CN102205804A - 用于车辆的座椅调节设备 - Google Patents

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Abstract

用于车辆的座椅调节设备(20)包括：利用第一轴承(23)可枢转地支撑在基座构件(21)处的支撑构件(8)，由驱动装置(12)驱动的小齿轮(25)，能够与该小齿轮啮合的扇形齿轮(24)和形成在该扇形齿轮处、用于限制小齿轮与扇形齿轮之间的相对转动的限制机构(27，37)。该限制机构包括接触部分(27，37)，该接触部分与小齿轮接触，使得作用在小齿轮上的反作用力(F2，F4)的、沿第一轴承(23)与第二轴承(28)分离的方向上作用的分力减小。包括在形成于扇形齿轮处的齿中的齿(24c)的第一齿根(24d)的厚度(T)大于形成于扇形齿轮处的其它齿的第二齿根的厚度(t)。

Description

用于车辆的座椅调节设备
技术领域
本公开涉及用于车辆的座椅调节设备，它通过移动车辆座椅的可移动部分来提供尺寸调节。
背景技术
座椅升降设备通常设置到车辆座椅上，以根据座椅乘员的身体特征或偏好来调节座椅的高度。JP2009-154638A中公开的已知座椅升降设备包括一个四杆连杆机构，该四杆连杆机构由基座、前升降连杆、下臂和利用销附接到该下臂上的后升降连杆构成。该后升降连杆形成有用于与小齿轮啮合的扇形齿轮，该小齿轮由电机驱动和转动。该四杆连杆机构由小齿轮驱动和操作，从而将下臂向上和向下移动。该扇形齿轮包括在其各个周向末端处的无齿部分，在该无齿部分处不形成齿。当小齿轮靠在无齿部分上时，小齿轮停止转动，它起到了止动器的作用。
JP2006-282019A中公开的升降机构也采用了四杆连杆机构。根据该升降机构，都定位在前部的小齿轮和扇形齿轮经连接杆驱动后连杆。通过小齿轮与形成在扇形齿轮处的不形成齿的无齿部分之间的接触、并通过形成在座椅侧框架上的长孔与固定地设置在扇形齿轮处的连接销之间的接触来停止向上和向下的移动。
然而，根据JP2009-154638A中公开的座椅升降设备，当小齿轮停止转动时，扇形齿轮的每个无齿部分与小齿轮的齿之间的接触部分处于较大载荷下。在该较大载荷下，作用在扇形齿轮的径向上(也就是，小齿轮和销彼此分离的方向上)的分力大于作用在扇形齿轮的周向方向上的分力。小齿轮的齿或小齿轮的转轴的支承部分可能在该较大载荷的反复施加下受到磨损，可能导致齿发出咔嗒声。特别是，如果在乘员坐在座椅上时将座椅升降设备向下操作，除了由电机驱动的小齿轮的驱动扭矩之外，乘员的重量也向下作用，这会导致更大的载荷。
关于JP2009-154638A中公开的座椅升降设备，根据JP2006-282019A中公开的升降机构，在小齿轮与扇形齿轮之间的接触部分上沿小齿轮的轴与扇形齿轮的轴彼此分离的方向施加有力。另外，长孔和连接销之间的接触部分也承受抵抗它们之间接触的反作用力。然而，通常难以将上述两个力同时均匀地分布在上述两个接触部分上，并且这两个接触部分中的任意一个都可能接受过大的力。如果过大的力作用到小齿轮和扇形齿轮上，类似现象也可能发生在JP2009-154638A中公开的座椅升降设备上。如果过大的力作用在长孔和连接销上，则该长孔或连接销可能变形。
于是，需要尺寸小并具有高可靠性的用于车辆的座椅调节设备。
发明内容
根据本公开的一方面，用于车辆的座椅调节设备包括：适于设置在车辆地板上的基座构件；支撑构件，该支撑构件通过用于支撑施加到该支撑构件上的载荷的第一轴承可枢转地支撑在该基座构件处；小齿轮，该小齿轮通过第二轴承可枢转地支撑在基座构件和支撑构件中的任意一个处，并由具有自锁功能的驱动装置驱动和转动；扇形齿轮，该扇形齿轮一体地设置在基座构件和支撑构件中的另一个处，从而与第一轴承同轴，并形成有能够在啮合部分处与小齿轮啮合的齿；以及限制机构，该限制机构用于限制小齿轮和扇形齿轮之间的在至少一个方向上的相对转动。该限制机构形成在扇形齿轮处，并且包括在除了啮合部分之外的其它部分处与小齿轮接触的接触部分，从而减小作用在小齿轮上的反作用力的一分力，该分力作用在第一轴承与第二轴承分离的方向上。一齿的第一齿根的厚度大于形成在扇形齿轮处其它齿的第二齿根的厚度，所述一齿包括在形成于扇形齿轮处齿中、并在限制机构接触小齿轮时与小齿轮啮合。
由于上述结构，该限制机构形成在扇形齿轮处，使得该小齿轮在与限制机构接触之后停止相对于扇形齿轮移动，同时与扇形齿轮的齿啮合。该限制机构形成在除与小齿轮啮合的啮合部分之外的其它部分处，从而当小齿轮停止时从扇形齿轮作用在小齿轮上的反作用力不作用为在第一轴承与第二轴承分离方向上作用的较大的力。因此，当小齿轮停止时，支撑小齿轮的第二轴承不会在第二轴承与第一轴承分离的方向上受到大力推挤。结果，限制了小齿轮、第二轴承或第一轴承受到磨损。
另外，当小齿轮接触限制机构并停止时，与小齿轮啮合的扇形齿轮的齿的第一齿根接受由驱动装置驱动和转动的小齿轮的转动力。然而，该齿的第一齿根的厚度设置成大于啮合部分的其它齿的第二齿根的厚度，这增大了该齿的第一齿根的截面系数。因此，尽管在小齿轮转动时，该齿接受因由支撑构件支撑的载荷而造成的来自小齿轮的推力，但是施加到第一齿根上的应力也减小。另外，尽管该齿从小齿轮接受推力，该推力作用在与上述推力的方向基本相反的方向上、并在小齿轮与限制机构接触并停止时由小齿轮的转动产生，但是施加到第一齿根上的应力也减小。于是，尽管上述推力交替地和反复地施加，但是也提高了扇形齿轮的可靠性。而且，当小齿轮与限制机构接触并停止时，小齿轮接受来自扇形齿轮的齿的反作用力。该反作用力的方向与在限制机构处作用在小齿轮上的反作用力的方向大致相反。因此，限制机构处的反作用力受到抵消，这防止了当小齿轮停止时，支撑小齿轮的第二轴承在第二轴承与第二轴承分离的方向上受到强有力的推挤。结果，限制了小齿轮、第二轴承或第一轴承受到磨损。
