一种汽车空调气流调节装置

摘要

本发明涉及一种汽车空调气流调节装置，有效解决了：手动汽车空调远离司机的出风口风速调节很不方便，对于每个出风口独立设置的调节控制系统更需要花费更多注意力从而影响行驶安全；其技术方案为：本发明一种汽车空调气流调节装置，包括出风口外壳，出风口外壳内间隔设有若干组压电陶瓷双晶片，每组压电陶瓷双晶片设有覆铜层的一端通过金属卡座固定在出风口外壳内，另一端自由摆动，金属卡座与压电陶瓷双晶片连接有压电陶瓷驱动电源；出风口外壳的进风端设有进风管，本发明提供的一种汽车空调气流调节装置，利用压电陶瓷双晶片的摆动特性设计成汽车空调出风口调节结构，节能环保，该装置耗能小，结构简单紧凑，操作方便。

权利要求

1.一种汽车空调气流调节装置，其特征在于：包括出风口外壳（1），出风口外壳（1）内间隔设有若干组压电陶瓷双晶片（6），每组压电陶瓷双晶片（6）设有覆铜层（14）的一端通过金属卡座（4）固定在出风口外壳（1）内，另一端自由摆动，金属卡座（4）与压电陶瓷双晶片（6）连接有压电陶瓷驱动电源；出风口外壳（1）的进风端设有进风管（5）；

所述压电陶瓷双晶片（6）包括两个压电陶瓷片，两个压电陶瓷片之间粘有一个覆铜纤维片（8），覆铜纤维片（8）两端伸出压电陶瓷双晶片（6）外，覆铜纤维片（8）的一端设有覆铜层（14），覆铜层（14）设在覆铜纤维片（8）的上下两侧面，且两侧面的覆铜层（14）不接触；

所述金属卡座（4）呈U型，且金属卡座（4）采用铝材质，压电陶瓷双晶片（6）通过导电银胶粘接在金属卡座（4）内；

所述的金属卡座（4）包括第一金属卡座（12）与第二金属卡座（13），第一金属卡座（12）与第二金属卡座（13）结构相同，均为U型结构，扫风调节单元通过电银胶粘在第一金属卡座（12）内，由第一金属卡座（12）固定在出风口外壳（1）的出风端，调节风速单元通过电银胶粘在第二金属卡座（13）内，并由第二金属卡座（13）固定在出风口外壳（1）的进风一端；

所述的第一金属卡座（12）与第一压电陶瓷双晶片（2）连接有第一压电陶瓷驱动电源，第二金属卡座（13）与第二压电陶瓷双晶片（3）上连接有第二压电陶瓷驱动电源；

所述的压电陶瓷双晶片（6）不少于4组，组与组之间横向平行排列，每组压电陶瓷双晶片的结构均相同，且每组压电陶瓷双晶片（6）包括扫风调节单元和调节风速单元，扫风调节单元为安装在出风口外壳（1）出风端的第一压电陶瓷双晶片（2），且所有组的第一压电陶瓷双晶片（2）电极极性相同；调节风速单元安装在出风口的进风端，调节风速单元由两个固定在一起的第二压电陶瓷双晶片（3）组成，两个固定在一起的第二压电陶瓷双晶片（3）的电极极性相反。

2.根据权利要求1所述的一种汽车空调气流调节装置，其特征在于：每个所述压电陶瓷片的陶瓷片（15）上设有银层（16），银层（16）未敷满银层，使得银层（16）与覆铜层（14）不相连，覆铜纤维片（8）的另一端安装有一个延伸头（9）。

3.根据权利要求1所述的一种汽车空调气流调节装置，其特征在于：所述的覆铜纤维片（8）为厚度不足1毫米的薄片，且覆铜纤维片（8）的两侧面均设有覆铜。

4.根据权利要求1所述的一种汽车空调气流调节装置，其特征在于：所述的覆铜纤维片（8）的覆铜层部分设有绝缘层（7）。

5.根据权利要求1所述的一种汽车空调气流调节装置，其特征在于：所述的第一压电陶瓷驱动电源与第二压电陶瓷驱动电源的开关设置在方向盘上。

6.根据权利要求1所述的一种汽车空调气流调节装置，其特征在于：所述的出风口外壳（1）的出风端设有导风板（11），由此将出风口设置成若干层，每层出风口外壳（1）内都设有若干组压电陶瓷双晶片（6）。

