CN111391734A - 用于车辆的单电动机双作用致动器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了用于车辆座椅(1)的致动器(32)，包括：电动机(34)，在其中，转子使电动机(34)的第一输出轴和第二输出轴旋转；由第一输出轴旋转的第一减速齿轮(36)，第一减速齿轮(36)具有第一齿数比，并且驱动具有第一凹口节距的第一凹口轴(38)；由第二输出轴旋转的第二减速齿轮(40)，第二减速齿轮(40)具有第二齿数比，并且驱动具有第二凹口节距的第二凹口轴。第一齿数比与第二齿数比不同和/或第一凹口节距与第二凹口节距不同。

Description

用于车辆的单电动机双作用致动器
技术领域
本发明涉及一种致动器，以及涉及包括这种致动器的车辆座椅。
背景技术
机动车辆座椅通常设置有头枕，所述头枕的高度可以调节以适应座椅乘员的尺寸。
还已知一种机动车辆座椅，其头枕的位置可纵向调节，以使其更接近乘员的头部，并且因此减少或甚至消除颈椎创伤(“颈部扭伤”)的风险，尤其是在发生前部或后部碰撞时。
但是，头枕的纵向位置的调节通常独立于高度调节，因此用户不会花费时间进行该附加调节。
此外，机动车辆还配备有带有三个锚固点和一个卷收器的束带。因此，当座椅束带由乘员展开并佩戴时，其本质上包括两条活动的条带：胸带和腹带，其两者由于卷收器产生的拉力而保持压靠乘员。胸带跨过乘员的躯干斜向延伸(类似于子弹带)，而腹带基本在乘员的臀部横向延伸。在此位置，束带从卷收器延伸到束带扣，所述束带扣通过条带返回件(strap return)接收束带舌片。条带返回件从在卷收器和条带返回件之间、基本竖直向上延伸的部分以及竖直向下且斜向延伸的胸带来引导座椅束带。
为了使用者的更好的舒适度和提高的安全性，也有用的是，有利地根据头枕的高度调节来调节座椅束带条带返回件的竖直位置，以限制乘员进行的操作次数。
因此，从US-A-5 998 759或从CA-C-2 118 952得知一种机动车辆座椅，其头枕与条带返回件是一体的。因此，头枕的高度和条带返回件的高度能被同时调节。
但是，这种座椅的主要缺点是，条带返回件的高度(基本对应于座椅乘员的肩部的高度)和头枕的高度(取决于车辆座椅成员的尺寸)不根据乘员的尺寸以相同的变化率而变化。
此外，从DE-A-198 51 650得知一种车辆座椅，所述车辆座椅包括条带返回件调节路径传感器和电子控制单元，所述电子控制单元适于从传感器接收条带返回件调节路径信息，并相应地控制头枕的高度调节。DE-A-198 51 650公开了一种替代性的实施方式，其中，头枕的高度与束带返回件的高度同步地调节。
在两种情况下，车辆座椅都是复杂的，包括用于调节头枕和束带返回件的高度的两个单独的致动器，这两个致动器需要以适当的方式控制，以确保座椅乘员的舒适性和安全性。
发明内容
本发明尤其旨在提供一种用于车辆座椅(尤其是机动车辆)的致动器，其解决了现有技术的已知装置所遇到的问题。
为此目的，本发明提供了一种用于车辆座椅的致动器，包括：
-具有转子和定子的电动机，转子使电动机的第一输出轴和电动机的第二输出轴旋转；
-由第一输出轴旋转的第一减速齿轮，第一减速齿轮具有第一齿数比，第一减速齿轮的输出齿轮驱动具有第一凹口节距(notch pitch)的第一凹口轴(notched shaft)；
-由第二输出轴旋转的第二减速齿轮，第二减速齿轮具有第二齿数比，第二减速齿轮的输出齿轮驱动具有第二凹口节距的第二凹口轴，
其中，致动器的第一齿数比与第二齿数比不同，和/或其中，第一凹口节距与第二凹口节距不同。
因此，有利地，致动器可以被实施为控制两个分开的装置的运动，所述两个分开的装置的运动速度和/或运动路径是成比例的。
在优选的实施方式中，所描述的致动器具有以下一个或多个特征(单独或结合)：
-转子，电动机的第一输出轴，以及电动机的第二输出轴是一体的；
-电动机的第一输出轴和电动机的第二输出轴附接到电动机的转子，在一方面：电动机的第一输出轴和第二输出轴中的每一个，与另一方面：电动机的转子，之间优选地插入有弹性联接构件(elastic coupling member)；
-电动机的第一输出轴和电动机的第二输出轴中的一个以及电动机的转子是一体的，电动机的第一输出轴和电动机的第二输出轴中的另一个附接于电动机的转子，在电动机的第一输出轴与电动机的第二输出轴中的另一个之间优选地插入有弹性联接构件；
-第一齿数比和第二齿数比之间的比例大于或等于0.25和/或小于或等于0.75；
