專利名稱：汽車座椅的驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有權利要求1前序部分的特征的汽車座椅的驅動裝置。
這種驅動裝置用于可電動調節(jié)的汽車座椅，通過調節(jié)各個部件彼此的相對位置以使乘坐者獲得最佳的就座位置。電刷換向電機及電子換向電機都是公知的技術。利用傳動級可以降低轉速同時提高傳遞的扭矩。
本發(fā)明的目的在于改進上述類型的驅動裝置，尤其是采用電子換向電機的驅動裝置。按照本發(fā)明，此目的通過具有權利要求1的特征的驅動裝置實現(xiàn)。有利的實施例是從屬權利要求的主題。
輸出部的轉動方向可以用換向齒輪有選擇地換向而無需改變電機的轉動方向。這大大簡化了電機所需的電子設備。這種具有換向齒輪的驅動裝置優(yōu)選用在汽車座椅的調節(jié)器中，例如用在汽車座椅的靠背傾斜調節(jié)器中。這類調節(jié)器的應用范圍不限于汽車座椅。它還可用于機動車的其它地方，如車窗升降器、車外反光鏡或滑動天窗。
采用換向齒輪還可以在兩個不同的傳動比之間進行選擇。
電子換向的無刷電機可提供高效的機電效率，同時占用空間很小并且噪音很低。利用相關聯(lián)的電子設備可以使若干個電機在轉速或位置上彼此同步，而無需顯著的額外費用。換向的方式提供了識別阻斷狀態(tài)、確定最大容許阻斷力矩、監(jiān)測溫度的可能性，以及相對于有刷電機獲得電磁換能器的更高能量密度的可能性，這樣可以顯著減小安裝空間和重量?？刂齐娮釉陔姍C中的整合提供了辨別阻斷情況、評估現(xiàn)有傳感器及獲得電氣功能與被調節(jié)器之間協(xié)調的優(yōu)勢，例如在電機性能參數的記錄或編程上。
電子換向的電機通常在上述應用領域中改變轉動方向，其中轉子的第二轉動方向通過改變旋轉磁場的轉動方向來實現(xiàn)。與這種情況不同，按照本發(fā)明只使用不能改變轉動方向的電機。在兩個轉子的情況下，例如一個內轉子和一個外轉子，例如從輸出部看時內轉子總是順時針方向轉動而外轉子總是逆時針方向轉動，同時不會用電子的方式改變轉子所屬的轉動方向。這種電機可以用各種方式設計，因此盡管在電子部件上的費用極小，也同樣產生了轉動并且可以實現(xiàn)電子換向的主要優(yōu)點，如效率增加、噪音降低和阻斷電流識別，同時不需要承擔在其它情況通常有的部件費用、安裝空間和重量。
利用兩個具有不同轉速和/或不同轉動方向的轉子能產生相對于轉速絕對值而言較小的相對運動，并且可以通過傳動級得到進一步的減小以增大輸出端的扭矩。不同轉速和/或不同轉動方向的轉子可以在設計中以一種簡單的方式獲得，優(yōu)選通過確保轉子之間具有不同數目的極，這些極優(yōu)選不同于定子極的數目，這樣，轉子轉速也可偏離于定子磁場的轉速。
定子極數與轉子極數的比例不為2∶3及3∶2時，容許轉速和/或轉動方向存在不同，其結果，例如當使用兩個轉子時，可以產生較小的相對運動，繼而導致轉速的減小而與此同時輸出扭矩的增加。
為確保電機低噪音或靜音運行，同時具有低摩擦、低產熱及低能耗，定子優(yōu)選用電子換向，而轉子優(yōu)選配備永久磁鐵作為轉子極。此時在定子的圓周方向精確地每隔一個定子優(yōu)選設有繞組，用以完成相鄰定子極的磁通回路。定子和轉子可以相對于中心軸線依徑向順序或軸向順序(盤式電樞)排布。為產生不同的轉速，定子極數與轉子極數可以相差例如兩個。特別地，利用由稀土族金屬制成的永久磁鐵、即使在低電流時也產生相對大的扭矩的繞組類型以及不同極數比率的組合，在任一情形下，都可以使得所需的安裝空間得以進一步減小。
為阻斷經由輸出端引入的扭矩，例如電機可以通過電機齒輪驅動中間齒輪，而此中間齒輪可被剛性地或摩擦地阻斷。