根据本公开的另一方面，接触部分在当小齿轮绕扇形齿轮公转时小齿轮的转动中心的公转路径附近接触小齿轮。
为了使小齿轮停止，接触部分形成在当小齿轮相对于扇形齿轮移动时——也就是当小齿轮绕着第一轴承公转时——小齿轮的转动中心的公转路径的延长线附近。因此，小齿轮在接触部分处从扇形齿轮接受的反作用力的方向指的是小齿轮的转动中心的公转路径的切线方向。换句话说，该反作用力的方向基本垂直于第一轴承与第二轴承分离的方向。结果，在第二轴承和第一轴承彼此分离的方向上没有大的推力作用在第二轴承上，于是限制了小齿轮、第二轴承或第一轴承受到磨损。
根据本公开的另一方面，该接触部分在相对于第二轴承的中心而言与啮合部分和第一轴承所在的一侧相反的一侧与小齿轮接触。
小齿轮的齿与扇形齿轮接触的该接触部分形成为与啮合部分基本相对地定位，并定位成相对于第二轴承的中心而言与第一轴承相反，其中在该啮合部分处小齿轮和扇形齿轮彼此啮合。于是，接触部分中小齿轮从扇形齿轮接受的反作用力的大小包括用于停止小齿轮的公转运动而产生的反作用力的大小、和与小齿轮从啮合部分接受的反作用力大小基本相同但方向基本相反的反作用力的大小。于是，小齿轮从啮合部分的齿接受的反作用力由接触部分处产生的反作用力抵消。结果，只有用于停止小齿轮的公转运动而产生的反作用力作用到接触部分上。该反作用力在与支撑小齿轮的第二轴承与第一轴承分离的方向基本垂直的方向上作用。结果，限制了小齿轮、第二轴承或第一轴承受到磨损。
根据本公开的另一方面，该限制机构限制小齿轮和扇形齿轮之间的、在由施加到支撑构件上的载荷导致的相对转动方向上的相对转动。
该扇形齿轮设置有限制机构，该限制机构用于限制小齿轮和扇形齿轮之间的、在小齿轮和扇形齿轮因由支撑构件支撑的载荷而相对彼此转动的方向上的相对转动。如果小齿轮受到载荷推挤的方向与当扇形齿轮受到由支撑构件支撑的载荷推挤时、扇形齿轮相对于小齿轮的移动方向彼此相反，则当小齿轮接触扇形齿轮并停止时，冲击力施加到扇形齿轮上。该冲击力包括小齿轮的转动力、和由支撑构件支撑的载荷，并且大小较大。然而，限制机构安全地接受冲击力，从而提高了扇形齿轮的可靠性。
根据本公开的另一方面，基座构件指的是连杆构件。该基座构件的一个端部由座椅滑轨的上轨道可枢转地支撑，该座椅滑轨适于安装在车辆地板上，用于在车辆的前后方向上调节乘员所坐的椅垫，并且该基座构件的另一端部由构成椅垫的支撑构件可枢转地支撑。该支撑构件指的是下臂。该小齿轮由形成在该支撑构件上的第二轴承可转动地支撑。
该基座构件指的是连杆构件，其端部分别由适于安装在车辆地板上的座椅调节滑轨的上轨道、和构成支撑乘员重量的椅垫的支撑构件来可枢转地支撑。该支撑构件指的是下臂。该小齿轮由形成在该支撑构件上的第二轴承可转动地支撑。该扇形齿轮一体地设置在基座构件上，从而与第一轴承同轴。于是，本公开所述的用于车辆的座椅调节设备用于将椅垫向上和向下移动，其中乘员坐在该椅垫上并且较大载荷施加到该椅垫上。由于上述结构，所以当椅垫向下移动然后停止时，小齿轮的齿接触限制机构并安全地接受载荷。此时，在限制机构处产生的并作用在小齿轮上的反作用力的方向，与在啮合部分处产生的并作用在小齿轮上的反作用力的方向基本彼此相反，其中该啮合部分接受小齿轮的转动力。结果，这两个反作用力彼此抵消一定大小。抵消之后剩余的反作用力作用在与第一轴承与第二轴承分离的方向基本垂直的方向上。结果，在第一轴承与第二轴承分离方向上作用的反作用力的分力较小，也就是减小了该力。结果，提供了限制小齿轮、第二轴承或第一轴承受到磨损的用于车辆的座椅调节设备。
根据本公开的另一方面，该基座构件设置有形成在基座构件的第一端部上的枢转孔、和形成在基座构件的第二端部上的紧固孔，该紧固孔用于支撑第一轴承。该基座构件包括第一连杆部分和扇形齿轮，该第一连杆部分形成为长形并通过枢转轴可枢转地连接至上轨道的连接孔、从而定位在上轨道外侧，并且扇形齿轮一体地形成在第一连杆部分处。
结果，提供了用于车辆的座椅调节设备，其尺寸较小并包括数量较少的部件。
根据本公开的另一方面，用于限制与小齿轮啮合的无齿部分形成在扇形齿轮处，从而定位在齿旁边并且远离中心线。该中心线连接形成在基座构件上的枢转孔的中心和形成在第一连杆上的紧固孔的中心。该齿包括在扇形齿轮的齿中并位于离中心线最远处。
当小齿轮的齿到达无齿部分时，小齿轮的转动停止。这停止了小齿轮与扇形齿轮之间的相对转动。于是，该无齿部分起到用于使支撑构件停止向上移动的止动器的作用。
根据本公开的另一方面，该接触部分包括一突起，在小齿轮与扇形齿轮的啮合部分啮合的情况下，该突起与小齿轮的齿的径向外端接触。该小齿轮的所述齿与扇形齿轮的啮合部分脱离啮合。
该小齿轮停止在与扇形齿轮的啮合部分啮合的状态下相对于扇形齿轮的移动，也就是小齿轮停止其公转运动。于是，接触部分起到了用于使支撑构件停止向下移动的止动器的作用。
附图说明
参照附图，本公开的前述和其它特征和特点将从下面的详细描述中变得更加明确，其中：
