用於車輛的hvac系統的門致動器的製作方法
2023-12-05 06:51:26 1
專利名稱：用於車輛的hvac系統的門致動器的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及用於車輛的採暖通風空調(HVAC)系統的門致動器，更加具體而言，涉及用於車輛的HVAC系統的門致動器，其包括變速齒輪裝置，該變速齒輪裝置選擇性地與多個驅動齒輪相接合，從而使得多個門通過單一電機而被致動。
背景技術：
總體而言，HVAC系統的功能是使車輛的內部溫度、溼度和空氣清潔度以及氣流保持令人滿意。HVAC系統在殼體中具有通道，以對送風機吹送的空氣進行導向。熱交換器設在所述通道當中，以對吹送空氣進行加熱或冷卻。此外，多個門安裝至HVAC系統，從而將已經被熱交換器冷卻或加熱的冷空氣或暖空氣分配至車輛的各自部分當中。這種HVAC系統主要包括進氣功能、模式功能和溫度功能。進氣功能將周圍空氣引入到車輛當中或者使得空氣在車輛中循環。模式功能對從HVAC系統的管道流入到通風口或者地板的空氣方向進行控制。溫度功能對與暖空氣進行混合的冷空氣量進行控制，從而使得所需溫度的空氣流入到車輛當中。同時，如圖5A所示，在HVAC系統3的側面上分別安裝了執行模式功能的模式門致動器1和執行溫度功能的溫度門致動器2，從而對模式門和溫度門進行致動。例如，如圖5B所示，傳統的門致動器包括一對上殼體和下殼體10，各個部件以預定形狀模製在該殼體10中；電機11，該電機11設在上殼體和下殼體10當中，並響應與外部信號而前後轉動；蝸杆齒輪12，該蝸杆齒輪12機械地連接至電機11的一端以控制電機 11的扭矩和速率；齒輪裝置G，該齒輪裝置G具有斜齒輪13和正齒輪14和15 ；以及正齒輪 16，該正齒輪16與齒輪裝置G相接合以驅動所述門。然而，傳統的門致動器的問題在於用來驅動模式門的模式門致動器和用來驅動溫度門的溫度門致動器分別設置在HVAC系統當中，從而由於使用了兩個門致動器，因此產品的成本較高，具有更多的組裝工藝並且空間利用率很糟。
發明內容
因此，本發明已經謹記現有技術中所發生的問題，並且本發明的各個方面提供了一種用於車輛的HVAC系統的門致動器，其用來使用單一電機而驅動多個門。本發明的某些方面提供了一種用於車輛的HVAC系統的門致動器，包括驅動電機、致動齒輪、變速齒輪裝置、螺線管裝置、第一驅動齒輪、和第二驅動齒輪。所述驅動電機具有蝸輪並且容置在殼體中。所述致動齒輪在其外周上具有與所述蝸輪接合的蝸杆螺紋， 其中致動螺紋部設在所述致動齒輪的表面上。所述變速齒輪裝置鉸接至所述殼體並與所述致動螺紋部能夠轉動地接合。所述螺線管裝置在第一或第二方向上轉動所述變速齒輪裝置。所述第一驅動齒輪設在所述殼體的預定位置上，以與在第一方向上轉動的變速齒輪裝置相接合。所述第二驅動齒輪設在所述殼體的預定位置上，以與在第二方向上轉動的變速齒輪裝置相接合。所述的門致動器還可以包括第一輸出齒輪，該第一輸出齒輪與所述第一驅動齒輪接合，並且該第一輸出齒輪被驅動以將驅動力傳遞至溫度門，該溫度門控制溫度；以及第二輸出齒輪，該第二輸出齒輪與所述第二驅動齒輪接合，並且該第二輸出齒輪被驅動以將驅動力傳遞至模式門，該模式門控制風向。所述變速齒輪裝置可以包括主齒輪，該主齒輪通過轉動軸鉸接至所述殼體，並且該主齒輪的第一部分與所述致動螺紋部相接合；副齒輪，該副齒輪與所述主齒輪的第二部分相接合；以及轉動構件，該轉動構件將所述主齒輪與所述副齒輪連接在一起，以使得所述副齒輪繞所述主齒輪的轉動軸轉動。所述螺線管裝置可以包括電磁閥，該電磁閥安裝至所述殼體的預定部分；以及致動杆，該致動杆連接至所述電磁閥從而前後移動，並且當操作所述電磁閥的時候，該致動杆在所述第一或第二方向上轉動所述變速齒輪裝置。所述門致動器還可以包括約束杆，該約束杆的中心部分鉸接至所述殼體，以在所述變速齒輪裝置轉動的時候對所述第一輸出齒輪或第二輸出齒輪進行約束。所述約束杆可以包括鉸接構件，該鉸接構件的中心部分鉸接至所述殼體；移動凹槽，該移動凹槽形成在所述鉸接構件的第一端當中，以使得與所述變速齒輪裝置的轉動結合在一起而進行操作，且該移動凹槽對所述變速齒輪裝置的轉動部進行約束；以及止擋件，該止擋件設在所述鉸接構件的第二端上，以使得當所述鉸接構件轉動的時候，該止擋件被所述第一或第二輸出齒輪止擋。
