CN100475600C - 用于车辆的座椅斜靠装置 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的座椅斜靠装置包括基体元件和具有内齿轮的转动元件。该装置提供有具有与内齿轮接合的外齿轮的锁定齿。该装置提供具有内周侧导向面的轴部。一对导向部中的每一个都具有外周侧导向面。提供用于偏压锁定齿以使外齿轮与内齿轮接合的凸轮。锁定齿具有外周侧滑动面和接触面。导向部之一具有支承面。该导向部之一具有在外周侧导向面和支承面之间形成的台阶部。此外，锁定齿具有可与台阶部接触的突出部。

Description

用于车辆的座椅斜靠装置

技术领域

本发明涉及在车辆座椅斜靠装置上的改进，所述装置被设置成可调节角度地将作为背靠的座椅靠背固定在车辆乘客所就座的座垫上，从而即使在过大载荷作用在座椅靠背上时也可以支承车辆乘客。

背景技术

用于车辆的座椅斜靠装置被设置在车辆座椅上，以角度可调节的方式将座椅靠背固定在座垫上，通过所述座椅斜靠装置，座椅靠背可相对于座垫进行角度调节。常规的座椅斜靠装置例如包括在座垫一侧安装在基板上的框架，以及在座椅靠背一侧安装在臂板上的盖件。框架和盖件被设置成可相互转动。安装在框架上的锁定齿的外齿轮与在盖件内周面上形成的内齿轮接合以限制框架和盖件之间的相对转动，由此以一定的角度位置将座椅靠背保持在座垫上。

为了固定锁定齿，框架在设计上具有位于内齿轮附近的突出轴部和突出导向部。锁定齿被形成为具有凹形支承面以可摆动地与所述轴部接合，且具有滑动面，该滑动面与支承面同轴并与导向部的导向面滑动接触。另外，为了将锁定齿向外偏压以使外齿轮与内齿轮接合，一凸轮布置在由内齿轮限定的空间的中心位置。

对于以上构成的座椅斜靠装置，当车辆后部发生碰撞时，载荷沿着以下方向被施加，那就是座椅靠背向后落下并通过内齿轮和外齿轮之间的啮合作用在锁定齿上。此时，锁定齿由轴部和导向部支承，由此限制了盖件相对于框架的转动，使得座椅靠背根本不能转动落下或向后倾斜。

另外，在常规技术中，对作用在座椅安全带上的力进行支承的座椅安全带固定器是一个中心柱，但是，近年来，座椅安全带固定器由中心柱变为座椅靠背的车辆与日俱增。当这种车辆的前部发生碰撞时，由于车辆乘客的重量所产生的惯性力在向前落下的方向上作用在座椅靠背上，使得与常规技术相比座椅靠背受到更高的载荷。因此，需要用于车辆的座椅斜靠装置与常规技术相比承受明显较高的载荷。

在日本专利临时公开号No.2002-345587中披露了一种满足上述要求的座椅斜靠装置，其中导向部被设置成在强度上比所述轴部更低，以减少弯曲应力的产生，该弯曲应力起到了在支承部的附近部分使锁定齿弯曲的作用。这种装置用于防止锁定齿的断裂以稳定强度。在这一结构中，在锁定齿的接触面和导向部的支承面之间形成间隙，使得载荷在座椅靠背向前落下的方向上作用时接触面不会接触到支承面。因为接触面不与支承面接触，所以来自支承面的反作用力根本不会作用在锁定齿上，因此锁定齿不会受到弯曲应力，这样就防止了其断裂。

发明内容

但是，上述常规的座椅斜靠装置面临着缺陷。更具体地说，对于在更高载荷作用在座椅靠背上的情况下承受载荷具有限制，使得必须增大作用在导向部上的载荷。然而，当作用在导向部上的载荷增大时，产生了对弯曲应力作用在锁定齿的支承部上使得锁定齿在早期断裂的担心。当锁定齿断裂时，锁定齿变为只由轴部和凸轮支承，从而使外齿轮和内齿轮之间的啮合劣化。也就是，座椅斜靠装置的强度不能得到改善和稳定。

