一种高效高强度的自锁调节机构的制作方法

1.本发明涉及汽车机电领域，特别涉及一种高效高强度的自锁调节机构。


背景技术：

2.目前市面上的座椅电机传动机构中，通常采用蜗轮蜗杆配合直齿轮的形式进行传动。
3.例如，日本专利许可号jp6828537公开的离合器，其第一级传动采用蜗轮蜗杆系统3(参考图12)传动不自锁，第二级传动采用直齿轮传动系统4传动，传动件级别总传动效率50％，即便使用无刷电机2，其传动件总传动效率(50％*66％＝33％)仍然偏低，无法满足超短时间快速调节的需求。同时，自锁系统1为一对辊子设置在电机轴端，不利于高强度下自锁工况。当输出齿5受外界力矩时，力矩通过直齿轮传动系统4，蜗轮蜗杆系统3逐级减小最终作用在自锁系统4上，锁止过程中整个传动件全部都要承受外力，影响零件耐久性能，且零件体积大，占用空间多。


技术实现要素：

4.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
5.一种高效高强度的自锁调节机构，包括驱动机构和调节机构，
6.所述调节机构由机构箱体、直齿轮系统、自锁组件和箱体盖板组成，所述机构箱体设置在外部，所述直齿轮系统连接所述驱动机构和所述自锁组件传动，所述箱体盖板将直齿轮系统和自锁组件压装在机构箱体中；
7.所述自锁组件以超越离合器的形式进行工作，由驱动机构驱动时解锁传动，由输出端反驱时自锁，解锁时无摩擦损耗，传动时无效率损失。
8.在本发明的一个优选实施例中，所述驱动机构内设置有直流无刷电机，驱动机构输出轴从所述驱动机构上方伸入所述机构箱体内，所述驱动机构输出轴上同轴的设置有驱动机构输出轮。
9.在本发明的一个优选实施例中，所述驱动机构输出轴两端设置有消音轴承，降低驱动机构的工作间隙音及摩擦音，所述消音轴承为滚动轴承。
10.在本发明的一个优选实施例中，所述直齿轮系统由第一齿组销轴、第二齿组销轴、第一传动齿组和第二传动齿组组成；
11.所述第一传动齿组和所述第二传动齿组分别通过所述第一齿组销轴和所述第二齿组销轴固定在所述机构箱体中；
12.所述第一传动齿组外缘同轴的设置有第一齿组齿圈和一直径较小的第一齿组凸轮，所述第二传动齿组外缘也同轴的设置有第二齿组齿圈和一直径较小的第二齿组凸轮，第一齿组齿圈与第二齿组齿圈相啮合，第一齿组凸轮与所述驱动机构输出轮相啮合。
13.在本发明的一个优选实施例中，所述第一齿组齿圈、所述第一齿组凸轮、所述第二齿组齿圈和所述驱动机构输出轮为斜齿。
14.在本发明的一个优选实施例中，所述第一传动齿组和所述第二传动齿组分别采用金属和聚甲醛树脂材质，柔性接触有利于提升产品耐久度。
15.在本发明的一个优选实施例中，所述第一齿组销轴和所述第二齿组销轴的一端通过所述轴端衬套和所述轴端垫片固定在所述箱体盖板上，并被所述箱体盖板压装。
16.在本发明的一个优选实施例中，还包括设置在所述机构箱体中的齿轮箱支撑面，所述齿轮箱支撑面上开设有2个销轴孔，所述销轴孔上设置有向上凸出的消音台阶，所述第一齿组销轴和所述第二齿组销轴一端穿过销轴孔固定在机构箱体中，使得所述第一传动齿组和所述第二传动齿组在转动过程中受到的摩擦力变小从而抑制其工作噪音。
17.在本发明的一个优选实施例中，所述自锁组件由输出齿轮、缓冲衬套、锁止环、若干组辊子和大齿轮组成；
18.所述输出齿轮的底部外缘设置有楔形齿圈，所述楔形齿圈剖面为五边形状，其每个顶角为一个楔形齿顶，所述楔形齿圈上方设置有输出凸轮；
19.所述大齿轮的外缘上设置有大齿轮齿圈，其中心同轴的开设有大齿轮中心孔，其顶面设置有向上凸起的5个楔形卡爪，楔形齿底设置在所述楔形卡爪面向大齿轮轴心侧面上，所述大齿轮齿圈与所述第二齿组凸轮相啮合，受到所述直齿轮系统驱动；
20.所述锁止环为环状，其中心开设有一锁止环中心孔；
21.所述缓冲衬套设置在所述输出齿轮和所述锁止环之间；
22.所述输出齿轮从下方穿过所述锁止环中心孔后被装配进所述锁止环中，所述大齿轮从下方向锁止环方向装配，所述大齿轮中心孔套在输出齿轮的尾部，所述楔形卡爪与所述楔形齿圈位于同一平面上，所述楔形齿顶与所述楔形齿底相互啮合；
