CN103101455A - 一种具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置，包括减速箱体、减速箱盖、驱动电机以及减速机构；减速机构中的行星减速机构包括齿圈板、行星架传动组件、太阳齿轮、若干行星轮，行星架传动组件包含同轴设置的轮盘和升降调节齿轮以及与升降调节齿轮同轴设置在轮盘与升降调节齿轮之间的轴部，在减速箱盖的中心设置有一中心孔，中心孔的周缘设置有向外且至少包纳部分轴部的翻边；在轴部上卷绕有一蜗卷弹簧以对行星减速机构提供摩擦扭矩。本发明的蜗卷弹簧对行星架传动组件产生很大的摩擦扭矩，可大幅降低行星架传动组件的转动速度，从而降低座椅下降时的速度，即达到缩小上升方向与下降方向速度差异的目的。

Description

一种具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置

技术领域

本发明涉及座椅技术领域，尤其涉及汽车座椅技术领域，特别涉及一种具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置。

背景技术

乘用车座椅所使用的升降调节装置根据用户配置需求的不同一般分为电动或手动两种形式。目前市场上的座椅电动升降调节装置主要采用马达驱动减速箱系统来使驾驶员或乘客达到舒适的乘坐位置。

DE10 2004 040602A1公开了一种由驱动电机通过一蜗轮蜗杆传动机构带动行星减速机构的电动升降调节装置，其蜗轮蜗杆传动机构和行星减速机构安装在由减速箱体和减速箱盖界定的安装腔内，蜗轮蜗杆传动机构中的蜗杆安装在驱动电机的输出轴上，行星减速机构的输出轴上，行星减速机构的输出轴上安装有升降调节齿轮。

在实际使用过程中，本案的发明人发现上述座椅电动升降调节装置，由于其在不受负载的情况向两个方向的输出曲线是相同的，造成汽车座椅在升降调节装置的驱动下，上升方向与下降方向的速度差异明显（上升慢，下降快），从而导致乘员的不适或不满。如图1所示，当调节装置驱动座椅及负载上升时，调节装置的输出转速约为7.9RPM；当调节装置驱动座椅及负载下降时，调节装置不需做功，其输出转速略大于其空载转速12.3RPM。两个方向上的速度差约为50%。从座椅电动升降调节装置结构上分析，造成这个现象的主要原因有三点：1.调节装置的电机正反转方向的性能曲线都是大致相同的。2.调节装置的传动机构部分都为无级变速，在两个方向上不可调节传动比。3.调节装置没有额外的辅助结构平衡两个方向的转速。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对目前市场上电动升降装置所存在的提升方向和下降方向速度差异明显的缺陷，而提供一种具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置，该具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置能很好地解决现有电动升降装置所存在的提升方向和下降方向速度差异明显的缺陷。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置，包括减速箱体、通过紧固件安装在减速箱体上的减速箱盖、驱动电机以及安装在减速箱体与减速箱盖内的减速机构；所述减速机构包含一行星减速机构；所述驱动电机驱动所述行星减速机构动作；所述行星减速机构包括齿圈板、行星架传动组件、太阳齿轮、若干行星轮，所述行星架传动组件包含同轴设置的轮盘和升降调节齿轮，若干行星轮与太阳齿轮相互啮合且轴设在所述轮盘上，若干行星轮还与所述齿圈板啮合驱动所述行星架传动组件转动，其特征在于，所述行星架传动组件还包括与所述升降调节齿轮同轴设置在所述轮盘与升降调节齿轮之间的轴部，在所述减速箱盖的中心设置有一供所述轴部穿过的中心孔，所述中心孔的周缘设置有向外且至少包纳部分轴部的翻边；在所述轴部上卷绕有一蜗卷弹簧以对所述行星减速机构提供摩擦扭矩，所述蜗卷弹簧的外端固定在所述翻边上。

