CN106314219B - 一种角度调节装置及具有该角度调节装置的座椅 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种角度调节装置，包括棘轮、设有外齿的滑块、与棘轮可相对转动的滑槽板和涨缩机构；涨缩机构包括设置于滑槽板上的凸缘和设置于凸缘与滑块之间的楔形块，楔形块与凸缘通过弹性件在周向上相抵接；滑块的内端与楔形块配合径向自锁，凸缘的周向自锁面和楔形块配合径向自锁，且两个自锁角均大于零；楔形块向抵抗弹性件弹力方向移动时，楔形块与滑块均向凸缘中心移动。本发明所提供的角度调节装置解决了全行程自锁和解锁行程增大之间的矛盾，提升了用户使用的操作体验，使得解锁过程简便易实现。本发明还公开了一种包括上述角度调节装置的座椅，用户操作效果好。

Description

一种角度调节装置及具有该角度调节装置的座椅

技术领域

本发明涉及机械设计技术领域，更具体地说，涉及一种角度调节装置。此外，本发明还涉及一种包括上述角度调节装置的座椅。

背景技术

座椅的使用过程中，为了适应不同用户的使用需求，可以对靠背与椅座的角度进行调整，以增强座椅的舒适性，这一技术在车辆和操作机械中较为常见。随着机械工业的发展，对于座椅角度调节装置的精度提出了更高的要求。

现有技术中，座椅角度调节装置通常包括与靠背固定连接的带内齿的棘轮、与椅盆固定连接的带滑槽的滑槽板，带齿的滑块设置在滑槽板上，凸轮控制滑块的沿径向移动，还包括用于使滑块径向向外运动的复位弹簧。

上述方案中，依靠凸轮对滑块进行径向位置的自锁，保证滑块与棘轮啮合时，滑块位置被凸轮自锁固定，然而，为了使滑块与棘轮更好的固定，需要保证滑块与棘轮处于任何位置时，滑块均能够实现位置的自锁，也就是说需要增大自锁的范围。通常情况下，现有技术中为了增大自锁的范围，会增大解锁的行程，导致解锁过程的转动角度增大，影响解锁操作的实施，应用于座椅椅背的角度调节中，需要用户转动较大的解锁角才能够解锁椅背的锁定状态，使得使用过程不便，极大地影响了用户的操作体验。

综上所述，如何提供一种滑块自锁行程大且解锁方便的角度调节装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种角度调节装置，该角度调节装置实现了不增大解锁角度的同时保证了滑块的全行程自锁。本发明的另一目的是提供一种包括上述角度调节装置的座椅。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种角度调节装置，包括棘轮、设有外齿的滑块、与所述棘轮可相对转动的滑槽板和涨缩机构，所述涨缩机构用于控制所述滑块沿径向移动以使所述外齿与所述棘轮啮合和脱离，并可锁定和解锁所述滑块；所述涨缩机构包括设置于所述滑槽板上的凸缘和设置于所述凸缘与所述滑块之间的楔形块，所述楔形块与所述凸缘通过弹性件在周向上相抵接；

所述滑块的内端与所述楔形块配合径向自锁，所述凸缘的周向自锁面和所述楔形块配合径向自锁，且两个自锁角均大于零；所述楔形块向抵抗所述弹性件弹力方向移动时，所述楔形块与所述滑块均向所述凸缘中心移动。

优选地，所述楔形块与所述凸缘侧面相抵，且所述凸缘侧面与所述楔形块在径向上自锁，所述弹性件使所述楔形块向所述单向棘齿的齿尖偏置，所述楔形块沿所述凸缘侧面压缩所述弹性件的移动方向的法向与所述滑块的径向回缩方向的夹角为锐角。

