用于动力长导轨组件的弹簧加载的齿轮箱的制作方法

用于动力长导轨组件的弹簧加载的齿轮箱
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年1月31日提交的、并且标题为“spring loaded gearbox for power long rail assembly(用于动力长导轨组件的弹簧加载的齿轮箱)”的美国临时申请62/968,392的优先权和所有权益，该美国临时申请的公开内容在此通过参引全部并入。
3.发明背景
1.技术领域
4.本发明涉及长导轨组件，其中，具有动力调节能力的车辆座椅以可移除的方式附接至该长导轨组件。
2.

背景技术：

5.如今，许多车辆具有为车辆座椅提供动力调节能力的系统。某些车辆系统包括附接至车辆地板的一个或更多个固定长导轨以及构造成使车辆座椅沿着固定长导轨移位的动力导轨驱动组件。通常，车辆座椅构造成与动力导轨驱动组件断开联接，使得车辆座椅可以根据需要从车辆移除以及重新附接至动力导轨驱动组件。另外，某些车辆系统包括沿着固定长导轨延伸的齿轮齿条以及附接至动力导轨驱动组件并由动力源驱动的驱动轮。车辆座椅通过使驱动轮沿着固定长导轨中的齿轮齿条旋转而沿着固定长导轨移位。尽管驱动轮通常构造成与齿轮齿条以啮合的方式接合，但是当车辆座椅与动力导轨驱动系统断开联接/重新附接至动力导轨驱动系统时，公差叠加、各种部件尺寸的变化、来自道路输入的振动以及对动力导轨驱动组件的冲击可能影响驱动轮与齿条之间的啮合接合。
6.因此，期望具有一种带有受部件尺寸的变化影响较小的动力调节能力的车辆座椅定位系统。另外，期望在驱动轮经受来自道路输入的振动时保持动力导轨驱动组件的驱动轮与固定长导轨内的齿轮齿条之间的接合。最后，期望将弹簧加载的齿轮箱组件结合到动力导轨驱动组件内，该弹簧加载的齿轮箱组件向驱动轮提供扭矩并将驱动轮朝向与齿轮齿条接合的位置偏置。


技术实现要素：

7.本发明涉及一种用于提供车辆座椅在车辆内的滑动移动的长导轨组件。该长导轨组件包括固定长导轨和动力导轨驱动组件，该动力导轨驱动组件以可滑动的方式联接至固定长导轨以用于提供车辆座椅沿着固定长导轨的滑动移动。动力导轨驱动组件包括上通道、固定地联接至上通道的弹簧加载的齿轮箱组件、以及驱动轮，该驱动轮固定地联接至从弹簧加载的齿轮箱组件突出的驱动轴，并且该驱动轮通过弹簧加载的齿轮箱组件旋转以用于使动力导轨驱动组件沿着固定长导轨移位。弹簧加载的齿轮箱组件包括固定地联接至上通道的安装支架、能够在安装支架内重新定位的齿轮箱、以及弹簧，该弹簧将安装支架内的齿轮箱偏置成使得驱动轮与固定长导轨以啮合的方式接合。
附图说明
8.本发明的优点将被容易地领会，因为本发明的优点在结合附图考虑时参照以下详细描述变得更好理解，在附图中：
9.图1是根据本发明的一个实施方式的长导轨组件的局部立体图；
10.图2是图1的长导轨组件的部分透明侧视图；
11.图3是根据本发明的一个实施方式的具有联接至图1的长导轨组件的车辆座椅的车辆内部的局部立体图；
12.图4是图1的长导轨组件的端视图，其图示了动力导轨驱动组件和固定长导轨；
13.图5是图1的长导轨组件的沿着截面线5-5截取的横截面图，其图示了动力导轨驱动组件内的弹簧加载的齿轮箱组件；
14.图6是根据本发明的一个实施方式的图1的长导轨组件的一部分的剖面侧视图，其图示了动力导轨驱动组件内的弹簧加载的齿轮箱组件；
15.图7是图1的长导轨组件的部分透明立体图，其图示了弹簧加载的齿轮箱组件的与附接至固定长导轨的齿轮齿条以啮合的方式接合的驱动轮；
16.图8是图7的从长导轨组件移除的弹簧加载的齿轮箱组件和齿轮齿条的部分透明立体图；
