用于气动系统的流体切换模块的噪声衰减器

文档序号:1803862 发布日期:2021-11-05 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 用于气动系统的流体切换模块的噪声衰减器 (Noise attenuator for a fluid switching module of a pneumatic system ) 是由 吉列尔梅·哈尔滕伯格·沃森 韦德·欧摩尔 霍里亚·布兰迪尔 雷纳托·科利亚 罗伯特·J·麦克 于 2020-03-16 设计创作,主要内容包括:一种气动系统包括具有空气通道和与所述空气通道流体连通的通风口的流体切换模块。所述气动系统还包括联接到所述流体切换模块的声音衰减器,所述声音衰减器具有与所述通风口流体连通的第一腔室、经由所述第一腔室与所述通风口流体连通的第一孔口、经由所述第一孔口与所述第一腔室流体连通的第二腔室以及经由所述第二腔室与所述第一孔口流体连通的第二孔口。(A pneumatic system includes a fluid switching module having an air channel and a vent in fluid communication with the air channel. The pneumatic system also includes a sound attenuator coupled to the fluid switching module, the sound attenuator having a first chamber in fluid communication with the vent, a first aperture in fluid communication with the vent via the first chamber, a second chamber in fluid communication with the first chamber via the first aperture, and a second aperture in fluid communication with the first aperture via the second chamber.)

用于气动系统的流体切换模块的噪声衰减器

相关申请的交叉引用

本申请是2018年8月29日提交的共同未决美国专利申请No.16/116,433的部分连续申请,其全部内容通过引用并入此处。

背景技术

本公开涉及一种用于商业和住宅用途(例如办公室和家用家具),并且更具体地用于车辆座椅系统(飞机、汽车等)内的气动按摩系统。

发明内容

在一个实施例中,本公开提供了一种气动系统,其包括具有空气通道和与空气通道流体连通的通风口的流体切换模块。该气动系统还包括联接到流体切换模块的声音衰减器,该声音衰减器具有与通风口流体连通的第一腔室、经由第一腔室与通风口流体连通的第一孔口、经由第一孔口与第一腔室流体连通的第二腔室以及经由第二腔室与第一孔口流体连通的第二孔口。

在另一个实施例中,本公开提供了一种用于流体切换模块的噪声衰减器,其包括主体,该主体具有第一壁、第一多个外侧壁、从第一壁延伸的多个内侧壁以及在所述多个内侧壁之间延伸的底板。该噪声衰减器还包括联接到主体的盖子,该盖子具有与第一壁相对的第二壁和第二多个外侧壁。第一孔口延伸穿过所述多个内侧壁中的一个,并且第一孔口与在底板和第二壁之间延伸的腔室流体连通。第二孔口延伸穿过所述第一多个外侧壁中的一个外侧壁或所述第二多个外侧壁中的一个外侧壁。

在另一个实施例中,本公开提供了一种气动系统,其包括流体切换模块和联接到流体切换模块的声音衰减器,流体切换模块具有空气通道和与空气通道流体连通的通风口,声音衰减器被配置为将由流经流体切换模块的空气产生的噪声在整个可听范围内衰减到小于40dB。

通过考虑

具体实施方式

和附图,本公开的其他方面将变得显而易见。

附图说明

图1是包括流体切换模块的气动系统的示意图。

图2是图1的流体切换模块的前透视图。

图3是图1的流体切换模块的后透视图。

图4是图1的流体切换模块的分解图。

图5是图1的流体切换模块在盖被移除的情况下的前视图。

图6是图5的流体切换模块的由线6-6标识的部分的放大图。

图7是图5的流体切换模块的由线7-7标识的部分的放大图。

图8是图5的流体切换模块的由线8-8标识的部分的放大图。

图9是图5的流体切换模块的空气通道的示意图。

图10A-10E是通过图5的流体切换模块进行气流操作的示意图示。

图11是包括联接到声音衰减器的图1的流体切换模块的组件的透视图。

图12是图11的组件的分解图。

图13是图11的声音衰减器的透视图。

图14是图11的声音衰减器的另一个透视图。

图15是沿线15-15截取的图11的组件的剖视图。

图16是进一步示出从流体切换模块穿过声音衰减器的气流路径的图15的剖视图。

图17A是示出图1的流体切换模块的操作噪声剖面的图表。

图17B是示出图11的组件的操作噪声剖面的图表。

在详细解释本公开的任何实施例之前,应当理解,本公开的应用不限于在以下描述中阐述的或在随后的附图中示出的构造细节和部件布置。本公开能够支持其他实施例并且能够以各种方式实践或实施。而且,应当理解,本文中使用的措辞和术语是为了描述目的且不应被视为限制性的。本文中使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变体旨在涵盖其后列出的项及其等同物以及附加项。并且如本文和随附权利要求书中使用的,术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“前”、“后”和其他方向性术语不旨在要求任何特定取向,而是仅用于描述目的。

