CN1602259A - 装有动力的腰部机构 - Google Patents

Abstract

一种装有动力的腰部支撑机构(2)，包括腰部板(4)，其具有与该板反端相连的动力机构。该机构包括与该板的一端相连的可移动联杆(56)，该联杆可纵向移动以改变该板外表面的凸度从而调节腰部支撑。动力机构包括：外壳(50)，该外壳含有螺拧入外壳内的涡轮机构(60)中的可移动联杆的螺杆(254)。该外壳还包含具有蜗杆的电动机(66)，该电动机驱动螺纹涡轮(60)。该外壳还可连接具有螺杆(264)的第二可移动联杆(58)，该螺杆螺拧到同样固定在外壳(50)内的第二螺纹涡轮(62)上，以使第二螺杆的末端与水平座椅支撑(244)连接从而可以调节腰部机构的垂直位置。

Description

装有动力的腰部机构

本申请要求美国临时专利申请的权利，其序列号为2001年12月19日申请的60/343073，2001年10月11日申请的60/32856，它们在此处完全披露作为参考清楚地引用。

技术领域

本发明涉及一种座椅靠背的装有动力的腰部支撑***，其中在座椅内的腰部支撑件的凸度和位置都可以调节。

背景技术

手动型和机动型都提供了许多不同种类的腰部外形机构。一种这样的手动型如美国专利5775773所示，其披露了多个附于横向放置的垂直支撑机构上的水平延伸的腰部部件，其中垂直支撑机构可以通过连接与波顿钢绳一同从顶部弯曲到底部，当缩短时该钢绳改变腰部机构的凸度。当腰部机构位于座椅靠背中时，座椅靠背也符合腰部外形机构的形状，因此改变座椅靠背的外形。通常，手动柄与波顿钢绳的反端相连并确定一个位置，例如与座椅靠背的边缘或座椅底部的边缘相邻，由此手柄旋转引起外形机构凸度的变化。

也提供了动力型，这种类型中凸度是通过各种动力***(如发动机)而变化的，这样也给腰部机构形成弯曲或凸度。一般也具有双向机构，即该机构在两个外形方向上是可移动的，也就是增加和/或减小凸度，同样也可具有四向动力腰部***，也就是腰部机构的凸度可以在两个方向上改变同时腰部机构本身相对于座椅靠背的实际垂直位置也可以在两个方向上改变。

这样的装置存在各种不同的设计。首先，一些设计具有膨胀的气泡以便在腰部提供扩大的空间从而支撑人的背部。另一些设计包括弹性板，该板的末端可以一起移动以改变板的凸度从而改变座椅靠背的凸度。

可变形板的一种设计可见美国专利5335965和5567011(在此引用作为参考)。在这样所示的板上，一对螺杆螺拧入圆柱形的涡管中，使得旋转该涡管将该螺杆螺拧入该涡管中或之外。已有的这种设计存在许多缺陷。首先，由于螺杆要拧入涡管中并以最小间距相邻，并且一些螺纹长度必须留在涡管中以支撑该杆，当螺杆拧入两端中时，该螺杆的伸长改变量受应稍小于圆柱形涡管长度的限制。其次，由于两个杆要同时拧进涡管，这也需要涡管上的扭矩相对较高。这样，因为随时间的线性偏移是单个螺杆情况的两倍，就装有动力的腰部机构而言，需要旋转涡管的动力也需要相对较高。由于螺杆优选由模制塑料材料制成，因而小螺纹不能经受作用在塑料螺纹上的力，它也不能满足简单改变螺杆的螺纹尺寸以减小随时间的线性偏移的需要。最后，如同设计的那样，由于对涡管是趋于相对于螺杆而转动并且施加到涡管上的扭矩也引起相反方向的运动，难于给中心涡管提供动力。

发明内容

因而本发明的目的是克服已有技术装置的缺陷和障碍。

本发明目的通过提供一种由板构成的装有动力的腰部机构而实现，该板具有外接触表面和内表面、侧边、端缘。外壳机构具有内部和反端。连接机构安置在与反端相邻之处，至少一个联杆附着于板的端缘上，可在板端缘之间悬浮伸长外壳机构。该外壳包含用于影响可移动联杆移动的动力部件，该板可变形为变化曲率半径的曲线形状。

