CN101578196B - 用于机动化轨道系统的传动装置 - Google Patents

Abstract

一种用于调节诸如交通工具座椅(12)等的被支撑构件的位置的类型的轨道系统(18)，包括一对可滑动地与一对相应的从动轨(22)相互作用的基轨(20)。一横轨(24)附接到每个从动轨(22)使得从动轨(22)作为一个单元一起滑动。马达(34)被支撑在横轨(24)上，并且包括一对从两端部伸出的驱动轴(36)。驱动轴(36)在其远端承载有相应的蜗轮(38)，所述蜗轮被包含在传动装置组件(26)内。蜗轮(38)与各驱动螺母(54)上的外部齿啮合，驱动螺母(54)与导螺杆(28)相互作用，导螺杆(28)可以被定向为相对于基轨(20)保持固定，或者可被可转动地固定在从动轨(22)内。通过包含一个或两个可压缩垫圈(66)，防止了驱动螺母(54)在运转中产生有害噪声和过早磨损。

Description

用于机动化轨道系统的传动装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年1月4日提交的美国临时申请No.60/878,712的优先权。

发明背景

发明领域

本发明总体涉及一种机动化轨道系统，更具体而言，涉及一种用于在交通工具座椅、窗以及诸如此类的位置调节器中使用的类型的机动化轨道系统的传动装置。

相关技术

交通工具座椅组件通常设有机动化轨道系统，该轨道系统使机动交通工具内座椅组件的位置可以在向前和向后方向上调整。类似地，车窗组件可以包括具有类似构造的机动化轨道系统，以使窗的位置可以在向上和向下方向上调整。在每种情况下，被支撑构件由机动化轨道系统引导，根据需要进行前后运动以改变其位置。

例如，在交通工具座椅组件的情况下，希望这种调节能力使不同体型的交通工具操作者能舒服地坐在机动交通工具内。在这些系统中，电动马达可以连接到被置于滑动轨道组件内的导螺杆。在这种布置中，导螺杆可以被固定或者可以转动，而驱动螺母通过马达驱动的转动与导螺杆相互作用，以向前或者向后移动交通工具座椅组件。机动化窗调节器组件能以大致一样的方式工作。

传动装置通常被设置在这些类型的机动化轨道系统中，用于将动力从马达传递到驱动螺母。在使用一对滑动轨道的构造中，例如电动马达可以在多个轨道的中间或在多个轨道的一端，被安装在桥接每一轨道的横梁上。因为传动装置内某些部件转动而其他部件通常保持静止，所以当传动装置运转时在该传动装置内会产生振动，从而产生噪声。产生噪声的另一原因是传动装置壳体内部件的横向运动。

已经提出各种方案用于解决在用于机动化轨道系统的传动装置内的噪声问题。例如，在2006年5月30日授权的Taubmann等人的美国专利No.7,051,986公开了一种系统，其中使用了被标识为项目号96′的垫片盘(shim disk)来补偿轴向间隙。然而垫片盘有制造差异的问题，可能并不能始终如一地解决该噪声问题。因此，需要一种供在交通工具应用中使用的机动化轨道系统，该机动化轨道系统满足或超出既定的强度、速度和噪声要求。还需要提供一种可靠传动装置，该传动装置包括减震部件，以减小传动装置内那些部件之间的振动，并且减小噪声以及消除某些部件的横向运动。进一步需要提供一种用于提供平移调节的、可靠的且可接受的机动化轨道系统，该机动化轨道系统避免上述问题中的一个或多个。

发明内容

本发明通过提供一种用于用来调节支撑构件的位置的类型的机动化轨道系统的传动装置组件来克服现有技术的不利和缺点，所述支撑构件例如是交通工具座椅、窗或者诸如此类。该组件包括一个确定纵向方向的外部带螺纹的导螺杆，一个被支撑构件沿该纵向方向前后移动以改变其纵向位置。一个驱动螺母与导螺杆可操作地啮合。该驱动螺母的马达驱动的转动使被支撑构件沿导螺杆可纵向地位移。一个壳体大体上包围该驱动螺母。该壳体包括一安装托架，该安装托架用于附接到被支撑构件以便被支撑构件与驱动螺母一起纵向地沿导螺杆平移。一个可压缩垫圈被置于驱动螺母和壳体之间。该可压缩垫圈在驱动螺母和壳体之间施加偏压，以便消除驱动螺母在壳体内的横向运动，以及抑制或以其它方式消除来自传动装置的、产生噪声的振动。