优选地，所述凸缘包括n个侧面，所述侧面用于一一对应的与所述楔形块相抵；所述楔形块沿所述侧面压缩所述弹性件的移动方向的法向与所述滑块的径向回缩方向的夹角为锐角。

优选地，所述侧面包括平面或者圆弧面。

优选地，所述滑块上设有轴向的滑块凸台，所述楔形块上设有轴向的楔块凸台；用于推动所述楔形块解除自锁的解锁件与所述滑槽板同轴设置，所述解锁件上设有与所述滑块凸台配合的滑块控制槽和与所述楔块凸台配合的楔块控制槽，所述解锁件的沿解锁方向的转动可同时使所述楔形块向抵抗所述弹性件弹力方向运动且使所述滑块径向回缩；所述滑块与所述楔形块一一对应设置，所述楔形块与所述弹性件一一对应设置。

优选地，所述楔形块上设有楔块槽，所述弹性件卡接在所述楔块槽中。

优选地，所述弹性件为设置于所述凸缘上的拉簧、压缩弹簧或扭簧。

一种座椅，包括椅背、座盆和用于调节所述椅背和所述座盆相对角度的角度调节装置，所述角度调节装置为上述任意一项所述的角度调节装置。

本发明所提供的角度调节装置中，通过在滑块和凸缘之间设置双自锁楔形块，解决了全行程自锁和解锁行程增大、解锁角度增大之间的矛盾，换言之，为了保证全行程自锁的状态，而避免通过增大解锁行程的方式，保证了用户使用的操作体验，使得解锁过程简便易实现。

本发明还提供了一种包括上述角度调节装置的座椅，该座椅的调节方式简便，用户操作效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供一种角度调节装置的具体实施例的爆炸示意图；

图2为本发明所提供一种角度调节装置的具体实施例的另一角度的爆炸示意图；

图3为本发明所提供一种角度调节装置的具体实施例一的剖面图；

图4为本发明所提供一种角度调节装置的具体实施例二的剖面图；

图5为本发明所提供一种角度调节装置的具体实施例中单面自锁的原理图；

图6为本发明所提供一种角度调节装置的具体实施例中双面自锁的原理图；

图7为本发明所提供一种角度调节装置的具体实施例中锁止状态示意图；

图8为本发明所提供一种角度调节装置的具体实施例中解锁状态示意图；

图9为本发明所提供一种角度调节装置的具体实施例中楔形块局部示意图；

图10为本发明所提供一种角度调节装置的具体实施例的剖面图。

上图1-10中：

1为护套、2为棘轮、22为内齿、3为解锁凸轮、31为滑块控制槽、32为扁孔、33为楔块控制槽、4为滑块、41为滑块凸台、42为外齿、43为滑块自锁面、44为滑块导向面、5为弹性件、6为楔形块、61为楔块自锁面、62为楔块旋转面、63为楔块槽、64为楔块凸台、7为中心轴、71为扁形台阶、8为滑槽板、81为凸缘、82为固定部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种角度调节装置，该角度调节装置实现了不增大解锁角度的同时保证了滑块的全行程自锁。本发明的另一核心是提供一种包括上述角度调节装置的座椅。

请参考图1至图10，图1和图2分别为本发明所提供一种角度调节装置两个角度的爆炸示意图；图3和图4分别为具体实施例一和具体实施例二的剖面图；图5和图6分别为单面自锁和双面自锁的原理图；图7和图8分别为本发明所提供一种角度调节装置的锁止状态和解锁状态示意图；图9为楔形块局部示意图；图10为本发明所提供一种角度调节装置的具体实施例的剖面图。

本发明所提供的一种角度调节装置，主要用于座椅椅背的角度调节，当然，角度调节装置也可以用于其他部件的相对角度调节。

角度调节装置包括棘轮2、设有外齿42的滑块4、涨缩机构和与棘轮2可相对转动的滑槽板8，涨缩机构用于控制滑块4沿径向移动以使外齿42与棘轮2啮合和脱离，并可锁定和解锁滑块4。