具体实施方式

参照图1,示出了气动系统10(即气动按摩系统、振动气动系统等)。气动系统10包括气动源14(例如,气泵、空气压缩机等)、第一气囊18、第二气囊22、第三气囊26和第四气囊30。气动系统10进一步包括流体切换模块34,流体切换模块34流体连接到气动源14和气囊18、22、26、30。在一些实施例中,气动源10由电动马达驱动。换句话说,气动压力是由专用电动马达产生的。在替代实施例中,气动源10是任何合适的压缩空气源,包括气动模块或现有车辆气动系统内的任何气动源。

如下文更详细解释的,气动系统10用于通过循环地使气囊18、22、26、30充气和放气而不使用任何电动或机械阀来产生按摩效果。具体地,气动源14向流体切换模块34提供加压空气源,流体切换模块34以预定顺序控制空气到气囊18、22、26、30的流动,而不移动流体切换模块34的任何部分。具体地,空气的流动由流体切换模块34控制,使得气囊18、22、26、30以交错的方式(即,不一致的充气)反复充气和放气,从而产生按摩效果。在一些实施例中,气动系统10集成在座椅内,出于以下描述的目的,座椅可以是车辆的客厢内的任何车辆座椅,但座椅不一定限于车辆应用。

参照图1-2,流体切换模块34包括基部38和盖42。模块34进一步包括形成在基部38的一侧50上的五个空气连接件46A-46E。具体地,基部38包括气动源连接器46A、第一气囊连接器46B、第二气囊连接器46C、第三气囊连接器46D、第四气囊连接器46E。

参照图4,空气通道54形成在基部38中。具体地,空气通道54部分地由具有底板62和盖42的通路58限定。换言之,空气通道54至少部分地由底板62、盖42和在底板62和盖42之间延伸的侧壁限定。参照图5,空气连接件46A-46E经由穿过底板62的相应孔66A-66E流体连接到空气通道54。另外,在基部38中(更具体地,在底板62中)形成通向大气的通风口70、74、78、82(图3)以使空气通道54与大气流体连通。下面更详细地描述空气通道54和通风口70、74、78、82的操作。通常,空气通道54和通风口70、74、78、82以预定顺序被动地控制(即,没有额外的机械或电动阀)空气从气动源14到气囊18、22、26、30的流动。

参照图9,空气通道54限定了多个“区”和“子系统”。具体地,空气通道54包括第一子系统86(图9中的阴影部分)、流体连接到第一子系统86的第二子系统90以及流体连接到第一子系统86的第三子系统94。第一子系统86包括在第一上游位置处且包括空气源连接件46A的进气区98和位于进气区98下游的第一分流区102。第一子系统86进一步包括第一传送区106和第二传送区110。第一分流区102流体连接到第一传送区106和第二传送区110。第一传送区106与第二子系统90的进气区114流体连通。同样地,第二传送区110与第三子系统94的进气区118流体连通。

继续参照图9,第二子系统90包括在第二上游位置处的进气区114和流体连接到进气区114的第二空气分流区122。第二子系统90进一步包括流体连接到第二分流区122的第一气囊区126和第二气囊区130。第一气囊连接件46B位于第一气囊区126内并且第二气囊连接件46C位于第二气囊区130内。另外,第二子系统90包括流体连接到第一气囊区126的第一通风区134和流体连接到第二气囊区130的第二通风区138。第一通风口70被定位在第一通风区134内并且第二通风口74被定位在第二通风区138内。而且,第二子系统90包括流体连接到第二通风区138和第一子系统86的第一传送区106的反馈区142。