電機優(yōu)選可以從多種不同類型的電機中選擇，例如是徑向結構的內轉子電機、外轉子電機或雙轉子電機。結合一個從多種不同類型傳動級中選擇出的傳動級，其中也連接若干依次排布的傳動級，提供一種模塊化系統(tǒng)，其可以用很少的模組產生大量的驅動裝置，以滿足不同需求。
把傳動級設計成差速齒輪，其利用兩種不同的轉速和/或旋轉方向就能引起輸出部繞軸的運動，因而能產生特別小的相對運動，使輸出部處有低的轉速。此兩種不同的轉速和/或旋轉方向可由電機輸入傳動級或者也可以由傳動級本身產生，同時通過鎖定具有此轉速的一個部件，則可在另一個部件處輸出。
傳動級優(yōu)選連接到優(yōu)選具有電子換向的定子和至少一個帶有永久磁鐵的轉子的電機上，其中該轉子繞軸線旋轉并與定子相互磁作用。這類電機產生的噪聲很小，運轉時沒有什么摩擦。傳動級可以設計成帶空心和/或實心輪的摩擦輪結構，或者設計為齒輪機構，然而前者結構易于制造，而且空心輪也可以減低重量，同時還可以形成轉子的支承。
除了電機的機電效率以外，傳動級的效率對驅動裝置的整體效率也十分重要，因此優(yōu)選具有最少獨立支承數目的、同軸的、完全對稱的齒輪式結構，特別是在摩擦輪式結構中，其不具額外的支承，取而代之的是其自身的支承作用。
傳動級可以設計為具有太陽輪、一組行星輪或齒輪以及空心輪的單級行星差速齒輪，其中太陽輪與空心輪均與電機的轉子旋轉剛性地連接，而支承行星輪或齒輪嚙合的行星座作為輸出部。
然而，傳動級也可設計為具有與中心軸線同心布置的一個或多個太陽輪、一組或多組內行星輪、一組或多組外行星輪及一個或多個外環(huán)的多級(即至少兩級)行星差速齒輪，其中太陽輪或外環(huán)沿軸向相鄰排布。兩個太陽輪的不同外徑或兩個外環(huán)的不同內徑(或各自不同的彈性)使其轉速稍有差別。
傳動級也可設計為具有與中心軸線同心布置的一個或多個太陽輪、一組優(yōu)選的無級行星輪及一個或多個空心輪的單級行星差速齒輪，其中太陽輪或空心輪沿軸向相鄰排布。兩個太陽輪的不同彈性和不同外徑或者兩個空心輪的不同內徑使其轉速稍有差別。
所述的轉速差別例如可以通過將具有不同直徑的兩個所述相鄰的齒輪元件中的一個安裝于殼體，另一個連接至輸出端而被引出。在配有兩個外環(huán)的構造中，連接于殼體的外環(huán)被連接到定子，而作為驅動件的太陽輪則被轉動剛性地連接到電機的轉子。
一方面，為了施加預張力以咬合和對中傳動級，另一方面，為了補償公差，空心輪或外環(huán)優(yōu)選具有彈性金屬圈和安置該金屬圈的彈性體床。安置帶有金屬圈的彈性體床并將它們軸向固定的支撐座優(yōu)選連接于構造成空心軸的輸出部的鐘狀元件上。
為了進行換向，在一個容易制造的設計中優(yōu)選設置了由換向繞組限定的電磁體，該電磁體與兩個在幾何形狀上耦合于二個相鄰的、相似的齒輪元件且彼此間相互排斥的永久磁鐵相互作用，以便摩擦地或剛性地鎖定此齒輪元件。
可以從多種類型的傳動級中優(yōu)選傳動級。與可以從多種類型的電機中選擇電機相結合，提供了一種用少量的模塊產生大量的驅動裝置以滿足不同需求的模塊系統(tǒng)。
下面將依據在附圖中示出的、具有幾種電機變型、傳動級類型以及各自的改型的示例性實施例對本發(fā)明進行詳細描述。附圖中，

圖1是實施例的原理示意圖，圖2A是第一種電機變型，圖2B是第二種電機變型，圖2C是第三種電機變型，
圖3A是摩擦輪式結構的第一類型傳動級，圖3B是齒輪式結構的第一類型傳動級，圖4是從圖5中箭頭IV的方向看去的第二類型傳動級的部分示意圖，圖5是沿圖4中V-V線的剖面圖，圖6是圖5的放大圖，圖7是第三類型傳動級示意圖，圖8是沿圖7中VIII-VIII線的剖面圖，圖9是可換向的傳動級的前視圖，圖10是圖9所示傳動級的側視圖，圖11是沿圖9中XI-XI線的剖面圖，圖12是圖9所示傳動級的一種改型，圖13A是電機的鎖定裝置，用來在阻擋狀態(tài)下阻擋在輸出部引入的扭矩，圖13B是在電機啟動時圖13A所示的鎖定裝置。