在本发明的一个优选实施例中，所述蜗卷弹簧具有一完整卷绕在所述轴部上的内圈和卷绕在所述内圈上的外圈构成，外圈的内端与所述内圈一体连接，外圈的外端固定在所述翻边上。

在本发明的一个优选实施例中，在所述翻边上设置有一开口，所述蜗卷弹簧外圈的外端具有一折边，所述折边压入或插入所述开口。

在本发明的一个优选实施例中，在所述翻边和法兰面连接区域上设置有一L型开口，所述蜗卷弹簧外圈的外端具有一折边，所述折边压入或插入所述开口。

在本发明的一个优选实施例中，所述蜗卷弹簧外圈外端的折边穿过所述开口后折弯，再与所述减速箱盖焊接连接。

在本发明的一个优选实施例中，当所述行星架传动组件以驱动座椅上升的方向旋转时，所述蜗卷弹簧处于放松状态；当所述行星架传动组件以驱动座椅下降的方向旋转时，所述蜗卷弹簧处于收紧状态。

由于采用了如上的技术方案，当行星架传动组件以驱动座椅上升的方向旋转时（逆时针），蜗卷弹簧内圈因受到行星架传动组件旋转时的摩擦力微量放松，对行星架传动组件几乎不产生摩擦扭矩，基本对行星架传动组件的速度不产生影响。相反，当行星架传动组件以驱动座椅下降的方向旋转时，蜗卷弹簧内圈因受到行星架传动组件旋转时的摩擦力而将行星架传动组件中的轴部箍紧，对行星架传动组件产生很大的摩擦扭矩，可大幅降低行星架传动组件的转动速度，从而降低座椅下降时的速度，即达到缩小上升方向与下降方向速度差异的目的。

附图说明

图1为现有座椅电动升降调节装置的电流与输出扭矩关系示意图。

图2为本发明具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置立体示意图。

图3为图1的B-B剖视图。

图4为本发明具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置的部分爆炸示意图。

图5为本发明具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置中的减速箱盖、行星轮传动组件、蜗卷弹簧之间的装配示意图。

图6为图5的A-A剖视图。

图7是座椅下降方向上（行星架顺时针旋转）蜗卷弹簧箍紧行星架传动组件的状态示意图（弹簧每圈之间不存在间隙）。

图8是座椅上升方向上（行星架逆时针旋转）蜗卷弹簧与行星架传动组件松配合的状态示意图（弹簧每圈之间存在间隙）。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明的实施方式。

参见图2和图3，图中给出的具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置包括驱动电机100、减速箱体200、减速箱盖300和减速机构。驱动电机100为直流电机，减速箱体200为塑料件，减速箱盖300为金属件。

减速箱体200和减速箱盖300界定出一个安装腔，该安装腔包括一个蜗杆容纳腔210和行星减速部件容纳腔220，行星减速部件容纳腔220的轴线与蜗杆容纳腔210的轴线相垂直，且行星减速部件容纳腔220的腔顶与蜗杆容纳腔210相贯通，蜗杆容纳腔210的头部设置有与驱动电机100对接的对接口230，行星减速部件容纳腔220面向减速箱盖300的一侧设置有一安装面240。

驱动电机100通过自攻螺钉安装在减速箱体200上，驱动电机100的输出轴120延伸进该蜗杆容纳腔210中，在驱动电机100的输出轴120上滚有直纹滚花121。

减速机构包括蜗轮蜗杆传动机构和行星减速机构，蜗轮蜗杆传动机构中的蜗杆410位于蜗杆容纳腔210中，蜗杆410为金属空心蜗杆，其内孔利用钢珠挤压加工，以提高光洁度和孔的直线度。蜗杆410与驱动电机100的输出轴120之间采用过盈配合连接。

