用于机动车辆座椅的谐波驱动盘式调角器的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年9月19日提交的名称为“用于机动车辆座椅的谐波驱动盘式调角器”的美国临时申请no.62/052,633的优先权和所有权益。

背景技术：

1.技术领域

本发明涉及一种车辆座椅组件。更具体地，本发明涉及一种将车辆座椅组件的椅背与座垫操作性地联接的谐波驱动盘式调角器。

2.相关技术的描述

机动车辆通常包括一个或更多个座椅组件，所述座椅组件具有用于将乘客支承在车辆底板上方的座垫和椅背。座椅组件通常直接安装至车辆底板，或者更普遍地，座椅组件通过用于提供座椅组件的前后滑动调节的座椅滑轨组件操作性地联接至底板，以使乘客舒适。椅背通常通过调角器组件操作性地联接至座垫，以提供椅背相对于座垫的枢转运动。

对一些车辆而言，特别是面向高档市场的车辆，调角器组件通过电提供动力。通常的电动座椅调角器组件包括与一系列减速齿轮啮合的电驱动马达。驱动马达的旋转对椅背相对于座垫的倾斜角度进行调节。椅背的向前倾斜运动和向后倾斜运动通过颠倒驱动马达的旋转方向来提供。

需要一种紧凑、轻质且廉价的改进的调角器组件。还需要一种改进的调角器组件来减小任何齿轮侧隙或“咯咯声(chuck)”。“咯咯声”与调角器组件内的使得椅背会在调角器组件处于锁定状态时进行非预期运动的任何缺陷或游隙有关。此外，需要一种允许高传动比的改进的调角器组件，该调角器组件允许更小的驱动马达和更少的驱动马达齿轮减速装置。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，用于机动车辆的座椅组件包括谐波驱动盘式调角器，该谐波驱动盘式调角器将椅背操作性地联接至座垫以允许椅背相对于座垫的枢转运动。盘式调角器包括固定板和可旋转板，固定板紧固至座垫，可旋转板紧固至椅背并且可旋转板以可旋转的方式联接至固定板。固定板和可旋转板各自具有围绕其布置且径向向内延伸的多个齿。固定板上的齿的数目不等于可旋转板上的齿的数目。在固定板与可旋转板之间布置有柔性齿条，柔性齿条包括径向向外延伸的多个齿。柔性齿条具有与固定板相同的齿的数目。在柔性齿条内布置有波发生器，并且波发生器具有带凸起部的外轮廓，所述凸起部使柔性齿条上的齿在与凸起部对应的不同区域中与固定板上的齿以及可旋转板上的齿啮合式接合。随着波发生器的旋转，柔性齿条上的齿与固定板上的齿以及可旋转板上的齿啮合式接合的区域发生变化，并且同时柔性齿条上的齿迫使可旋转板上的齿在这些区域中与固定板上的齿对准，从而使可旋转板相对于固定板旋转，可旋转板相对于固定板的旋转又使椅背相对于座垫枢转。

附图说明

在结合附图考虑时，通过参照以下详细描述将更好地理解本发明，同时将容易地理解本发明的优点，在附图中：

图1是车辆座椅组件的侧视图，该车辆座椅组件包括通过具有谐波驱动盘式调角器的调角器组件操作性地联接至座垫的椅背；

图2是根据本发明的第一实施方式的谐波驱动盘式调角器的分解立体图；

图3是图2中示出的盘式调角器的侧视图，其中示出了引发柔性齿条、固定板与可旋转板之间的啮合式接合的波发生器；

图4是图3中示出的波发生器的部分结构的立体图；

图5是根据本发明的第二实施方式的谐波驱动盘式调角器的分解立体图；以及

图6是图5中示出的盘式调角器的侧视图，其图示了引发柔性齿条、固定板与可旋转板之间的啮合式接合的波发生器。

具体实施方式

参照附图，其中，贯穿若干附图，相同的附图标记表示相同的或对应的零部件，在机动车辆中使用的座椅组件在图1中总体上以10示出。座椅组件10包括大致水平的座垫12和大致直立的椅背14，该椅背14通过调角器组件16操作性地联接至座垫12。调角器组件16包括一对间隔开且同步的盘式调角器18，图1仅示出了其中一个盘式调角器18。