驅動裝置10包括電機12和設在電機12的輸出側的傳動級14。電機12是電子換向電機，它具有定子16，其定子極18圍繞軸線A星形地排布。沿垂直于圖2A至2C的圖平面延伸的軸線A確定了以下柱坐標中的方向數據。在總共十二個定子極18中每隔一個定子極將纏繞一個繞組20，這些繞組20通過由在此沒有詳細示出的整合于電機12中的直流供電電子裝置周期性地和彼此以交錯的時間間隔進行供電，用以產生空間旋轉磁場。
電機12具有三種不同的電機變型，即電機12是內轉子電機時配有徑向安裝于定子16內側的內轉子22(第一電機變型)，電機12是外轉子電機時配有徑向安裝于定子16外側的外轉子24(第二電機變型)，或者電機12是雙轉子電機，簡稱雙電機時配有內轉子22和外轉子24(第三電機變型)。在全部的三種變型中，內轉子22或外轉子24繞軸線A轉動，同時沿面向定子16的圓周表面上載有永久磁鐵26，所述磁鐵在圓周方向上的極性是交替設置的。本申請所使用的全部永久磁鐵26優(yōu)選具有高導磁率，例如其材料中包含屬于稀土族的金屬元素。在第一及第三電機變型中安裝于內轉子22而在第二電機變型中安裝于定子16上的內磁通環(huán)28和在第一電機變型中安裝于定子16而在第二及第三電機變型中安裝于外轉子24上的外磁通環(huán)30完成了磁通回路。如果需要，兩個磁通環(huán)28和30可以同時作為永久磁鐵26的載體。外轉子24由于磁力作用在較大的半徑上(與內轉子22相比)而提供了較大的扭矩。所有的三個電機變型優(yōu)選具有空心軸的結構設計，即圍繞軸線A的區(qū)域是空的。
永磁體26的數目選擇成使它們與定子極18的數目之比不等于2∶3或3∶2，這樣就讓內轉子22或外轉子24的旋轉偏離定子16中磁場的旋轉。在本例中，內轉子22包括十個永久磁鐵26，外轉子24包括十四個永久磁鐵26。由于永久磁鐵26數目的不同，在第三種電機變型(雙電機)中，本例中的內轉子22與外轉子24以不同轉速(5∶7)和相反的轉動方向轉動，如圖中箭頭所示。
除了具有徑向結構以外，電機也可以具有軸向結構，即轉子(圓盤電樞)和定子沿軸向方向前后依次地布置。
傳動級14用于降低電機12的轉速而同時提高電機12輸出的扭矩。傳動級14設計成差速齒輪第二類型傳動級，下面將描述幾種不同類型的差速齒輪第二類型傳動級。每一類型或是具有平的、齒形的行星齒輪的齒輪式行星差速齒輪第二類型傳動級，或是具有圓柱形、平滑的行星輪的摩擦輪式行星差速齒輪第二類型傳動級的優(yōu)選構造，這種行星輪正如太陽輪一樣，可以是空心或實心的。優(yōu)選采用空心軸結構設計的傳動級14，即繞中心軸線A的部分是空出的。
第一類型傳動級是單級行星差速齒輪第二類型傳動級，對其的描述首先在其摩擦輪式結構中進行。傳動級14與電機12的中心軸線A排成一列。太陽輪32繞軸線A安裝，三個行星輪34沿太陽輪的圓周表面運轉，這些行星輪依次被空心輪36包圍?？招妮?6提供徑向預張力，這樣可以使行星輪34正常運轉而無打滑現(xiàn)象發(fā)生。環(huán)狀行星座38通過軸向銷承載行星輪34。
此第一類型傳動級的優(yōu)選組合是由第三種變型即雙電機實現(xiàn)的，但是它也可以通過其它電機變型包括電刷換向電機來實現(xiàn)。內轉子22剛性連接于太陽輪32，而外轉子24剛性連接于空心輪36。行星座38是作為驅動裝置10的輸出端。各直徑的尺寸與轉子22和24的轉速、扭矩及轉動方向相匹配。太陽輪32、行星輪34及空心輪36的軸向長度優(yōu)選選擇為足夠大以使內轉子22和外轉子24通過傳動級14相對于定子16得到支承。
