CN107848441B - 单马达电动座椅 - Google Patents

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Abstract

一种单马达变速箱组件(100)，包括：换档马达(104)和驱动马达，该换档马达(104)操作性地连接至换档蜗杆(106)、蜗轮(108)、传动选择臂(110)，该驱动马达(116)操作性地连接至多个输出齿轮(112a‑112c)以选择性地控制多个座椅组件功能。单马达变速箱组件(100)还包括多个微型开关(114a‑114c)，所述多个微型开关(114a‑114c)构造成启动/停止换档马达(104)和驱动马达(116)。

Description

单马达电动座椅
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年7月1日提交的美国临时申请NO.62/187,525的优先权。
技术领域
本发明涉及用于车辆座椅的单马达变速箱。更特别地，本发明涉及用于电动车辆座椅组件的且选择性地控制座椅组件的多个功能的单马达变速箱。
相关申请的描述
机动车辆包括用于支承车辆内的乘员的座椅组件。座椅组件通常包括大致水平的座垫和枢转地联接至座垫的座椅靠背。座椅组件通常能够被移位以用于竖向地、水平地(前后)、成角度地(或枢转地)和/或旋转地运动。用于控制功能性运动的当前装置包括电动旋转马达和齿轮致动器从动机构。每个功能性运动通常需要使用单独的电动旋转马达或齿轮致动器从动机构来控制每个单独的功能。对多个致动器的类似需求在涉及多个功能的应用中也是经常需要的。电动旋转马达、齿轮致动器从动机构和多功能控制装置是沉重且复杂的机构，从而显著地增大了座椅组件的费用。此外，用于座椅调节的每个单独的电动旋转马达、齿轮致动器从动机构或多功能控制装置通常是笨重的，并且可能会需要相当大的使用空间。此外，当这些单独的马达或控制机构发生故障或者遇到问题时，修理和/或更换会是非常高成本的。
存在许多方法和系统，以不同的成功程度试图解决当前使用单独的电动旋转马达或齿轮致动器从动机构以控制座椅组件的每个单独的功能的问题。本文中详述的示例性实施方式通过为电动座椅组件提供单马达来解决与前述方法相关联的问题，如下面本文中详述的。
发明内容
示例性实施方式包括单马达变速箱组件，该单马达变速箱组件包括驱动马达、换档马达、换档蜗杆、蜗轮、传动选择臂、多个输出齿轮、以及多个微型开关。换档蜗杆、蜗轮、传动选择臂、所述多个输出齿轮和微型开关都容纳在单壳体内。驱动马达和换档马达布置在单壳体的外部并且可操作地连接至单壳体。
驱动马达可操作地连接至驱动轴和传动齿轮。驱动马达控制驱动轴和传动齿轮的运动，驱动轴和传动齿轮可操作地且选择性地连接至输出齿轮。换档马达可操作地连接至换档蜗杆和传动选择臂。换档蜗杆可操作地连接至蜗轮，并且传动选择臂可操作地连接至至少一个中间齿轮，所述至少一个中间齿轮用于选择性地联接至所述多个输出齿轮中的至少一个输出齿轮。
在功能性操作期间，座椅组件可以操作成经受各种期望的选定功能。这些功能包括但当然不限于竖向调节、水平调节(前后)、成角度(或枢转)调节和/或旋转调节。竖向调节通常涉及座椅组件的向上移位和向下移位。水平调节通常涉及座椅组件的前后移位。成角度调节通常涉及座椅组件的倾斜或者至少座椅靠背相对于座垫以向前/向后的方式成角度地枢转。旋转调节通常包括座椅组件绕座椅组件的轴线的翻转或旋转移位。
用户使位于座椅组件外部上的开关接合以选择期望的功能。一旦用户选择了期望的功能，换档马达就使换档蜗杆可操作地旋转，该换档蜗杆可操作地接合蜗轮并使蜗轮旋转，该蜗轮使传动选择臂旋转，并且该传动选择臂最终接合所述多个输出齿轮的与选定的期望功能相关联的至少一个输出齿轮并且使所述至少一个输出齿轮旋转。使传动选择臂旋转直到所述多个微型开关中的与期望的功能相关联的至少一个微型开关被激活为止。微型开关的激活阻止或停止向换档马达供以电力，并且实现开始向驱动马达提供电力。驱动马达然后继续操作或运行直到用户释放位于座椅组件外部上的开关为止和/或直到用户选择另一期望的功能为止。