-第一凹口节距与第二凹口节距的比例大于或等于0.25和/或小于或等于0.75；
-第一凹口轴和/或第二凹口轴是蜗杆或齿条；
-第一凹口轴和第二凹口轴在两个不平行的方向上延伸；以及
-第一凹口轴和第二凹口轴在两个平行的方向上延伸。
根据另一方面，本发明还涉及一种车辆座椅，其包括座位部分、靠背、固定至靠背的头枕，以及如上述任意组合的致动器，致动器可操作地连接至头枕，以同时在两个不同的方向上调节头枕相对于靠背的位置。
再根据另一方面，本发明还涉及一种车辆座椅，其包括座位部分、靠背、固定至靠背的头枕、同样固定至靠背的条带返回件，以及如上述任意组合的致动器，致动器一方面可操作地连接至头枕，另一方面连接到条带返回件，以同时调节头枕相对于靠背的高度和条带返回件相对于靠背的高度。
附图说明
通过阅读以下详细描述以及对附图的分析，本发明的其他特征、细节和优点将变得清楚，其中：
图1是示例性车辆座椅的示意性侧视图；
图2是图1的车辆座椅的示意性透视图；
图3示出了可应用在图1和图2的车辆座椅中的致动器的透视图；
图4是另一示例性车辆座椅的透视图；以及
图5是可应用在图4的车辆座椅中的致动器的透视图。
具体实施方式
在下文的描述中，当涉及绝对位置限定词，例如术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等，或相对位置限定词，例如术语“上方”、“下方”、“较高”、“较低”等，或方向限定词，例如“水平”、“竖直”等时，除非另有说明，否则其是指人或座椅在其正常使用位置的方向。
图1示意性地示出了车辆(尤其是机动车辆)的座椅1，其具有用于接收座椅1的乘员的座位部分2和承载头枕4的靠背3。座位部分3固定至固定结构5，尤其是车辆地板。有利地，座椅通过导轨机构或任何其他允许至少在纵向方向X上调节座椅1的位置的方式固定在机动车辆的地板5上。
图2更详细地示出了图1的座椅1。
其包括具有座位部分框架10的座位部分2和具有靠背框架12的靠背3。座位部分框架10和靠背框架12有利地可围绕定向为基本横向方向的轴线相对于彼此旋转，以允许相对于就座部分框架10调节靠背框架12的倾斜度。用于将靠背框架12铰接到就座部分框架10的机构是众所周知的，并且因此在本说明书中为简洁起见，这里不再详细描述。靠背框架的这种铰链机构的控制可以是手动的或机动的。
如已经提到的，座椅1的座位部分框架10可以安装在能够使座椅1纵向移位和/或使座位部分框架10相对于车辆地板倾斜的装置上，尤其是通过使用其本身为已知的升高装置。
座椅1还包括具有头枕框架14的头枕4。
值得注意的是，这里，头枕4可相对于靠背框架12在基本竖直方向和在座椅1的基本纵向方向上移动。例如，有利的是，以竖直向上运动(换句话说，远离座位部分框架12)来调节头枕，同时头枕进行较小的纵向运动(例如朝向车辆座椅1的前部)。在实际中，座椅1的靠背3通常取向为朝向座椅的靠背3的后部，使得升高头枕4会导致座椅1的乘员头部与头枕4之间的更大的距离。众所周知，这种距离可能是危险的，尤其是在车辆的前部或后部受撞击的情况下。这样的距离会导致对颈椎的间接屈伸损伤(或“颈部扭伤”)。因此，优选在乘员较大时，使头枕4向前朝向座椅1，并使得头枕4相对于靠背框架12升高。
可以通过一个致动器32(如图3所示)来实现对头枕4升高和头枕4向前的同时控制。
致动器32首先包括一个电动机34。以常规方式，电动机34包括转子和定子S，定子S驱动转子的旋转。电动机34包括电动机的第一输出轴和电动机的第二输出轴，第一输出轴和第二输出轴与电动机34的转子一体旋转。例如，电动机的第一输出轴和第二输出轴与电动机34的转子可以是一个单元。作为替代地，电动机34的第一输出轴和电动机34的第二输出轴中的至少一个可以附接到电动机34的转子。在这种情况下，可在转子和附接至电动机34的转子的电动机34的第一输出轴和第二输出轴中的每一个之间插入弹性联接构件。
电动机34的第一输出轴使具有第一齿数比的第一减速齿轮36旋转。第一减速齿轮36使具有第一蜗杆节距的第一蜗杆38旋转。该第一蜗杆38的旋转控制头枕框架14的基本竖直的运动。为此，例如，头枕框架14与齿条形成一体，所述齿条由于第一蜗杆38的旋转而沿着第一蜗杆38延伸的方向平移运动。作为替代地，头枕框架14与安装在第一蜗杆38上的螺母形成一体，当蜗杆38自身枢转时，该螺母被阻止转动，例如通过与一个或多个挡体接合。
