棘轮机构和应用该棘轮机构的调角器以及汽车座椅的制作方法

本实用新型涉及棘轮技术领域，尤其涉及一种棘轮机构和应用该棘轮机构的调角器以及汽车座椅。

背景技术：

调角器是用于各类汽车座椅靠背前倾后扬的调节机构。调角器总成产品通常由连接座垫骨架的固定板，连接靠背的活动板，以及能够调节固定板与活动板之间相对角度的调节机构组成；在调角器总成产品中，调节机构通常采用自锁式开启机构，其作用是既要调节座椅靠背的角度，并确保靠背角度的锁止强度，保证司乘人员的安全。因此，自锁式开启机构作为调角器总成产品中的关键部件，决定着调角器质量。

现有的自锁式开启机构的结构复杂，工艺控制要求较高，制造成本较高，并且耐久性较差。

棘轮一种外缘或内缘上具有刚性齿形表面或摩擦表面的齿轮，其与棘爪配合使用，形成棘轮机构，棘轮能够在棘爪推动下作步进运动。

公开日为2015年12月16日的中国专利文献cn204870621u公开了一种汽车座椅调角器用碟形棘轮调节机构，其将棘轮应用于汽车座椅调角器中，形成汽车座椅调角器的自锁式开启机构。但是，该专利的汽车座椅调角器用碟形棘轮调节机构零部件较多，体积较大，且锁止凸轮和锁止齿板的工艺控制要求较高，导致制造成本较高，不利于平台化生产。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种棘轮机构和应用该棘轮机构的调角器以及汽车座椅，结构简单，产品质量可靠稳定，有利于降低生产成本。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种棘轮机构，应用于调角器上，包括：

回位扁簧，所述回位扁簧具有固定端与自由端；

转盘，所述转盘适于以中心位置为旋转中心转动；所述转盘与所述回位扁簧的自由端抵靠，使所述转盘在所述回位扁簧的回位弹力作用下复位；所述转盘的端部设有弧形凸面；

锁板，所述锁板的中部设有固定轴孔，且一端设有与所述转盘的弧形凸面相适配的弧形凹面，使所述锁板在所述转盘的转动作用下绕所述固定轴孔位置转动；所述锁板的另一端设有外齿；

第一轮盘，所述第一轮盘的一侧形成有适于容纳所述回位扁簧、所述转盘和所述锁板的腔体；所述腔体的内壁上设置有内齿，所述内齿适于与所述锁板的外齿啮合。

为了进一步优化上述棘轮机构的技术方案，本实用新型所采取的技术措施还包括：

进一步地，所述回位扁簧包括第一回位扁簧和第二回位扁簧，所述第一回位扁簧和所述第二回位扁簧对称设置于所述转盘的两侧，且所述第一回位扁簧和所述第二回位扁簧的自由端分别与所述转盘抵靠。

进一步地，所述锁板包括第一锁板和第二锁板，所述第一锁板和所述第二锁板对称设置于所述转盘的两端；所述转盘的两端均具有所述弧形凸面，适于分别与所述第一锁板、所述第二锁板的弧形凹面适配。

进一步地，所述第一轮盘的腔体内设置有固定轴，所述固定轴适于插入所述锁板的固定轴孔内。

进一步地，所述转盘的弧形凸面与所述锁板的弧形凹面符合如下关系：

r2＝nr1

其中1<n<2；r1为所述弧形凸面的所在圆的半径；r2为所述弧形凹面的所在圆的半径。

本实用新型还提供了一种调角器，所述调角器包括：如上所述的棘轮机构；以及第二轮盘，所述第二轮盘与所述转盘连接，用于驱动所述转盘转动。

为了进一步优化上述调角器的技术方案，本实用新型所采取的技术措施还包括：

进一步地，所述第一轮盘的中部开设有第一轴心孔，所述第一轴心孔为圆形孔；

所述转盘的中部开设有第二轴心孔，所述第二轴心孔为矩形孔；

所述第二轮盘的中部连接有转动轴，所述转动轴上设有与所述第一轴心孔相适配的圆形段，以及与所述第二轴心孔相适配的矩形段；所述转动轴依次插入所述第二轴心孔和所述第一轴心孔，使所述第一轮盘套设于所述圆形段上，并使所述转盘套设于所述矩形段上。

