CN1059122A - 用于使汽车座椅各部分定位的无空转铰接减速机构 - Google Patents

Abstract

一种无空转铰接减速机构，适用于使汽车座椅的 各部分定位，其特征在于每个行星齿轮都有一中心圆 柱状(内或外)支承面，用于自动对中并与行星齿轮保 持件上的互补圆柱状(外或内)支承面配合，该保持件 有足够的弹性以连续地使行星齿轮的齿圈作用于它 们各自的法兰盘的齿圈，从而消除了制造中不可避免 的间隙，并在作为活节铰而使用减速机构期间吸收任 何重载，而不会损坏减速机构。

Description

本发明是关于一种无空转铰接减速机构，特别适用于汽车座椅各部分的定位。

申请人的法国专利2624239公开了一种铰接减速机构，它使用了两个嵌入式行星齿轮系，其目的是尽可能地避免因制造公差及工作中的磨损造成的空转。

这种现有技术装置包括两个形成一壳体的法兰盘，其中一个法兰盘是固定的，另一个是可动的，每个法兰盘都带有内齿圈，利用各种固紧装置将该现有技术装置的固定法兰盘固定在座椅椅座部分的附件上，而将活动法兰盘固定在椅背部分的下部。

该壳体的内部容纳了四个行星齿轮，每个行星齿轮在一个支承面的两侧有两个外齿圈，该支承表面是圆柱状的并与齿圈同轴。

每个行星齿轮的第一齿圈这样设计，即它同时与其中一个法兰盘的齿圈和一个位于上述壳体中心的弹性空转轮啮合。

每个行星齿轮的第二齿圈这样设计，即它与另一法兰盘的齿圈啮合并同时与一个控制齿轮啮合，该控制齿轮位于中心并在这些行星齿轮的齿圈作用下可自动对中。

控制齿轮与驱动件连接，驱动件或是借助于手动控制或是借助于一个电机（可以是电动，气动或其它电机）完成两个法兰盘之间的角度定位。

该装置包括一个弹性行星齿轮保持件，它仅用来定位行星齿轮并将其齿圈限制在与其中一个固定或可动法兰盘对应的各自圆环内。

尽管上述实施例对克服空转问题不失为一种可行的方案，但仍有两个主要缺点。

首先，尽管行星齿轮保持件被设计成有足够的挠性和弹性以消除制造公差，但当强力载荷施加到机构上时（例如两个法兰盘之间的强力扭矩）没有足够的刚性和强度以承受大的冲力和变形。当机构用于载荷较大的场合时，就造成消除空转系统的恶化。

另一方面，一旦使用这些机构就会给控制件带来“粒状”感觉，甚至振动，这是由于行星齿轮保持件使行星齿轮的齿圈恒定地作用在法兰盘齿圈内侧因而出现讨厌甚至有害的循环现象，这种现象是因轮齿的通过造成的。

基于上述这些情况，进行了新的研究，这些研究证明有可能通过更简单的制造手段和更简便的安装装置来克服上述缺点，以提供一种在任何场合下都十分可靠的并且便宜的减速机构。

根据本发明的第一特征，特别用于使汽车座椅各部分定位的无空转铰接减速机构包括一个固定法兰盘和一个活动法兰盘，每个法兰盘都有一个内圆齿圈，两个内圆齿圈可以相互不同但位于相近的直径上，两个法兰盘限定了容纳至少三个行星齿轮的空间，每个行星齿轮在其圆柱状支承面或凸缘的两侧有两个外齿圈，每个行星齿轮的第一齿圈与其中另一个固定或可动法兰盘的一个齿圈啮合，每个行星齿轮的第二齿圈与其中另一个固定或可动法兰盘的一个齿圈啮合，并与一个原动齿轮啮合，该原动齿轮相对于固定和可动法兰盘是浮动安装的并被固定在一根控制轴上，其中每个行星齿轮在中心轴线上有一圆柱状（内或外）支承面，用于使其本身对中并与一个星形行星齿轮保持件的一个互补圆柱状（分别为外或内）支承面配合，该行星齿轮保持件具有足够的弹性，用于连续地使行星齿轮的齿圈作用在它们各自的法兰盘的齿圈内侧，因而消除了减速机构的制造中固有的间隙，并也吸收了在作为车辆座椅活节铰而使用减速机构期间出现的过载载荷，而不会损坏减速机构。

