CN115320460B - 一种连续式座椅楔块偏心结构调角器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连续式座椅楔块偏心结构调角器,齿轮齿板和齿圈齿板通过相互啮合的齿相互连接;楔块在周向方向上旋转以驱动齿轮齿板和齿圈齿板的相对滚动运动;衬套设置于楔块的弯曲外表面和齿圈齿板的中心孔之间;所述楔块的弯曲外表面形成为对数螺旋线的一部分,在所述楔块的周向转动过程中,在接触切点处与衬套贴靠的楔块的弯曲外表面沿循对数螺旋线的一部分路径。根据本发明的连续式座椅楔块偏心结构调角器,在接触切点处与衬套贴靠的楔块的弯曲外表面沿循对数螺旋线的一部分路径,其中的楔块的载荷力在限定方向上一致性地周向循环,从而通过对楔块的轮廓进行设计,形成限定有效的力臂。

Description

一种连续式座椅楔块偏心结构调角器
技术领域
本发明涉及汽车座椅,更具体地涉及一种连续式座椅楔块偏心结构调角器。
背景技术
已知的连续式座椅偏心调角器多为楔块(Wedge)偏心转动结构,楔块即是径向支撑的核心部件,又是自适应调节啮合间隙的核心部件,其具有的弯曲内外表面具有多段圆弧拟合成的内外两侧功能面轮廓,即由具有不同半径的圆弧拼合而成。当在楔块的弯曲外表面圆弧接合处摩擦时,因为不同半径且不同圆心的圆弧曲率不同,所以作用于楔块的载荷力不能在限定方向上一致性地周向循环,不能形成限定有效的力臂。
发明内容
为了解决现有技术中的连续式座椅偏心调角器的楔块不能形成限定有效的力臂的技术问题,本发明提供一种连续式座椅楔块偏心结构调角器。
根据本发明的连续式座椅楔块偏心结构调角器,其包括可相对于彼此转动的齿轮齿板和齿圈齿板,所述齿轮齿板和齿圈齿板通过相互啮合的齿相互连接;由凸轮驱动的偏心件,所述偏心件包括在周向方向上旋转以驱动齿轮齿板和齿圈齿板的相对滚动运动的楔块;以及衬套,所述衬套设置于所述楔块的弯曲外表面和齿圈齿板的中心孔之间;其中,所述楔块的弯曲外表面形成为对数螺旋线的一部分,在所述楔块的周向转动过程中,在接触切点处与衬套贴靠的楔块的弯曲外表面沿循对数螺旋线的一部分路径。
优选地,接触切点是楔块的对数螺旋线轮廓与衬套的内圆轮廓的接触点,也是楔块的对数螺旋线轮廓与衬套的内圆的切点。
优选地,对数螺旋线的极点和渐近点之间具有距离a,接触切点的向径OM与接触切点的切线MT的夹角为定角渐近点的向径OM0顺时针方向旋转极角θ为接触切点的向径OM,接触切点的向径OM长为r,/> e是自然常数。
优选地,
优选地,衬套的内圆具有半径rc
优选地,齿轮齿板具有外齿齿轮,齿圈齿板具有内齿齿环,齿轮齿板和齿圈齿板通过相互啮合的外齿齿轮和内齿齿环相互连接。
优选地,齿轮齿板具有相对于外齿齿轮同心的圆筒,凸轮具有轴向插入圆筒中伸出的圆环柱。
优选地,楔块通过其弯曲内表面支撑于圆筒上,并通过其弯曲外表面承载齿圈齿板。
优选地,所述偏心件还包括与楔块配合的弹簧,以在啮合位置处将齿轮齿板的外齿齿轮压入到齿圈齿板的内齿齿环内。
优选地,凸轮具有驱动段,楔块由两个楔形段组成,驱动段插入两楔形段的窄侧之间的游隙中。
优选地,弹簧的两端分别连接两楔形段的相互面对的宽侧以通过弹簧在周向方向上作用于楔形段迫使两楔形段撑开。
优选地,连续式座椅楔块偏心结构调角器还包括用于将齿轮齿板和齿圈齿板保持在一起的抱箍。
优选地,连续式座椅楔块偏心结构调角器还包括覆盖在凸轮上并连接固定于齿圈齿板的罩盖。