17.图9是图1的长导轨组件内的弹簧加载的齿轮箱组件的局部视图，其图示了齿轮齿条与弹簧加载的齿轮箱组件的驱动轮的接合；
18.图10是图9的弹簧加载的齿轮箱组件的部分分解图；
19.图11是图9的弹簧加载的齿轮箱组件的部分透明侧视图，其图示了远离安装支架中的端部开放的槽的端壁偏置的齿轮箱；以及
20.图12是图11的弹簧加载的齿轮箱组件的部分透明侧视图，其图示了朝向安装支架中的端部开放的槽的端壁偏置的齿轮箱。
具体实施方式
21.图1至图12图示了根据本文中所描述的实施方式的具有动力导轨驱动组件12的长导轨组件10，该动力导轨驱动组件12构造成提供对机动车辆中的车辆座椅18的滑动调节。在说明书、附图或权利要求书中采用或示出的方向性指代词、比如顶部、底部、上部、下部、向上、向下、纵向、横向、左、右等是为了便于描述而使用的相对术语，并且不意在在任何方面限制本发明的范围。参照附图，贯穿若干视图，相同的附图标记表示相同或对应的部分。
22.图1至图3图示了根据本发明的一个实施方式的包括固定长导轨20和用于沿着固定长导轨20对车辆座椅18的位置进行调节的动力导轨驱动组件12的长导轨组件10。图3示出了具有多个车辆座椅18的车辆的内部22，所述多个车辆座椅18连接至构造成沿着附接至车辆地板24的相应的固定长导轨20行进的动力导轨驱动组件12。图4中示出了图1的长导轨组件10的端视图，其图示了动力导轨驱动组件12的其他细节。图5和图6分别示出了图1的长导轨组件10的横截面图和部分剖面透明侧视图，其图示了动力导轨驱动组件12内的弹簧加载的齿轮箱组件26'。
23.参照图3，每个车辆座椅18由车辆座椅18的相反侧部18a、18b上的至少一个腿部28支承，或者可选地由前腿部30和后腿部28支承。车辆座椅18具有至少一个腿部28，所述至少
一个腿部28附接至闩锁组件32以用于将车辆座椅18以可移除的方式联接至动力导轨驱动组件12。每个动力导轨驱动组件12沿着附接至车辆地板24的固定长导轨20中的一个固定长导轨20行进。每个固定长导轨20在固定长导轨20的相反的第一端部20a与第二端部20b之间纵向地延伸，在固定长导轨20的相反的第一端部20a与第二端部20b之间限定有内腔34(图1中示出)。在图3中所示的实施方式中，当车辆座椅18被重新定位在第一座椅位置40与第二座椅位置42之间时，每个车俩座椅18沿着一对固定长导轨20、20'行进，示出为重新定位的车辆座椅18'以可移除的方式联接至重新定位的动力导轨驱动组件12'。由于联接至至少一个动力导轨驱动组件12的车辆座椅18能够沿着至少一个固定长导轨20重新定位至任何座椅位置40、42，因此长导轨组件10实现了改进的车辆座椅18位置调节。此外，每个车辆座椅18可以与动力导轨驱动组件12断开联接以允许根据需要调整或改变车辆内部22内的车辆座椅18的数量。
24.参照图1，固定长导轨20的一个实施方式包括下通道，该下通道具有沿纵向方向延伸的大致u形的横截面轮廓46、底壁50、相对的侧壁60、64以及带有沿纵向方向延伸的长形开口72的顶壁70。参照图4，固定长导轨20的每个侧壁60、64包括具有大致c形的横截面轮廓的轨道80、82，其中，每个轨道80、82具有轨道底壁80a、82a、轨道外侧壁60a、64a、轨道顶壁86、88以及保持唇缘90、92，该保持唇缘90、92从相邻的轨道顶壁86、88向下延伸并且与轨道外侧壁60a、64a间隔开。固定长导轨20是由金属或塑料材料冲压、成型、模制、挤压和/或轧制而成的部段，并且固定长导轨20具有基于特定应用选择的长度。应当理解的是，在不改变本发明的范围的情况下，固定长导轨20的大小和形状可以改变。
