CN101734184A - 座椅腰部致动器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种座椅腰部致动器。用于调节座椅组件的第一舒适特征和第二舒适特征的致动器组件包括外壳和安装来在外壳中做直线和旋转运动的轴。主齿轮安装在轴上并安装来在外壳内做旋转运动。轴和主齿轮在第一位置和第二位置之间相对外壳做直线运动。第一线缆组件包括安装来在外壳内做旋转运动的第一小齿轮。第一齿条安装来在外壳内做直线运动。第一齿条与第一小齿轮啮合以便第一小齿轮的转动直线地移动第一齿条。第一线缆连接到第一齿条。第一线缆适合于连接到第一舒适特征。第二线缆组件包括安装来在外壳内做旋转运动的第二小齿轮。第二齿条安装来在外壳内做直线运动。第二齿条与第二小齿轮啮合以便第二小齿轮的转动直线地移动第一齿条。第二线缆连接到第一齿条。线缆合于连接到第二舒适特征。当主齿轮处于第一位置时，主齿轮与第一小齿轮啮合。当主齿轮处于第二位置时，主齿轮与第二小齿轮啮合。

Description

座椅腰部致动器

发明背景

本发明大体上涉及一种座椅系统，更具体地，涉及一种用于可选地控制与座椅系统为一体的两个舒适特征(comfort feature)的独立调节的致动器装置。

交通工具座椅通常包括座椅靠背和座椅坐垫或基部(bottom)。座椅靠背常常是通过倾斜机构(recliner mechanism)枢轴地安装到座椅基部，该倾斜机构用于调节座椅靠背到相对于座椅基部的想要的倾斜角。现有的倾斜机构是手动操作的，或是可包括马达驱动单元以便进行电动操作。座椅基部还可以设置为在前后方向上和在大体上上下方向上移动座椅。其它舒适特征包括安装在座椅靠背中的腰部机构。腰部机构由座椅乘员操作来调节座椅靠背的一部分的形状和轮廓，以为座椅乘员提供想要的支撑水平和舒适位置。通常，腰部机构用于改变座椅靠背中央区域的轮廓。腰部机构通常安装在座椅靠背的外部装饰罩和泡沫垫的下面。一些腰部机构提供腰部机构的前后调节，以及腰部机构的上下调节。传统地，既提供前后调节也提供上下调节的腰部机构具有两个不同的控制装置以允许这样的独立调节。然而，由普通手柄致动的机构来提供这两个不同的调节也是公知的。美国专利No.5,197,780和5,217,278揭露了这样的机构。

发明内容

本发明涉及一种用于调节座椅组件的第一舒适特征和第二舒适特征的组件。所述组件包括外壳和安装来在所述外壳中做直线运动和旋转运动的轴。主齿轮安装在所述轴上，并且安装来在所述外壳内做旋转运动。轴和主齿轮可在第一位置和第二位置之间相对于所述外壳做直线运动。第一线缆组件包括安装来在所述外壳内做旋转运动的第一小齿轮。第一齿条被安装来在所述外壳内做直线运动。第一齿条与第一小齿轮啮合，以便所述第一小齿轮的转动直线地移动所述第一齿条。第一线缆连接到所述第一齿条。所述第一线缆适合于连接到第一舒适特征。第二线缆组件包括安装来在所述外壳内做旋转运动的第二小齿轮。第二齿条被安装来在所述外壳内做直线运动。第二齿条与第二小齿轮啮合，以便所述第二小齿轮的转动直线地移动所述第一齿条。第二线缆连接到所述第一齿条。所述线缆适合于连接到第二舒适特征。当所述主齿轮处于所述第一位置时，所述主齿轮与所述第一小齿轮啮合。当所述主齿轮处于所述第二位置时，所述主齿轮与所述第二小齿轮啮合。

