CN101524971A - 座椅调节装置及马达组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种座椅调节装置及马达组件。所述座椅调节装置包括：电动马达，所述马达输出轴提供一蜗杆结构；蜗轮，与蜗杆结构啮合；转轴，固定至所述蜗轮并可随其转动，转轴具有第一螺纹；及连接系统，分别连接上座椅部分的两侧至下座椅部分，连接系统包括非可旋转部件，非可旋转部件具有第二螺纹与第一螺纹啮合，从而使得转轴相对非可旋转部件运动时连接系统可调节上座椅部分相对下座椅部分的位置。至少一垫片套置于转轴与蜗轮连接的部位，蜗轮通过嵌件成型技术将所述垫片及转轴的连接部包覆于其内。本发明的座椅调节装置，由于在蜗轮与转轴的连接处使用直径较大硬度较高的垫片，从而可极大的提高蜗轮与转轴之间的轴向抗拉脱能力。

Description

座椅调节装置及马达组件

技术领域

本发明涉及一种座椅调节装置，尤其涉及一种车辆用的座椅调节装置及马达组件。

背景技术

为了适合不同的人群，汽车通常采用电动座椅调节装置，以便乘坐人员可根据自身的身体特征来调节座椅的高度或前后位置。

通常，电动座椅调节装置包括一螺杆、一套设于螺杆上的可相对螺杆旋转的螺母及一固定套设于螺杆上的齿轮，螺母与汽车座椅调节系统相固连，齿轮设置于齿轮箱内并与一动力输出装置的蜗杆结构相啮合。当齿轮受动力输出装置驱动时，齿轮带动螺杆一起旋转，由于螺母与汽车座椅调节系统相固连不能随螺杆旋转，从而使得齿轮可驱动螺母沿螺杆运动从而通过汽车座椅调节系统调节座椅的高度或前后位置。通常，齿轮由塑料制成，并直接注塑到螺杆上，当螺杆承受较大拉力时，如车祸发生时螺杆将承受非常大的轴向拉力，齿轮容易被破坏从而使得螺杆脱离齿轮。然而，为了保障危急情况下尤其是车祸发生时乘坐人员的人身安全，通常要求在极限轴向力下螺杆也不能脱离齿轮。

发明内容

本发明解决现有的技术问题所采用的技术方案是：提供一种座椅调节装置，用于调整可竖直运动的上座椅部分相对非可竖直运动的下座椅部分的位置，包括：电动马达，具有一马达输出轴，所述马达输出轴提供一蜗杆结构；蜗轮，与蜗杆结构啮合；转轴，固定至所述蜗轮并受其驱动，所述转轴具有第一螺纹；及连接系统，分别连接上座椅部分的两侧至下座椅部分，所述连接系统包括一非可旋转部件，所述非可旋转部件具有第二螺纹与所述转轴的第一螺纹啮合，从而使得转轴相对非可旋转部件运动时所述连接系统可调节上座椅部分相对下座椅部分的位置。所述座椅调节装置还包括至少一垫片套置于所述转轴的与蜗轮连接的部位，所述蜗轮通过嵌件成型技术成型于所述垫片外并将所述垫片包裹于其内。

本发明进一步的改进是：所述垫片为N片，每一垫片开设有一沿径向延伸的U形开口以供所述转轴穿设，所述垫片的U形开口沿周向相互间呈360/N度角分布，N为大于1的整数。

本发明进一步的改进是：所述U形开口的末端为半圆形并分别与转轴的外表面接触。

本发明进一步的改进是：所述垫片为圆环状，具有沿径向贯穿圆环本体的开口，所述开口沿径向向外逐渐增大，开口的对面还开设有未贯穿圆环本体的凹口。

本发明进一步的改进是：所述非可旋转部件为套筒，套筒内固定安装有螺母，所述转轴伸入套筒内并穿过螺母，所述第二螺纹为螺母的内螺纹。

本发明进一步的改进是：所述连接系统包括第一连接杆旋转连接至上座椅部分的一侧及下座椅部分、第二连接杆旋转连接至上座椅部分的另一侧及下座椅部分、及第三连接杆其一端旋转连接至第一连接杆而另一端与套筒相固定，所述马达壳体旋转连接至所述上座椅部分的靠近第二连接杆的一侧。

