CN101537807B - 铰链装置及包含此装置的车辆座椅 - Google Patents

Abstract

铰链装置，包含第一和第二框架(7，8)，两者经由一调节装置(10)连接在一起，调节装置(10)包含与第二框架(8)成一体的第一系列齿轮齿(13)，以及与第一系列齿轮齿(13)啮合的第一齿状元件(11)；第二框架(8)包含一第二系列齿轮齿(50)，在当施加于所述第一和第二框架(7，8)间的扭矩超过预定阈值时，能够与所述第一框架(7)相作用，从而使框架(7，8)不能相对移动。

Description

铰链装置及包含此装置的车辆座椅

技术领域

本发明涉及一种用于车辆座椅的铰链装置，以及包含所述装置的座椅。

具体而言，本发明涉及一种铰链装置，包含：

-第一和第二框架，所述两个框架相对一旋转轴彼此旋转地安装，

-一有齿的调节装置，所述调节装置将所述第一和第二框架连接起来，并能调节所述第一和第二框架的相对角度位置，所述调节装置包含：

-至少一第一系列齿轮齿，所述第一系列齿轮齿与所述第二框架构成整体，并形成至少一以所述旋转轴为中心的圆弧；，

-至少一第一齿状元件，所述齿状元件能够与所述第一系列齿轮齿相啮合，并相对于所述第一框架，一方面能移动到一锁定位置，另一方面能移动到一缩回位置，在所述锁定位置，它与所述第二框架的第一系列齿轮齿相配合，从而能使所述第一和第二框架相对彼此不能运动，在所述缩回位置，所述齿状元件不与所述第二框架的齿轮齿相作用；以及

-一开动装置，所述开动装置能控制所述调节装置。

背景技术

专利文献FR-A-2 790 230公开了此类铰链装置的一个实施例，包含维持在所述第一框架上的包缝元件，在当施加于所述第一和第二框架间的扭矩超过一预定阈值(threshold)，且开动装置处于闲置时，所述包缝元件能与所述第二框架相作用，利用不断增加的抵抗扭矩(resistive torque)来使所述第一和第二框架相对彼此不能转动。

该铰链装置功能比较齐备。具体而言，所述包缝元件的功能使得增加所述铰链装置的机械强度成为可能，特别是当用于车辆座椅的该装置遇到道路事故的时候。不过，此功能要求在所述第一框架上附加额外的装置。

发明内容

本发明的目的是改进上述类型的铰链装置，具体而言，是为了提供一种易于制造，成本低廉但同时又具备相同的良好性能的装置。

因此，根据本发明的一种的铰链装置，其特征在于，所述第二框架还包含至少一第二系列齿轮齿，所述第二系列齿轮齿形成至少一段以所述旋转轴为中心的圆弧，并且在当施加于所述第一和第二框架间的扭矩超过预定阈值，且开动装置处于闲置时，能够与所述第一框架相作用。

因为所述装置的作用，当座椅上装备有所述铰链的车辆遭遇事故，并受到非常大的力的作用时，所述第二系列齿轮齿与所述第一框架相配合，从而增加抵抗扭矩来防止所述框架彼此的相对运动。

在根据本发明所述的铰链装置的不同实施例中，还可能可选择地使用以下一个和/或另一个设置：

-所述第一框架包含一圆柱形轴承，其中旋转地置有一环，所述环构成所述第二框架的一部分，并具有一包含所述第一系列齿轮齿的径向的内表面，以及一包含所述第二系列齿轮齿的径向的外表面；当施加于所述第一和第二框架间的扭矩超过预定阈值时，所述第二系列齿轮齿能在所述第一齿状元件施加的压力作用下，插入所述圆柱形轴承；

-所述第二系列齿轮齿包含几个弧形部分，有角度地被光滑的弧形轴承面分隔，所述轴承面滑动地支承在所述第一框架的圆柱形轴承上，只要施加于所述第一和第二框架间的扭矩小于所述预定阈值，就能够防止所述第二系列齿轮齿与所述第一框架相作用；

-所述轴承面定义并构成了外接的圆柱的部分，所述外接的圆柱具有第一半径，而第二系列齿轮齿的齿的径向点(radial point)也定义了一圆，所述圆具有至多与所述第一半径相等的第二半径；