附图说明
通过在结合附图考虑的情况下参照以下详述的描述，将易于认识并且变得更好地理解本公开的优点，在附图中：
图1是单马达变速箱组件的外部的示例性实施方式的立体图；
图2是单马达变速箱组件的内部的示例性实施方式的立体图；
图3是单马达变速箱组件的示例性实施方式的侧视图；
图4是单马达变速箱组件的示例性实施方式的横截面图；
图5是单马达变速箱组件的内部的示例性实施方式的正视图，其中详述了与所述多个输出齿轮中的至少一个输出齿轮接合的用户选择输入；
图6是单马达变速箱组件的内部的示例性实施方式的正视图，其中详述了在所述多个输出齿轮之间旋转的传动选择臂；以及
图7是单马达变速箱组件的内部的示例性实施方式的正视图，其中详述了微型开关的激活和不同的输出齿轮的接合。
具体实施方式
参照图1，以100示出了单马达变速箱组件的示例性实施方式。变速箱组件100包括壳体102。换档马达104和驱动马达116可操作地连接至壳体102。壳体102包括前覆盖件102a，该前覆盖件102a连接至后覆盖件102b以在它们之间形成腔室。驱动马达116由后覆盖件102b支承并且换档马达104由前覆盖件102a支承。可操作地连接至多个微型开关114a至114c中的相应的一个微型开关的开关端子118a至118c从壳体102向外突出以连接至电力源(未示出)。开关端子118a至118c允许所述多个微型开关114a至114c连接至控制单马达变速箱组件100的部件的操作的外部电力源(未示出)。
参照图1至图4，单马达变速箱组件100包括换档马达104、换档蜗杆106、蜗轮108、传动选择臂110、多个输出齿轮112a至112c、多个微型开关114a至114c和驱动马达116。驱动马达116包括延伸穿过后覆盖件102a并由驱动马达116可旋转地驱动的驱动轴126。主传动齿轮140通过花键142或其他压配合连接固定地紧固至驱动轴126，并且主传动齿轮140包括齿轮齿140a。换档马达104包括可操作地连接至换档马达104并且从换档马达104向外延伸的换档马达轴120。换档马达轴120可操作地连接至换档蜗杆106并且驱动换档蜗杆106。用户使用定位在座椅(未示出)外部上的开关(未示出)来选择期望的座椅调节或座椅功能。外部开关连接至外部电力源和控制器(未示出)，并且向换档马达104提供电子控制命令，其中，换档马达104控制换档马达轴120的旋转。当使换档轴120旋转时，使换档蜗杆106旋转。
换档蜗杆106是螺旋形的，使得在换档蜗杆106旋转时换档蜗杆106的螺旋形成部122与形成在蜗轮108上的蜗杆齿124接合。换档蜗杆106的螺旋形成部122与形成在蜗轮108上的蜗杆齿124的接合引起蜗轮108的旋转。蜗轮108在蜗轮108的一个端部处绕驱动马达116的驱动轴126同心地布置并且由该驱动轴126支承，以及蜗轮108在在蜗轮108的相反的端部处绕从壳体102的前覆盖件102a突出的小齿轮轴130同心地布置并且由该小齿轮轴130支承。在驱动轴126与蜗轮108之间布置有衬套128，以允许蜗轮108相对于驱动轴126自由地转动。这样，在驱动轴126正在操作的同时蜗轮108是不操作的。驱动轴126和衬套128还延伸穿过传动选择臂110中的孔127，孔127与驱动轴126和蜗轮108的轴线对准。尽管蜗轮108相对于驱动轴126自由地转动，但蜗轮108可操作地固定至传动选择臂110。因此，蜗轮108的旋转有效地导致传动选择臂110的旋转。传动选择臂110可以可操作地旋转360°。传动选择臂110还包括从传动选择臂110的邻近于蜗轮108的表面110a向外突出的凸轮销136，以用于与微型开关114a至114c中的每个微型开关接合并选择性致动微型开关114a至114c中的每个微型开关。中间传动齿轮132在与孔127相反的端部处通过衬套134可旋转地联接至传动选择臂110。中间传动齿轮132包括与主传动齿轮140的齿轮齿140a啮合接合的齿轮齿132a。
