專利名稱：汽車座椅用加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車座椅用加熱裝置，更具體地涉及一種使用壓電元件自生電源(self-generated power)的汽車座椅用加熱裝置。本發(fā)明提供了安裝在座椅中的電熱絲，和安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)架之間的壓電元件。安裝在座椅內(nèi)的電熱絲由發(fā)動(dòng)機(jī)操作過(guò)程中的每個(gè)壓電元件所產(chǎn)生的電源操縱。
背景技術(shù)：
通常，汽車中都會(huì)安裝座椅，這樣乘客就可以在汽車的有限空間內(nèi)感覺(jué)安全和舒適。通常，座椅分為前座椅和后座椅。當(dāng)在車內(nèi)時(shí)，乘客直接接觸座椅，可以感覺(jué)到?jīng)龌驘帷?br> 汽車中一般會(huì)安裝加熱器，以加熱汽車中的空間。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)熱量加熱的冷水循環(huán)，且驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇將水中提取的熱量吹到汽車中。換言之，外部空氣或內(nèi)部空氣被吹進(jìn)汽車?yán)?，從冷水中提取熱量。升溫的氣體然后通過(guò)通風(fēng)設(shè)備釋放用于加熱汽車的內(nèi)部空間。
這樣的加熱裝置對(duì)增加汽車內(nèi)部區(qū)域的溫度非常有效。但是，通常很難加熱與乘客臀部和背部直接接觸的座椅。在這種情況下，乘客通常感覺(jué)臉上很熱，而身體接觸座椅的部分卻很冷。
并且，在冬季時(shí)，當(dāng)汽車停在外面很常時(shí)間后，并且乘客進(jìn)入汽車時(shí)，汽車的內(nèi)部空間溫度相對(duì)較低，且座椅的表面溫度相對(duì)較低。因此，當(dāng)駕駛員坐在駕駛座位上并開(kāi)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，駕駛員通常會(huì)很冷。在這樣情況下，加熱器通常需要通過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間將內(nèi)部空間加熱到駕駛員感覺(jué)舒服的期望溫度。
為了克服上述問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了直接加熱座椅的裝置。典型地，一些裝置利用汽車的能源，且一些利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量。
此外，在使用冷水的加熱裝置中，在發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)后當(dāng)冷水的溫度通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)升高到一定溫度時(shí)才能加熱座椅。此外，由于使用了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量，因此發(fā)動(dòng)機(jī)中會(huì)出現(xiàn)一定的能量損失。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和輸出會(huì)降低，由此減少了加熱器的價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種汽車座椅用加熱裝置，其中座椅內(nèi)部安裝電熱絲，并且在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)架之間安裝壓電元件。安裝在座椅內(nèi)部的電熱絲由每個(gè)壓電元件產(chǎn)生的電源操作。因此，在本發(fā)明中，不需要額外的電源和各種傳感器。與在座椅內(nèi)部安裝的加熱管的結(jié)構(gòu)相比，適合于簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和部件。尤其是，可以對(duì)座椅供應(yīng)熱量而沒(méi)有任何發(fā)動(dòng)機(jī)的能源和燃料的損失。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種汽車座椅的加熱裝置，包括位于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和每個(gè)適合支撐發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)架之間的壓電元件；接收由基于發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的壓電元件所產(chǎn)生的電源并放大電源的電壓放大器；安裝在座椅內(nèi)部并接收來(lái)自電壓放大器的電源的加熱單元，這樣基于加熱操作加熱了座椅；以及用于連接或斷開(kāi)提供給加熱單元的工作電源的開(kāi)啟和關(guān)閉開(kāi)關(guān)。
此外，電壓放大器包括環(huán)形鐵芯，其中初級(jí)線圈繞在它的一側(cè)，次級(jí)線圈繞在它的另一側(cè)。他相對(duì)于初級(jí)線圈形成一定的繞組比，其中環(huán)形鐵芯的初級(jí)線圈連接每個(gè)壓電元件，且次級(jí)線圈連接座椅的加熱單元。通過(guò)從每個(gè)壓電元件供應(yīng)的初級(jí)線圈的電動(dòng)勢(shì)在次級(jí)線圈中產(chǎn)生并放大的電壓的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)供應(yīng)到座椅的加熱單元。