-所述第二半径与所述第一半径相等；

-具有三个所述第一齿状元件，以120°的角度间隔分布在圆周上，所述轴承面围绕外接的圆柱以45°的角度间隔分布；

-所述第二系列齿轮齿和圆柱形轴承各自具有一表面硬度系数，所述轴承的表面硬度系数比所述的第二系列齿轮齿的表面硬度系数小。

此外，本发明的一个主题也涉及一种车辆座椅，所述车辆座椅包含一座椅底部和一靠背，所述靠背通过至少一个如前所述的铰链装置旋转地相对所述座椅底部安装。

本发明的其它特征和优点将通过对下述非限定性的实施例的描述，并结合附图参考，来充分揭示。

附图说明

-图1示出了能配备根据本发明的铰链装置的车辆座椅；

-图2示出了根据本发明的铰链装置的轴向剖面图，能装配到图1所示的座椅上，所述铰链装置位于正常闲置位置；

-图3示出了沿图2所示的铰链装置III-III线的局部剖面图；

-图4示出了图2所示铰链装置的区域IV的详细剖面图；

-图5示出了图3所示铰链装置的详细断面图；

-图6类似于图3，示出了装有所述座椅的车辆在遭遇事故之后所述铰链装置的情况；

-图7类似与图5，示出了装有所述座椅的车辆在遭遇事故之后所述铰链装置局部的情况。

不同附图中，相同的索引号代表了相同或相似的部件。

具体实施例

图1显示了一种车辆座椅，例如汽车的前座椅，所述座椅包含座椅底部2和靠背4，所述座椅底部2例如可通过纵向滑道装置固定在车辆地板3，所述靠背4通过至少一个由手柄6或类似件控制的铰链装置5，相对所述座椅底部2围绕水平横向旋转轴X被旋转地安装。

如图2和图3所示，所述铰链装置5包括：

-一金属框架7，所述框架7在本实施例中被坚固地固定在所述座椅的座椅底部2；

-一金属框架8，所述框架8在本实施例中相对所述座椅1的靠背4可移动且有刚性；

-一金属环9(图3中未显示)，所述金属环9被卷曲覆盖到固定框架7和移动框架8的周围，形成一封闭的圆形装置并一起限定了框架7和框架8的边界；以及

-一锁定装置10，所述锁定装置10被包含在外罩中，并可以在所述手柄6未被开动的情况下，使所述移动框架8相对所述固定框架7固定不动。

例如，以一种本身已知的方式，该锁定装置10可包括：

-至少一个、优选地为三个金属齿状锁定元件11(更一般地，可以有N个锁定元件11，N介于1到6之间，优选地介于3到6之间)，所述锁定元件彼此以120度角度放置，并各自具有一系列外部齿轮齿12，所述齿轮齿12能够与置于所述移动框架8上的第一系列圆盘形内部齿轮齿13相啮合，每一所述齿状锁定元件11被安装为能够沿由两个终止元件14构成的引导装置径向滑动，所述终止元件14在圆周环向方向上构成所述元件11的框架，并且与所述固定框架7构成坚固的结构，因此，所述齿状锁定元件11一方面能够移动到一锁定位置，另一方面能移动到一缩回位置，在所述锁定位置，这些锁定元件11的齿轮齿12与所述移动框架8的齿轮齿13相啮合，从而锁定所述铰链装置，在所述缩回位置，齿状锁定元件与所述移动框架8的齿轮齿13不相配合，此外，每一元件包含至少一个销15，所述销15朝着所述移动框架8轴突出；

-一凸轮16，所述凸轮16旋转地与一控制轴17刚性连接，所述轴17本身与所述控制手柄6刚性连接，所述凸轮16控制所述齿状锁定元件11的滑动；

-一弹簧18，所述弹簧18例如可置于一成形在所述固定框架7上的冲压凹穴19中，并向所述控制轴17和凸轮18施加作用，使它们沿20所示的角度方向朝一闲置位置移动，在所述闲置位置，所述凸轮将所述锁定元件11置于它们的锁定位置，所述凸轮16在操作手柄6的作用下能够沿相反的角度方向21转动，从而允许所述锁定元件朝它们的缩回位置滑动，并因此解锁所述铰链装置5；以及

-一刚性金属盘22，所述金属盘22旋转地连接到所述凸轮16上，并在所述凸轮16和移动框架8之间径向延伸，可部分覆盖所述齿状锁定元件11，所述盘22包含三个挖去部分23，其中置有所述元件11的销15，这些销15的每一个都与凸轮边缘24相配合，所述边缘24限定了对应的挖去部分径向向外的边界，其形状还能够使所述凸轮16沿方向21旋转时，将对应的齿状锁定元件11沿径向向内移动。

