CN111452584A - 车用空调控制器 - Google Patents

Abstract

一种车用空调控制器，包括基座和可转动地安装于基座中的旋钮组件，基座设有一安装腔，至少部分所述旋钮组件安装于安装腔内，车用空调控制器还包括设置在基座和旋钮组件之间的弹性元件和轴承元件；旋钮组件包括档位部，档位部包括档位环，档位环形成有多个凸部和多个凹部，弹性元件与基座连接并伸入至档位环的凹部处。该技术方案不仅可减小摩擦力、降低噪音，还能引起旋钮组件旋转所需的档位顿感，增强操作手感。

Description

车用空调控制器

技术领域

本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种车用空调控制器。

背景技术

消费者对车辆驾驶和乘车环境的舒适性的追求已经成为越来越重视的问题，一般空调控制器的主要操作件包括按键与旋钮。其中旋钮多用于调节温度和风量，在行车过程中使用较多，而旋钮的设计要在满足客户扭矩的要求的同时，还需要考虑其旋转过程中产生的噪音问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够解决或至少减轻上述问题的车用空调控制器。

本发明提供一种车用空调控制器，包括基座和可转动地安装于基座中的旋钮组件，所述基座设有一安装腔，至少部分所述旋钮组件安装于所述安装腔内，所述车用空调控制器还包括设置在所述基座和所述旋钮组件之间的弹性元件和轴承元件；所述旋钮组件包括档位部，所述档位部包括档位环，所述档位环形成有多个凸部和多个凹部，所述弹性元件与基座连接并伸入至所述档位环的凹部处。

本发明的车用空调控制器中，在旋钮组件和基座之间设置弹性元件与轴承元件，不仅可减小摩擦力、降低噪音，弹性元件与基座连接并伸入至档位环的凹部处，能引起旋钮组件旋转所需的档位顿感，增强操作手感。

附图说明

图1为本发明车用空调控制器第一实施例的剖视结构示意图。

图2为图1所示车用空调控制器的一个角度的立体分解结构示意图，其中省略了电路板及其上的电子元件。

图3为图2所示车用空调控制器另一角度的立体分解结构示意图。

图4为图1所示车用空调控制器的第一轴承元件的一种立体分解结构示意图。

图5为图1所示车用空调控制器的第二轴承元件的一种立体分解结构示意图。

图6为本发明车用空调控制器第二实施例的剖视结构示意图。

图7示出了图6所示车用空调控制器的弹性元件和档位部一种立体结构示意图。

图8示出了图6所示车用空调控制器的弹性元件和基座一种立体结构示意图。

图9为本发明车用空调控制器第三实施例的剖视结构示意图。

图10示出了图9所示车用空调控制器的弹性元件和档位部一种立体结构示意图。

图11示出了图9所示车用空调控制器的弹性元件和基座一种立体结构示意图。

图12为本发明车用空调控制器第四实施例的剖视结构示意图。

图13示出了图12所示车用空调控制器的弹性元件和档位部一种立体结构示意图。

图14示出了图12所示车用空调控制器的弹性元件和基座一种立体结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图以及具体实施方式对本发明进行详细说明，以使得本发明的技术方案及其有益效果更为清晰明了。可以理解地，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制，附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，并不限定比例关系。此外，需要说明的是，在本申请中，“上、下、左、右”等用语是基于所指附图所示的位置关系而确定，根据附图的不同，相应的位置关系可能随之变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的限定。另外，诸如“第一”、“第二”之类的关系术语仅仅用来将具有相同名称的元件或部件区分开来，并不表示或暗示这些元件或部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

参考图1至图3，根据本发明第一实施例的车用空调控制器100包括基座10、可转动地安装于基座10内的旋钮组件20、以及设置于基座10和旋钮组件20之间的第一轴承元件30、第二轴承元件40和弹性元件50。

基座10中形成有安装腔12，至少部分旋钮组件20置于安装腔12内，本实施例中，旋钮组件20的上表面与基座10平齐设置。自安装腔12的内壁沿径向向内延伸形成一支承部14。支承部14大致呈环形，基座10在安装腔12内形成有贯穿孔15，支承部14围绕贯穿孔15。支承部14包括分别位于轴向两端的两端面和位于径向内侧的内表面。

