一种带自锁的旋转机构的制作方法

1.本发明涉及汽车座椅，更具体地涉及一种带自锁的旋转机构。


背景技术：

2.现有技术中已知的很多电动座椅靠背的调节并不自锁，而靠背调角器也在颠簸的工况下不完全自锁。
3.传统的自锁级会处于传动级中的一环，通过牺牲效率的方式获得一定程度的自锁性，如蜗杆+斜齿轮/涡轮，少齿差行星系传动等结构。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术中的自锁级需要牺牲效率等问题，本发明提供一种带自锁的旋转机构。
5.根据本发明的带自锁的旋转机构，其包括从动轮、扭簧、主动轮和轴，其中，主动轮套设在轴上以被驱动机构正向驱动，从动轮套设在轴上并被主动轮驱动，扭簧包括圈环部、第一簧臂和第二簧臂，圈环部缠绕在轴上，第一簧臂从圈环部的顶部末端径向向外伸出并被夹置于从动轮和主动轮之间，第二簧臂从圈环部的底部末端径向向外伸出并被夹置于从动轮和主动轮之间，主动轮被正向驱动时作用于扭簧使其处于解锁状态，从动轮被反向驱动时作用于扭簧使其处于上锁状态。
6.优选地，主动轮具有第一抵触壁，当主动轮被正向驱动带动作逆时针方向旋转时，第一抵触壁作用于第一簧臂使得扭簧对轴的缠绕力保持为零或变小。
7.优选地，主动轮具有与第一抵触壁彼此间隔开的第二抵触壁，当主动轮被正向驱动带动作顺时针方向旋转时，第二抵触壁作用于第二簧臂使得扭簧对轴的缠绕力保持为零或变小。
8.优选地，从动轮具有第一作用壁，当从动轮被反向驱动带动作逆时针方向旋转时，第一作用壁作用于第一簧臂使得扭簧对轴产生缠绕力或使得扭簧对轴的缠绕力变大。
9.优选地，从动轮具有与第一作用壁彼此间隔开的第二作用壁，当从动轮被反向驱动带动作顺时针方向旋转时，第二作用壁作用于第二簧臂使得扭簧对轴产生缠绕力或使得扭簧对轴的缠绕力变大。
10.优选地，该旋转机构还包括作为摩擦零件夹置于轴和圈环部之间的耐磨衬套。
11.优选地，耐磨衬套具有作用于圈环部的粗糙外壁和作用于轴的光滑内壁。
12.优选地，该旋转机构还包括盖板和壳体，两者沿着第一方向通过卡扣固定连接，轴沿着第一方向延伸且其两端可转动地支承在盖板和壳体上。
13.优选地，该旋转机构还包括输出齿，其两轴向末端可转动地支承在盖板和壳体上，且输出齿与从动轮啮合以被从动轮驱动。
14.优选地，该旋转机构还包括作为驱动机构的蜗杆和电机，其中，电机沿着垂直于第一方向的第二方向固定连接在壳体上，蜗杆安装在电机的输出轴上以被电机驱动旋转，蜗
杆与主动轮啮合以驱动主动轮。
15.根据本发明的带自锁的旋转机构，主动轮被正向驱动时作用于扭簧使其处于解锁状态，从动轮被反向驱动时作用于扭簧使其处于上锁状态，其独立的自锁结构的自锁性大小只需调节扭簧的设计，无需将传动性能级和自锁性能捆绑，因此齿轮传动系的设计可以使用较高效的设计。
附图说明
16.图1是根据本发明的一个优选实施例的带自锁的旋转机构的整体装配图。
17.图2是图1的爆炸图。
18.图3是图1的剖视图。
19.图4是图2的扭簧、耐磨衬套和轴的装配示意图。
20.图5是图2的扭簧和主动轮的装配示意图。
21.图6是图2的扭簧和从动轮的装配示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。
23.如图1-图3所示，根据本发明的一个优选实施例的带自锁的旋转机构包括盖板1和壳体8，两者沿着第一方向通过卡扣固定连接。
24.该旋转机构还包括蜗杆9和电机10，其中，电机10沿着垂直于第一方向的第二方向通过两个自攻螺钉11固定连接在壳体8上，蜗杆9安装在电机10的输出轴上以被电机10驱动旋转。
25.该旋转机构还包括从动轮3、主动轮6和轴7，其中，轴7沿着第一方向延伸且其两端可转动地支承在盖板1和壳体8上，主动轮6套设在轴7上并与蜗杆9啮合以被蜗杆9驱动，从动轮3套设在轴7上并被主动轮6驱动。在本实施例中，从动轮3为小齿轮，主动轮6为斜齿轮。
26.特别地，该旋转机构还包括扭簧4和耐磨衬套5，参见图4，扭簧4包括一体成型的圈环部41、第一簧臂42和第二簧臂43，其中，圈环部41缠绕在耐磨衬套5和轴7上，第一簧臂42从圈环部41的顶部末端径向向外伸出并被夹置于从动轮3和主动轮6之间，第二簧臂43从圈环部41的底部末端径向向外伸出并被夹置于从动轮3和主动轮6之间。
27.该旋转机构还包括输出齿2，其两轴向末端可转动地支承在盖板1和壳体8上，且输出齿2与从动轮3啮合以被从动轮3驱动。
28.下面简要说明根据本发明的带自锁的旋转机构运行原理。