附图1是此处公开的第一和第二实施例所述用于车辆的座椅设备的示意性侧视图；
附图2是当椅垫在较低位置处静止时，此处公开的第一和第二实施例所述用于车辆的座椅调节设备的透视侧视图；
附图3是接触部分的放大视图，该接触部分形成在第一实施例所述的用于车辆的座椅调节设备的扇形齿轮处；
附图4是第一实施例所述用于车辆的座椅调节设备的分解透视图；
附图5是当椅垫在升高位置处静止时，此处公开的第一和第二实施例所述用于车辆的座椅调节设备的透视侧视图；及
附图6是接触部分的放大视图，该接触部分形成在此处公开的第二实施例所述的用于车辆的座椅调节设备的扇形齿轮处。
具体实施方式
将描述本公开所述座椅升降设备20的第一实施例。在附图1中，该座椅升降设备20安装在用于车辆的座椅设备2上，该座椅升降设备用作用于调节车辆乘员所坐的椅垫高度的车辆用座椅调节设备(下文中称为座椅调节设备)。在附图2中，该椅垫在完全降低位置处处于静止。如此处所使用的那样，词语“前后方向”、“横向”和“竖直方向(上下方向)”及其衍生词语指的是相对于车辆的方向。
如附图1中所示，用于车辆的座椅设备2(下文中称为座椅设备2)包括座椅滑轨11、座椅升降设备20、构成椅垫7和座椅升降设备20的一部分的下臂8，以及构成椅背9的上臂10，该座椅滑轨11包括下轨道4和上轨道6。
根据第一实施例的座椅设备2，如附图1中所示，一对下轨道4、4分别借助支架5、5固定地安装在车辆地板1上。这对下轨道4、4构成一对座椅滑轨11，该座椅滑轨形成为在前后方向上延伸。上轨道6可滑动地安装在各个下轨道4上，该上轨道6允许椅垫7相对于下轨道4在前后方向上移动。在附图1中，示出了这对座椅滑轨11、11中的一个和支架5、5中的一个。该下轨道4和上轨道6构造成使得，通过锁定和解锁机构交替地锁定和解锁上轨道6相对于下轨道4的滑动运动。
如附图1和2中所示，在上轨道6的前上端部上一体地形成有连杆附接部6a，并且在上轨道6的后上端部上一体地形成有连杆附接部6b。该连杆附接部6a、6b形成为使其平坦部分平行于前后方向。该连杆附接部6a设置有附接孔6c，并且连杆附接部6b设置有附接孔6d。座椅升降设备20的用作连杆构件的第一连杆构件21可枢转地连接到连杆附接部6b上，并且座椅升降设备20的第二连杆26可枢转地连接到连杆附接部6a上。于是，该座椅升降设备20通过连杆附接部6a、6b、第一连杆构件21和第二连杆26可枢转地连接到上轨道6上。第一连杆构件21的一个端部由上轨道6可枢转地支撑，并且该第一连杆构件21的另一端部由下臂8可枢转地支撑。
将参照附图1、2和4描述根据本公开的第一和第二实施例的座椅升降设备20。该座椅升降设备20安装在这对上轨道6、6中的任意一个上，这对上轨道分别设置于车辆的左侧和右侧。在实施例中，该座椅升降设备20安装在设置于车辆左侧的上轨道6上。该座椅升降设备20包括小齿轮25、用作基座构件的第一连杆构件21，和用作支撑构件的下臂8。该小齿轮25固定地安装在用作驱动装置的电机装置12的转轴端部上，从而与该转轴一起转动。下臂8支撑坐在椅垫7上的乘员的重量(载荷)。
该电机装置12定位在下臂8的外侧，也就是该电机装置12定位成相对于下臂8而言与椅垫7的横向中心相反。固定地安装在该电机装置12的转轴上的小齿轮25贯穿下臂8，并从下臂8起朝椅垫7的横向中心突出预定量的距离。该第一连杆构件21定位成相对于下臂8而言更加靠近椅垫7的横向中心。该第一连杆构件21包括扇形齿轮24并与小齿轮25啮合，该扇形齿轮具有齿，也就是设置成弧形的外齿。
如附图1、2和4中所示，连接有小齿轮25的电机装置12包括电机部分12a和减速单元12b。电机部分12a的驱动力通过减速单元12b的蜗轮传动装置减速，然后驱动力传递给小齿轮25。该电机装置12的蜗轮传动装置包括自锁功能，限制电机装置12的输入侧被由电机装置12的输出侧输出的转动力转动。于是，小齿轮25，也就是电机部分12a的输出侧只有在电机部分12a的驱动力供给到输入侧时才转动。
该电机装置12利用螺栓固定地附接到下臂8的外侧平坦部分上，也就是电机装置12定位成相对于下臂8而言与椅垫7的横向中心相反。该电机装置12的小齿轮25由形成在下臂8上的第二轴承28可转动地支撑，如附图4中所示。
如附图2和4中所示，该第一连杆构件21包括第一连杆部分22和一体地形成在该第一连杆部分22处的扇形齿轮24。该第一连杆部分22形成为长形，并且在第一连杆部分22的相对于其长度方向而言的一个端部(下文中称为第一端部)上形成有枢转孔22a。该第一连杆部分22通过插入到上轨道6的附接孔6d中的枢转轴14而可枢转地连接到上轨道6的附接孔6d上，从而定位在上轨道6的外侧。于是，该第一连杆构件21定位在上轨道6的横向外侧。该第一连杆部分22包括形成在第一连杆部分22的相对于长度方向而言的另一端部(下文中称为第二端部)上的紧固孔22b。该紧固孔22b在驱动传动杆13的端部附近固定地附接于驱动传动杆13，从而与驱动传动杆13一起转动。该驱动传动杆13由形成在下臂8的后部处的第一轴承23可转动地支撑。于是，分别设置在车辆左侧和右侧的这对下臂8、8利用该驱动传动杆13彼此连接。当座椅升降设备20(附图1和2)处于完全降低位置时，下臂8的第一轴承23相对于第一连杆部分22的枢转孔22a向后且略微向上地定位。