在本发明的优选实施例中，可移动联杆具有通过外壳一端上的开口延伸的驱动端，并且动力部件包括位于外壳中与驱动端传动接合的协同驱动机构。该驱动端优选包括螺杆。协同驱动装置包括内螺涡轮，配合拧在螺杆上。涡轮进一步包括外啮合部分。动力部件进一步包括安装在外壳上的发动机，其具有与涡轮外啮合部分配合作用的转动轴和转动齿轮。该转动齿轮优选为蜗杆。外壳包括发动机安装法兰以安装转动轴和转动齿轮，其基本与可移动联杆相横。优选，外壳机构也包括两部分壳体，它们一起形成内部，每一壳体部分包括模制支承部分，形成对在其上旋转安装线圈的支承。

在本发明的优选实施例中，也将另一联杆固定到外壳机构上。该板包括在端缘的耳轴，该联杆包括可容纳在耳轴中的杆端。

在本发明的另一实施例中，用于放置在座椅靠背中的装有动力的腰部机构包括板机构，其具有外接触表面、内表面、侧边和端缘。外壳机构具有在其相对端之间纵向延伸的内隔室，该外壳机构与板机构的第一端缘相连。可移动的联杆与外壳机构相连，并包括在纵向内隔室中延伸的驱动端，和从外壳机构延伸与板机构的第二反端缘相连的连接端。动力驱动机构附属于外壳机构，并带动驱动端。在该状态下，移动联杆在纵向内隔室内可纵向移动，板状机构可在座椅靠背内形成具有变化曲率半径的曲线腰部支撑板。

在本实施例的优选型中，外壳机构包括并排的内隔室，第二移动联杆在第二纵向隔室内，该第二移动联杆包括在纵向内隔室中延伸的驱动端，该反端从外壳延伸并超过板的端缘；第二动力驱动机构附属于外壳并带动第二移动联杆的驱动端，其中第二移动联杆的反端可在座椅靠背内连接于固定点从而相对于座椅靠背移动该板的位置。

优选的，移动联杆从外壳的相对端延伸。动力驱动机构包括位于外壳内的协同驱动机构并接合移动联杆的驱动端。驱动端包括螺杆。协同驱动机构由内螺涡轮构成，其协同拧在螺杆上。该涡轮进一步包括外啮合部分。动力驱动机构进一步包括安装于外壳上的发动机，具有与涡轮外啮合部分相配合作用的转动轴和转动齿轮。该转动齿轮优选为蜗杆。外壳机构包括用于安装转动轴和转动齿轮的发动机安装法兰，其基本与纵向内隔室横向。

同样优选的，外壳机构由两个外壳部分构成，它们一起形成内部，每一外壳部分包括模制支撑部分，该支撑部分形成对旋转安装在其上的线圈的支撑。

在本发明的另一实施例中，在座椅靠背内具有动力腰部调节的座椅装置包括座椅，其具有座椅底部和座椅靠背，该座椅靠背具有垂直延伸的杆部件和至少一个水平延伸的支撑杆部件。动力腰部机构包括与垂直延伸杆部件滑动相连的曲线板，和位于该板反垂直端之间的驱动机构。该驱动机构具有连接在该板第一垂直端的外壳，该移动联杆与该外壳相连并同时与该板的第二垂直端相连。与外壳连接的动力驱动机构带动移动联杆从而将移动联杆移入移出外壳。在该状态下，驱动机构可操纵移动可移动联杆而在座椅靠背内形成具有变化曲率半径的曲线板。

优选的，移动联杆与外壳移动连接并包括在外壳机构的第一纵向内隔室中延伸的驱动端。该外壳包括并排的纵向内隔室，第二移动联杆位于第二纵向内隔室中。第二移动连接联杆包括在第二纵向内隔室中延伸的驱动端，反端从外壳延伸超出该板的端缘并与水平延伸支撑部件相连。与外壳相连的第二动力驱动机构带动第二移动连接联杆的驱动端，其中可起动第二动力驱动机构来移动该板相对于座椅靠背的垂直位置。