进一步地，所述调角器还包括转轴密封圈，所述转轴密封圈套接于所述转动轴的端部。

进一步地，所述第一轮盘与所述第二轮盘适于通过轮盘密封圈扣合，所述轮盘密封圈套接于所述第一轮盘和所述第二轮盘的外边缘。

本实用新型还提供了一种汽车座椅，所述汽车座椅包括如上所述的调角器。

进一步地，所述汽车座椅还包括把手，所述把手设置于所述第二轮盘的一侧，且所述把手与所述转动轴的一端固定连接，用于提供为所述转盘的转动提供外部动力。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型的棘轮机构通过回位扁簧的回位弹力作用带动转盘转动复位，并利用弧形凸面与弧形凹面的配合作用，将转盘的转动力传递给锁板，锁板与第一轮盘啮合，从而能够实现棘轮机构的自锁功能；本实用新型的棘轮机构通过与转盘连接的第二轮盘驱动转盘转动，并利用弧形凸面与弧形凹面的配合作用，将转盘的转动力传递给锁板，锁板与第一轮盘分离，从而能够实现棘轮机构的开锁功能。本实用新型将上述棘轮机构应用于调角器上，具有结构简单、可靠稳定的优点。

本实用新型通过对转盘的弧形凸面的所在圆的半径与及锁板的弧形凹面的所在圆的半径进行限定，在转盘带动锁板转动的过程中，既能够使转盘受到的转动力快速稳定地传递给锁板，又能够减少力的传递过程中所发生的损耗，有助于提升使用者的使用体验，有助于延长棘轮机构和调角器的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的棘轮机构的锁死与开锁两种状态的结构示意图；其中，实线表示棘轮机构的锁死状态，虚线表示棘轮机构的开锁状态；

图2为本实用新型的棘轮机构在锁死状态下的结构示意图；

图3为本实用新型的棘轮机构在开锁状态下的结构示意图；

图4为本实用新型的调角器的结构示意图；

图5为本实用新型的调角器的爆炸图；

图6为图1中转盘与第二轮盘的连接结构示意图；

图7为图6在a-a方向上的剖面视图；

图8为图1中锁板与第一轮盘的连接结构示意图；

图9为图8在b-b方向上的剖面视图；

图10为具有图4所示的调角器的汽车座椅的结构示意图；

其中，各附图标记为：

100-回位扁簧；101-第一回位扁簧；102-第二回位扁簧；103-固定端；104-自由端；200-转盘；201-凸台；202-弧形凸面；203-第二轴心孔；300-锁板；301-第一锁板；302-第二锁板；303-弧形凹面；304-外齿；305-固定轴孔；315-第一固定轴孔；325-第二固定轴孔；400-第一轮盘；401-腔体；402-内齿；403-第一固定轴；404-第二固定轴；405-第一轴心孔；500-第二轮盘；501-转动轴；600-转轴密封圈；700-轮盘密封圈；800-把手；900-坐垫；901-靠背。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实施例提供一种棘轮机构，应用于调角器上，如图1-10所示，包括：

回位扁簧100，回位扁簧100呈盘形，位于盘形中部的一端为回位扁簧100的固定端103，位于盘形外部的一端为回位扁簧100的自由端104；回位扁簧100共两个，分别为第一回位扁簧101和第二回位扁簧102；

转盘200，转盘200适于以中心位置为旋转中心转动，转盘200上对称设置有第一凸台201和第二凸台202，第一凸台201与第一回位扁簧101的自由端104相抵靠，第二凸台202与第二回位扁簧102的自由端104相抵靠，以使转盘200在第一回位扁簧101、第二回位扁簧102的回位弹力作用下由自由端104带动绕旋转中心转动复位；转盘200的端部对称设置有弧形凸面203；