涨缩机构包括设置于滑槽板8上的凸缘81和设置于凸缘81与滑块4之间的楔形块6，楔形块6与凸缘81通过弹性件5在周向上相抵接。

滑块4的内端与楔形块6配合径向自锁，凸缘81的周向自锁面和楔形块6配合径向自锁，且两个自锁角均大于零；楔形块6向抵抗弹性件5弹力方向移动时，楔形块6与滑块4均向凸缘81中心移动。

需要提到的是，滑块4的径向移动指的是滑块4在滑槽板8的径向上进行移动。楔形块6设置于凸缘81和滑块4之间指的是楔形块6在径向方向上位于凸缘81和滑块4之间，且楔形块6与凸缘81、滑块4可以基本位于同一个平面内。楔形块6设于凸缘81的周向自锁面上，与凸缘81的周向自锁面接触，楔形块6与凸缘81通过弹性件5在周向上相抵接。

需要说明的是，上述楔形块6可以通过压缩状态的弹性件5与凸缘81相抵接，楔形块6向压缩弹性件方向移动时，楔形块6与滑块4均向凸缘81中心移动；或者楔形块6可以通过拉伸状态的弹性件5与凸缘81相连接，楔形块6向拉伸弹性件方向移动时，楔形块6与滑块4均向凸缘81的中心移动。也就是说，弹性件的作用形式可以根据设置方式进行调整。

具体地，滑块4内端的滑块自锁面43与楔形块6的楔块自锁面61配合自锁，凸缘81的周自锁向面和楔形块6的楔块旋转面62配合自锁。其中，两个自锁角均大于零，以使得滑块自锁面43和周向自锁面的夹角开口朝向弹性件5。需要提到的是，楔形块6向压缩弹性件5方向移动时，楔形块6与滑块4均向凸缘81中心移动。可见，滑块自锁面43和周向自锁面均为当楔形块6向压缩弹性件5方向移动时能够使滑块4径向回缩的自锁面，即楔形块6为双面自锁楔形块。

需要说明的是，滑块自锁面43与楔块自锁面61的配合自锁指的是对滑块4在径向上移动的锁定。滑块自锁面43是相对于凸缘81的周向面具有倾角的倾斜面，且滑块自锁面43朝向弹性件5。楔块自锁面61绕中心轴7移动，且朝向弹性件5移动时，滑块自锁面43与楔块自锁面61的接触点向中心轴7方向移动，也就是说，当楔形块6向弹性件5方向移动时，滑块4向中心轴7移动。

凸缘81的周向自锁面是相对于凸缘81的周向面具有倾角的倾斜面，凸缘81的周向自锁面朝向弹性件5。楔块旋转面62沿周向自锁面向弹性件5方向移动时，楔块旋转面62与周向自锁面的接触点向中心轴7方向移动，其中，中心轴7为滑槽板8的中心轴或者为棘轮2的中心轴。也就是说，当楔形块6向弹性件5方向移动时，楔形块6向中心轴7移动。楔形块6的径向移动带动滑块4在径向上的而移动距离增大，所以，楔形块6压缩弹性件5移动一定距离时，滑块4在径向的移动距离大于楔形块6在径向的移动距离。

可见，楔形块6为双自锁面楔形块，与滑块4、凸缘81接触的面均为自锁面，相比起单自锁面楔形块而言，当楔形块6向弹性件5方向移动相同距离时，使用双自锁面楔形块可以使滑块4具有更大的径向移动距离。也就是说，在不增加解锁行程的前提下，保证了滑块4的全行程自锁。

请参考图5和图6，图5为单自锁面的原理图，图6为双自锁面的原理图。现有的常规思路中，当需要形成全行程自锁时，解锁行程将会较单面升角自锁、非全行程自锁的调角装置有所增大，会影响用户的操作舒适性。

本发明所提供的角度调节装置中，通过在滑块4和凸缘81之间设置双自锁楔形块，解决了全行程自锁和解锁行程增大、解锁角度增大之间的矛盾，换言之，为了保证全行程自锁的状态，而避免通过增大解锁行程的方式，保证了用户使用的操作体验，使得解锁过程简便易实现。