除了部件的表面特性不同以外，齒輪式結構與摩擦輪式結構是一樣的，因此利用相應部件的標號加撇為標識。太陽輪32’、行星齒輪34’和空心輪36’均是帶齒的，但是它們以同種方式與電機12耦合，實施同樣的相關運動，行星座38也被用作輸出端。
第二類型傳動級是多級行星差速齒輪，同樣也在徑向層疊的摩擦輪式結構中進行描述，但是它也可以在齒輪式結構在描述。同樣地，可以使用實心和/或空心部件。太陽輪32同樣繞軸線A布置，且在太陽輪的圓周表面上安裝了一組內行星輪34。第一外行星輪40和第二外行星輪42依次軸向安裝，并被插入每個開口，每個外行星輪具有大約是內行星輪34的一半的軸向長度，其中第二外行星輪42的直徑稍小于第一外行星輪40的直徑，這種差異很容易實現(xiàn)，比如，一方面，利用公制尺寸的圓柱輪，或者，另一方面，利用英制尺寸的圓柱輪。作為圓柱形狀的替代，其它形狀也可以用于輪本體。
第一外環(huán)44徑向包覆于第一外行星輪40外側，第二外環(huán)46徑向包覆于第二外行星輪42外側，各外環(huán)均用作空心輪，對行星輪40、42和34在全部接觸點上同時朝著太陽輪32進行預張緊。這種針對兩排徑向層疊的行星輪的預張緊確保了所有的行星輪相互抵接，同時，可獲得同心徑向對稱無滑動的布局，使得傳動級14可以高效工作。行星座及行星輪的內支承，不是必需的但也不是排斥的。太陽輪32在其端面可設有徑向外展凸緣，用以保持行星輪沿軸向方向保持就位。在其它傳動級類型中也可以這樣做。
兩個外環(huán)44和46原則上是以同一方式構造，因此后續(xù)僅對第一外環(huán)44進行描述。第一外環(huán)44包括彈性鋼制金屬圈48，在其徑向內表面與第一外行星輪40接觸，并且具有比被包覆的行星輪的幾何布局所需的直徑還要小的內徑以實施預張緊。在徑向外表面及兩個軸向端面上，金屬圈48安置于第一外環(huán)44的彈性體床50內。金屬圈48和由塑膠制成的彈性體床50共同確保施加十分均勻的壓力。此外，彈性體床50隔絕了運行噪音并減小了力矩影響。在此描述的第一外環(huán)44的兩件式設計也可以應用在第一類型傳動級的空心輪36或36’中。為了將第一外環(huán)44通過其金屬圈48和彈性體床50在軸向上固定，設置了支撐座52，該支撐座出于組裝的原因設計為兩件式的結構并與彈性體床50徑向結合于其外側，兩凸緣結合于其端面，此特征也可應用于其它傳動級類型中。
為了旋轉對稱，此旋轉對稱有助于避免運行噪音，金屬圈48和彈性體床50優(yōu)選沿其圓周方向采用連續(xù)結構，但是它們也可以被開槽或分割，尤其它們可以具有箭形槽，例如當它們準備以旋轉固定的方式連接于支撐座52時。為了散發(fā)傳動級14中產生的熱量，彈性體床50優(yōu)選具有優(yōu)良的熱傳導性能，這種性能舉例來說可以通過在其內鑲埋金屬材料或其它導熱纖維獲得，或者通過在其空心部分及凹槽充滿導熱性材料獲得。導熱膏也可應用于金屬圈48與彈性體床50之間。
第一外行星輪40與第二外行星輪42的直徑之間存在小差別，以及這種差異導致的第一外環(huán)44與第二外環(huán)46之間的內徑差異引起了兩個外環(huán)44和46以不同轉速旋轉。當傳動級14連接于電機12時，該轉速上的小差異用于在傳動級14中獲得較大的減速(例如200)。
第二類型傳動級優(yōu)選與第一或第二電機變型結合使用，但是它3也可以與包括電刷換向電機在內的其它電機變型結合使用。第一外環(huán)44，更準確地講是它的支撐座52，例如可被安裝于殼體，即定子16上。太陽輪32作為驅動輪連接于內轉子22(或者外轉子24或者行星座38)上，而第二外環(huán)46作為輸出部54。這種情況下，輸出部，比如可以是空心軸，利用鐘狀的端件被安裝于第二外環(huán)46，更準確而言安裝于支撐座52上。在本例中，第二外環(huán)46的轉動方向與太陽輪32的轉動方向一致。第二類型傳動級所選的結構使其無需為太陽輪32提供單獨的支承，同樣地，也無需對內轉子22(或者外轉子24)及第二外環(huán)46，即輸出部54，提供單獨的支承，但是它不排除提供的可能性。然而，傳動級14中對內轉子22(或外轉子24)提供支承具有這樣的優(yōu)點即沒有擺動，這樣內轉子22(或外轉子24)可以靜音運轉。