锁板300，锁板300共两个，分别为第一锁板301和第二锁板302，第一锁板301和第二锁板302对称设置于转盘200的两端，第一锁板301和第二锁板302的中部分别设置有固定轴孔305，且第一锁板301和第二锁板302的一个端部分别设置有与转盘200的弧形凸面203相适配的弧形凹面303，弧形凸面203与弧形凹面303具有同一基圆的工作曲线，使第一锁板301和第二锁板302在转盘200转动作用下由弧形凸面203带动绕固定轴孔305位置转动；第一锁板301和第二锁板302的另一个端部分别设置有外齿304；

第一轮盘400，第一轮盘400的一侧形成有适于容纳第一回位扁簧101、第二回位扁簧102、转盘200、第一锁板301和第二锁板302的腔体401，腔体401的内壁上设置有与第一锁板301和第二锁板302的外齿304啮合匹配的内齿402；腔体401内设置有第一固定轴403和第二固定轴404，第一固定轴403适于插入第一锁板301的第一固定轴孔314内，以使第一锁板301能够绕第一固定轴403转动；第二固定轴404适于插入第二锁板302的第二固定轴孔325内，以使第二锁板302能够绕第二固定轴404转动；

本实施例的棘轮机构的工作原理为：

通过外力给转盘200施加一个顺时针方向的转动力，转盘200顺时针旋转，带动第一锁板301和第二锁板302逆时针旋转，第一锁板301和第二锁板302的外齿304与第一轮盘400的内齿402分离，棘轮机构进入开锁状态，第一轮盘400能够相对于转盘200转动；

在第一回位扁簧101和第二回位扁簧102的回位弹力作用下，转盘200逆时针旋转，带动第一锁板301和第二锁板302顺时针旋转，第一锁板301和第二锁板302的外齿304与第一轮盘400的内齿402啮合，棘轮机构进入锁死状态，第一轮盘400不能够相对于转盘200转动；

本实施例的锁死状态为本棘轮机构的常态。

作为本实施例的一种优选的实施方式，转盘200的弧形凸面203与锁板300的弧形凹面303符合如下关系：r2＝nr1，其中1<n<2；r1为弧形凸面203的所在圆的半径；r2为弧形凹面303的所在圆的半径。本实施例中，转盘200的弧形凸面203的所在圆的半径为4.5cm，锁板300的弧形凹面303的所在圆的半径为7.5cm。

作为本实施例的一种优选的实施方式，转盘200的转动角度与锁板300的转动角度符合如下关系：α＝nβ，其中2<n<3；α为转盘200的转动角度，β为锁板300的转动角度。本实施例中，当转盘200顺时针旋转37.5°时，锁板300逆时针旋转12.8°。

作为本实施例的一种优选的实施方式，每个外齿304的角度为55°；相对应地，每个内齿402的角度为55°。

本实施例还提供一种调角器，该调角器包括上述棘轮机构，并且在棘轮机构的转盘200上连接第二轮盘500，用于提供外部转动力，以驱动转盘200转动；

第二轮盘500中部固定连接有转动轴501，转动轴501靠近第二轮盘500的部分为矩形段，转动轴501远离第二轮盘500的部分为圆形段；在转盘200的中部开设有第二轴心孔204，第二轴心孔204为矩形孔；在第一轮盘400的中部开设有第一轴心孔405，第一轴心孔405为圆形孔；转动轴501依次插入第二轴心孔204和第一轴心孔405，使第一轮盘400套设于圆形段上，并使转盘200套设于矩形段上；第二轴心孔204的形状和尺寸与转动轴501的矩形段相匹配，使转盘200能够在转动轴501的带动下旋转；在转动轴501的位于圆形段的端部套接有转轴密封圈600；