29.电机10的输出轴带动蜗杆9旋转，蜗杆9驱动主动轮6旋转，主动轮6带动扭簧4绕轴7旋转，扭簧4也带动从动轮3和耐磨衬套5一起同步旋转，耐磨衬套5与轴7发生旋转滑动摩擦，同时从动轮3驱动输出齿2旋转输出转速和扭矩。
30.下面简要说明根据本发明的带自锁的旋转机构的扭簧4的工作原理。
31.如图4所示，当扭簧4的第一簧臂42受到箭头a方向的力，和/或第二簧臂43受到箭头b方向的力时，扭簧4呈打开变松的趋势，扭簧4对耐磨衬套5或轴7的缠绕力变小，如果此时旋转，那么扭矩也相应减小。
32.反之，当扭簧4的第一簧臂42受到箭头c方向的力，和/或第二簧臂43受到箭头d方
向的力时，扭簧4呈缠绕变紧的趋势，扭簧4对耐磨衬套5或轴7的缠绕力变大，如果此时旋转，那么扭矩也相应增大。耐磨衬套5外壁较粗糙而内壁较光滑，在长时承受扭矩时与扭簧4相对静止，但与轴7存在滑动摩擦。另外，耐磨衬套5的内表面硬度较高，因此可以延长扭簧4的使用寿命。
33.下面简要说明根据本发明的带自锁的旋转机构的正驱解锁原理。
34.如图5所示，主动轮6具有彼此间隔开的第一抵触壁61和第二抵触壁62。当主动轮6被电机10和蜗杆9驱动带动，作逆时针ccw方向旋转时，主动轮6的第一抵触壁61沿着箭头a(参见图4)方向作用于扭簧4的第一簧臂42并带动其旋转，扭簧4对耐磨衬套5或轴7的缠绕力变小。当主动轮6被电机10和蜗杆9驱动带动，作顺时针cw方向旋转时，主动轮6的第二抵触壁62沿着箭头b(参见图4)方向作用于扭簧4的第二簧臂43并带动其旋转，扭簧4对耐磨衬套5或轴7的缠绕力同样变小。
35.若扭簧4的圈环部41的内径大于轴7或耐磨衬套5的外径，圈环部41与耐磨衬套5或轴7过盈配合，此时当主动轮6被电机10和蜗杆9驱动带动，作逆时针ccw方向旋转时，主动轮6的第一抵触壁61沿着箭头a(参见图4)方向作用于扭簧4的第一簧臂42并带动其旋转，扭簧4的圈环部41内径增大，扭簧4对耐磨衬套5或轴7的缠绕力保持为零。当主动轮6被电机10和蜗杆9驱动带动，作顺时针cw方向旋转时，主动轮6的第二抵触壁62沿着箭头b(参见图4)方向作用于扭簧4的第二簧臂43并带动其旋转，扭簧4的圈环部41内径增大，扭簧4对耐磨衬套5或轴7的缠绕力同样保持为零。
36.最终实现正向主动轮6驱动时，双向旋转皆为解锁状态，带自锁的旋转机构的系统本身可以通过输出齿2正常旋转工作输出转速和扭矩。
37.下面简要说明根据本发明的带自锁的旋转机构的反驱上锁原理。
38.如图6所示，从动轮3具有彼此间隔开的第一作用壁31和第二作用壁32。当外力试图通过输出齿2反驱从动轮3使其作逆时针ccw方向旋转时，从动轮3的第一作用壁31沿着箭头c(参见图4)方向作用于扭簧4的第一簧臂42并带动其旋转，扭簧4对耐磨衬套5或轴7的缠绕力变大。当外力试图通过输出齿2反驱从动轮3使其作顺时针cw方向旋转时，从动轮3的第二作用壁32沿着箭头d(参见图4)方向作用于扭簧4的第二簧臂43并带动其旋转，扭簧4对耐磨衬套5或轴7的缠绕力同样变大。
39.若扭簧4的圈环部41的内径大于轴7或耐磨衬套5的外径，圈环部41与耐磨衬套5或轴7过盈配合，此时当外力试图通过输出齿2反驱从动轮3使其作逆时针ccw方向旋转时，从动轮3的第一作用壁31沿着箭头c(参见图4)方向作用于扭簧4的第一簧臂42并带动其旋转，扭簧4的圈环部41的内径减小，扭簧4对耐磨衬套5或轴7产生缠绕力。当外力试图通过输出齿2反驱从动轮3使其作顺时针cw方向旋转时，从动轮3的第二作用壁32沿着箭头d(参见图4)方向作用于扭簧4的第二簧臂43并带动其旋转，扭簧4的圈环部41的内径减小，扭簧4对耐磨衬套5或轴7产生缠绕力。
40.最终实现反向从动轮3驱动时，双向旋转皆为上锁状态，带自锁的旋转机构的系统本身可以阻止转动保持静止。
41.显然，根据本发明的带自锁的旋转机构，其独立的自锁结构的自锁性大小只需调节扭簧4的设计，无需将传动性能级和自锁性能捆绑，因此齿轮传动系的设计可以使用较高效的设计。而且，由于机构整体设计相对于传统靠背调节机构传动效率较高，可大幅降低系
统对电机的功率需求，降低了成本。另外，自锁结构为可选项使用，通过安装/不安装扭簧即可实现，产品的平台化/梯度化较易实现。
42.总之，根据本发明的带自锁的旋转机构，可以用于需要电动旋转输出，且有自锁要求的应用场景，如电动座椅靠背调节，电动座椅扶手调节，电动解锁机构等。特别地，在不进行调节时，根据本发明的带自锁的旋转机构，依然存在自锁性，较难被反驱。如使用在电动座椅靠背调节时，可对调角器的自锁性进行补偿，确保座椅靠背系统在路面颠簸的情况下依然自锁。
43.以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