根据本发明的另一特征，在上述空间内最好安装两个星形行星齿轮保持件，在行星齿轮的每一侧各有一个，因而使作用力更好地分布在这些行星齿轮上。

根据本发明的另一特征，当承受重载荷时减速机构可自我保护，这是由于行星齿轮的凸缘的直径这样决定，即当减速机构承受重负荷时这些凸缘接触并作用在一起，从而使星形行星齿轮保持件免受任何损坏或有害的变形并提高了减速机构的可靠性。

从下面的详细描述中可更清楚地了解本发明的其它各种特征。

在附图中通过非限定性举例的方式示出了本发明的实施例，其中：

图1是可动法兰盘一侧（见图2的Ⅰ-Ⅰ线）所见的铰接减速机构的前视图。

图2是安装好后的铰接减速机构的径向断面视图。

图3是沿图2的Ⅲ-Ⅲ线所取的剖视图。

图4是沿图2的Ⅳ-Ⅳ线所取的剖视图，其中仅部分地示出了可动法兰盘。

图5是与图4对应的视图，其中安装了第二行星齿轮保持件。

图6是其中一个行星齿轮保持件的平面视图。

图7是沿图6的Ⅶ-Ⅶ或所取的剖视图。

图8是一平面视图，示出了其中一个行星齿轮的侧面。

图9是沿图8的Ⅸ-Ⅸ线所取的剖视图。

图10是从图8所示的行星齿轮的反面所见的行星齿轮侧面。

图11是原动齿轮的平面视图。

图12是沿图11的Ⅻ-Ⅻ线所取的剖视图。

图13是径向剖视图，示出了行星齿轮与行星齿轮保持件连接的另一实施例。

下面参照附图，图1和图2示出了一个铰接减速机构，它主要由一个固定法兰盘（1）组成，该法兰盘（1）通过相互之间以120°角度分布的各种固定件2被安装在座椅椅座部分的附件上，并常常在这些固定件2之间还包括突起（未示出），它们相互之间也以120°分布，并与固定件2成60°，以便将固定法兰盘1牢固地安装在椅座部分的附件上。可动法兰盘3通过一个卷边环4以已知的方法安装在固定法兰盘1上，从而允许可动法兰盘3可相对于固定法兰盘1转动。

固定法兰盘1包括一个内圆齿圈5，而可动法兰盘3则包括一个内圆齿圈6。

以上设计是常用的，不需更多的解释。

在固定法兰盘1的中心和可动法兰盘3的中心分别加工有用以穿过控制轴9的孔7和8，控制轴9驱动原动齿轮10转动（参照图3）。

现在应当作两点评述：

a）如图3所示，控制轴9的断面为多角形。因此控制轴9可以驱动原动齿轮10而不会产生空转。当然上述连接也可采用任何其它设计。

b）控制轴9可在座椅的内侧延长，从而可受如电机的动力控制，并当座椅带有两个铰接减速机构时可与位于座椅另一侧的另一铰接减速机构连接。

也可使控制轴9的外侧（在可动法兰盘3的一侧）延长，从而可使控制轴9受手动控制，例如以众所周知的控制手柄的方式控制。

固定件11安装在可动法兰盘3的中间圆周上，从而使可动法兰盘3连接于椅背附件的底部。

与椅座部分的方式相同，固定件11之间也带有以120°角分布的突起或凸出部。

当然，这些凸出部在同一圆周上与固定件1成60°角分布。

由于固定法兰盘1和可动法兰盘3的特殊形状，很清楚当这两个零件一个安装在另一个之上时，通过将可动法兰盘3置于固定法兰盘1的圆形凹口1a内可实现可动法兰盘3的对中，这样就限定了一个用于容纳四个行星齿轮15的自由空间，行星齿轮15相互之间以90°角分布并如图8，9和10所示由一圆柱状中心体16制成，在其中部有一与齿圈18，19同心的圆柱状支承面或凸缘17。