继续参照图9,第三子系统94类似于第二子系统90。第三子系统94包括在第三上游位置处的进气区114和流体连接到进气区114的第三空气分流区146。第三子系统94进一步包括流体连接到第三分流区146的第三气囊区150和第四气囊区154。第三气囊连接件46D位于第三气囊区150内并且第四气囊连接件46E位于第四气囊区154内。另外,第三子系统94包括流体连接到第三气囊区150的第三通风区158和流体连接到第四气囊区154的第四通风区162。第三通风口78位于第三通风区158内并且第四通风口82位于第四通风区162内。而且,第三子系统94包括流体连接到第四通风区162和第一子系统86的第二传送区110的反馈区166。

参照图5-8,空气通道54进一步限定了多个“通道”、“壁”、“尺寸”等。第一进气区98包括与空气源连接器46A流体连通的进气通道170并且限定了进气流轴线174(图6)。空气源连接器46A的孔66A限定在大约1.0mm至大约3.0mm范围内的直径178。进气通道170在喷嘴182的下游变窄。具体地,进气通道170包括进气口宽度尺寸186并且喷嘴182限定了小于进气口宽度尺寸186的喷嘴宽度尺寸190。在示出的实施例中,进气口宽度尺寸186等于直径178。进气口宽度尺寸186比喷嘴宽度尺寸190大大约1.25至大约5.5倍。

参照图6,喷嘴182的下游是第一分流区102。第一分流区102包括空气分流器194、第一排气通道198、第二排气通道202和凹口206(即,气流偏置特征)。空气分流器194定位在距喷嘴182大约2.0mm至大约3.0mm的距离208处。在一些实施例中,距离208大约等于喷嘴宽度190的四倍。空气分流器194是弯曲的并且限定了至少一个半径210。在替代实施例中,空气分流器是尖的。换言之,空气分流器194可以是凹形或凸形的。具体地,空气分流器194包括与进气流轴线174对齐的中心点214。第一排气通道198包括第一壁218并且第二排气通道202包括与第一壁218相对定位的第二壁222。第一壁218相对于进气流轴线174定向以限定第一角度226。同样地,第二壁222相对于进气流轴线174定向以限定第二角度230。第一角度226和第二角度230二者均在大约15度至大约25度的范围内。在一些实施例中,第一角度226等于第二角度230。

凹口206被定位在第一排气通道198的上游和喷嘴182的下游。更具体地,凹口206被定位在喷嘴182和第一壁218之间。换言之,凹口206代替第一壁218的一部分。如下文进一步详细解释的,凹口206使来自喷嘴182的气流偏置,以在流过第二排气通道202之前首先流过第一排气通道198。凹口206限定在大约0.025mm至大约0.50mm的范围内的尺寸234。凹口尺寸越大,对相应排气通道198的偏置效果就越大。然而,凹口尺寸太大会造成气流不稳定性。在替代实施例中,凹口206可以是壁218中的凹槽、狭槽或其他合适的几何特征以产生低压区域。

继续参照图6,第一分流区102的下游是第一传送区106和第二传送区110二者。具体地,第一排气通道198与第一传送区106流体连通。同样地,第二排气通道202与第二传送区110流体连通。第一传送区106包括具有两个弯曲壁242的传送通道238,并且第二传送区110类似地包括具有两个弯曲壁250的传送通道246。

第一传送区106的下游是第二子系统90的进气区114。参照图7,传送通道238与限定气流轴线258的进气通道254流体连通。进气通道254变窄至比喷嘴182更窄的喷嘴262。具体地,喷嘴262限定比喷嘴宽度190更小的喷嘴宽度尺寸266。喷嘴宽度尺寸266等于喷嘴宽度190或比喷嘴宽度190小大约100%至大约50%。

喷嘴262的下游是第二分流区122。第二分流区122包括空气分流器270、第一排气通道274、第二排气通道278和凹口282。空气分流器270被定位成与喷嘴262相距大约2.0mm至大约3.0mm的距离284。在一些实施例中,距离284大约等于喷嘴宽度266的四倍。空气分流器270是弯曲的并且限定至少一个半径286。与空气分流器194一样,空气分流器270可以是凹形或凸形的。具体地,空气分流器270包括与进气流轴线258对齐的中心点290。第一排气通道274包括第一壁294并且第二排气通道278包括与第一壁294相对定位的第二壁298。第一壁294相对于进气流轴线258定向以限定第一角度302。同样地,第二壁298相对于进气流轴线258定向以限定第二角度306。第一角度302和第二角度306二者均在大约15度至大约25度的范围内。在一些实施例中,第一角度302等于第二角度306。