同样优选的，移动联杆从外壳的反端延伸。第一和第二动力驱动机构包括位于外壳内并与移动联杆的驱动端接合的协同驱动机构。该驱动端由螺杆构成。协同驱动机构由内螺涡轮构成，其协同拧在螺杆上。该线圈进一步包括外啮合部分。第一和第二动力驱动机构进一步包括安装在外壳上的发动机，其具有与涡轮的外啮合部分相配合的转动轴和转动齿轮。在本发明的优选实施例中，转动齿轮为蜗杆。外壳包括用于安装转动轴和转动齿轮的安装法兰，其基本与第一和第二纵向内隔室横向分布。外壳由两部分构成，它们一起形成内部，每一部分外壳包括模制支撑部分，其对旋转安装在其中的涡轮形成支撑。

在本发明的最后实施例中，动力腰部机构包括可变形为各种凸形位置的腰部板，在腰部板的相对端之间延伸的驱动机构，该机构具有各种改变腰部板凸度的纵向位置。该驱动机构由发动机***、驱动螺母和螺杆构成。该机构进一步包括用于计算驱动螺母转数的感应机构，以便于确定精确位置。

在这种形式的优选实施例中，驱动装置进一步包括由发动机驱动的蜗杆，由蜗杆再带动驱动螺母，该驱动螺母具有具有可螺拧在螺杆上的内螺纹以驱动螺杆，延伸并拉回螺杆，从而改变腰部板的凸度。

优选的，感应单元由发光部件和光检测部件构成。驱动螺母优选至少包括一个通孔，发光部件和光检测部件位于该孔的相对侧，以便通过该孔发光并接收光，其中可以计算驱动螺母的旋转运动。该机构优选也包括用于记忆驱动螺母的记忆装置。

附图说明

现参照附图描述优选实施例：

图1是从上面看没有顶壳盖的整体腰部支撑部件的透视图；

图2是与图1相同显示包括顶壳盖的整个部件的图；

图3只是腰部板的前透视图；

图4只是腰部板的后透视图；

图5是底壳部件内部透视图；

图6是配套的上壳透视图；

图7是配套的上壳的内部透视图；

图8是蜗杆透视图；

图9是涡管透视图；

图10和图11是螺杆透视图；

图12是整个装置进一步完善了的图；

图13是控制机构的简图。

具体实施方式

首先参照图1和2，动力腰部机构一般用附图标记2表示，其包括曲线板4，该曲线板在座椅的靠背内与支撑结构6滑动连接，该腰部机构所附有的驱动机构8用于改变曲线板4的曲率和板4相对与支撑结构6的位置。

现参见图3和4进一步详细描述曲线板，其包括外接触表面10，内表面12，侧边14、16，和端缘18、20。端缘18、20包括直边22、24，其中每一个边包括L形槽26、28。这些L形槽包括水平槽部分26A、28A和竖直延伸槽部分26B、28B。每一端18、20进一步包括耳轴部分30、32，其中每一耳轴包括开槽部分34、36和凹道部分38、40，它们将进一步进行描述。而且，如图3所示，板4包括与端缘20相邻的T形槽42，其具有两部分42A和42B。

再参见图1、2，动力驱动机构8由外壳机构50构成，其具有上壳部件52和下壳部件54。动力驱动机构进一步包括移动连杆部件56、58，涡管部件60、62，和发动机驱动单元66、68。现参见图5，进一步详细描述底壳54。

底壳部件54优选为模制塑料部件，其包括边缘表面，该表面由侧面70、72及端壁74、76构成。端壁74在75处具有开路，端壁76在77处具有开路。中心壁78将外壳54分成两个纵向内隔室80和82，这两个内隔室在端缘74、76之间延伸。如图5所示，此处进一步描述该壳体也包括具有模制半圆柱形支撑部分90、92的支撑件86、88，这些支撑部分含有分别在支撑件90、92侧面的间隙槽94A、94B；96A、96B。而且，外壳部分54包括延伸部分100、102，其具有含终端连接部分108、110的安装表面104、106。外壳部件54进一步包括平台延伸120A、120B、122A、122B，它们具有通道120C、120D、122C、122D。通常具有圆柱外形的轴124如此处进一步描述地从端壁74处延伸。最后，外壳54包括多个紧固件开口126和多个插销接受口128。

