CN108602455A - 具有动力肩部枢转的座椅靠背 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆座椅靠背，其包括包含侧框架构件的下部座椅靠背部分以及包含侧框架构件的上部座椅靠背部分，侧框架构件包括齿轮扇区，齿轮扇区包括具有扇区齿轮齿的下部边缘。枢转连接部将下部侧框架构件枢转地连接到上部侧框架构件。具有齿轮齿的小齿轮与扇区齿轮齿啮合。马达组件被安装到下部侧框架构件中的一个或两个上，并且包括马达以及沿两个旋转方向中的每个旋转方向驱动小齿轮的输出轴。马达沿一个方向的旋转使上部座椅靠背相对于下部座椅靠背沿前向枢转方向枢转，并且马达沿相反方向的枢转使座椅靠背相对于下部座椅靠背沿后向方向枢转。

Description

具有动力肩部枢转的座椅靠背
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年11月23日提交的序列号为62/258,772的美国临时申请优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及车辆座椅，并且特别涉及具有动力肩部枢转的车辆座椅靠背(靠背)。
背景技术
车辆座椅可以具有带座椅靠背框架的座椅靠背，其中座椅靠背框架具有铰接到下部座椅靠背部分的上部座椅靠背部分。上部座椅靠背部分在枢转区域处连接到下部座椅靠背部分。这允许上部座椅靠背部分相对于下部座椅靠背部分的枢转，从而改变座椅乘员的肩部区域的支撑。这提供了带有肩部枢转的座椅靠背。肩部枢转允许上部座椅靠背部分相对于下部座椅靠背部分枢转，从而允许上部座椅靠背部分相对于下部座椅靠背部分的角度进行一定范围的调节。
美国专利9,340,127公开了一种具有座椅部和靠背的车辆座椅，其中在座椅部和靠背之间所形成的角度可以被设定-倾斜靠背特征。靠背由面向座椅部的靠背基部和邻接靠背基部的靠背上部构成。靠背上部可以相对于靠背基部绕基本上水平对齐的枢转轴线进行枢转。靠背上部相对于靠背基部的角度位置可以相对于座椅部独立于靠背基部的角度位置进行设定。为此，设置第一锁定装置，以在至少两个位置处固定靠背基部相对于座椅部的斜倾。操作杆机械地操作第一锁定装置。第二锁定装置在至少两个位置处固定靠背上部相对于靠背基部的斜倾。开关操作第二锁定装置。开关与气动控制元件和至少一个气动致动器元件活动连接。开关集成在操作杆6中。开关的气动致动器体积庞大并增加相当大的重量。设定靠背上部相对于靠背基部的角度位置是困难的。
WO2008092556(A1)公开了一种具有靠背框架的车辆座椅，该靠背框架与附加框架协作，该附加框架通过枢转轴线连接到靠背。枢转轴线8通过两个轴承来实现，在两个侧板中各有一个轴承。附加框架基本上构造成U形，其中“U”的自由端连接到枢转轴线8。附加框架设置为使得其从枢转轴线延伸到顶部。枢转轴线构造成基本水平，从而附加框架可以像已知的斜倾可调节的上部靠背部分一样以人体工程学方式完全在肩胛骨区域中枢转。附加框架相对于靠背框架的枢转运动通过安装在靠背内部的马达实现。马达通过传输轴连接到枢转轴线的两个铰链，并驱动两侧-附加框架“U”的自由端。该布置允许调节靠背的所有可能的运动-例如，使整个靠背在其与座椅构件之间的铰链处枢转或还调节座椅座垫深度或座椅座垫高度等。马达允许利用动力调节使附加框架在极端位置之间移动。然而，设置有马达体积庞大且笨重。马达尺寸和设置加剧了车辆座椅的总体尺寸。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有肩部枢转的车辆座椅靠背，以用于利用动力驱动器相对于下部座椅靠背部分调节上部座椅靠背部分，该动力驱动器相对于座椅靠背具有小尺寸部件。