说明书

一种汽车空调气流调节装置

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车空调技术领域，尤其是涉及到一种汽车空调气流调节装置。

背景技术

[0002] 汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。空调装置已成为衡量汽车功能是否齐全的标志之一。

[0003] 汽车空调根据控制方式可以分为：手动空调和自动空调。自动空调又分为温度分区控制和后排独立空调等。手动空调的温度调节和出风口风向调节都依靠人手动调节完成，调节过程需要司机注意力进行转移，对行驶安全有一定的影响，尤其在调节温度和风力大小时需要司机连续按风力调节按钮，风向调节每个出风口需要不同的风向时需要分别调节，这对于远离司机的出风口很不方便，造成司机想调节老人、孩子或者尊贵客人面前的出风口时需要停车操作，自动空调出风口能够实现自动扫风，比如CN208576392U车载空调出风口自动扫风装置虽然公布了扫风结构但是扫风靠电机在狭小的扫风口设计相对复杂，而且风力大小和温度调节仍然需要司机连续按压控制面板实现操作，对于每个出风口独立设置的调节控制系统，司机需要花费更多的注意力去调节每个出风口的温度、风速和风向，十分不便，而且一个风速的调节往往需要连续按压多次才能达到需要的风速量，这严重影响了行驶安全。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是手动汽车空调远离司机的出风口风速调节很不方便，司机想调节老人、孩子或者尊贵客人面前的出风口时需要停车操作；自动汽车空调风力大小和温度调节需要司机连续按压控制面板实现操作，对于每个出风口独立设置的调节控制系统更需要花费更多注意力从而影响行驶安全,为解决上述问题，本发明提供一种汽车空调气流调节装置。

[0005] 本发明的目的是以下述方式实现的：本发明一种汽车空调气流调节装置，包括出风口外壳，出风口外壳内间隔设有若干组压电陶瓷双晶片，每组压电陶瓷双晶片设有覆铜层的一端通过金属卡座固定在出风口外壳内，另一端自由摆动，金属卡座与压电陶瓷双晶片连接有压电陶瓷驱动电源；出风口外壳的进风端设有进风管。

[0006] 相对于现有技术，本发明提供的一种汽车空调气流调节装置，利用压电陶瓷双晶片的摆动特性设计成汽车空调出风口调节结构，节能环保，而且只需要一键控制压电陶瓷驱动电源就能实现开启关闭操作，能够快速实现空调风速调节和扫风调节，过程其简单可靠，避免了汽车空调出风口狭小空间设置扫风结构导致出风口结构复杂容易损坏的问题，具有良好的调节效果，并且利用该装置所耗费的电能远小于电机扫风结构，又由于汽车空调出风口远小于家用空调或者工业空调，但是空调口数量多，该装置耗能小，结构简单紧凑，操作方便。

附图说明

[0007] 图1为本发明的结构示意图。

[0008] 图2为本压电陶瓷双晶片主视图。

[0009] 图3为压电陶瓷双晶片的俯视图。

[0010] 图4为第一压电陶瓷双晶片与第一金属卡座连接的主剖视图。

[0011] 图5为调节风速单元与第二金属卡座连接的主视图。

[0012] 图6为本发明使用状态的结构示意图一。

[0013] 图7为本发明使用状态的结构示意图二。

[0014] 图8为本发明金属卡座的结构示意图。

[0015] 图9为本发明压电陶瓷双晶片的结构示意图。

[0016] 图10为本发明出风口纵向剖视结构示意图。

[0017] 图11为本发明实现调节风速与扫风结构示意图。

[0018] 图12为压电陶瓷片电流流向示意图。

[0019] 图1‑6中，1‑出风口外壳、2‑第一压电陶瓷双晶片、3‑第二压电陶瓷双晶片、4‑金属卡座、5‑进风管、6‑压电陶瓷双晶片、7‑绝缘层、8‑覆铜纤维片、9‑延伸头、10‑导线、11‑导风板、12‑第一金属卡座、13‑第二金属卡座、14‑覆铜层、15‑陶瓷片、16‑银层。

