JP2005230116A - Angular position adjustment mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用シートのシートバック角度位置または、シートクッションの高さ位置を無段階に調整する機構等に採用され、特にその角度位置の保持状態で強度を必要とする角度位置調整機構に関する。 The present invention is employed in a mechanism for steplessly adjusting a seat back angular position of a vehicle seat or a height position of a seat cushion, and particularly relates to an angular position adjusting mechanism that requires strength in a state where the angular position is held. .
このような無段階に位置を調整可能とする角度位置調整機構は、図7に示されるように、1方のブラケットに内歯歯車231を形成し、また別のブラケットには外歯歯車221を形成して、内歯歯車231と外歯歯車221を噛合わせ、且つ相互に回転可能に組み合わせることによってブラケット間の角度位置を調整可能とし、またその位置を強固に保持できるように構成されている。
As shown in FIG. 7, the angular position adjusting mechanism that can adjust the position steplessly includes an
これらの歯車に採用されている歯形は、図3に示されるように、例えば固定円71と、固定円71に内接して転がる回転円80を設定して、回転円80の円周上の基点271が描く軌跡であるサイクロイド曲線274に基づいて形成されている。即ち、外歯歯車221の形状を図7に示される基点271の位置を中心とする円弧形状歯形にして、また内歯歯車231の歯形を所定のサイクロイド曲線274からの等距離aの位置に形成される歯面275を備えるように形成している。(例えば、特許文献1参照。)。
As shown in FIG. 3, the tooth profile adopted for these gears is, for example, a
尚、後述するように、上記と同様に固定円71と回転円80の関係で、基点を回転円80の円周上以外に設定した場合に、基点の描く軌跡はトロコイド曲線と呼ばれ、上記のサイクロイド曲線と区別される。
上記した従来技術のように、円弧形状歯形の外歯歯車221と、サイクロイド曲線に基づいて形成された歯形を有する内歯歯車231との噛合いでは、多くの噛合い点Mで内歯と外歯は当接し、大きな噛合い率が得られる。しかし、各歯が当接する噛合い点Mで外歯歯車の回転方向に直角な面e(図7)に対して歯面fの傾きd(図7)が、大きくなり、歯に大きな荷重が作用し易くなる。このために噛合い強度を確保する上では不利となっている。
As in the prior art described above, when the
故に、本発明は、このような問題を解決し、より噛合い強度を確保することが出来る歯形状を備える内歯歯車と外歯歯車を用いた角度位置調整機構を得ることを、その技術的課題とする。 Therefore, the technical point of the present invention is to solve such a problem and to obtain an angular position adjusting mechanism using an internal gear and an external gear having a tooth shape capable of ensuring a higher meshing strength. Let it be an issue.
上記した課題を解決するために、本発明で講じた技術的な第1の手段は、車両シートの一方側の部材に固定される固定ブラケットと、前記シートの他方側の部材に固定される回転ブラケットと、前記固定ブラケットに回転支持されるシャフトと、前記固定ブラケットに形成された内歯歯車と、前記回転ブラケットに前記内歯歯車より少なくとも1つ以上歯数の少ない外歯歯車を形成して、前記シャフトの回転によって前記外歯歯車の中心を前記内歯歯車の中心周りに公転させて、前記シートの一方側の部材と前記他方側の部材の角度位置を調整可能とする角度位置調整機構において、
前記内歯歯車及び前記外歯歯車の歯の形状を所定のトロコイド曲線のループ形状に基づき形成したことである。
In order to solve the above-described problem, the first technical means taken in the present invention includes a fixing bracket fixed to a member on one side of a vehicle seat and a rotation fixed to a member on the other side of the seat. A bracket, a shaft rotatably supported by the fixed bracket, an internal gear formed on the fixed bracket, and an external gear having at least one or fewer teeth than the internal gear formed on the rotary bracket; An angular position adjusting mechanism that adjusts the angular position of the one side member and the other side member of the seat by revolving the center of the external gear around the center of the internal gear by the rotation of the shaft. In
The tooth shapes of the internal gear and the external gear are formed based on a loop shape of a predetermined trochoid curve.
また、本発明で講じた技術的な第2の手段は、第1の手段において前記内歯歯車及び前記外歯歯車の歯の形状は前記所定のトロコイド曲線のループ形状から一定距離離れて歯面が形成したことである。 Further, the second technical means taken in the present invention is that, in the first means, the tooth shapes of the internal gear and the external gear are separated from the loop shape of the predetermined trochoid curve by a certain distance. Is formed.
また、本発明で講じた技術的な第3の手段は、第1の手段において前記内歯歯車及び前記外歯歯車の歯の形状は前記所定のトロコイド曲線のループ形状から一定角度回転方向に離れて歯面が形成したことである。 Further, the third technical means taken in the present invention is that, in the first means, the tooth shapes of the internal gear and the external gear are separated from the loop shape of the predetermined trochoid curve in a rotation direction at a constant angle. The tooth surface was formed.
