CN103781660A - 用于机动车辆座椅的谐波传动盘式斜倚器 - Google Patents

Abstract

一种用于座椅组件的盘式斜倚器，该盘式斜倚器包括紧固至座垫的固定板和紧固至椅背的可转动板。固定板和可转动板中的每一者具有多个齿，二者的齿数不相等。柔轮具有多个齿，其齿数等于固定板上的齿数。波发生器引起柔轮上的齿的一部分与固定板上的齿和可转动板上的齿啮合性地接合。波发生器的转动引起柔轮上的与固定板上的齿和可转动板上的齿啮合性地接合的齿改变，从而引起可转动板相对于固定板转动，这进而引起椅背相对于座垫枢转。

Description

用于机动车辆座椅的谐波传动盘式斜倚器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年6月1日提交的并且名称为“用于机动车辆座椅的谐波传动盘式斜倚器（Harmonic Drive Disc Recliner ForAutomotive Vehicle Seat）”的美国临时申请No.61/493,963和于2011年8月12日提交的并且名称为“具有谐波传动装置和支承件保持架的座椅斜倚器（Seat Recliner With Harmonic Drive And Bearing Cage）”的美国临时申请No.61/522,898的优先权及全部权益。

技术领域

本发明涉及车辆座椅组件。更具体地，本发明涉及将椅背和座垫操作性地联接的谐波传动盘式斜倚器。

背景技术

机动车辆通常包括具有座垫和椅背的一个或更多个座椅组件，用于将乘客支承在车辆地板上方。座椅组件普遍直接地安装至车辆地板，或更普遍地，座椅组件通过座椅轨道组件操作性地联接至地板，用于提供座椅组件的前后滑动调节以使乘客舒适。椅背通常通过斜倚器组件操作性地联接至座垫，用于提供相对于座垫的枢转运动。

对于一些车辆，特别是对于奢侈品市场的车辆，斜倚器组件是电力驱动的。通常的动力座椅斜倚器组件包括与一系列减速齿轮啮合的电动马达。驱动马达的转动调节椅背相对于座垫的倾斜角度。椅背的向前和向后倾斜移动通过使驱动马达的转动方向反向来提供。

期望改进的斜倚器组件是紧凑的、重量轻的并且低成本的。还期望改进的斜倚器组件减少任何齿轮侧隙或“作咯咯声（chuck）”。“作咯咯声”指的是斜倚器组件内的允许椅背在斜倚器组件处于被锁定状态下时移动的任何缺陷或游隙。此外，期望改进的斜倚器组件允许高传动比，该高传动比允许更小的驱动马达和更低的驱动马达减速比。

发明内容

根据本发明的一方面，一种用于机动车辆的座椅组件，包括谐波传动盘式斜倚器，该谐波传动盘式斜倚器将椅背操作性地联接至座垫以允许椅背相对于座垫的枢转运动。该盘式斜倚器包括紧固至座垫的固定板和紧固至椅背并且以可转动的方式联接至固定板的可转动板。固定板和可转动板各自具有围绕其布置的径向向内延伸的多个齿。固定板上的齿数不等于可转动板上的齿数。柔轮布置在固定板与可转动板之间并且包括径向向外延伸的多个齿。柔轮具有与固定板相同的齿数。波发生器布置在柔轮内并且具有带有凸部的外轮廓，该凸部引起柔轮上的齿与固定板上的齿和可转动板上的齿在对应于凸部的不同区域中啮合性地接合。当波发生器转动时，柔轮上的齿与固定板上的齿和可转动板上的齿啮合性地接合所在的区域改变，并且同时柔轮上的齿迫使可转动板上的齿与固定板上的齿在上述区域对准，从而引起可转动板相对于固定板的转动，这又引起椅背相对于座垫枢转。

