出风口及包括其的车辆

技术领域

本发明涉及车辆内饰件，更具体地涉及一种出风口以及包括这种出风口的车辆。

背景技术

为了调节车内环境温度，车辆仪表板或副仪表板上通常设置有空调出风口。目前，随着车辆内饰智能化、自动化的发展以及使用者对于操控感官要求的提升，电动出风口的需求大大增加。

然而，对于电动出风口的风门和叶片，一般都设计有两个电机来分别驱动。现有的多电机出风口存在成本高、控制系统的复杂度高、总线和芯片的端口有限等缺陷，因此减少电机数量的需求不断被提及。

发明内容

为了解决现有的电动出风口电机数量多、成本高的问题，本发明旨在提供一种用于车辆内饰的简单可靠的单电机出风口及包括其的车辆，该出风口能够通过单个电机同时驱动风门和叶片的摆动以控制该出风口的风量和风向。

为此，本发明的第一方面提供了一种出风口，所述出风口包括：壳体，所述壳体设有风道；机构，所述机构设置于所述壳体并包括单个电机；以及风门和叶片，所述风门和所述叶片中的每个与所述机构连接，其中，所述机构设置为由所述电机驱动以同时控制：a)所述风门打开或关闭所述风道；b)所述叶片在所述风道中摆动。

根据本发明的可选实施方式，所述机构设置为控制所述叶片持续摆动。

根据本发明的可选实施方式，所述机构设置为控制所述风门间歇性摆动。

根据本发明的可选实施方式，所述壳体包括外壳体和内壳体，在所述外壳体与所述内壳体之间限界出彼此独立的第一风道和第二风道。

根据本发明的可选实施方式，所述机构设置于由所述内壳体形成的空腔中。

根据本发明的可选实施方式，所述机构包括由所述电机驱动旋转的第一齿轮，所述风门和所述叶片中的每个设置为响应于所述第一齿轮的旋转而摆动。

根据本发明的可选实施方式，所述第一齿轮包括第一端面和第二端面，所述风门包括适于打开或关闭所述第一风道的第一风门和适于打开或关闭所述第二风道的第二风门，所述第一端面与所述第一风门耦合以带动所述第一风门摆动，所述第二端面与所述第二风门耦合以带动所述第二风门摆动。

根据本发明的可选实施方式，所述第一端面设有与所述第一风门耦合的第一周向凸缘，所述第二端面设有与所述第二风门耦合的第二周向凸缘。

根据本发明的可选实施方式，所述第一周向凸缘从所述第一端面垂直向外凸起，所述第二周向凸缘从所述第二端面垂直向外凸起。

根据本发明的可选实施方式，所述第一周向凸缘和所述第二周向凸缘设置为彼此非对称。

根据本发明的可选实施方式，所述第一周向凸缘和所述第二周向凸缘中的每个包括多个等高区段和连接相邻等高区段的至少一个过渡区段，所述多个等高区段中的每个具有不变的凸起高度，所述第一风门和所述第二风门中的每个设置为在与所述等高区段耦合时保持不动，并且在与所述过渡区段耦合时摆动。

根据本发明的可选实施方式，所述多个等高区段中的每个具有与其他等高区段不同的凸起高度，所述第一风门设置为在与具有最大凸起高度的等高区段耦合时关闭所述第一风道，所述第二风门设置为在与具有最大凸起高度的等高区段耦合时关闭所述第二风道。

根据本发明的可选实施方式，所述第一齿轮设置为控制所述第一风门摆动以使得所述第一风道处于全开状态、半开状态和全关状态中的一个，同时控制所述第二风门摆动以使得所述第二风道处于全开状态、半开状态和全关状态中的一个。

根据本发明的可选实施方式，所述机构包括与所述第一齿轮啮合的第二齿轮，所述第二齿轮设置有偏离所述第二齿轮的轴线的曲柄。

根据本发明的可选实施方式，所述叶片与所述曲柄连接，以使得所述曲柄响应于所述第二齿轮的旋转而带动所述叶片摆动。

根据本发明的可选实施方式，所述叶片通过设有拨叉的连杆与所述曲柄连接，所述曲柄设置为插入所述拨叉的槽中以带动所述连杆移动。

根据本发明的可选实施方式，所述叶片包括设置于所述第一风道中的第一叶片和设置于所述第二风道中的第二叶片，所述第一叶片和所述第二叶片通过转轴一体连接，所述转轴与所述连杆连接。

