CN102653248A - 具有数个调节功能的车辆座椅的电动调节设备的致动器 - Google Patents

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Abstract

本发明通过一种具有数个调节功能的车辆座椅的电动调节设备的致动器。所述致动器包括：框架；电驱动马达，所述电驱动马达设置在所述框架上，并且具有输出轴以及设置在所述输出轴上的小齿轮，所述电驱动马达在第一位置和第二位置之间转动；第一齿形轮，所述第一齿形轮设置在所述框架上并且在所述驱动马达的第一位置处与小齿轮啮合；第二齿形轮，所述第二齿形轮设置在所述框架上并且在所述驱动马达的第二位置处与所述小齿轮啮合；以及调节单元，所述调节单元设置在所述框架上，并且将电动致动部件或机械致动部件以及马达选择性地移动到所述第一位置或所述第二位置。

Description

具有数个调节功能的车辆座椅的电动调节设备的致动器
技术领域
本发明涉及一种用于具有数个调节功能的车辆座椅的电动调节设备的致动器，其中所述致动器包括：(a)框架；(b)电驱动马达，所述电驱动马达设置在所述框架上，并且具有输出轴以及设置在所述输出轴上的小齿轮，所述电驱动马达能够在第一位置和第二位置之间旋转；以及(c)第一齿形轮(toothed wheel)，所述第一齿形轮设置在所述框架上并且在所述驱动马达的第一位置处与小齿轮啮合。
背景技术
在德国实用新型公开申请No.DE 87 16 669 U1中已知一种具有数个调节功能的车辆座椅，这些调节功能借助于马达进行设定或调节。例如，通过马达执行座椅长度、座椅高度或倾斜度、背靠、座椅深度、头靠等的调节。根据该公开，调节力从单一马达通过驱动轴传递到可切换的传动齿轮箱。对于每一个调节功能，传动齿轮箱具有可切换的单独齿轮。马达的驱动扭矩通过该单独齿轮传递到相关的调节设备。在此，离合器的顺时针转动、逆时针转动以及接合和脱离通过该单独齿轮而受到控制。
在US 3,222,025 A中公开的车辆座椅配置为使得三个不同的座椅调节功能只通过一个电驱动电机而独立地且单独地受到控制。三个调节功能中的一个功能通过可切换的传动齿轮箱并利用图中未显示的控制开关而进行选择。马达的自身转动方向能够进行切换，从而能够通过预先设定马达的转动方向而按照预期选定所需调节操作的方向。
通常而言，车辆座椅使用对于每一个调节功能都具有单独马达的调节设备。然而，这样的状况具有需要大量马达的缺点。该缺点消极地影响成本和车重。如果同时使用多个驱动马达，从车辆电池输出的动力的瞬间消耗就会变得相当高。
发明内容
本发明致力于解决与相关技术相关的上述问题。本发明的目的是改进并实现用于车辆座椅的电动调节设备的致动器，直到对于数个(例如两个)调节设备仅需一个电驱动马达。换句话说，本发明并非试图对于所有调节设备只提供单个马达，也并非试图利用单个马达操作座椅的所有调节设备，而使旨在实现一种过渡方案。
在一个方面，本发明提供了一种用于具有数个调节功能的车辆座椅的电动调节设备的致动器，所述致动器包括：(a)框架；(b)电驱动马达，所述电驱动马达设置在所述框架上，并且具有输出轴以及设置在所述输出轴上的小齿轮，所述电驱动马达能够在第一位置和第二位置之间转动；(c)第一齿形轮，所述第一齿形轮设置在所述框架上并且在所述驱动马达的第一位置处与小齿轮啮合；(d)第二齿形轮，所述第二齿形轮设置在所述框架上并且在所述驱动马达的第二位置处与所述小齿轮啮合；以及(e)调节单元，所述调节单元设置在所述框架上，并且将电动致动部件或机械致动部件以及马达选择性地移动到所述第一位置或所述第二位置。
在所述致动器中，操作所述马达，从而使所述马达在两个或更多位置之间移动。这样就实现了机械上的简单设计。当马达在一个平面中旋转时，通过一个电驱动马达可以对两个调节设备进行致动。如果所述马达相对于所述平面甚至水平地旋转，则可以操作四个或更多调节设备。这种构造的优点在于：对于在两个不同调节设备之间执行的切换过程，只需要一个调节单元，从而需要的成本比附加驱动马达的成本低得多。所述调节单元为电动致动部件，并且优选为可以具有一个电伺服马达。然而，甚至继电器或电加热双金属带都可以用作驱动设备。由于在不同调节设备之间的切换过程所需要的工作比调节设备的实际调节过程更少，所以所述致动部件可以使其尺寸保持较小，并且特别是可以比所述电驱动马达具有更少的动力。通过利用具有机械致动构件和电动切换构件两者的双功能的杠杆臂来形成相关的电控开关，从而可以手动地操作所述致动部件。