附图说明

通过参照在结合附图考虑时的以下详细描述将更好地理解本发明，因而将容易地理解本发明的优点，其中：

图1是车辆座椅组件的侧视图，该车辆座椅组件包括通过具有谐波传动盘式斜倚器的斜倚器组件操作性地联接至座垫的椅背；

图2是根据本发明的第一实施方式的谐波传动盘式斜倚器的分解立体图；

图3是图2中示出的盘式斜倚器的侧视图，其图示引起柔轮、固定板以及可转动板之间啮合接合的波发生器；

图4是图3中示出的盘式斜倚器的特写侧视图；

图5是根据本发明的第二实施方式的谐波传动盘式斜倚器的分解立体图；

图6是图5中示出的盘式斜倚器的侧视图，其图示引起柔轮、固定板以及可转动板之间啮合接合的波发生器；

图7是图6中示出的盘式斜倚器的特写侧视图；

图8是根据本发明的第三实施方式的谐波传动盘式斜倚器的分解立体图；

图9是来自图8中示出的盘式斜倚器的波发生器的立体图；

图10是图9中示出的波发生器与柔轮滚动接触的侧视图；

图11是图8中示出的盘式斜倚器的侧视图，其图示引起柔轮、固定板以及可转动板之间啮合接合的波发生器；

图12是根据本发明的第四实施方式的谐波传动盘式斜倚器的局部立体图；

图13是图12中示出的盘式斜倚器的侧视图，其图示引起柔轮、固定板以及可转动板之间啮合接合的波发生器；

图14是来自图12中示出的盘式斜倚器的波发生器的立体图；以及

图15是来自图12中示出的盘式斜倚器的波发生器的滚子的立体图。

具体实施方式

参照附图，其中，贯穿数个视图，相似的附图标记指示相似或对应的部件，用于在机动车辆中使用的座椅组件总体上以10示出。参照图1，座椅组件10包括大致水平的座垫12和大致竖直的椅背14，椅背14由斜倚器组件16操作性地联接至座垫12。斜倚器组件16包括一对间隔开的并且同步的盘式斜倚器18，其中，仅示出了该对盘式斜倚器中的一个。

参照图1至图4，盘式斜倚器18允许椅背14相对于座垫12绕枢转轴线20的枢转调节或角度调节，枢转轴线20横向延伸或沿轴向方向延伸。椅背14能够在以A示出的竖直就坐位置与布置在竖直就坐位置A后面的多个倾斜位置之间调节，多个倾斜位置中的一个倾斜位置以B示出。将对盘式斜倚器18中的仅一个盘式斜倚器进行详细描述，然而，可以设想盘式斜倚器18都具有大致相同的结构。盘式斜倚器18大体上包括固定板22、输入轴24、柔轮26、波发生器28以及可转动板30。在当前实施方式中，固定板22适于安装至座垫12，而可转动板30适于安装至椅背14。固定板22和可转动板30通过保持圈32以本领域已知的方式保持在一起，使得可转动板30能够相对于固定板22绕枢转轴线20转动。可以理解的是，可转动板30相对于固定板22的转动引起椅背14相对于座垫12的枢转运动。

固定板22是圆形的、大致杯状的并且包括端壁34，端壁34具有沿轴向方向延伸穿过端壁34的第一中心孔36。当盘式斜倚器18被配装时，第一中心孔36与枢转轴线20同轴。端壁34的外侧适于通过任何适当的方式固定地紧固至座垫12。侧壁38沿轴向方向从端壁34突出并且围绕固定板22周向地延伸以限定内表面。围绕侧壁38的内表面布置有第一多个齿40。该齿40朝向枢转轴线20径向向内延伸。

可转动板30也是圆形的、大致杯状的并且包括端壁42，端壁42具有沿轴向方向延伸穿过端壁4的第二中心孔44。当盘式斜倚器18被配装时，第二中心孔44与枢转轴线20同轴。端壁42的外侧45适于通过任何适合的方式固定地紧固至椅背14。侧壁46沿轴向方向从端壁42突出并且围绕可转动板30周向地延伸以限定内表面。围绕侧壁46的内表面布置有第二多个齿48。该齿48朝向枢转轴线20径向向内延伸。

柔轮26是环状的并且具有薄的柔性壁50。围绕柔性壁50的外表面布置有第三多个齿52。该齿52远离枢转轴线20径向向外延伸。柔轮26沿轴向方向布置在固定板22与可转动板30之间，使得柔轮26上的齿52与固定板22上的齿40和可转动板30上的齿48啮合性地接合，如将在下文更详细描述的。

波发生器28周向地布置在柔轮26内并且包括下述外轮廓：该外轮廓适于接合柔轮26的内表面54从而使柔轮26变形并且引起柔轮26上的齿52与固定板22上的齿40和可转动板30上的齿48在三个不同的区域内啮合性地接合。柔轮26上的齿52与固定板22上的齿40和可转动板30上的齿48啮合性地接合所在的每个区域对应于波发生器28的外轮廓上的凸部或高点。