现参照图6、7，进一步描述上壳52。上壳52优选也为模塑部件并包括具有端壁144和146的侧边140、142。端壁144具有开口通道145，端壁146具有开口通道147。中心壁148形成纵向隔室部分150、152。现参照图7，隔室152包括分别与支撑部分86、88相配的支撑部分186、188。现参照图7，进一步观察隔室150的支撑部分186。支撑部分186包括模制半圆柱形支撑部分190，在其两侧面为间隙槽194A、194B。同样，支撑部分188由模制半圆柱形支撑部分192构成，在其两侧为间隙槽196A、196B。如此处进一步描述的，间隙槽194B形成了支撑凹口194C，而间隙槽196B形成了支撑凹口194D。上壳52进一步包括发动机接受部分200和202，其含有终端连接部分204、206。最后，平台延伸部分220A、220B在发动机接受部分200侧面，延伸部分222A、222B在发动机结构部分202侧面。延伸部分220A、220B分别具有通道220C、220D，而延伸部分222A、222B分别具有通道222、222D。上壳体部分52进一步包括多个通孔226和插销228。

再参照图1、8-11，现进一步描述剩余的部件。参照图1，支撑结构6包括竖直支撑部分240、242和水平支撑部分244。应理解支撑部件6的具体构型不是重要的，它可以是与腰部支撑机构组合在一起的分离的零件，也可以是在座椅靠背本身内已存在的支撑结构。

现参照图10，移动连接联杆56包括皮带部分250，其在一端具有T形轴252，在相反端具有螺杆254，并在这两部分之间具有延长停止部分256。移动联杆58(图11)包括的皮带部分260，在一端具有连接臂262、263，另相反端具有螺杆264，期间为延长停止部分266。如图1所示，将臂262、263插到横向支撑部件244中去。

参照图8-9，现描述用于移动联杆56、58的驱动机构。如图9最佳所示，齿轮螺母60包括中间支撑部分270，在其相反两侧安装有轴环272、274。轴环274进一步包括位于其上的齿轮部分276，该齿轮部分可由与轴环不同的材料构成。涡轮60也包括与螺杆254的螺纹相配的内螺纹278。如此处进一步描述的，齿轮螺母60也包括整个穿过轴环274延伸的开口279。齿轮螺母62(图1)与齿轮螺母60同样包括轴环282、284和齿环286。齿轮螺母62包括象螺杆264那样螺纹的内螺纹288。

如图1所示，发动机包括发动机体290，其具有用于驱动蜗杆294的输出轴。如图8所示，蜗杆294包括用于接受发动机转动轴的孔294A、斜齿轮294B、和端部294C。同样，发动机68包括具有输出轴的发动机体296，该输出轴再驱动蜗杆300。

现参照图1和3，进一步详细描述该装置的组装。首先将联杆56、58螺拧到各自齿轮螺母60、62上，其中如图7所示，可将齿轮螺母60安装在它的支撑接受部分188中，将齿轮螺母62安装在它的支撑接受部分186中。这将支撑部分270(图90)定位在支撑部分192(图7)中，并使轴环272、274在各自通道196A、196B中。这也将螺杆部分254(图10)定位在隔室152中，并使皮带部分250定位定位在端壁146的开口通道147中。同样，将齿轮螺母62安装在它的支撑接受部分186中，并将轴环282、284置于各自通道194A、194B中。在该点，包括各自螺杆294、300的发动机部件66、68可以安装在它们各自延伸部分202、200之内。将发动机部件66安装在延伸部分202中以使蜗杆294定位，在蜗杆294上的斜齿轮294B与齿轮部分的配合齿相螺配。同样，发动机部件68安装在延伸部分200中，蜗杆300的斜齿轮与环齿轮286的齿相啮合。

现将下壳54(图5)与上壳52安装在一起，以使延伸部分200、202与各自延伸部分100、102相互对齐。应理解，当上壳52位于下壳54的顶部时，每个单独模压的开口226(图7)与相应的开口126(图5)对齐，单独的插销228(图7)与多数凹口128(图5)对齐。也应理解支撑部分186、188与各自支撑部分86、88对齐。现将紧固件(入自动攻丝的螺钉)穿过上壳52的开口226螺拧入开口126中以将两个壳体52、54固定在一起。