25.另外如图4中所示，动力导轨驱动组件12包括上通道94，该上通道94具有大致倒u形的横截面轮廓96、相对的第一侧壁98和第二侧壁100以及在相对的第一侧壁98与第二侧壁100之间延伸的顶壁102。相对的第一侧壁98和第二侧壁100固定地附接有第一撞销板103和第二撞销板104。第一撞销板103和第二撞销板104中的每一者都是实心金属件，但具有中央开口105。撞销106穿过第一撞销板103和第二撞销板104中的每一者中的中央开口105。撞销106固定地附接至第一撞销板103和第二撞销板104以实现牢固连接。应当理解，在不改变本发明的范围的情况下，上通道94的大小和形状可以改变。
26.如图4中所示，为了在闩锁时实现车辆座椅18的平稳运动，轴107侧向地延伸穿过在上通道94的相对的第一侧壁98与第二侧壁100之间延伸中空管108。轴107的每个端部107a固定地联接有轮110。尽管未示出，但是轮110可以被联接至相对的第一侧壁98和第二侧壁100的滚动件和/或滑动件代替。在适合于预期应用时，可以使用任何数量的轮110、滚动件和/或滑动件以及/或者轮110、滚动件和/或滑动件的任何组合。
27.参照图1，闩锁组件32可以以可移除的方式闩锁至撞销106。闩锁组件32与撞销106的连接和断开连接允许车辆座椅18附接至动力导轨驱动组件12或从动力导轨驱动组件12移除。在动力导轨驱动组件12的顶壁102中还包括有开口112。当闩锁组件32被闩锁至撞销106时，闩锁组件32的延伸部114下降到动力导轨驱动组件12的开口112中。如图4中所示，当延伸部114穿过开口112时，该延伸部114与附接至上通道94的相应的相对的第一侧壁98和第二侧壁100的第一楔形板116和第二楔形板117接触。第一楔形板116和第二楔形板117通过与延伸部114接触而有助于将闩锁组件32引导并居中定位。一旦闩锁组件32完全闩锁至撞销106，则第一楔形板116和第二楔形板117还与延伸部114产生紧密且安全的配合。
28.如图5中所示，动力导轨驱动组件12可选地具有在旋转方面联接至上通道94的相反的第一侧壁98和第二侧壁100的侧向稳定滚动件120、121。侧向稳定滚动件120、121部分基于侧向稳定滚动件120、121的选定构型而吸收固定长导轨20在侧向方向和竖向方向中的一者或两者上的变化。侧向稳定滚动件120、121的示例性实施方式在图6中示出并且包括滚动件124、上臂126、下臂128以及支承柱130。滚动件124在旋转方面联接至在上臂126的上端部126a附近附接至上臂126的枢轴132。上臂126的下端部126b在旋转方面联接至支承柱130。替代性地，如果需要，上臂126和下臂128可以由单个臂代替。支承柱130固定地联接至上通道94的相邻的第一侧壁98和第二侧壁100。图7中示出了图1的长导轨组件10的部分透明视图，并且图示了附接至动力导轨驱动组件12的相应的第一侧壁98和第二侧壁100的第一对侧向稳定滚动件120、120a和相反的第二对侧向稳定滚动件121、121a。动力导轨驱动组件12的相对的第一侧壁98和第二侧壁100中的每一者上的侧向稳定滚动件120、120a、121、121a通过拉伸弹簧134联接在一起。拉伸弹簧134将侧向稳定滚动件120、120a、121、121a朝向与固定长导轨20的接合偏置。应当理解，在不改变本发明的范围的情况下，侧向稳定滚动件120、120a、121、121a以及第一楔形板116和第二楔形板117可以在大小、形状和数量方面改变，并且侧向稳定滚动件120、120a、121、121a以及第一楔形板116和第二楔形板117还可以被省略。