圖1是顯示根據本發明的示例性的用於車輛的HVAC系統的門致動器的結構的立體圖。圖2是顯示了圖1的門致動器的仰視圖。圖3是顯示根據本發明的示例性的用於車輛的HVAC系統的門致動器的平面圖。圖4A是顯示根據本發明的示例性的用於車輛的HVAC系統的門致動器的第一驅動齒輪的操作的視圖。圖4B是顯示根據本發明的示例性的用於車輛的HVAC系統的門致動器的第二驅動齒輪的操作的視圖。圖5A是顯示傳統的用於車輛的HVAC系統的立體圖；以及圖5B是顯示傳統的用於車輛的HVAC系統的門致動器的結構的立體分解圖。
具體實施例方式接下來將具體參考本發明的各個實施例，在附圖中和以下的描述中示出了這些實施例的實例。雖然本發明與示例性實施例相結合進行描述，但是應當了解，本說明書並非旨在將本發明限制為那些示例性實施例。相反，本發明旨在不但覆蓋這些示例性實施例，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍之內的各種替換、修改、 等效形式以及其它實施例。如圖1和圖2所示，根據本發明的門致動器設在HVAC系統上，以使用單一的驅動電機100驅動多個門。為此，所述門驅動器包括驅動電機100、致動齒輪200、變速齒輪裝置300、螺線管裝置400、第一驅動齒輪510、第二驅動齒輪520、第一輸出齒輪610、第二輸出齒輪620和約束杆700。首先將簡述所述門致動器的主要結構。驅動電機100通過蝸輪110向致動器提供了致動力。蝸輪110可以順時針或逆時針轉動，並且所述門致動器可以取決於蝸輪110的轉動方向而開啟或者關閉門。致動齒輪200的功能是將所述致動力從驅動電機100的蝸輪110傳遞至變速齒輪裝置300。為此，致動齒輪200在其外周上具有蝸杆螺紋210，該蝸杆螺紋210與蝸輪110 嚙合。致動螺紋部220設在致動齒輪200的表面上以與變速齒輪裝置300相接合。變速齒輪裝置300與致動齒輪200的致動螺紋部220相接合，以在相反的方向上轉動。這種轉動結構使得變速齒輪裝置300選擇地連結至第一或第二驅動齒輪510或520。 在此，變速齒輪裝置300通過螺線管裝置400而進行轉動。螺旋管裝置400推動或拉動變速齒輪裝置300，從而轉動該變速齒輪裝置300。優選地，螺線管裝置400布置成垂直於正在轉動的變速齒輪裝置300，並使得約束杆700轉動， 從而對以下將要進行描述的第一或第二輸出齒輪610或620進行約束。約束杆700的轉動方向通過螺線管裝置400的操作而與變速齒輪裝置300的轉動方向相反。當第二輸出齒輪620被操作的時候，約束杆700對第一輸出齒輪610進行約束， 並在第一輸出齒輪610被操作的時候對第二輸出齒輪620進行約束。為了更清晰的說明上述結構，將參考附圖在下面對根據各個實施例的結構進行詳細描述。如圖1至3所示，驅動電機100安裝在諸如HVAC系統的殼體800的基底上，且驅動電機100在其轉動軸上具有蝸輪110，該蝸輪110與致動齒輪200相接合。蝸輪110垂直於致動齒輪200布置，並通過待被驅動的致動齒輪200而連接至變速齒輪裝置300。將會理解，所述基底可以是容納所述驅動電機、蝸輪、齒輪、變速齒輪裝置和/或其他零件的殼體， 例如所示的殼體800。變速齒輪裝置300通過轉動軸301而鉸接至殼體800，且該變速齒輪裝置300通過致動齒輪200的轉動而進行轉動。這種變速齒輪裝置300包括主齒輪310、副齒輪320和轉動構件330。變速齒輪裝置300的主齒輪310包括正齒輪，該正齒輪通過轉動軸301鉸接至殼體800。主齒輪310的一部分與致動螺紋部220相接合，從而致動齒輪200的致動力被傳遞至主齒輪310。