在第二類型傳動級的修改設計中，(較小的)第二外環(huán)46安裝于殼體，而(較大的)第一外環(huán)44作為輸出部，這導致了太陽輪32與第一外環(huán)44之間的反向旋轉。通過利用例如兩個棘爪系統(tǒng)或后續(xù)將仔細描述的回路，將外環(huán)44和46可選擇地安裝于殼體上，這將造成輸出部的變化，可以使輸出部的轉動方向反向而太陽輪32的轉動方向保持不變。然后，電機12所需的電子系統(tǒng)的設計可以被大幅簡化，這也簡化了電機12的制造。
第二類型傳動級可以通過提供不同數目的行星輪組得到進一步修改。一般而言，可以提供一個或多個軸向依次排布的太陽輪、相等數量的相應軸向排布的內行星輪、為達到同步化目的的可能的一組中間行星輪、一組或多組軸向依次排布的外行星輪、以及相等數量的相應軸向排布的外環(huán)。兩個相鄰齒輪部件之間轉速的微小差異可以通過所描述的方式來確定。還可以設想只使用直接滾動于下一組外行星輪上的具有適當的大直徑的太陽輪來取代一個太陽輪加一組內行星輪，和/或只使用直接滾動于下一組內行星輪上的具有適當的小直徑的外環(huán)來取代一組外行星輪加一個外環(huán)。
第三類型傳動級也是單級行星差速齒輪，其也在徑向層疊的摩擦輪式結構中描述，然而也可以在齒輪式結構在描述。傳動級14與電機12中心軸排成一列。太陽輪32繞軸線A安置而三個行星輪34沿太陽輪的圓周表面運轉。在其大約一半的軸向長度上，無級行星輪34被環(huán)形的第一空心輪36所包覆，該空心輪具有低彈性，即具有相當的剛性。在其軸向長度另一半上，行星輪34被第二空心輪56所包覆，該空心輪具有較高的彈性且其內圓周長小于第一空心輪36。這兩個因素確定了第二空心輪56的輕微三角形狀，而非圓形，這是由于其與行星輪34的接觸所引起，這個三角形狀在圖中被稍微夸大并且在運轉狀態(tài)中不斷變化。這些彈性差異通過選擇適當材料而獲得。
兩個空心輪36和56為徑向預張緊提供了高壓力，由此確保了行星輪34無滑動的良好運轉，同時太陽輪32補償了這些徑向力。在通過太陽輪32取代行星座進行驅動的情況下，空心輪的內圓周長的比率對于200的傳動比而言可不為200/199，而是可以選擇得更大的，因而對公差不太敏感的比率。附加地或者代替太陽輪32地，可以與第一類型傳動級類似地采用支承行星輪的行星座作為驅動，或者可以配有安置行星輪的軸承保持架。在改良的實施例中，也可以設置兩個軸向依次安裝的具有不同彈性的太陽輪，其與一個空心輪組合或者采用具有不同彈性的連續(xù)式或分裂式太陽輪和空心輪的其它組合。這些行星輪也可是分級的。
為了將第二空心輪56所產生的變形傳遞到輸出部54的剛性軸或者選擇為在殼體上支承，第二空心輪56被安置在沿徑向包覆在其外側上的彈性體床50例如橡膠圈內，而該彈性體床又徑向地安裝在支撐座52內。彈性體床50也可視為具有金屬圈的空心輪56的另外一個組成元件。取代彈性體床50的部件可以是用于第二空心輪56的彈性輻條或者是軸向或徑向的功率引出頭，必要時其中間插入具有可變形壁的盆形件或者插入包括阻尼元件的孔盤?？招妮?6的輕微非均勻運動優(yōu)選不要被補償或僅被稍微地補償。