技术特征：
1.一种带自锁的旋转机构，其特征在于，该旋转机构包括从动轮、扭簧、主动轮和轴，其中，主动轮套设在轴上以被驱动机构正向驱动，从动轮套设在轴上并被主动轮驱动，扭簧包括圈环部、第一簧臂和第二簧臂，圈环部缠绕在轴上，第一簧臂从圈环部的顶部末端径向向外伸出并被夹置于从动轮和主动轮之间，第二簧臂从圈环部的底部末端径向向外伸出并被夹置于从动轮和主动轮之间，主动轮被正向驱动时作用于扭簧使其处于解锁状态，从动轮被反向驱动时作用于扭簧使其处于上锁状态。2.根据权利要求1所述的旋转机构，其特征在于，主动轮具有第一抵触壁，当主动轮被正向驱动带动作逆时针方向旋转时，第一抵触壁作用于第一簧臂使得扭簧对轴的缠绕力保持为零或变小。3.根据权利要求2所述的旋转机构，其特征在于，主动轮具有与第一抵触壁彼此间隔开的第二抵触壁，当主动轮被正向驱动带动作顺时针方向旋转时，第二抵触壁作用于第二簧臂使得扭簧对轴的缠绕力保持为零或变小。4.根据权利要求1所述的旋转机构，其特征在于，从动轮具有第一作用壁，当从动轮被反向驱动带动作逆时针方向旋转时，第一作用壁作用于第一簧臂使得扭簧对轴产生缠绕力或使得扭簧对轴的缠绕力变大。5.根据权利要求4所述的旋转机构，其特征在于，从动轮具有与第一作用壁彼此间隔开的第二作用壁，当从动轮被反向驱动带动作顺时针方向旋转时，第二作用壁作用于第二簧臂使得扭簧对轴产生缠绕力或使得扭簧对轴的缠绕力变大。6.根据权利要求1所述的旋转机构，其特征在于，该旋转机构还包括作为摩擦零件夹置于轴和圈环部之间的耐磨衬套。7.根据权利要求6所述的旋转机构，其特征在于，耐磨衬套具有作用于圈环部的粗糙外壁和作用于轴的光滑内壁。8.根据权利要求1所述的旋转机构，其特征在于，该旋转机构还包括盖板和壳体，两者沿着第一方向通过卡扣固定连接，轴沿着第一方向延伸且其两端可转动地支承在盖板和壳体上。9.根据权利要求8所述的旋转机构，其特征在于，该旋转机构还包括输出齿，其两轴向末端可转动地支承在盖板和壳体上，且输出齿与从动轮啮合以被从动轮驱动。10.根据权利要求8所述的旋转机构，其特征在于，该旋转机构还包括作为驱动机构的蜗杆和电机，其中，电机沿着垂直于第一方向的第二方向固定连接在壳体上，蜗杆安装在电机的输出轴上以被电机驱动旋转，蜗杆与主动轮啮合以驱动主动轮。

技术总结
本发明涉及一种带自锁的旋转机构，主动轮套设在轴上以被驱动机构正向驱动，从动轮套设在轴上并被主动轮驱动，扭簧包括圈环部、第一簧臂和第二簧臂，圈环部缠绕在轴上，第一簧臂从圈环部的顶部末端径向向外伸出并被夹置于从动轮和主动轮之间，第二簧臂从圈环部的底部末端径向向外伸出并被夹置于从动轮和主动轮之间，主动轮被正向驱动时作用于扭簧使其处于解锁状态，从动轮被反向驱动时作用于扭簧使其处于上锁状态。根据本发明的带自锁的旋转机构，其独立的自锁结构的自锁性大小只需调节扭簧的设计，无需将传动性能级和自锁性能捆绑，因此齿轮传动系的设计可以使用较高效的设计。因此齿轮传动系的设计可以使用较高效的设计。因此齿轮传动系的设计可以使用较高效的设计。


技术研发人员：徐君祺 张城飞 刘行尚 孙培晶 常健
受保护的技术使用者：恺博（常熟）座椅机械部件有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/7/21