旋钮组件20包括旋钮帽21和档位部24，旋钮帽21包括一扁平的本体22和自本体22的一端表面垂直延伸的连接柱23。本实施例中，本体22呈圆盘状，连接柱23呈中空管状。档位部24沿轴向包括第一区段25和第二区段26，第一区段25的直径小于第二区段26的直径。档位部24还包括肩部27，肩部27沿档位部24的径向延伸，肩部27位于第一区段25和第二区段26之间并连接第一区段25和第二区段26。本实施例中，肩部27呈圆环板状。肩部27的径向外周缘为一档位环28。档位环28包括沿周向交替设置的凸部281和凹部282。凸部281沿档位部24径向向外凸出，凹部282形成于相邻的两凸部281之间。

本实施例中，弹性元件50的数量为两个。每一弹性元件50包括两固定端部52和连接于两固定端部52之间的卡合部54。弹性元件50可以由金属片弯折而成。本实施例中，弹性元件50的两固定端部52呈平直状，两固定端部52共面且间隔设置，卡合部54的两端分别与两固定端部52连接，卡合部54的中部突出于两固定端部52的一侧。本实施例中，卡合部54呈V形。可以理解地，在其他实施例中，固定端部52不限于平直状，其也可以呈弯折状、环状或其他任意可以实现与基座10相固定的形状。卡合部也不限于V形，其也可以为U形或其他自固定端部52凸出的结构。

同时参阅图4，第一轴承元件30为横向滚动轴承元件，第一轴承元件30包括保持环32和设置于保持环32内的多个第一滚动体35，保持环32可以由塑料制成，第一滚动体35可以由不锈钢制成。本实施例中，第一滚动体35可以为滚珠。保持环32呈环状，其上设有多个用于收容第一滚动体35的收容孔33，多个收容孔33在保持环32的周向上均匀排布。每一收容孔33在保持环32的轴向上贯穿保持环32，收容孔33在保持环32的两端面分别形成第一开口36(图中仅显示其中一第一开口)。收容孔33的孔壁38呈球面形，收容孔33在保持环32的轴向中部处具有最大孔径，收容孔33的孔径从中部向两端的第一开口36逐渐减小。第一滚动体35的直径略小于收容孔33的最大孔径，但大于收容孔33的第一开口36的孔径，因此，第一滚动体35的一部分可收容于收容孔33内并在收容孔33内自由地滚动，而不会从保持环32脱落。收容于保持环32内的第一滚动体35的轴向两端分别从第一开口36伸出而超出保持环32的轴向两端面，即第一滚动体35的直径大于保持环32的厚度。第一滚动体35利用保持环32的弹性变形从第一开口36卡入至收容孔33内，为了便于保持环32的变形，保持环32还设有多个开槽34，每一开槽34贯穿保持环32的径向外周缘并与一相应的收容孔33相连通，开槽34的周向宽度小于第一滚动体35的直径，以避免第一滚动体35从开槽34脱离保持环32。

在本文中，定义横向滚动轴承元件为包括保持环和滚动体且滚动体的轴向两端突出于保持环的轴向端部而作为摩擦接触部位的滚动轴承元件。

同时参阅图5，第二轴承元件40为竖向滚动轴承元件。第二轴承元件40包括保持套42和设置于保持套42内的多个第二滚动体45。保持套42可以由塑料制成，第二滚动体45可以由不锈钢制成。本实施例中，第二滚动体45也可以为滚珠。保持套42包括筒部，筒部的轴向一端设有多个用于收容第二滚动体45的容置孔43，多个容置孔43沿筒部的周向均匀排布。每一容置孔43在径向上贯穿保持套43的径向内、外表面分别形成两第二开口46。容置孔43呈半圆形，其内壁48呈球面形。容置孔43在保持套42的径向中部处最有最大的孔径，容置孔43的孔径自保持套42的径向中部处向径向两侧的第二开口46逐渐减小。第二滚动体45的直径略小于容置孔43的最大孔径，但大于容置孔的两第二开口46的孔径，因此，第二滚动体45的一部分收容于容置孔43内并可在容置孔43内自由滚动，而不会从保持套42脱落。设置于保持套42内的第二滚动体45的径向两侧分别经由第二开口46伸出而超出保持套42的径向外表面和径向内表面。为了利于保持套42发生弹性变形，方便第二滚动体45装配。保持套42还设有多个缺槽44，每一缺槽44贯穿保持套42的底部端面并与一相应的容置孔43相连通，缺槽44的尺寸小于第二滚动体45的直径，从而避免第二滚动体45从缺槽44脱离保持套42。