根据本发明的连续式座椅楔块偏心结构调角器,在接触切点处与衬套贴靠的楔块的弯曲外表面沿循对数螺旋线的一部分路径,其中的楔块的载荷力在限定方向上一致性地周向循环,从而通过对楔块的轮廓进行设计,形成限定有效的力臂。总之,根据本发明的连续式座椅楔块偏心结构调角器,在结构上进行创新,使得零件的制造加工进一步简化,在降低重量,减小尺寸的同时,保证高强度等级,满足市场需求。
附图说明
图1是根据本发明的一个优选实施例的连续式座椅楔块偏心结构调角器的装配示意图;
图2是图1的连续式座椅楔块偏心结构调角器的剖视图;
图3是图1的连续式座椅楔块偏心结构调角器的楔块的一个楔形段的示意图;
图4是图1的连续式座椅楔块偏心结构调角器的侧视图;
图5是图3的连续式座椅楔块偏心结构调角器的楔块的楔形段的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图,给出本发明的较佳实施例,并予以详细描述。
如图1-图2所示,根据本发明的一个优选实施例的连续式座椅楔块偏心结构调角器10包括抱箍18、齿轮齿板17和齿圈齿板16,其中,齿轮齿板17和齿圈齿板16被设置为可相对于彼此转动,抱箍18用于将齿轮齿板17和齿圈齿板16保持在一起。在本实施例中,用于吸收轴向作用力的抱箍18固定连接于齿圈齿板16。应该理解,抱箍18并不妨碍齿轮齿板17和齿圈齿板16的相对转动。
对于连续式座椅楔块偏心结构调角器10的安装而言,齿轮齿板17可安装到椅座上,而齿圈齿板16安装到靠背上,从而调节靠背相对于椅座的倾斜角度。当然,齿轮齿板17和齿圈齿板16的安装位置也可以进行调换,即齿轮齿板17可安装到靠背上,而齿圈齿板16安装到椅座上。
齿轮齿板17和齿圈齿板16通过齿轮连接到彼此以便调整和固定。为了形成齿轮连接,齿轮齿板17上形成外齿齿轮,齿圈齿板16上形成内齿齿环,外齿齿轮和内齿齿环相互啮合,以通过齿啮合传动联接。外齿齿轮的外齿齿顶圆的直径与内齿齿环的内齿齿根圆的直径相比小至少一个齿的高度。外齿齿轮和内齿齿环在齿数上相差至少一个齿的差异,该差异允许内齿齿环在外齿齿轮上进行滚动运动。
齿轮齿板17具有相对于外齿齿轮同心的圆筒17a。根据本实施例的连续式座椅楔块偏心结构调角器10还包括楔块14,通过其弯曲内表面支撑于圆筒17a上,并通过其弯曲外表面承载齿圈齿板16。相应地,根据本实施例的连续式座椅楔块偏心结构调角器10还包括衬套15,其设置于楔块14的弯曲外表面和齿圈齿板16的中心孔16a之间。具体地,衬套15与齿圈齿板16同轴心铆接或焊接成一体。另外,根据本实施例的连续式座椅楔块偏心结构调角器10还包括凸轮13,其轴向伸出的圆环柱13a插入圆筒17a中并在中央设有用于接纳和匹配驱动轴的镗孔,以通过驱动轴制动凸轮13。另外,凸轮13还具有驱动段13b。楔块14由两个楔形段组成,凸轮13的驱动段13b插入两楔形段的窄侧之间的游隙中以推动楔块14旋转,对称布置的两个楔形段既是径向支撑的核心部件,又是自适应调节啮合间隙的核心部件。而且,根据本实施例的连续式座椅楔块偏心结构调角器10还包括弹簧12,其两端分别连接两楔形段的相互面对的宽侧,从而通过弹簧12在周向方向上作用于楔形段迫使两楔形段撑开,使得楔块14与衬套15接触。如此,楔块14和弹簧12配合限定偏心件,其用于在啮合位置处将齿轮齿板17的外齿齿轮压入到齿圈齿板16的内齿齿环内。进一步地,根据本实施例的连续式座椅楔块偏心结构调角器10还包括罩盖11,其覆盖在凸轮13上并连接固定于齿圈齿板16。