此第三類型傳動級優(yōu)選與第一或第二電機變型結合使用，但是也可以與包括電刷換向電機在內的其它電機變型結合使用。第一空心輪36例如安裝在殼體上，即與定子16相連接。作為驅動的太陽輪32被連接于內轉子22(或者外轉子34)，而第二空心輪56則作為輸出部54。在本例中，例如是空心軸結構的輸出部利用鐘狀的末端元件而安裝于第二空心輪56，更準確而言安裝于支撐座52上。各直徑必須是相同的數量級以便于通過選擇直徑使其它的傳動比成為可能。太陽輪32、行星輪34及空心輪36的軸向長度優(yōu)選選擇得足夠大，使得可以利用傳動級14將內轉子22和外轉子24相對于定子16進行支承。利用為第三類型傳動級所選的結構，使得無需為太陽輪32提供單獨的支承，并且由此也無需為內轉子22(或者外轉子24)以及第二空心輪56即輸出部54提供單獨的支承，但是，不排除這種提供的可能性。
傳動級14設計為換向齒輪，利用這種換向齒輪可以在電機12的轉動方向總是保持不變的情況下使輸出部54的轉動方向在兩個不同輸出轉動方向之間進行換向，這在后面將針對第二類型傳動級做更詳細的描述。正如用第二類型傳動級進行解釋的那樣，一組內行星輪34安置于太陽輪32上，而一組第一行星輪40又布置于行星輪34的頂部并且在第一外環(huán)44的預張力下由此軸向偏移地保持就位，一組第二行星輪42在第二外環(huán)46的預張力下保持就位。第二外環(huán)46形成了輸出部54的一部分。內行星輪34的軸向長度選擇成使第三外環(huán)58軸向安置于第一外環(huán)44旁并位于面向背離第二外環(huán)46的一側，而且在預張力下直接包圍內行星輪34。第一外環(huán)44和第三外環(huán)58的外徑至少大致相同。
卷簧60在其中心位置處安裝于殼體上并且除此以外它的部分卷圈卷繞在第一外環(huán)44上而其余圈卷纏繞在第三外環(huán)58上。在卷簧60的兩自由端上各安裝了作為夾持磁鐵61的永久磁鐵，并且兩個夾持磁鐵61相互面對的磁極彼此排斥。例如通過使夾持磁鐵61含有稀土族的金屬元素而使夾持磁鐵61優(yōu)選具有高導磁率。在兩個夾持磁鐵61之間安置軟鐵芯62，該軟鐵芯上纏繞了可以以選擇的極性被勵磁的換向繞組63。
當換向繞組63處于非勵磁狀態(tài)時，兩個夾持磁鐵61接觸鐵芯62，其可局部形成磁通回路。兩個外環(huán)44和58以及傳動級14因此可被保持就位。當定子16的繞組20處于勵磁狀態(tài)時，換向繞組63也會被激勵。根據電流方向，兩個夾持磁鐵61之一持續(xù)地被吸引而另一個被排斥。因此，后者打開卷簧60的這一側，由此釋放相應的外環(huán)44或58。由于外環(huán)44和58直徑上的小差異，通常會引起轉速的差異，因此第二外環(huán)46以及輸出部54的轉動方向是根據外環(huán)44或58是否被鎖上而決定的，而電機12以及太陽輪32的轉動方向保持不變，而輸出部的兩個可能的轉動方向是相互相反的(單向電機)。
除了上述具有摩擦類型鎖定裝置的換向齒輪以外，在本設計的改型中，還可以想到使用具有正作用的鎖定技術方案的換向齒輪。如圖12所示，夾持磁鐵61例如可以安裝于齒式棘爪64上，該齒式棘爪可分別切換地鎖定齒式外環(huán)。這種作用方式與上述一樣。
鎖定裝置也可用于阻斷在空轉狀態(tài)時經由輸出部54引入的扭矩。這種阻斷作用不一定要出現(xiàn)在傳動級14內部，而是也可應用到電機12與傳動級14之間。
對于具有轉子22和24的第三電機變型，可以將兩個始終不變的轉動方向傳遞給換向齒輪，而換向齒輪可選擇地將該轉動方向阻斷或者傳遞到輸出部54。