根据本发明的可选实施方式，所述第一风道是向下出风风道，所述第二风道是向上出风风道，并且所述叶片是适于控制左右风向的竖直叶片。

本发明的第二方面提供了一种车辆，所述车辆包括根据本发明的第一方面的出风口。

相较于现有技术，根据本发明的出风口具有多个有益效果，尤其是：通过仅包括单个电机的机构同时带动风门和叶片的摆动，以在更少的机械输入下实现对该出风口的风量和风向的同时控制，因此使用更加灵活方便；由于零部件数量的减少，该出风口结构紧凑，占用空间小，组装方便，成本较低，因此能够在各种类型的车辆上得到广泛应用。

附图说明

本发明的其他特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的优选实施方式被更好地理解。在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件。

图1A是包括根据本发明的一个实施例的出风口的车辆示意图；

图1B是图1A的车辆的内部示意图；

图2A是图1B的车辆内部的出风口的立体图；

图2B是图2A的出风口的分解图；

图3A是图2A的出风口的机构的立体图；

图3B是图3A的机构的第二齿轮的立体图；

图4A至图4D分别是图3A的机构的第一齿轮的上方视角立体图、下方视角立体图、俯视图和仰视图；

图5是图2A的出风口的风门组件的位置变化曲线图；

图6是图2A的出风口沿截面A-A截取的剖视图；

图7A和图7B分别是图2A的出风口的风门组件的侧视图和立体图；

图8A至8D是类似于图6的剖视图，其中风门组件分别处于上下风门全关、上风门全开并且下风门全关、上下风门全开以及上风门全关并且下风门全开的位置；

图9A至图9C分别是图2A的出风口的第一齿轮和风门组件的侧视图、上方视角立体图和下方视角立体图，其中风门组件处于上下风门全关的位置；

图10A至图10C分别是图2A的出风口的第一齿轮和风门组件的侧视图、上方视角立体图和下方视角立体图，其中风门组件处于上风门全开并且下风门全关的位置；

图11A至图11C分别是图2A的出风口的第一齿轮和风门组件的侧视图、上方视角立体图和下方视角立体图，其中风门组件处于上下风门全开的位置；

图12A至图12C分别是图2A的出风口的第一齿轮和风门组件的侧视图、上方视角立体图和下方视角立体图，其中风门组件处于上风门全关并且下风门全开的位置；

图13A至图13C是图2A的出风口的第一齿轮、第二齿轮以及叶片组件的立体图，其中叶片分别处于向前吹风、向右吹风和向左吹风的位置；

图14A至图14C是图2A的出风口的第一齿轮、第二齿轮以及叶片组件的俯视图，其中叶片分别处于向前吹风、向右吹风和向左吹风的位置。

应当理解，附图不仅用于对本发明的解释和说明，必要时还有助于对本发明的限定。

具体实施方式

下面详细讨论具体实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。

在本文中，在描述时各个部件的结构位置时，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示设置时，这些方向性表述是恰当的，但当图中各个部件的位置改变时，这些方向性表述也应相应改变。

此外，本文中，除非另有明确的规定和限定，“装配”、“连接”等术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或连成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以间接连接，又或是通过某种作用相关联。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。

如图1A和图1B所示，车辆V包括具有仪表板IP的内部I，在仪表板IP的中央和两侧设置有根据本发明的一个优选实施例的出风口AV。应当理解，出风口AV的数量和位置均不是限制性的，可以根据需要设置相应数量的出风口AV，并且可以将出风口AV仅设置于仪表板IP的中央，也可以设置于其他任何位置。

如图2A和图2B所示，根据本发明的出风口AV主要包括壳体10 和设置于壳体10中的机构20、叶片组件30和风门组件40。

壳体10包括外壳体和设置于外壳体中的内壳体，所述外壳体包括彼此连接的外前壳体13和外后壳体14以限界出外壳体空腔，所述内壳体设置于所述外壳体空腔中，并包括彼此连接的内前壳体11和内后壳体12以限界出内壳体空腔。如图6所示，外后壳体14的后端设有进风开口141，外前壳体13的前端设有出风开口131，并且在所述外壳体与所述内壳体之间限界出连通进风开口141和出风开口131且彼此独立的第一风道和第二风道，即图示的位于上部并且通过出风开口131实现向下吹风的上风道51 以及位于下部并且通过出风开口131实现向上吹风的下风道52。