凹口282被定位在第一排气通道274的上游。更具体地,凹口282被定位在喷嘴262和第一壁294之间。换言之,凹口282代替第一壁294的一部分。凹口282限定在大约0.025mm至大约0.5mm的范围内的尺寸310。如下文进一步详细解释的,凹口282使来自喷嘴262的气流偏置,以在流过第二排气通道278之前首先流过第一排气通道274。

第二分流区122的下游是第一气囊区126、第二气囊区130、第一通风区134和第二通风区138。具体地,第一排气通道274与第一气囊区126和第一通风区134流体连通。同样地,第二排气通道278与第二气囊区130和第二通风区138流体连通。第一气囊区126包括具有两个相对壁318的通道314和第一气囊连接器46B。类似地,第二气囊区130包括具有两个相对壁326的通道322和第二气囊连接器46C。第一通风区134包括具有两个弯曲壁334的通道330和第一通风口70。类似地,第二通风区138包括具有两个弯曲壁342的通道338和第二通风口74。第一通风口70限定第一通风口直径346并且第二通风口74限定第二通风口直径350。

参照图6、图7和图9,反馈区142包括反馈通道351,该反馈通道351包括两个弯曲壁352。反馈通道254与第二通风区138的通道338流体连通,并且与第一传送区106的传送通道238流体连通。如下文更详细解释的,反馈区142提供了一种被动方式来将气流从第二子系统90切换到第三子系统94。

第三子系统94类似于第二子系统90。在一些实施例中,第三子系统94与第二子系统90相同(即,一模一样)。第二传送区110的下游是第三子系统94的进气区118。参照图8,传送通道246与限定气流轴线358的进气通道354流体连通。进气通道354变窄至比喷嘴182更窄的喷嘴362。具体地,喷嘴362限定比喷嘴宽度190更小的喷嘴宽度尺寸366。喷嘴宽度尺寸366等于喷嘴宽度190或比喷嘴宽度190小大约100%至大约50%。

喷嘴362的下游是第三分流区146。第三分流区146包括空气分流器370、第一排气通道374、第二排气通道378和凹口382。空气分流器370被定位成与喷嘴362相距大约2.0mm至大约3.0mm的距离384。在一些实施例中,距离384大约等于喷嘴宽度366的四倍。空气分流器370是弯曲的并且限定了至少一个半径386。与空气分流器270一样,空气分流器370可以是凹形或凸形的。具体地,空气分流器370包括与进气流轴线358对齐的中心点390。第一排气通道374包括第一壁394并且第二排气通道378包括与第一壁394相对定位的第二壁398。第一壁394相对于进气流轴线358定向以限定第一角度402。同样地,第二壁398相对于进气流轴线358定向以限定第二角度406。第一角度402和第二角度406二者均在大约15度至大约25度的范围内。在一些实施例中,第一角度402等于第二角度406。

凹口382被定位在第一排气通道374的上游。更具体地,凹口382被定位在喷嘴362和第一壁394之间。换言之,凹口382代替第一壁394的一部分。凹口382限定在大约0.025mm至大约0.5mm的范围内的尺寸410。如下文进一步详细解释的,凹口382使来自喷嘴362的气流偏置,以在流过第二排气通道378之前首先流过第一排气通道374。

第三分流区146的下游是第三气囊区150、第四气囊区154、第三通风区158和第四通风区162。具体地,第一排气通道374与第三气囊区150和第三通风区158流体连通。同样地,第二排气通道378与第四气囊区154和第四通风区162流体连通。第三气囊区150包括具有两个相对壁418的通道414和第三气囊连接器46D。类似地,第四气囊区154包括具有两个相对壁426的通道422和第四气囊连接器46E。第三通风区158包括具有两个弯曲壁434的通道430和第三通风口78。类似地,第四通风区162包括具有两个弯曲壁442的通道438和第四通风口82。第三通风口78限定第三通风口直径446并且第四通风口82限定第四通风口直径450。

反馈区166包括反馈通道451,该反馈通道451包括两个弯曲壁452。反馈通道451与第四通风区162的通道438流体连通,并且与第二传送区110的传送通道246流体连通。如下文更详细解释的,反馈区166提供了一种被动方式来将气流从第三子系统94切换到第二子系统90。

在操作中,泵14在空气连接器46A处提供加压空气源。空气通道54被动地控制加压空气源以循环且顺序地使气囊18、22、26、30充气和放气。换言之,空气通道54在没有额外的电动或机械阀、开关或其他外部控件的情况下以预定顺序使气囊18、22、26、30中的每一个充气和放气。在示出的实施例中,该预定顺序包括对气囊18、22、26、30中的每一个进行不一致的充气(即,先使第一气囊充气,然后使第二气囊充气,然后使第三气囊充气,等等)。