如圖13A所示，電機12的輸出部例如一方面具有電機齒輪66，該電機齒輪與連接到太陽輪32的中間齒輪67嚙合，另一方面，其與具有兩個凸起68’的圓盤凸輪68摩擦連接。在空轉狀態(tài)，兩個卷簧加載的齒式棘爪64至少近似正作用地與中間齒輪67嚙合，并阻斷后者尤其是使其不承受在輸出端引入的扭矩。一旦電機12開始運轉，圓盤凸輪68與其一同旋轉同時其凸起68’與齒式棘爪64的控制輪廓64’相接觸，由此提升齒式棘爪64使其脫離與中間齒輪67的嚙合，如圖13B所示。中間齒輪67現(xiàn)在可以無干擾地被驅動，其中其與圓盤凸輪68的摩擦接觸優(yōu)選被消除。在實施例的一種優(yōu)選的變型中，圓盤凸輪68不需通過與轉軸的摩擦接觸而被支承，而是以轉動剛性地連接于電機的非轉動部分，使該部分相對殼體在極小角度范圍可以轉動地得到支承。因為施加于電機齒輪66和以此方式支承的圓盤凸輪68之間的扭矩，當電機12啟動時，圓盤凸輪現(xiàn)在會自動地轉動并自動引起齒式棘爪分離。電機換向的類型對本鎖定裝置不重要。鎖定動作也可以摩擦方式發(fā)生。
在某種特殊情況中，可能希望驅動裝置10產生更高轉速和/或更高扭矩。當驅動裝置10用于交通工具時，這樣的情況是一種撞車。被驅動裝置10驅動的裝置要盡可能快地進行某種設置以提升對乘客的保護。在這種情況下，驅動裝置10隨即不可用才可被接受。另外一種特殊情況是在較大范圍內快速設置一個或多個汽車座椅調節(jié)器，例如將靠背向前折疊(無擺動地)并伴隨縱向的調整以便于進入后排汽車座椅(容易進入)。
當外環(huán)44和46的幾何差異或空心輪36和56的彈性差異足夠大時，可以通過使用構造成具有可選擇傳動比的換向齒輪的第二和第三類型傳動級來獲得快速調節(jié)的機械解決方案。使用在換向齒輪中存在的鎖定裝置，該鎖定裝置通過交替換向可以精確地鎖定外環(huán)44或46或者精確地鎖定空心輪36或56，可以在輸出端產生不同速度以及相應的不同傳動比。如果電機12的轉動方向保持不變，輸出部的轉動方向變化，這種狀態(tài)就與上述針對單向電機所描述的情形一致。為了產生輸出部的不變的轉動方向，除了通過對鎖定裝置換向以外，還可以通過改變電機12的轉動方向而產生。
在操作具有星形連接電路的繞組20的電機12的情況下，在特殊情況中，可以將操作轉換至具有中心抽頭的星形連接電路，以便減小有效電阻并在短時間內提高功率。使用星形連接電路對電機進行供電對于第三電機變型和鎖定裝置的組合而言也是特別好的解決方案。當特殊情形發(fā)生時，第三電機變型的兩個轉子之一會被鎖定裝置機械地鎖住。下游的傳動級14則起著具有較高傳動比(較小減速)的差速齒輪的作用。當轉換到中間抽頭之后，由于電阻很小，另一個轉子在具有較高的功率輸入下運行，這樣最后會在輸出部54產生所需要的功率增加。
本發(fā)明的驅動裝置10在本例中用于驅動汽車內的調節(jié)器80，但是該驅動裝置10也可以用于其它地方。一般而言，調節(jié)器80包括兩個可彼此相對移動的部件，在它們之間驅動裝置10與其輸出部54協(xié)同運作。輸出部54的低轉速產生了大的扭矩?？梢栽O置將輸出部54的旋轉運動轉換為調節(jié)器80中的線性運動的裝置。還可以為調節(jié)器80的每一個調整方向都提供一個獨立的調節(jié)器。
在一些應用中，兩個類型相似的獨立的調節(jié)器80共同作用以聯(lián)合推動部件。例如在汽車座椅中，通常情況下，在汽車座椅兩側安置兩個相同的獨立的調節(jié)器80，并且以一種已知方式用可轉動的傳動桿成對地連接起來并同步動作。使用本發(fā)明的占用很少空間的驅動裝置10，可以為成對的調節(jié)器中的每個調節(jié)器80配備自己的驅動裝置10。這些驅動裝置例如利用對電機12進行電子換向的電子系統(tǒng)實現(xiàn)同步或者，就汽車座椅而言，借助于汽車座椅結構的剛度來同步。
標號列表10驅動裝置12電機14傳動級16定子18定子極20繞組