除了制造公差造成的尺寸不同之外，四个行星齿轮15的尺寸大致相同。

原动齿轮10（见图11和12）带有齿圈10a，用来与行星齿轮15的齿圈啮合。

如上所述，原动齿轮10是通过多角形花键与控制轴9啮合的（见图11）。从而可更好地夹紧并驱动原动齿轮10。

最后，在由两个法兰盘1和3所限定的空间内带有两个星形的行星齿轮保持件20，由于保持件20的厚度要薄但必须能承受所要求的作用力及冲击，所以它们由坚固的有足够弹性的高级金属，一般是弹簧钢制成。

如图6所示，行星齿轮保持件20由四个分部20a，20b，20c和20d组成，每个分部的中心都有一个突起21，它面对行星齿轮保持件20的内侧并用来作为每个行星齿轮15的转动轴。星形行星齿轮保持件20的分部20a，20b，20c和20d由加工在加宽部分23上的切口22分隔，这样就使得每个星形行星齿轮保持件20具有足够的柔性，并允许它们保持足够的弹性能量以减少安装预应力，从而可使行星齿轮齿圈高效率地与法兰盘齿圈配合。这样，这些切口22将给每个分部20a，20b，20c和20d提供一定程度的独立性，并容忍行星齿轮15之间可能的尺寸变化或法兰盘1和3的齿圈的圆柱度误差。

当铰接减速机构如图1和2所示的那样安装时，并当希望改变椅背部分相对于椅座部分的位置时，即可通过上述装置启动控制轴9，控制轴9驱动齿轮10。

然后该运动被传递到双动行星齿轮15，它们以已知的方式使可动法兰盘3相对于固定法兰盘1转动，通过选择各齿圈的齿数即可决定其减速系数。行星齿轮保持件20施加在行星齿轮上的作用力以连续的方式作用在这些行星齿轮的中心圆柱孔16上。

当减速机构在固定法兰盘1和可动法兰盘3之间承受一强力扭矩时，上述设计赋于凸缘17保护行星齿轮保持件20的功能。由于在现有技术中行星齿轮的外凸缘直接作用在弹性行星齿轮保持件上，故不可能有上述功能。

实际上，由于轮齿（通常为圆的渐开线）的压力角，当在减速机构的可动法兰盘3上施加一扭矩时，在行星齿轮15上就会产生一个与行星齿轮保持件20的推力相对的径向分力（指向中心），但行星齿轮保持件20根据其作用必须要有足够的挠性以容忍因不可避免的制造公差造成的尺寸变化，在现有机构中该分力就可能损坏行星齿轮保持件。

根据本发明，当减速机构承受重载时，为了不致损坏行星齿轮保持件20或使其永久变形，行星齿轮的圆柱状支承面或外凸缘17有这样一个直径，即在重载作用下，并在弹性行星齿轮保持件达到容许变形极限和机械应力之前，这些行星齿轮将作用在一起。参见图4，其中在凸缘之间示出了一个间隙J。当减速机构未承受重载时该间隙较小，并当作用于可动法兰盘3的载荷变大并超过预定值时该间隙变为零。

这样一种设计显著提高了行星齿轮保持件的性能，无论作用于减速机构的应力如何，行星齿轮保持件都能保持它们的效能，同时由于圆柱状支承面或外凸缘17通过作用在一起可防止行星齿轮的轮齿从法兰盘的齿圈脱平，这种设计也提高了减速机构的整体性能。这种设计也限制了偏转角，当作用于可动法兰盘上的扭矩较大时可测出该偏转角。这种无空转减速机构常被称为“刚性”。

应当注意，根据本发明行星齿轮保持件20被设计成具有足够的刚性以消除在产品各种应用场合中的载荷作用下的空转，并具有足够的挠性以容忍和补偿制造误差。这些行星齿轮保持件20可由如平板弹簧钢制成，然后通过锻造加工出外圆柱状支承面。

图13示出了行星齿轮15和行星齿轮保持件20之间的另一种连接。这一实施例对某些制造工艺来说十分有利，例如如果行星齿轮15是通过挤压制成。如图13所示，行星齿轮15未加工有一个中心孔，但有两个与齿圈同心的外圆柱状支承面24和25，它们不是与前述突起21配合而是位于行星齿轮保持件20的圆柱孔26内并与其配合。