29.再次参照图2，长导轨组件10的一个实施方式包括固定地联接至车辆座椅18的上齿轮箱144a和固定地联接至动力导轨驱动组件12的弹簧加载的齿轮箱组件26'。上齿轮箱144a包括操作性地连接至外部驱动源的驱动齿轮145。另外，上齿轮箱144a在车辆座椅18联接至动力导轨驱动组件12时通过自动对中快速连接机构147而操作性地联接至弹簧加载的齿轮箱组件26'。替代性地，弹簧加载的齿轮箱组件26'通过柔性线缆、直接驱动轴或其他已知的方法操作性地联接至外部驱动源。其他实施方式使用附加的齿轮和驱动轴将驱动源结合在上通道94内，或者经由直接驱动连接装置结合至弹簧加载的齿轮箱组件26'，以及/或者使用柔性线缆可选地将弹簧加载的齿轮箱组件26'连接至驱动源。
30.如图7中所示，弹簧加载的齿轮箱组件26'位于动力导轨驱动组件12内并且操作性地联接至位于固定长导轨20内的驱动轮150。驱动轮150是下述小齿轮：该小齿轮具有构造成与固定地联接至固定长导轨20的齿轮齿条170中的齿轮齿168和/或凹口以啮合的方式接合的齿轮齿150a。具有与齿轮齿条170配对的驱动轮150的弹簧加载的齿轮箱组件26'是用于提供动力车辆座椅18的前后运动的传动系统。弹簧加载的齿轮箱组件26'确保驱动轮150在前后调节期间始终与齿轮齿条170接合，即使在车辆座椅18经受来自道路输入的振动时也是如此。优选地，由于驱动轮150不是承载部件，因此驱动轮150是塑料齿轮。尽管驱动轮150可以根据预期应用的需要而包括其他材料，但是塑料驱动轮150提供了在动力导轨驱动组件12沿着固定长导轨20行进时进行安静驱动的方法。此外，当齿轮齿168与驱动轮150上的齿轮齿150a以啮合的方式接合时，齿轮齿条170上的齿轮齿168防止驱动打滑。
31.图8中示出了从长导轨组件10中移除的弹簧加载的齿轮箱组件26'和齿轮齿条170的部分透明视图，其图示了弹簧加载的齿轮箱组件26'的内部部件。弹簧加载的齿轮箱组件26'提供了驱动轮150的旋转所需的扭矩。在图2中所示的实施方式中，扭矩通过自动对中快速连接机构147从上齿轮箱144a的驱动齿轮145传递至弹簧加载的齿轮箱组件26'的驱动轮150。在不改变本发明的范围的情况下，自动对中快速连接机构147的结构可以在长导轨组
件10的不同实施方式之间变化。另外，在某些实施方式中，作为非限制性示例，扭矩经由柔性线缆、直接驱动连接装置、驱动轴等而传递至弹簧加载的齿轮箱组件26'。
32.参照图8，弹簧加载的齿轮箱组件26'包括具有与蜗轮192以啮合的方式接合的蜗杆190的齿轮箱26。在图8中所示的实施方式中，蜗杆190构造成由外部驱动源来驱动。另外，蜗轮192具有构造成与蜗杆190上的弯曲的渐开线齿190a以啮合的方式接合的齿轮齿192a。另外，驱动轴194从蜗轮192轴向地突出，其中，驱动轴194的远端端部194a固定地联接至驱动轮150。因此，驱动轮150经由蜗轮192操作性地联接至齿轮箱26内的蜗杆190。尽管驱动轮150在图8中示出为正齿轮，但是在不改变本发明的范围的情况下，齿轮箱26的其他实施方式可以包括其他类型的齿轮，所述其他类型的齿轮包括侧向驱动轮、螺旋齿轮、人字齿轮、挠性轴、蜗轮等。
33.在申请人于2020年3月16日提交的、题为“long rail assembly with internal power driving system(具有内部动力驱动系统的长导轨组件)”的共同未决申请no.pct/us2020/022908中完全阐述了动力驱动导轨组件12与固定长导轨20之间的滑动移动的其他描述，该共同未决申请的全部公开内容在此通过参引并入。