本发明的另一目的是提供一种动力肩部枢转装置，其中座椅靠背动力组件与座椅靠背一起移动，但是重量轻并且基本上不增加车辆座椅的总体尺寸。
本发明的另一个目的是提供一种动力肩部枢转，其中座椅头枕与枢转座椅靠背一起移动，而不是相对于枢转座椅靠背保持在固定位置。
根据本发明，提供了一种车辆座椅靠背，其包括包含下部座椅靠背部分框架的下部座椅靠背部分以及包含上部框架的上部座椅靠背部分。下部框架和上部框架可枢转地彼此连接。下部框架可以包括在上部区域限定枢转支撑部的下部内侧侧框架构件以及在上部区域限定枢转支撑部的下部外侧侧框架构件。上部座椅靠背部分的上部框架可以包括上部内侧侧框架构件以及下部外侧侧框架构件，该上部内侧侧框架构件具有枢转支撑部并具有相关联的内侧齿轮扇区，该相关联的内侧齿轮扇区包括具有内侧扇区齿轮齿的下部边缘，且该下部外侧侧框架构件具有枢转支撑部并具有相关联的齿轮扇区，该齿轮扇区包括具有外侧扇区齿轮齿的下部边缘。内侧枢转连接部在枢转支撑部处将下部内侧侧框架构件枢转地连接至上部内侧侧框架构件。外侧枢转连接部在枢转支撑部处将下部外侧侧框架构件枢转地连接至上部外侧侧框架构件。内侧小齿轮具有与内侧扇区齿轮齿啮合的齿轮齿。内侧小齿轮连接到下部内侧侧框架构件以在两个旋转方向中的每个旋转方向上旋转。外侧小齿轮具有与外侧扇区齿轮齿啮合的齿轮齿。外侧小齿轮连接到下部外侧侧框架构件以在两个旋转方向中的每一个上旋转。内侧马达组件安装到下部内侧侧框架构件并且包括马达，并且输出轴连接到内侧小齿轮以用于沿两个旋转方向中的每一个旋转方向驱动内侧小齿轮。外侧马达组件安装到下部外侧侧框架构件并且包括马达以及输出轴，该输出轴连接到外侧小齿轮以用于在两个旋转方向中的每一个上驱动外侧小齿轮。马达在一个方向上的操作使得上部座椅靠背相对于下部座椅靠背沿向前枢转方向枢转，并且马达在另一方向的操作使座椅靠背相对于下部座椅靠背沿向后方向枢转。
基于在靠背的每侧设置马达组件，车辆座椅，特别是具有肩部枢转的座椅靠背是特别有利的。特别地，设置由内侧侧框架构件所承载的马达组件并设置由外侧侧框架构件所承载的马达组件为上部座椅靠背部分相对于下部座椅靠背部分的动力调节提供了必要的动力。此外，通过将每个马达定位为由侧框架承载，提供了紧凑的构造。多个马达为调节提供足够的动力，而不占用大量空间。此外，设置由马达所驱动的小齿轮，特别是设置在下部框架部分处是有利的。特别地，该设置与可能有利地与上部框架一起形成的齿轮扇区部配合。这为相对于座椅靠背下部框架调节座椅靠背上部框架角度位置提供了简单且紧凑的动力系。
头枕可以连接到上部座椅靠背部分以与上部座椅靠背部分一起移动。由于肩部枢转装置的侧向设置的动力驱动器不干扰头枕在座椅靠背上的安装，所以本发明特别有利。
下部侧框架构件中的每一个可具有限定马达组件安装区域的边缘凸缘或前向端部和后向端部。马达组件安装区域在下部侧框架构件之间具有大约为35mm的尺寸。马达组件具有35mm或更小的宽度尺寸并定位于下部侧框架构件的边缘凸缘之间。设置与稍微典型的侧面构件相结合的小面积马达可以实现紧凑的肩部枢转驱动装置。
下部侧框架构件的前向端部和后向端部中的每一个可以限定驱动装置操作区域。齿轮扇区的尺寸被确定并且齿轮扇区和小齿轮的齿轮齿被设置成使得齿轮扇区在框架构件的前向端部和后向端部之间的枢转范围内移动。提供了座椅靠背上部框架角度位置相对于座椅靠背下部框架角度位置的相对大的调节角度。