根据以上所述，本发明的目的是提供一种用于车辆的改进的座椅斜靠装置，所述装置能有效地克服常规座椅斜靠装置所面临的缺陷。

本发明的一方面在于一种用于车辆的座椅斜靠装置，所述座椅斜靠装置包括与座垫和座椅靠背中的一个相连的基体元件，所述座椅靠背可转动地固定在所述座垫上。该装置提供具有内齿轮的转动元件，所述内齿轮形成在所述转动元件的内周面上。所述转动元件与所述座垫和座椅靠背中的另一个相连，并可在所述转动元件的周向上相对于所述基体元件转动。该装置提供具有外齿轮的锁定齿，所述外齿轮可与所述内齿轮接合，所述锁定齿可在所述外齿轮与所述内齿轮接合和脱开接合的方向上摆动。该装置提供具有内周侧导向面的轴部，所述内周侧导向面用于使所述锁定齿沿弧形路径摆动，所述轴部与所述基体元件一体形成。该装置提供有一对导向部，使得每个导向部都具有用于使所述锁定齿沿所述弧形路径摆动的外周侧导向面，每个导向部与所述基体元件一体形成并位于所述弧形路径相对端部附近。凸轮被设置成偏压所述锁定齿以使所述外齿轮与所述内齿轮接合。在所述座椅斜靠装置中，所述锁定齿具有与相对于外齿轮而处于所述轴部一侧的导向部之一相面对的外周侧滑动面，所述外周侧滑动面可与该所述导向部之一的所述外周侧导向面滑动接触。该所述导向部之一具有用于在载荷较高时承受来自所述锁定齿的载荷的支承面。所述锁定齿具有通过间隙与所述支承面相对的接触面。因此，当使所述转动元件相对于所述基体元件转动的转动载荷作用时，所述转动载荷由所述轴部和该所述导向部之一承受。另外，该所述导向部之一具有形成在所述外周侧导向面和所述支承面之间的台阶部。所述锁定齿包括与所述台阶部面对并位于所述外周侧滑动面和所述接触面之间的突出部。因此，当所述突出部与所述台阶部接触时，所述突出部承受的来自所述台阶部的反作用力被导向所述凸轮相对于所述锁定齿支承面的切平面的一侧，所述锁定齿的支承面可与所述轴部的内周侧导向面滑动接触。所述切平面穿过所述台阶部。

根据本发明，当锁定齿向导向部之一运动时，锁定齿的突出部与所述导向部之一的台阶部接触以承受载荷。此时，突出部所承受的来自台阶部的反作用力被导向凸轮相对于锁定齿支承面的切平面的一侧，所述切平面穿过所述台阶部，这样，使得锁定齿不会承受弯曲应力，从而防止其断裂。

附图说明

图1A是根据本发明用于车辆的座椅斜靠装置的一个实施例的局部剖面轴向立视图；

图1B是图1A所示的座椅斜靠装置侧向剖视图；

图2是表示图1A所示的座椅斜靠装置操作的说明图，此时高载荷在向前落下的方向上作用在座椅靠背上；

图3是表示常规座椅斜靠装置操作的说明图，此时高载荷在向前落下的方向上作用在座椅靠背上；

图4是表示载荷和锁定齿位移之间关系的曲线图，此时高载荷在向前落下的方向上作用在与图2所示的座椅斜靠装置相连的座椅靠背上；

图5是表示载荷和锁定齿位移之间关系的曲线图，此时高载荷在向前落下的方向上作用在与图3所示的座椅斜靠装置相连的座椅靠背上；以及

图6是根据本发明的座椅斜靠装置所安装的车辆座椅的局部侧视图。

具体实施方式

现在参照附图，根据本发明的用于车辆的座椅斜靠装置的一个实施例由附图标记1表示。

如图6所示，车辆座椅(未标记)包括车辆乘客所就座的座垫2。座椅靠背3以在车辆前后方向转动倾斜的方式相对于座垫2可转动地被固定。框架或基体元件5通过基板4与座垫2相连。未示出的盖件或转动件7通过臂板6与座椅靠背3相连。另外，设置弹簧以在图6中向左落下的方向上偏压座椅靠背3，该弹簧在图6中未示出。图6的左侧与车辆的前侧相一致。

