CN100508832C - 用于人机工程支承件的静音致动器 - Google Patents

用于人机工程支承件的静音致动器 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于牵引设备的致动器。该致动器包括静音驱动组件和锁止离合器(30)。该静音驱动组件包括驱动盘(50)和具有凸轮(66)的驱动轴(60)。该凸轮(66)和驱动盘(50)限定第一收缩通道和第二收缩通道。锁止滚子(70)和弹簧(80)设置在收缩通道内。沿第一转动方向施加在驱动轴(60)上的转动力压缩第一弹簧(80A)，并且在释放沿第一方向的第一转动力之后，第一弹簧(80A)向着归位位置偏压凸轮(66)。

Description

用于人机工程支承件的静音致动器
相关申请的交叉引用
本申请请求享有2004年1月20日递交的美国非临时申请No.10/760942的优先权。
技术领域
本发明涉及用于移动座椅和家具的部件的致动器，特别涉及用于人机工程支承件例如腰部支承件的致动器，更具体涉及安装在汽车座位内的致动器。
背景技术
目前的许多汽车以及办公室和家用的一些家具包括一些可移动的人机工程支承件例如腰部支承件。不管这些支承件是通过弯曲还是通过滑动移动的，共同的都是通过牵引产生移动。常用的向可移动的人机工程支承件施加牵引的设备是牵引拉索例如鲍顿拉索。这种拉索具有套管或导管，在该套管内具有设置成沿轴向滑动通过该套管的线。这些拉索安装成一个套管端连接到人机工程支承件的一部分，而线端连接到另一部分。在牵引拉索的另一端处，相对于另一套管端拉动另一线端的效果是在人机工程支承件处使线端相对于套管端移动。此移动导致支承件部件的移动。
多种致动器用于向牵引拉索施加牵引。一些致动器由电动机提供动力。另一些是手动的。所有致动器必须实现这样的功能需求，即牵引拉索套管端和牵引拉索线端可彼此相对地移动，并且致动器克服由位于人机工程支承件上的乘客的重量施加在牵引拉索上的返回或归位偏压力，而保持牵引拉索线相对于牵引拉索套管处于所选择的位置。除了这些最小的需求之外，许多其它的特征在市场上也是有价值的且是致动器设计中所希望的。其中之一是致动器的移动是静音的。其它一直都有的需要和优选则是针对耐用性、易于安装、经济、对用户的手的高响应性且精确的“感觉”、以及薄且紧凑的包装以便节省空间。
发明内容
本发明是一种将下部锁止离合器与上部驱动组件组合的静音致动器，该上部驱动组件包括凸轮、至少一个锁止滚子和至少一个归位弹簧。
用于牵引设备的致动器包括适于与牵引设备操作地相联的锁止离合器。该致动器具有驱动盘，该驱动盘具有驱动小突出部。驱动小突出部沿轴向突出以与该锁止离合器驱动地接合。该驱动盘具有带内表面的底座。具有凸轮的驱动轴设置在该驱动盘的底座内，该凸轮具有外表面，从而该凸轮的所述外表面和该底座的内表面限定第一收缩通道和第二收缩通道。该凸轮还具有突出部。锁止滚子设置在收缩通道内。固定的止动件设置在该凸轮外表面和所述底座的内表面之间以及第一锁止滚子和第二锁止滚子之间。弹簧设置在锁止滚子和突出部之间的收缩通道内。从而，沿第一转动方向施加在驱动轴上的转动力压缩第一弹簧，而沿第二转动方向施加在该驱动轴上的转动力压缩第二弹簧。在沿第一方向的第一转动力释放之后，第一弹簧向着归位位置偏压该凸轮，并在沿第二方向的第二转动力释放之后，该第二弹簧向着归位位置偏压该凸轮。
下文参照附图详细说明了本发明的其它特征和优点，以及本发明的各个实施例的结构和操作。
附图说明
结合在说明书中成为说明书一部分的附图示出本发明的实施例，并且与说明一起用于解释本发明的原理。在附图内：
图1是从上方透视的分解视图；
图2是从下方透视的分解视图；
图3是被部分拆除的致动器的透视图；
图4是驱动轴的俯视图；
图5是驱动轴的侧视图；
图6是驱动盘的等轴测视图；以及
图7是驱动盘的另一等轴测视图。