如附图2和4中所示，该扇形齿轮24包括设置成弧形的外齿，该弧形的中心对应于第一连杆部分22的紧固孔22b，也就是对应于形成在下臂8上的第一轴承23，从而与紧固孔22b同轴地定位。在第一实施例中，当座椅升降设备20(附图1)处于完全降低位置时，设置成弧形的外齿大致面对前方。扇形齿轮24的外齿在啮合部分24a处与小齿轮25啮合。该啮合部分24a在本实施例中包括六个齿，如附图2和4中所示，然而该齿的数量可以任意确定。
在扇形齿轮24的啮合部分24a的六个齿中，位置离中心线L(连接枢转孔22a的中心和紧固孔22b的中心的线，该枢转孔和紧固孔中的每个都形成在第一连杆部分22上)最远的齿称为齿24b。无齿部分24f与齿24b相邻形成，从而位于远离中心线L处。在无齿部分24f中，小齿轮25与扇形齿轮24的外齿之间不发生啮合。该无齿部分24f可以形成任何其它形状，只要当小齿轮25到达无齿部分24f时小齿轮25与扇形齿轮24的外齿之间不发生啮合、从而小齿轮25停止转动即可。因此，随着小齿轮25与啮合部分24a啮合并沿远离中心线L的方向相对于扇形齿轮24转动或移动，小齿轮25的齿最终到达无齿部分24f，从而小齿轮25的转动停止。于是，小齿轮25与扇形齿轮24之间的相对转动——即小齿轮25绕着第一轴承23的公转运动受到限制并停止。于是，该无齿部分24f起到用于使椅垫7停止向上移动的止动器的作用。
如附图2和3中所示，在啮合部分24a的六个齿中，位置最靠近中心线L的齿称为齿24c。该齿24c形成与啮合部分24a的其它齿类似的形状，然而该齿24c的第一齿根24d的厚度T设置成大于啮合部分24a的其它齿的第二齿根的厚度t。这增大了齿24c的第一齿根24d的截面系数，从而提高了齿24c的强度。
如附图2和3中所示，基座部分24e与啮合部分24a的齿24c相邻形成，从而定位成相对于该齿24c而言更加靠近中心线L。该基座部分24e包括用作限制机构的接触部分27，该限制机构限制小齿轮25与扇形齿轮24之间的、在小齿轮25向中心线L靠近的方向上的相对转动。该接触部分27形成在小齿轮25的转动中心的公转路径的延长线与扇形齿轮24的基座部分24e交叉点附近。该小齿轮25的转动中心的公转路径指的是当小齿轮25在与啮合部分24a啮合的状态下相对于扇形齿轮24移动、即当小齿轮25绕着第一轴承23公转时，由小齿轮25的转动中心产生的轨迹。在小齿轮25相对于扇形齿轮24移动之后，并且当小齿轮25的任意齿与接触部分27接触时，小齿轮25受到来自接触部分27的作用力F2，该作用力基本在小齿轮25的转动中心的公转路径的切线方向上作用。结果，作用力F2的、作用在第一轴承23与第二轴承28分离方向上的分力较小，也就是减小。
接触部分27形成为使得，当小齿轮25的第一齿25a与扇形齿轮24的啮合部分24a的齿24c啮合时，第二齿25b——其用作小齿轮25的与啮合部分24a脱离啮合的齿——的径向外端与接触部分27接触。该接触部分27包括突起27a，该突起27a形成为在扇形齿轮24的厚度方向上延伸。该突起27a在其顶部上包括部分R。该部分R形成预定尺寸，从而在当小齿轮25的任何齿与该部分R接触时的冲击力下不变形。
如附图1和2中所示，用作支撑构件的下臂8由长板制成。该下臂8设置成在竖直方向上竖立并沿前后方向延伸。该下臂8通过构成椅垫7的垫子支撑乘员的重量(载荷)，这样，当乘员坐在椅垫7上时，沿重力方向向下作用的力施加在下臂8上。施加到下臂8上的力指的是乘员的重量、以及椅垫7的载荷与椅背9的载荷的总和。换句话说，固定地附接到下臂8上的电机装置12的小齿轮25也被乘员重量和其它载荷沿重力方向向下推挤。另外，由于第一连杆构件21由下臂8的第一轴承23经驱动传动杆13支撑，所以第一连杆构件21的紧固孔22b也被乘员的重量和其它载荷沿重力方向向下推挤。结果，当乘员坐在椅垫7上时，转动中心位于枢转孔22a上并沿CW2(顺时针方向)作用的转动力施加到第一连杆构件21上。此时，扇形齿轮24的啮合部分24a沿与小齿轮25被载荷推挤的方向(沿重力方向向下)相反的方向相对于与啮合部分24a啮合的小齿轮25转动。由于小齿轮25和电机部分12a通过具有自锁功能的蜗轮传动装置彼此连接，所以除非电机部分12a受到驱动，否则小齿轮25不在任何方向上转动。此时，接合部分24a、与啮合部分24a啮合的小齿轮25的齿和蜗轮传动装置受到负载。这限制了椅垫7在小齿轮25和扇形齿轮24的啮合部分24a彼此啮合时落下。
在下臂8的前部处形成有枢转孔8a。如附图4中所示，第一轴承23和第二轴承28形成在下臂8的后部处，使得第一轴承23的位置在第二轴承28后方预定距离处。枢转孔8a、第一轴承23和第二轴承28为通孔。该第一轴承23设置有通过翻孔工艺(burring process)形成的轮毂部分。该轮毂部分突出以确保第一轴承23与由第一轴承23支撑的驱动传动杆13的接触，从而防止驱动传动杆13的转动轴线偏斜。于是，下臂8通过驱动传动杆13——其由形成在下臂8上的第一轴承23支撑——而在形成于扇形齿轮24上的紧固孔22b处受到支撑。
第二连杆26包括分别形成在第二连杆26的两端上的转动孔26a、26b。该转动孔26a可枢转地连接到上轨道6的附接孔6c上，并且转动孔26b可枢转地连接到下臂8的枢转孔8a上。于是，在下臂8、上轨道6、第一连杆部分22和第二连杆26之间建立了四杆连杆机构，因此下臂8可枢转地安装在上轨道6上。构成椅背9的上臂10安装在下臂8的后上部上，从而可相对于下臂8枢转。