所述调节单元优选为具有电动致动部件，特别是电伺服马达。机械地形成的致动部件设计为由一个使用者来操作。在此情况下，一个死点弹簧设置在所述机械致动部件，以便将预应力施加到两个最终位置。
已证明，具有一个偏心轮的控制齿轮和电伺服马达的组合是特别优选的。所述偏心轮的偏心距选择为使得两倍的偏心距对应于所述驱动马达的移动距离。优选地，提供一个活动连杆，并且所述偏心轮能够旋转地被支撑在所述连杆中。优选地，所述伺服马达的马达轴能够旋转地被支撑在非常接近所述偏心轮的框架上。通过所述连杆的移动，使所述电机抵达两个位置。所述连杆可以在至少一个位置处弹性地承受预应力，并且优选为在两个位置处弹性地承受预应力。所述连杆优选为是曲线的。在此情况下，该曲线的中心点可以位于所述马达的旋转点或旋转轴线中。该移动操作在一个圆柱表面上执行。然而，所述连杆可以移动进入平面。对于这样的移动，输出轴有利地相对于所述连杆轴向移动。所述调节单元可以与所述驱动马达啮合，优选为所述驱动马达的壳体或输出轴。
所述框架按照相对于彼此的布置而对调节驱动器的单独的多个部件进行固定。优选地，所述框架形成为壳体，用于环绕由所述框架容纳的各部件。优选地，所述壳体可以由所述车辆座椅的侧部至少部分地环绕。优选地，所述壳体固定到所述车辆座椅的侧部。在优选实施方案中，所述小齿轮实施为蜗轮(screw wheel)。所述第一齿形轮和第二齿形轮中的每一个形成为主轴螺母(spindle nut)。第一主轴或上主轴设置为联接到第一主轴螺母，而第二主轴或下主轴设置为联接到第二主轴螺母。在此情况下，主轴优选为存在于一个平面中。所述主轴可以偏离所述平面达20°。所述平面垂直于所述旋转轴线。
电伺服马达的电力优选为所述驱动马达的电力的至多1/3(smallerthan...by at least factor 3)，优选为至多1/5。可以使用相对较小也相对较轻的伺服马达。所述调节操作可以利用较小动力进行执行，这是因为并不需要对较大质量进行操作。
为了在交换位置的过程中便于所述齿形轮的啮合，所述小齿轮和/或两个齿形轮的齿面形成为是陡峭的。应当避免其中一个齿位于另一个齿上的调节。在优选实施方案中，所述小齿轮设置在所述输出轴上以便轴向移动。优选地，通过弹簧将所述小齿轮挤压到预期位置。所述小齿轮固定到所述输出轴，从而与所述输出轴整体地转动。在执行从一个位置到另一个位置的换位的情况下，所述小齿轮轻微地轴向移动，从而引导齿啮合。
在优选实例中，所述调节单元在所述致动部件和所述驱动马达之间的驱动路径中包括弹性构件，这就使得所述驱动马达并不受迫而沿循所述致动部件的移动，并且通过所述致动部件而将所述驱动马达弹性地挤压到新位置。在执行调节从而使一个齿位于另一个齿上的情况下，所述弹簧张紧，并且在所述驱动马达轻微转动时实现了齿的啮合。
为了在交换位置的过程中便于所述小齿轮与另一个齿形轮啮合，优选地，所述驱动马达在啮合的过程中轻微地转动。
下面讨论本发明的其它方面和优选实施方案。
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非汽油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
附图说明
接下来将参照由所附附图显示的本发明的某些示例性实施方案来详细地描述本发明的以上及其它特征，这些附图在下文中仅以显示的方式给出，因而对本发明是非限定性的，在这些附图中：
图1为显示配备有致动器的车辆座椅的侧视图；
图2为显示致动器的立体装配图；
图3为显示图2中的致动器的立体图，此时已完成装配但并不存在盖子；并且
图4为沿着图3中的线IV-IV剖开的截面图。
应当了解，所附附图不是必须按比例地显示了本发明的基本原理的说明性的各种优选特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的不同实施方案，实施方案的实例被显示在所附附图中并被描述如下。