电动机34的第二输出轴使具有第二齿数比的第二减速齿轮40旋转。第二减速齿轮40使具有第二蜗杆节距的第二蜗杆42旋转。该第二蜗杆42的旋转控制头枕框架14的基本纵向的运动。为此，例如，头枕框架14与齿条形成一体，所述齿条由于第二蜗杆42的旋转而沿第二蜗杆42延伸的大体纵向方向平移运动。作为替代地，头枕框架14与安装在第二蜗杆42上的第二螺母形成一体，当第二蜗杆42自身枢转时，该螺母被阻止转动，例如通过与一个或多个挡体接合。
在图3中所示的致动器32的情况下，第一蜗杆沿第一轴线A1延伸，第二蜗杆42沿第二轴线A2延伸，第一和第二轴线A1，A2不平行。更精确地，“不平行的轴线”在此应理解为，在正交于电动机34的转子的旋转轴线A的平面P中，第一和第二轴线A1，A2的投影A'1，A'2在该平面P中相交。在当前情况下，轴线A1，A2的投影A'1，A'2在该平面P中垂直，使得这些轴线A1，A2被描述为垂直。
由于第一轴线A1和第二轴线A2基本垂直，因此可以以协调的方式在两个垂直的方向上控制头枕4的运动。
值得注意的是，这里，第一齿数比不同于第二齿数比和/或第一蜗杆节距不同于第二蜗杆节距。因此，电动机34的旋转控制头枕4的向上/向下和向前/向后的协调运动，但是以不同的速度和/或调节范围。尤其是，随着电动机34的旋转，控制头枕4的比向前/向后运动更大的向上/向下运动。因此，可以调节座椅构造，同时提高使用者的舒适度和安全性。
例如，第一齿数比与第二齿数比之间的比例大于或等于0.25和/或小于或等于0.75。
附加地或替代地，第一蜗杆节距和第二蜗杆节距之间的比例大于或等于0.25和/或小于或等于0.75。
此外，图4中所示的座椅1包括与图2所示的座椅束带系统类似的座椅束带系统。座椅束带系统包括座椅束带18。座椅束带18在一端18a通过套环20固定于座位部分框架10。作为替代地，座椅束带18的端部18a可附接于靠背框架12，甚至附接于机动车辆的车身。然而，有利的是，将座椅束带18的该端部18a附接到就座部分或靠背框架10、12中的一个上。实际上，在这种情况下，当乘员纵向运动座椅1时，束带的该端部18a跟随着座椅1，以尤其是根据其身体尺寸调节驾驶位置。套环20可尤其是通过螺栓或铆钉固定。
束带18的另一端缠绕在卷收器22内。这种本身已知的卷收器22允许拉紧束带18。在束带18不使用时，卷收器22尤其允许卷起束带18，由此其不会垂悬在座椅1上或车辆的客厢地板上。卷收器22有利地固定于就座部分框架10或靠背框架12处，以在使用者进行调节的情况下基本跟随座椅1的运动。在此，卷收器22位于靠背的相对于套环20的相对面上。卷收器22也可以集成在座椅1中，使得其不能从座椅外部看到。
当束带18未被附接时，从卷收器22到套环20，束带18具有竖直的第一上升条带181和第二条带182。这两个条带181、182由条带返回件26引导。这里，条带返回件26被实施在图中的右侧，这是用于安装在车辆的左侧(在车辆的正常行驶方向上)的座椅1。为了将座椅安装在右侧，条带返回件26将对称地布置。
该条带返回件26本质上是使束带18在上升条带181和下降条带182之间围绕其转向的元件。因此，条带返回件26限定了束带18的竖直最高点。
束带18的下降条带182设有固定舌片28，所述固定舌片旨在以已知的方式特别是通过卡入到位而固定到座椅束带带扣30内。同样，在纵向调节座椅位置的情况下，为了跟随座椅，座椅束带带扣30有利地固定到座位部分框架10或靠背框架12。然而，作为替代地，座椅束带带扣30可固定到机动车辆的车身。
在此，值得注意的是，头枕4相对于靠背框架12的高度可以与条带返回件26相对于该相同的靠背框架12的高度相协调的方式而调节。为此，使用了致动器22，如图5所示。
图5的致动器32与图3的致动器的本质不同在于：第一蜗杆38和第二蜗杆42在两个基本平行的方向上延伸。在这种情况下，头枕4和条带返回件26的位置在基本平行的方向上被调节。
如参考图3所讨论的，第一齿数比不同于第二齿数比和/或第一蜗杆节距不同于第二蜗杆节距。因此，电动机34的旋转控制了头枕4和条带返回件26的协调运动，但是以不同的速度和/或调节范围。特别地，随着电动机的旋转，头枕4的位移被控制为大于条带返回件26的位移。因此，可以调节座椅构造，同时提高用户舒适度和安全性。
例如，第一齿数比与第二齿数比之间的比例大于或等于0.25和/或小于或等于0.75。
附加地或替代地，第一蜗杆节距和第二蜗杆节距之间的比例大于或等于0.25和/或小于或等于0.75。
在所示的示例中，例如，存在对于头枕4的高度的调节范围，其基本对应于第一蜗杆38的长度，约为210mm，而对于条带返回件26的高度的调节范围，其基本对应于第二蜗杆42的长度，约为80mm。