参照图10A,来自泵14的加压空气被流体切换模块34接收并进入空气通道54的进气通道170。进气通道170中的压力(即,进气压力)决定了可能对气囊18、22、26、30造成影响的最大输出压力和输出流量。随着进气通道170变窄以形成喷嘴182,气流加速。空气速度太快会产生过多的湍流,这会劣化模块34的操作和稳定性。

当加压空气离开喷嘴182时,气流接触第一空气分流器194。第一分流器194在两个排气通道198、202中的一个之间分配气流。最初,由于周围空气的夹带,低压场沿着两个相邻的成角度的壁218、222而形成。然而,由于第一壁218中的凹口206,沿着所述相邻的成角度的壁218、222形成的低压场是不同的。具体地,沿着第一壁218的低压场强于沿着第二壁222的低压场。低压场的差异通过偏置凹口206和相应的第一排气通道198使气流朝着第一壁218偏转。导致气流附着到两个壁218、222中的一个的物理现象被称为附壁效应。附壁效应是从孔口(例如,喷嘴182)喷出的流体射流沿着相邻的平坦或弯曲表面(例如,壁218)并从周围夹带流体的趋势。因此,气流首先从第一空气分流器194流向第二子系统90。壁218、222(图6)相对于气流中心线174的角度226、230被设计成控制低压场的强度和气流附着到下游的壁218、222的点。

继续参照图10A,当气流移动穿过传送通道238时,由于文丘里效应,气流首先吸入穿过反馈通道351的额外的空气流入。具体地,额外的气流从通风口74被吸入传送通道238。然而,当传送通道238达到喷嘴182处输入压力的大约15%至大约25%时,穿过反馈通道351的气流反向,从而流向通风口74。换言之,穿过传送通道238的气流首先产生文丘里效应,从而吸入穿过反馈通道351的额外气流,直到传送通道238中的压力达到阈值(例如,进气压力的大约28%)为止。因此,这种可变方向气流在图10A中被示出为双向箭头(即,首先流向传送通道238,并然后流向第二通风通道338)。传送通道238达到并暂时稳定在输入压力的大约40%至大约60%,并向第二子系统90提供暂时稳定的进气压力。

继续参照图10A,第二子系统90的第二空气分流器270以与第一子系统86的第一空气分流器194几乎相同的方式操作。具体地,由于周围空气的夹带,低压场沿着两个相邻的成角度的壁294、298而形成。低压场之间的差异由于偏置凹口282而形成,并且来自喷嘴262的气流朝着成角度的壁294和第一排气通道274偏转。换言之,更强的低压区域形成于带有凹口282的壁294上,从而沿该方向偏置气流。如前所述,由于附壁效应发生壁附着,并且气流被导向第一气囊排气通道314,从而使第一气囊18充气。

当第一气囊18开始充气时,由于文丘里效应,额外的空气从第一通风通道330被吸入第一气囊通道314。由于文丘里效应引起的来自通风口70的额外气流使通道314中的气流增加大约1.0至大约1.1倍。当第一气囊18达到最大压力的大约50%时,第一通风通道330中的气流反向。因此,穿过第一通风通道330的气流在图10A中被示出为双向箭头。第一气囊18达到大约为输入压力的三分之一的最大压力。当第一气囊18达到该最大压力时,第二空气分流器270处的气流被偏转,并且气流切换到对应于第二气囊22的第二排气通道278和第二气囊通道322。

参照图10B,来自充气的第一气囊18的背压导致第二空气分流器270处的气流切换并朝着第二排气通道278偏转。在图10B所示的状态中,第一气囊18现在开始通过第一通风通道330和第一通风口70放气,并且第二气囊22开始充气。当第二气囊22充气时,通过连接在第二通风通道338和第一传送通道238之间的反馈通道351中的压力增加发生对第一子系统86的反馈。当第二气囊22达到为输入压力的大约35%至大约50%的压力时,反馈通道351中的压力足够高以使第一空气分流器194处的气流切换并朝着第二排气通道202偏转。换言之,当第二气囊22中的压力达到阈值时,通过反馈通道351的压力反馈导致第一空气分流器194处的气流偏转并切换至对应于第三子系统94的第二排气通道202。