当参照附图阅读优选实施方式的以下的详细描述时，从中，本发明的各种方面对本领域技术人员将变得明显。

附图说明

图1是包括由致动器组件控制的可调节的腰部机构的座椅组件的透视图。

图2是沿着图1的2-2线穿过致动器组件剖切所得的部分横截面图，其中致动器组件处于第一操作位置，以便控制腰部机构的第一舒适特征。

图3是与图2相似的横截面图，其中致动器组件处于第二操作位置，以便控制腰部机构的第二舒适特征。

具体实施方式

现在参考附图，图1中示意性地图解了交通工具座椅组件，其一般被标示为10。座椅组件10通常包括座椅靠背12和座椅基部14。座椅靠背12通过倾斜机构15枢轴地安装到座椅基部14，该倾斜机构15用于调节座椅靠背12到想要的相对于座椅基部14的倾斜角。倾斜机构可通过手柄来手动操作，或可包括马达驱动单元(未示出)以便进行电动操作。座椅基部14可以设置为在相对于交通工具地板的前后方向和大体上上下方向上移动座椅组件10，座椅组件10安装在该交通工具地板上。

座椅组件12进一步包括腰部机构，其示意地被表示为16。如下面将详细讨论的，腰部机构16由致动器组件50的操作而致动。腰部机构16可操作地调节座椅靠背12的中央部分19的轮廓，以为座椅乘员提供想要的支撑水平和舒适位置。尽管腰部机构16被示出和描述为用于改变座椅靠背12的中央部分19的轮廓，但是，应理解，机构16可被设置和重新定位成改变座椅靠背12的任何部分或其它座椅部分。腰部机构16安装到座椅靠背12的框架18上。外部装饰罩21和泡沫垫可以覆盖腰部机构16和框架18。

腰部机构16包括用于将腰部组件22定位和支撑到座椅靠背框架18上的支架组件(bracket assembly)20。支架组件20包括一对间隔开的竖直延伸的滑轨24，该滑轨24支撑腰部组件22，以便进行大体上的水平弯曲调节和大体上的竖直位置调节。弹簧26用于使腰部组件22向着相对于座椅靠背12的预定的中央位置偏置。弹簧26被连接在大体上刚性的横轨28和腰部支撑组件22的上部横梁30之间，其中大体上刚性的横轨28在竖直滑轨24之间延伸。腰部组件22的下部横梁32通过一对竖直支撑梁34与上部横梁30互相连接，以便限定相对刚性的腰部框架组件35，该相对刚性的腰部框架组件35适合于在滑轨24上竖直滑动。

相对刚性的可偏转的弓状物(deflectable bow)或者腰部构件36延伸跨过座椅靠背框架18的宽度的一部分，并且在它的下部端部固定安装到下部横梁32。腰部构件36的上部自由端38可通过第一致动线缆组件40而运动，以便可选地改变腰部构件36的弯曲程度。如下面将讨论的，第一线缆组件40可操作地连接在腰部构件36和致动器组件50之间，以便响应于致动器组件在第一操作模式位置中的致动而调节腰部构件36的曲度。第一线缆组件40可以是博登线缆(Bowden cable)的形式，其具有可滑动地安装在外部护层(outer sheath)45之内的内部线缆44。内部线缆44的一个端部连接到腰部构件36的自由端38，并且护层相对于框架组件35连接，以便内部线缆通过致动器组件50的轴向运动可操作来产生腰部构件36的曲度调节。

第二致动线缆组件46可操作地连接在腰部框架组件35的下部横梁32和致动器组件50之间，以便响应于致动器组件50在第二操作模式中的致动而调节弯曲的腰部构件36的大体上的竖直位置，如下面将讨论的。第二线缆组件46可以是博登线缆的形式，其具有可滑动地安装在外部护层49之内的内部线缆48。内部线缆48的一个端部连接到腰部框架组件35的下部横梁32，并且外部护层49相对于框架20连接，以便根据致动器组件50的致动来产生腰部构件36的竖直位置调节。这样，致动器组件50定义了第一操作模式位置和第二操作模式位置，以便分别允许第一线缆组件40和第二线缆组件46的独立致动，以引起腰部支撑机构16的相应的曲度调节和位置调节。