应理解，如上述组配，紧固在一起的上下壳体其下壳54具有各自的侧边70、72与上壳52的各自的侧边140、142相接触，相应的支撑部分86、186相接触，88、188相接触形成相对与齿轮螺母60、62的轴颈支撑以便于其中的旋转。而且，由各自隔室部分80、150和82、152相层的隔室足够大使螺杆部分254、264和各自停止部件256、266能纵向运动。最后，应理解皮带部分250通过贯穿于端壁76、146中的各自通道开口77、147移动；并且皮带部分260通过贯穿于端壁74、144中的各自通道开口75、145移动。

如上述组合成机构8，现将机构8如下述方式安装到腰部板10上。首先将轴124(图5)穿过T形槽42(图3)，然后将轴124放到耳轴30中。将轴部分252(图10)放置在相应的耳轴32中，于是驱动机构8悬在端缘18、20之间。组配的驱动机构8和板4现在可以放到座椅靠背中，垂直装配杆240、242扣按在结合开口26、28中，保持部分262、263直接扣按在水平条244上。

应理解，这样腰部机构2可控改变板部件4的凸度和可移动板4相对与垂直条240、242的垂直位置。当在第一方向上启动发动机时，螺杆254通过齿轮螺母60穿行，螺杆延伸超出了齿轮螺母60。由于壳体50固定到板端18上并且移动联杆56与反端20相连，当两端18、20之间的长度减小时板4的凸度增加。应理解板在相反的方向也是可以移动的。而且，当启动发动机68时，引起板相对与垂直条240、242的垂直运动。

再参照图2，应理解当组装驱动机构8时，槽120D和槽220D相配形成通路300。同样，槽120C、220C；122C、222C和122D、222D相配形成其他通路(未示出)。当涡轮旋转时，所有四个通路为涡轮60、62的齿轮部分274提供了开口，具体为开口279。

本发明优选实施例中，将激光计数装置(如发射器和检测器或其他类似的装置)附于或定位在这些通路中。如图13所示，示意性的显示了该装置2，发射-检测器对302、304；306、308位于通路(如300)中。如此安排这些部件对，使得光线通过孔279传送，如图13所示，光线在310、312反射。每一个部件对302、304；306、308具有与控制机构330内连接的电线，如314、316；318、320。控制机构包括用于计算齿轮螺母60、62转数的计数机构和用于记录腰部板4垂直位置和凸度的存储器。这样，通常在汽车中安装有座椅存储器用于记录一个或两个驾驶员的座椅位置。该存储器也可记录许多驾驶员的腰部特征。

然后可将存储器装置以一种本领域普通技术人员公知的方式连接于发动机控制器上。这允许多个操作者存储板部件4的凸度和垂直位置。然后，不论何时当不同的操作者使用该座椅时，可以自动调节板部件4的凸度和垂直位置，以确保每一操作者有配合的凸度和高度使得操作者根据优选设置作出选择。

Claims (20)

1.一种装有动力的腰部机构(2)，包括：具有外接触面(10)和内表面(12)的板(4)，侧边(14，16)和端缘(18，20)，与所述的相对端缘相邻的联杆(124，252)，以及用于移动至少一个所述联杆(124，252)以改变板(4)凸度的动力装置，其特征在于该机构包括具有内部和相反端的壳机构(50)，由此所述至少一个移动联杆(252)伸入所述壳机构(50)的内部中，在所述板端缘(18，20)之间悬浮延伸所述壳机构(50)，该壳体包含所述动力装置用于影响移动联杆的运动，由此所述的板可变化为变化曲率半径的曲线形。

2.如权利要求1所述的装有动力的腰部机构，其特征在于所述的移动联杆(252)具有通过壳体一端中的开口延伸的驱动端(254)，并且所述动力装置包括安装在所述壳体中并与所述驱动端(254)驱动连接的协同驱动机构(60)。