第一轮盘400与第二轮盘500通过轮盘密封圈700扣合，轮盘密封圈700套接于第一轮盘400和所述第二轮盘500的外边缘，使转盘200、第一回位扁簧101、第二回位扁簧102、第一锁板301和第二锁板302密封于第一轮盘400和第二轮盘500之间，使棘轮机构和第二轮盘500形成一个整体结构。

本实施例的调角器的作用原理为：

对转动轴501施加一个顺时针方向的转动力，第二轮盘500顺时针旋转，带动转盘200顺时针旋转，进而带动第一锁板301和第二锁板302逆时针旋转，第一锁板301和第二锁板302的外齿304与第一轮盘400的内齿402分离，调角器进入开锁状态，第一轮盘400能够相对于第二轮盘500转动；

停止转动轴501施加力，在第一回位扁簧101和第二回位扁簧102的回位弹力作用下，转盘200逆时针旋转，进而带动第一锁板301和第二锁板302顺时针旋转，第一锁板301和第二锁板302的外齿304与第一轮盘400的内齿402啮合，调角器进入锁死状态，第一轮盘400不能够相对于第二轮盘500转动；

本实施例的锁死状态为本调角器的常态。

本实施例还提供一种汽车座椅，该汽车座椅包括上述调角器，并且在转动轴501的端部固定连接把手800，用于操作者通过把手800对转动轴501提供外部转动力，以驱动转盘200转动；把手800位于第二轮盘500的一侧。

本实施例的汽车座椅的作用原理为：

将第一轮盘400固定在汽车座椅的坐垫900上，将第二轮盘500固定在汽车座椅的靠背901上；

对把手800施加一个顺时针方向的转动力(即向上提动把手800)，转动轴501与第二轮盘500顺时针旋转，带动转盘200顺时针旋转，进而带动第一锁板301和第二锁板302逆时针旋转，第一锁板301和第二锁板302的外齿304与第一轮盘400的内齿402分离，调角器进入开锁状态，第一轮盘400能够相对于第二轮盘500转动，靠背901能够相对于坐垫900转动；由于受到回位扁簧100的回位弹力作用的影响，靠背901始终有一个向前的力(即，使靠背901逆时针旋转的力)，人的后背靠在靠背901上，使靠背901向后运动(即，使靠背901顺时针旋转)，当靠背901向后运动到合适的位置时，松开把手800；

松开把手800后，在第一回位扁簧101和第二回位扁簧102的回位弹力作用下，转盘200逆时针旋转，进而带动第一锁板301和第二锁板302顺时针旋转，第一锁板301和第二锁板302的外齿304与第一轮盘400的内齿402啮合，调角器进入锁死状态，第一轮盘400不能够相对于第二轮盘500转动，靠背901相对于坐垫900静止；从而能够实现汽车座椅的靠背901调节功能。

由上述实施例可知，本实用新型的棘轮机构通过回位扁簧的回位弹力作用带动转盘转动复位，并利用弧形凸面与弧形凹面的配合作用，将转盘的转动力传递给锁板，锁板与第一轮盘啮合，从而能够实现棘轮机构的自锁功能；本实用新型的棘轮机构通过与转盘连接的第二轮盘驱动转盘转动，并利用弧形凸面与弧形凹面的配合作用，将转盘的转动力传递给锁板，锁板与第一轮盘分离，从而能够实现棘轮机构的开锁功能。本实用新型将上述棘轮机构应用于调角器上，具有结构简单、可靠稳定的优点。

由上述实施例可知，本实用新型通过对转盘的弧形凸面的所在圆的半径与及锁板的弧形凹面的所在圆的半径进行限定，在转盘带动锁板转动的过程中，既能够使转盘受到的转动力快速稳定地传递给锁板，又能够减少力的传递过程中所发生的损耗，有助于提升使用者的使用体验，有助于延长棘轮机构和调角器的使用寿命。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。