接下来，将参照附图2和5描述具有上述结构的座椅设备2的操作。首先，将描述当小齿轮25与扇形齿轮24的啮合部分24a彼此啮合时，各个力之间的关系。当小齿轮25沿方向CW3(顺时针方向)转动并且当小齿轮25与扇形齿轮24的啮合部分24a啮合时，扇形齿轮24的六个齿中的一个齿的齿面24g与小齿轮25的齿的齿面25d彼此接触并推挤。此处，齿面24g面向上方，并且齿面25d指的是相对于沿方向CW3(顺时针方向)转动的小齿轮25转动方向而言面向前方的齿面。在此状态下，为了向上移动椅垫7，电机部分12a受到驱动，并且电机部分12a的驱动力经用作减速单元12b的蜗轮传动装置传递到小齿轮25。然后，小齿轮25绕着其转动轴线沿附图2中的方向CW3(顺时针方向)转动。小齿轮25的转动导致齿面25d进一步推挤已经与齿面25d啮合的齿面24g。于是，扇形齿轮24开始沿附图2中的方向CCW1(逆时针方向)相对于小齿轮25绕着第一轴承23转动。于是，形成在第一连杆部分22——其与扇形齿轮24一体形成并用作第一连杆构件21——的第一端部上的紧固孔22b沿相对于小齿轮25而言的方向CCW2(逆时针方向)绕着形成在第一连杆部分22的第二端部上的枢转孔22a转动。因此，随着第一连杆构件21(或扇形齿轮24)相对于小齿轮25转动，椅垫7(或下臂8)——包括小齿轮25的电机装置12附接于该椅垫7——向上移动。
此时，第二连杆26跟随椅垫7(或下臂8)的向上移动，并沿CCW4(逆时针方向)方向绕着转动孔26a枢转，从而支撑下臂8的前部。驱动扭矩经驱动传动杆13传动，从而操作安装在这对上轨道6、6的另一个——也就是在本实施例中设置在车辆右侧上的上轨道6——上的下臂8、第一连杆22、第二连杆26等。于是，椅垫7(或下臂8)向上移动。座椅升降设备20可以安装在这对上轨道6、6的每一个上。在此情况下，两个座椅升降设备20、20可以彼此同步操作，以进行向上移动。
如附图5中所示，当小齿轮25在与扇形齿轮24的啮合部分24a啮合的状态下进一步沿CW3方向转动之后，小齿轮25相对于该扇形齿轮24移动，并通过啮合部分24a，然后小齿轮25的齿最终到达无齿部分24f。由于该无齿部分24f与小齿轮25不能彼此啮合，所以由电机部分12a的转动力驱动的该小齿轮25停止相对于扇形齿轮24的转动。于是，该无齿部分24f起到用于使椅垫7停止向上移动的止动器的作用。此时，小齿轮25的齿响应于电机部分12a的驱动力而推挤该无齿部分24f，从而产生沿第一轴承23与第二轴承28彼此远离的方向作用的反作用力F1，如附图5所示。同时，由坐在椅垫7上的乘员的重量和其它载荷产生的推力沿向下方向作用在小齿轮25上，该方向基本垂直于反作用力F1的方向。如附图5和6中所示，由于利用电机部分12a的驱动力在无齿部分24f处产生的反作用力F1，在小齿轮25处产生沿第一轴承23与第二轴承28分离的方向作用的力R2。然而，此时由坐在椅垫7上的乘员的重量和其它载荷产生的推力向下作用，并且施加到小齿轮25上的力R2没有增加。因此，该反作用力F1的大小较小，并且因此抑制了第一轴承23和第二轴承28因反作用力F1而磨损。结果，抑制了齿轮的咔嗒声。
接下来，将描述用于将椅垫7向下移动的座椅升降设备20的移动。为了将椅垫7向下移动，电机部分12a受到驱动，并且该电机部分12a的驱动力经蜗轮传动装置传动到小齿轮25。然后，该小齿轮25绕着其转动轴线沿附图5中的CCW3方向(逆时针方向)转动。此时，由乘员的重量和其它载荷产生的力施加到与扇形齿轮24一体形成的第一连杆部分22上。该力导致第一连杆部分22绕着枢转孔22a沿CW2(顺时针方向)转动。在此状态下，随着小齿轮25沿CCW3(逆时针方向)转动，小齿轮25的齿面25d与已经啮合并推挤齿面25d的齿面24g脱离啮合。然后，齿面25d与下一个齿的齿面24g啮合，也就是位于已经从齿面25d脱出的齿——即已经离开齿面25d的齿——旁边的齿。这导致扇形齿轮24相对于小齿轮25沿CW1方向(顺时针方向)绕着第一轴承23转动。结果，形成在第一连杆部分22——其与扇形齿轮24一体形成并用作第一连杆构件21——的第一端部上的紧固孔22b沿CW2方向(顺时针方向)绕着形成在第一连杆部分22的第二端部上的枢转孔22a转动。因此，随着第一连杆构件21(或扇形齿轮24)与小齿轮25相对转动，下臂8(或椅垫7)——包括小齿轮25的电机装置12附接于该下臂8(或椅垫7)——可枢转地向下移动。此时，第二连杆26跟随下臂8的向下移动并沿CW4方向(顺时针方向)绕着转动孔26a枢转，从而支撑下臂8的前部。
在小齿轮25进一步沿CCW3方向(逆时针方向)转动之后，小齿轮25的齿面25d与扇形齿轮24的啮合部分24a的齿24c的齿面24g啮合，并且因此小齿轮25进一步相对于扇形齿轮24沿小齿轮25移动靠近中心线L的方向移动。这样，定位在第一齿25a旁边的第二齿25b的径向外端与接触部分27的突起27a的部分R接触。该第二齿25b指的是相对于小齿轮25的转动方向定位在第一齿25a后面一个齿处的齿，其中该第一齿25a是小齿轮25的其中一个齿并正在与扇形齿轮24的齿24c啮合。因此，小齿轮25停止在与啮合部分24a啮合的状态下相对于扇形齿轮24绕着第一轴承23转动，也就是小齿轮25停止其公转运动。因此，接触部分27用作用于使椅垫7停止公转运动的止动部。此时，当小齿轮25与接触部分27的突起27a接触时，坐在椅垫7上的乘员的重量和其它载荷向下作用，从而包括乘员的重量在内的较大载荷作用在接触部分27上。结果，来自接触部分27的较大的反作用力F2作用在小齿轮25上。