3.如权利要求2所述的装有动力的腰部机构，其特征在于所述驱动端由螺杆(254)构成。

4.如权利要求2或3所述的装有动力的腰部机构，其特征在于所述协同驱动机构由内螺涡轮(60)构成，其相配螺拧在所述螺杆(254)上。

5.如权利要求4所述的装有动力的腰部机构，其特征在于涡轮(60)进一步包括外啮合部分(276)。

6.如权利要求5所述的装有动力的腰部机构，其特征在于动力装置进一步包括安装在所述壳体上的发动机(66)，其具有与涡轮的外啮合部分相配的转动轴和转动齿轮(294)。

7.如权利要求6所述的装有动力的腰部机构，其特征在于转动齿轮是蜗杆(294)。

8.如权利要求6或7所述的装有动力的腰部机构，其特征在于所述外壳(50)包括发动机安装法兰(102，202)以安装所述转动轴和转动齿轮，它们基本与所述移动联杆相横。

9.如权利要求4-8任一项所述的装有动力的腰部机构，其特征在于所述壳机构由两部分壳体(52，54)构成，它们一起形成内部，每一壳体部分包括模制支撑部分(88，188)，其形成对旋转安装在其上的所述涡轮(60)的支撑。

10.如权利要求1-9任一项所述的装有动力的腰部机构，其特征在于所述另一联杆(124)固定在所述壳体机构上。

11.如权利要求10所述的装有动力的腰部机构，其特征在于所述板在端缘(18，20)上包括耳轴(30，32)，所述联杆包括可接受于耳轴中的杆端。

12.如权利要求7-11任一项所述的装有动力的腰部机构，其特征在于所述壳体包括在所述涡轮(60)侧面的通路(122C，122D，222C，222D)及感应装置(306，308)由此所述感应装置测定涡轮的旋转方向和转数。

13.如权利要求12所述的装有动力的腰部机构，进一步包括与所述感应装置连接的存储器(330)，由此所述存储器在感应装置测定时记录涡轮的旋转方向和转数。

14.如权利要求1-13任一项所述的装有动力的腰部机构，其特征在于所述壳机构包括并排的纵向内隔室(80，82)，第二移动联杆(58)位于第二纵向隔室(80)中，所述第二移动联杆包括在所述纵向内隔室(80)内延伸的驱动端(264)和从外壳延伸超出板端缘的反端；连接于所述壳体上的第二动力驱动机构(68，62，300)驱动第二移动联杆的所述驱动端(264)，由此可将第二移动联杆的反端在座椅靠背中连接与固定点以便移动该板相对于座椅靠背的垂直位置。

15.如权利要求14所述的装有动力的腰部机构，其特征在于所述移动联杆(56，58)从壳体的相对端延伸。

16.如权利要求14所述的装有动力的腰部机构，其特征在于壳体机构包括第二发动机安装法兰(100)以便于安装所述的第二驱动机构(68，62，300)，其基本与所述的纵向内隔室相横。

17.具有根据前述任一项权利要求所述的装有动力的腰部机构的座椅装置，其进一步特征为：

座椅，包括座椅底部和座椅靠背，座椅靠背具有垂直延伸的杆部件和至少一个水平延伸的支撑部件；

由此所述的动力驱动装置安装在座椅靠背中，可操作地移动所述移动联杆以在座椅靠背中形成所述具有变化曲率半径的曲线板。

18.如权利要求17所述的座椅装置，其特征在于所述的外壳包括并排的纵向内隔室(80，82)，并且第二移动联杆(58)位于第二内隔室(80)中，所述第二移动联杆(58)包括在所述第二纵向内隔室中延伸的驱动端(264)和从外壳(50)延伸超出板端缘的相反端(262，263)，并且该相反端连接于所述的水平延伸支撑部件上；连接于所述壳体上的第二动力驱动机构(68，62，300)驱动第二移动联杆的所述驱动端(264)，由此可启动动力驱动机构以便移动该板相对于座椅靠背的垂直位置。

19.如任一项权利要求所述的装有动力的腰部机构，其特征在于感应***由光发射部件和光检测部件构成。

20.如权利要求19所述的装有动力的腰部机构，其特征在于所述的转动齿轮至少包括一个通孔，光发射部件和光检测部件安装在该孔的相反侧以便于通过所述孔发射光并接收光，由此可计算该转动齿轮的旋转运动。

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