CN103909841A - 汽车座椅滑轨机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开的汽车座椅滑轨机构，包括上、下滑轨和锁止与解锁机构，锁止与解锁机构中的上轨锁板支架固定在上滑轨上，锁止棘爪板安装在上轨锁板支架上，锁止棘爪板上的锁止棘爪插入到下轨锁止板上的锁止孔中而将上、下滑轨锁止，其上滑轨为曲线滑轨并具有一个最高点和一个最低点。本发明还进一步将上滑轨也设置成曲线形状，本发明利用上、下曲线滑轨之间相对运动，实现了座椅的前后移动和座椅的升高和降低，不再需要另外使用坐盆前提升机构、坐盆后提升机构来实现座椅的升降，从而简化了整个座椅的结构，简化使用者的操作，降低了整个座椅的走重量和成本。

Description

汽车座椅滑轨机构

技术领域

本发明涉及汽车座椅调节机构，特别涉及汽车座椅滑轨机构。

背景技术

随着汽车厂商对于绿色、环保要求的日益提高，轻量化对于各个主机厂的压力越来越大，尤其是小型车市场。而传统的驾驶座座椅为了迎合不同驾驶人员体型的不同，需要具有前后调节的滑道机构、坐盆前提升机构、坐盆后提升机构，如为电动配置，则每个机构还需配备电机。这些机构件无形中增加了很多整椅重量，而且这些机构件在整个座椅成本中也占据了20％～25％。

通过对不同身高的乘员进行最舒适驾驶位置的统计来看，越瘦小、越矮的乘客往往将座椅调节至最前、最高位置；而越高大的乘客喜欢将座椅调节至较后、较低的位置。从而，我们可以通过这些样本点拟合出一条等曲率弧线(参见图1)，从最前、最高点逆时针至最后、最低点，这样的一条曲线基本可以满足90％以上人类的驾驶舒适性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有座椅中的滑道机构、坐盆前提升机构、坐盆后提升机构结构复杂、重量重的问题而提供一种能实现现有座椅中的滑道机构、坐盆前提升机构、坐盆后提升机构所有功能且结构简单的汽车座椅滑轨机构。

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：

汽车座椅滑轨机构，包括上、下滑轨和锁止与解锁机构，所述上滑轨与座椅固定连接，下滑轨与车身地板连接，所述锁止与解锁机构中的下轨锁止板固定在所述下滑轨上，下轨锁止板上设置有锁止孔，而锁止与解锁机构中的上轨锁板支架固定在所述上滑轨上，锁止棘爪板安装在所述上轨锁板支架上，锁止棘爪板上的锁止棘爪插入到所述下轨锁止板上的锁止孔中而将上、下滑轨锁止，其特征在于，所述下滑轨为曲线滑轨，具有一个最高点和一个最低点。

在本发明的一个优选实施例中，所述上滑轨也为曲线滑轨。

在本发明的一个优选实施例中，所述上、下曲线滑轨的曲率半径相同。

在本发明的一个优选实施例中，还包括一助力弹簧，所述助力弹簧的一端连接在所述上轨锁板支架上，另一端连接在所述下轨锁止板上。

在本发明的一个优选实施例中，所述下轨锁止板也为曲线形状，其曲率半径与所述下滑轨的曲率半径相同。

在本发明的一个优选实施例中，所述助力弹簧的一端连接在所述上轨锁板支架的前端上，另一端连接在所述下轨锁止板的前端上。

在本发明的一个优选实施例中，所述锁止棘爪板上设置有三个锁止棘爪，其中一个为消除锁止棘爪与锁止孔之间间隙的间隙消除齿，其余两个为增加锁止强度的加强齿，所述间隙消除齿的宽度大于所述加强齿的宽度；每次锁止时，三个锁止棘爪同步插入到所述下轨锁止板上相邻的三个锁止孔内，其中所述间隙消除齿与所插入的锁止孔之间无间隙，所述加强齿与所述插入的锁止孔之间存在一定的间隙。