根据本发明的另一方面，提供一种用来调节诸如交通工具座椅、窗或者诸如此类的被支撑构件的位置的类型的机动化轨道系统。该轨道系统包括一个基轨道和一个外部带螺纹的导螺杆。该导螺杆确定一纵向方向，被支撑构件沿该纵向方向前后运动以改变其纵向位置。一个从动轨道与该基轨道相互作用，用以进行它们之间的纵向滑动。一个驱动螺母可操作地与导螺杆啮合。一个壳体固定地连接到从动轨道并大体上包围驱动螺母。该壳体包括一个安装托架，该安装托架用于附接到被支撑构件以便被支撑构件与驱动螺母和从动轨道一起纵向地沿导螺杆平移。一个可压缩垫圈被置于驱动螺母和壳体之间。

根据本发明的另一实施方案，提供一种方法，用于消除安装在供在具有导螺杆的机动化轨道系统中使用的传动装置中的驱动螺母之间的间隙，该传动装置包括一个壳体和一个蜗轮。该方法包括步骤：将第一和第二轴衬设置在驱动螺母的相对侧，将一个波形垫圈放置在第一及第二轴衬中的至少一个轴衬与驱动螺母之间，以及将驱动螺母、蜗轮、第一和第二轴衬以及波形垫圈接收(capture)在壳体中，使得波形垫圈被部分地压缩。该波形垫圈提供一轴向偏压力，该轴向偏压力减小了原本可能产生噪声的、驱动螺母相对于第一和第二轴衬纵向振动的趋势。

附图说明

当结合以下详细描述及附图考虑时，本发明的这些以及其他特征和优点将变得更加容易理解，附图中：

图1为一个示例性汽车的简化立体图；

图2为包括根据本发明的机动化轨道系统的交通工具座椅的立体图；

图3为根据本发明的一个实施方案的机动化轨道系统的立体图；

图4为图3的机动化轨道系统的端视图；

图5为根据本发明的、示出了基轨道和从动轨道以及导螺杆和传动装置组件的机动化轨道系统的一部分的分解图；

图6为图5中被用断续线在周围画线的传动装置组件的放大视图；

图7为传动装置组件的一个替代实施方案的分解视图；

图8为纵向地通过上述传动装置组件所取的局部剖面图；以及

图9为如图8中一样的视图，但是示出了压缩垫圈响应驱动螺母和壳体之间的反作用力而挠曲。

具体实施方式

参照附图，其中在所有这些幅图中相同的数字表示相同或相应的部分，在图1中以10总体示出了一个示例性机动交通工具。图1中的交通工具10仅为示例性的，并可以改为采取以下形式：轻型卡车(light duty truck)、SUV、小型货车(minivan)、公共汽车、火车、飞机、船或者任意其它这样的交通工具，或者其中可以使用机动化轨道组件的固定应用。然而，在该特定实施例中，交通工具10被示为包括一个具有通常的靠背14和座垫16的乘员座椅12，如图2所示。座椅12被支撑在总体由18表示的机动化轨道系统上，该机动化轨道系统被配置为允许乘员相对于交通工具10在纵向向前和向后方向上调节座椅12的位置。虽然通过参考交通工具座椅应用进行了本发明的以下描述，但是本领域技术人员可以理解，本轨道系统18可适用于其他使用——包括窗调节器系统，以及可适用于包括在马达的作用下来回移动以改变其纵向位置的支撑构件的其他应用。

参见图2-5，更详细地示出了该轨道系统18，其包括两个大致互相平行的轨道组。每个轨道组包括一个连接到诸如交通工具乘员舱地板等的结构的基轨20。在交通工具座椅应用的情况下，一个上部从动轨22连接到座椅12并可滑动地互连到基轨20，使得从动轨和基轨可以相对于彼此在前后方向上滑动。在窗调节器应用的情况下，从动轨22将被定向为以便相对于基轨20上下滑动。本领域技术人员可以预见该轨道系统18的其他应用和定向。一个桥状横轨24与来自每个轨道组的从动轨22互连，使得它们连接在一起并且当座椅12被向前或向后调节时一致地运动。

总体上以26表示的传动装置组件被可操作地布置在基轨20和从动轨22之间，以便在调节被支撑构件的位置期间迫使一个轨相对于另一轨位移，所述被支撑构件假如是交通工具座椅12、窗或者其他部件。