参照图10C,在第一气囊18和第二气囊22都放气(用虚线箭头示出)的情况下,气流在第一空气分流器194处偏转以穿过传送通道110朝着第三子系统94移动。当空气移动穿过传送通道110时,由于文丘里效应,气流首先吸入穿过反馈通道451的额外的空气流入。然而,当传送通道246达到输入压力的大约15%至大约25%时,穿过反馈通道451的气流反向,从而流向通风口82。换言之,穿过传送通道246的气流首先产生文丘里效应,从而吸入穿过反馈通道451的额外气流,直到传送通道246中的压力达到阈值为止。因此,这种可变气流在图10C中被示出为双向箭头(即,首先流向传送通道246,并然后流向第四通风通道438)。传送通道246达到并暂时稳定在输入压力的大约40%至大约60%,并向第三子系统94提供暂时稳定的进气压力。

继续参照图10C,第三子系统94的第三空气分流器370以与第二子系统90的第二空气分流器270几乎相同的方式操作。具体地,由于周围空气的夹带,低压场沿着两个相邻的成角度的壁394、398而形成。低压场之间的差异由于偏置凹口382而形成,并且来自喷嘴362的气流朝着成角度的壁394和第一排气通道374偏转。换言之,更强的低压区域形成于带有凹口382的壁394上,从而沿该方向偏置气流。如前所述,由于附壁效应发生壁附着,并且气流被导向第三气囊排气通道414,从而使第三气囊26充气。

当第三气囊26开始充气时,由于文丘里效应,额外的空气从第三通风通道430被吸入第三气囊通道414。由于文丘里效应引起的来自第三通风口78的额外气流使通道414中的气流增加大约1.0至大约1.1倍。当第三气囊26达到最大压力的大约50%时,第三通风通道430中的气流反向。因此,穿过第三通风通道430的气流在图10C中被示出为双向箭头。第三气囊26达到大约为输入压力的三分之一的最大压力。当第三气囊26达到该最大压力时,第三空气分流器370处的气流被偏转,并且气流切换到对应于第四气囊30的第二排气通道378和第四气囊通道422。

参照图10D,来自第三气囊26的背压导致第三空气分流器370处的气流朝着第二排气通道378偏转。在图10D所示的状态中,第三气囊26通过第三通风口78放气,并且第四气囊30正在充气。当第四气囊30充气时,通过连接在第四通风通道438和第二传送通道246之间的反馈通道451中的压力增加发生对第一子系统86的反馈。当第四气囊30达到为输入压力的大约35%至大约50%的压力时,反馈通道451中的压力足够高以使第一空气分流器194处的气流切换回流向第一排气通道198。换言之,当第四气囊30中的压力达到阈值时,通过反馈通道451的反馈导致第一空气分流器194处的气流偏转并切换至对应于第二子系统90的第一排气通道198。

参照图10E,流体模块34的操作开始对气囊18、22、26、30充气和放气的另一个循环。具体地,图10E中示出的状态与图10A中示出的状态类似之处在于,气流被偏置以使第一气囊18充气。然而,图10E的不同之处在于,当第一气囊18在充气时,其余的气囊22、26、30在放气。只要在空气连接器46A处提供进气压力,气囊18、22、26、30的充气和放气就会继续。换言之,气囊18、22、26、30的循环的充气和放气以预定顺序无限重复,直到加压空气源14被关闭为止。因此,当加压空气被供应到进气连接器46A时,流体模块34经由气囊18、22、26、30的充气和放气来提供按定义顺序进行的连续按摩效果。

相比之下,汽车座椅中的传统气动按摩系统使用向机电阀模块供应加压空气的气动泵,该机电阀模块根据预定义按摩程序控制按摩顺序和循环时间。每个独立的气囊都需要在该模块内有一个单独的机电阀来控制充气和放气。基础按摩系统通常有三个气囊,而高端按摩系统最多可以有二十个气囊。由于控制它们所需的复杂性和电子设备,机电模块的成本很高。例如,这使得很难为低成本车辆配备按摩服务。换言之,现有技术设计包括非常复杂且需要与车辆电子系统通信的模块,这增加了开发和生产成本。