参照图1至图4，盘式调角器18允许椅背14相对于座垫12绕枢转轴线20的枢转调节或角度调节，枢转轴线20横向延伸或沿轴向方向延伸。椅背14能够在以附图标记a示出的直立就座位置与位于直立就座位置a后方的多个斜倚位置之间调节，多个斜倚位置中的一个斜倚位置以附图标记b示出。将仅对盘式调角器18中的一个盘式调角器进行详细描述，然而可以设想的是，两个盘式调角器18可以具有大致相同的构造。盘式调角器18通常包括固定板22、输入轴24、柔性齿条26、波发生器28和可旋转板30。在本实施方式中，固定板22适于安装至座垫12，并且可旋转板30适于安装至椅背14。固定板22和可旋转板30通过以本领域中周知的方式的保持环(未示出)保持在一起，使得可旋转板30可以相对于固定板22绕枢转轴线20旋转。应当理解的是，可旋转板30相对于固定板22的旋转导致椅背14相对于座垫12的枢转运动。

固定板22呈圆形的、大致杯形形状，并且包括具有第一中央孔36的端壁34，第一中央孔36沿轴向方向延伸穿过端壁34。当盘式调角器18被组装时，第一中央孔36与枢转轴线20同轴。端壁34的外侧部适于通于任何适当的器件固定地紧固至座垫12。侧壁38从端壁34沿轴向方向突出并且侧壁38围绕固定板22周向地延伸以限定内周缘表面。多个第一齿40围绕侧壁38的内表面布置。齿40朝向枢转轴线20径向向内延伸。

可旋转板30也是圆形的、大致呈杯状，并且包括具有第二中央孔44的端壁42，第二中央孔44沿轴向方向延伸穿过端壁42。当盘式调角器18被组装时，第二中央孔44与枢转轴线20同轴。端壁42的外侧部45适于通过任何适当的器件固定地紧固至椅背14。侧壁46从端壁42沿轴向方向突出并且侧壁46围绕可旋转板30周向地延伸以限定内周缘表面。多个第二齿48围绕侧壁46的内表面布置。齿48朝向枢转轴线20径向向内延伸。

柔性齿条26呈环状并且具有薄的柔性壁50。多个第三齿52围绕柔性壁50的与内表面54相反的外表面布置。齿52远离枢转轴线20径向向外延伸。柔性齿条26沿轴向方向布置在固定板22与可旋转板30之间，使得柔性齿条26上的齿52与固定板22上的齿40以及可旋转板30上的齿48啮合式接合，如下面将进一步详细描述的。

波发生器28沿周向布置在柔性齿条26内并且波发生器28包括外轮廓，该外轮廓适于接合柔性齿条26的内表面54，从而使柔性齿条26变形并且使柔性齿条26上的齿52在不同区域中与固定板22上的齿40以及可旋转板30上的齿48啮合式接合。柔性齿条26上的齿52与固定板22上的齿40以及可旋转板30上的齿48啮合式接合的每个区域与波发生器28的外轮廓上的凸起部或高点相对应。