具体实施方式
参照附图，在附图中相同标号指示相同的元件，图1是从上方透视的本发明的致动器的分解视图。该致动器包括壳体底部10和壳体顶部20。壳体底部10包括用于安装下文所述的致动器的移动部件的底座14。壳体底部10还包括优选地为键孔形的槽12，该槽用于致动器与牵引拉索的组装以及牵引拉索线(未示出)插入该致动器组件。壳体底部10最后还包括用于牵引拉索套管端的底座16。也可使其它牵引设备例如杆致动。
鲍顿牵引拉索装配在下部滑轮40上。滑轮40具有用于鲍顿拉索线的通道座44和鲍顿拉索线端插塞安装件42。线从牵引拉索抽出并滑入槽12。线具有插塞或其它宽的终端用于此安装。它滑动通过槽12的宽键孔部分并安装在滑轮40的安装槽42内。线被装在通道44内。牵引拉索套管被装在套管端部底座16内。当在所述实施例内滑轮40沿逆时针方向转动时，将从牵引拉索套管抽出牵引拉索线。滑轮40装在壳体底部10内。
本发明的静音致动器的一部分是锁止离合器或制动器组件30。锁止离合器的部件包括环32、毂34、离合器锁止滚子36和离合器弹簧38。在所述实施例内，离合器弹簧38是形状为柱形的橡胶垫圈。
毂34包括偏心的或凸轮形的表面。在所述实施例内，有三个被小突出部或凸起部35隔开的这种表面。尽管示出三个凸起部，但是任何数量的凸起部35都是等效的。这些凸起部35的顶部包括毂34的设置成与环32的内表面转动且滑动地配合的外缘。毂34在凸起部35之间的边缘与毂34中心的径向距离小于凸起部35的外表面或顶表面与中心的径向距离。
毂34和环32组装在同一平面上。在组装时，毂34的边缘的此内表面与环32的内表面组合以形成空间。橡胶垫圈38、钢滚子36和驱动盘50的向下突出指爪52设置在这些空间内。毂34的边缘优选地为弓形，但是只要该毂与环32组装时限定的空间是收缩通道，则该边缘也可大致是平坦的。在所述实施例内，有三条收缩通道。或者，环32的内表面可以是偏心的。另一个选择是完全去掉环32而使用壳体底部10的内表面来限定操作空间。
在所述实施例内，这些空间在逆时针末端处比顺时针末端处更窄。橡胶垫圈38设置在该空间的顺时针末端，在该处橡胶垫圈38优选地装入凸起部35的侧壁内的对应的凸面。在橡胶垫圈38之后，在逆时针方向上沿每个空间，将钢滚子36以及随后的驱动盘50的指爪52设置在该空间内。在此顺时针末端处，空间在径向上比钢滚子36或橡胶垫圈38的直径宽。因此，毂34可沿逆时针方向自由移动。但是，空间在每个空间的逆时针末端处比钢滚子36的直径窄。因此，如果毂34沿顺时针方向转动，则在空间的顺时针末端和空间的逆时针末端之间的某个点处，钢滚子36将不能装入毂34的内表面边缘和环32的内表面之间。在该点处，钢滚子36将阻塞或“锁止”，并防止毂34进一步转动，还防止附装在该毂上的所有部件尤其是滑轮40沿顺时针方向进一步前进。这是离合器组件30的锁止特征。
滚子36锁止的点可以是垫圈38和驱动盘指爪52之间的任何位置。优选地，锁止点接近所述的滚子36的自由或静止位置，以使离合器30具有快速的锁止响应和很小的“间隙”。
橡胶垫圈38设置在凸起部35和钢滚子36之间。它们的用途是用作弹簧，使钢滚子36向着它们锁止并防止毂34进一步转动的空间内的该点偏压。此偏压可防止组件发生不希望的向回转动。将钢滚子36偏压到它们锁止的点处或附近还使得驱动转动之后的向回转动或“间隙”最小。这可使用于接合致动器的杠杆臂或轮子的驱动弧的有用部分最大。尽管橡胶垫圈38优选地为弹簧，但是线圈、簧片或其它类型的弹簧也是等效的选择。橡胶垫圈38和钢滚子36优选地为柱形，但是其它形状例如球轴承也是等效的选择。
在操作时，驱动小突出部52转动——在所述实施例内从上方逆时针转动——以克服附装在人机工程支承件上的牵引拉索的张力，而推动小突出部35使组件向着用户选择的位置移动。然后，处于收缩通道的宽部中的橡胶垫圈38和锁止滚子36简单地跟随。