這里還提供了座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)，其安裝在座墊中，并由乘客坐在或未坐在座椅上的狀態(tài)打開(kāi)或關(guān)閉，這樣連接或斷開(kāi)座椅的加熱單元的工作電源。
座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)包括由彈簧彈性地支撐的驅(qū)動(dòng)接觸點(diǎn)；和當(dāng)通過(guò)乘客坐在座椅上的乘客重量擠壓驅(qū)動(dòng)接觸點(diǎn)時(shí)形成開(kāi)啟接觸點(diǎn)的固定接觸點(diǎn)。
本發(fā)明還提供了雙金屬開(kāi)關(guān)，其安裝在座椅加熱單元和電流放大器之間，其中，所述雙金屬開(kāi)關(guān)可自動(dòng)地打開(kāi)或關(guān)閉。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的上述方面和其他特點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明，其中圖1A和圖1B是解釋根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置的結(jié)構(gòu)的視圖；圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明所述的汽車座椅用加熱裝置中安裝了電熱絲的立體圖；圖3是說(shuō)明能夠在根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置中產(chǎn)生電源的壓電元件的安裝狀態(tài)示意圖；圖4是說(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置中電壓放大器的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5是當(dāng)人坐在根據(jù)本發(fā)明所述的汽車座椅用加熱裝置中時(shí)的座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)開(kāi)啟的實(shí)例的視圖；和圖6是說(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置中雙金屬開(kāi)關(guān)的“打開(kāi)”狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明涉及一種電熱絲型汽車座椅用加熱裝置。在座椅內(nèi)部安裝電熱絲。電熱絲使用發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的電源操作。座椅通過(guò)增加接收電源的電熱絲的溫度而加熱。
圖1A和圖1B是解釋本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置的結(jié)構(gòu)的視圖。圖2是解釋在根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置中安裝的電熱絲的立體圖。加熱單元110安裝在座椅背部102和座墊104的內(nèi)部，這樣座椅100在對(duì)其提供電源時(shí)加熱。
如圖2所示，加熱單元110由加熱線圈的方式構(gòu)成，也就是電熱絲112在座椅背部102和座墊104的內(nèi)部均勻地供應(yīng)在相等間隔設(shè)置。壓電元件120安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)1和能夠支撐發(fā)動(dòng)機(jī)1的車體3的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)架5之間，作為電源單元以操縱電熱絲112。壓電元件120能夠通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)1的振動(dòng)產(chǎn)生電能。加熱單元110的電熱絲112接收由壓電元件120在發(fā)動(dòng)機(jī)加熱操作過(guò)程中產(chǎn)生的電能并被加熱，由此加熱座椅100。
通常，多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)架5安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)1和車體3之間，斷開(kāi)或偏移在行駛中發(fā)動(dòng)機(jī)1產(chǎn)生的傳力(transfer force)。優(yōu)選地，安裝3到5個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)架。在本發(fā)明中，壓電元件(壓電陶瓷)120安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)1和每個(gè)機(jī)架5之間，這樣每個(gè)壓電元件120產(chǎn)生的電能可以在發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)操縱電熱絲112。