需要提到的是，上述滑块自锁面43与楔块自锁面61、凸缘81的周自锁向面和楔块旋转面62所形成的两对自锁，需要同时实现自锁，也就是说，两个自锁面与周向方向的夹角均需要保证在自锁升角的范围内。

另外，滑块4可以设于滑槽板8的滑槽内，滑块导向面44与滑槽的侧面相接触限位，或者滑块4通过其他方式可沿径向滑动的设置在滑槽板8上。

需要提到的是，上述装置中弹性件5的一端与楔形块6抵接或者卡接，另一端与凸缘81上的固定部82相抵接或卡接，其中，固定部82可以为凸缘81上的固有部件，或者固定在凸缘81上的插件。

另外，弹性件5的一端和另一端分别指的是弹性件5在弹性方向上的端部，也就是说，设置于弹性件5两端的楔形块6和凸缘的固定部82受到弹性件5的压力，处于相抵接的状态。

在上述实施例的基础之上，楔形块与凸缘侧面相抵，且凸缘侧面与楔形块在径向上自锁，弹性件使楔形块向单向棘齿的齿尖偏置，楔形块沿凸缘侧面压缩弹性件的移动方向的法向与滑块的径向回缩方向的夹角为锐角，本实施例所提供的结构能够保证两个自锁面的自锁特性。

在上述实施例的基础之上，本发明提供了一个优选实施例中，凸缘81包括n个侧面，侧面用于一一对应的与楔形块6相抵；楔形块6沿侧面压缩弹性件5的移动方向与滑块4的径向回缩方向的夹角为锐角。

具体地，请参考图3，图3所示的即为一种n边形凸缘的设置情况，凸缘81为五边形凸缘，五边形凸缘具有五个侧面，每个侧面用于分别与一个楔形块6相抵接。每个侧面均与滑块4的径向移动方向具有夹角，且夹角为锐角，当滑块4沿着该侧面向弹性件5方向移动时，楔形块6向中心轴7靠近。

可选的，上述n边形凸缘可以包括与楔形块6数量相等的侧面。上述五边形凸缘可以具体为正五边形凸缘，可以使得各个楔形块6与凸缘81的接触力较为平均，且角度相同。

可选的，上述侧面包括平面或者圆弧面，也就是说，上述N边形凸缘可以为具有N个平侧面的凸缘，也可以为具有N个弧面的凸缘。

本发明所提供的另一个优选实施例中，凸缘81为具有单向棘齿的外棘齿棘轮，楔形块6与单向棘齿的凸缘侧面相抵，且凸缘侧面与楔形块在径向上自锁，弹性件5使楔形块6向单向棘齿的齿尖偏置，楔形块沿凸缘侧面压缩弹性件的移动方向的法向与滑块的径向回缩方向的夹角为锐角。请参考图4，图4所示的即为一种凸缘81为外棘齿棘轮的设置情况。需要提到的是，单向棘齿即为上述实施例中的周向自锁面，楔形块6放置于周向自锁面上，并通过弹性件5在周向上偏置设置。

本实施例中，可以将弹性件5的一端固定于楔形块6上，另一端固定于单向棘齿的另一侧面上，利用单向棘齿的另一侧面实现对弹性件5的固定，可以简化凸缘81的加工和布置。

可选的，单向棘齿的齿面可以为弧面，即如图4中所示弧面齿，齿面也可以为平面，具体选择需要根据棘轮2和滑块4的不同进行调整。

可选的，上述外棘齿棘轮上的各个单向棘齿的形状结构完全相同，可以使得各个楔形块6与凸缘81的接触力较为平均，且保证受力的方向是相同的。

在上述任意一个实施例的基础之上，滑块4上设有轴向的滑块凸台41，楔形块6上设有轴向的楔块凸台64，用于推动楔形块6解除自锁的解锁件与滑槽板8同轴设置，解锁件上设有与滑块凸台41配合的滑块控制槽31和与楔块凸台64配合的楔块控制槽33，解锁件的沿解锁方向的转动可同时使楔形块6向抵抗弹性件5弹力方向运动且使滑块4径向回缩。

