CN101941389B - 座椅调角器及具有该调角器的座椅 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种座椅调角器，包括具有内齿圈的内齿板、具有外齿圈的外齿板、偏心轮和楔形块；内齿板的中部设置有轴肩，外齿板的中部设置有轴心孔；外齿圈与内齿圈相啮合且所述轴肩与轴心孔之间形成径向偏心区域；偏心轮置于所述径向偏心区域内，所述偏心轮整体呈偏心环状且与内齿板和外齿板构成少齿差行星齿轮传动机构；位于径向偏心区域的大径段的偏心轮与所述轴肩和轴心孔间隙配合；楔形块置于所述径向偏心区域内；且楔形块与偏心轮在弹性件所施加周向力的作用下消除偏心轮与外齿板的轴心孔之间的及啮合齿之间的间隙。本发明具有极高的、稳定的强度性能。在此基础上，本发明还提供一种具有该调角器的座椅。

Description

座椅调角器及具有该调角器的座椅

技术领域

本发明涉及一种椅背角度可调的座椅，具体涉及一种座椅调角器及具有该调角器的座椅。

背景技术

座椅调角器用于连接汽车座椅的椅座和椅背，以增强座椅的舒适性。乘客可以通过座椅调角器调节椅背的角度至最佳位置，获得最舒适和最习惯的乘坐角度。对于驾驶员来说，可以通过调节椅背的角度获得最好的视野，且易于操纵方向盘、踏板和变速杆等操纵件。

目前，座椅调角器大致可以分为两大类：一类是采用棘轮棘爪机构原理的板簧式调节机构；另一类是采用行星齿轮传动原理的齿轮式调节机构。

对于采用行星齿轮传动原理的齿轮式调角器来说，由于不可避免的制造误差，因此，在此类调角器的内部具有一定的间隙。使用时，该间隙会造成座椅椅背相对于椅座前后方向的摆动较大且伴有噪音，进而影响座椅的舒适性。

为了消除上述间隙，现有齿轮式调角器中一般设置有分体式斜锲间隙消除机构，同时，此机构在少齿差行星齿轮传动机构中起着转臂轮的作用。但是，采用这种结构具有两个比较明显的问题：一，由于楔紧部件为两个分体式结构，载荷主要作用于一个斜楔上，使得接触部位因应力集中而产生较大的变形；进而造成活动部件与固定部件之间的齿轮内啮合面积减小，影响单齿受力状态，没有充分发挥少齿差行星齿轮传动的啮合强度高的特点；二，采用这种分体式斜锲间隙消除机构，在偏心区域内存在大量的空间，从而会造成调角器的强度不稳定，强度波动较大。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种可消除间隙的座椅调角器，以在提高座椅舒适性、安全性的同时，确保调角器具有极高的、稳定的强度性能。

本发明提供的座椅调角器，包括具有内齿圈的内齿板、具有外齿圈的外齿板、偏心轮、楔形块和驱动部件，其中，所述内齿板用于与椅背固定连接，该内齿板的中部设置有轴肩；所述外齿板用于与椅座固定连接，该外齿板的中部设置有轴心孔；所述外齿圈与内齿圈相啮合且所述轴肩与轴心孔之间形成径向偏心区域；所述偏心轮置于所述径向偏心区域内，所述偏心轮、内齿板和外齿板构成少齿差行星齿轮传动机构；所述楔形块置于所述径向偏心区域内；且，偏心轮和楔形块在弹性件所施加周向力的作用下消除所述偏心轮与外齿板的轴心孔之间的及啮合齿之间的间隙；所述驱动部件驱动偏心轮或者楔形块，以便于实现内齿板相对外齿板产生角度转动；所述偏心轮呈整体偏心环状，并填满内齿板的轴肩与外齿板的轴心孔之间形成的正向偏心区域；楔形块置于偏心轮的凹部。