本发明还提供一种马达组件，包括电动马达，具有一马达输出轴，所述马达输出轴提供一蜗杆结构；蜗轮，与所述蜗杆结构啮合；转轴，固定至所述蜗轮并可随所述蜗轮旋转，所述转轴具有第一螺纹；及一非可旋转部件，所述非可旋转部件具有第二螺纹与所述转轴的第一螺纹螺合，从而使得转轴旋转时可驱动所述非可旋转部件沿转轴运动。所述马达组件还包括至少一垫片套置于所述转轴的与蜗轮连接的部位，所述蜗轮通过嵌件成型技术成型于所述垫片外并将所述垫片及转轴的连接部包裹于其内。

本发明所举实施例具有的有益效果是：由于在蜗轮与转轴的连接处使用直径较大硬度较高的垫片从而可极大地提高蜗轮与转轴之间的轴向抗拉脱能力。概括地讲，本发明能够在不增加太多成本和结构复杂性的同时，极大地提高系统安全性。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。

图1为本发明一实施例的座椅调节装置使上座椅部分处于高位时各零件的位置关系示意图；

图2为本发明一实施例的座椅调节装置使上座椅部分处于低位时各零件的位置关系示意图；

图3示出了当马达发生较小的轴向运动时导致上座椅部分沿上下方向晃动；

图4所示为当上座椅部分承受较大外力时导致马达输出轴承受较大的轴向力的示意图；

图5所示为马达组件及相关零件的爆炸图；

图6为图5的组装图；

图7为图6中装设于齿轮箱内的各零件的剖视图；

图8所示为转轴与蜗轮的装配关系图；

图9所示为本发明一实施例的垫片的平面示意图；

图10所示为图9中的垫片的侧视图；

图11所示为转轴与套筒、螺母等间的装配关系示意图；

图12所示为转轴与套筒、螺母、第三连接杆等相关零件的爆炸图；

图13所示为马达组件及相关零件受轴向拉力时的示意图；

图14所示为本发明一实施例的弹片的立体示意图；

图15所示为图14的平面图；

图16所示为图14的侧视图；

图17所示为马达组件及转轴等相关零件的装配关系示意图；

图18从另一角度示出了马达组件及转轴等相关零件的装配关系示意图；

图19示出了马达输出轴与蜗轮的啮合关系图；

图20所示为垫片套置于转轴的示意图；

图21所示为垫片的立体结构示意图；

图22所示为转轴完全收于套管内时的示意图；

图23所示为转轴完全处于套管外时的示意图；

图24A为本发明另一实施例的转轴与蜗轮及垫片的结构示意图；

图24B为图24A的沿A-A线的剖视图；

图24C为图24A的弹性垫片的叠置示意图；

图25A为本发明再一实施例的转轴与蜗轮及垫片的结构示意图；

图25B为图25A的弹性垫片的叠置示意图；

图26A为本发明又一实施例的转轴与蜗轮及垫片的结构示意图；

图26B为图26A的弹性垫片的叠置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

请参阅图1与图2，依据本发明一实施例的座椅调节装置包括：第一连接杆1的一端通过销10可旋转地连接至可竖直运动的上座椅部分(供乘客乘坐的部分)12的一侧，连接杆1的另一端通过销17可旋转地连接至连接杆14，连接杆1的某一中间部位通过销16旋转连接至非可竖直运动的下座椅部分20。下座椅部分20可滑动地装设于一导轨上，从而使得该座椅可沿导轨前后运动。第二连接杆2的一端通过销18可旋转地连接至上座椅部分12的另一侧，连接杆2的另一端通过销22可旋转地连接至连下座椅部分20。所述上座椅部分12的另一侧的末端通过销19可旋转地连接至马达30和齿轮箱32的外壳。