具体实施方式

[0020] 如图1—3所示，压电陶瓷双晶片6由两个压电陶瓷片组成，两个压电陶瓷片之间粘有一个覆铜纤维片8，覆铜纤维片8两端伸出压电陶瓷双晶片6外，覆铜纤维片8的一端设有覆铜层14，覆铜层14可导电，覆铜层14设在覆铜纤维片8的上下两侧面，且两侧面的覆铜层14不接触，覆铜纤维片8上的覆铜层14为压电陶瓷双晶片6的正极；每个压电陶瓷片的陶瓷片15上设有银层16，银层16未敷满银层，使得银层16与覆铜层14不相连，银层16为压电陶瓷负极，覆铜纤维片8的另一端安装有一个延伸头，延伸头可减小压电陶瓷双晶片6中的陶瓷长度，增强其可靠性。

[0021] 所述的覆铜纤维片8为厚度不足1毫米的薄片，且覆铜纤维片8的两侧面均设有覆铜，覆铜纤维片8可使压电陶瓷双晶片6回弹、增加压电陶瓷双晶片6的强度，且覆铜纤维片8上的覆铜可以导电，覆铜纤维片8的纤维部分为绝缘体，因此，当给覆铜纤维片8施加电压时，流过覆铜纤维片8的两个侧面的电流互不影响，相当于两个电路并联。

[0022] 将上述改进的压电陶瓷双晶片6应用到汽车空调气流调节装置，本发明包括出风口外壳1，出风口外壳1内竖直间隔设有若干组压电陶瓷双晶片6，每组压电陶瓷双晶片6设有覆铜层14的一端通过金属卡座4固定在出风口外壳1内，另一端自由摆动，金属卡座4与压电陶瓷双晶片6上的银层16连接，即金属卡座4与压电陶瓷双晶片6的负极相连；覆铜纤维片8设有覆铜层14的两侧面分别通过导电胶粘有一根导线10，即导线10与压电陶瓷双晶片6的正极相连， 将导线10和金属卡座4通过引线分别连接到压电陶瓷驱动电源的正极与负极上，使得压电陶瓷双晶片6中的两个压电陶瓷片15与覆铜纤维片8、金属卡座4、压电陶瓷驱动电源形成两个闭合回路；出风口外壳1的进风端设由进风管5。

[0023] 为了简化电路，所述的金属卡座4之间使用导电胶连接起来，即金属卡座之间电性连接，可使金属卡座4之间串联，然后用引线将粘接后在一起的金属卡座与压电陶瓷驱动电源连接起来。

[0024] 所述的压电陶瓷驱动电源的电流流向为：压电陶瓷驱动电源的电流从正极流出通过引线、导线10流向与导线10相连的覆铜层14，然后通过覆铜层14流向覆铜纤维片8，再通过覆铜纤维片8上的覆铜流向与压电陶瓷片15，最后通过压电陶瓷片15的银层16流向金属卡座4，再由金属卡座4流向压电陶瓷驱动电源的负极，如附图12所示。

[0025] 为了安装方便安装陶瓷双晶片，所述金属卡座4呈U型，将压电陶瓷双晶片6卡装在金属卡座4内，通过导电银胶粘接将压电陶瓷双晶片6粘在金属卡座4内，金属卡座4采用铝材质，不仅可以减轻金属卡座4的重量，而且可以使金属卡座4具有良好的导电性能。

[0026] 为了防止导线10与金属卡座4连通照成短路，所述的覆铜纤维片8的覆铜层14的两侧通过导线胶粘接后，用绝缘胶将覆铜层14与导线密封成绝缘层7。

[0027] 为了能够实现调节风速与扫风操作，所述的压电陶瓷双晶片6不少于4组，如图11所示，组与组之间横向平行排列，每组压电陶瓷双晶片的结构均相同，且每组压电陶瓷双晶片6包括扫风调节单元和调节风速单元，其中，扫风调节单位为安装在出风口外壳1出风端的第一压电陶瓷双晶片2，且所有组的第一压电陶瓷双晶片2电极极性相同，电极相同的第一压电陶瓷双晶片2施加相同的电压信号后，第一压电陶瓷双晶片2摆动方向相同，可实现扫风调节；调节风速单元安装在出风口的进风端，调节风速单元由两个固定在一起的第二压电陶瓷双晶片3组成，两个固定在一起的的第二压电陶瓷双晶片3的电极极性相反，调节风速单元施加电压信号，使调节风速单元中的两个第二压电陶瓷双晶片3分别向相反方向摆动，调节风速单元的两个第二压电陶瓷双晶片3远离或者靠近，从而使得相邻组的两个调节风速单元刚好对出风口外壳1的进风端实现开合，从而调节出风口外壳1的进风端风速的大小。需要说明的是，第一压电陶瓷双晶片2和第二压电陶瓷双晶片3均为图1‑3的结构。