优选地，所述偏心轮上偏离正向偏心方向的位置处具有容纳楔形块的凹部，且所述楔形块可在该凹部内周向转动。

优选地，所述弹性件具体为楔紧扭簧，且具有两个同向设置的轴向支脚，其中，一个轴向支脚插装在楔形块内，另一个轴向支脚与所述凹部的接近正偏心方向的侧壁相抵。

优选地，所述凹部的与楔紧扭簧轴向支脚相抵处的侧壁具有凹坑，该凹坑的截面呈半圆弧形或者矩形。

优选地，所述楔紧扭簧与楔形块分别设置在所述偏心轮的两侧；所述偏心轮的凹部的底壁具有弧形槽，且所述楔紧扭簧的两个轴向支腿经该弧形槽伸出后与楔形块和偏心轮配合。

优选地，所述楔形块的厚度与所述偏心轮的凹部的深度相适配。

本发明提供的座椅，包括铰接的椅座和椅背以及置于椅座与椅背之间的座椅调角器，所述座椅调角器采用如前所述的调角器。

本发明提供的座椅调角器与座椅组装后，其内齿板与椅背固定连接，外齿板与椅座固定连接(理论上装配关系可以调整，即，内齿板与椅座固定、外齿板与椅背固定)，外齿板上的外齿圈与内齿板上的内齿圈啮合后在内齿板的轴肩与外齿板的轴心孔之间形成径向偏心区域；偏心轮和楔形块置于该径向偏心区域内且在弹性元件作用下楔紧。需要转动座椅椅背的角度时，乘客施加驱动扭矩至驱动部件，驱动偏心轮或者楔形块，从而利用少齿差行星齿轮传动机构的工作原理可靠地实现了椅背角度的无级调整。角度调定后，弹性件施加的周向力作用于偏心轮和楔形块上，偏心轮和楔形块分别与外齿板的轴心孔壁及内齿板的轴肩相抵后，间隙即可消除，进而大大提高了座椅的舒适性。

调角器处于楔紧状态时，楔形块的径向内、外轮廓位于偏心轮凹部相应位置处的径向内、外轮廓的外侧；当较大载荷作用于活动件内齿板上且接触零件的弹塑性变形到一定程度后，楔形块与内齿板中心凸台外圆、外齿板内圆之间作用力将使楔形块产生周向转动，且当转动方向是克服弹性件的弹力时，楔形块将沿内齿板上的轴肩转动一定角度至其轮廓位于相应位置处偏心轮的径向内、外轮廓的内侧，偏心轮挤压区域的外侧轮廓与外齿板内圆接触，偏心轮挤压区域的内侧轮廓与内齿板中心凸台外圆接触，此时，楔形块将不会再转动且与偏心轮一起共同阻止偏心距进一步减小，保证少齿差内啮合啮合尺寸从而提高啮合的强度。偏心轮填满整个正向偏心区域，且自身具有极高的强度，当椅背及内齿板受到的载荷近一步加大时，外齿板轴心孔、内齿板轴肩和偏心轮产生部分塑性变形，这样，作用在偏心轮上的力会分摊到偏心轮的整个轮廓上，从而改善各零件的受力状态，提高偏心轮的抗压能力，大大提高调节机构的整体强度。