副齒輪320包括正齒輪，該正齒輪與主齒輪310的另一部分相接合，並在主齒輪310轉動的時候沿著主齒輪310的外周移動。轉動構件330將主齒輪310的轉動軸 301與副齒輪320的轉動軸連接起來，並對副齒輪320的移動進行導向，從而副齒輪320繞著主齒輪310的轉動軸301進行轉動。螺線管裝置400安裝在殼體800的一定位置上，並在相反方向上使得變速齒輪裝置300進行轉動。為此，螺線管裝置400包括電磁閥410和致動杆420，該電磁閥410安裝至殼體800的一部分上，致動杆420連接至電磁閥410的方式使得該致動杆420前後移動。 優選地，致動杆420布置在變速齒輪裝置300的側面，從而致動杆420的前端連接至以下將會描述的約束杆700的連接突緣740。連接突緣740具有空間(圖中未示)，致動杆420的前端能夠在該空間中移動以用於致動杆420的平穩操作。亦即，如果電磁閥410響應於控制裝置(圖中未示)的致動信號而被操作的話，致動杆420通過電磁閥410的操作而相對於電磁閥410前後移動。在此，由於致動杆420布置在變速齒輪裝置300的側面，因此它可以在相反的方向上轉動變速齒輪裝置300。在各種實施例當中，致動杆420連接至約束杆700的連接突緣740。然而，本發明並不限定於所公開的實施例。亦即，致動杆420可以連接至變速齒輪裝置300的轉動構件 330，從而在致動杆420前後移動的時候轉動變速齒輪裝置300的轉動構件330。第一驅動齒輪510設在殼體800的一定位置下，並選擇性地與被轉動的變速齒輪裝置300相接合。第一驅動齒輪510在其外周上包括第一驅動螺紋511，該第一驅動螺紋 511可以與變速齒輪裝置300的副齒輪320相接合。第一驅動螺紋部512設在第一驅動齒輪510的表面上以與第一輸出齒輪610相接合。例如，在副齒輪320通過在一個方向上轉動的變速齒輪裝置300而與第一驅動螺紋511相接合的狀態下，當驅動電機100的蝸輪110轉動的時候，蝸輪110的轉動力通過變速齒輪裝置300而傳遞至第一驅動齒輪510，並且該轉動力通過第一驅動齒輪510的第一驅動螺紋部512而傳遞至第一輸出齒輪610。第二驅動齒輪520設在殼體800的一定位置下，並選擇性地與被轉動的變速齒輪裝置300相接合。第二驅動齒輪520在其外周上包括第二驅動螺紋521，該第二驅動螺紋 511可以與變速齒輪裝置300的副齒輪320相接合。第二驅動螺紋部522設在第二驅動齒輪520的表面上以與第二輸出齒輪620相接合。亦即，當副齒輪320通過在另一個方向上轉動的變速齒輪裝置300而與第二驅動齒輪520的第二驅動螺紋521相接合之後，當驅動電機100的蝸輪110轉動的時候，蝸輪 110的轉動力通過變速齒輪裝置300而傳遞至第二驅動齒輪520，並且該轉動力通過第二驅動齒輪520的第二驅動螺紋部522而傳遞至第二輸出齒輪620。在各個實施例當中，第一驅動齒輪510直接與第一輸出齒輪610相接合，並且第二驅動齒輪520直接與第二輸出齒輪620相接合。多個正齒輪(圖中未示)可以設在在第一驅動齒輪510和第一輸出齒輪610之間或者設在第二驅動齒輪520和第二輸出齒輪620 之間，從而通過改變齒數比來調節轉動力，或者改變齒輪的轉動方向。在此，正齒輪是用來在齒輪之間傳遞轉動力的普通正齒輪。可以使用奇數個或偶數個正齒輪來改變齒輪轉動方向。第一輸出齒輪610設在殼體800的一定位置中，以使得與第一驅動齒輪510相結合來進行操作，並將驅動力傳遞至溫度門，該溫度門對溫度進行控制。亦即，由於第一輸出齒輪610與第一驅動齒輪510的第一驅動螺紋部512相接合，因此可以將第一驅動齒輪510 的轉動力傳遞至所述溫度門。第二輸出齒輪620設在殼體800的一定位置中，以使得與第二驅動齒輪520相結合來進行操作，並將驅動力傳遞至模式門，該模式門控制風向。亦即，由於第二輸出齒輪620 與第二驅動齒輪520的第二驅動螺紋部522相接合，因此可以將第二驅動齒輪520的轉動力傳遞至所述模式門。在各個實施例當中，第一輸出齒輪610連接至所述溫度門以致動該溫度門，第二輸出齒輪620連接至模式門以致動該模式門。