由于采用了如上的技术方案，本发明通过将下滑轨设置成曲线形状并使其具有一个最高点和一个最低点，本发明还进一步将上滑轨也设置成曲线形状，利用上、下曲线滑轨之间相对运动，实现了座椅的前后移动和座椅的升高和降低，不再需要另外使用坐盆前提升机构、坐盆后提升机构来实现座椅的升降，从而简化了整个座椅的结构，简化使用者的操作，降低了整个座椅的总重量和成本。

附图说明

图1为驾驶员或乘客身高与座椅调节高度之间的曲线示意图。

图2为本发明汽车座椅滑轨机构的爆炸示意图。

图3为本发明汽车座椅滑轨机构中的解锁机构爆炸示意图。

图4为本发明汽车座椅滑轨机构中的锁止与解锁机构处于锁止状态示意图。

图5为本发明汽车座椅滑轨机构中的锁止棘爪板上的三个锁止棘爪与下轨锁止板上的三个锁止孔配合示意图。

图6为本发明汽车座椅滑轨机构中的解锁机构、助力弹簧与上、下曲线滑轨之间的配合示意图。

图7为本发明汽车座椅滑轨机构中上曲线滑轨沿着下曲线滑轨由低向高滑动过程中的力平衡状态示意图。

图8为本发明汽车座椅滑轨机构中上曲线滑轨沿着下曲线滑轨由低向高滑动过程中的力变化曲线示意图。

图9为本发明汽车座椅滑轨机构中上滑轨沿着下滑轨由高向低滑动过程中的力平衡状态示意图。

图10为本发明汽车座椅滑轨机构中上曲线滑轨沿着下曲线滑轨由高向低滑动过程中的力变化曲线示意图。

图11为本发明汽车座椅滑轨机构中上曲线滑轨滑至下曲线滑轨最低点的受力示意图。

图12为本发明汽车座椅滑轨机构中上曲线滑轨滑至下曲线滑轨最高点的受力示意图。

图13为本发明汽车座椅滑轨机构一种上曲线滑轨、下曲线滑轨结构横截面示意图。

图14为本发明汽车座椅滑轨机构另一种上曲线滑轨、下曲线滑轨结构横截面示意图。

图15为本发明汽车座椅滑轨机构再一种上曲线、下曲线滑轨结构横截面示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。

参见图2，图中给出的汽车座椅滑轨机构，包括一对上曲线滑轨100、一对下曲线滑轨200、一对助力弹簧300、一对锁止与解锁机构400和解锁操纵机构500。

一对上曲线滑轨100与座椅(图中未示出)固定连接，一对下曲线滑轨200与车身地板(图中未示出)连接。一对下曲线滑轨200具有一个最高点和一个最低点。上曲线滑轨100与下曲线滑轨200的曲率半径相同。

参见图3至图6，每一锁止与解锁机构400包括一下轨锁止板410、一上轨锁板支架420、解锁手柄回位弹簧430、锁止棘爪板440、连接板450。下轨锁止板410纵向也为曲线形状，其曲率半径与下曲线滑轨200的曲率半径相同。该下轨锁止板410的横截面为L形截面，其竖边411与下曲线滑轨200固定在一起，在其横边412上间隔开设有若干锁止孔412a，另外在横边412的前端设置有一弹簧钩边413，弹簧钩边413上开设有弹簧钩孔413a。

上轨锁板支架420的横截面也为大致的L形截面，其竖边421与上曲线滑轨100固定在一起，在横边422的前端边缘设置有先向上、再水平向外、然后向下进行翻折的锁止棘爪板支撑部423，在锁止棘爪板支撑部423向下翻折的翻边423a上开设有一铰接孔423b，在横边422的前端设置有解锁手柄回位弹簧钩孔424、钩槽425以及用以钩住助力弹簧300的弹簧钩孔426，在横边422的后端靠近边缘位置设置有三个上锁止孔427a、427b、427c，同时在横边422的后端边缘处设置有一先斜着向下、在水平向外的翻折部428，在翻折部428的水平向外的翻边428a上开设有长条形孔428b，在横边422的中间边缘设置有弯曲向下再向内的翻折部429，翻折部429位于锁止棘爪板支撑部423与翻折部428之间。