当然，本发明不限于出于说明性的非限制性目的而描述的实施方式。恰恰相反：本发明包括本领域技术人员可获得的多个变体。
例如，在所描述的示例中，齿轮使具有蜗杆节距的蜗杆旋转。作为替代地，齿轮可驱动在齿条的齿之间具有节距的齿条。更一般地，每个齿轮可以驱动在凹口之间具有节距的凹口轴。在蜗杆的情况下，凹口通过螺纹形成，并且在凹口之间的节距由蜗杆节距限定。在齿条的情况下，凹口对应于齿条的齿，并且凹口之间的节距对应于齿之间的节距。

Claims (14)

1.用于车辆座椅(1)的致动器(32)，其包括：
-具有转子和定子的电动机(34)，所述转子使所述电动机(34)的第一输出轴和所述电动机(34)的第二输出轴旋转，
-由所述第一输出轴旋转的第一减速齿轮(36)，所述第一减速齿轮(36)具有第一齿数比，所述第一减速齿轮(36)的输出齿轮驱动具有第一凹口节距的第一凹口轴(38)，
-由所述第二输出轴旋转的第二减速齿轮(40)，所述第二减速齿轮(40)具有第二齿数比，所述第二减速齿轮(40)的输出齿轮驱动具有第二凹口节距的第二凹口轴，
其中，所述致动器的第一齿数比与所述第二齿数比不同，和/或其中，所述第一凹口节距与所述第二凹口节距不同。
2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述电动机(34)的转子、第一输出轴和所述电动机(34)的第二输出轴是一体的。
3.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述电动机(34)的第一输出轴和所述电动机(34)的第二输出轴附接到所述电动机(34)的转子。
4.根据权利要求3所述的致动器，其特征在于，在一方面：所述电动机(34)的第一输出轴和所述电动机(34)的所述第二输出轴中的每一个，与另一方面：所述电动机(34)的转子，之间插入有弹性联接构件。
5.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述电动机(34)的第一输出轴和所述电动机(34)的第二输出轴中的一个，与所述电动机(34)的转子是一体的，所述电动机(34)的第一输出轴和所述电动机(34)的第二输出轴中的另一个附接到所述电动机的转子。
6.根据权利要求5所述的致动器，其特征在于，在所述电动机(34)的第一输出轴与所述电动机(34)的第二输出轴中的另一个之间插入有弹性联接构件。
7.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第一齿数比与所述第二齿数比之间的比例在0.25与0.75之间。
8.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第一凹口节距与所述第二凹口节距之间的比例在0.25至0.75之间。
9.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第一凹口轴(38)和所述第二凹口轴(42)中的至少一个是蜗杆。
10.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第一凹口轴(38)和所述第二凹口轴(42)中的至少一个是齿条。
11.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第一凹口轴和所述第二凹口轴在两个不平行的方向(A1，A2)上延伸。
12.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第一凹口轴和所述第二凹口轴在两个平行方向上延伸。
13.一种车辆座椅(1)，其包括座位部分(2)、靠背(3)、附接到所述靠背(3)的头枕(4)，以及根据前述权利要求中任一项所述的致动器(32)，所述致动器可操作地连接到所述头枕(4)，以同时在两个不同的方向(A1，A2)上调节所述头枕(4)相对于所述靠背(3)的位置。
14.一种车辆座椅(1)，其包括座位部分(2)、靠背(3)、固定到所述靠背(3)上的头枕(4)、同样固定到所述靠背(3)上的条带返回件(26)，以及根据权利要求1至12中任一项所述的致动器(32)，所述致动器(32)一方面可操作地连接至所述头枕(4)，另一方面可操作地连接至所述条带返回件(26)，以同时调节所述头枕(4)相对于所述靠背(3)的高度和所述条带返回件(26)相对于所述靠背(3)的高度。
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