在本文中，定义竖向滚动轴承元件为包括保持套和滚动体且滚动体的径向两侧突出于保持套的径向内表面和径向外表面而作为摩擦接触部位的滚动轴承元件。

结合图1至图3，本实施例中，旋钮帽21置于基座10的安装腔12内，旋钮帽21的本体22位于支承部14的上侧，连接柱23穿过贯穿孔15。定义旋钮帽21的安装方向为自基座10的上方向基座10安装，那么档位部24的安装方向为自基座10的下方向基座10安装，档位部24的第一区段25套设于连接柱23的***，从而使旋钮帽21与档位部24形成固定连接。本实施例中，档位部24的第一区段25和旋钮帽21的连接柱23之间通过卡扣凸起和卡扣孔的配合形成连接，具体地，如图2和图3所示，在第一区段25的内周面形成卡扣凸起252，卡扣凸起252的数量大于两个，在连接柱23的侧壁形成卡扣孔232，旋钮帽21和档位部24组装后，卡扣凸起252卡入卡扣孔232，进而限定旋钮帽21相对于档位部24的转动，使得旋钮帽21能够带动档位部24一起转动。

本实施例中，弹性元件50与支承部14固定设置，具体地，支承部14的下端形成两组卡位凸起16，弹性元件50卡持于一组卡位凸起16之间，进而弹性元件50相对于支承部14固定连接。两弹性元件50对称排布于档位部24的两侧，且弹性元件50的卡合部54沿径向向内延伸至档位部24的档位环28处，即卡合部54伸入凹部。转动旋钮组件20时，档位环28的凸部281挤压弹性元件50的卡合部54使其发生变形，因此，卡合部54滑过档位环28的凸部281和凹部282时形成旋钮组件20转动时所需的档位顿感。为了防止或减小弹性元件50的卡合部54被档位环28的凸部281挤压变形导致轴向的移位偏差，档位部24还包括止挡缘29，止挡缘29的外径大于档位环28的外径，止挡缘29位于档位环28和第二区段26之间，组装后，档位部24的止挡缘29位于弹性元件50的卡合部54的下侧，对弹性元件50起到支撑作用，防止或减小弹性元件50的卡合部54被档位环28的凸部281挤压变形导致轴向的移位偏差。

至少部分基座10的支承部14的上端面与至少部分旋钮帽21的本体22的下端面相对。第一轴承元件30位于支承部14的上端面和旋钮帽21的本体22的下端面之间，且下端面与上端面分别与第一滚动体35的上、下两端接触。本实施例中，旋钮帽21的本体22的下端面和支承部14的上端面上分别设有一环形凹槽62、64，两环形凹槽62、64相对设置，用于共同收容部分第一滚动体35。两环形凹槽62、64限定了第一轴承元件30的第一滚动体35的滚动轨道，对第一轴承元件30起到限位作用，有利于提高旋钮组件20旋转时第一轴承元件30的第一滚动体35运动的稳定性。可以理解地，在其他实施例中，可仅设置一个环形凹槽，即仅在支承部14的上端面或仅在旋钮帽21的本体22的下端面设置一环形凹槽，同样也能够实现对第一滚动体35的滚动限位。

此外，基座10的支承部14的径向内表面与档位部24的第一区段25的径向外表面相对。本实施例中，支承部14的径向内表面和档位部24的第一区段25的径向外表面均为竖直面。第二轴承元件40设置于竖直的径向内表面和径向外表面之间，且第二轴承元件40的第二滚动体45的径向外侧和径向内侧分别与上述竖直的径向内表面和径向外表面接触。本实施例中，第二轴承元件40的第二滚动体45的底端抵顶于档位部24的肩部27上。