相比之下,流体模块34不依赖于使用电子设备或移动机械部件来进行操作或控制。这使得模块34可靠、可重复且成本高效。定义的按摩顺序(即,气囊18、22、26、30的循环充气/放气)是通过使用级联通风式流体放大器(即,子系统86、90、94)来实现的,这些放大器被偏置为遵循定义的顺序或次序。该顺序进一步通过使用反馈区146、166来限定,所述反馈区在预定义的静态压力下强制切换气流。通风式流体放大器被选择以消除对负载下的错误切换的敏感性,并且还提供在气动系统10的操作完成时提供用于自动放气的通道的额外好处。

图11和图12示出了根据一个实施例的包括流体模块34和声音衰减器504的组件500。如下文更详细描述的,声音衰减器504可以减少在气动系统10的操作期间由流过流体模块34的空气产生的噪声。组件500可以有利地用于期望较安静的操作的气动系统10的应用中(例如,在车辆座椅、按摩椅中等)。

所示的声音衰减器504包括主体508和可移动地联接到主体508的盖子512。盖子512通过铰链516可枢转地联接到主体508,使得盖子512可相对于主体508在打开位置(图12)和关闭位置(图11)之间可枢转地移动。主体508和盖子512一体地形成为单个部件,并且铰链516是活动铰链(即,由弹性可变形材料制成的薄带)。因此,主体508、盖子512和铰链516可以在单个过程中被模制在一起。这有利地降低了制造和组装声音衰减器504的成本。

在其他实施例中,主体508和盖子512可以是通过铰链516联接在一起的单独的部件,或者盖子512可以可移除地联接到主体508。在一些实施例中,盖子512在关闭位置可以通过粘合剂、焊接(例如,超声波或热空气焊接)、机械结构等被固定到主体508,使得盖子512不可重新打开。在又一些实施例中,盖子512可以在关闭位置与主体508一体地形成。

声音衰减器504的主体508包括第一壁或顶壁520,并且当盖子512处于关闭位置时,盖子512包括与顶壁520相对的第二壁或底壁524,如图11所示。主体508具有从顶壁520延伸的第一、第二、第三和第四侧壁或外侧壁528A、528B、528C、528D,并且盖子512同样具有从底壁524(图13-14)延伸的第一、第二、第三和第四侧壁或外侧壁532A、532B、532C、532D。第一侧壁528A、532A(或前侧壁)定位成与第二侧壁528B、532B(或后侧壁)相对。第三侧壁528C、532C定位成与第四侧壁528D、532D相对。当盖子512处于关闭位置时(图11),第一侧壁528A、532A、第二侧壁528B、532B、第三侧壁528C、532C和第四侧壁528D、532D大体对齐(即,每对侧壁的外表面大体平齐)。

主体508包括在顶壁520中的凹部536,该凹部536通过前壁528A打开。流体模块34被接收在凹部536中并且通过搭扣配合固定在凹部536内。在其他实施例中,流体模块34可以其他方式(例如,摩擦配合、一个或多个紧固件、粘合剂等)联接到凹部536。在示出的实施例中,凹部536的尺寸和形状被设计成使得流体模块34的盖42与主体508的顶壁520大体对齐(即,盖42的外表面大体与顶壁520的外表面平齐)。此外,空气连接件46A-46E突出于前壁528A之外,以便于及易于连接(例如,连接至图1中所示的气动源14和气囊18、22、26、30)。

参照图15,流体模块34的基部38和凹部536共同限定第一腔室540。第一腔室540的长度和宽度大致等于流体模块34的基部38的长度和宽度。第一腔室540与流体模块34的通风口70、74、78、82中的每一个流体连通。因此,来自第一腔室540的空气可在流体模块34的操作期间通过通风口70、74、78、82中的任一个被吸入,并且空气同样可以在流体模块34的操作期间从通风口70、74、78、82中的任一个排放到第一腔室540中。因此,第一腔室540经由通风口70、74、78、82与流体模块34的空气通道54流体连通。

凹部536由主体508的大体上从前壁528A朝着后壁528B延伸的内侧壁544C、544D和在内侧壁544C-D之间延伸的底板546界定。流体模块34的基部38包括对应的侧壁548C、548D,侧壁548C、548D从基部38的下侧552延伸并且邻接凹部536内的内侧壁544C-D(图15)。主体508的侧壁528A-D和盖子512的侧壁532A-D与内侧壁544C-D间隔开,使得侧壁528A-D、532A-D包围内侧壁544C-D并在其间限定第二腔室556。在示出的实施例中,第二腔室556部分地包围第一腔室540并且还在底板546和底壁524之间延伸。在其他实施例中,第二腔室556可以在所有侧面完全包围第一腔室540。