腰部构件36可以是任何合适的结构，并且具有给座椅乘员提供支撑的任何想要的外形。在所述的实施方式中，腰部构件36是具有弓形曲线形状的相对平坦的柔性板。腰部构件36可以由单个结构形成，或者可以包括多个互相连接的构件。腰部构件36还可以包括在其中形成的狭槽(slot)，以容纳竖直支撑梁34，或者给腰部构件36提供柔性。

致动器组件50优选地安装到座椅10上对于使用者或者座椅乘员方便的位置上。由于使用了第一线缆组件40和第二线缆组件46，致动器组件50可远离腰部机构16设置。在一个实施方式中，致动器组件50包括旋钮或手柄52，以便座椅乘员或其他使用者手动地操作致动器组件。还应理解，致动器组件50可以设置为机动操作或电动操作，其中手柄52借助于机动装置或电动装置(未示出)来移动。

参考图2和图3，致动器组件50包括可由第一半壳和第二半壳形成的外壳54，其中的一个半壳在图2和图3所图解的实施方式中示出。外壳54可包括例如将半壳紧固在一起的匹配的孔和销钉这样的零件。第一和第二半壳的使用使形成在用于将各种部件容纳在其中的外壳54中的各种狭槽和槽的装配和建造变得简单了。当然，应理解，外壳54可由任何合适数量的部件构成。手柄52与延伸到外壳54中的轴56连接。轴56可以包括与手柄52匹配的花键58，使得手柄52在旋转轴线方向上和沿着轴56的长度定义的直线轴线X方向上都与轴56固定在一起。因此，轴56可以通过手柄56来旋转，并可沿着X轴线拉动或推动。轴56具有端部60，该端部60被安装用于在形成在外壳中的槽62中进行旋转和直线运动。

锁紧套筒66安装在轴56的中央部分周围。锁紧套筒66优选地为大体上管状结构，以便允许其相对于轴56的旋转运动。锁紧套筒66安装在形成在外壳54中的槽68中，以便沿着X轴做直线运动。锁紧套筒66起到定位器机构(detent mechanism)的功能，以便将轴56和手柄52保持在第一操作位置，如图2所示，或保持在第二操作位置，如图3所示。如下面将说明的，第一操作位置对应于改变腰部构件36的曲度的第一舒适特征的致动，而第二操作位置对应于改变腰部构件36的竖直位置的第二舒适特征的致动。锁紧套筒66包括一对弹性指状物70。每个指状物70包括具有向外延伸的突出部72的端部。视操作位置而定，突出部72将位于第一对狭槽76或第二对狭槽78的其中一对狭槽中。狭槽76和78具有倾斜的表面，以便可在与X轴线大体垂直的方向上通过指状物70的弹性弯曲而从狭槽76和78中推出或拉出突出部72。应当注意，狭槽76具有与轴线X大体上垂直的表面，以便在致动器组件50的正常使用期间，轴56不能被完全地从外壳54中拉出。致动器组件50还可以包括弹簧，其示意地标示为89，其可以将轴56偏置到第一操作位置或第二操作位置中。

主齿轮90固定安装到轴56上，以便沿着轴线X的旋转运动或直线运动也将使主齿轮90相应地运动。主齿轮90容纳在形成在外壳中的腔室96中来允许这样的运动。主齿轮90具有大体上的圆柱形状，并具有在其中形成的齿轮齿92。主齿轮90可形成为如所示的正齿轮，或可形成为斜齿轮。

视致动器组件50的操作位置而定，主齿轮90与第一线缆组件40接合或与第二线缆组件46接合。第一线缆组件40包括齿条100，该齿条100被安装用于在外壳54中形成的细长槽102中进行直移运动。齿条100优选地在外壳54中不旋转。齿条100包括形成在其中的齿104。齿条100可具有大体上平坦的形状，齿104形成在其侧面边缘上。齿条100的一端与内部线缆44连接。齿条100和内部线缆44可由任何合适的方式连接。在所示的实施方式中，内部线缆44包括连接在内部线缆44上的卷曲构件(crimp member)110，该卷曲构件110容纳于在齿条100的一部分中形成的狭槽112中。狭槽112形成为能将卷曲构件110包围在狭槽112中。小齿轮120容纳于在外壳54中形成的狭槽122中。小齿轮120被安装用于在外壳54中沿着由齿条100的长度所定义的轴线进行旋转运动。小齿轮120具有大体上的圆柱形状，并且包括外部齿124，该外部齿124根据主齿轮90的位置而可选地与主齿轮90的齿92啮合。齿条100延伸通过小齿轮120的开口，该小齿轮120具有在内部形成的齿126。小齿轮120的齿126与齿条100的齿102啮合。由于齿102和126的啮合，因此小齿轮120的转动引起齿条100在槽102中的直移运动。