然而，第一輸出齒輪610可以連接至模式門， 而第二輸出齒輪620可以連接至溫度門，以適配周圍部件所影響到的設計狀況。第一輸出齒輪610或第二輸出齒輪620選擇性地被約束杆700進行約束。約束杆700的中心部分鉸接至殼體800，並在另一個輸出齒輪進行操作的時候對一個輸出齒輪進行約束。詳細而言，當第一輸出齒輪610被驅動電機100操作的時候，約束杆700對第二輸出齒輪620進行約束，而當第二輸出齒輪620被驅動電機100操作的時候， 該約束杆700對第一輸出齒輪610進行約束。為了實現上述操作，約束杆700可以包括鉸接構件710、移動凹槽720和止擋件 730。約束杆700的中心部分通過鉸接軸710而鉸接至殼體800，其鉸接方式使得鉸接構件710的相對的端部被轉動。移動凹槽720形成在鉸接構件710的一個端部中以約束副齒輪320的轉動軸。止擋件730設在鉸接構件710的另一端上，並在其外周上具有螺紋，從而當鉸接構件710轉動的時候，止擋件730被第一或第二輸出齒輪610或620阻擋。從而，當副齒輪320轉動至殼體800的一側並與第一驅動齒輪510相接合的時候， 約束杆700的另一端轉動至殼體800的另一側，從而止擋件730與第二輸出齒輪620相接合。同時，當副齒輪320轉動至殼體800的另一側並與第二驅動齒輪520相接合的時候，約束杆700的另一端轉動至殼體800的一側，從而止擋件730與第一輸出齒輪610相接合。優選地，為了對約束杆700進行平穩的轉動，鉸接軸701和移動凹槽720之間的間隔距離變得較短或者移動凹槽720包括長的凹槽，該長的凹槽在約束杆700的縱向方向上延伸。從而，當副齒輪320轉動的時候，副齒輪320的轉動軸可以在約束杆700的縱向方向上移動。以下將描述如上所述進行構造的本發明的操作。首先，如圖4A所示，如果電磁閥410被操作從而致動杆420移動至殼體800的一側的時候，約束杆700的止擋件730轉動至殼體800的另一側並與第二輸出齒輪620相接合。同時，副齒輪320轉動至殼體800的一側從而與第一驅動齒輪510相接合。接下來，如果驅動電機100的蝸輪110轉動的話，蝸輪110的轉動力通過致動齒輪 200、主齒輪310和副齒輪320而傳遞至第一驅動齒輪510，並且傳遞至第一驅動齒輪510的轉動力傳遞至第一輸出齒輪610，從而對控制溫度的溫度門進行驅動。同時，如圖4B所示，如果電磁閥410被操作從而致動杆420移動至殼體800的另一側的時候，約束杆700的止擋件730轉動至殼體800的一側並與第一輸出齒輪610相接合。同時，副齒輪320轉動至殼體800的另一側從而與第二驅動齒輪520相接合。接下來，如果驅動電機100的蝸輪110轉動的話，蝸輪110的轉動力通過致動齒輪 200、主齒輪310和副齒輪320而傳遞至第二驅動齒輪520，並且傳遞至第一驅動齒輪510的轉動力傳遞至第一輸出齒輪610，從而對控制溫度的溫度門進行驅動。如上所述，本發明獲得了下述的顯著效果。首先，本發明的有利之處在於電磁閥和致動杆平行布置，從而與電磁閥和致動杆串聯布置的結構相比較而言空間利用率更高，並且可以減小殼體的整個長度。
其次，本發明的有利之處在於設在門致動器當中的單一電機可以驅動多個門，從而其製造成本降低，組裝工藝的數量減少並且提高了空間利用率。再者，本發明的有利之處在於它具有簡單的結構，其利用電磁閥而選擇性地改變齒輪，從而選擇性地致動多個門，因此提高了操作感受和產品的可靠度。為了方便解釋和精確限定所附權利要求，術語「上」、「下」、「前」、等是用於參考圖中顯示的特徵的位置來描述示例性實施方式的這些特徵。前述對本發明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述並非想窮盡本發明，或者將本發明限定為所公開的精確形式，並且很顯然，根據上述教導， 可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在於解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現並利用本發明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發明的範圍意在由所附的權利要求書及其等同形式所限定。