在当前实施方式中，波发生器28是盘状凸轮并且外轮廓包括沿周向方向大致等距离间隔开的三个凸部56。由此，每个凸部56与每个相邻的凸部56间隔开大约一百二十（120）度。每个凸部56接触柔轮26的内表面54并且向柔轮26的内表面施加法向力F，从而使柔轮26的形状变形。波发生器28的转动引起柔轮26变形成转动的波发生器28的形状。柔轮26不随波发生器28转动，其原因将在下文描述。波发生器28也包括第三中心孔58，该第三中心孔58沿轴向方向延伸穿过波发生器28并且适于接纳输入轴24。当盘式斜倚器18被配装时，第三中心孔58与枢转轴线20同轴。可以设想波发生器28可以具有多于三个的凸部56，该多于三个的凸部56引起柔轮26上的齿52与固定板22上的齿40和可转动板30上的齿48在多于三个区域中啮合性地接合。

输入轴24与枢转轴线20同轴并且沿轴向方向延伸穿过固定板22的第一中心孔36、波发生器28的第三中心孔58以及可转动板30的第二中心孔44。输入轴24根据椅背14的所需移动方向由马达（未示出）沿第一方向或第二方向以可转动的方式驱动。替代性地，应当理解的是，在不改变本发明的范围的情况下，输入轴24可以沿第一方向或第二方向被手动地转动。波发生器28联接至输入轴24以随输入轴24转动。当波发生器28转动时，凸部56与柔轮26的内表面54滑动接触，使得波发生器28的转动在凸部56与内表面54之间产生摩擦力。该摩擦力连同法向力F一起确定使输入轴24转动所需的扭矩量。当波发生器28转动时，柔轮26上的与固定板22上的齿40和可转动板30上的齿48啮合性地接合的齿52改变。换句话说，柔轮26上的齿52与固定板22上的齿40和可转动板30上的齿48啮合性地接合的所在区域改变并且以与波发生器28的转动相同的速率绕枢转轴线20转动。

在当前实施方式中，柔轮26上的齿52的数量或齿数等于固定板22上的齿40的数量或齿数。例如，柔轮26上的齿52的数量和固定板22上的齿40的数量是一百八十（180）。由于柔轮26和固定板22具有相同的齿数，因而在波发生器28转动期间在柔轮26与固定板22之间不存在相对转动。更确切地说，当波发生器28转动时，柔轮26上的齿52与固定板22上的齿40简单地接合和分离，从而引起柔轮26向内弯曲和向外弯曲。相比之下，可转动板30具有比柔轮26更多的齿。在一个实施方式中，例如，可转动板30上的齿48的数量或齿数是一百八十三（183）。由于可转动板30具有比柔轮26更多的齿，因而可转动板30在波发生器28转动期间将相对于柔轮26转动。更具体地，不同的齿数导致可转动板30上的齿48的轮廓与固定板22上的齿40的轮廓未对准。由此，当波发生器28引起柔轮26向外弯曲时，柔轮26上的齿52推压可转动板30上的齿48，以将可转动板30上的齿48的轮廓与固定板22上的齿40的轮廓在柔轮26上的齿52与固定板22上的齿40和可转动板30上的齿48啮合性地接合所在的区域处对准，从而引起可转动板30相对于柔轮26和固定板22转动。

对于波发生器28的每个完整旋转，可转动板30将相对于柔轮26反向转动微量（例如，三个齿）。从输入轴24至可转动板30的减速比可计算为：

例如，如果可转动板30上的齿48的数量是一百八十三（183）并且柔轮26上的齿52的数量是一百八十（180），则减速比就是-0.0167。由此，可转动板30将以输入轴24的速度的1/60并沿相反方向转动。可以理解，可转动板30上的齿48的数量与柔轮26上的齿52的数量之差将取决于柔轮26上的齿52与可转动板30上的齿48啮合性地接合的区域的数量。

参照图5至图7，在本发明的第二实施方式中，盘式斜倚器18包括波发生器60，该波发生器60是具有外轮廓的盘状凸轮，该外轮廓具有沿周向方向大致等距离间隔开的三个凸部62。由此，每个凸部62与每个相邻的凸部62间隔开约一百二十（120）度。每个凸部62由在形成于波发生器60的外边缘68中设置的一系列对应的凹部66中的一系列圆柱滚子而形成。滚子64被设置成绕沿轴向方向延伸并且大致平行于枢转轴线20的各个转动轴线转动。滚子64接触柔轮26的内表面54。当波发生器60转动时，滚子64与柔轮26的内表面54滚动接触，从而与第一实施方式相比减小了波发生器60与柔轮26之间的摩擦力。减小的摩擦力降低了使输入轴24转动所需的扭矩。在当前实施方式中，每个凸部62包括七（7）个滚子和七（7）个相对应的凹部66。然而，可以理解的是，在不改变本发明的范围的情况下，可以使用任何数量的滚子64和相对应的凹部66。还可以设想在不改变本发明的范围的情况下，滚子64可以是球面支承件。也可以设想每个凸部62可以包括沿轴向方向延长的单个凹部，多个滚子布置在该单个凹部中，其中，每个滚子被安装成用于绕沿轴向方向延伸并且与枢转轴线20大致平行的中心轴线转动。