由于第一轴承元件30和/或第二轴承元件40的设置，使得基座10与旋钮组件20之间的相对的摩擦面的直接摩擦转换为两相对面分别与第一轴承元件30(或第二轴承元件40)之间的滚动摩擦，从而减小了噪音。此外，由于第一轴承元件30和第二轴承元件40的设置，可以取消基座10与旋钮组件20之间在周向上和/或轴向上的预留间隙，从而减小旋钮组件20转动时的晃动量，并提高基座10的安装腔12与旋钮组件20的同轴度。

为进一步减小摩擦，可以在基座和旋钮组件的摩擦面涂置润滑油，润滑油可以降低摩擦面的磨损，提高车用空调控制器的寿命。

在本实施例中，旋钮组件20相对于基座10的转动量通过检测磁铁60与霍尔元件70进行测量。具体地，检测磁铁60设置在档位部24的第二区段26的内壁。霍尔元件70设置于一电路板72上。电路板72位于档位部24的下方。检测磁铁60在周向上具有交替的N极和S极，因而，在检测磁铁60转动时，霍尔元件70检测到磁铁60的磁极的变化，从而实现对旋钮组件20的转动量的测量。

图6所示为本发明第二实施例的车用空调控制器700的剖视图。本实施例中与第一实施例中相同的部分在此不再赘述。本实施例与第一实施例的主要不同之处在于弹性元件不同。

同时参阅图7和图8，具体地，本实施例的车用空调控制器700的弹性元件650包括弹簧652和档位销654，档位销654位于弹簧652的一末端，弹簧652为柱状压簧。具体地，基座10的支承部14的下端面设置有固定柱616，弹簧652套设于固定柱616上，档位销654连接于弹簧652的下端。对应地，档位部24的档位环28形成于肩部27的上表面，档位环28的凸部281沿轴向向上凸出。组装后，档位销654通过弹簧652压至档位环28的凹部282处并且弹簧652与档位环28配合，弹簧652具有一定压缩量，档位部28转动时，档位销654可以从一个凹部282经过凸部281进入另一个凹部282，从而在旋钮组件20转动时与档位环28形成配合，引起旋钮组件20旋转所需的档位顿感。

此外，本实施例与第一实施例的另一不同之处在于：在第一实施例中，档位部24的第一区段25的径向外表面和肩部27的连接处为直角，即档位部24的第一区段25的径向外表面为竖直面，第二轴承元件40的第二滚动体45的径向内侧与竖直面接触。而本实施例中的档位部24的第一区段25的径向外表面与肩部27的连接处具有一斜面82。第二轴承元件40套置于斜面82处，第二滚动体45的径向内侧与斜面82接触。斜面82的设置可以有利地消除制造公差所引起的横向间隙，提高档位部24、支承部14与第二轴承元件40配合的稳定性，避免由制造公差导致的第二轴承元件40的第二滚动体45的晃动，进一步地减小晃动量。此外，支承部14的径向内表面也形成有斜面84，第二滚动体45的径向外侧与斜面84接触。

在本实施例中，支承部14和档位部24用于与第二轴承元件40的第二滚动体45接触的摩擦面为斜面，可以理解地，摩擦面也可以是弧面，弧面可以是内凹的弧面，也可以是外凸的弧面。

图9所示为本发明第三实施例的车用空调控制器800的剖视图。本实施例中与第二实施例中相同的部分在此不再赘述。本实施例与第二实施例的主要不同之处在于弹性元件不同。

同时参阅图10和图11，具体地，本实施例的车用空调控制器800中，档位部24的档位环28也设置于肩部27的上表面，档位环28的凸部281沿轴向上凸出。弹性元件750包括弹簧752和球体754，球体754位于弹簧752的一末端。具体地，基座10的支承部14的下端面设置有固定柱716，弹簧752套设于固定柱716上，球体754设置于弹簧752的下端。组装后，球体754通过弹簧752压至档位环28的凹部282处并且弹簧与档位环配合，弹簧具有一定压缩量，档位部转动时，球体754滚动，可以从一个凹部经过凸部进入另一个凹部，从而在旋钮组件20转动时与档位环28形成配合，引起旋钮组件20旋转所需的档位顿感。