在本实施方式中，波发生器28包括盘状凸轮55，凸轮55具有限定有沿周向方向大致等间距地间隔开的三个凸起部的外轮廓。因而，每个凸起部56与每个相邻的凸起部56以大约一百二十(120)度间隔开。波发生器28还包括围绕凸轮55的周缘间隔开的多个滚子60。波发生器28还包括坐置在凸轮55与柔性齿条26之间的盘状保持架62，保持架62用于对围绕凸轮55的周缘的滚子60进行支承。保持架62包括内边缘64和相反的外边缘65，外边缘65具有形成在外边缘65中的与内边缘64相反的多个间隔开的u形凹部66，凹部66用于以可旋转且可滑动的方式接纳和支承多个滚子60。更具体地，每个滚子60布置在形成在保持架62的外轮廓中的凹部66中。每个滚子60包括间隔开的第一轮子68和第二轮子70，所述间隔开的第一轮子68和第二轮子70安装在沿轴向方向延伸的间隔件或轴72的相反两端。第一轮子68和第二轮子70布置在保持架62的相反两侧上，并且轴72以可旋转的方式被支承在凹部66中。每个轴72的轴线与枢转轴线20大致平行。滚子60的尺寸被设定为使得每个滚子60的外周滚子表面径向地延伸越过保持架62的内边缘64和外边缘65，进而使得滚子60接触柔性齿条26的内表面54和凸轮55的凸起部56。也就是说，随着凸轮55旋转，凸起部56接合一个或更多个滚子60，所述一个或更多个滚子60转而与柔性齿条26的内表面54相接触。滚子60还与柔性齿条26的内表面54滚动接触，从而减小了波发生器28与柔性齿条26之间的摩擦力同时还确保了柔性齿条26上的齿52保持与固定板22上的齿40以及可旋转板30上的齿48啮合式接合。

波发生器的每个凸起部56引起一个或更多个滚子60与柔性齿条26的内表面之间的接触并且向滚子60和柔性齿条26的内表面施加法向力f，从而使柔性齿条26的形状变形。也就是说，波发生器28的旋转致使柔性齿条26变形成旋转的波发生器28的形状。柔性齿条26不与波发生器28一起旋转，其原因将在下面进行描述。但是，随着凸轮55旋转，凸轮凸起部56中的每个凸起部接合一个或更多个滚子60，从而迫使滚子60沿着保持架62中的凹部66径向向外滑动并且滑动成与柔性齿条26的内表面54接合，由此使柔性齿条26的形状变形成与对应的凸轮凸起部56的形状相一致。

波发生器28还包括第三中央孔58，第三中央孔58沿轴向方向延伸穿过波发生器28并且适于接纳输入轴24。当盘式调角器18组装起来时，第三中央孔58与枢转轴线20同轴。可以设想的是，波发生器28的凸轮55可以具有多于三个的凸起部56，从而使柔性齿条26上的齿52在多于三个的区域中与固定板22上的齿40以及可旋转板30上的齿48啮合式接合。

输入轴24与枢转轴线20同轴并且沿轴向方向延伸穿过固定板22的第一中央孔36、波发生器28的第三中央孔58以及可旋转板30的第二中央孔44。输入轴24根据椅背14的运动的期望方向在第一方向或第二方向上由马达(未示出)以可旋转的方式驱动。替代性地，应当理解的是，输入轴24可以沿第一方向或第二方向手动旋转而不会改变本发明的范围。波发生器28联接至输入轴24以与输入轴24一起旋转。随着波发生器28旋转，与固定板22上的齿40以及可旋转板30上的齿48啮合式接合的柔性齿条26上的齿52发生变化。换句话说，柔性齿条26上的齿52与固定板22上的齿40以及可旋转板30上的齿48啮合式接合的区域围绕枢转轴线20以与波发生器28的旋转相同的速率变化并循环。

在本实施方式中，柔性齿条26上的齿52的数目或齿数等于固定板22上的齿40的数目或齿数。例如，柔性齿条26上的齿52的数目和固定板22上的齿40的数目为一百八十(180)个。由于柔性齿条26和固定板22具有相同数目的齿，因此在波发生器28的旋转期间柔性齿条26与固定板22之间不存在相对旋转。但是，随着波发生器28旋转，柔性齿条26上的齿52与固定板22上的齿40简单地接合和脱开接合，从而使柔性齿条26向内弯曲以及向外弯曲。相比之下，可旋转板30具有比柔性齿条26更多的齿。例如，在一个实施方式中，可旋转板30上的齿48的数目或齿数为一百八十三(183)个。由于可旋转板30具有比柔性齿条26更多的齿，因此在波发生器28的旋转期间可旋转板30将会相对于柔性齿条26旋转。更具体地，不同数目的齿导致可旋转板30上的齿48的轮廓与固定板22上的齿40的轮廓未对准。因此，当波发生器28使柔性齿条26向外弯曲时，柔性齿条26上的齿52推压可旋转板30上的齿48以使可旋转板30上的齿48的轮廓与固定板22上的齿40的轮廓在下述区域中对准，该区域即柔性齿条26上的齿52与固定板22上的齿40以及可旋转板30上的齿48啮合式接合的区域，从而使可旋转板30相对于柔性齿条26和固定板22旋转。