如图2B、图3A和图3B所示，机构20设置于所述内壳体空腔中，并且主要包括第一齿轮21、第二齿轮22、基座23和单个电机24。在将第一齿轮21、第二齿轮22和电机24装配至基座23后，再通过基座23一并装配至内后壳体12。第一齿轮21和第二齿轮22彼此啮合并装配在基座23 上方，电机24装配在基座23下方，第一齿轮21的顶端例如可以定位于内后壳体12的对应槽内，并且第一齿轮21的转轴213穿过基座23与电机24 连接，以便由电机24驱动旋转。

如图2B、图7A和图7B所示，风门组件40包括适于围绕同一转轴摆动的第一风门和第二风门，即图示的适于打开或关闭上风道51的上风门 41和适于打开或关闭下风道52的下风门42。上风门41的转轴412设置于上风门41的下边缘，下风门42的转轴422设置于下风门42的上边缘，上风门41的转轴412与下风门42的转轴422沿直线彼此对齐，并且在该实施方式中与第一齿轮21的转轴213垂直。此外，下风门42设有用于设置扭簧43的凸起423，扭簧43缠绕于凸起423上并能够将上风门41和下风门42中的每个压靠至第一齿轮21。由此，机构20与风门组件40连接，上风门41和下风门42能够响应于第一齿轮21的旋转而摆动，例如间歇性摆动，以实现相应风道的打开或关闭。

如图3A和图4A至图4D所示，第一齿轮21包括彼此相反的第一端面和第二端面，即图示的上端面215和下端面216，上端面215通过扭簧 43与上风门41耦合以带动上风门41摆动，下端面216通过扭簧43与下风门42耦合以带动下风门42摆动。更具体地，上端面215设有与上风门41 耦合的第一周向凸缘211，第一周向凸缘211例如从上端面215垂直向上凸起，并且，下端面216设有与下风门42耦合的第二周向凸缘212，第二周向凸缘212例如从下端面216垂直向下凸起。第一周向凸缘211和第二周向凸缘212设置为相对于第一齿轮21的水平中间平面彼此非对称，并且每个具有变化的凸起高度。如图7A和图7B所示，上风门41设有与第一周向凸缘211配合的第一触点411，下风门42设有与第二周向凸缘212配合的第二触点421，在第一齿轮21旋转时，第一触点411在第一周向凸缘211 上周向滑动，第二触点421在第二周向凸缘212上周向滑动，以分别带动上风门41和下风门42摆动。

下面借助于图4A至4D、图5、图8A至图8D、图9A至图9C、图 10A至图10C、图11A至图11C以及图12A至图12C来具体说明上风门 41和下风门42的摆动原理。在所示的实施方式中，第一周向凸缘211和第二周向凸缘212中的每个包括多个等高区段和连接相邻等高区段的至少一个过渡区段，每个等高区段本身具有沿其周向不变的凸起高度，并且每个等高区段的凸起高度与其他等高区段不同，以使得上风门41和下风门42 中的每个在与等高区段耦合时保持不动，并在与过渡区段耦合时摆动。可以看到，图4C和图4D上的字母是对应的，例如，第一周向凸缘211在图 4C上的b-c段对应于第二周向凸缘212在图4D上的b-c段，由于第一周向凸缘211和第二周向凸缘212的b-c段均为等高区段，因此上风门41和下风门42在与b-c段耦合时均保持不动，但由于每个等高区段的凸起高度不同，因此上风门41和下风门42在与不同的等高区段耦合时处于不同位置，并在与倾斜的过渡区段耦合时实现在不同位置之间的摆动。

当上风门41的第一触点411和下风门42的第二触点421在a点分别与第一周向凸缘211和第二周向凸缘212接触时，由于第一周向凸缘211 和第二周向凸缘212在a点位置均具有最大凸起高度，上风门41和下风门 42由此全关闭，即上风门41关闭上风道51并且下风门42关闭下风道52，参考图5、图8A以及图9A至图9C。

当上风门41的第一触点411和下风门42的第二触点421沿a-b段分别在第一周向凸缘211和第二周向凸缘212上滑动时，由于第一周向凸缘 211从最大凸起高度下降至最小凸起高度，并且第二周向凸缘212保持具有最大凸起高度不变，上风门41由此从全关位置摆动至全开位置，并且下风门42保持在全关位置，即上风门41在与b点接触时完全打开上风道51，并且下风门42在与b点接触时保持关闭下风道52，此时在出风开口131 处的风向达到了向下方向的极限，参考图5、图8B以及图10A至图10C。此后，当上风门41的第一触点411和下风门42的第二触点421沿b-c段分别在第一周向凸缘211和第二周向凸缘212上滑动时，由于第一周向凸缘 211和第二周向凸缘212的b-c段均为等高区段，上风门41和下风门42保持该位置不变。

