CN117103947A - 车顶通风系统 - Google Patents

Abstract

一种车顶通风系统，包括可在伺服电机(14)输出扭矩的条件下驱动的刚性固定在执行机构(13)和旋转铰链(16)上的可相对于底板(17)起翘的通风板(11)，其技术要点是：伺服电机(14)的输出端设有齿轮(134)；底板(17)上沿横向间隔设有若干通风口(171)；执行机构(13)包括用于固定通风板(11)的通风板支架(135)、用于固定底板(17)的固定支架(131)、由伺服电机(14)驱动的绕固定支架(131)旋转的U形转臂(132)、以双枢转轴配合在U形转臂(132)和通风板支架(135)之间的支撑臂(133)。其具有结构简单紧凑、通风换气效率高、风噪更小的优点。

Description

车顶通风系统

技术领域

本发明涉及汽车顶篷的通风结构，具体说是一种车顶通风系统。

背景技术

现有的汽车全景天窗系统中，如公开号CN204605475U的实用新型专利公开的一种汽车全景天窗。该技术方案中，如说明书0038段记载的，若要实现通风透气功能，则需要启动驱动电机总成8，驱动第一天窗玻璃2，先起翘然后沿滑轨4向后运动一定距离，实现与小天窗类似的通风透气功能。

但是，显而易见的，该通风透气方式主要是利用负压换气的原理，根据空气动力学，依靠汽车在行驶时气流在车顶快速流动形成车内的负压，将车内污浊的空气抽出，新鲜空气从进气口补充的方式进行通风换气。相比于侧窗换气，风噪更小。

为了进一步减小风噪，黄磊在《汽车天窗风振问题的研究》中提到，迎风状态下通过减少天窗玻璃的开口，大幅度地降低声压级（30dB），解决了风振问题。为满足乘客大开口的通风需要，在玻璃打开的状态下，采用网状挡风条的设计在逆风情况下，同样起到克服风振的作用。但是，如文中表1、表2所示的，车速50km/h和112km/h时，采用挡风条在玻璃全开或半开的情况下仍会产生较大风噪。

可见，现有的技术方案中仅采用顶部开口的通风换气效果仍然有限，且降噪效果并不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种车顶通风系统，从根本上解决了上述问题，其具有结构简单紧凑、通风换气效率高、风噪更小的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：该车顶通风系统，包括可在伺服电机输出扭矩的条件下驱动的刚性固定在执行机构和旋转铰链上的可相对于底板起翘的通风板，其技术要点是：

伺服电机的输出端设有齿轮；

通风板在最低起翘位时，通风板与底板之间通过固定在底板上的密封条密封；

底板上沿横向间隔设有若干通风口；

执行机构包括用于固定通风板的通风板支架、用于固定底板的固定支架、由伺服电机驱动的绕固定支架旋转的U形转臂、以双枢转轴配合在U形转臂和通风板支架之间的支撑臂；

支撑臂为条形结构，其两端分别设有用于枢转配合通风板支架的上枢转孔、与U形转臂枢转配合的下枢转孔；

U形转臂由连接部、立壁部、驱动部构成U形结构，驱动部上设有与齿轮配合的齿轮孔，连接部上设有与齿轮孔同轴的转臂枢转孔以及与支撑臂枢转配合的支撑臂安装孔，支撑臂安装孔的侧部设有转臂凸块；

固定支架上设有与转臂枢转孔同轴配合的转臂固定孔，转臂固定孔侧部设有所在平面与固定支架的竖直面相交的支架凸块；

伺服电机通过齿轮驱动U形转臂旋转，当支撑臂安装孔位于转臂枢转孔上方时，U形转臂处于第一工作位，此时转臂凸块的下表面由支架凸块的上表面支撑限位；当支撑臂安装孔位于转臂枢转孔下方时，U形转臂处于第二工作位，此时转臂枢转孔的上表面由支架凸块的下表面支撑限位。

进一步的，当U形转臂位于第一或第二工作位时，上枢转孔与下枢转孔连线相互重合作为基线；当U形转臂由第一工作位向第二工作位旋转时，上枢转孔与下枢转孔连线的下部端点先离开基线向支架凸块的背离侧运动，然后回归到基线上。

进一步的，伺服电机通过电机支架固定在底板上。

进一步的，支架凸块的所在平面垂直于竖直面。

本发明还提供了一种采用上述车顶通风系统的汽车车顶，其技术要点是：包括依次设置的前风挡玻璃、车顶玻璃、后风挡玻璃，其技术要点是：车顶通风系统位于前风挡玻璃和车顶玻璃之间或者车顶玻璃和后风挡玻璃之间。