根据本实施例的连续式座椅楔块偏心结构调角器10的具体装配过程包括:衬套15压入齿圈齿板16的中心孔16a中,过盈紧密配合;齿轮齿板17的外齿齿轮与齿圈齿板16的内齿齿环啮合;凸轮13的圆环柱13a嵌入齿轮齿板17的圆筒17a的内圆周表面中;弹簧12的两端分别插入楔块14的两楔形段的宽侧的孔中;楔块14夹持在衬套15的内圆周表面与圆筒17a的外圆周表面形成的空间内,并保持紧贴;抱箍18与齿圈齿板16采用焊接连接;罩盖11与齿圈齿板16焊接连接。
根据本实施例的连续式座椅楔块偏心结构调角器10的具体工作机理包括:在通过旋转驱动轴进行驱动的过程中,转矩首先都被传递到凸轮13,然后通过驱动段13b传递到偏心件(由楔块14和弹簧12形成)上,偏心件沿着衬套15滑动,使其偏心方向偏移,并因而使得齿轮齿板17的外齿齿轮在齿圈齿板16的内齿齿环中的啮合位置偏移,驱动齿圈齿板16和齿轮齿板17的相对滚动运动,由此可以使得靠背的倾斜度进行连续可变地调节。
特别地,根据本实施例的连续式座椅楔块偏心结构调角器的楔块14的弯曲外表面形成为对数螺旋线(即等角螺旋线)N的一部分,如图3所示。
齿圈齿板16在立体三维空间具有轴心线,该轴心线投影在二维平面成为一个圆心点,即第一轴心点M16,如图4所示。同样地,齿轮齿板17具有第二轴心点M17。根据本实施例的连续式座椅楔块偏心结构调角器的偏心距e是第一轴心点M16和第二轴心点M17之间的直线距离。
凸轮13推动楔块14旋转,楔块14的弯曲外表面与衬套15的内圆周表面接触。在楔块14周向转动过程中,在接触切点M处与衬套15贴靠的楔块14的弯曲外表面沿循对数螺旋线N的一部分路径,使得接触切点M上的接触力能够在限定方向上一致性地循环。应该理解,接触切点M是楔块14的对数螺旋线轮廓与衬套15的内圆轮廓的接触点,也是楔块14的对数螺旋线轮廓与衬套15的内圆的切点,所以接触切点M即在衬套15的内圆上,也在楔块14的对数螺旋线N上。
对数螺旋线N的极点O和渐近点M0之间的距离a,接触切点M的向径OM与接触切点M的切线MT的夹角为定角,渐近点M0的向径OM0顺时针方向旋转极角θ为向径OM,向径OM长为r。
对数螺旋线N的公式:e是自然常数,e=2.71828…
如图5所示,对数螺旋线N的定角当/>r→a,对数螺旋线N近似为圆弧,衬套15作用于楔块14的对数螺旋线轮廓的载荷合力F指向齿圈16的第一轴心点M16且趋近极点O,伴随着楔块14周向转动,合力F在限定方向上一致性地周向循环,形成限定有效的力臂。
在本发明中,楔块14以定角支撑衬套15,衬套15作用于楔块14的对数螺旋线轮廓的载荷力F1通过接触切点M指向齿圈齿板16的第一轴心点M16,载荷力F1与向径OM成β夹角,/>
在本发明中,衬套15的内圆为半径rc
虽然上述实施例的连续式座椅楔块偏心结构调角器10用于调节靠背相对于椅座的倾斜角度,但是应该理解,该调角器具有广泛的适用性,可用于座椅靠背、腿托、肩部调节等关节部位等。
以上所述的,仅为本发明的较佳实施例,并非用以限定本发明的范围,本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰,皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (13)