继续参照图15,第二腔室556经由延伸穿过侧壁544D、548D的第一孔口560与第一腔室540流体连通。也就是说,空气可以通过第一孔口560在第一腔室540和第二腔室556之间流动。第二孔口564延伸穿过第三侧壁528C、532C。在示出的实施例中,第二孔口564由主体508和盖子512中的每一个部分地限定。在其他实施例中,第二孔口564可以整个设置在主体508上或整个设置在盖子512上。第二孔口564与围绕组件500的周围环境流体连通。也就是说,空气可以通过第二孔口564在周围环境和第二腔室556之间流动。

在操作中,气动源14向流体切换模块34提供加压空气,流体切换模块34以大体上如上所述(图1)的预定顺序对气囊18、22、26、30中的每一个进行充气和放气。当气囊18、22、26、30充气和放气时,空气可以通过通风口70、74、78、82吸入或排出。如图16所示,当空气通过通风口70、74、78、82中的一个或多个排出时,它进入第一腔室540。当第一腔室540内的压力超过第二腔室556内的压力时,来自第一腔室540的空气流动通过第一孔口560并进入第二腔室556的在内侧壁544D和外侧壁528D、532D之间的第一部分568。

继续参照图16,第一孔口560相对于通风口70、74、78、82中的每一个垂直定向,这导致气流在从通风口70、74、78、82流向第一孔口560时以约90度改变方向。然后空气从第二腔室556的第一部分568流入第二腔室556的在第一腔室540下方延伸的第二部分572。这再次导致气流以约90度改变方向。在进入第二腔室556的位于内侧壁544C和侧壁532C、528C之间的第三部分576时,气流第三次以约90度改变方向。最后,空气通过第二孔口564排放到周围环境中。

腔室540、556和孔口560、564因此限定了用于经由通风口70、74、78、82从流体切换模块34排出的空气的曲折流动路径。如果空气通过通风口70、74、78、82中的一个或多个吸入,则如上所述并在图16中示出的流动路径反向。

声音衰减器504由相对柔性的塑料材料(例如,聚丙烯)制成。例如,在一些实施例中,声音衰减器504由ASTM D790下具有介于约1.0兆帕(MPa)至约3.0MPa之间的弯曲模量的塑料材料制成。在一些实施例中,塑料材料在ASTM D790下可具有介于约1.0MPa至约2.0MPa之间的弯曲模量。这对应于相对高的柔性,这有利地为声音衰减器504提供了期望的谐振特性。

例如,在示出的实施例中,第一腔室540具有第一容积并且第二腔室564具有大于第一容积的第二容积。因此,第一腔室被配置为以相对高的第一谐振频率(例如,在一些实施例中高于500赫兹(Hz))谐振,并且第二腔室556被配置为以较低的第二谐振频率(例如,低于500Hz)谐振。在一些实施例中,第一谐振频率比第二谐振频率高至少10%。当气流在操作期间通过孔口560、564和腔室540、556时,腔室540、556的不同谐振产生相消干扰,该相消干扰衰减由沿着流体切换模块34的气流路径54流动的空气产生的声音。这是在没有任何主动降噪或吸音材料(例如,泡沫、挡板等)衬在气流路径的情况下实现的,这往往会增加流动阻力并降低流速。

图17A和图17B示出了当在没有声音衰减器504(图17A)的情况下操作流体切换模块34时和当联接到声音衰减器504(图17B)时通过实验测量的噪声剖面或声音输出水平580A、580B的比较。在这两种情况下,加压空气以60kPa的压力被送入气动源连接器46A。在没有声音衰减器504的情况下,声音输出水平580A在500Hz至20kHz之间的所有频率下超过30分贝(dB)并且在1000Hz至20kHz之间的所有频率下超过35分贝(图17A)。在使用声音衰减器504的情况下,声音输出水平580B在低于2000Hz的所有频率下保持低于30dB并且在高于约200Hz的所有频率下显著小于声音输出水平580A。此外,声音输出水平580B在20Hz至20kHz之间的所有频率下均保持低于40dB。20Hz至20kHz的范围通常被确认为是无辅助人类听力的可听范围(“可听范围”)。因此,在所示实施例中,组件500的声音输出水平580B在整个可听范围内小于40dB。

在随附的权利要求书中阐述了本公开的各种特征和优点。

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