图12所示为本发明第四实施例的车用空调控制器800的剖视图。本实施例中与第二实施例中相同的部分在此不再赘述。本实施例与第二实施例的主要不同之处在于弹性元件不同。

同时参阅图13和图14，具体地，本实施例的车用空调控制器900中，档位部24的档位环28也设置于肩部27的上表面，档位环28的凸部281沿轴向向上凸出。弹性元件850为波形弹簧。波形弹簧850可以呈环形，其设有固定部852和卡合部854。本实施例中，固定部852的数量为两个，呈对称设置。卡合部854的数量为两个，卡合部854也呈对称设置。固定部852和卡合部854沿周向交替排布。基座10的支承部14的下端面对应固定部852设有相应的两组卡位凸起816(图中仅显示一组)，本实施例中，卡位凸起816排布成M形。组装时，波形弹簧850的两固定部852卡扣于两组卡位凸起816内从而与支承部14固定。波形弹簧850的卡合部854延伸至档位部24的档位环28的凹部282处，从而在旋钮组件20转动时与档位环28形成配合，引起旋钮组件20旋转所需的档位顿感。

以上所示的实施例中，第一轴承元件30为横向滚动轴承元件，其不限于横向滚动轴承元件，其也可以为竖向滚动轴承元件。当其为竖向滚动轴承元件时，旋钮帽的连接柱的至少部分径向外表面和支承部的至少部分内表面相对，且竖向滚动轴承元件置于其间，竖向滚动轴承元件的滚动体的径向两侧分别与连接柱的径向外表面和支承部的径向内表面摩擦接触，从而将旋钮组件和基座之间的直接摩擦转换为与竖向滚动轴承元件之间的滚动摩擦，因此也可以实现减小摩擦、降低噪音。

上述实施例中，第二轴承元件40为竖向滚动轴承元件，可以理解地，其不限于竖向滚动轴承元件，其也可以为横向滚动轴承元件。当其为横向滚动轴承元件时，档位部的肩部的至少部分轴向端面和支承部的至少部分轴向端面相对，且横向滚动轴承元件置于其间，横向滚动轴承元件的滚动体的轴向两端分别与档位部的肩部的轴向端面和支承部的轴向端面摩擦接触，从而将旋钮组件和基座之间的直接摩擦转换为与横向滚动轴承元件之间的滚动摩擦，因此也可以实现减小摩擦、降低噪音。

此外，第一轴承元件30和第二轴承元件40也不限于滚动轴承元件，其也可以为滑动轴承元件。例如，第一轴承元件可以为横向滑动轴承元件，设置于基座的支承部的上端面和旋钮帽的本体的下端面之间，第一轴承元件的轴向两端面作为摩擦面分别与基座的支承部的上端面和旋钮帽的本体的下端面接触。在本文中，定义横向滑动轴承元件为：其轴向两端面作为摩擦接触面的滑动轴承元件，即横向滑动轴承元件与支承部的上端面和旋钮帽的本体的下端面为滑动接触。进一步地，基座的支承部的上端面和旋钮帽的本体的下端面还可以分别设有用于收容第一轴承元件的环形凹槽。可以理解地，也可仅在基座的支承部的上端面或仅在旋钮帽的本体的下端面形成一环形凹槽。第二轴承元件可以为竖向滑动轴承元件。其可以呈环板状，其设置于档位部的第一区段的径向外表面和基座的支承部的径向内表面之间。第二轴承元件的径向内表面和径向外表面作为摩擦面分别与第一区段的径向外表面和支承部的径向内表面接触。在本文中，定义竖向滑动轴承元件为：其径向外表面和径向内表面为摩擦接触面的滑动轴承元件，即竖向滑动轴承元件与支承部的径向内表面和第一区段的径向外表面为滑动接触。