[0028] 为了方便第一压电陶瓷双晶片2与调节风速单元的安装，所述的金属卡座4包括第一金属卡座12与第二金属卡座13，第一金属卡座12与第二金属卡座13结构相同，均为U型结构。扫风调节单元通过电银胶粘在第一金属卡座12内，如附图4所示，并由第一金属卡座12固定在出风口外壳1的出风端，调节风速单元通过电银胶粘在第二金属卡座13内，如附图5所示，并由第二金属卡座13固定在出风口外壳1的进风一端。

[0029] 所示的出风口外壳1的出风端设有导风板11，由此将出风口设置成若干层，每层出风口外壳1内都设有若干组压电陶瓷双晶片6，将出风口分层后减小了每层出风口的高度，使得压电陶瓷双晶片6得高度减小，降低了压电陶瓷双晶片6的加工成本，也能使得压电陶瓷双晶片6损坏率降低，保证了调节装置的稳定可靠，导风板11实现一个方向的上下风向调节，第一压电陶瓷双晶片2实现左右方向的风向变换，既满足了不向人直接吹风，也实现了风向的摆动，导风板11和第一压电陶瓷双晶片2在出风口外壳1中的方向可以互换，调换后能够实现出风口上下风向摆动，左右固定。

[0030] 所述的第一金属卡座12与第一压电陶瓷双晶片2连接有第一压电陶瓷驱动电源，第二金属卡座13与第二压电陶瓷双晶片3上连接有第二压电陶瓷驱动电源。

[0031] 所述的第一压电陶瓷驱动电源与第二压电陶瓷驱动电源采用上海纳动纳米公司的PDS310‑D，第一压电陶瓷双晶片2与第二压电陶瓷双晶片3采用PZT4或者PZT4系列d33大于700pc/N，损耗tgδ小于0.03材料制作的陶瓷片15，第一压电陶瓷双晶片2与第二压电陶瓷双晶片3经过老化处理，覆铜纤维片8为现有技术，并已经申请专利，专利号为：CN201280024258.4。

[0032] 为了方便调节风速与风向，所述的第一压电陶瓷驱动电源与第二压电陶驱动电源的的开关设置在方向盘上，司机根据需要打开第一压电陶瓷双晶片2连接的第一压电陶瓷驱动电源或者第二压电陶瓷双晶片3连接的第二压电陶瓷驱动电源，调节风速和风向，方便快捷，不用再偏头看空调控制按钮或者面板。

[0033] 本发明的工作过程如下：司机在开车时候，首先根据需要打开空调开关，当需要风速改变时候，打开第一压电陶瓷驱动电源，第一压电陶瓷驱动电源通过第一金属卡座12给第一压电陶瓷双晶片2提供矩形方波电压，由于两个第一压电陶瓷双晶片2的电极极性相同，且第一压电陶瓷双晶片2施加相同的电压信号，因此可使每列的第一压电陶瓷双晶片2摆动方向相同，从而带动延伸头摆动，实现第一压电陶瓷双晶片2进行扫风操作，实现扫风调节；当需要对空调风速调节时候，打开第二驱动压电陶瓷驱动电源，第二压电陶瓷驱动电源通过第二金属卡座13给调节风速单元电压，由于调节风速单元中的两个第二压电陶瓷双晶片3电极极性相反，当施加相同的电压信号时候，使调节风速单元中的两个第二压电陶瓷双晶片3分别向相反方向摆动，调节风速单元的两个第二压电陶瓷双晶片3远离或者靠近，从而使得相邻的两个调节风速单元刚好对出风口外壳1的进风端实现开合，从而调节出风口外壳1的进风端风速的大小。

[0034] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。