1.一种连续式座椅楔块偏心结构调角器,其特征在于,该连续式座椅楔块偏心结构调角器包括:
可相对于彼此转动的齿轮齿板(17)和齿圈齿板(16),所述齿轮齿板(17)和齿圈齿板(16)通过相互啮合的齿相互连接;
由凸轮(13)驱动的偏心件(14,12),所述偏心件(14,12)包括在周向方向上旋转以驱动齿轮齿板(17)和齿圈齿板(16)的相对滚动运动的楔块(14);以及
衬套(15),所述衬套设置于所述楔块(14)的弯曲外表面和齿圈齿板(16)的中心孔(16a)之间;
其中,所述楔块(14)的弯曲外表面形成为对数螺旋线(N)的一部分,在所述楔块(14)的周向转动过程中,在接触切点(M)处与衬套(15)贴靠的楔块(14)的弯曲外表面沿循对数螺旋线(N)的一部分路径。
2.根据权利要求1所述的连续式座椅楔块偏心结构调角器,其特征在于,接触切点(M)是楔块(14)的对数螺旋线轮廓与衬套(15)的内圆轮廓的接触点,也是楔块(14)的对数螺旋线轮廓与衬套(15)的内圆的切点。
3.根据权利要求2所述的连续式座椅楔块偏心结构调角器,其特征在于,对数螺旋线(N)的极点(O)和渐近点(M0)之间具有距离a,接触切点(M)的向径OM与接触切点(M)的切线MT的夹角为定角渐近点(M0)的向径OM0顺时针方向旋转极角θ为接触切点(M)的向径OM,接触切点(M)的向径OM长为r,/>e是自然常数。
4.根据权利要求3所述的连续式座椅楔块偏心结构调角器,其特征在于,
5.根据权利要求3所述的连续式座椅楔块偏心结构调角器,其特征在于,衬套(15)的内圆具有半径rc
6.根据权利要求1所述的连续式座椅楔块偏心结构调角器,其特征在于,齿轮齿板(17)具有外齿齿轮,齿圈齿板(16)具有内齿齿环,齿轮齿板(17)和齿圈齿板(16)通过相互啮合的外齿齿轮和内齿齿环相互连接。
7.根据权利要求6所述的连续式座椅楔块偏心结构调角器,其特征在于,齿轮齿板(17)具有相对于外齿齿轮同心的圆筒(17a),凸轮(13)具有轴向插入圆筒(17a)中伸出的圆环柱(13a)。
8.根据权利要求7所述的连续式座椅楔块偏心结构调角器,其特征在于,楔块(14)通过其弯曲内表面支撑于圆筒(17a)上,并通过其弯曲外表面承载齿圈齿板(16)。
9.根据权利要求6所述的连续式座椅楔块偏心结构调角器,其特征在于,所述偏心件(14,12)还包括与楔块(14)配合的弹簧(12),以在啮合位置处将齿轮齿板(17)的外齿齿轮压入到齿圈齿板(16)的内齿齿环内。
10.根据权利要求9所述的连续式座椅楔块偏心结构调角器,其特征在于,凸轮(13)具有驱动段(13b),楔块(14)由两个楔形段组成,驱动段(13b)插入两楔形段的窄侧之间的游隙中。
11.根据权利要求10所述的连续式座椅楔块偏心结构调角器,其特征在于,弹簧(12)的两端分别连接两楔形段的相互面对的宽侧以通过弹簧(12)在周向方向上作用于楔形段迫使两楔形段撑开。
12.根据权利要求1所述的连续式座椅楔块偏心结构调角器,其特征在于,连续式座椅楔块偏心结构调角器还包括用于将齿轮齿板(17)和齿圈齿板(16)保持在一起的抱箍(18)。
13.根据权利要求1所述的连续式座椅楔块偏心结构调角器,其特征在于,连续式座椅楔块偏心结构调角器还包括覆盖在凸轮(13)上并连接固定于齿圈齿板(16)的罩盖(11)。
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