所述多个微型开关114a至114c固定地紧固至后覆盖件102b并且绕后覆盖件102b的周缘间隔开。每个微型开关114a至114c均包括从该微型开关114a至114c延伸并突出穿过前覆盖件102a以用于连接至电源的开关端子118a至118c。每个微型开关114a至114c还包括围绕后覆盖件102b的周缘沿径向向内突出的致动杆138，以用于被传动选择臂110选择性接合。
最后，所述多个输出齿轮112a至112c由后覆盖件102b经由轴113可旋转地支承，并且所述多个输出齿轮112a至112c包括齿轮齿150，以用于与中间传动齿轮132的齿轮齿132a选择性啮合接合。
在操作中，用户经由开关选择期望的座椅功能，该开关向换档马达104供以电力并致动换档马达104。换档马达104使换档马达轴120转动。换档马达轴120使接合蜗轮108的换档蜗杆106旋转。蜗轮108影响传动选择臂110的运动，传动选择臂110使凸轮销136旋转以使凸轮销136与微型开关114a至114c的所述多个杆138中的与由用户选定并且由开关激活的期望的座椅功能对应的至少一个杆接触。所述多个杆138分别可操作地连接至所述多个微型开关114a至114c中的至少一个微型开关。基于用户选定的期望功能，凸轮销136与所述多个杆138中的至少一个杆的接触切断电力并且因此停止传动选择臂110的旋转。凸轮销136与所述多个杆138中的至少一个杆的接触还激活驱动马达116以将驱动轴126和主传动齿轮140进行驱动并且使驱动轴126和主传动齿轮140旋转。当杆138激活驱动马达116时，换档马达104的致动和操作停止。当使传动齿轮140旋转时，传动齿轮齿140a与形成在中间齿轮132上的中间齿轮齿132a接合，由此引起中间齿轮132的旋转。中间齿轮132对准并操作性地布置在传动齿轮140与所述多个输出齿轮112a至112c中的基于用户选定的功能的至少一个输出齿轮之间。中间齿轮132与相应的输出齿轮112a至112c接合，由此导致输出齿轮112a至112c的旋转，从而影响了用户选定的功能的实现。
例如，参照图5，用户已选定期望的功能并且传动选择臂110以顺时针方向或逆时针方向旋转直到凸轮销136接触微型开关114a的杆138为止，并且传动选择臂110与输出齿轮112a对准。在该位置处，此刻换挡马达104如所指示的由所述多个杆138中的与凸轮销136接触的相应一个杆的接合关闭，并且中间齿轮132与输出齿轮112a啮合接合。控制器致动驱动马达116以使驱动轴126和主传动齿轮140旋转。主传动齿轮140使中间齿轮132旋转，中间齿轮132进而使输出齿轮112a旋转以致动用户选择的座椅功能。
参照图6和图7，用户已选定另一期望的功能，并且传动选择臂110还通过换档马达104的致动而旋转。微型开关114a的杆138不再与凸轮销136接触。传动选择臂110被间隔开以在所述多个杆臂138的略微下方通过，如图6中所示，直到使传动选择臂110旋转并且凸轮销136定位成与对应于用户选定的功能的微型开关114c的杆臂138接触为止，其中，向换档马达104供以的电力被切断，由此停止传动选择臂110的进一步运动，如图7中所示。中间齿轮132现在与输出齿轮112c啮合接合。控制器再次致动驱动马达116以使驱动轴126和主传动齿轮140旋转。主传动齿轮140使中间齿轮132旋转，中间齿轮132进而使输出齿轮112c旋转以致动用户选定的座椅功能。