本明的优选方案中，楔形块置于偏心轮上的凹部内，且两者的轴向外端面大致齐平，以减小调角器的轴向尺寸，提高其适应性。

本发明提供的座椅调角器适合批量生产，具有制造工艺性好，制造成本较低的特点。适用于各种需要调节椅背角度的座椅，特别适用于汽车座椅。

附图说明

图1和图2分别示出了座椅调角器的不同角度的装配爆炸图；

图3是本发明所述座椅调角器中齿轮传动机构的结构简图；

图4示出了楔形块与偏心轮之间的位置关系；

图5是本发明所述楔形块、偏心轮、楔紧扭簧和内齿板之间装配关系的爆炸图；

图6是图5中所示各部件装配后的A向视图；

图7示出了偏心轮和楔形块与轴心孔和轴肩之间的配合关系；

图8是图7的I部放大图；

图9是实施方式中楔紧扭簧与楔形块分别设置在偏心轮的两侧的装配关系爆炸图；

图10本发明所述座椅的外形图。

图中：

座椅调角器100、护套1、内齿板2、内齿圈21、轴肩22、中心孔23、外齿板3、外齿圈31、轴心孔32、中心凸台33、偏心轮4、凹部41、外凸弧面42、凸台43、凸台44、内侧轮廓45、外侧轮廓46、第一容纳区域47、第二容纳区域47′、上侧壁48、上侧壁48′、内壁49、半园弧491、弧形槽410、驱动部件5、第一驱动臂51′、第二驱动臂51、转动轴52、卡槽53、卡槽54、楔形块6、大端面61、孔62、外凸弧面63、小端面64、楔紧扭簧7、轴向支脚71、轴向支脚71′、轴向折弯段72、锁止片8、弧形槽81、定位孔82、定位孔83、周向开口84、内孔85、圆弧形孔86、圆弧形孔86′、密封盖10、中心孔101。

具体实施方式

下面将结合说明书附图具体说明本实施方式。

本文中所述内侧、外侧等方位词，是以座椅调角器的轴心线为基准定义的，也就是说，接近该轴心线侧为内侧，远离该轴心线侧为外侧，应当理解，前述方位词的使用不应当局限本专利申请要求保护的范围。

此外，本文中正向偏心方向指偏心区域内径向空间尺寸最大的方向，在正向偏心方向上的区域称为正向偏心区域。

参见图1和图2，其中，图1和图2分别为从不同的角度作出的座椅调角器的装配爆炸图。座椅调角器主要由齿轮传动机构、间隙消除部件和驱动部件三个主要部分构成。

齿轮传动机构采用少齿差单级齿轮内啮合行星传动。其中，具有内齿圈21的内齿板2用于与椅背固定连接，具有外齿圈31的外齿板3用于与椅座固定连接。外齿板3和内齿板均置于护套1中，护套1的收口与外齿板3固联在一起，组装后，外齿板3的外齿圈31与内齿板2的内齿圈21啮合，内齿板2中部的轴肩22插装在外齿板3中部的轴心孔32中，轴肩22相对于轴心孔32偏心设置且两者之间构成径向偏心区域。偏心轮4置于该径向偏心区域内，其与内齿圈21和外齿圈31构成少齿差行星齿轮传动机构，该传动机构的结构简图如图3所示。当操作扭矩作用于驱动部件5时，通过偏心轮4、外齿圈31带动内齿圈21转动，从而使得外齿板3相对于内齿板2转动，实现调节椅背角度的目的。由于啮合齿之间存在一定的间隙，因而会在座椅靠背上产生相应的间隙，造成座椅靠背的晃动，降低了座椅的舒适性。本方案中的楔形块6在楔紧扭簧7的周向力作用下实现消除各部件之间的间隙。

参见图4和图5，图4示出了楔形块与偏心轮之间的位置关系；图5是所述楔形块、偏心轮、楔紧扭簧和内齿板之间装配关系的爆炸图。

楔形块6置于偏心轮4上的凹部41内，两者的轴向外端面大致齐平；并且楔形块6可在偏心区域内周向转动，即绕内齿板2的轴肩22转动；可以理解，楔形块6设置的凹部41用于减小调角器的轴向尺寸。楔紧扭簧7具有同向设置的轴向支脚71和轴向支脚71′；装配时，楔紧扭簧7的两个轴向支脚需要预扭转变形，轴向支脚71穿过锁止片8上的弧形槽81后插装在楔形块6上的孔62内，轴向支脚71′也穿过锁止片8上的弧形槽81后与凹部41的与楔形块大端部相对的内壁49相抵，该内壁49上设置与轴向支脚71′的外径相适配的半园弧491，以提高楔紧扭簧7的工作稳定性。

如图5所示，楔紧扭簧7两支脚71和71′之间的整圈部分具有轴向折弯段72。

参见图6，该图是图5中所示各部件装配后的A向视图。

楔紧扭簧7的预压缩产生的弹性变形能作用于楔形块6和偏心轮4分别向偏心区域的小径段周向转动至楔紧状态，此状态下，两者的内、外侧表面分别与轴心孔32和轴肩22相抵。需要说明的是，该楔紧弹簧7也可以采用其他结构形式的弹性件，只要能够在非调节状态下提供楔紧的弹力均在本申请要求保护的范围内。