为了消除因轮齿通过造成的循环现象，应选择各种齿圈的齿数组合以防止产生各种同相啮合，并防止造成被行星齿轮保持件的作用增强的不舒适感觉。

实际上，为了保证这种设计，法兰盘的齿圈齿数应当这样选择，即法兰盘1和3的齿数的积与行星齿轮15的数量之间的最大公约数通常等于1（单位）。在图3和4中很清楚地示出了齿数的选择，很清楚事实上不会造成同相啮合，从而避免了硬点或振动冲击。

Claims (7)

1、一种无空转铰接减速机构，包括一个固定法兰盘(1)和一个可动法兰盘(3)，每个法兰盘都有一个内圆齿圈(5，6)，两个齿圈可以相互不同但位于相近的直径上，两个法兰盘限定了一个至少能容纳三个行星齿轮(15)的空间，每个行星齿轮在其圆柱状支承面或凸缘(17)的两侧有两个外齿圈(18，19)，每个行星齿轮的第一齿圈与其中一个固定或可动法兰盘的一个齿圈啮合，每个行星齿轮的第二齿圈与其中另一个固定或可动法兰盘的一个齿圈啮合，并与一个原动齿轮(10)啮合，所述原动齿轮相对于固定和可动法兰盘(1、3)是浮动安装的并被固定在一根控制轴(9)上，其中每个行星齿轮在中心轴线上有一圆柱状(内或外)支承面(16)，用于使其自动对中并与一个星形行星齿轮保持件(20)上的一个互补圆柱状(分别为外或内)支承面(2)配合，所述行星齿轮保持件具有足够的弹性用于连续地使行星齿轮的齿圈作用在它们各自的法兰盘的齿圈上，因而消除了所述减速机构的制造中固有的间隙，并也吸收了在作为车辆座椅活节铰而使用减速机构期间出现的过载载荷，而不会损坏减速机构。

2、根据权利要求1所述的机构，其中行星齿轮（15）的凸缘（17）有一直径，所述直径这样决定，即当减速机构承受重载时凸缘（17）相互接触并作用在一起，从而使行星齿轮保持件（20）免受任何应力和有害的变形，并通过防止齿圈（18，19）从法兰盘（1，3）的齿圈（5，6）上脱开而提高了减速机构的可靠性。

3、根据权利要求1所述的机构，其中法兰盘（1，3）的齿数的积与行星齿轮的数量之间的最大公约数等于1（单位），因而有可能消除因齿轮的通过产生的循环现象，这种现象造成由行星齿轮保持件（20）的作用增强的不舒适感觉，硬点或振动。

4、根据权利要求1所述的机构，其中行星齿轮保持件（20）包括分部（20a，20b，20c，…），所述分部的数量等于行星齿轮的数量，每个分部都有一个突起（21），它面对行星齿轮的内侧并位于加工在每个行星齿轮（15）的圆柱状凹槽（16）内而作为每个行星齿轮（15）的旋转轴，所述分部由加工在加宽部分（23）上的切口（22）分隔从而使每个行星齿轮保持件（20）有足够的柔性，这样就使得这些行星齿轮保持件能保持足够的弹性能量以减少安装预应力，从而可使行星齿轮（15）的齿圈高效率地作用在法兰盘（1，3）的齿圈上，同时这些切口将保证各分部（20a，20b，20c…）之间有一定程度的独立性，这样就可更好地容忍行星齿轮（15）之间可能的尺寸变化或法兰盘（1，3）的齿圈（5，6）的圆柱度误差。

5、根据权利要求1所述的机构，其中通过两个位于上述空间内的两个星形行星齿轮保持件（20）使每个行星齿轮（15）位于法兰盘（1，3）的齿圈（5，6）内并处于受力状态，一个行星齿轮保持件分别靠在行星齿轮（15）的一侧，从而使作用力更好地分布在这些行星齿轮上。

6、根据权利要求5所述的机构，其中每个星形行星齿轮保持件（20）都是通过锻造和切割一柔性弹性材料如弹簧钢制成的。

7、根据权利要求1所述的机构，其中所述行星齿轮（15）没有中心孔（16），每个行星齿轮有两个与齿圈（18，19）同轴的外圆柱状支承面（24，25），它们位于加工在行星齿轮保持件（20）上的圆柱孔（26）内并与其配合。

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