此外，根据本发明，所述移动框架8一方面具有圆周形分布的所述第一系列齿轮齿13，其形成至少一段以所述旋转轴X为圆心的圆弧，径向朝向所述铰链X的中心，另一方面，还具有至少一个第二系列齿轮齿50，径向朝外并面对一个位于所述固定框架7反面的圆柱形轴承54。优选地，所述第一系列齿轮齿13径向朝内，而第二系列齿轮齿50径向朝外，两者为一环53的部分，并构成移动框架8的部分。

还是根据本发明，特别参照图3，所述第二系列齿轮齿50包含几个以所述轴X为中心的弧形部分，有角度地被光滑轴承面51分隔，所述轴承面51也是弧形，滑动地支承在构成所述固定框架7的部分的圆柱形轴承54上。

所述铰链装置的运行方式如下，当所述座位1上的乘客想要调节所述靠背4的倾斜度，他沿角度方向21开动所述控制手柄6，这样可以解锁所述铰链装置5，并允许乘客直接对所述靠背施加作用来调节其倾斜度，例如，通过用他的背部向后推压所述靠背，或者相反地使所述靠背在一个或多个位于其内部的弹簧(图中未现)的作用下向前转动，从而可以改变所述移动框架8相对所述固定框架7的位置。

如图4和图5所示，在所述靠背正常的角度调节中，所述移动框架8相对所述固定框架7转动，所述轴承面51在固定框架7的圆柱形轴承54上滑动。在所述调节装置的正常使用过程中，所述第二系列齿轮齿50不与所述圆柱形轴承54直接发生抵触。

所述轴承面51定义了一外接的圆柱52，所述第二系列齿轮齿50的齿的径向点位于一半径小于或等于所述外接的圆柱52半径的圆周上。

此外，只要乘客不开动所述控制手柄6，所述铰链装置就维持在锁定位置。因为所述齿状锁定元件11的齿12与所述移动框架8的第一系列齿轮齿13相啮合，因此所述固定框架和移动框架互相保持不动。用于锁定一框架相对另一框架的运动的所述装置，能够经受最大达到某一预定阈值的扭矩作用。只要不超越此阈值，所述齿状锁定元件11将保持在对所述第一系列齿轮齿13的锁定位置，并且所述轴承面51，在第二系列齿轮齿50不与所述圆柱形轴承54相抵触的情况下，能在所述轴承54上滑动，所述环53只发生微小的形变。

然而，若所述锁紧装置受到的扭矩超过了某一预定阈值，所述齿状锁定元件11，终止元件14和环53将经受较大的形变。

事实上，当所述铰链装置位于锁定位置而车辆又发生事故时，所述铰链装置的移动框架8有时可能在角方向20，21之一遭受一非常大的扭矩作用，图6所示的实施例是在21方向。例如，当冲击来自尾部时，或者当冲击来自前部且座椅的安全带有一连接在靠背上的上固定点时，该扭矩可能产生于乘客的惯性，和/或在当冲击来自前部时，产生于放置在座椅后面的行李的作用。

当该扭矩达到某一极限值，例如100或150daN/m(十牛顿/米)或更一般地说，某一介于50和200daN/m(十牛顿/米)之间的极限值时，所述齿状锁定元件11在圆周方向上遭受非常大的力的作用，以致每一所述元件最后都使所述终止元件14上产生塑性变形，所述终止元件14位于扭矩施加作用方向的下游，在该实施例中为方向21。所述变形在图6和图7中显示。

在如上所述的事故的情况下，所述齿状锁定元件11在所述移动框架8施加的大扭矩的作用下，有绕自身转动的趋势，因此在图6所示的压力区域11a，有一径向朝外的压力施加到所述环53上，并将构成所述移动框架8的一部份的所述环53往外推。结果，包含所述轴承面51和第二系列齿轮齿50的所述环53，被向外推向圆柱形轴承54，所述圆柱形轴承54构成所述固定框架7的一部分。所述环53在向外引导的径向力的作用下产生形变。

由于所述固定框架7的表面硬度小于所述环53的表面硬度，尤其小于所述系列齿轮齿50的表面硬度，因此所述系列齿轮齿50的齿的径向点插入所述固定框架7的圆柱形轴承54，如图7详细所示(区域55)。这样会极大地增加所述固定框架7和移动框架8之间的抵抗扭矩，从而在车辆发生事故时，阻止所述靠背对于座椅底部的任何相对移动。

在本发明的实施例中，例如，在制造所述移动框架8时可能采用表面热处理技术，从而增加有齿表面的硬度。相反地，所述固定框架7的制造过程可以不采用任何特殊的热处理工艺，只采用本领域普遍采用的制造方法，例如冲压。