参见图7和图8，图7示出了偏心轮和楔形块与轴心孔和轴肩之间的配合关系；图8是图7的I部放大图。

在楔紧状态下，楔形块6的内侧表面与轴肩22之间线接触，接触线为A′；楔形块6的外侧表面与轴心孔32之间线接触，接触线为B′；其余部位间隙接触。偏心轮4的内侧表面与轴肩22之间线接触，接触线为A；偏心轮4的外侧表面与轴心孔32之间线接触，接触线为B。如图所示，内齿圈的轴心线为O，即为轴肩22的轴心线；外齿圈31的轴心线为O′，即为轴心孔32的轴心线。偏心轮4与轴心孔32和轴肩22之间的接触线A、B与楔形块6与轴心孔32和轴肩22之间的接触线A′、B′分别位于偏心距O O′所在直线的两侧。如此设计，为整个机构的受力均衡提供了可靠的保证。本实施例中，偏心轮4的与轴肩22相抵段的内侧表面为外凸弧面42，以保证两者之间的接触副为线接触；同样，楔形块6的与轴肩22相抵段的内侧表面也为外凸弧面63。

进一步地，偏心轮4与轴心孔32和轴肩22之间的接触线A、B和轴肩22的轴心线O大致在同一个平面内；楔形块6与轴心孔32和轴肩22之间的接触线A′、B′和轴肩22的轴心线O也大致在同一个平面内。这样，能够使得楔紧状态的间隙消除部件具有一定自锁性。

应当理解，当椅背及内齿板受到的载荷近一步加大时，外齿板轴心孔、内齿板轴肩和偏心轮产生部分塑性变形，这样，作用在偏心轮上的力会分摊到偏心轮的整个轮廓上，尤其上正向偏心区域，从而改善各零件的受力状态，提高偏心轮的抗压能力，大大提高调节机构的整体强度。内齿圈21和外齿圈31的啮合偏心距方向对应于偏心轮结构强度最高的部位，即偏心轮4的最大径向尺寸部；优选地，楔形块6的大端面61及与偏心轮4的凹部41的与大端面61相对侧的内壁49偏移啮合偏心距方向的方向，以加强偏心轮4的强度，提高调节机构的整体强度。

调节器处于非调节状态时，前述部件处于图7所示楔紧状态；此时，沿径向，偏心轮4的凹部41的两侧轮廓位于楔形块6的轮廓内部。当受较大载荷的作用时，相接触的各个零件的弹性变形将使得其自锁状态发生变化，在内齿板2的轴肩22和外齿板3的轴心孔32的作用下，楔形块6将克服楔紧扭簧7的作用产生周向转动；当楔形块6转动至其两侧轮廓位于偏心轮4两侧轮廓的内部时，偏心轮4凹部41的外侧轮廓46与外齿板3的轴心孔32接触，偏心轮4凹部41的内侧轮廓45与内齿板2的轴肩22接触，此时，楔形块6不再转动且与偏心轮4共同阻止偏心距进一步变小，保证内齿圈21和外齿圈31的有效啮合从而提高整个调节机构的强度。

驱动部件5的转动轴52依次经楔紧扭簧7的内孔、锁止片8的内孔85、内齿板2的中心孔23、护套1穿出后，通过弹性挡圈卡装在转动轴52伸出端的卡槽53内，驱动部件5的另一轴端经密封盖10的中心孔101穿出后，通过弹性挡圈卡装在该轴端的卡槽54内，从而以实现本发明所述座椅调角器各部件的轴向定位。驱动部件5轴向伸出有第一驱动臂51′和第二驱动臂51，偏心轮4上具有第一容纳区域47和第二容纳区域47′，且沿周向第二容纳区域47′的上部与楔形块6的小端部重叠，如图6所示；第一驱动臂51′经锁止片8上的圆弧形孔86穿出后置于偏心轮4的第一容纳区域47内，并与第一容纳区域47的上侧壁48相抵；第二驱动臂51经锁止片8上的圆弧形孔86′穿出后置于楔形块6小端部下方的第二容纳区域47′内并与楔形块6的小端面64相抵。