当上风门41的第一触点411和下风门42的第二触点421沿c-d段分别在第一周向凸缘211和第二周向凸缘212上滑动时，由于第一周向凸缘 211保持具有最小凸起高度不变，并且第二周向凸缘212从最大凸起高度下降至等于该最大凸起高度一半的中间凸起高度，上风门41由此保持在全开位置，并且下风门42从全关位置摆动至半开位置，即上风门41在与d点接触时保持完全打开上风道51，并且下风门42在与d点接触时将下风道52打开至一半，此时在出风开口131处的风向为中间偏下出风，参考图5。此后，当上风门41的第一触点411和下风门42的第二触点421沿d-e段分别在第一周向凸缘211和第二周向凸缘212上滑动时，由于第一周向凸缘 211和第二周向凸缘212的d-e段均为等高区段，上风门41和下风门42保持该位置不变。

当上风门41的第一触点411和下风门42的第二触点421沿e-f段分别在第一周向凸缘211和第二周向凸缘212上滑动时，由于第一周向凸缘 211保持具有最小凸起高度不变，并且第二周向凸缘212从中间凸起高度下降至最小凸起高度，上风门41由此保持在全开位置，并且下风门42从半开位置摆动至全开位置，即上风门41在与f点接触时保持完全打开上风道 51，并且下风门42在与f点接触时同样完全打开下风道52，此时在出风开口131处的风向为中间出风，参考图5、图8C以及图11A至图11C。此后，当上风门41的第一触点411和下风门42的第二触点421沿f-g段分别在第一周向凸缘211和第二周向凸缘212上滑动时，由于第一周向凸缘211和第二周向凸缘212的f-g段均为等高区段，上风门41和下风门42保持该位置不变。

当上风门41的第一触点411和下风门42的第二触点421沿g-h段分别在第一周向凸缘211和第二周向凸缘212上滑动时，第一周向凸缘211 从最小凸起高度上升至等于最大凸起高度一半的中间凸起高度，并且第二周向凸缘212保持具有最小凸起高度不变，上风门41由此从全开位置摆动至半开位置，并且下风门42保持在全开位置，即上风门41在与h点接触时将上风道51打开至一半，并且下风门42在与h点接触时保持完全打开下风道52，此时在出风开口131处的风向为中间偏上出风，参考图5。此后，当上风门41的第一触点411和下风门42的第二触点421沿h-i段分别在第一周向凸缘211和第二周向凸缘212上滑动时，由于第一周向凸缘211 和第二周向凸缘212的h-i段均为等高区段，上风门41和下风门42保持该位置不变。

当上风门41的第一触点411和下风门42的第二触点421沿i-j段分别在第一周向凸缘211和第二周向凸缘212上滑动时，第一周向凸缘211 从中间凸起高度上升至最大凸起高度，并且第二周向凸缘212保持具有最小凸起高度不变，上风门41由此从半开位置摆动至全关位置，并且下风门 42保持在全开位置，即上风门41在与j点接触时关闭上风道51，并且下风门42在与j点接触时保持完全打开下风道52，此时在出风开口131处的风向达到了向上方向的极限，参考图5、图8D以及图12A至图12C。此后，当上风门41的第一触点411和下风门42的第二触点421沿j-a段分别在第一周向凸缘211和第二周向凸缘212上滑动时，由于第一周向凸缘211和第二周向凸缘212的j-a段均为等高区段，上风门41和下风门42保持该位置不变。

在所示出的实施方式中，第一周向凸缘211和第二周向凸缘212的最小凸起高度均为零，也就是说，上风门41的第一触点411在与第一齿轮 21的上端面215耦合时完全打开上风道51，并且下风门42的第二触点421 在与第一齿轮21的下端面216耦合时完全打开下风道52。根据一种实施变型，第一周向凸缘211和第二周向凸缘212的最小凸起高度可以不为零，此时，当第一齿轮21旋转至使得上端面215或下端面216与对应风门的触点相面对时，上端面215或下端面216与对应风门的触点是分离的。

此外，所示出的等高区段和过渡区段的数量、凸起高度、布置形式等都不是限制性的，可以根据实际需要来具体设定。可以注意到，下风门 42的第二触点421沿j-a段在第二周向凸缘212上滑动至末端后会被阻挡，这是因为第一齿轮21的下端面216设置了与a点径向对齐的筋214，筋214 与基座23上的筋互配构成挡点，当第一齿轮21转到挡点位置就会反向转动，这是针对步进电机的需要而设计的挡点。如果采用其他类型的电机，可以在下端面216上为第二周向凸缘212在j-a段添加一个过渡区段。