23.所述若干组辊子分别布置在楔形卡爪、楔形齿圈和锁止环围成的空腔内，，所述辊子组由一对辊子组成；
24.所述若干垫块分别布置在所述空腔内的所述一对辊子之间，当所述输出齿轮主动转动时，楔形齿圈推动所述辊子卡死在锁止环上，实现锁止功能，当所述驱动机构通过直齿轮系统驱动大齿轮转动时，楔形卡爪与辊子发生接触，推动辊子离开死点，楔形卡爪移动后与楔形齿顶啮合，大齿轮带动输出齿轮进行转动，实现解锁传动功能。
25.在本发明的一个优选实施例中，所述缓冲衬套的內缘上设置有多个衬套凸出部，所述衬套凸出部分别嵌入所述输出凸轮中，缓冲从所述输出齿轮传递到所述辊子及所述锁止环的力矩，增强所述自锁组件的抗冲击能力。
26.在本发明的一个优选实施例中，所述输出凸轮的外缘为花键或尖齿状的任意一种。
27.在本发明的一个优选实施例中，所述辊子、所述楔形齿圈的接触面与辊子、所述锁止环的接触面相交的夹角为自锁角，所述自锁角的角度范围为5
°
至15
°
。
28.本发明的有益效果在于：
29.本发明所提供的一种高效高强度的自锁调节机构，通过超越离合器配合直齿轮系统传动，使调节机构在满足高效传动的同时具有自锁功能，并能承受380nm以上的力矩不被破坏。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
31.图1是本发明的产品示意图。
32.图2是本发明的产品主要零件爆炸图。
33.图3是本发明的直齿轮系统爆炸图。
34.图4是本发明的箱体机构放大图。
35.图5是本发明的自锁机构爆炸示意图。
36.图6是本发明的自锁机构剖视图。
37.图7是本发明的自锁机构局部放大图。
38.图8是本发明的自锁机构锁止工作示意图。
39.图9是本发明的自锁机构解锁工作示意图一。
40.图10是本发明的自锁机构解锁工作示意图二。
41.图11是本发明的驱动机构示意图。
42.图12是本发明的现有技术结构简图。
具体实施方式
43.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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，纵向(x向)”“侧向(y向)”“垂向(z向)”为汽车领域空间坐标系术语，为本技术领域人员所熟知的专业术语，以上描述为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
44.以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
45.参考图1和图2的一种高效高强度的自锁调节机构，主要包括调节机构100以及用于驱动自锁调节机构的驱动机构200。调节机构100由设置在外部的机构箱体120；连接驱动机构200和自锁组件130的直齿轮系统110；以超越离合器的形式进行工作的自锁组件130；用于封装以上组件的箱体盖板140组成。自锁组件130在驱动机构200驱使下解锁传动，反驱时自锁。
46.结合参考图3和图4，直齿轮系统110由第一齿组销轴114、第二齿组销轴113、轴端衬套115、轴端垫片116、第一传动齿组111和第二传动齿组112组成。齿轮箱支撑面121设置在机构箱体120中，齿轮箱支撑面121上开设有2个销轴孔122。第一传动齿组111和第二传动齿组112分别通过第一齿组销轴114和第二齿组销轴113穿过自身的中心轴固定在机构箱体120中。第一传动齿组111和第二传动齿组112分别采用金属和聚甲醛树脂材质，柔性接触，有利于长时间接触。第一齿组销轴114和第二齿组销轴113的一端通过轴端衬套115和轴端垫片116固定在箱体盖板140上并被箱体盖板140压装。第一传动齿组111外缘同轴的设置有斜齿的第一齿组齿圈111a和一直径较小且方向向下的斜齿第一齿组凸轮111b，第二传动齿组112外缘也同轴的设置有斜齿的第二齿组齿圈112a和一直径较小且方向向上的第二齿组凸轮112b。
47.驱动机构200内设置有直流无刷电机，驱动机构输出轴201从驱动机构200上方伸