每个齿轮扇区均具有凹槽，该凹槽限定前向止动件和后向止动件。每个下部侧框架构件具有凹槽从动销，该凹槽从动销穿过凹槽并且允许相应齿轮扇区对应于凹槽相对于凹槽从动销在前向和后向止动件之间的移动而旋转。座椅靠背上部框架与座椅靠背下部框架之间利用凹槽和止动件的刚性连接允许在座椅靠背上部框架与座椅靠背下部框架之间具有稳固且可靠的连接，并具有受限的相对移动。
动力和控制单元可以被设置用于为每个马达供电并且控制每个马达在旋转方向上的旋转速度。这可能是用于纵向(行进方向)运动和座椅位置调节的其他方面的座椅调节控制的一部分。
根据本发明的另一方面，提供一种车辆座椅，其包括座椅基部和连接到座椅基部的车辆座椅靠背。车辆座椅靠背是根据本发明的座椅靠背。
根据本发明的另一方面，提供了一种方法以用于形成根据本发明的车辆座椅靠背。
显而易见的是，在不超出本发明的范围的情况下，以下将解释的上述特征不仅可以按所描述的特定组合进行使用，而且可以按其它组合或单独地进行使用。
本发明的优选示例性实施例在附图中示出并且将在以下描述中更详细地解释，其中相同的附图标记表示相同或相似或功能相同的部件。表征本发明的新颖性的各种特征在所附权利要求中特别指出并形成本公开的一部分。为了更好地理解本发明，即其操作优点和通过其使用所获得的特定目的，参考附图以及示出本发明的优选实施例的说明性内容。
附图说明
在附图中：
图1是根据本发明的座椅靠背的侧视图，示出了上部座椅靠背部分和下部座椅靠背部分，上部座椅靠背部分也以虚线示出于完全前向位置处；
图2是沿图3的II-II线截取的剖视图，示出了上部座椅靠背部分和下部座椅靠背部分的一部分，上部座椅靠背部分也以虚线示出于部分前向位置处；
图3是图1的座椅靠背的前视图，示出了上部座椅靠背部分和下部座椅靠背部分；
图4是图1的座椅靠背的上部部分和下部座椅靠背部分的一部分的透视图，还示出了连接到座椅靠背上部部分并与座椅靠背上部部分一起移动的头枕；
图5是在座椅靠背上部部分和座椅靠背下部部分之间位于车辆座椅的一侧处的肩部销枢转区域中的细节图；
图6是类似于图5的位于车辆座椅的一侧处的肩部销枢转的细节图，其中马达组件被移除；
图7是待连接到一个上部侧框架构件的第一侧齿轮扇区的透视图；
图8是待连接到另一上部侧框架构件的第二侧齿轮扇区的透视图；
图9是示出齿轮扇区相对于下部框架构件的透视图，其中小齿轮被移除并且马达组件被移除；
图10是示出齿轮扇区相对于下部框架构件的透视图，其中小齿轮被移除并且马达组件被移除，并且与图9相比从相对侧示出了图9的特征，其中覆盖的齿轮扇区以虚线示出；
图11是马达组件的透视图；
图12是马达组件的另一透视图；以及
图13是根据本发明的车辆座椅的侧视图，示意性地相对于车辆座椅框架结构示出了泡沫/饰板。
具体实施方式
参考附图，图1示出了车辆座椅10的靠背或座椅靠背20的侧视图(图13)。所示的车辆座椅10是驾驶员座椅，但是座椅10可以是前排乘客座椅或甚至后排座椅。
车辆座椅10包括座椅基部(也称为座垫)16以及座椅靠背20。如图13所示，座椅靠背20由下部座椅靠背部分22和上部座椅靠背部分26组成。座椅靠背20经由座椅枢转配件18可枢转地连接到座椅基部16。上部座椅靠背部分26在枢转连接部30处可枢转地连接到下部座椅靠背部分22。
下部座椅靠背部分22由内侧下部侧框架构件24i和外侧下部侧框架构件24o以及下部横向构件21和中间横向构件25组成(图3)。座椅靠背20可以包括连接到上部座椅靠背部分26的头枕12，以与其一起移动(图4)。
上部座椅靠背部分26由内侧上部侧框架构件28i和外侧上部侧框架构件28o以及上部横向构件27组成。内侧侧和外侧侧中的每一个均具有枢转支架(下部区域枢转支撑部34)，该枢转支架具有位于下部座椅靠背部分22和上部座椅靠背部分26之间的枢转连接部30。每个枢转连接部30由上部区域枢转支撑部32和下部区域枢转支撑部34组成。