锁止棘爪板440具有一底边441和与底边441连为一体的外向上翻边442和内向上翻边443，在外向上翻边442的后端设置有三个锁止棘爪442a、442b、442c，在内向上翻边443前端设置有一向前延伸的连接板部444，在连接板部444的外表面上设置有一向外突出的铰销柱444a并在连接板部444的前缘设置有一铆钉孔444b，在内向上翻边443后端设置有一向上延伸的弹簧钩耳445，在弹簧钩耳445上开设有一弹簧钩孔445a。

连接板450的前端开设有铆钉孔451，后端开设有同步杆孔452。

上述锁止与解锁机构400与上曲线滑轨100、下曲线滑轨200之间的组装方式是：首先将上轨锁板支架420的竖边421采用铆钉锚固在上曲线滑轨100的内侧面上，将下轨锁止板410的竖边411采用铆钉锚固在下曲线滑轨200的内侧面上。然后用一颗铆钉460穿过连接板450上的铆钉孔451和锁止棘爪板440的连接板部444前缘的铆钉孔444b锚固，即可将连接板450锚固在锁止棘爪板440的连接板部444上；再将上曲线滑轨100插入到下曲线滑轨200上，并使上轨锁板支架420的横边422后端的三个上锁止孔427a、427b、427c与下轨锁止板410的横边412上任意相邻的三个锁止孔412a对准，然后将锁止棘爪板440置于下轨锁止板410下方，将锁止棘爪板440的外向上翻边442后端的三个锁止棘爪442a、442b、442c穿过下轨锁止板410的横边412上任意相邻的三个锁止孔412a插入到上轨锁板支架420的横边422后端的三个上锁止孔427a、427b、427c中，同时使锁止棘爪板440的内向上翻边443后端的弹簧钩耳445穿过上轨锁板支架420的横边422后端的翻折部428的水平向外的翻边428a上的长条形孔428b，还同时使锁止棘爪板440的内向上翻边443前端的连接板部444的铰销柱444a插入到上轨锁板支架420的横边422前端的锁止棘爪板支撑部423的翻边423a上铰接孔423b中并铰接，此时锁止棘爪板440的外向上翻边442中间位置位于上轨锁板支架420的横边422的翻折部429内侧，最后将解锁手柄回位弹簧430的前端穿过上轨锁板支架420的横边422前端的解锁手柄回位弹簧钩孔424而钩入钩槽425中，解锁手柄回位弹簧430的后端钩入锁止棘爪板440的内向上翻边443后端的弹簧钩耳445上的弹簧钩孔445a中即可完成锁止与解锁机构400与上曲线滑轨100、下曲线滑轨200之间的组装的。锁止与解锁机构400与上曲线滑轨100、下曲线滑轨200组装好以后，将助力弹簧300的前端钩在下轨锁止板410的横边412前端的弹簧钩边413上的弹簧钩孔413a中，助力弹簧300的后端钩在上轨锁板支架420的横边422前端的弹簧钩孔426中。