申请人主张各权利要求的任何特征、各权利要求的部分特征和/或具体实施方式的任何特征以及单独语句的任意组合。
图1显示了具有常规座椅托架20的车辆座椅，座椅托架20通过前平行四边形臂22和后平行四边形臂24以铰接的方式连接到座椅横档26。座椅横档26延伸以在相对于地板横档28的纵向方向上移动。地板横档28在车辆的底部(图中未示出)固定地形成。上述的这些部分20至28分别出现，从而对于每个座椅设置两个部分，换句话说，一个部分设置在每一个座椅侧上。两个座椅托架20支撑一个座椅区域30。座椅区域在后轴32周围以铰接的方式连接到两个座椅托架20。在前区域中，L形提升臂以铰接的方式连接到至少一个座椅侧的座椅托架20。在具体实施方式中，L形提升臂围绕前平行四边形臂22的上轴旋转。前平行四边形臂22以铰接的方式连接到从座椅托架20向下突出的支撑部分。一个背靠设置在两个座椅托架20上，背靠围绕支架38可旋转。
致动器40固定到两个座椅托架20中的至少一个。更确切地说，致动器40的框架42固定到两个座椅托架20中的至少一个。下面将参考所附附图详细地描述致动器40。图1显示了可以在其纵向方向上往复运动的第一主轴或上主轴44。主轴44以铰接的方式连接到后平行四边形臂24，并且在对应于臂长度大约1/4的下部位置处执行该铰接的连接。相似地，在其轴向方向上可调节的第二主轴或下主轴以铰接的方式连接到提升臂34的向下部分。由上述部分20至26限定的平行四边形通过与致动器40相关的上主轴44进行调节，从而可以调节座椅的高度。座椅区域30的前边缘的高度由下主轴46来调节。如图2和3所示，框架42实施为由两部分构成的壳体。壳体的下部分容纳驱动马达48。驱动马达48可旋转地被支撑在壳体中。这样的可旋转支撑操作围绕旋转点(更确切地说，围绕旋转轴线50)来执行。旋转轴线垂直于驱动马达48的输出轴52的轴线。对于这一实施方案，1至5°，优选为2至3°的旋转范围，特别是大约2.5°就已足够。换句话说，只是执行微小的旋转操作。输出轴52支撑并且驱动小齿轮54。在实施方案中，小齿轮54以螺旋杆(screw)的形式来实施。马达壳体存在于旋转轴线50和小齿轮54之间。旋转轴线50直接与壳体的端部相邻。
驱动马达48可以在图3所示的第一位置和第二位置之间转动。在第一位置，小齿轮54联接到第一齿形轮56，并且第一齿形轮56可以在框架42中旋转，并且优选为被支撑为只执行轻微转动。在实施方案中，第一齿形轮56形成为主轴螺母。第一齿形轮56联接到第一主轴44。
第二齿形轮60可转动地并且优选为可旋转地被支撑在框架中，以便在结构上等同于第一齿形轮56。相似地，第二齿形轮60也实施为主轴螺母，并且环绕第二主轴46。两个主轴44和46优选为存在于垂直于旋转轴线50的一个平面上。然而，在主轴不但被可转动地支撑而且可旋转的情况下，每一个主轴都可以从平面偏离达20°。为了能够执行该旋转操作，提供了专门的支承部分64。支承部分64存在于单独齿形轮56或60和框架42之间，并且允许其进行例如±10°，至少±2°的倾斜移动。因此，实现了图4所示的倾斜位置。
驱动马达48在框架42中的第一位置和第二位置之间的旋转操作通过调节单元66来执行。调节单元66也设置在框架42中。调节单元66具有电伺服马达68。电伺服马达68相当小，并且占据驱动马达48的体积的1/4，优选为其1/6。电伺服马达68固定地设置在框架42中，并且相对于框架42不可移动。电伺服马达利用其马达轴通过小齿轮驱动前轮70，偏心轮72分配到前轮70。从前轮70向前突出的一根轴被支撑在框架42中。
连杆74属于调节单元66，并且沿循汽缸套(cylinder jacket)的曲率。在此情况下，半径由连杆74和旋转轴线50之间的间隔确定。连杆74具有支承缺口76，由此使偏心轮72插入到支撑缺口76内。围绕轴线的转动运动在连杆74的纵向方向(参见箭头78)上执行。输出轴52的自由端可转动地被支撑在连杆74中。随着连杆74在由箭头78所示的方向上移动，驱动马达48在其两个位置之间旋转。用于驱动马达48的电连接部分形成为使得这些电连接部分通过微小的旋转角度来一起操作。优选地，电连接部分在旋转轴线50的附近延伸。
可替代地，旋转驱动器还可以与马达壳体接合。
为了在调节过程中降低摩擦，连杆74具有在其长度中心处形成的凸起区域。