更に、本発明で講じた技術的な第4の手段は、第1又は第2の手段において前記内歯歯車及び前記外歯歯車の歯の噛合い状態で、前記内歯歯車の歯底と前記外歯歯車の歯先間に間隙を形成するために、少なくとも前記内歯歯車及び前記外歯歯車のいずれかの歯面に前記トロコイド曲線に基づかないで形成された逃がし歯面部を有するようにしたことである。 Further, a fourth technical means taken in the present invention is the first or second means in the meshing state of the teeth of the internal gear and the external gear, and the tooth bottom of the internal gear and the In order to form a gap between the tooth tips of the external gear, at least one tooth surface of the internal gear and the external gear has a relief tooth surface portion that is formed based on the trochoid curve. That is.
請求項1に記載の発明によれば、トロコイド曲線に基く歯形であるために内歯歯車と外歯歯車の噛合い範囲において大きい噛合い率が得られると共に、特にループ形状を用いているために各歯の当接する噛合い点での歯面の傾きが、外歯歯車の回転方向に直角な面に対して小さくすることができ、歯の強度を高くする効果が得られる。 According to the first aspect of the present invention, since the tooth profile is based on the trochoidal curve, a large meshing ratio is obtained in the meshing range of the internal gear and the external gear, and in particular, the loop shape is used. The inclination of the tooth surface at the meshing point where each tooth abuts can be reduced with respect to the surface perpendicular to the rotation direction of the external gear, and the effect of increasing the tooth strength can be obtained.
又、請求項1に記載の発明に加えて請求項2又は請求項3に記載の発明によれば、内歯歯車および外歯歯車のトロコイド曲線を適用した歯形は、これらを形成するプレス加工型は、数値制御工作機械を用いることで高精度の形状に仕上げることができ、その結果各歯車の歯形状を精度良く形成できる。また歯形の設計で必要強度の確保が容易である。
According to the invention of
更に、請求項2又は請求項3に加えて、請求項4の記載の発明によれば、外歯歯車の歯先と内歯歯車の歯底には、間隙が形成され潤滑グリースが溜まる空間となり、歯車の耐久性が確保し易くなる。
Furthermore, according to the invention of
以下、図1〜図4及び図6を用いて、本発明に関る第1の実施例の角度位置調整機構5について説明する。
Hereinafter, the angular position adjusting
先ず、図6に示すように、角度位置調整機構5は、例えばシート10のシートバック11の背凭れ角度を調整するリクライニング装置50、またはシートクッション12の高さ調整を行うバーチカル装置60等に適応できるものである。即ち、リクライニング装置50では、角度位置調整機構5をシートバック11のフレーム11aとシートクッション12のフレーム12a間に取り付け、操作ハンドル47を回転することによって、シートバック11の傾斜角度を任意に調整できる構成となる。また、操作ハンドル47を操作していないときはシートバック11の位置を保持するため規定の強度を確保して、乗員を支持することができる。同様に、バーチカル装置60の場合、角度位置調整機構5はシートクッション12のフレーム12aの前方端部に取り付けられ、リンク機構9を介してシートスライド14に連結される。そして、操作ハンドル47を回転することによって、フレーム12aの後端部とシートスライド14を連結するピボット軸15の周りにシートクッション12を回転させて、シートクッション12の高さを任意に調整できる構成となる。この場合も、操作ハンドル47を操作してないときは乗員の体重を支え、高さを保持する。このように角度位置調整機構5は、位置の調整機能とともに、強固に位置を保持できる機能を備えるものである。
First, as shown in FIG. 6, the angular
次に、角度位置調整機構5の構成を、図1と図2に基づいて説明する。
Next, the configuration of the angular
本発明に関する角度位置調整機構5の基本構成は、互いに偏心する内歯歯車と外歯歯車を組み合わせて構成された公知の調整機構と同様のものである。即ち、角度位置調整機構5は、上記したシートリクライニング装置50への適用例では、シートクッション12のフレーム12aに固定して取り付けられる固定ブラケット3と、この固定ブラケット3に対して回転可能に支持され、シートバック11のレーム11aに固定して取り付けられる回転ブラケット2を備えている。固定ブラケット3には内歯歯車31が形成され、回転ブラケット2には外歯歯車21が形成されている。内歯歯車31に対して外歯歯車21はその歯数が少なくとも1つ少なく設定され、互いに噛合い係合している。ちなみに、図1に示される実施例では、内歯歯車31の歯数は34で外歯歯車21の歯数は33に設定されている。