连接杆1和2共同支撑上座椅部分12，马达组件连接于销17和销19之间。通过调节销17和销19之间的距离可调节上座椅部分12的高度。图1所示位置为销17和销19之间的距离较长时上座椅部分12处于高位位置；图2所示位置为销17和销19之间的距离较短时上座椅部分12处于低位位置。请参阅图3，当销17与销19之间的距离发生较小的晃动时，晃动方向如图中箭头方向所示，上座椅部分12将会相对下座椅部分20上下摇晃，这将让乘客感觉不舒服。另外，不管座椅部分是否承受额外的较大力，转轴40都将承受较大的轴向力F2，F3，此力主要来源于乘客重力F1的分力。本发明的设计将考虑以上情况。

请参阅图5至图8，马达组件包括电动马达30与齿轮箱32固定。马达输出轴提供一蜗杆结构70(见图19)，所述蜗杆结构70可直接成型或安装在马达输出轴上。蜗轮33与蜗杆结构70在齿轮箱32内啮合。本实施例中，所述蜗轮33为塑料制成的直齿齿轮，通过嵌件成型(over-molded)技术直接成型于固定于转轴40连接部上的垫片46外侧并将垫片46与转轴40连接部包覆于其内。蜗轮33具有轴向延伸部包覆在转轴40的连接部外侧(见图8)。转轴40收容于一套筒34内，套筒34的末端固定至第三连接杆14。一抵顶板36安装于齿轮箱32内，用于收容抵顶转轴40的末端，以限制转轴40轴向跳动。一垫板42贴置于蜗轮33的朝向套筒34的一侧，一U形弹片组合38包括至少两片弹片，套置于转轴40上且抵顶垫板42和齿轮箱32的壁部，可限制蜗轮33在齿轮箱32内沿转轴40的轴向运动，从而防止销17与销19之间的距离发生晃动。齿轮箱32包括一盖板43，所述盖板43通过4个螺钉固定至齿轮箱32的壁部。一钢珠45设置于转轴40的轴向末端。

请参阅图9及图10，垫片46为由硬度较高的金属材料如钢等制成的碟片状，包括带开口49的圆环本体47，所述开口49沿径向贯穿圆环本体47，且沿径向向外逐渐增宽，圆环本体47的与开口49相对的位置的内侧设有凹口51。组装时，垫片46先套置于转轴40的外径缩小的颈部，然后再通过嵌件成型技术将蜗轮33成型于垫片46外，从而使得蜗轮33将垫片46及转轴40的颈部包覆于其内。组装垫片46时，先将转轴40的颈部穿过开口49直到进入圆环本体47的环形内孔内，在进入过程中，垫片46发生弹性变形以扩大开口49便于转轴40进入，转轴40进入内孔后，垫片46恢复形变缩小开口49从而使得圆环47紧紧夹住转轴40的颈部。凹口51的设置有利于垫片46变形。垫片46套置于转轴40后，垫片46的外径基本与蜗轮33的内径同心，从而保证蜗轮33具有均匀的尺寸。垫片46可承受很大的来自转轴的轴向力。由于蜗轮33由塑料制成，其本身不能承受较大的轴向力。而垫片46由钢质材料制成，且具有较大的面积与蜗轮33接触，在蜗轮33内可充当主心骨的作用，从而可极大地提高蜗轮33的抵抗外来轴向拉脱力的能力。

请参阅图11与图12，一螺母60固定于套筒34内壁，转轴40穿过螺母60并伸入套筒34内，转轴40上的外螺纹与螺母60的内螺纹螺合，当转轴40被驱动旋转时，由于套筒34的另一端固定至连接杆14，转轴40将驱动螺母60和套筒34一起沿转轴40运动，从而调整销17与19间的距离。