34.如图8中所示，齿轮箱26包括容纳并支承蜗杆190和蜗轮192的齿轮箱壳体210。参照图9，齿轮箱壳体210由固定地联接至上通道94的安装支架220支承。齿轮箱壳体210构造成在齿轮箱26和安装支架220与上通道94组装在一起时能够沿垂直于上通道94的纵向轴线的大致竖向的方向在安装支架220内重新定位。安装支架220与齿轮箱26之间定位有弹簧230，并且如图9中示出的箭头a所图示的，该弹簧230将齿轮箱26朝向上通道94的顶壁102偏置。如图9中所示，当动力导轨驱动组件12与固定长导轨20组装在一起时，弹簧230将驱动轮150朝向与齿轮齿条170接合的位置偏置。尽管在图中示出为板簧230，但是可以使用任何适合的弹簧类型，作为非限制性示例，包括压缩弹簧、拉伸弹簧、螺旋弹簧等。
35.图10中示出了图9的某些部件的分解图，其还图示了弹簧加载的齿轮箱组件26'的构造。参照图10，安装支架220是具有相对的第一端壁240和第二端壁240'以及在相对的第一端壁240与第二端壁240'之间延伸的侧壁244的大致u形的支架。安装突部248、248'从安装支架220的第一端壁240和第二端部240'中的每一者以一角度突出。安装突部248、248'中的每一者包括通孔252，该通孔252定尺寸成在安装支架220固定地联接至上通道94时与紧固件256配合地接合。当安装支架220与上通道94组装在一起时，紧固件256插入穿过上通道94中的通孔260，并且紧固件256固定地联接至安装突部248、248'。其他实施方式包括将安装支架220固定地联接至上通道94的替代方法，作为非限制性示例，包括穿过槽的突部、压接接合件、焊接接合件、夹持件、螺纹紧固件、铆钉等。
36.在图10中所示的实施方式中，安装支架220包括相对的第一支承突部266和第二支承突部266'，第一支承突部266和第二支承突部266'从相对的第一端壁240和第二端壁240'以大致垂直的角度延伸，并且第一支承突部266和第二支承突部266'与安装突部248、248'大致平行。更具体地，在图10中所示的实施方式中，相对的第一支承突部266和第二支承突部266'中的每一者都从相对的第一端壁240和第二端壁240'以约90
°
的角度延伸。另外，第一端壁240包括用于接纳、支承和保持弹簧230的第一端部230a的第一通路272。另外，第二端壁240'包括用于接纳、支承和保持弹簧230的第二端部230b的第二通路274。
37.如图10中所示，弹簧230包括在相反的第一基部部分290与第二基部部分290'之间
延伸的弧形部分286。相反的第一基部部分290和第二基部部分290'中的每一者都与第一弹簧突部部分294和第二弹簧突部部分296中的相应的一者邻接。第一弹簧突部部分294和第二弹簧突部部分296与弹簧230的相应的第一端部230a和第二端部230b相邻。参照图9，第一弹簧突部部分294构造成在弹簧230的第一基部部分290与第一支承突部266抵接时穿过安装支架220的第一端壁240中的第一通路272并且与第一端壁240的外表面240a抵接。第一弹簧突部部分294定尺寸和定形状成使得第一弹簧突部部分294的运动受与安装支架220的第一端壁240的摩擦接合的约束。在某些实施方式中，第一弹簧突部部分294与第一端壁240和穿过第一端壁240的第一通路272互锁。第二弹簧突部部分296同样构造成在弹簧230的第二基部部分290'与第二支承突部266'抵接时穿过安装支架220的第二端壁240'中的第二通路274。然而，第二弹簧突部部分296的第二端部230b的运动不受第二端壁240'的约束。因此，弹簧230的第二基部部分290'能够随着施加至弹簧230的压缩力的变化而沿着第二支承突部266'纵向地重新定位或者滑动。