在蜗杆容纳腔210位于驱动电机100的输出轴120尾端的一侧设置有一弹簧安装腔250，该弹簧安装腔250与蜗杆容纳腔210的轴向贯通；在弹簧安装腔250内安装有一调节弹簧430和一弹簧座440，调节弹簧430将弹簧座440压在蜗杆410尾端的端面上。通过调节弹簧430来限定蜗杆410的轴向位置，消除了驱动电机100的输出轴120的轴向间隙，既保证了蜗杆410能与蜗轮无间隙啮合，同时又保证蜗杆410转动灵活，还放宽了减速箱体200和蜗杆410的公差要求，从而降低了制造成本。

蜗轮蜗杆传动机构中的蜗轮（图中未示出）为塑料蜗轮或半包络塑料蜗轮，在蜗轮420的外轮面上设置有斜齿轮，中心设置有内齿孔。蜗轮安装在行星减速机构容纳腔220内，其斜齿轮与蜗杆410啮合。

参见图4至图6，行星减速部件包括太阳齿轮510、四个行星齿轮520、行星架传动组件530和齿圈板540。行星架传动组件530包括一个轮盘531、一段轴部532和升降调节齿轮533，轮盘531、轴部532和升降调节齿轮533同轴设置，另外在升降调节齿轮533的端面上设置有与升降调节齿轮533同轴的支撑轴534，而在轮盘531的中心开设有与轮盘531同轴的太阳齿轮轴孔535，在太阳轮轴孔535的孔面上设置有螺旋槽536（结合参见图5）。在太阳齿轮轴孔535内插有一太阳齿轮轴511，太阳齿轮510固定在太阳齿轮轴511上并伸入到蜗轮的内齿孔中，与内齿孔啮合。在轮盘531上安装有四根行星齿轮轴537，四根行星齿轮轴537围绕太阳齿轮轴孔535均布，每一根行星齿轮轴537上套有一行星齿轮520，四个行星齿轮520与太阳齿轮510啮合。当然行星齿轮520也可以为一个或一个以上，因此行星齿轮轴533也可以是一根或多根。

减速箱盖300和齿圈板540通过三个自攻螺钉310安装在减速箱体200的安装面240上，齿圈板540设置有内齿圈541，四个行星齿轮520一方面与太阳齿轮510啮合，另一方面与齿圈板540上的内齿圈541啮合，这样当蜗杆驱动蜗轮转动时，蜗轮又带动太阳齿轮510旋转，通过啮合，太阳齿轮510带动四个行星齿轮520自转。由于行星齿轮520与齿圈板540上的内齿圈541啮合，而齿圈板540固定不动，四个行星齿轮520就会公转，从而带动行星架传动组件530旋转。行星架传动组件530的旋转带动升降调节齿轮533旋转，升降调节齿轮533与座椅骨架的齿板配合以驱动座椅骨架的升降。

为了方便整个电动升降调节装置安装到座椅骨架壁板上，在减速箱盖300的周缘设置有三个螺栓锚固位340，在每一螺栓锚固位340上锚固有螺栓350。

在减速箱盖300的中心设置有一供轴部532穿过的中心孔360，在中心孔360的周缘设置有向外且至少包纳部分轴部532的翻边361。

为了对行星减速机构中的行星架传动组件530提供摩擦扭矩，蜗卷弹簧600卷绕在轴部532上且被翻边361包纳。蜗卷弹簧600卷绕时，有一完整卷绕在轴部532上的内圈610和卷绕在内圈610上的外圈620，外圈620的内端与内圈610一体连接。在翻边361上设置有一L型开口361a，而蜗卷弹簧600外圈620的外端具有一折边621，折边621压入开口361a后再折弯，使蜗卷弹簧600外圈620的外端固定在减速箱盖300上。当然也可以在翻边361上设置有一开口，将折边621压入开口后，再折弯与减速箱盖300焊接连接。申请人认为无论采用那种方式，只要将蜗卷弹簧600外圈620的外端于减速箱盖300之间固定都应该是本发明所要求保护的内容。