本发明的有益效果：当车顶玻璃采用固定式的全景天窗时，可通过开启位于车顶玻璃前侧或后侧的车顶通风系统的通风板，实现大口径通风换气。

当车顶玻璃采用可开启的滑动式全景天窗时（车顶通风系统位于车顶玻璃的后侧），同时开启车顶通风系统和车顶玻璃，部分气流贴近车顶玻璃沿车顶通风系统的通风板向后流动；部分气流由车顶玻璃的前侧开口进入车内，然后由底板的通风口流出，从而在降低风阻、风噪的前提下，实现车内侧空气的完全换气流通，有效提高了换气效率。

附图说明

图1为本发明其中一种实施方式使用状态的结构示意图。

图2为本发明另一种实施方式使用状态的结构示意图。

图3为本发明车顶通风系统的分解结构示意图。

图4为本发明底板的等轴侧视结构示意图。

图4a为图4中A部分的局部放大结构示意图。

图4b为图4中B部分的局部放大结构示意图。

图5为本发明通风板的等轴侧视结构示意图。

图5a为图5中C部分的局部放大结构示意图。

图6为本发明车顶通风系统的剖视结构示意图。

图7为本发明执行机构的等轴侧视结构示意图。

图7a为图7的分解结构示意图。

图8为本发明两种工作状态的示意图。

图9为本发明其中一侧执行机构的动作原理示意图。

具体实施方式

以下结合图1~9，通过具体实施例详细说明本发明的具体内容。

实施例1

如图1、图3所示，车顶通风系统1，通常被设置在车顶玻璃3的前端，与前风挡玻璃2相邻。车顶通风系统1具体包括固定于车顶框架（图中未示出)上的底板17、可相对于底板17起翘的通风板11、位于通风板11与底板17之间的密封条12、用于驱动通风板11相对于底板17动作的执行机构13以及向执行机构13输出扭矩的伺服电机14。如图3、图4、图4a、图4b所示，底板17上设有一个以上沿车辆横向排列的通风口171，底板17两侧设有用于安装执行机构13的槽口，底板17前端两侧设有用于安装旋转铰链16的嵌槽。如图6所示，密封条12环绕在通风板11周圈，形成环状封闭空间。

如图5、图5a所示，通风板11的前端通过旋转铰链16可枢转的安装在底板17上，并在其间设置了底部固定在底板17上的密封条12。当通风板11开启时，通风板11自身远离密封条12，通风板11通过其连接耳111与转轴161枢转配合。通风板11的后端刚性固定在执行机构13的通风板支架135的水平安装面上，并且在伺服电机14的驱动下通过执行机构13可相对于底板17起翘。

如图7、图7a所示，执行机构13优选采用结构与位置对称设置的一对，以车辆左侧的执行机构13为例，执行机构13包括依次设置的用于固定底板17的固定支架131、U形转臂132、支撑臂133、用于固定通风板11的通风板支架135。其中，U形转臂132由伺服电机14通过向其输出扭矩的方式驱动。伺服电机14输出轴与齿轮134刚性连接，并且齿轮134可嵌入在U形转臂132的齿轮孔1323。U形转臂132通过采用折弯结构，可将连接部1326所在平面与支撑臂133的上半部间隔开，为第一铆钉1361预留安装空间。使用时，伺服电机14通过输出扭矩的方式驱动其输出端的齿轮134，齿轮134带动U形转臂132绕第二铆钉1362的所在转轴旋转，进而驱动支撑臂133和通风板支架135的升降，进而最终实现通风板11的升降。由于支撑臂133在升降时，其上枢转孔1332和下枢转孔1331连线底部发生与支架凸块1312相背离的动作，有效减小了通风板11起翘开启时的阻力。

固定支架131包括所在平面相交的上安装面1313和竖直面1314、与上安装面1313和竖直面1314同时相交的支架凸块1312、轴孔垂直于竖直面1314的转臂固定孔1311。

U形转臂132包括由连接部1326、立壁部1325、驱动部1327构成的U形主体结构。其中，连接部1326与驱动部1327所在平面相互平行，连接部1326上设有与转臂固定孔1311同轴的由第二铆钉1362枢转的转臂枢转孔1322，驱动部1327上设有与转臂枢转孔1322和转臂固定孔1311同轴的齿轮孔1323，连接部1326上与支架凸块1312的相对侧还设有位于连接部1326平面上的转臂凸块1324，连接部1326上还设有用于连接支撑臂133的支撑臂安装孔1321。立壁部1325和转臂凸块1324作为固定支架131的起止行程限位结构，使其分别在执行机构13关闭与开启位置时，与支架凸块1312的下表面和上表面贴合。

支撑臂133包括一条状主板，条状主板上设有用于通风板支架135和第一铆钉1361枢转配合的上枢转孔1332、用于与U形转臂132的支撑臂安装孔1321和第三铆钉1363枢转配合的下枢转孔1331。