由于接触部分27形成在当小齿轮25绕着第一轴承23公转并相对于扇形齿轮24移动时小齿轮25的转动中心的路径延长线的交叉点附近，所以从接触部分27施加到小齿轮25上的反作用力F2定位在小齿轮25的转动中心的路径的大致切线上。于是，反作用力F2沿与第一轴承23与第二轴承28分离的方向基本垂直的方向作用。因此，由于该反作用力F2不作用在第一轴承23与第二轴承28分离的方向上，所以抑制了第一轴承23或第二轴承28因该反作用力F2而磨损。结果，抑制了齿轮的咔嗒声。
此时，小齿轮25的第一齿25a的齿面25e响应于电机部分12a的驱动力而接触并推挤扇形齿轮24的齿24c的齿面24h。这产生了反作用力F3，该反作用力F3的作用方向与小齿轮25在啮合扇形齿轮24并相对于扇形齿轮24移动时推挤扇形齿轮24的齿24c的方向基本相反。由于反作用力F3的方向与反作用力F2的方向基本相反，所以小齿轮25从接触部分27接受的反作用力F2由反作用力F3抵消。于是，相对于反作用力F1，该反作用力F2较小，也就是大小减小，并且抑制了第一齿轮23或第二齿轮28因反作用力F2而磨损。扇形齿轮24制作成使得，齿24c的第一齿根24d的厚度T大于扇形齿轮24其它齿的第二齿根的厚度t，并且因此第一齿根24d的截面系数较大。因此，尽管当小齿轮25的齿相对于扇形齿轮24移动时以及当小齿轮25停止时小齿轮25的齿在一个方向和其它方向上反复推挤扇形齿轮24的齿24c，但是施加到齿24c上的应力减小，并且抑制了齿24c受到损伤。
如上所述，在第一实施例中，接触部分27形成在扇形齿轮24处，使得小齿轮25在与接触部分27接触之后，小齿轮25停止在与扇形齿轮24的齿啮合的状态下相对于扇形齿轮24移动。该接触部分27形成在除啮合部分24a与小齿轮25啮合之外的其它部分处，从而当小齿轮25停止时扇形齿轮24作用在小齿轮25上的反作用力F2不作用为沿第一轴承23与第二轴承28分离方向作用的较大的力。因此，当小齿轮25停止时，支撑小齿轮25的第二轴承28没有受到沿第二轴承28与第一轴承23分离的方向的大力推挤。结果，抑制了小齿轮25、第二轴承28或第一轴承23磨损。
当小齿轮25与接触部分27接触并停止时，与小齿轮25啮合的扇形齿轮24的齿24c的第一齿根24d受到由电机装置12驱动和转动的小齿轮25的转动力。然而，齿24c的第一齿根24d的厚度T设置成大于啮合部分24a的其它齿的第二齿根的厚度t，从而增大了齿24c的第一齿根24d的截面系数。因此，尽管当小齿轮25在与扇形齿轮24啮合的状态下转动时齿24c接受到来自小齿轮的、因由下臂8支撑的乘员重量而产生的推力，但是施加到第一齿根24d上的应力减小。另外，尽管当小齿轮25与接触部分27接触并停止时齿24c从小齿轮25接受到沿与上述推力的方向基本相反的方向作用的、由小齿轮25的转动产生的推力，施加到第一齿根24d上的应力也减小。于是，尽管交替且反复地施加上述推力，但是提高了扇形齿轮24的耐久性和可靠性。而且，当小齿轮25与接触部分27接触并停止时，小齿轮25接受来自扇形齿轮24的齿的反作用力F2。反作用力F3的方向与在接触部分27处作用在小齿轮25上的反作用力F2的方向大致相反。因此，接触部分27处的反作用力F2抵消，这抑制了当小齿轮25停止时支撑小齿轮25的第二轴承28受到沿第二轴承28与第二轴承23分离的方向的大力推挤。结果，抑制了小齿轮25、第二轴承28或第一轴承23磨损。
根据第一实施例，为了停止小齿轮25，接触部分27形成在当小齿轮25相对于扇形齿轮24移动时、也就是当小齿轮25绕着第一轴承23公转时、小齿轮25的转动中心的公转路径的延长线附近。因此，小齿轮25在接触部分27处从扇形齿轮24接受的反作用力F2的方向指的是小齿轮25的转动中心的公转路径的切线方向。换句话说，反作用力F2的方向基本垂直于第一轴承23与第二轴承28分离的方向。因此，没有大的推力沿第二轴承28与第一轴承23彼此分离的方向作用在第二轴承28上，从而抑制了小齿轮25、第二轴承28或第一轴承23磨损。
根据第一实施例，扇形齿轮24设置有用作限制机构的接触部分27，该限制机构用于限制小齿轮25与扇形齿轮24沿小齿轮25和扇形齿轮24因由下臂8支撑的载荷而相对彼此转动的方向进行相对转动。如果小齿轮25受到载荷推挤的方向与当扇形齿轮24受到由下臂8支撑的载荷推挤时扇形齿轮24相对于小齿轮25移动的方向彼此相反，则当小齿轮25与扇形齿轮24接触并停止时，冲击力施加到扇形齿轮24上。该冲击力包括小齿轮25的转动力和由下臂8支撑的载荷，并且大小较大。然而，接触部分27安全地接受该冲击力，从而提高了扇形齿轮24的可靠性。
接下来，将描述本公开所述的座椅升降设备20的第二实施例。除了接触部分的形状之外，第一实施例和第二实施例是相同的，下文中将仅描述区别之处，并且将省略对相同结构或部分的描述。在第二实施例中，相同的附图标记表示具有与第一实施例相同功能的部件、部分等。
如附图6中所示，根据第二实施例，通过向扇形齿轮24的基座部分24e添加材料以与小齿轮25的齿相接触，而形成接触部分37。此处，该接触部分37定位成与小齿轮25和扇形齿轮24相啮合的啮合部分24a基本相对，并且相对于第二轴承28的中心与第一轴承23相反(参照附图1和2)。