参见图7，当行星架传动组件530以驱动座椅下降的方向旋转时，蜗卷弹簧600处于收紧状态，蜗卷弹簧600内圈610因受到行星架传动组件530旋转时的摩擦力而将行星架传动组件530中的轴部532箍紧，对行星架传动组件530产生很大的摩擦扭矩，可大幅降低行星架传动组件的转动速度，从而降低座椅下降时的速度，即达到缩小上升方向与下降方向速度差异的目的。

参见图8，当行星架传动组件530以驱动座椅上升的方向旋转时，所述蜗卷弹簧600处于放松状态，蜗卷弹簧600内圈610因受到行星架传动组件530旋转时的摩擦力微量放松，对行星架传动组件530几乎不产生摩擦扭矩，基本对行星架传动组件530的速度不产生影响。

蜗卷弹簧600在座椅下降时输出的扭矩可通过公式估算：

$M=4\mathrm{\μ\πnEI}\·\frac{D1-\mathrm{Dm}}{D{m}^2(1+2\mathrm{\μ\πn})}$

将具体实施例的数据带入公式：D1=18.7mm为蜗卷弹簧放松时内径；Dm=21.7mm为行星架传动组件接触段外径；μ=0.2为摩擦系数；n=3为弹簧有效圈数；E=2.06×105MPa为材料弹性模量；I=5.21mm4为弹簧截面惯性矩；得弹簧输出扭矩为M=10.8Nm。

本发明的具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置在现有汽车座椅电动升降调节装置的基础上进行了革新，结构简单，使调节装置的运行速度得到了进一步的优化，大大改善乘员的舒适性感受。

Claims (6)

1.一种具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置，包括减速箱体、通过紧固件安装在减速箱体上的减速箱盖、驱动电机以及安装在减速箱体与减速箱盖内的减速机构；所述减速机构包含一行星减速机构；所述驱动电机驱动所述行星减速机构动作；所述行星减速机构包括齿圈板、行星架传动组件、太阳齿轮、若干行星轮，所述行星架传动组件包含同轴设置的轮盘和升降调节齿轮，若干行星轮与太阳齿轮相互啮合且轴设在所述轮盘上，若干行星轮还与所述齿圈板啮合驱动所述行星架传动组件转动，其特征在于，所述行星架传动组件还包括与所述升降调节齿轮同轴设置在所述轮盘与升降调节齿轮之间的轴部，在所述减速箱盖的中心设置有一供所述轴部穿过的中心孔，所述中心孔的周缘设置有向外且至少包纳部分轴部的翻边；在所述轴部上卷绕有一蜗卷弹簧以对所述行星减速机构提供摩擦扭矩，所述蜗卷弹簧的外端固定在所述翻边上。

2.如权利要求1所述的具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置，其特征在于，所述蜗卷弹簧具有一完整卷绕在所述轴部上的内圈和卷绕在所述内圈上的外圈构成，外圈的内端与所述内圈一体连接，外圈的外端固定在所述翻边上。

3.如权利要求2所述的具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置，其特征在于，在所述翻边上设置有一开口，所述蜗卷弹簧外圈的外端具有一折边，所述折边压入或插入所述开口。

4.如权利要求3所述的具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置，其特征在于，所述蜗卷弹簧外圈外端的折边穿过所述开口后与所述减速箱盖焊接连接。

5.如权利要求2所述的具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置，其特征在于，在所述翻边和法兰面连接区域上设置有一L型开口，所述蜗卷弹簧外圈的外端具有一折边，所述折边压入或插入所述开口。

6.如权利要求1至5任一项权利要求所述的具有阻尼结构的座椅电动升降调节装置，其特征在于，当所述行星架传动组件以驱动座椅上升的方向旋转时，所述蜗卷弹簧处于放松状态；当所述行星架传动组件以驱动座椅下降的方向旋转时，所述蜗卷弹簧处于收紧状态。

Images