在外加热鼓膜2受到挤压后，电源3与电磁球4接触并进行导电，使得电磁球4通电产生磁场，从而对转热磁球9进行吸引，转热磁球9将电加热网8产生的热量通过接触转移至电磁球4上，再通过导热管6传导至外加热鼓膜2上进行加热，且随着按压程度的加深，加热效果也随之增加，与现有的电加热装置相比，本发明的安全系数更高，且可以有效利用热能。

值得注意的是，本电加热装置可以直接集成至方向盘上，也可以集成至方向盘套上，具体情况由技术人员自行选择。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种按压式汽车方向盘电加热装置，包括环形盘体（1），其特征在于：所述环形盘体（1）外端开设有多个均匀分布的电加热槽，所述电加热槽外端固定连接有外加热鼓膜（2），且外加热鼓膜（2）向环形盘体（1）外侧凸起，所述电加热槽开口处固定连接有隔热分层（7），所述外加热鼓膜（2）内靠近隔热分层（7）一侧设有电磁球（4），所述外加热鼓膜（2）内端固定连接有与电磁球（4）相对应的电源（3），所述电磁球（4）与外加热鼓膜（2）之间固定连接有多根均匀分布的导热管（6），所述外加热鼓膜（2）内端还固定连接有多根均匀分布的直压丝（5），且直压丝（5）与隔热分层（7）之间相抵触，所述电加热槽内壁固定安装有电加热网（8），所述电加热网（8）靠近隔热分层（7）一端固定连接有多个转热磁球（9）。

2.根据权利要求1所述的一种按压式汽车方向盘电加热装置，其特征在于：所述电源（3）上设置有电性连接的动导电端，所述电磁球（4）靠近电源（3）一端设置有静导电端。

3.根据权利要求2所述的一种按压式汽车方向盘电加热装置，其特征在于：所述电磁球（4）包括定位半球（41）、导热半球（42）以及电磁铁（43），所述定位半球（41）和导热半球（42）对称连接，且定位半球（41）位于靠近电源（3）的一侧，所述电磁铁（43）镶嵌安装于定位半球（41）内侧，且电磁铁（43）与静导电端之间电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种按压式汽车方向盘电加热装置，其特征在于：所述定位半球（41）采用硬质保温材料制成中空结构，所述导热半球（42）采用弹性导热材料制成中空结构，且导热半球（42）内侧填充有导热油。

5.根据权利要求4所述的一种按压式汽车方向盘电加热装置，其特征在于：所述导热半球（42）包括内导热膜（421）、多片外导热鳞片（422）以及多根非弹性拉线（423），所述外导热鳞片（422）密集覆盖于内导热膜（421）外表面，所述非弹性拉线（423）均匀连接于定位半球（41）和外导热鳞片（422）之间。

6.根据权利要求3所述的一种按压式汽车方向盘电加热装置，其特征在于：所述外加热鼓膜（2）包括外膜（21）、内膜（22）以及多个弹性拉丝（23），所述外膜（21）位于内膜（22）的外侧，所述弹性拉丝（23）均匀连接于外膜（21）和内膜（22）之间，所述导热管（6）连通于导热半球（42）和外加热鼓膜（2）之间。

7.根据权利要求1所述的一种按压式汽车方向盘电加热装置，其特征在于：所述转热磁球（9）包括内磁芯（91）、外导热层（92）以及弹性拉伸管（93），所述外导热层（92）固定连接于内磁芯（91）外端，所述弹性拉伸管（93）固定连接于外导热层（92）和电加热网（8）之间，所述弹性拉伸管（93）内同样填充有导热油。

8.根据权利要求7所述的一种按压式汽车方向盘电加热装置，其特征在于：所述内磁芯（91）的直径大小不一，且外导热层（92）的厚度保持一致。

9.根据权利要求1所述的一种按压式汽车方向盘电加热装置，其特征在于：所述隔热分层（7）包括多片环形阵列分布的隔热单片（71），且相邻隔热单片（71）之间互相贴合。

10.根据权利要求1所述的一种按压式汽车方向盘电加热装置，其特征在于：所述电加热槽内还安装有温度传感器，且温度传感器与电加热网（8）之间电性连接。

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