两组锁止与解锁机构400分别与一对上曲线滑轨100、一对下曲线滑轨200装好后，然后将解锁操纵机构500中的同步杆510两端穿过两组锁止与解锁机构400中连接板450的同步杆孔452中并锚固即可。解锁时，只需向上提解锁操纵机构500中的解锁手柄520，通过连接板450带动锁止棘爪板440的后端绕锁止棘爪板440的内向上翻边443前端的连接板部444的铰销柱444a轴心向下摆动，即可锁止棘爪板440的外向上翻边442后端的三个锁止棘爪442a、442b、442c退出上轨锁板支架420的横边422后端的三个上锁止孔427a、427b、427c和下轨锁止板410的横边412上任意相邻的三个锁止孔412a实现解锁，此时解锁手柄回位弹簧430蓄能。松开锁操纵机构500中的解锁手柄520，在解锁手柄回位弹簧430蓄能释放的回弹力作用下，解锁手柄回位弹簧430的后端通过锁止棘爪板440的内向上翻边443后端的弹簧钩耳445带动锁止棘爪板440的后端绕锁止棘爪板440的内向上翻边443前端的连接板部444的铰销柱444a轴心向上摆动，使得锁止棘爪板440的外向上翻边442后端的三个锁止棘爪442a、442b、442c重新穿过下轨锁止板410的横边412上任意相邻的三个锁止孔412a插入到上轨锁板支架420的横边422后端的三个上锁止孔427a、427b、427c中实现上曲线滑轨100与下曲线滑轨200的锁止。

参见图5，锁止棘爪板440的外向上翻边442后端的三个锁止棘爪442a、442b、442c，其中一个锁止棘爪442c为消除锁止棘爪442a、442b、442c与锁止孔412a之间间隙的间隙消除齿，其余两个锁止棘爪442a、442b为增加锁止强度的加强齿，锁止棘爪442c的宽度大于锁止棘爪442a、442b的宽度；每次锁止时，三个锁止棘爪442a、442b、442c同步插入到下轨锁止板410的横边412上任意相邻的三个锁止孔412a内，其中锁止棘爪442c与所插入的锁止孔412a之间无间隙，锁止棘爪442a、442b与插入的锁止孔412a之间存在一定的间隙。

参见图7和图8，当上曲线滑轨100沿着下曲线滑轨200由后向前即由低向高滑动过程中，

由于下曲线滑轨200存在较大角度与弧度，所以上曲线滑轨100滑动过程中操作力变化较大，此时助力弹簧300的弹力作为一个补偿力，平衡上曲线滑轨100原有的操作力，使上曲线滑轨100实际操作力F大小趋于均匀，变化平缓。

上曲线滑轨100实际操作力F的计算公式如下：

F+F_弹·sinθ’+F_预＝mg·sinθ+f

F＝mg·sinθ+f-F_弹·sinθ’-F_预＝(mg·sinθ)↓+f-(k·△x·sinθ’)↓-F_预

上述公式中：F为上曲线滑轨100的实际操作力，F_弹为助力弹簧300的弹簧力，F_预为助力弹簧300的弹簧预紧力，f为上曲线滑轨100本身滑动力，k为助力弹簧300的弹簧弹性系数，△x为助力弹簧300的弹簧形变量，m为座椅重量，θ为座椅重力与下曲线滑轨200的曲率半径夹角，θ’为助力弹簧300的弹簧弹力与下曲线滑轨200的曲率半径夹角。

参见图9和图10，当上曲线滑轨100沿着下曲线滑轨200由前向后即由高向低滑动过程中，由于下曲线滑轨200存在较大角度与弧度，所以上曲线滑轨100滑动过程中操作力变化较大，助力弹簧300的弹力作为一个补偿力，平衡原有的操作力，使实际操作力大小趋于均匀，变化平缓。

上曲线滑轨100实际操作力F的计算公式如下：

F+mg·sinθ＝F_弹·sinθ’+f+F_预

F＝F_弹·sinθ’+F_预+f-mg·sinθ＝(k·△x·sinθ’)↑+F_预+f-(mg·sinθ)↑

上述公式中，F为上曲线滑轨100的滑动力，F_弹为助力弹簧300的弹簧力，F_预为助力弹簧300的弹簧预紧力，f上曲线滑轨100与下曲线滑轨200之间的摩擦力，k为助力弹簧300的弹性系数，△x为助力弹簧300的弹簧形变量，m为座椅重量，θ为座椅重力与下曲线滑轨200的曲率半径夹角，θ’为助力弹簧300的弹簧弹力与下曲线滑轨200的曲率半径夹角。