传动装置组件26与外部带螺纹的导螺杆28相互作用以产生期望的纵向位移。传动装置组件26借以与导螺杆28相互作用的具体方法在不同的机械等同布置中可以不同，附图中示出了其中两种。更准确而言，如图5和6所示，该传动装置组件26相对于导螺杆28纵向固定并与其作为一个单元一起平移。然而，在本发明的一个随后将结合图7-9进行描述的替代实施方案中，传动装置组件26′通过沿导螺杆28′的长度行进而与导螺杆28′相互作用。即，在该后一实施例中，传动装置组件26′相对于固定的导螺杆28′纵向地平移。

现在具体参照图5和6中所示的实施方案，导螺杆28在一端部被轴承座30可转动地支撑，轴承座30又通过紧固件32固定到从动轨22。导螺杆28的另一端部连接到传动装置组件26，该传动装置组件26又附接到从动轨22的相对端部。如图2-4所示，传动装置组件26从电动马达34接收转动输入。马达34设有从相对的两端部延伸的柔性驱动轴36。每个驱动轴36连接到一蜗轮38，该蜗轮为传动装置组件26的一个部件。因此，当每个驱动轴36由马达34的电枢转动时，导致蜗轮38旋转。如图6所示，传动装置组件26包括总体以40表示的壳体，该壳体通过左和右罩半部(cover half)42、44构成的一对罩半部可转动地支撑蜗轮38。罩半部42、44可以由已知类型的润滑聚合物材料(lubris polymeric material)制成，以具有固有的干轴承性质。替代地，轴衬46可以被置于蜗轮38和罩半部42、44之间，以提供轴承功能。紧固件(未示出)、热熔(heat staking)、自锁夹或者其他方法可以用于牢固地将罩半部42、44结合在一起作为一个整体部件。

左罩半部42和右罩半部44在其纵向间隔端部由一对隔离装置48包围，该隔离装置48主要用于抑制在左右罩半部42、44和一个刚性的——优选为金属的——外部托架50之间的振动。该隔离装置48可以由橡胶或者高弹性材料制成。在该实施方案中，托架50具有大体U形构造，其具有含安装孔52的向外弯曲的凸缘。根据示于图5和6中的本发明的实施方案，传动装置组件26通过穿过托架50中的安装孔52的紧固件(未示出)被固定到从动轨22。

传动装置组件26还包括一个驱动螺母54，该驱动螺母54具有与蜗轮38的螺纹啮合接触的外部轮齿。该驱动螺母54具有大致横向于蜗轮38的转动轴线的转动轴线。类似于蜗轮38，驱动螺母54也可转动地被接收在壳体40的左罩半部42和右罩半部44之间。在本发明的该实施方案中，导螺杆28固定地结合到驱动螺母54，使得它们绕共同的轴线一致地转动。因此，当驱动螺母54通过蜗轮38的相互作用被强制转动时，导螺杆28在其轴承座30内转动。

固定螺母56在传动装置组件26和轴承座30之间沿导螺杆28的长度被定位，被以螺纹方式(threadably)布置在导螺杆28上。该固定螺母56借助通过紧固件60固定的安装托架58相对于基轨20被固定。以这种方式，该固定螺母56相对于基轨20是固定的。当导螺杆28通过传动装置组件26的运转被转动时，其螺纹与固定螺母56中的内螺纹相互作用，从而在基于导螺杆28长度的纵向方向上推进所附接的从动轨22、传动装置26以及横轨24。通过这种方式，被支撑构件——假如是座椅12、窗或者其它，在由马达34提供动力时，在纵向方向上前进或者缩回。

现在转到图7-9，示出了该传动装置组件26′的另一替代机械等同构造，其中为了便于在本发明的两个实施方案之间进行区分使用了上标“′”标号。在该实施例中，导螺杆28′固定地附接到基轨(未示出)使得该导螺杆28′不转动。此外，在该实施例中，驱动螺母54′设有以螺纹方式与导螺杆28′的外圈(outer turn)相互作用的内螺纹62′。托架50′设有通孔64′，该通孔允许导螺杆28′完全穿过传动装置组件26′。

当驱动螺母54′通过蜗轮38′被转动时，其内螺纹62′根据驱动螺母54′转动的方向在任一纵向方向上沿导螺杆28′前进，并且从而在任一纵向方向上推进整个传动装置组件26′。