38.如图10中所示，安装支架220在安装支架220的侧壁244中包括一对端部开放的槽300、300'。端部开放的槽300、300'包括相对的侧壁300a、300b以及在相对的侧壁300a、300b之间延伸的槽端壁300c。齿轮箱壳体210包括与端部开放的槽300、300'对准的通路304、304'。
39.通路304、304'构造成与带肩螺栓310、310'的轴308配合地接合。带肩螺栓310、310'中的每一者都包括肩部316，该肩部316从轴308以一角度延伸，并且该肩部316构造成使得肩部316在轴308固定地联接至齿轮箱壳体210时不能穿过安装支架220中的端部开放的槽300、300'。齿轮箱26的运动被从齿轮箱壳体210突出并穿过安装支架220中的端部开放的槽300、300'的带肩螺栓310限制在安装支架220内。弹簧230将安装支架220中的齿轮箱26偏置成使得肩部螺栓310、310'在弹簧230、齿轮箱26、带肩螺栓310、310'和安装支架220与上通道94组装在一起时朝向端部开放的槽300、300'的槽端壁300c偏置。
40.在操作中，参照图11和图12进一步图示了齿轮箱26在安装支架220内的移动。图11示出了被齿轮箱26高度压缩的弹簧230，其中，带肩螺栓310、310'与安装支架220中的端部开放的槽300、300'的槽端壁300c间隔开。相反，图12示出了伸展的弹簧230，其中，齿轮箱26向上移位成使得带肩螺栓310、310'的轴308与安装支架220中的端部开放的槽300、300'的相应的槽端壁300c摩擦接合。
41.对比图11和图12，第二弹簧突部部分296在安装支架220的第二端壁240'中的第二通路274内的相对位置基于弹簧230上的压缩力的量而变化。在图11和图12两者中，第一弹簧突部部分294的相对位置总体上得以保持，而与弹簧230上的压缩力的量无关。第二弹簧突部部分296的相对位置基于弹簧230上的压缩力的量而变化，其中，第二基部部分290'根据需要而沿着第二支承突部266'滑动以容纳弹簧230的形状方面的变化。
42.齿轮箱26与安装支架220、弹簧230和带肩螺栓310、310'的组装形成了弹簧加载的齿轮箱组件26'。当弹簧加载的齿轮箱组件26'的安装支架220固定地联接至上通道94并且上通道94与固定长导轨20组装在一起时，由于弹簧230将齿轮箱26朝向齿轮齿条170向上偏置，因此弹簧加载的齿轮箱组件26'保持驱动轮150与齿轮齿条170之间的啮合接合。弹簧加载的齿轮箱组件26'补偿了沿着固定长导轨20、齿轮齿条170内、动力导轨驱动组件12内等的尺寸变化。因此，动力导轨驱动组件12中的弹簧加载的齿轮箱组件26'产生了受部件尺寸
的变化的影响较小的车辆座椅18定位系统。
43.用于长导轨组件10的弹簧加载的齿轮箱组件26'的一个益处是，即使在驱动轮150经受来自道路输入的振动时，弹簧加载的齿轮箱组件26'也能保持动力导轨驱动组件12的驱动轮150与固定长导轨20内的齿轮齿条170之间的接合。第二个益处是，弹簧加载的齿轮箱组件26'补偿了固定长导轨20的尺寸方面的变化。第三个益处是，弹簧加载的齿轮箱组件26'为驱动轮150提供了扭矩，以及将驱动轮150朝向与齿轮齿条170接合的位置偏置。
44.本发明已经以说明性的方式进行了描述，并且应当理解的是，已经使用的术语旨在具有描述性词语的性质而不是限制性词语的性质。根据以上教示，本发明的许多改型和变型是可能的。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方式实践。