如图1A和1B所示，将对用于车辆的座椅斜靠装置1进行详细描述。上述框架5和上述盖件7构成了座椅斜靠装置1。框架5被形成为具有圆形凹区并以圆盘的一侧通过压制成较浅凹进的方式被制造。盖件7同样被形成为具有圆形凹区并以圆盘的一侧通过压制成较浅凹进的方式被制造。在限定圆形凹区的内周面上形成内齿轮7a。盖件7以与框架5同轴并可转动的方式装配在框架5的圆形凹区内。另外，环形保持器8围绕图1B所示的盖件7和框架5的外周部分安装，由此保持它们相互转动而不在轴向上相互分离。回转凸轮9设置在由框架5和盖件7之间限定的轴向空间的中心位置处。在该空间中，一对锁定齿10可摆动地设置在凸轮9的纵向相对两侧。

在摆动引导锁定齿10的弧形路径的内周侧上形成柱形轴部11。具有内周侧引导面11a的柱形轴部11与框架5一体形成。支承面10c通过大体成圆形地(在剖面上)切除锁定齿10的一部分而形成。在锁定齿10被摆动引导的弧形路径的外周侧两端附近，为了引导锁定齿10，第一和第二导向凸块12A和12B与框架5一体形成。第一和第二导向凸块12A和12B分别具有第一和第二外周侧导向面12a和12b。另外，锁定齿10被形成为具有分别与第一和第二外周侧导向面12a和12b滑动接触的第一和第二外周侧滑动面10a和10b。锁定齿10沿弧形路径摆动，使得第一和第二外周侧滑动面10a和10b以及第一和第二外周侧导向面12a和12b中的每一个都被形成为弧形的并与轴部11的轴线同轴。而且，沿弧形路径摆动的锁定齿10具有外齿轮10d，其表面与内齿轮7a相对，外齿轮10d可与内齿轮7a接合。

凸轮9被设置成将具有可与内齿轮7a接合和脱离结接合的外齿轮10d的锁定齿10向内齿轮7a偏压。当凸轮9绕中心孔9e逆时针转动时，将一对锁定齿10中的每一个从凸轮9沿径向向外偏压，由此使外齿轮10d与内齿轮7a接合。当凸轮9顺时针转动时，外齿轮10d与内齿轮7a脱开接合。在外齿轮10d与内齿轮7a接合的状态下，盖件7相对于框架5的转动被限制，使得座椅靠背3被保持处于相对于座垫2成一定角度的位置。

凸轮9具有锁定凸轮面9a和解锁凸轮面9b，锁定凸轮面9a使锁定齿10顺时针转动以使外齿轮10d与内齿轮7a接合，解锁凸轮面9b使锁定齿10逆时针转动以使外齿轮10d与内齿轮7a脱开接合。为了限制凸轮9在线L₂方向上的运动，凸轮9具有由虚平面L₂穿过的滑动外周面9c。线L₂大体上与连接相对的凸轮面9a的另一个虚平面L₁垂直，所述相对的凸轮面9a分别位于图1A的上部和下部。滑动外周面9c被形成为圆弧状(在剖面上)，其中心与凸轮9的轴线或操作轴15的轴线相一致。滑动外周面9c总是与在第一导向凸块12A上形成的滑动接触面12d滑动接触。

此外，锁紧弹簧19被设置成偏压凸轮9逆时针转动，以使锁定齿10的外齿轮10d在偏压力的作用下总是与内齿轮7a接合。锁紧弹簧19以这样一种方式被安装，那就是锁紧弹簧19的底端部被固定在与框架5一体形成的基本为半圆柱形的凸块14上，并且锁紧弹簧19的顶端部与在凸轮9的外周面上形成的接合部9d接合。