權利要求
1.一種用於車輛的HVAC系統的門致動器，包括驅動電機，該驅動電機具有蝸輪並且該驅動電機安裝在基底上； 致動齒輪，該致動齒輪在其外周上具有與所述蝸輪接合的蝸杆螺紋，其中致動螺紋部設在所述致動齒輪的表面上；變速齒輪裝置，該變速齒輪裝置鉸接至所述基底並與所述致動螺紋部能夠轉動地接合；螺線管裝置，該螺線管裝置在第一或第二方向上樞轉所述變速齒輪裝置； 第一驅動齒輪，該第一驅動齒輪設在所述基底的預定位置上，以當所述變速齒輪裝置在所述第一方向上被樞轉的時候與該變速齒輪裝置相接合；以及第二驅動齒輪，該第二驅動齒輪設在所述基底的預定位置上，以當所述變速齒輪裝置在所述第二方向上被樞轉的時候與該變速齒輪裝置相接合。
2.如權利要求1所述的用於車輛的HVAC系統的門致動器，還包括第一輸出齒輪，該第一輸出齒輪與所述第一驅動齒輪接合，並且該第一輸出齒輪被驅動以將驅動力傳遞至溫度門，該溫度門控制車輛溫度；以及第二輸出齒輪，該第二輸出齒輪與所述第二驅動齒輪接合，並且該第二輸出齒輪被驅動以將驅動力傳遞至模式門，該模式門控制氣流的方向。
3.如權利要求1所述的用於車輛的HVAC系統的門致動器，其中所述變速齒輪裝置包括主齒輪，該主齒輪通過轉動軸鉸接至所述基底，所述主齒輪的第一部分與所述致動螺紋部相接合；副齒輪，該副齒輪與所述主齒輪的第二部分相接合；以及轉動構件，該轉動構件將所述主齒輪與所述副齒輪連接在一起，以使得所述副齒輪繞所述主齒輪的轉動軸轉動。
4.如權利要求1所述的用於車輛的HVAC系統的門致動器，其中所述螺線管裝置包括 電磁閥，該電磁閥安裝至所述基底的預定部分；以及致動杆，該致動杆連接至所述電磁閥從而前後移動，並且當操作所述電磁閥的時候，該致動杆在所述第一或第二方向上樞轉所述變速齒輪裝置。
5.如權利要求2所述的用於車輛的HVAC系統的門致動器，還包括約束杆，該約束杆的中心部分鉸接至所述基底，以在所述變速齒輪裝置轉動的時候對所述第一輸出齒輪或第二輸出齒輪進行約束。
6.如權利要求5所述的用於車輛的HVAC系統的門致動器，其中所述約束杆包括 鉸接構件，該鉸接構件的中心部分鉸接至所述基底；移動凹槽，該移動凹槽形成在所述鉸接構件的第一端當中，以使得與所述變速齒輪裝置的轉動結合在一起而進行操作，且該移動凹槽對所述變速齒輪裝置的轉動部進行約束； 以及止擋件，該止擋件設在所述鉸接構件的第二端上，以使得當所述鉸接構件轉動的時候， 該止擋件被所述第一或第二輸出齒輪止擋。
7.如權利要求1所述的用於車輛的HVAC系統的門致動器，其中所述基底是殼體，該殼體包圍所述驅動電機、所述變速齒輪裝置、所述第一驅動齒輪和所述第二驅動齒輪。
全文摘要
本發明公開了一種用於車輛的HVAC系統的門致動器，包括驅動電機，該驅動電機具有蝸輪並且該驅動電機容置在殼體當中。致動齒輪在其外周上具有與所述蝸輪接合的蝸杆螺紋，其中致動螺紋部設在所述致動齒輪的表面上。變速齒輪裝置鉸接至所述殼體並與所述致動螺紋部能夠轉動地接合。螺線管裝置在第一或第二方向上轉動所述變速齒輪裝置。第一驅動齒輪設在所述殼體的預定位置上，以與在第一方向上轉動的變速齒輪裝置相接合。第二驅動齒輪設在所述殼體的預定位置上，以與在第二方向上轉動的變速齒輪裝置相接合。
文檔編號E05F15/18GK102383690SQ20101056994
公開日2012年3月21日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年8月26日
發明者樸俊奎, 金武容, 韓圭益 申請人:漢拿空調株式會社, 現代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社