参照图8至图11，在本发明的第三实施方式中，盘式斜倚器18包括波发生器70，波发生器70是具有外轮廓的盘状凸轮，该外轮廓具有沿周向方向大致等距离间隔开的三个凸部72。由此，每个凸部72与每个相邻的凸部72间隔开约一百二十（120）度。每个凸部72由保持在第一保持架部76与第二保持架部78之间的一系列三个圆柱滚子74形成。每个滚子74可转动地安装在轴80上，轴80沿轴向方向延伸并且由第一保持架部76和第二保持架部78中的开口82支承在每个端部处。换句话说，第一保持架部76和第二保持架部78形成用于将滚子74支承在第一保持架部76与第二保持架部78之间的支承件保持架。每个轴80的轴线与枢转轴线20大致平行。第一保持架部76是圆形的并且布置为邻近固定板22。第二保持架部78也是圆形的并且包括沿轴向方向延伸穿过第二保持架部78的第三中心孔84。输入轴24固定地紧固至第一保持架部76以随第一保持架76转动。当盘式斜倚器18被配装时，输入轴24与枢转轴线20同轴并且从第一保持架部76沿轴向方向延伸穿过固定板22中的第一中心孔36。输入轴24也从第一保持架部76沿轴向方向延伸穿过第二保持架部78中的第三中心孔84和可转动板30中的第二中心孔44。滚子74接触柔轮26的内表面54。当波发生器70转动时，滚子74与柔轮26的内表面54滚动接触，从而与第一实施方式相比，减小了波发生器70与柔轮26之间的摩擦力。减小的摩擦力降低了使输出轴24转动所需的扭矩。

参照图12至图15，在本发明的第四实施方式中，盘式斜倚器18包括波发生器90，该波发生器90是具有外轮廓的盘状凸轮，该外轮廓具有沿周向方向大致等距离间隔开的三个凸部92。由此，每个凸部92与每个相邻凸部92间隔开约一百二十（120）度。波发生器90包括沿周向方向位于每个凸部92的侧面的一对滚子94，使得在当前实施方式中存在共计六（6）个滚子94。每个滚子94被布置在形成于波发生器90的外轮廓中的凹部96中。更具体地，每个滚子94包括间隔开的第一轮98和第二轮100，该第一轮98和第二轮100安装在沿轴向方向延伸的间隔件或轴102的相对端上。第一轮98和第二轮100布置在形成于波发生器90每一侧上的缺口104内，并且轴102由波发生器90可转动地支承在凹部96中。每个轴102的轴线与枢转轴线20大致平行。凸部92和滚子94接触柔轮26的内表面54。当波发生器90转动时，凸部92与柔轮26的内表面54滑动接触并且滚子94与柔轮26的内表面54滚动接触，从而减小波发生器90与柔轮26之间的摩擦力，同时也确保柔轮26上的齿52与固定板22上的齿40和可转动板30上的齿48保持啮合性地接合。

已经以说明性方式描述了本发明，并且应当理解的是已使用的术语意在具有描述性词语的性质而非限制性词语的性质。根据上述教导，可以对本发明进行许多改型和变型。因此，应当理解的是在所附权利要求的范围内，本发明可以以除具体描述的方式之外的方式实施。

Claims (16)

1.一种盘式斜倚器，所述盘式斜倚器将椅背操作性地联接至座垫以允许所述椅背相对于所述座垫绕枢转轴线选择性地枢转运动，所述枢转轴线沿轴向方向延伸，所述盘式斜倚器包括：

第一板，所述第一板适于固定地紧固至所述座垫，所述第一板包括围绕所述第一板布置的第一多个齿；

第二板，所述第二板适于固定地紧固至所述椅背并且以可转动的方式联接至所述第一板，所述第二板包括围绕所述第二板布置的第二多个齿，其中所述第一多个齿的齿数不等于所述第二多个齿的齿数；