当载荷在图6中向前落下的方向上作用在座椅靠背3上时，使盖件7和框架5相对转动的力通过外齿轮10d与内齿轮7a相接合的啮合部分被传递到锁定齿10。这样，锁定齿10就要向图1中的顺时针转动，但锁定齿10由凸轮9、轴部11以及第一导向凸块12A支承，这样则防止其顺时针转动。锁定齿10被形成为具有与轴部11同轴形成的弧形接触面10f。接触面10f与外齿轮10d相对于轴部11相对定位。同时，第一导向凸块12A(导向凸块之一)具有用于通过间隙13支承接触面10f的支承面12e。当作用在锁定齿10上的载荷由轴部11和第一外周侧导向面12a承受且这一载荷增加到促使锁定齿10变形时，接触面10f与支承面12e接触并由其支承。接触面10f和支承面12e中的每一个都被形成为弧形的并与轴部11的内周侧导向面11a同轴。

锁定齿10具有突起部10e，其被形成为在接触面10f与支承面12e接触之前与在第一外周侧导向面12a和支承面12e之间形成的台阶部12f接触。如图2所示，当突起部10e与台阶部12f接触时，突起部10e所承受的来自台阶部12f的反作用力R₁被设定为被导向凸轮9相对于切平面S的一侧，所述切平面S包括滑动地与如图1A所示的内周侧导向面11a滑动接触的锁定齿10的支承面10c(在剖面中)的切线，所述切平面穿过台阶部12f。换句话说，切平面从台阶部12f延伸到锁定齿10的支承面10c。因此，如图2所示，反作用力R₁相对于切平面S被向右导向。

用于车辆的座椅斜靠装置1被设置在座垫2的横向相对两侧上。也就是，座垫2装有右侧和左侧座椅斜靠装置1，如图1B所示，右侧和左侧用于车辆的座椅斜靠装置1中的每个都具有操作轴15，其中右侧和左侧座椅斜靠装置1的操作轴15通过柱形轴16相互连接。更具体地说，操作轴15固定压配在凸轮9的中心孔9e内并在其一个端部具有细齿部(或接头部)15a。操作轴15通过细齿部15a和在柱形轴16的内部形成的细齿部16a与轴16相连。

在操作轴15的另一端部形成的另一个细齿部15b向外突出超过基板4，如图1B所示，并且操作杠杆20安装在细齿部15b上。另外，如图6所示，操作旋钮21安装在操作杠杆20上。

下面将描述用于车辆的座椅斜靠装置1的操作。

在用于车辆的座椅斜靠装置1被装配在车辆座椅上的状态下，如图1所示，凸轮9通常在锁紧弹簧19的偏压力作用下逆时针转动。此时，锁定齿10由锁定凸轮面9a偏压以通过轴部11以及第一和第二外周侧导向面12a和12b顺时针摆动，由此形成锁定状态，在该状态下外齿轮10d与盖件7的内齿轮7a接合，也就是处于座椅靠背3的转动被限制的状态。

当操作旋钮21被操作使操作轴15克服锁紧弹簧19的偏压力而在图6中的顺时针方向转动时，锁定齿10由解锁凸轮面9b在相反方向偏压，同时凸轮9的凸轮面9a与锁定齿10脱开接合。因此，锁定齿10绕轴部11逆时针摆动以使外齿轮10d与内齿轮7a脱开接合，这样形成了解锁状态。当锁定状态由此被脱开时，固定盖件7的臂板6和座椅靠背3在座椅靠背3在未示出的弹簧的偏压力作用下向前落下的方向上可旋转地运动。

现在，用手操作操作旋钮21使座椅靠背3克服未示出的弹簧的偏压力而向后转动倾斜，而后当座椅靠背3到达所需角度位置时松开手。于是，凸轮9在锁紧弹簧19的偏压力的作用下逆时针转动，使得锁定凸轮面9a顺时针偏压锁定齿10。因此，外齿轮10d与内齿轮7a接合，这样再次形成锁定状态。