该接触部分37形成与齿25c的齿面25e的形状匹配的形状，使得当小齿轮25绕着其转动轴线沿附图6中CCW3方向(逆时针方向)转动并且当小齿轮25的第一齿25a与扇形齿轮24的齿24c啮合时，接触部分37与齿25c的齿面25e接触，其中该齿25c相对于小齿轮25的转动方向定位在第一齿25a后面两个齿处。该齿面25e指的是相对于沿CCW3方向(逆时针方向)转动的小齿轮25转动方向而言面向前方的齿面。
接下来，将描述用于将椅垫7向下移动的座椅升降设备20的运动。除了当小齿轮25与接触部分接触时的运动之外，该运动与第一实施例中描述的相同，因此将从小齿轮25与接触部分37接触之前的时刻起开始描述。
如附图6中所示，当小齿轮25沿CCW3方向(逆时针方向)转动时，小齿轮25的齿面25d与扇形齿轮24的啮合部分24a的齿24c的齿面24g啮合，从而小齿轮25沿小齿轮25靠近附图2中所示中心线L的方向相对于扇形齿轮24移动。这样，小齿轮25的齿25c的齿面25e与接触部分37的接触表面37a接触。因此，小齿轮25在与啮合部分24a啮合的状态下停止绕着第一轴承23相对于扇形齿轮24转动。于是，接触部分37起到用于使椅垫7停止向下移动的止动器的作用。此时，当小齿轮25与接触部分37的接触表面37a接触时，坐在椅垫7上的乘员的重量和其它载荷向下作用，从而包括乘员重量在内的较大载荷作用在接触部分37的接触表面37a上。结果，来自接触表面37a的反作用力F4作用在小齿轮25上，如附图6所示。该反作用力F4包括用于接受小齿轮25的转动力的功能，这将在后面进行描述。因此，反作用力F4的大小对应于用于停止小齿轮25的公转运动的力与接受小齿轮25的转动力的力的合力大小。该反作用力F4的方向与第二轴承28与第一轴承23分离的方向基本垂直或者相反。也就是，该反作用力F4包括与第二轴承28与第一轴承23分离的方向基本垂直或者相反的分力。
此时，响应于电机部分12a的驱动力，与小齿轮25的第一齿25a接触的扇形齿轮24的齿24c接受小齿轮25的转动力。这产生了如附图6中所示的反作用力F5。由于该反作用力F5的大致一半由接触部分37承担，如上所述，因此该反作用力F5的大小较小。另外，该反作用力F5沿与反作用力F4的作用方向基本相反的方向作用，其中反作用力F4从扇形齿轮24的接触部分37施加到小齿轮25上。于是，在支撑小齿轮25的第二轴承28与第一轴承23分离的方向上，该反作用力F5的分力较小。或者，该反作用力F5的该分力的方向与第二轴承28与第一轴承23分离的方向相反。另外，这两个反作用力F4和F5彼此抵消一定量。结果，没有大的推力作用在小齿轮25、第二轴承28或第一轴承23上，从而抑制了小齿轮25、第一轴承23或第二轴承28磨损。
另外，导致反作用力F5发生的扇形齿轮24制作成使得，齿24c的第一齿根24d的厚度T大于扇形齿轮24的其它齿的第二齿根的厚度t，从而第一齿根24d的截面系数较大。因此，尽管当小齿轮25的齿相对于扇形齿轮24移动时和当小齿轮25停止时，小齿轮25的齿在一个方向和其它方向上反复推挤扇形齿轮24的齿24c，但是施加到齿24c的第一齿根24d上的应力减小，并且抑制了齿24c受到磨损。结果，在第二实施例中，将会有与第一实施例类似的效果。
如从上面描述中明显可知的那样，根据第二实施例，其中接触部分37——小齿轮25与扇形齿轮24在接触部分37处接触——形成为基本与啮合部分24a相反地定位，并相对于第二轴承28的中心与第一轴承23相反，其中在该啮合部分24a处小齿轮25与扇形齿轮24彼此啮合。于是，小齿轮25在接触部分37处从扇形齿轮24接受的反作用力F4的大小包括：用于使小齿轮25的公转运动停止而产生的反作用力的大小、和与小齿轮25因其转动力而从啮合部分24a接受的反作用力大小基本相同但方向基本相反的反作用力的大小。于是，小齿轮25从啮合部分24a的齿24c接受的反作用力F5由接触部分37处产生的反作用力F4抵消。结果，只有用于使小齿轮25的公转运动停止而产生的反作用力F4作用到接触部分37上。该反作用力F4作用在与支撑小齿轮25的第二轴承28与第一轴承23分离的方向基本垂直的方向上。结果，抑制了小齿轮25、第二齿轮28或第一轴承23磨损。
在第一和第二实施例中，对应于限制机构的接触部分27、37仅设置在相对于啮合部分24a而言与无齿部分24f相反的一侧处，从而当椅垫7向下移动时接触部分27、37起到止动器的作用。然而，第一和第二实施例所述接触部分27、37可以设置成定位在扇形齿轮24的齿24b外侧，也就是替代无齿部分24f。
在第一和第二实施例中，本公开所述座椅调节设备20在用于调节车辆座椅的椅垫7高度的设备中使用。然而，本公开所述座椅调节设备20也可以在倾斜设备中使用，该倾斜设备用于利用小齿轮25和扇形齿轮24之间的啮合对椅垫的乘坐表面的角度进行调节。本公开所述座椅调节设备20也可以在角度调节设备中使用，该角度调节设备用于利用小齿轮25和扇形齿轮24之间的啮合而对车辆座椅的椅背相对于椅垫的角度进行调节。
在第一和第二实施例中，第一连杆部分22和扇形齿轮24整体形成。该扇形齿轮与安装在电机装置12——该电机装置12附接于下臂8——上的小齿轮25啮合，从而导致椅垫7向上和向下移动。然而，该扇形齿轮24也可以设置在下臂8处，并且包括小齿轮25的电机装置12也可以固定地附接到第一连杆部分22上，使得小齿轮25和扇形齿轮24彼此啮合，从而将椅垫7向上和向下移动。用作限制机构的接触部分27、37在此情况下可以设置在扇形齿轮24处，这将具有与第一和第二实施例所述相类似的效果。