参见图11，当上曲线滑轨100滑至下曲线滑轨200的最低点时，助力弹簧300形变为最大，上曲线滑轨100的力平衡情况为：

F₁+F_弹·sinθ₃+F_预＝mg·sinθ₁+f①

$\sin {\mathrm{\θ}}_3=\sqrt{1-\frac{V^2+H^2}{4R^2}}$ ②

助力弹簧300在最低点时的弹簧力为：

③

当上曲线滑轨100滑至下曲线滑轨200的最高点时，助力弹簧300无额外形变，只有预紧力，上曲线滑轨100的力平衡情况为：

F₂+F_预＝mg·sinθ₂+f④

另外，上曲线滑轨100的水平行程H和竖直行程V分别为：

H＝R(sinθ₁-sinθ₂)⑤

由①②③④⑤可得

$k=\frac{|F_{2}R-F_{1}R|+\mathrm{mgH}}{R\sqrt{(V^2+H^2)(1-\frac{V^2+H^2}{4R^2})}}$ ⑥

由⑥式可知，一个具体项目，mg，V，H皆为确定值，所以根据客户输入操作力范围|F₂-F₁|，对于一个助力弹簧300的K值有唯一的下曲线滑轨200的曲率R对应，相反，如果确定曲率R，会有唯一的弹簧K值对应，从而确定弹簧的参数。

上述公式中：F₁为最低点操作力，F₂为最高点操作力，F_弹为最低点弹簧力，F_预为弹簧预紧力，mg为1/2座椅重量，f为上曲线滑轨100本身滑动力，△x为助力弹簧300的弹簧型变量，θ₁为下曲线滑轨200的最低点曲率半径与重力方向夹角，θ₂为下曲线滑轨200的最高点曲率半径与重力方向夹角，θ₃为助力弹簧300与下曲线滑轨200的曲率半径夹角，V为上曲线滑轨100的竖直行程，H为上曲线滑轨100的水平行程，R为下曲线滑轨200的曲率半径。

参见图13、图14和图15，上曲线滑轨100和下曲线滑轨200的横截面可以为任何形状。

Claims (6)

1.汽车座椅滑轨机构，包括上、下滑轨和锁止与解锁机构，所述上滑轨与座椅固定连接，下滑轨与车身地板连接，所述锁止与解锁机构中的下轨锁止板固定在所述下滑轨上，下轨锁止板上设置有锁止孔，而锁止与解锁机构中的上轨锁板支架固定在所述上滑轨上，锁止棘爪板安装在所述上轨锁板支架上，锁止棘爪板上的锁止棘爪插入到所述下轨锁止板上的锁止孔中而将上、下滑轨锁止，其特征在于，所述下滑轨为曲线滑轨，具有一个最高点和一个最低点。

2.如权利要求1所述的汽车座椅滑轨机构，其特征在于，所述上滑轨也为曲线滑轨。

3.如权利要求2所述的汽车座椅滑轨机构，其特征在于，所述上、下曲线滑轨的曲率半径相同。

4.如权利要求1所述的汽车座椅滑轨机构，其特征在于，还包括一助力弹簧，所述助力弹簧的一端连接在所述上轨锁板支架上，另一端连接在所述下轨锁止板上。

5.如权利要求4所述的汽车座椅滑轨机构，其特征在于，所述助力弹簧的一端连接在所述上轨锁板支架的前端上，另一端连接在所述下轨锁止板的前端上。

6.如权利要求1至5任一项权利要求所述的汽车座椅滑轨机构，其特征在于，所述锁止棘爪板上设置有三个锁止棘爪，其中一个为消除锁止棘爪与锁止孔之间间隙的间隙消除齿，其余两个为增加锁止强度的加强齿，所述间隙消除齿的宽度大于所述加强齿的宽度；每次锁止时，三个锁止棘爪同步插入到所述下轨锁止板上相邻的三个锁止孔内，其中所述间隙消除齿与所插入的锁止孔之间无间隙，所述加强齿与所述插入的锁止孔之间存在一定的间隙。