通风板支架135包括折角形的片状主体，其上安装平面与固定支架131的上安装面1313联动，其竖直面上设有与上枢转孔1332枢转配合的支架安装通孔1351。

如图8、图9所示，当伺服电机14带动U形转臂132正向旋转时，U形转臂132将支撑臂133向上顶起，从而驱动固定在支撑臂133上的通风板11起翘。当通风板11起翘后，底板17上预设的通风口171将车内与车外贯通，实现空气流通、通风换气功能；

同理，当伺服电机14带动U形转臂132反转时，U形转臂132将支撑臂133向下收回，从而驱动固定在支撑臂133上的通风板11下降关闭，并与密封条12保持密封，将通风板11上的通风口171与车外隔断。

实施例2

如图2所示，车顶通风系统1也可以设置在车顶玻璃3的后端，与后风挡玻璃4相邻。车顶通风系统1的结构与实施例1相同。

1 车顶通风系统、11 通风板、111 连接耳、12 密封条、13 执行机构、131 固定支架、1311 转臂固定孔、1312 支架凸块、1313 上安装面、1314 竖直面、132 U形转臂、1321支撑臂安装孔、1322 转臂枢转孔、1323 齿轮孔、1324 转臂凸块、1325 立壁部、1326 连接部、1327 驱动部、133 支撑臂、1331 下枢转孔、1332 上枢转孔、134 齿轮、135 通风板支架、1351 支架安装通孔、1361 第一铆钉、1362 第二铆钉、1363 第三铆钉、14 伺服电机、15电机支架、16 旋转铰链、161 转轴、17 底板、171 通风口；

2 前风挡玻璃；

3 车顶玻璃；

4 后风挡玻璃。

Claims (5)

1.一种车顶通风系统，包括可在伺服电机(14)输出扭矩的条件下驱动的刚性固定在执行机构(13)和旋转铰链(16)上的可相对于底板(17)起翘的通风板(11)，其特征在于：

伺服电机(14)的输出端设有齿轮(134)；

通风板(11)在最低起翘位时，通风板(11)与底板(17)之间通过固定在底板(17)上的密封条(12)密封；

底板(17)上沿横向间隔设有若干通风口(171)；

执行机构(13)包括用于固定通风板(11)的通风板支架(135)、用于固定底板(17)的固定支架(131)、由伺服电机(14)驱动的绕固定支架(131)旋转的U形转臂(132)、以双枢转轴配合在U形转臂(132)和通风板支架(135)之间的支撑臂(133)；

支撑臂(133)为条形结构，其两端分别设有用于枢转配合通风板支架(135)的上枢转孔(1332)、与U形转臂(132)枢转配合的下枢转孔(1331)；

U形转臂(132)由连接部(1326)、立壁部(1325)、驱动部(1327)构成U形结构，驱动部(1327)上设有与齿轮(134)配合的齿轮孔(1323)，连接部(1326)上设有与齿轮孔(1323)同轴的转臂枢转孔(1322)以及与支撑臂(133)枢转配合的支撑臂安装孔(1321)，支撑臂安装孔(1321)的侧部设有转臂凸块(1324)；

固定支架(131)上设有与转臂枢转孔(1322)同轴配合的转臂固定孔(1311)，转臂固定孔(1311)侧部设有所在平面与固定支架(131)的竖直面(1314)相交的支架凸块(1312)；

伺服电机(14)通过齿轮(134)驱动U形转臂(132)旋转，当支撑臂安装孔(1321)位于转臂枢转孔(1322)上方时，U形转臂(132)处于第一工作位，此时转臂凸块(1324)的下表面由支架凸块(1312)的上表面支撑限位；当支撑臂安装孔(1321)位于转臂枢转孔(1322)下方时，U形转臂(132)处于第二工作位，此时转臂枢转孔(1322)的上表面由支架凸块(1312)的下表面支撑限位。

2.根据权利要求1所述的车顶通风系统，其特征在于：当U形转臂(132)位于第一或第二工作位时，上枢转孔(1332)与下枢转孔(1331)连线相互重合作为基线；当U形转臂(132)由第一工作位向第二工作位旋转时，上枢转孔(1332)与下枢转孔(1331)连线的下部端点先离开基线向支架凸块(1312)的背离侧运动，然后回归到基线上。

3.根据权利要求1或2所述的车顶通风系统，其特征在于：伺服电机(14)通过电机支架(15)固定在底板(17)上。

4.根据权利要求1或2所述的车顶通风系统，其特征在于：支架凸块(1312)的所在平面垂直于竖直面(1314)。

5.一种采用权利要求1所述的车顶通风系统的汽车车顶，其特征在于：包括依次设置的前风挡玻璃(2)、车顶玻璃(3)、后风挡玻璃(4)，其特征在于：车顶通风系统(1)位于前风挡玻璃(2)和车顶玻璃(3)之间或者车顶玻璃(3)和后风挡玻璃(4)之间。