请参考图7和图8，图7为锁止状态剖视图，图8为解锁状态剖视图，且均为去掉棘轮2和护套1的核心部件的内部的剖视图。解锁件为与滑槽板8同轴设置且可相对转动的解锁凸轮3，解锁凸轮3上设有滑块控制槽31和楔块控制槽33，滑块控制槽31为曲线槽，且周向上与中心轴7具有间距改变。解锁凸轮3的中孔为扁孔32。解锁凸轮3转动中有两个极限状态，分别为锁止状态和解锁状态。锁止状态下，楔形块6受弹性件5弹力、向远离弹性件5方向偏置，弹性件5处在压缩状态中相对伸长的状态，滑块4处于伸出状态；解锁状态下，楔形块6被楔块控制槽33驱动压缩弹性件5，滑块4径向回缩。两个状态间的转换仅需要转动解锁凸轮3即可。

可选的，楔形块6也可以利用弹性件的拉力实现上述作用，具体所用方式不再赘述。

可选的，本发明所提供的解锁方式并不局限于上述情况，任何可用于实现锁止状态和解锁状态的控制和之间转换的部件，均属于本发明所保护的范围内。

可选的，若干个滑块4与若干个楔形块6一一对应设置，另外，楔形块6与弹性件5也为一一对应设置。

可选的，上述滑块4可以设在滑槽板8上的径向的滑槽中，若干个滑槽在滑槽板8上设置，滑槽之间形成扇形凸台，或者滑块4通过其他方式在滑槽板8上径向移动。

可选的，上述角度偏移量计算公式中的整数Z的选取，影响的是滑块4间具有的整齿的倍数，为了让各个滑块4与棘轮2的卡接尽量的稳定，Z的选择原则是使各滑块4在周向上尽量呈均匀分布。

本实施例所提供的角度调节装置中，通过同时将周向上具有角度偏移(即内齿22的相位差)的若干个滑块4同时径向向外推出，可以使得所有滑块4以不同相位与内齿22卡接，使得各滑块4与棘轮2具有不同的啮合状态，即在所有滑块4中，有一个滑块4与棘轮完全啮合，其余滑块4与棘轮2为错齿啮合，或者，所有滑块4均与棘轮2呈现不同方向的错齿啮合，均能够保证棘轮2既不能够顺时针旋转，也不能够逆时针旋转，从而实现棘轮2的无级定位。

在上述任意一个实施例的基础之上，为了保证棘轮2与滑块4的紧密卡接，可以通过设置不同材料配合的棘轮2、滑块4、滑槽板8，使内齿22与外齿42的接触强度大于滑槽板8的径向滑槽与滑块4的接触强度。在座椅调角过程中，当内齿22与外齿42接触卡接且当棘轮2的负载较大时，由于滑槽的接触强度低，相较棘轮2而言易产生变形，使得在周向上至少有一半的外齿42能与内齿22进入更深的啮合，从而保证乘员的安全。

在上述任意一个实施例的基础之上，为了增强弹性件5与楔形块6的连接紧密度，可以在楔形块6上设置楔块槽63，弹性件5卡接在楔块槽63中。

当然，还可以选用其他方式连接弹性件5和楔形块6，连接方式需要根据楔形块6的不同进行选择。

在上述任意一个实施例的基础之上，弹性件5为设置于凸缘81上的拉簧、压缩弹簧或扭簧。本实施例中并不限定弹性件的种类，采用不同弹性件时仅需要对应调整设置位置即可。

可选的，中心轴7上设置有扁形台阶71，扁形台阶71与解锁凸轮3的偏孔32配合，用于带动解锁凸轮3进行旋转。

除了上述实施例所提供的角度调节装置以外，本发明还提供了一种包括上述实施例公开的角度可调整的座椅，该座椅包括椅背、座盆和角度调节装置，其中，角度调节装置的棘轮2和滑槽板8分别连接椅背和座盆，通常为棘轮2连接椅背、滑槽板8连接座盆，然而根据不同的使用需要，也可以相反的对应连接。