在旋钮组件转动时，旋钮帽的本体与基座的支承部之间的直接摩擦转换为本体与第一轴承元件之间的滑动摩擦，因此可以减小摩擦，降低噪音。同理，档位部与支承部之间的直接摩擦转化为档位部与第二轴承元件的滑动摩擦，可进一步减小摩擦，降低噪音。

可以理解地，第一轴承元件还可以为竖向滑动轴承元件；第二轴承元件还可以为横向滑动轴承元件。

需要说明的是，尽管在附图和上述描述中对本发明进行了详细地阐述和说明，但这些阐述和说明仅是示例性的而非限制性的，也即，所示出和描述的实施例仅作为示例，并非以任何方式限制本发明的保护范围。可以理解的是，在任意实施例中所描述的任何特征均可与任意其他实施例一起组合使用。本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对上述实施方式进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车用空调控制器，包括基座和可转动地安装于基座中的旋钮组件，所述基座设有一安装腔，至少部分所述旋钮组件安装于所述安装腔内，其特征在于，还包括设置在所述基座和所述旋钮组件之间的弹性元件和轴承元件；所述旋钮组件包括档位部，所述档位部包括档位环，所述档位环形成有多个凸部和多个凹部，所述弹性元件与基座连接并伸入至所述档位环的凹部处。

2.根据权利要求1所述的车用空调控制器，其特征在于，所述旋钮组件还包括旋钮帽，所述旋钮帽和所述档位部相互连接，所述轴承元件包括第一轴承元件和第二轴承元件，所述第一轴承元件位于所述旋钮帽和所述基座之间，所述第二轴承元件位于所述档位部和所述基座之间。

3.根据权利要求2所述的车用空调控制器，其特征在于，所述第一轴承元件和/或所述第二轴承元件为选自以下组中的一个：

(1)横向滚动轴承元件，其包括一保持环和设置于保持环内的多个滚动体，所述滚动体在轴向上突出于所述保持环的两端以作为摩擦部位；

(2)竖向滚动轴承元件，其包括一保持套和设置于保持套上的多个滚动体，所述滚动体在径向上突出于所述保持套的两侧以作为摩擦部位；

(3)横向滑动轴承元件，其轴向端面作为摩擦接触面；

(4)竖向滑动轴承元件，其径向表面作为摩擦接触面。

4.根据权利要求1至3任一项所述的车用空调控制器，其特征在于，所述多个凸部和多个凹部形成于所述档位环的径向周缘，所述弹性元件包括与基座连接的固定部以及与固定部连接的卡合部，所述基座对应弹性件的固定部设置有卡位凸起，所述固定部通过所述卡位凸起卡持于所述基座上。

5.根据权利要求4所述的车用空调控制器，其特征在于，所述固定部包括两个固定端部，所述卡合部连接于两个固定端部之间并突出于两个固定端部的一端；所述卡合部呈U形或V形。

6.根据权利要求1至3任一项所述的车用空调控制器，其特征在于，所述多个凸部和多个凹部形成于档位环朝向基座的轴向端面，所述弹性元件连接于基座上并沿轴向伸入至所述档位环的凹部处。

7.根据权利要求6所述的车用空调控制器，其特征在于，所述弹性元件包括弹簧和档位销，所述弹簧与基座连接，所述档位销位于所述弹簧的一末端，所述档位销通过所述弹簧压至所述档位环的凹部处。

8.根据权利要求6所述的车用空调控制器，其特征在于，所述弹性元件包括弹簧和球体，所述弹簧与所述基座连接，所述球体设置于所述弹簧的一末端，所述球体通过所述弹簧压至所述档位环的凹部处。

9.根据权利要求7或8所述的车用空调控制器，其特征在于，所述基座朝向档位环的轴向端面设置有固定柱，所述弹簧套设于固定柱上。

10.根据权利要求6所述的车用空调控制器，其特征在于，所述弹性元件为波形弹簧，所述波形弹簧包括固定部与卡合部，所述固定部与基座连接，所述卡合部沿轴向伸入至所述档位环的凹部处；所述基座朝向档位环的轴向端面形成有对应固定部的卡位凸起，所述固定部卡扣于卡位凸起内。

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