在用于这种机动化轨道系统的传动装置组件的现有技术设计中产生的特殊问题是由于过早的部件磨损，尤其是在罩半部42、44、42′、44′之间的驱动螺母54、54′的区域中的磨损。类似地，每当传动装置组件26、26′从静止状态被启动，就产生有害级别的噪声。这由蜗轮38的螺纹和驱动螺母54上的外部齿之间的相互作用引起，该相互作用在驱动螺母54中产生反作用力，使其根据蜗轮38、38′的转动方向在任一纵向方向上移动。该反作用力在壳体40、40′内部产生，具体地在左罩半部42、42′和右罩半部44、44′的内部部件上产生。如图7-9所示，通过插入至少一个——优选地两个——可压缩垫圈66′，本发明克服了该有害磨损和噪声现象。然而，可以理解，示于图5-6中的本发明的实施方案包括相应的特征，尽管它们从图示中不可见。所述一个或两个可压缩垫圈66′被布置在驱动螺母54′的一个端部或者两个端部与第一及第二轴衬68′之间，所述第一及第二轴衬被布置在驱动螺母54′的相对的纵向间隔侧，用于承受在驱动螺母54′和壳体40′之间的轴向载荷。第一和第二轴衬68′可以包括与左罩半部42和右罩半部44相互作用的抗转动特征。在该实施例中，抗转动特征被显示为六角形平坦部(hex flat)，其与在左罩半部42和右罩半部44中的互补六角形凹部70接合。也可以使用其他抗转动技术来代替六角形(hex)。

图8示出了穿过传动装置组件26′的简化剖面图，其示出了处在平衡、静态条件下的可压缩垫圈66′。这对在静止状态下的传动装置组件26′是典型的。然而，与图9比较，当蜗轮38′如由顺时针方向箭头所表明的开始转动时，在啮合的螺纹和轮齿之间的反作用力推动驱动螺母54′使其压靠在罩半部42′、44′的左侧面上，如从图9中可见的。可压缩垫圈66′通过协调地压缩和/或扩张作出反应以适应变化。结果是产生阻尼效应，该阻尼效应产生非常小的噪声并且防止驱动螺母54′生硬地靠压在任一个轴衬68′上。虽然在图8和9中示出了两个可压缩垫圈66′，但本领域技术人员将意识到，利用布置在驱动螺母54′的任一侧的仅仅单个可压缩垫圈66′可以实现类似功能性。

优选地，可压缩垫圈66′属于所谓的由弹簧钢材料制成的波形垫圈类型。然而，虽然是优选的，这并不是会产生可接受效果的可压缩垫圈66′的唯一构造。其他可压缩垫圈设计能以类似的效果代替，包括可压缩泡沫设计、螺旋弹簧设计以及诸如此类。

因此，根据所公开的构造制成的、其中一个可压缩垫圈66、66′或多个可压缩垫圈被示出以改善功能性的传动装置组件26、26′，延长了使用寿命，并降低了在轨道系统18的运转中的有害噪声。

按照相关法律标准描述了前述发明，因此本质上，描述是示例性的而非限制性的。所公开实施方案的改型和变体对本领域技术人员是显而易见的，并且落在本发明的范围内。因此，本发明的法律保护范围仅可以通过研究以下权利要求确定。

Claims (3)

1.一种用于消除安装在供在具有导螺杆的机动化轨道系统中使用的传动装置中的驱动螺母之间的间隙的方法，该传动装置包括一个壳体和一个蜗轮，所述方法包括步骤：

将第一和第二轴衬设置在驱动螺母的相对侧；

将一个波形垫圈放置在第一及第二轴衬中的至少一个轴衬与驱动螺母之间；

将驱动螺母、蜗轮、第一和第二轴衬以及波形垫圈接收在左罩半部和右罩半部内，并用一对隔离装置在所述左罩半部和右罩半部的纵向间隔端部围住所述左罩半部和右罩半部，以形成一个可平移的壳体，使得波形垫圈响应驱动螺母的转动被部分地压缩，所述左、右罩半部具有其纵向间隔端部，使得所述壳体通过左、右罩半部对可转动地支撑所述蜗轮，其中所述左罩半部和右罩半部的纵向间隔端部位于所述第一和第二轴衬与所述隔离装置之间；以及

配置第一和第二轴衬以防止这些轴衬相对于壳体转动。

2.根据权利要求1的方法，还包括由弹簧钢材料制造波形垫圈的步骤。

3.根据权利要求1的方法，还包括由柔性非金属材料制造波形垫圈的步骤。