框架具有壳体盖子80，该壳体盖子80在两个齿形轮56和60的另一端处容放支承部分64。
围绕旋转轴线50的旋转角度在尺寸上要设定得尽量小。如果小齿轮54从第一齿形轮56脱离，并由此在交换位置的过程中不再与第一齿形轮56啮合，则只出现例如1至3mm的微小距离，直到在小齿轮54和第二齿形轮60之间执行啮合。因此，在两个齿形轮56和60之间的区域中的旋转距离等于齿深的两倍与微小增量x之和，该增量x为0.5至5mm，优选为大约2至3mm。
虽然本发明与示例性的实施例相结合进行描述，但是应当了解，本说明书不是要将本发明限制为那些示例性的实施例。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等同和其它实施方案。

Claims (10)

1.一种用于具有数个调节功能的车辆座椅的电动调节设备的致动器，所述致动器包括：
框架；
电驱动马达，所述电驱动马达设置在所述框架上，并且具有输出轴以及设置在所述输出轴上的小齿轮，所述电驱动马达能够在第一位置和第二位置之间转动；
第一齿形轮，所述第一齿形轮设置在所述框架上并且在所述驱动马达的第一位置处与小齿轮啮合；
第二齿形轮，所述第二齿形轮设置在所述框架上并且在所述驱动马达的第二位置处与所述小齿轮啮合；以及
调节单元，所述调节单元设置在所述框架上，并且将电动致动部件或机械致动部件以及马达选择性地移动到所述第一位置或所述第二位置。
2.根据权利要求1所述的用于具有数个调节功能的车辆座椅的电动调节设备的致动器，其中所述致动部件为电伺服马达，所述伺服马达包括一根马达轴，并且
控制齿轮设置并连接到所述马达轴，所述控制齿轮具有偏心轮。
3.根据权利要求1或2所述的用于具有数个调节功能的车辆座椅的电动调节设备的致动器，其中所述致动部件包括活动连杆，并且
输出轴能够转动地被支撑在所述连杆中。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的用于具有数个调节功能的车辆座椅的电动调节设备的致动器，其中在所述框架中形成用于所述驱动马达的旋转轴线，并且
所述旋转轴线定位在所述框架的端部附近。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的用于具有数个调节功能的车辆座椅的电动调节设备的致动器，其中所述框架形成为壳体，所述壳体容纳所述驱动马达、所述伺服马达、所述小齿轮、所述第一齿形轮和所述第二齿形轮，并且
所述壳体由所述车辆座椅的一部分至少部分地环绕。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的用于具有数个调节功能的车辆座椅的电动调节设备的致动器，其中
所述小齿轮包括蜗轮，
所述第一齿形轮和第二齿形轮分别形成为主轴螺母，并且
第一主轴和第二主轴设置为联接到所述主轴螺母。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的用于具有数个调节功能的车辆座椅的电动调节设备的致动器，其中所述伺服马达的电力为所述驱动马达的电力的至多1/3，优选为至多1/5。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的用于具有数个调节功能的车辆座椅的电动调节设备的致动器，其中所述第一齿形轮和/或所述第二齿形轮能够旋转地设置在所述框架中，围绕所述旋转轴线以小于20°的角度来执行转动运动，或者围绕旋转点在具有小于20°的锥角的锥形区域之内执行转动运动。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的用于具有数个调节功能的车辆座椅的电动调节设备的致动器，其中所述框架设置在所述车辆座椅的座椅托架上。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的用于具有数个调节功能的车辆座椅的电动调节设备的致动器，其中所述电驱动马达以小于5°，特别是3°的旋转角度在两个位置之间旋转。
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