图13中的两箭头方向示出了转轴40上的螺纹承受的轴向力的方向。

请参阅图14至图16，弹片38为U形结构，且具有大于1200N/mm²的抗拉强度，由于设定的抗拉强度较大，因此需要两片以上的弹片38来实现。如前所述，当改变转轴40与螺母60的相对位置时会产生非常大的轴向力。通过使用弹片结构38，可防止转轴40在收缩至套筒34内的过程中蜗轮33与齿轮箱32壁部刚性接触而导致转轴40与螺母60卡死的现象。通过使用多数片弹片38，还可以防止弹片38出现弹性疲劳。总之，弹片结构38的使用对汽车座椅调节系统中的马达组件产生很多的好处。在某一具体的应用中，如图14所示，弹片结构38具有30mm的高度，大约36度的曲率，大约2mm的自由高度，如图16所示。每一弹片具有0.8mm的厚度，7.5mm的宽度。当弹片结构38从自由高度压缩至1.5mm时，可产生大于100N的弹力，远大于单一弹片产生的弹力。

图17与图18示出了位于齿轮箱32内的蜗轮33、弹片结构38、转轴40等的详细结构关系。弹片结构38位于蜗轮33与齿轮箱32的壁部之间，用于限制转轴40的轴向运动。

图19详细示出了垫片46被包裹于蜗轮33内，蜗轮33与蜗杆结构70啮合。图20所示为成型蜗轮33前垫片46套置于转轴40上，图21所示为垫片46套置于转轴40之前的立体示意图。

图22与23所示为马达30工作时固定于套筒34内的螺母60相对转轴40运动时座椅调节装置的位置变化关系图。图22所示位置，转轴40完全进入套筒34内，销17和19之间的距离最小，从而使得上座椅部分位于最低位置；图23所示位置，转轴40处于完全伸出状态，销17和19之间的距离最大，从而使得上座椅部分位于最高位置。

请参阅图24A至图24C，作为本发明的另一种实施方式，所述座椅调节装置包括四片垫片46’套置于转轴40的与蜗轮33连接的颈部44，所述垫片46’由硬度较高的金属材料如钢等制成碟状，包括带U形开口49’的圆环本体47’，所述U形开口49’沿径向延伸，具有半圆形的末端，用于与转轴40的外表面接触。成形时，先将四片垫片46’套置于转轴40的颈部32a，垫片46’的开口49’沿圆周方向均匀分布，且其中一片的开口与另外三片的非开口部分对应从而可极大地增强垫片组的抗变形能力，垫片组的开口末端与转轴40同轴；然后再通过嵌件成型技术成型所述蜗轮33于转轴40的套有垫片46’的连接部，从而使得所述垫片46’被包裹于所述蜗轮33的内部。

请参阅图25A与图25B，作为本发明的又一种实施方式，所述座椅调节装置包括两片垫片46’套置于转轴40的与蜗轮33连接的颈部，所述垫片46’的U形开口49’相互间呈180度角分布。

请参阅图26A与图26B，作为本发明的再一种实施方式，所述座椅调节装置包括三片垫片46’套置于转轴40的与蜗轮33连接的颈部，所述垫片46’的U形开口49’相互间呈120度角分布。

可以理解地，上述实施例中的垫片46’可以为N片，所述垫片46’的U形开口38a相互间呈360/N度角分布，N为大于等于1的整数，N越大，垫片组的抗变形能力越强。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (14)

1、一种座椅调节装置，用于调整可竖直运动的上座椅部分相对非可竖直运动的下座椅部分的位置，所述座椅调节装置包括：

电动马达，具有一马达输出轴，所述马达输出轴提供一蜗杆结构；

蜗轮，与所述蜗杆结构啮合；

转轴，固定至所述蜗轮并可随所述蜗轮旋转，所述转轴具有第一螺纹；及

连接系统，分别连接上座椅部分的两侧至下座椅部分，所述连接系统包括一非可旋转部件，所述非可旋转部件具有第二螺纹与所述第一螺纹螺合，从而使得转轴相对非可旋转部件运动时所述连接系统可调整上座椅部分相对下座椅部分的位置，