内侧侧和外侧侧中的每一个都具有相关联的动力肩部枢转驱动装置40，其具有相应的马达装置60i和60o。由于车辆座椅靠背20的内侧侧和外侧侧的构造基本相同(构造基本上为镜像)，因此在下面的描述中描述了适用于内侧侧和外侧侧的结构，并且省略了与内侧侧和外侧侧相关的标示“I”和“o”。只有图3和图4使用标示“I”和“o”来指示内侧侧和外侧侧。
图2示出了枢转连接部30。在所示的实施例中，提供了齿轮扇区50，其被焊接或以其它方式固定到上部侧框架构件28。齿轮扇区50具有带扇区齿轮齿52的下部边缘。在可替代方案中，上部侧框架构件28本身可以具有带扇区齿轮齿52的下部边缘。在所示的实施例中，齿轮扇区50包括轴承开口，该轴承开口与上部侧框架构件28配合提供上部区域轴承支撑部32。下部区域枢转支撑部34在下部侧框架构件24的轴承支架或轴承部分中形成为轴承开口(图10)。
每个动力肩部枢转驱动装置40由扇区50与小齿轮46驱动连接所利用的装置组成。齿轮扇区50的齿条齿轮齿52与小齿轮46的小齿轮齿48啮合。驱动装置40包括马达组件60以驱动用以驱动齿轮齿52的小齿轮46以使上部座椅靠背部分26围绕枢转部30旋转。驱动装置40包括具有中心开口的支撑隔离支架42(图6)。小齿轮46安装在马达组件60的驱动轴64上，该驱动轴64形成枢转轴承。支撑和隔离支架42和/或下部侧框架构件24提供另一个小齿轮轴承44。驱动轴64由小齿轮轴承44支撑(图10)。小齿轮46具有多个小齿轮齿48。齿轮扇区50具有与小齿轮齿48啮合的多个扇区齿轮齿52。每个马达组件60包括马达62并且可以包括齿轮(传动装置)以提供驱动驱动轴64所需的齿轮比。马达组件60中的每一个被安装到支架42中的一个上，其中驱动轴如所述那样被支撑。
图7和8示出了在利用诺顿衬套进行子组装阶段中并且在完全形成凹槽58之前的外侧和内侧齿轮扇区50。图7和8示出了在完全形成凹槽58之前的阶段(也参见图9和10)，其在完成之后将容纳凹槽从动销54。外侧和内侧齿轮扇区50基本上是彼此的镜像。
图9示出了与下部侧框架构件24(外侧部位)相关的齿轮扇区50，并且枢转驱动装置40中的许多其他部件被移除。图10再次示出了外侧侧，示出了与下部侧框架构件24相关的齿轮扇区50，但是通过下部侧框架构件24观察了齿轮扇区50的下部部分(位于枢转部30下方)。如图10所示，齿轮扇区50包括凹槽58。凹槽从动销54在凹槽58内具有轴或柱(图6)。凹槽58的边缘端壁限定止动件以限定完全前向位置F和完全后向位置R(图1和2)。
根据马达62的旋转方向，输出轴64驱动小齿轮46，从而引起齿轮扇区50围绕枢转部30的旋转。这导致上部座椅靠背部分26在由凹槽58和凹槽从动销54所限定的前向止动件和后向止动件之间朝前向或后向方向移动。应用拉伸弹簧68(图5)以稳定上部座椅靠背部分26和下部座椅靠背部分24之间的力，从而消除松弛并且提供两部分之间的平滑移动。
每个马达组件60具有动力和控制连接部92，其连接到动力和控制单元90。动力和控制连接部92被示出为在图5中示意性地连接到动力和控制单元90。