对应于波发生器28的每个完整的旋转，可旋转板30将会相对于柔性齿条26向后旋转微小的量(例如，三个齿)。从输入轴24至可旋转板30的减速比可以计算为：

例如，如果可旋转板30上的齿48的数目为一百八十三(183)个并且柔性齿条26上的齿52的数目为一百八十(180)个，则减速比为-0.0167。因而，可旋转板30将会以输入轴24的速度的六十分之一(1/60^th)沿相反的方向旋转。应当理解的是，可旋转板30上的齿48的数目与柔性齿条26上的齿52的数目之间的差值将取决于柔性齿条26上的齿52与可旋转板30上的齿48啮合式接合的区域的数目。

参照图5和图6，波发生器的替代性实施方式以附图标记80示出。波发生器80类似地包括盘状凸轮82，该凸轮82具有限定有沿周向方向大致等间距地间隔开的三个凸起部84的外轮廓。因而，每个凸起部84与每个相邻的凸起部84以大约一百二十(120)度间隔开。波发生器80还包括围绕凸轮82的周缘的多个滚子86。波发生器80还包括一对盘状滚子承载板88、90，所述一对盘状滚子承载板88、90分别坐置于滚子86的各相对轴向端部上，用于将滚子86轴向地支承在滚子承载板88与滚子承载板90之间。每个滚子承载板88、90均包括轴向孔92、94，该轴向孔92、94用于接纳轴向地穿过其中的输入轴24。多个滚子86在周向方向上围绕凸轮82的外轮廓坐置并且在径向方向上坐置在凸轮82与柔性齿条26之间。随着凸轮82旋转，凸起部84接合一个或更多个滚子86，所述一个或更多个滚子86转而与柔性齿条26的内表面54相接触。滚子86还与柔性齿条26的内表面54滚动接触，从而减小了波发生器80与柔性齿条26之间的摩擦力同时还确保了柔性齿条26上的齿52保持与固定板22上的齿40以及可旋转板30上的齿48啮合式接合。

凸轮82的每个凸起部84引发一个或更多个滚子86与柔性齿条26的内表面54之间的接触并且向滚子86和柔性齿条26的内表面施加法向力f，从而使柔性齿条26的形状发生变形。也就是说，波发生器80的旋转致使柔性齿条26变形成旋转的波发生器80的形状。柔性齿条26不与波发生器80一起旋转。但是，随着凸轮84旋转，凸轮凸起部84中的每个凸轮凸起部接合一个或更多个滚子86，从而迫使滚子86与柔性齿条26的内表面54接合并且使柔性齿条26的形状变形成与对应的凸轮凸起部84的形状相一致。再次，如同第一实施方式中一样，当波发生器80使柔性齿条26向外弯曲时，柔性齿条26上的齿52推压可旋转板30上的齿48以使可旋转板30上的齿48的轮廓与固定板22上的齿40的轮廓在下述区域中对准，该所述区域即柔性齿条26上的齿52与固定板22上的齿40以及可旋转板30上的齿48啮合式接合的区域，从而使旋转板30相对于柔性齿条26和固定板22旋转。

已经以示意性的方式对本发明进行了描述，并且应当理解的是，所使用的术语在本质上为描述性的而非限制性的。在以上教示的启示下，本发明可以具有许多改型和变型。因此，应当理解的是，在所附权利要求的范围内，本发明可以不同于具体描述的那样来实施。