转动毂34还使得与毂34同轴并共同转动地组装在一起的滑轮40转动。因此，转动滑轮40会对牵引拉索线施加牵引力，将牵引拉索线从安装在套管安装件16内的牵引拉索套管(未示出)的端部拉出。
在到达选择的位置之后，用户释放施加在驱动轴60上的压力。此后，由支承件上的用户重量作用在鲍顿拉索线上的张力在毂34上施加回压。但是，此反向归位张力使锁止滚子36前进到收缩通道的窄部中，在该处锁止滚子36锁止并保持所选择的位置。
返回人机工程支承件的初始或原始位置是通过抵靠离合器锁止滚子36转动小突出部52以便将它们推入毂34和环32之间的收缩通道的宽部，从而释放锁止离合器组件30实现的。
上部静音驱动组件包括驱动力传递盘50、驱动轴60、锁止滚子70和弹簧80。驱动轴60包括通过上部壳体20的孔22的翅片部分62。此向上延伸部成为用于杆或轮(未示出)的安装件，座位上的乘客使用该杆或轮向该组件施加力以便调节他或她的腰部支承件。驱动轴60还包括下部延伸部64，该延伸部通过盘50内的孔，向下通过滑轮40以及下部壳体单元10内的同轴孔。下部延伸部64内的凹部将接纳用于将整个组件保持在一起的螺钉、螺栓、铆钉或其它固定装置24，该凹部优选地带有螺纹。
驱动轴60在上部延伸部62和下部延伸部64之间具有凸轮66。凸轮66与环50位于同一平面上。环50包括用于也在同一平面上接纳锁止滚子70、凸轮66、弹簧80和止动件26(在图2上可最清楚地看到)的底座54。止动件26固定地附装在上部壳体20上，或例如通过模制与上部壳体20一体形成。这些部件中的任一个均可是金属或塑料的。在所述实施例内，驱动盘50和锁止滚子70是金属的，而其它部件是塑料的。
凸轮66在与止动件26对应且位于锁止滚子70A和70B之间的位置处最厚。即，凸轮66的外表面与底座54的内壁56共同形成收缩通道，锁止滚子70在该收缩通道内操作。在所述实施例内示出两个双向收缩通道，但是仅能得到一条或多于两条收缩通道的制造或组装也在本发明的范围内。通道收缩到基本对应于小突出部26并与该小突出部26对准的窄部。从该窄部开始，当收缩通道向着设置滚子70的位置前进并向前到达设置弹簧80的通道部分时，收缩通道变宽——在所述实施例内沿双向变宽。也被认为在本发明范围内的可选择的实施例包括与凸轮66的圆形外表面组合的底座54的垂直面56的偏心形状的内表面。任何这种在组装时形成收缩通道的构造都在本发明的范围内。
被动滚子72基本与止动件26相对。被动滚子72用于稳定组件并使其操作平稳。被动滚子72被突出部68保持在适当位置。这对突出部68具有两个用途。首先，将被动滚子72装在它们之间。其次，在它们的外表面上提供归位弹簧80可作用在其上并被反作用的面。所有三个滚子可以是柱形的或者是球形的。只要锁止滚子70包括可锁止凸轮66和盘50的运动的元件，则锁止滚子70可以是其它形状例如楔形。
在操作时，用户转动杆或轮(未示出)以便转动驱动轴60。由于驱动轴60没有直接或固定地附装在盘50或毂34上，所以用户施加的驱动力仅通过凸轮66、锁止滚子70和驱动盘50的组件传递。如果用户沿逆时针方向(从上方观察时)施加力，则凸轮66将首先转动，直到其宽部与锁止滚子70A接触。锁止滚子70A将被局限在凸轮66和环50的垂直面56之间并锁止。此后，凸轮66、锁止滚子70A和环50将共同转动。当环50转动时，在环50上一体形成的垂直小突出部52也将转动。转动小突出部52的效果是使下部锁止离合器、毂34和滑轮40也以前文所述的方式转动。结果，从牵引套管抽出牵引拉索线，并将牵引力传递给热机工程设备而开动该设备。