22 內轉子24 外轉子26 永久磁鐵28 內磁通環(huán)30 外磁通環(huán)32、32’太陽輪34 (內)行星輪34’ 行星齒輪36、36’(第一)空心輪38 座40 第一外行星輪42 第二外行星輪44 第一外環(huán)46 第二外環(huán)48 金屬圈50 彈性體床52 支撐座54 輸出部56 第二空心輪58 第三外環(huán)60 卷簧61 夾持磁鐵62 鐵芯63 換向繞組64 齒式棘爪64’ 控制輪廓66 電機齒輪67 中間齒輪
68 圓盤凸輪68’ 凸起68’ 凸輪突出部分80 調節(jié)器
權利要求
1.汽車座椅尤其是電動汽車座椅的調節(jié)器(80)的驅動裝置(10)，其具有至少一個電機(12)和至少一個設置在電機(12)的輸出端上的具有輸出部(54)的傳動級(14)，其特征在于，傳動級(14)設計成換向齒輪，其中輸出部(54)的轉動方向被限定并且可以在輸出部(54)的兩個不同的轉動方向之間選擇，同時保持電機(12)具有一個唯一的永久轉動方向。
2.根據權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于電機(12)是電子換向的無刷電機。
3.根據前述權利要求中任一項所述的驅動裝置，其特征在于可以作為換向齒輪作用的傳動級(14)包括用于傳動級(14)的至少兩個不同部件的鎖定裝置。
4.根據前述權利要求中任一項所述的驅動裝置，其特征在于傳動級(14)至少設計成具有一個或多個太陽輪(32；32’)、至少一組行星輪(34)或行星齒輪(34’)和一個或多個空心輪(36，36’，56)或外環(huán)(44，46)的單級行星差速齒輪。
5.根據權利要求4所述的驅動裝置，其特征在于兩個太陽輪(32)具有不同的外徑或外周長和/或彈性和/或兩個外環(huán)(44，46)具有不同的內徑和/或兩個空心輪(36，56)具有不同的內周長或彈性。
6.根據權利要求4或5所述的驅動裝置，其特征在于至少兩個不同的外環(huán)(44，46)和/或空心輪(36，56)和/或太陽輪(32)可切換地進行鎖定。
7.根據權利要求8所述的驅動裝置，其特征在于在鎖定操作期間，具有不同的直徑或彈性或內周長的兩個相鄰的齒輪元件中的一個齒輪元件被鎖定到殼體上而它們中的另一個齒輪元件被鎖定到輸出部(54)。
8.根據權利要求7所述的驅動裝置，其特征在于太陽輪(32)剛性地連接到電機(12)的轉子(22，24)上，一個外環(huán)(44)或一個空心輪(36)連接到定子(16)，和一個外環(huán)(46)或一個空心輪(56)與輸出部(54)連接。
9.根據權利要求3-8中任一項所述的驅動裝置，其特征在于設置有用于摩擦型鎖定的卷簧(60)或設置有至少一個用于正作用的鎖定的齒式棘爪(64)。
10.根據權利要求3-9中任一項所述的驅動裝置，其特征在于當驅動裝置(10)被接通時，所述鎖定被自動地和機械地釋放。
11.根據權利要求1-10中任一項所述的驅動裝置，其特征在于設置有用于切換的具有鐵芯(62)的換向繞組(63)，其與布置成相互排斥的夾持磁鐵(61)相互作用。
全文摘要
一種汽車座椅尤其是電動汽車座椅的驅動裝置(10)，它具有至少一個電機(12)和至少一個設置在電機(12)的輸出端上的具有輸出部(54)的傳動級(14)，傳動級(14)設計成換向齒輪，其中輸出部(54)的轉動方向被限定并且可以在輸出部(54)的兩個不同的轉動方向之間選擇，同時保持電機(12)具有一個唯一的永久轉動方向。
文檔編號B60N2/02GK1946588SQ200580012193
公開日2007年4月11日 申請日期2005年4月5日 優(yōu)先權日2004年4月15日
發(fā)明者R·許勒, M·貝雷斯, B·博斯曼斯, K·卡爾穆斯, C·舒恩, H·富斯 申請人:凱波有限責任兩合公司