考虑到所述轴承面51和圆柱形轴承54的接触面的尺寸，所述轴承面51不能插入圆柱形轴承54。

本发明的一个特征在于，提出了一种齿轮齿50在所述环53的圆周上创新的分段式分布，从而使至少一个齿状锁定元件11，优选地为两个齿状锁定元件11，放置在所述第二系列齿轮齿50的一齿轮段的对面。一非限定性的实施例如图3和图6所示：三个齿状锁定元件11以120°角度分布，八个第二系列齿轮齿50的齿轮段以45°的角度分布。

因此，在发生事故时，至少有三分之二的所述齿状锁定元件11的压力区域11a，放置在所述第二系列齿轮齿50的一齿轮段的对面。

当然，在不偏离本发明的保护范围的情况下，所述齿状锁定元件11的数目，以及第二系列齿轮齿50的齿轮段的数目，还可以有其它选择。

还需要明确的是，在不偏离本发明的保护要求的情况下，所述第一框架7可以和所述座椅1的靠背4相连，所述第二框架8可以和所述座椅1的座椅底部2相连。

Claims (8)

1.一种铰链装置，包含：

-第一和第二框架(7，8)，所述两个框架相对一旋转轴(X)彼此旋转地安装，

-一有齿的调节装置(10)，所述调节装置(10)将所述第一和第二框架(7，8)彼此连接，并能调节所述第一和第二框架的相对角度位置，所述调节装置包含：

-至少一第一系列齿轮齿(13)，所述第一系列齿轮齿(13)与所述第二框架(8)构成整体，并形成至少一以所述旋转轴(X)为中心的圆弧，

-至少一第一齿状元件(11)，所述第一齿状元件(11)能够与所述第一系列齿轮齿(13)啮合，并相对于所述第一框架(7)一方面能移动到一锁定位置，另一方面能移动到一缩回位置，在所述锁定位置，它与所述第二框架(8)的第一系列齿轮齿(13)相配合，从而能使所述第一和第二框架(7，8)相对彼此不能运动，在所述缩回位置，所述第一齿状元件不与所述第二框架(8)的齿轮齿相作用，以及

-一开动装置(16，17，18，22)，所述开动装置能控制所述调节装置，

其特征在于，所述第二框架(8)还包含至少一第二系列齿轮齿(50)，所述第二系列齿轮齿(50)形成至少一段以所述旋转轴(X)为中心的圆弧，并且在当施加于所述第一和第二框架(7，8)间的扭矩超过一预定阀值时，能够与所述第一框架(7)相作用。

2.根据权利要求1所述的铰链装置，其特征在于，所述第一框架(7)包含一圆柱形轴承(54)，其中旋转地置有一环(53)，所述环(53)构成所述第二框架(8)的一部分，并具有一包含所述第一系列齿轮齿(13)的径向的内表面，以及一包含所述第二系列齿轮齿(50)的径向的外表面；当施加于所述第一和第二框架(7，8)间的扭矩超过一预定阀值时，所述第二系列齿轮齿(50)能在所述第一齿状元件(11)施加的压力作用下，插入所述圆柱形轴承(54)。

3.根据权利要求2所述的铰链装置，其特征在于，所述第二系列齿轮齿(50)包含几个弧形部分，有角度地被光滑的弧形轴承面(51)分隔，所述轴承面(51)滑动地支承在所述第一框架(7)的圆柱形轴承(54)上，只要施加于所述第一和第二框架(7，8)间的扭矩小于所述预定阀值，就能够防止所述第二系列齿轮齿(50)与所述第一框架(7)相作用。

4.根据权利要求3所述的铰链装置，其特征在于，所述轴承面(51)限定并构成了外接的圆柱(52)的部分，所述外接的圆柱(52)具有第一半径，而第二系列齿轮齿(50)的齿的径向点也限定了一圆，所述圆具有至多与所述第一半径相等的第二半径。

5.根据权利要求4所述的铰链装置，其特征在于，所述第二半径与所述第一半径相等。

6.根据权利要求4所述的铰链装置，其特征在于，具有三个所述第一齿状元件(11)，以120°的角度间隔分布在圆周上，所述轴承面(51)围绕外接的圆柱(52)以45°的角度间隔分布。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的铰链装置，其特征在于，所述第二系列齿轮齿(50)和圆柱形轴承(54)各自具有一表面硬度系数，所述轴承(54)的表面硬度系数比所述的第二系列齿轮齿(50)的表面硬度系数小。

8.一种车辆座椅，包含一座椅底部(2)和一靠背(3)，其特征在于，所述靠背(3)通过至少一个根据权利要求1所述的铰链装置(5)旋转地相对所述座椅底部(2)安装。

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