每个马达组件60具有允许其放置在下部框架构件中每一个的前向边缘凸缘36和后向边缘凸缘(或卷边/弯曲部)37之间的宽度尺寸。特别地，前向边缘凸缘36和后向边缘凸缘37确定了马达组件60设置在其中的最大框架安装尺寸D(图2)。有利地，每个马达组件60是s型致动器，其可以具有小于35mm的宽度尺寸。动力肩部枢转驱动装置40(动力肩部枢转组件)的宽度可以约为35mm(包括齿轮扇区50的下部部分52(即齿部)的枢转范围)。该装置允许扇区齿轮齿52相对于小齿轮46移动，使得侧向边缘51和53位于前向边缘凸缘36和后向边缘凸缘37之间的区域内-即在上部座椅靠背部分26在完全前向枢转位置F和完全后向枢转位置之间R的整个移动范围上。
尽管本发明的具体实施例已经被详细地示出和描述以说明本发明的原理的应用，但应该理解，本发明可以其它方式实施而不背离这些原理。
附图标记列表：
10 车辆座椅
12 头枕
16 座椅基部
18 座椅枢转配件
20 座椅靠背
22 下部座椅靠背部分
21 下部横向构件
24 下部侧框架构件
25 中间横向构件
26 上部座椅靠背部分
27 上部横向构件
28 上部侧框架构件
30 枢转连接部
32 上部区域枢转支撑部
34 下部区域枢转支撑部
36 前向边缘凸缘
37 后向边缘凸缘
40 动力肩部枢转驱动装置
42 支撑支架
44 小齿轮轴承
46 小齿轮
48 小齿轮齿
50 齿轮扇区
51 扇区侧向边缘
52 扇区齿轮齿
53 扇区侧向边缘
54 凹槽从动销
58 凹槽
60 马达组件
62 马达
64 输出(驱动)轴
68 拉伸弹簧
90 动力和控制单元
92 动力和控制连接部
D 框架安装空间
F 完全前向枢转位置
R 完全后向枢转位置

Claims (15)

1.一种车辆座椅靠背，包括：
下部座椅靠背部分，所述下部座椅靠背部分包括在上部区域处限定枢转支撑部的下部内侧侧框架构件以及在上部区域处限定枢转支撑部的下部外侧侧框架构件；
上部座椅靠背部分，所述上部座椅靠背部分包括上部内侧侧框架构件以及下部外侧侧框架构件，所述上部内侧侧框架构件具有枢转支撑部并具有相关联的内侧齿轮扇区，所述内侧齿轮扇区包括具有内侧扇区齿轮齿的下部边缘，所述下部外侧侧框架构件具有枢转支撑部并具有相关联的齿轮扇区，所述齿轮扇区包括具有外侧扇区齿轮齿的下部边缘；
内侧枢转连接部，所述内侧枢转连接部在所述枢转支撑部处将所述下部内侧侧框架构件枢转地连接至所述上部内侧侧框架构件；
外侧枢转连接部，所述外侧枢转连接部在所述枢转支撑部处将所述下部外侧侧框架构件枢转地连接至所述上部外侧侧框架构件；
内侧小齿轮，所述内侧小齿轮具有与所述内侧扇区齿轮齿啮合的齿轮齿，所述内侧小齿轮连接到所述下部内侧侧框架构件以用于沿两个旋转方向中的每一个方向旋转；
外侧小齿轮，所述外侧小齿轮具有与所述外侧扇区齿轮齿啮合的齿轮齿，所述外侧小齿轮连接至所述下部外侧侧框架构件以用于沿两个旋转方向中的每一个方向旋转；
内侧马达组件，所述内侧马达组件安装至所述下部内侧侧框架构件并且包括马达和输出轴，所述输出轴连接至所述内侧小齿轮以用于沿所述两个旋转方向中的每一个方向驱动所述内侧小齿轮；以及
外侧马达组件，所述外侧马达组件安装至所述下部外侧侧框架构件并且包括马达和输出轴，所述输出轴连接至所述外侧小齿轮以用于沿所述两个旋转方向中的每一个方向驱动所述外侧小齿轮，由此所述马达沿一个方向的操作使得所述上部座椅靠背相对于所述下部座椅靠背沿前向枢转方向枢转，并且所述马达沿另一方向的操作使得所述座椅靠背相对于所述下部座椅靠背沿后向方向枢转。
2.如权利要求1所述的车辆座椅靠背，其还包括头枕，所述头枕连接到所述上部座椅靠背部分以与所述上部座椅靠背部分一起移动。
3.如权利要求1所述的车辆座椅靠背，其特征在于：
所述下部侧框架构件中的每个均具有限定马达组件安装区域的边缘，其中，所述马达组件安装区域在下部侧框架构件边缘之间具有大约35mm或更大的尺寸；以及