如图2B、图3A和图3B所示，在机构20中，第二齿轮22设置有偏离第二齿轮22的轴线的曲柄221，曲柄221的下端通过具有较大径向尺寸的第一加强部222连接至第二齿轮22的上端面，曲柄221的上端通过与第二齿轮22同轴的连接轴224连接至基座23，并且曲柄221与连接轴224 之间设置有具有较大径向尺寸的第二加强部223，第一加强部222和第二加强部223不仅能够增加曲柄221的强度，还能够限制由曲柄221穿过的拨叉(见下文描述)的纵向位置。

如图6、图13A至图13C以及图14A至图14C所示，叶片组件30 的叶片31包括设置于上风道51中的上叶片311和设置于第二风道52中的下叶片312，上叶片311和下叶片312是适于控制左右风向的竖直叶片并通过叶片转轴34一体连接。叶片转轴34穿设于内壳体并通过设置于其顶端的支架33与外壳体旋转连接，并且叶片转轴34的大致中心位置通过连杆 32与第二齿轮22连接。更具体地，连杆32的齿轮连接端设有拨叉，第二齿轮22上的曲柄221插入该拨叉的槽321中，当由电机24驱动第一齿轮 21旋转时，与第一齿轮21啮合的第二齿轮22被带动旋转，第二齿轮22 的旋转带动曲柄221在槽321中滑动从而带动连杆32平移，连杆32的平移带动叶片转轴34旋转从而带动上叶片311和下叶片312在相应的风道中摆动。由此可以理解，机构20与叶片组件30连接，上叶片311和下叶片 312能够响应于第一齿轮21的旋转而摆动，例如持续摆动，以实现风向的左右变化。作为示意，图13A和图14A示出了叶片向前吹风的位置，图13B 和图14B示出了叶片向右吹风的位置，图13C和图14C示出了叶片向左吹风的位置。

综上可知，根据本发明的出风口AV通过仅包括单个电机24的机构 20同时带动风门和叶片的摆动，以在更少的机械输入下实现对该出风口AV 的风量以及上下和左右风向的同时控制，因此使用更加灵活方便，并且由于零部件数量的减少，该出风口AV结构紧凑，占用空间小，组装方便，成本较低。

需要注意的是，本发明(例如发明概念等)已经根据示例性实施例在本专利文件的说明书中描述和/或在图中说明；本发明的实施例仅以举例的方式提出，并不打算作为对本发明范围的限制。如说明书中所描述的和/ 或图中所说明的本发明中所体现的发明概念的元素的结构和/或安排仅仅是说明性的。尽管在本专利文件中已经详细描述了本发明的示例性实施例，但本领域的普通技术人员很容易理解，示例性的实施例和替代性的实施例的主题事项的等同物、修改、变化等是可能的，并被认为是在本发明的范围内；所有这些主题事项(例如修改、变化、实施例、组合、等同物等) 都旨在包括在本发明的范围内。还应注意的是，在示例性实施例的配置和/ 或安排中(例如在概念、设计、结构、装置、形式、装配、构造、手段、功能、系统、过程/方法、步骤、过程/方法步骤的顺序、操作、操作条件、性能、材料、组成、组合等方面)可以做出各种其他修改、变化、替代、等同、改变、遗漏等而不偏离本发明的范围；所有这些主题(例如修改、变化、实施例、组合、等同物等)都旨在包括在本发明的范围内。本发明的范围并不打算局限于本专利文件的说明书和/或图中所描述的主题(如细节、结构、功能、材料、行为、步骤、顺序、系统、结果等)。考虑到本专利文件的权利要求将被适当地解释为涵盖本发明主题的完整范围(例如包括任何和所有这样的修改、变化、实施例、组合、等同物等)；应理解本专利文件中使用的术语是为了提供示范性实施例的主题的描述，而不是作为对本发明范围的限制。

还需要注意的是，根据示例性实施例，本发明可以包括常规技术(例如在示例性实施例、修改、变化、组合、等价物中实施和/或集成的技术)，或者可以包括任何其他适用技术(现在和/或未来)，具有执行说明书中描述的功能和过程/操作和/或图中说明的能力。所有这些技术(例如以实施例、修改、变化、组合、等同物等方式实现的技术)都被认为是在本专利文件的本发明的范围内。