入机构箱体120内，驱动机构输出轴201上同轴的设置有驱动机构输出轮202。第一齿组齿圈111a与第二齿组齿圈112a相啮合，第一齿组凸轮111b与驱动机构输出轮202相啮合，驱动机构输出轮202外缘设置有斜齿，从而使得直齿轮系统110受驱动机构200驱动。每个销轴孔122上都设置有向上凸出的消音台阶122a，使得第一传动齿组111和第二传动齿组112在转动过程中受到的摩擦力变小从而抑制其工作噪音。
48.参考图5至图7，自锁组件130由输出齿轮135、缓冲衬套134、锁止环133、辊子组132、垫块137和大齿轮131组成。输出齿轮135的底部外缘设置有楔形齿圈135a，楔形齿圈135a的剖面为五边形状，其每个顶角为一个楔形齿顶135d。楔形齿圈135a的上方设置有输出凸轮135b，输出凸轮135b的外缘为可以是花键状也可以是尖齿状的。大齿轮131的外缘上设置有大齿轮齿圈131c，其中心同轴的开设有大齿轮中心孔131a，其顶面设置有向上凸起的5个楔形卡爪131b，楔形齿底131d设置在楔形卡爪131b面向大齿轮131轴心侧的面上。大齿轮齿圈131c与第二齿组凸轮112b相啮合，接受来自直齿轮系统110的驱动。锁止环133为环状，其中心开设有一锁止环中心孔133a。缓冲衬套134从上方套入输出齿轮135，在缓冲衬套134的內缘上设置有多个衬套凸出部134a，衬套凸出部134a分别嵌入输出凸轮135b的键/齿之间。输出齿轮135从下方穿过锁止环中心孔133a后被装配进锁止环133中，此时缓冲衬套134位于输出齿轮135和锁止环133之间。大齿轮131从下方向锁止环133方向装配，大齿轮中心孔131a套在输出齿轮135的尾部上，楔形卡爪131b与楔形齿圈135a位于同一平面上，楔形齿顶135d与楔形齿底131d相互啮合。5组辊子组132(每组2个)分别布置在楔形卡爪131b、楔形齿圈135a和锁止环133围成的5个空腔136内。每个空腔136内的1对相邻的辊子132a之间布置有1个垫块137，主要起到间隔和缓冲的作用，垫块137的材质为橡胶。辊子132a、楔形齿圈135a的接触面与辊子132a、锁止环133的接触面相交的夹角为自锁角150，自锁角150的角度范围为5
°
至15
°
之间。楔形齿圈135a推动辊子132a卡死在锁止环133上，确保辊子132a不会打滑和转动。
49.结合参考图8至图10，当车辆发生碰撞时，力矩通过输出齿轮135向驱动机构200方向传动(如图8箭头方向)。当输出齿轮135作为主动轮进行转动时，楔形齿圈135a推动辊子132a转动并卡在锁止环133上，此时楔形齿顶135d和楔形齿底131d之间仍留有间隙，输出齿轮135与大齿轮131没有啮合无法传动，自锁组件130实现自锁功能。缓冲衬套134缓冲从输出齿轮135传递到辊子组132及锁止环133的力矩，增强自锁组件130的抗冲击能力。当驱动机构200通过直齿轮系统110主动驱动大齿轮131进行转动时(如图9和图10箭头方向)，楔形卡爪131b移动并与辊子132a发生接触，推动辊子132a离开死点，此时楔形卡爪131b并未与楔形齿顶135d啮合。在楔形卡爪131b在进一步移动后与楔形齿顶135d啮合，至此大齿轮131带动输出齿轮135进行转动，在持续转动过程中，楔形卡爪131b依次推动辊子132a、垫块137和辊子132a在空腔136中向前移动，实现解锁功能。通过改变零件材质，辊子组132的数量，以及锁止环133外径，即可实现调节自锁组件130的锁止强度。
50.参考图11，驱动机构200内的直流无刷电机可降低机构工作噪音，驱动机构输出轴201两端均设置有消音轴承203，进一步降低驱动机构200的工作间隙音及摩擦音。消音轴承203采用滚动轴承。
51.本发明采用直齿轮系统110作为一级传动系统，采用超越离合器原理的自锁组件130作为二级传动系统，传动级别总传动效率在60％以上。配合直流电机能将座椅在0.2秒
内从危险位置调节至安全位置，并能承受380nm以上的力矩不被破坏。将解锁组件130设置在机构输出轴上，使得内部的直齿轮系统110不受外界冲击影响，使产品寿命达到60000周期(正常座椅调节机构的4倍)。