當(dāng)壓電元件120接收一定位移時(shí)，產(chǎn)生電荷。這樣壓電元件120通常使用在能夠測(cè)量壓力或應(yīng)力的變換器或在能夠測(cè)量重量的重力計(jì)中。由于陶瓷型壓電元件在壓力下很有力，甚至當(dāng)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)1和發(fā)動(dòng)機(jī)架5之間時(shí)，也不存在耐久性問(wèn)題。具體地，在安裝它的時(shí)候通過(guò)提供壓力而使其具有一定的參考電壓來(lái)安裝的情況下，當(dāng)它接收通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)的上下位移時(shí)，它不會(huì)接收任何張力。適宜的壓電元件是那些用在重力計(jì)和加速儀中能夠測(cè)量幾千Hz的壓電元件。
如前面所述，本發(fā)明針對(duì)一種汽車座椅用加熱裝置，他利用壓電元件120的自生電源。每個(gè)壓電元件120將發(fā)動(dòng)機(jī)自然振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能。由壓電元件120產(chǎn)生的電能通過(guò)某一放大過(guò)程提供給安裝在座椅100的加熱單元內(nèi)部的電熱絲112。這就使電熱絲112被加熱，由此加熱座椅100。
此外，輔助電池連接在壓電元件上。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的壓電元件的電能在不需加熱座椅時(shí)充入輔助電池。充入的電源在需要時(shí)使用。如果需要時(shí)充入輔助電池的電荷可以供應(yīng)到全長(zhǎng)部件。
圖3是解釋根據(jù)本發(fā)明所述的能夠在汽車座椅用加熱裝置中產(chǎn)生電源的壓電元件的示意圖。如在此所示，環(huán)形的壓電元件120安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)1和發(fā)動(dòng)機(jī)架5之間。壓電元件120的形狀可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)架的形狀而改變。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)時(shí)，壓電元件120通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)1的振動(dòng)產(chǎn)生移動(dòng)并產(chǎn)生電源。產(chǎn)生的電源由電壓放大器130放大，提供給座椅加熱單元110的電熱絲112。電壓放大器130能夠放大由壓電元件120產(chǎn)生的電壓，并將電壓傳遞給座椅的加熱單元110。電壓放大器130的結(jié)構(gòu)參考圖4說(shuō)明。
電壓放大器130基于法拉第定律執(zhí)行放大操作。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)施加在初級(jí)線圈134上時(shí)，電壓的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)基于初級(jí)線圈134和次級(jí)線圈136的繞組數(shù)在次級(jí)線圈136放大。電壓放大次級(jí)線圈136的電動(dòng)勢(shì)適于操作座椅加熱單元110的電熱絲112。本發(fā)明的電壓放大單元130以初級(jí)線圈134和次級(jí)線圈136用一定數(shù)量的繞組繞在環(huán)形鐵芯132上的方式構(gòu)成。連接在壓電元件120的初級(jí)線圈134繞在環(huán)形鐵芯132的一側(cè)，并且連接在加熱單元110的電熱絲112上的次級(jí)線圈136以基于與初級(jí)線圈134相比的一定數(shù)量的繞組繞在環(huán)形鐵芯132的另一側(cè)。
在電壓放大器130中，當(dāng)壓電元件120產(chǎn)生的電流提供給初級(jí)線圈134時(shí)，初級(jí)線圈134的電動(dòng)勢(shì)在環(huán)形鐵芯132中形成磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)提供給次級(jí)線圈136相同的磁場(chǎng)。感應(yīng)電流由磁場(chǎng)施加給次級(jí)線圈136。這時(shí)，通過(guò)初級(jí)線圈134與次級(jí)線圈136的繞組數(shù)之比施加的電流由次級(jí)線圈136產(chǎn)生。
本發(fā)明的電壓放大器130安裝在座椅100的一側(cè)，并且由次級(jí)線圈136產(chǎn)生的電流通過(guò)座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)150和雙金屬開(kāi)關(guān)160提供給座椅的加熱單元110的電熱絲112。由電壓放大器130的次級(jí)線圈136產(chǎn)生的電流提供給座椅中的加熱單元110的電熱絲112。這就對(duì)電熱絲112加壓以加熱座椅100。因此，電熱絲112由發(fā)動(dòng)機(jī)1的自然振動(dòng)產(chǎn)生的電源來(lái)操作。