参照图2对载荷在图6所示的向前落下的方向上作用在座椅靠背3上时的操作进行描述。在这种情况下，盖件7趋于相对于框架5在箭头所示的顺时针方向上转动，使得转动作用力通过外齿轮10d与内齿轮7a接合的啮合部分被传递到锁定齿10。这样，锁定齿10趋于在图2中的顺时针方向转动以被凸轮9、轴部11以及第一外周侧导向面12a支承。当作用在座椅靠背3上的载荷增加时，在锁定齿10如图2所示与轴部11和第一外周侧导向面12a接合的部分处产生变形。在接触面10f与支承面12e接合之前锁定齿10的突出部10e与台阶部12f相接触以消除间隙13。这时，突出部10e承受来自台阶部12f的反作用力R₁。反作用力R₁被导向凸轮9相对于切平面S的一侧，使得锁定齿10根本不会承受促使锁定齿10逆时针弯曲的弯曲应力。因此这样就避免了锁定齿10在接触面10f在与支承面12e接触之前断裂。另一个由锁定齿10从第一外周侧导向面12a承受的反作用力R₂朝着锁定齿10的运动方向被导向轴部11。因此，应该认识到，由反作用力R₂产生的弯曲应力很小。

为了进行比较，图3示出了与图2相比常规的用于车辆的座椅斜靠装置，其中与图2的情形相同，载荷在向前落下的方向上作用在车辆的座椅靠背上。在这种常规的座椅斜靠装置中，突出部12g’在支承面12e’的一部分上形成。这样，锁定齿10’从突出部12g’承受的反作用力R₁’被导向轴部11’的中心部分，也就是被导向轴部11’相对于支承面10c’的切平面的一侧，所述平面延伸到支承面12e’的突出部12g’。从而，锁定齿10’在与支承面12e’接触之前承受过大的弯曲应力，因此在支承面10c’的附近区域断裂。在图3中，与图2中相似的附图标记和特征表示与图2中相同的部件和构件。

图4和5表示作用在座椅靠背3上而使其向前下落的载荷与断裂强度之间的关系。具体地说，图4表示根据图2所示的本发明的座椅斜靠装置1的情况，而图5表示如图3所示的常规座椅斜靠装置的情况。位置P表示在锁定齿10上有裂纹形成。位置Q表示在内齿轮7a或外齿轮10d上产生碎片。

如图5所示，在运动过程中发生了裂纹形成或断裂。对于在支承面12e上形成突出部12g’这一情形来说，第一导向凸块12A承受的载荷增加。但和所述载荷相比，作用在锁定齿10上的弯曲应力较大，使得在运动早期就发生断裂。在锁定齿10已经断裂的状态下，外齿轮10d和内齿轮7a之间的接合逐渐劣化。另外，从图5中可以看到，甚至在锁定齿10已经断裂之后，作用在座椅靠背3上的载荷仍然增加，在这一过程中外齿轮10d和内齿轮7a之间的接合劣化，从而使外齿轮10d产生碎片。这样增大了载荷的分散性和强度的不稳定性。

相比之下，在根据本发明的图4中，锁定齿10在最大载荷下断裂。这一现象被解释如下。通过突出部10e与台阶部12f接合，第一导向凸块12A承受的载荷增加，但是，作用在锁定齿10上的弯曲应力很小。所以，直到接触面10f与第一导向凸块12A的支承面12e接合才会发生锁定齿10的断裂。从而，锁定齿10继续运动而保持外齿轮10d和内齿轮7a的接合。而后，锁定齿10只有在被迫使而在锁定齿10的接触面10f与第一导向凸块12A的支承面12e接合的状态下进一步运动时才会断裂。然而，此时载荷已经达到最大值，使得即使在因接合劣化而形成轮齿碎片之后载荷也根本不会被大量分散。因此，根据本发明的用于车辆的座椅斜靠装置的强度可得到改善和稳定，因为在使作用于第一导向凸块12A上的载荷增加的同时可以保证外齿轮10d和内齿轮7a之间的接合。