在驱动组件处，当锁止滚子70A使环50转动的同时，相对的锁止滚子70B被止动件26阻止与组件的其余部分一起沿逆时针方向转动。止动件26固定在合适位置。在所述实施例内，止动件是固定的上部壳体20的一部分。由于突出部68转动而止动件26和锁止滚子70B没有转动，所以弹簧80B在锁止滚子70B和突出部68之间被压缩。当用户转动杆时，有足够的力将弹簧80B压缩很大范围，接近180度。致动器通常需要转动多次以便使其致动的人机工程设备进行全范围的运动。或者，用户可在到达所选择的舒适位置的任何时候停止转动该设备。当用户由于他已经到达所选择的位置或由于驱动轴60已转动到所能到达的最远处而停止转动时，用户将释放杆。此时，被压缩的弹簧80B将在锁止滚子80B和突出部68之间施加伸展力。由于锁止滚子70B被固定小突出部26保持在适当位置，所以弹簧80B的伸展力将用作在突出部68上以便使凸轮66和驱动轴60沿顺时针方向转动回到原始位置。弹簧50将被前文所述的锁止离合器组件30的动作保持在它的位置。
返回人机工程支承件的初始或原始位置是通过抵靠离合器锁止滚子36转动小突出部52以便将它们推入毂34和环32之间的收缩通道的宽部，从而释放锁止离合器组件30实现的。结果，上部驱动组件必须使环50沿返回方向转动，该返回方向在所述构型内从上方观察时是顺时针方向。为此，用户仅需沿相反方向——顺时针方向——转动杆。所述实施例是双向对称的。因此，操作相同但是颠倒的。凸轮66的顺时针转动接合锁止滚子70B，并通过它还接合驱动盘50的垂直面56而使其顺时针转动。当转动进行时，止动件26将保持锁止滚子70A处于适当位置并且弹簧80A将在突出部68和锁止滚子70A之间被压缩。当用户选择人机工程支承件的新位置时，或者当组件前进到所能到达的最远处时，用户将释放操作柄，并且弹簧80A将在锁止滚子70A和突出部68之间伸展以便使驱动轴62转回初始位置。此移动不受锁止滚子70B的限制，这是因为凸轮66沿该方向的转动将向着凸轮66和垂直面56之间的通道的较宽部分偏压锁止滚子70B，从而允许锁止滚子70B移动。
本发明的多个优点之一在于驱动设备是静音的。另一个优点是整个包装紧凑且平坦，这是因为驱动组件安放在锁止离合器组件的必要部件即驱动盘50内。这使得总轴向尺寸较小。此外，归位弹簧80A、80B实际上位于驱动盘50的半径内。这使得整个组件的圆周直径较小，使得致动器的尺寸更加紧凑。
鉴于上文，可见可实现并获得本发明的多个优点。
选择并说明实施例以便最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域技术人员能够以各种实施例和适合于所设想具体应用的各种修改最好地利用本发明。
由于可在文中所述和示出的构造和方法内实现各种修改而不会背离本发明的范围，所以前述说明内包含的或附图内示出的所有内容都应被理解为是说明性的而不是限制性的。因此，本发明的广度和范围不应被上述示例性实施例限制，而仅由下文所附的权利要求以及它们的等同物限定。

Claims (12)

1.一种用于牵引设备的致动器，其特征在于，该致动器包括：
用于与该牵引设备操作地相联的锁止离合器(30)；
具有至少一个驱动小突出部(52)的驱动盘(50)，所述驱动小突出部(52)沿轴向突出以与所述锁止离合器(30)驱动地接合，并且所述驱动盘(50)具有带内表面(56)的底座(54)；
具有凸轮(66)的驱动轴(60)，所述凸轮(66)具有外表面并且所述凸轮(66)设置在所述驱动盘(50)的所述底座(54)内，使得所述凸轮(66)的所述外表面和所述底座(54)的所述内表面(56)限定至少一条收缩通道，所述凸轮(66)还具有突出部(68)；
固定的止动件(26)；
与所述固定的止动件(26)相邻地设置在所述收缩通道内的锁止元件(70)；以及
弹簧(80)，所述弹簧设置在所述凸轮(66)的所述突出部(68)和所述锁止元件(70)之间，从而沿第一方向作用在所述凸轮(66)上的转动力使所述锁止离合器(30)转动并向所述牵引设备施加牵引力，并在释放所述转动力之后，所述弹簧(80)使所述凸轮(66)向着启动位置偏压返回。