如圖1A和圖1B所示，根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置包括乘客手工操作用于裝置開(kāi)關(guān)操作的開(kāi)啟和關(guān)斷開(kāi)關(guān)140。開(kāi)啟和關(guān)斷開(kāi)關(guān)140是一個(gè)安裝來(lái)選擇且手動(dòng)地對(duì)電熱絲供電的開(kāi)關(guān)。如圖1A和圖1B所示，開(kāi)啟和關(guān)斷開(kāi)關(guān)140安裝在壓電元件120和電壓放大器(初級(jí)線圈)130之間。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，它可安裝在電源到電熱絲通過(guò)開(kāi)關(guān)操作連接或關(guān)斷的任何位置上。它可以安裝在駕駛員或乘客可從座位100上易于控制開(kāi)關(guān)的位置。
根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置，也可以包括座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)150，在感應(yīng)電流只在乘客坐在座椅100上時(shí)甚至在開(kāi)啟和關(guān)斷開(kāi)關(guān)140打開(kāi)時(shí)在座椅的內(nèi)部提供給加熱單元110的方式下，座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)150在乘客坐在座椅上時(shí)由于重力而打開(kāi)。
座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)150在乘客不坐在座椅中時(shí)保持關(guān)閉狀態(tài)。座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)150最好安裝在座墊102的中心位置，這樣通過(guò)乘客坐在座椅100上時(shí)的重力打開(kāi)。如圖1A和圖1B所示，它可以安裝在電壓放大器(次級(jí)線圈)130和加熱單元110之間。
圖5是座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)的實(shí)例視圖，其結(jié)構(gòu)和操作會(huì)在下面說(shuō)明。當(dāng)通過(guò)乘客的重力向下壓時(shí)，驅(qū)動(dòng)接觸點(diǎn)152與固定接觸點(diǎn)156形成一個(gè)打開(kāi)狀態(tài)。驅(qū)動(dòng)接觸點(diǎn)152通過(guò)彈簧154彈性地支撐。也就是，當(dāng)乘客坐在座椅100上時(shí)，提供在座墊102中的座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)150的驅(qū)動(dòng)接觸點(diǎn)152通過(guò)乘客的重力克服了彈簧154的力，并被向下壓。驅(qū)動(dòng)接觸點(diǎn)152接觸下側(cè)的固定接觸點(diǎn)156，并且開(kāi)關(guān)打開(kāi)。當(dāng)座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)150處于“打開(kāi)”狀態(tài)時(shí)，從電壓放大器130提供的放大電流通過(guò)開(kāi)關(guān)接觸點(diǎn)提供給座椅的加熱單元110。
汽車座椅用加熱裝置包括座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)150，當(dāng)乘客坐在座椅100上時(shí)，座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)150打開(kāi)，電源提供給座椅100的加熱元件110，并在座椅100中產(chǎn)生熱量。當(dāng)乘客不坐在座椅上時(shí)，電源斷開(kāi)，且不產(chǎn)生熱量。
根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置，可安裝雙金屬開(kāi)關(guān)160用于在產(chǎn)生超過(guò)預(yù)定溫度的多余熱量時(shí)自動(dòng)切斷電源。雙金屬開(kāi)關(guān)160安裝在加熱單元110的電熱絲112和電壓放大器130之間。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可自動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉的雙金屬開(kāi)關(guān)160安裝在電熱絲112和座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)150之間。
如圖6所示，開(kāi)關(guān)端子162由兩種具有不同熱轉(zhuǎn)化率的金屬結(jié)合。當(dāng)開(kāi)關(guān)端子162連接時(shí)，由于超溫的熱量而變形后，連接點(diǎn)斷開(kāi)，由此電源自動(dòng)斷開(kāi)。
根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置的操作會(huì)在下面說(shuō)明。首先，駕駛員坐在座椅上，發(fā)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并操作開(kāi)啟和關(guān)斷開(kāi)關(guān)140，由此開(kāi)關(guān)打開(kāi)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)由壓電元件120產(chǎn)生的電流，提供給電壓放大器130的初級(jí)線圈134?；诶@組數(shù)量放大的次級(jí)感應(yīng)電流，在次級(jí)線圈136中產(chǎn)生。次級(jí)線圈136的電流通過(guò)加熱檢測(cè)開(kāi)關(guān)150和雙金屬開(kāi)關(guān)160提供給內(nèi)部的加熱單元110。加熱單元110的電熱絲112產(chǎn)生熱量并加熱座椅100。此后，雙金屬開(kāi)關(guān)160打開(kāi)和關(guān)閉，這樣保持座椅100需要的熱量。
綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置，涉及一種使用自生電源的座椅加熱裝置。在座椅的內(nèi)部安裝電熱絲。壓電元件安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)架之間。座椅內(nèi)部的電熱絲在發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)由每個(gè)壓電元件產(chǎn)生的電源操縱。座椅由接收電源的電熱絲操作來(lái)加熱。
因而，根據(jù)本發(fā)明的汽車座椅用加熱裝置，不需要附加電源和各種傳感器。在發(fā)明中與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中冷水管安裝在座椅內(nèi)部相比，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和少量部件。不需要多種管子和閥用于將發(fā)動(dòng)機(jī)冷水供給座椅。尤其是，在不損失發(fā)動(dòng)機(jī)任何能量和性能的情況下，將熱量供給座椅。
權(quán)利要求
1.一種汽車座椅用加熱裝置，包括位于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和每個(gè)適于支撐發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)架之間的壓電元件；接收基于發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)由壓電元件所產(chǎn)生的電源，并放大所述電源的電壓放大器；安裝在座椅的內(nèi)部，并接收來(lái)自電壓放大器的電源以加熱座椅的加熱單元；和連接或斷開(kāi)提供給加熱單元的電源的一個(gè)開(kāi)啟和關(guān)斷開(kāi)關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所示的裝置，其中，所述電壓放大器包括一個(gè)環(huán)形鐵芯，其中初級(jí)線圈繞在它的一側(cè)，且次級(jí)線圈繞在它的另一側(cè)，以相對(duì)于初級(jí)線圈形成一個(gè)繞組率，其中環(huán)形鐵芯的初級(jí)線圈連接每個(gè)壓電元件，且次級(jí)線圈連接座椅的加熱單元，并且由每個(gè)壓電元件供給初級(jí)線圈的電動(dòng)勢(shì)在次級(jí)線圈中所產(chǎn)生和放大的電壓的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)被供應(yīng)到座椅的加熱單元。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括安裝在座墊中，并通過(guò)乘客是否坐在座椅上來(lái)打開(kāi)的座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)，由此將電源連接到加熱單元。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述座椅檢測(cè)開(kāi)關(guān)包括由彈簧彈性地支撐的驅(qū)動(dòng)接觸點(diǎn)；和當(dāng)驅(qū)動(dòng)接觸點(diǎn)通過(guò)乘客坐在座椅上的重量按壓時(shí)，固定接觸點(diǎn)與驅(qū)動(dòng)接觸點(diǎn)接觸。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括安裝在座椅加熱單元和電流放大器之間的雙金屬開(kāi)關(guān)，其中所述雙金屬開(kāi)關(guān)可自動(dòng)地打開(kāi)或關(guān)閉。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括在電氣上與所述壓電元件連接的輔助電池。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種汽車座椅用加熱裝置。更具體地，一種電熱絲安裝在座椅內(nèi)部。壓電元件安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)架之間。電熱絲由發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)每個(gè)壓電元件產(chǎn)生的電源供給。座椅基于電熱絲的加熱操作被加熱。
文檔編號(hào)A47C7/72GK1613685SQ20041007391
公開(kāi)日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2004年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月5日
發(fā)明者金孝錫 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社