第二线缆组件包括齿条130，该齿条130被安装用于在所述外壳54中形成的细长槽132中进行直移运动。齿条130优选地在外壳54中不旋转。齿条130包括形成在其中的齿134。齿条130具有大体上平坦的形状，齿134形成在其侧面边缘上。齿条100的一端与内部线缆48连接。齿条130和内部线缆48可由任何合适的方式连接。在所示的实施方式中，内部线缆48包括连接在内部线缆48上的卷曲构件140，该卷曲构件140容纳于在齿条130的一部分中形成的狭槽142中。狭槽142形成为能将卷曲构件140包围在狭槽142中。小齿轮150容纳于在外壳54中形成的狭槽152中。小齿轮150被安装用于在外壳54中沿着由齿条130的长度所定义的轴线进行旋转运动。小齿轮150具有大体上的圆柱形状，并且包括外部齿154，该外部齿154根据主齿轮90在腔室96中的位置而可选地与主齿轮90的齿92啮合。齿条130延伸通过小齿轮150的开口，该小齿轮150具有在内部形成的齿156。小齿轮150的齿156与齿条130的齿132啮合。小齿轮150的转动将引起齿条130在槽132中的直移运动。

现在将描述座椅10和致动器组件50的操作。如上面所陈述的，致动器组件50可操作地分别允许第一线缆组件40和第二线缆组件46的独立致动，以便引起腰部支撑机构16的相应的曲度调节和位置调节。为了改变第一舒适特征，例如腰部构件36的曲度，致动器组件50被设置在第一操作位置中，如图2所示。在这个位置中，使用者牵拉手柄52来移动轴56进入如图2所示的位置中。在这个位置中，指状物70的突出部72被设置在狭槽76中，这恰当地将主齿轮90的齿92定位在与小齿轮120的齿126啮合的位置上。注意在这个位置上，主齿轮90的齿92不与小齿轮150的齿156啮合。现在使用者能够在任一旋转方向转动手柄52。手柄52在一个方向上的转动将引起腰部构件36向外弯曲，而手柄52在另一个方向上的转动将引起腰部构件36向内弯曲。更具体地，手柄52的转动引起轴56和主齿轮90的转动。主齿轮90的转动引起小齿轮120的旋转运动。小齿轮120的转动运动引起齿条100在槽120内以直线方式运动，这引起内部线缆44被推动或拉动。注意，齿条100在槽102内不旋转。根据齿条100的运动方向，内部线缆44的运动将相对于框架组件35向上或向下移动腰部构件36的上部自由端38，以便腰部构件36将更向外地或更向内地弓起或偏转。

为了改变第二舒适特征，例如腰部构件36的竖直位置，致动器组件50被设置在第二操作位置中，如图3所示。在这个位置中，使用者推动手柄52来移动轴56进入如图3所示的位置中。在这个位置中，指状物70的突出部72被设置在狭槽78中，这恰当地将主齿轮90的齿92定位在与小齿轮150的齿156啮合的位置上。注意，在这个位置上，主齿轮90的齿92不与小齿轮120的齿126啮合。现在使用者能够在任一旋转方向转动手柄52。手柄52在一个方向上的转动将引起腰部构件36向上运动，而手柄52在另一个方向上的转动将引起腰部构件36向下运动。更具体地，手柄52的转动引起轴56和主齿轮90的转动。主齿轮90的转动引起小齿轮150的转动运动。小齿轮150的转动运动引起齿条130在槽132内以直线方式运动，这引起内部线缆48相对于护层49被推动或拉动。内部线缆48的运动将移动腰部框架组件35沿着轨道24向上地或向下地滑动。