第一和第二实施例所述座椅调节设备20可以在利用小齿轮25和扇形齿轮24之间的啮合对高度或角度进行调节的调节设备中使用，该调节设备手动操作，而不是由电机装置12驱动。在此情况下，不施加电机的驱动力，因此来自乘员重量的冲击减小，从而提高使用寿命。

Claims (8)

1.用于车辆的座椅调节设备(20)，包括：
适于设置在车辆地板(1)处的基座构件(21)；
支撑构件(8)，所述支撑构件(8)通过第一轴承(23)可枢转地支撑在所述基座构件(21)处，所述第一轴承(23)用于支撑施加到所述支撑构件(8)上的载荷；
小齿轮(25)，所述小齿轮(25)通过第二轴承(28)可转动地支撑在所述基座构件(21)和所述支撑构件(8)中的任意一个处，并且所述小齿轮(25)由具有自锁功能的驱动装置(12)驱动和转动；
扇形齿轮(24)，所述扇形齿轮(24)一体地设置在所述基座构件(21)和所述支撑构件(8)中的另一个处、从而与所述第一轴承(23)同轴，所述扇形齿轮(24)形成有能够在啮合部分(24a)处与所述小齿轮(25)啮合的齿；及
限制机构(27，37)，所述限制机构(27，37)用于限制所述小齿轮(25)与所述扇形齿轮(24)之间的、在至少一个方向上的相对转动，其中，
所述限制机构(27，37)形成在所述扇形齿轮(24)处、并包括接触部分(27，37)，所述接触部分(27，37)在除了所述啮合部分(24a)之外的其它部分处与所述小齿轮(25)接触，使得作用在所述小齿轮(25)上的反作用力(F2，F4)的一分力减小，所述分力作用在所述第一轴承(23)与所述第二轴承(28)分离的方向上，并且，
包括在形成于所述扇形齿轮(24)处的齿中的一齿(24c)的第一齿根(24d)的厚度(T)大于形成于所述扇形齿轮(24)处的其它齿的第二齿根的厚度(t)，当所述接触部分(27，37)与所述小齿轮(25)接触时，所述齿(24c)与所述小齿轮(25)啮合。
2.如权利要求1所述的用于车辆的座椅调节设备(20)，其特征在于，所述接触部分(27，37)在当所述小齿轮(25)绕着所述扇形齿轮(24)公转时所述小齿轮(25)的转动中心的公转路径附近与所述小齿轮(25)接触。
3.如权利要求1所述的用于车辆的座椅调节设备(20)，其特征在于，所述接触部分(37)在相对于所述第二轴承(28)的中心而言与所述啮合部分(24a)和所述第一轴承(23)所在的一侧相反的一侧与所述小齿轮(25)接触。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的用于车辆的座椅调节设备(20)，其特征在于，所述限制机构(27，37)限制所述小齿轮(25)和所述扇形齿轮(24)之间的、在由施加到所述支撑构件(8)上的载荷所导致的相对转动方向上的相对转动。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的用于车辆的座椅调节设备(20)，其特征在于，所述基座构件(21)指的是连杆构件(21)，所述连杆构件(21)的一个端部由座椅滑轨(11)的上轨道(6)可枢转地支撑，所述座椅滑轨(11)适于安装在所述车辆地板(1)上、用于在车辆的前后方向上调节乘员所坐的椅垫(7)，并且所述连杆构件(21)的另一端部由构成所述椅垫(7)的下臂(8)可枢转地支撑，
所述支撑构件(8)指的是下臂(8)，并且
所述小齿轮(25)由形成在所述下臂(8)上的所述第二轴承(28)可转动地支撑。
6.如权利要求5所述的用于车辆的座椅调节设备(20)，其特征在于，
所述连杆构件(21)设置有形成在所述连杆构件(21)的第一端部上的枢转孔(22a)、和形成在所述连杆构件(21)的第二端部上的紧固孔(22b)，所述紧固孔(22b)用于支撑所述第一轴承(23)，并且
所述连杆构件(21)包括第一连杆部分(22)和所述扇形齿轮(24)，所述第一连杆部分(22)形成为长形并通过枢转轴(14)可枢转地连接至所述上轨道(6)的附接孔(6d)、从而定位在所述上轨道(6)的外侧，并且所述扇形齿轮(24)一体地形成在所述第一连杆部分(22)处。
7.如权利要求6所述的用于车辆的座椅调节设备(20)，其特征在于，用于限制与所述小齿轮(25)啮合的无齿部分(24f)形成在所述扇形齿轮(24)处、以定位在齿(24b)旁边并远离中心线(L)，所述中心线(L)连接形成在所述第一连杆部分(22)上的所述枢转孔(22a)的中心与形成在所述第一连杆部分(22)上的所述紧固孔(22b)的中心，所述齿(24b)包括在所述扇形齿轮(24)的齿中并位于离所述中心线(L)最远处。
8.如权利要求1所述的用于车辆的座椅调节设备(20)，其特征在于，所述接触部分(27)包括突起(27a)，在所述小齿轮(25)与所述扇形齿轮(24)的所述啮合部分(24a)啮合的状态下，所述突起(27a)与所述小齿轮(25)的齿(25b)的径向外端接触，其中小齿轮(25)的所述齿(25b)与扇形齿轮(24)的啮合部分(24a)脱离啮合。
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