柔轮，所述柔轮包括柔性壁，所述柔性壁具有围绕所述柔性壁布置的第三多个齿，其中所述第三多个齿的齿数等于所述第一多个齿的所述齿数；以及

波发生器，所述波发生器具有外轮廓，所述外轮廓引起一部分所述第三多个齿与所述第一多个齿和所述第二多个齿啮合性地接合，其中，所述第二板响应于所述波发生器的转动而相对于所述第一板转动，从而引起所述椅背相对于所述座垫的枢转运动。

2.根据权利要求1所述的盘式斜倚器，其中，所述波发生器的所述外轮廓包括沿周向方向大致等距离间隔开的多个凸部，所述多个凸部引起所述第三多个齿与所述第一多个齿和所述第二多个齿在对应于所述多个凸部的多个不同区域中啮合性地接合。

3.根据权利要求2所述的盘式斜倚器，其中，所述第三多个齿与所述第一多个齿和所述第二多个齿啮合性地接合所在的所述多个不同区域响应于所述波发生器的转动而改变。

4.根据权利要求3所述的盘式斜倚器，其中，所述第三多个齿响应于所述波发生器的转动迫使所述第二多个齿与所述第一多个齿在所述多个不同区域对准，从而引起所述第二板的转动。

5.根据权利要求4所述的盘式斜倚器，其中，所述多个凸部中的每个凸部直接地接触所述柔轮的内表面。

6.根据权利要求5所述的盘式斜倚器，其中，所述柔轮响应于所述波发生器的转动而不相对于所述第一板转动。

7.根据权利要求6所述的盘式斜倚器，其中，所述第一板是圆形的并且所述第一多个齿朝向所述枢转轴线径向向内延伸，并且其中，所述第二板是圆形的并且所述第二多个齿朝向所述枢转轴线径向向内延伸，并且其中，所述柔轮是圆形的并且所述第三多个齿远离所述枢转轴线径向向外延伸。

8.根据权利要求7所述的盘式斜倚器，其中，所述第一多个齿的所述齿数与所述第二多个齿的所述齿数相差三个齿。

9.根据权利要求8所述的盘式斜倚器，其中，所述波发生器的所述外轮廓包括沿所述周向方向大致等距离间隔开的三个凸部，所述凸部引起所述第三多个齿与所述第一多个齿和所述第二多个齿在对应于所述凸部的三个不同区域中啮合性地接合。

10.根据权利要求9所述的盘式斜倚器，其中，所述柔轮沿所述轴向方向布置在所述第一板与所述第二板之间。

11.根据权利要求10所述的盘式斜倚器，包括与所述枢转轴线同轴的输入轴，所述输入轴与所述波发生器联接，用于绕所述枢转轴线转动所述波发生器。

12.根据权利要求3所述的盘式斜倚器，其中，所述多个凸部中的每个凸部包括至少一个滚子，所述至少一个滚子以可转动的方式支承在所述波发生器的所述外轮廓中的凹部中，所述至少一个滚子绕大致平行于所述枢转轴线的轴线转动，并且所述至少一个滚子直接地接触所述柔轮的所述内表面。

13.根据权利要求3所述的盘式斜倚器，其中，所述波发生器包括第一保持架部和第二保持架部，所述多个凸部中的每个凸部包括以可转动的方式支承在所述第一保持架部与所述第二保持架部之间的至少一个滚子，并且所述至少一个滚子直接地接触所述柔轮的所述内表面。

14.根据权利要求3所述的盘式斜倚器，其中，所述波发生器包括沿所述周向方向位于所述多个凸部中的每个凸部的侧面的一对滚子，所述多个凸部中的每个凸部直接接触所述柔轮的所述内表面，并且所述一对滚子中的每个滚子直接地接触所述柔轮的所述内表面。

15.根据权利要求14所述的盘式斜倚器，其中，所述一对滚子中的每个滚子以可转动的方式支承在所述波发生器的所述外轮廓的凹部中，并且所述一对滚子中的每个滚子绕大致平行于所述枢转轴线的轴线转动。

16.根据权利要求15所述的盘式斜倚器，其中，所述一对滚子中的每个滚子包括沿所述轴向方向间隔开并且联接至轴的第一轮和第二轮，所述轴具有大致平行于所述枢转轴线的轴线并且以可旋转的方式支承在所述凹部中，并且所述第一轮和所述第二轮中的每一者均直接地接触所述柔轮的所述内表面。

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