尽管本发明被示出和描述为用来改变腰部构件36的曲度或者腰部构件36的竖直位置，但是，应理解，致动器组件50可以连接到其它的舒适机构，例如靠枕调节器、座椅延伸器、头枕调节机构以及座椅定位机构。

本发明的操作原理和操作模式已经在其优选实施方式中解释和图解了。然而，应理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，本发明可以以不同于如所具体解释和图解的方式实践。

Claims (14)

1.一种致动器组件，其用于调节座椅组件的第一舒适特征和第二舒适特征，所述组件包括：

外壳；

轴，其被安装来在所述外壳中做直线运动和旋转运动；

主齿轮，其安装在所述轴上，并且被安装来在所述外壳内做旋转运动，并且其中，所述轴和所述主齿轮可在第一位置和第二位置之间相对于所述外壳做直线运动；

第一线缆组件，其包括：

第一小齿轮，其被安装来在所述外壳内做旋转运动；

第一齿条，其被安装来在所述外壳内做直线运动，所述第一齿条与所述第一小齿轮啮合，以便所述第一小齿轮的转动直线地移动所述第一齿条；

第一线缆，其连接到所述第一齿条，所述第一线缆适合于连接到第一舒适特征；

第二线缆组件包括：

第二小齿轮，其被安装来在所述外壳内做旋转运动；

第二齿条，其被安装来在所述外壳内做直线运动，所述第二齿条与所述第二小齿轮啮合，以便所述第二小齿轮的转动直线地移动所述第一齿条；

第二线缆，其连接到所述第一齿条，所述线缆适合于连接到第二舒适特征；

其中，当所述主齿轮处于所述第一位置时，所述主齿轮与所述第一小齿轮啮合，并且当所述主齿轮处于所述第二位置时，所述主齿轮与所述第二小齿轮啮合。

2.如权利要求1所述的组件，其中，所述轴包括安装在其上的手柄，所述手柄用于在所述第一位置和第二位置之间手动地移动所述轴并转动所述主齿轮。

3.如权利要求1所述的组件，其中，当所述主齿轮处于所述第一位置时，所述主齿轮与所述第二小齿轮脱离啮合。

4.如权利要求1所述的组件，其中，当所述主齿轮处于所述第二位置时，所述主齿轮与所述第一小齿轮脱离啮合。

5.如权利要求1所述的组件，其中，所述组件包括定位器机构，所述定位器机构用于将所述轴和驱动齿轮之一偏置于所述第一位置和所述第二位置之一中。

6.如权利要求5所述的组件，其中，所述定位器是弹性弹簧构件，所述弹性弹簧构件包括突出部，所述突出部被容纳在形成在所述外壳中的第一凹部和第二凹部之一内，其中，所述第一凹部和所述第二凹部的位置与所述第一位置和所述第二位置相对应。

7.如权利要求6所述的组件，其中，所述弹性弹簧构件安装在管状套筒上，所述管状套筒设置在所述轴的周围。

8.如权利要求1所述的组件，其中，所述第一齿条和所述第二齿条安装在所述外壳内，以便防止转动。

9.如权利要求8所述的组件，其中，所述第一齿条和所述第二齿条是相对平坦的构件，且设置在形成在所述外壳中的槽内。

10.如权利要求1所述的组件，其中，所述座椅组件进一步包括腰部组件，所述腰部组件包括腰部构件，所述腰部构件可移动地安装到所述座椅组件上，以便改变所述座椅组件的座椅表面的轮廓。

11.如权利要求10所述的组件，其中，所述第一舒适特征对应于改变所述腰部构件的曲度。

12.如权利要求10所述的组件，其中，所述第二舒适特征对应于在相对于所述座椅组件大体竖直的方向上移动所述腰部构件。

13.如权利要求1所述的组件，其中，所述主齿轮和所述第一小齿轮以及所述第二小齿轮是正齿轮。

14.如权利要求1所述的组件，其中，所述第一线缆和所述第二线缆每个都包括外部护层和设置在所述护层内的内部线缆。

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