需要提到的是，上述连接应当指的是刚性的连接，即棘轮2的转动可以带动椅背的角度变化，滑槽板8与座盆刚性的固定连接。

该座椅由于设置了上述角度调节装置，在增大滑块自锁范围的同时，保证了解锁行程不变大；或者说，在不增加现有解锁行程的前提下，增大了滑块自锁范围，保证了滑块的全行程自锁，提升了用户使用的操作体验，使得解锁过程简便易实现。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的一种角度调节装置及具有该角度调节装置的座椅进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种角度调节装置，包括棘轮、设有外齿的滑块、与所述棘轮可相对转动的滑槽板和涨缩机构，所述涨缩机构用于控制所述滑块沿径向移动以使所述外齿与所述棘轮啮合和脱离，并可锁定和解锁所述滑块；其特征在于，所述涨缩机构包括设置于所述滑槽板上的凸缘和设置于所述凸缘与所述滑块之间的楔形块，所述楔形块与所述凸缘通过弹性件在周向上相抵接；

所述滑块的内端与所述楔形块配合径向自锁，所述凸缘的周向自锁面和所述楔形块配合径向自锁，且两个自锁角均大于零；所述楔形块向抵抗所述弹性件弹力方向移动时，所述楔形块与所述滑块均向所述凸缘中心移动；

所述楔形块压缩所述弹性件移动一定距离时，所述滑块在径向的移动距离等于所述滑块沿楔形块自锁面径向移动的距离加上楔形块沿所述凸缘径向的移动距离之和。

2.根据权利要求1所述的角度调节装置，其特征在于，所述楔形块与所述凸缘侧面相抵，且所述凸缘侧面与所述楔形块在径向上自锁，所述弹性件使所述楔形块向所述单向棘齿的齿尖偏置，所述楔形块沿所述凸缘侧面压缩所述弹性件的移动方向的法向与所述滑块的径向回缩方向的夹角为锐角。

3.根据权利要求2所述的角度调节装置，其特征在于，所述凸缘包括n个侧面，所述侧面用于一一对应的与所述楔形块相抵；所述楔形块沿所述侧面压缩所述弹性件的移动方向的法向与所述滑块的径向回缩方向的夹角为锐角。

4.根据权利要求3所述的角度调节装置，其特征在于，所述侧面包括平面或者圆弧面。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的角度调节装置，其特征在于，所述滑块上设有轴向的滑块凸台，所述楔形块上设有轴向的楔块凸台；用于推动所述楔形块解除自锁的解锁件与所述滑槽板同轴设置，所述解锁件上设有与所述滑块凸台配合的滑块控制槽和与所述楔块凸台配合的楔块控制槽，所述解锁件的沿解锁方向的转动可同时使所述楔形块向抵抗所述弹性件弹力方向运动且使所述滑块径向回缩；所述滑块与所述楔形块一一对应设置，所述楔形块与所述弹性件一一对应设置。

6.根据权利要求5所述的角度调节装置，其特征在于，所述楔形块上设有楔块槽，所述弹性件卡接在所述楔块槽中。

7.根据权利要求6所述的角度调节装置，其特征在于，所述弹性件为设置于所述凸缘上的拉簧、压缩弹簧或扭簧。

8.一种座椅，包括椅背、座盆和用于调节所述椅背和所述座盆相对角度的角度调节装置，其特征在于，所述角度调节装置为权利要求1至7任意一项所述的角度调节装置。