应当认识到的是，输出齿轮112和微型开关114的数目可基于电动座椅组件所期望的座椅功能或座椅调节的对应数目而变化，其中，每个输出齿轮112均由传动选择臂110和中间齿轮132选择性地接合，同时仍维持单驱动马达116以致动输出齿轮112的每个致动输出齿轮和座椅功能中的每个座椅功能。
已经以说明性的方式描述了本发明，并且应当理解的是，所使用的术语意在词语描述的性质的而非限制的性质。鉴于上述教示，本发明可以有许多改型和变型。因此，应当理解的是，在所附权利要求书的范围内，本发明可以以说明书内具体列举的方式以外的方式来实践。

Claims (6)

1.一种用于驱动多个选定输出的单马达变速箱组件(100)，所述组件包括：
壳体(102)；
换档马达(104)，所述换档马达(104)由所述壳体(102)支承；
驱动马达(116)，所述驱动马达(116)由所述壳体(102)支承以驱动主传动齿轮(140)；
多个间隔开的输出齿轮(112a-112c)，多个间隔开的所述输出齿轮(112a-112c)由所述壳体(102)可旋转地支承并且由所述驱动马达(116)选择性地驱动；
传动选择臂(110)，所述传动选择臂(110)操作性地联接至所述换档马达(104)，以用于在与所述输出齿轮(112a-112c)中的至少一个输出齿轮对准的选择位置之间致动，所述传动选择臂(110)包括中间齿轮(132)，所述中间齿轮(132)响应于所述传动选择臂(110)与所述输出齿轮(112a-112c)中的处于所述选择位置的一个输出齿轮的对准而啮合在所述主传动齿轮(140)与该输出齿轮(112a-112c)之间，以用于致动并驱动所述输出齿轮(112a-112c)和所述选定输出；以及
多个微型开关(114a-114c)，所述多个微型开关(114a-114c)可操作地连接成用以可交替地开启和停止换档马达(104)和驱动马达(116)，所述换档马达(104)用于所述传动选择臂(110)与所述输出齿轮(112a-112c)中的一个输出齿轮的对准，所述驱动马达(116)用于驱动所述主传动齿轮(140)、所述中间齿轮(132)和所述输出齿轮(112a-112c)。
2.根据权利要求1所述的单马达变速箱组件(100)，还包括凸轮销(136)，所述凸轮销(136)固定地连接至所述传动选择臂(110)，其中，所述凸轮销(136)实现所述多个微型开关(114a-114c)的开启和关闭。
3.根据权利要求2所述的单马达变速箱组件(100)，其中，所述传动选择臂(110)构造成用于360°的旋转。
4.根据权利要求2所述的单马达变速箱组件(100)，其中，所述多个微型开关(114a-114c)中的每个微型开关还相应地包括连接至所述多个微型开关(114a-114c)并且构造成用于与所述凸轮销(136)选择性接触的多个杆(138)。
5.根据权利要求2所述的单马达变速箱组件(100)，其中，所述换档马达(104)包括用于使换档蜗杆(106)旋转的换档驱动轴(120)，并且所述传动选择臂(110)包括与所述换档蜗杆(106)啮合接合的蜗轮(108)，以用于响应于所述换档马达(104)的致动而使所述传动选择臂(110)旋转成与所述输出齿轮(112a-112c)中的一个输出齿轮对准。
6.根据权利要求2所述的单马达变速箱组件(100)，其中，所述驱动马达(116)操作性地连接成用以使驱动轴(126)旋转，并且所述驱动轴(126)操作性地连接成用以使所述主传动齿轮(140)旋转；所述主传动齿轮(140)操作性地连接成用以响应于与多个所述输出齿轮(112a-112c)中的至少一个输出齿轮对准的所述传动选择臂(110)而使所述中间齿轮(132)和多个所述输出齿轮(112a-112c)中的所述至少一个输出齿轮旋转。
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