其特征在于：所述座椅调节装置还包括至少一垫片套置于所述转轴的与蜗轮连接的部位，所述蜗轮通过嵌件成型技术成型于所述垫片外并将所述垫片及转轴的连接部包裹于其内。

2、根据权利要求1所述的座椅调节装置，其特征在于：所述垫片为N片，每一垫片开设有一沿径向延伸的U形开口以供所述转轴穿设，所述垫片的U形开口沿周向相互间呈360/N度角分布，N为大于1的整数。

3、根据权利要求1所述的座椅调节装置，其特征在于：所述U形开口的末端为半圆形并分别与转轴的外表面接触。

4、根据权利要求1所述的座椅调节装置，其特征在于：所述垫片为圆环状，具有沿径向贯穿圆环本体的开口，所述开口沿径向向外逐渐增大，开口的对面还开设有未贯穿圆环本体的凹口。

5、根据权利要求1至4任一项所述的座椅调节装置，其特征在于：所述非可旋转部件为一套筒，所述套筒内固定安装有螺母，所述转轴伸入套筒内并穿过螺母，所述第二螺纹为螺母的内螺纹。

6、根据权利要求5所述的座椅调节装置，其特征在于：所述连接系统包括第一连接杆旋转连接至上座椅部分的一侧及下座椅部分、第二连接杆旋转连接至上座椅部分的另一侧及下座椅部分、及第三连接杆其一端旋转连接至第一连接杆而另一端与套筒相固定，所述马达壳体旋转连接至所述上座椅部分的靠近第二连接杆的一侧。

7、根据权利要求1至4任一项所述的座椅调节装置，其特征在于：所述转轴的连接部上形成有一直径缩小的颈部，所述垫片套置于所述颈部上。

8、根据权利要求1至4任一项所述的座椅调节装置，其特征在于：所述座椅调节装置还包括至少两弹片夹设于蜗轮与齿轮箱的壁部之间，所述蜗轮收容于齿轮箱内，所述齿轮箱与马达外壳相固定。

9、根据权利要求1至4任一项所述的座椅调节装置，其特征在于：所述垫片由硬度高的金属制成，所述蜗轮由塑料制成。

10、一种马达组件，包括：

电动马达，具有一马达输出轴，所述马达输出轴提供一蜗杆结构；

蜗轮，与所述蜗杆结构啮合；

转轴，固定至所述蜗轮并可随所述蜗轮旋转，所述转轴具有第一螺纹；及

一非可旋转部件，所述非可旋转部件具有第二螺纹与所述转轴的第一螺纹螺合，从而使得转轴旋转时可驱动所述非可旋转部件沿转轴运动，

其特征在于：所述马达组件还包括至少一垫片套置于所述转轴的与蜗轮连接的部位，所述蜗轮通过嵌件成型技术成型于所述垫片外并将所述垫片及转轴的连接部包裹于其内。

11、根据权利要求10所述的座椅调节装置，其特征在于：所述垫片为N片，每一垫片开设有一沿径向延伸的U形开口以供所述转轴穿设，所述垫片的U形开口沿周向相互间呈360/N度角分布，N为大于1的整数。

12、根据权利要求11所述的座椅调节装置，其特征在于：所述U形开口的末端为半圆形并分别与转轴的外表面接触。

13、根据权利要求10所述的座椅调节装置，其特征在于：所述垫片为圆环状，具有沿径向贯穿圆环本体的开口，所述开口沿径向向外逐渐增大，开口的对面还开设有未贯穿圆环本体的凹口。

14、根据权利要求10至13任一项所述的座椅调节装置，其特征在于：所述非可旋转部件为套筒，套筒内固定安装有螺母，所述转轴伸入套筒内并穿过螺母，所述第二螺纹为螺母的内螺纹。

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