尽管以上已经参照本发明的某些实施例和实例对本发明进行了描述，但本发明并不限于以上所述的实施例和实例。本领域的技术人员可以根据以上教导对上述实施例和实例做出改变和变化。例如，尽管在以上描述的实施例中座椅斜靠装置被设置成当载荷在向前落下的方向作用在座椅靠背3上时盖件7相对于框架5顺时针转动，但可以认识到，座椅斜靠装置也可以被设置成当载荷在向后落下的方向作用在座椅靠背3上时盖件7相对于框架5顺时针转动。

从以上描述中可明确，在根据本发明的用于车辆的座椅斜靠装置中，导向部之一在外周侧导向面和支承面之间具有台阶部，而锁定齿具有与台阶部接触的突出部。另外，也可以做出如下设置，即当突起部与台阶部接触时，突起部承受的来自台阶部的反作用力被设定为被导向凸轮相对于锁定齿支承面的切平面的一侧，所述切平面穿过台阶部。这样，载荷也可以由台阶部和突出部承受，同时在支承面附近的一部分处使锁定齿趋于弯曲的弯曲应力降低，由此防止锁定齿断裂。从而座椅斜靠装置的强度可以得到改善和稳定。

日本专利申请P2005-064746(2005年3月9日提交)的全部内容在此引入作为参考。

Claims (3)

1.一种用于车辆的座椅斜靠装置，包括：

与座垫和座椅靠背中的一个相连的基体元件，所述座椅靠背可转动地固定在所述座垫上；

具有内齿轮的转动元件，所述内齿轮形成在所述转动元件的内周面上，所述转动元件与所述座垫和座椅靠背中的另一个相连，并在所述转动元件的周向上相对于所述基体元件能够转动；

具有外齿轮的锁定齿，所述外齿轮能够与所述内齿轮接合，所述锁定齿在所述外齿轮与所述内齿轮接合和脱开接合的方向上能够摆动；

具有内周侧导向面的轴部，所述内周侧导向面用于使所述锁定齿沿弧形路径摆动，所述轴部与所述基体元件一体形成；

一对导向部，每个导向部具有用于使所述锁定齿沿所述弧形路径摆动的外周侧导向面，每个导向部与所述基体元件一体形成并位于所述弧形路径相对端部附近；以及

用于偏压所述锁定齿以使所述外齿轮与所述内齿轮接合的凸轮，

其中，所述锁定齿具有与相对于外齿轮而处于所述轴部一侧的导向部之一相面对的外周侧滑动面，所述外周侧滑动面能够与该所述导向部之一的所述外周侧导向面滑动接触；该所述导向部之一具有用于在载荷较高时承受来自所述锁定齿的载荷的支承面；所述锁定齿具有通过间隙与所述支承面相对的接触面，从而，当使所述转动元件相对于所述基体元件转动的转动载荷起作用时，所述转动载荷由所述轴部和该所述导向部之一承受，

其特征在于，该所述导向部之一具有形成在所述外周侧导向面和所述支承面之间的台阶部；所述锁定齿包括与所述台阶部面对并位于所述外周侧滑动面和所述接触面之间的突出部，使得当所述突出部与所述台阶部接触时，所述突出部承受的来自所述台阶部的反作用力被导向所述凸轮相对于所述锁定齿支承面的切平面的一侧，所述切平面穿过所述台阶部，所述支承面与所述轴部的内周侧导向面滑动接触。

2.如权利要求1所述的座椅斜靠装置，其特征在于，所述切平面包含有在与所述凸轮轴线垂直的平面上的、与所述锁定齿支承面相切的切线，所述切线在所述平面上穿过所述台阶部。

3.如权利要求2所述的座椅斜靠装置，其特征在于，所述锁定齿由所述切平面分成第一和第二部分，所述第一部分定位成与所述凸轮相面对并能够接触，所述第二部分定位成与所述轴部相面对并接触，所述反作用力被导向所述锁定齿的第一部分。

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