2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述凸轮(66)和所述驱动盘(50)是同轴的。
3.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，该致动器还包括壳体(10，20)。
4.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述固定的止动件(26)与壳体(10，20)一体形成。
5.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述锁止元件(70)的形状选自球形、柱形和楔形。
6.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，该致动器还包括被动滚子(72)，所述被动滚子(72)设置在所述凸轮(66)和所述驱动盘(50)的所述底座(54)的所述内表面(56)之间。
7.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述弹簧(80)位于所述收缩通道内。
8.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述弹簧(80)设置成向着所述收缩通道的窄端偏压所述锁止元件(70)。
9.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述弹簧(80)与所述凸轮(66)和所述驱动盘(50)处于相同平面上。
10.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，该致动器还包括设置在另一收缩通道内的另一弹簧和另一锁止元件。
11.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述牵引设备是鲍顿拉索。
12.一种用于牵引设备的致动器，其特征在于，该致动器包括：
用于与该牵引设备操作地相联的锁止离合器(30)；
具有驱动小突出部(52)的驱动盘(50)，所述驱动小突出部(52)沿轴向突出以与所述锁止离合器(30)驱动地接合，并且所述驱动盘(50)具有带内表面(56)的底座(54)；
具有凸轮(66)的驱动轴(60)，所述凸轮(66)具有外表面并且所述凸轮(66)设置在所述驱动盘(50)的所述底座(54)内，使得所述凸轮(66)的所述外表面和所述底座(54)的所述内表面(56)限定第一收缩通道和第二收缩通道，所述凸轮(66)还具有突出部(68)；
设置在所述第一收缩通道内的第一锁止滚子(70A)和设置在所述第二收缩通道内的第二锁止滚子(70B)；
设置在所述凸轮外表面和所述底座(54)的所述内表面(56)之间以及所述第一锁止滚子(70A)和所述第二锁止滚子(70B)之间的固定的止动件(26)；
第一弹簧(80A)和第二弹簧(80B)，所述第一弹簧(80A)在所述第一锁止滚子(70A)和所述突出部(68)之间设置在所述第一收缩通道内，所述第二弹簧(80B)在所述第二锁止滚子(70B)和所述突出部(68)之间设置在所述第二收缩通道内；
其中，沿第一转动方向施加在所述驱动轴(60)上的转动力压缩所述第一弹簧(80A)，而沿第二转动方向施加在所述驱动轴(60)上的转动力压缩所述第二弹簧(80B)，并且在释放沿所述第一方向的第一转动力之后，所述第一弹簧(80A)向着归位位置偏压所述凸轮(66)，且在释放沿所述第二方向的第二转动力之后，所述第二弹簧(80B)向着归位位置偏压所述凸轮(66)。
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