所述马达组件具有大约35mm的宽度尺寸并且被定位在所述下部侧框架构件的所述边缘之间。
4.如权利要求1所述的车辆座椅靠背，其特征在于，:
每个齿轮扇区具有限定前向止动件和后向止动件的凹槽；
每个下部侧框架构件具有凹槽从动销，所述凹槽从动销穿过所述凹槽并且允许相应齿轮扇区对应于所述凹槽相对于所述凹槽从动销在所述前向止动件和所述后向止动件之间的移动而旋转。
5.如权利要求1所述的车辆座椅靠背，其还包括用于为每个马达提供动力并且控制每个马达的旋转方向上的旋转速度的动力和控制单元。
6.如权利要求1所述的车辆座椅靠背，其特征在于，所述齿轮扇区形成为扇区部件，所述扇区部件与相关联的侧上部框架构件分离并且随后被固定到所述相关联的侧框架构件。
7.如权利要求1所述的车辆座椅靠背，其特征在于，所述齿轮扇区形成为与所述相关联的侧上部框架构件一体的扇区。
8.一种车辆座椅，包括：
座椅基部；以及
连接到所述座椅基部的车辆座椅靠背，所述座椅靠背是如权利要求1、2、3、4、5、6或7中任一项所述的座椅靠背。
9.如权利要求8所述的车辆座椅，还包括枢转配件，所述枢转配件将所述座椅基部连接到所述车辆座椅靠背，以使所述车辆座椅靠背相对于所述座椅基部枢转运动。
10.一种形成车辆座椅靠背的方法，所述方法包括以下步骤：
形成包括第一侧下部框架构件和第二侧下部框架构件的下部座椅靠背部分；
形成包括第一侧上部框架构件和第二侧上部框架构件的上部座椅靠背部分，每个侧上部框架构件包括齿轮扇区，所述齿轮扇区包括具有扇区齿轮齿的下部边缘；
利用将所述下部侧框架构件枢转地连接到所述上部侧框架构件的枢转连接部将所述上部座椅靠背部分连接到所述下部座椅靠背部分；以及
在每个第一侧下部框架构件和第二侧下部框架构件处提供枢转驱动装置，每个驱动装置包括：
小齿轮，所述小齿轮具有与相关联的扇区齿轮齿啮合的齿轮齿；以及
马达组件，所述马达组件被安装到所述相关联的下部侧框架构件，所述马达组件包括马达和输出轴，所述输出轴沿两个旋转方向中的每一个方向驱动所述小齿轮，其中，所述马达在一个方向上的旋转使得所述上部座椅靠背相对于所述下部座椅靠背沿前向枢转方向枢转，并且所述马达在相反方向的旋转使得所述座椅靠背相对于所述下部座椅靠背沿后向方向枢转。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述齿轮扇区形成为扇区部件，所述扇区部件与相关联的侧上部框架构件分离并且随后被固定到所述相关联的侧框架构件。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述齿轮扇区形成为与所述相关联的侧上部框架构件一体的扇区。
13.如权利要求10所述的方法，其还包括将头枕连接到所述上部座椅靠背部分以与所述上部座椅靠背部分一起移动。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于：
所述下部侧框架构件中的至少一个具有限定驱动装置操作区域的前向端部和后向端部；
所述齿轮扇区的尺寸被确定并且所述齿轮扇区和小齿轮的齿轮齿设置成使得所述齿轮扇区的下部部分在所述框架构件的前向端部和后向端部之间的枢转范围中移动。
15.如权利要求10所述的方法，其特征在于：
所述齿轮扇区中的至少一个具有限定前向止动件和后向止动件的凹槽；
所述下部侧框架构件中的至少一个具有凹槽从动销，所述凹槽从动销穿过所述凹槽并且允许所述齿轮扇区对应于所述凹槽相对于所述凹槽从动销在所述前向止动件和所述后向止动件之间的移动而枢转。
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