调节椅背角度时，操作者需要根据需要顺时针或逆时针旋转驱动部件5：顺时针转动驱动部件5时，驱动部件5上的第一驱动臂51′推动偏心轮4顺时针转动，以克服楔紧扭簧7的弹力以解除楔紧作用，驱动齿轮传动机构实现外齿板3相对于内齿板2顺时针转动，调节椅背角度。逆时针转动驱动部件5时，驱动部件5上的第二驱动臂51推动楔形块6的第二容纳区域47′的小端面64，以克服楔紧扭簧7的弹力以解除楔紧作用，最多至第二驱动臂51与第二容纳区域47′的上侧壁48′相抵时，驱动齿轮传动机构实现外齿板3相对于内齿板2逆时针转动。

密封盖10具有弹性，装配完成后其产生弹性变形且与驱动部件5紧密贴合，起到密封保护调节机构作用。

请参见图10，该图是本发明所述座椅的外形图。该座椅包括铰接的椅座和椅背以及置于椅座与椅背之间的座椅调角器100，其中，座椅调角器100采用如前所述的调角器，椅座和椅背的基本结构和连接关系与现有技术完全相同，在此不予赘述。

综上，本发明提供的座椅调角器可以实现无级调节，座椅椅背具有较小的间隙，同时，该调角器具有良好的锁止性能。本发明既可实现手动调节，又可实现电动调节。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，比如图9所示，楔紧扭簧与楔形块分别设置在所述偏心轮的两侧，在偏心轮的凹部的底壁具有弧形槽410，供弹性元件的支脚穿过以适应将楔形块装在由偏心轮凹部41、内齿板2的轴肩22及其上轴肩所处的平面、外齿板3轴心孔32所封闭的空间内这种装配方式；这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.座椅调角器，包括：

具有内齿圈的内齿板，用于与椅背固定连接，该内齿板的中部设置有轴肩；

具有外齿圈的外齿板，用于与椅座固定连接，该外齿板的中部设置有轴心孔；所述外齿圈与内齿圈相啮合且所述轴肩与轴心孔之间形成径向偏心区域；

偏心轮，置于所述径向偏心区域内，所述偏心轮、内齿板和外齿板构成少齿差行星齿轮传动机构；

楔形块，置于所述径向偏心区域内；且，偏心轮和楔形块在弹性件所施加周向力的作用下消除所述偏心轮与外齿板的轴心孔之间的及啮合齿之间的间隙；和

驱动部件，驱动偏心轮或者楔形块，以便于实现内齿板相对外齿板产生角度转动；其特征在于，

所述偏心轮呈整体偏心环状，并填满内齿板的轴肩与外齿板的轴心孔之间形成的正向偏心区域；所述楔形块置于偏心轮的凹部；

所述弹性件具体为楔紧扭簧，且具有两个同向设置的轴向支脚，其中，一个轴向支脚插装在楔形块内，另一个轴向支脚与所述凹部的接近正偏心方向的侧壁相抵。

2.根据权利要求1所述的座椅调角器，其特征在于，所述偏心轮上偏离正向偏心方向的位置处具有容纳楔形块的凹部，且所述楔形块可在该凹部内周向转动。

3.根据权利要求2所述的座椅调角器，其特征在于，所述凹部的与楔紧扭簧轴向支脚相抵处的侧壁具有凹坑，该凹坑的截面呈半圆弧形或者矩形。

4.根据权利要求3所述的座椅调角器，其特征在于，所述楔紧扭簧与楔形块分别设置在所述偏心轮的两侧；所述偏心轮的凹部的底壁具有弧形槽，且所述楔紧扭簧的两个轴向支腿经该弧形槽伸出后与楔形块和偏心轮配合。

5.根据权利要求4所述的座椅调角器，其特征在于，所述楔形块的厚度与所述偏心轮的凹部的深度相适配。

6.座椅，包括铰接的椅座和椅背以及置于椅座与椅背之间的座椅调角器，其特征在于，所述座椅调角器采用如权利要求1至5中任一项所述的调角器。

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