The basic configuration of the angular
内歯歯車31の中心部分には、円筒形状のカラー部3aが、内歯歯車31の中心軸31aの軸方向に沿って突起して形成されている。また、カラー部3aの内径にシャフト43が貫通して配置され、シャフト43にはシート10の反対側面に装着される、角度調整機構(図示せず)と連動させるための連動部材46が連結される。
A
回転ブラケット2に形成された外歯歯車21の中心部分には、穴2aが形成されている。穴2aの内径には内径面部2bを備える軸受け部材が圧入して取り付けられている。内径面部2bは外歯歯車21の中心21aと同心で、その径はカラー部3aの外径より大きく設定されている。
A
次に、内歯歯車31と外歯歯車21との間に配置されるバックラッシュ調整機構4について説明する。
Next, the
バックラッシュ調整機構4は、内径面部2bとカラー部3aの外径との間の隙間に配置された1対のくさび部材41を備えている。くさび部材41は、図1に示される状態の位置で、上方部分の厚みが下方部分の厚みより厚く、また厚みが上方から下方に行くに従い減少する形状となっている。1対のくさび部材41同士は、図1に示されるように上端と下端の部分で、互いに間隔を持つようにしてカラー部3aの外径上に配置されている。そして、ばね部材42がくさび部材41の上端間の間隔を広げる方向に作用力を及ぼすように取り付けられている。更に図1に示されるように、ばね部材42の作用力が作用することで、くさび部材41は、カラー部3aの下側に回り込み、カラー部3aに対して、内径面部2bを図1の上方に持ち上げるように作用する構成になっている。このように、内径面部2bが上方に持ち上げられる結果、外歯歯車21の中心21aは、内歯歯車31の中心31aに対して、より偏心量を大きくする。そして、外歯歯車21の歯と内歯歯車31の歯との間に隙間、即ちバックラッシュを無くなるように互いに押し付けられる構成となっている。
The
更に、バックラッシュ調整機構4は、シャフト43の回転中心から離間してシャフト43と1体的に形成された爪部44を備えている。爪部44の先端はシャフト43の回転中心軸と平行に伸び、1対のくさび部材41の下端間に挿入される。シャフト43は、更にその一端部が角度位置調整機構5の側方側に突出するように伸び、その先端に操作ハンドル47が固定して取り付けられている。
Further, the
操作ハンドル47を回転させるように操作することによって、爪部44をくさび部材41の一方側の下端部に当接させ、くさび部材41をばね部材42の作用力に抗して持ち上げると、外歯歯車21の中心21aと内歯歯車31の中心31aの距離が少なくなる。この結果、両歯車の噛合いが緩みバックラッシュは大きくなる。バックラッシュは大きくなることによって、両歯車は少ない噛合い抵抗で回転が可能となる。
When the operation handle 47 is operated to rotate, the
更に、操作ハンドル47の回転操作を続けると、外歯歯車21の中心21aは内歯歯車31の中心31aの周りを公転し、一対のくさび部材41の位置は図1の位置から回転し、これにともなって外歯歯車21と内歯歯車31の噛合い位置も順に回転する。操作ハンドル47が1回転することで、歯車の1ピッチの角度に相当する角度、固定ブラケット3に対して回転ブラケット2の位置が回転する。これによって、固定ブラケット3と回転ブラケット2の角度位置を調整できる構成となっている。
When the operation handle 47 continues to rotate, the center 21a of the
次に、上記角度調整機構5に備えられ、トロコイド曲線を用いて形成された内歯歯車31と外歯歯車21の歯の形状について図3及び図4を用いて説明する。
Next, the shapes of the teeth of the
先ず、図3に示すように、第1の固定円71に対して、転がるように内接する回転円80を設定し、回転円80の内部に基点70を設定したとき、基点70の描く軌跡は第1のトロコイド曲線74となる。そして、第1のトロコイド曲線74は、ループ形状74aを有する。更に、第1の固定円71の内側に接するように設定された第2の固定円81に対して、回転円80を内接して転がしたときは基点70はトロコイド曲線84を描き、このトロコイド曲線84は同様にループ形状84aを有する。
First, as shown in FIG. 3, when a
そして、図4に示されるように、内歯歯車31と外歯歯車21の歯形は、夫々ループ形状74a、84aを基に形成される。即ち、内歯歯車31の歯面はループ形状74aに対して一定距離a離れて、また外歯歯車21の歯面もループ形状84aに対して一定距離a離れて設定されている。このように形成される内歯歯車31と外歯歯車21の歯面は、図4に示されるように複数の噛合い点Mで互いに当接して噛合う。また、各噛合い点Mを結ぶ噛合い線Lは内歯歯車31の内周及び外歯歯車21の外周方向に概略沿うように湾曲して伸びる。その結果、例えばインボリュート曲線によって形成される一般的な内歯と外歯歯車では噛合い線が直線となるのに対して、より多くの噛合い点Mが得られ、1回転で生じる噛合い点の数を平均した噛合い率は大きくなる。この結果、強度の高い噛合いが実現できる。
As shown in FIG. 4, the tooth shapes of the
更に外歯歯車21では、先端部分をループ形状84aに対して一定距離aの位置から距離bを削除し平坦となる歯先部22を設けている。この形状によって、内歯歯車31に対して外歯歯車21が最も深く噛合う上死点位置D(図4の右側に示される位置)においても、外歯歯車21の歯先部22と内歯歯車31の間には間隙が維持され、潤滑となるグリースが溜まり、円滑な作動と耐久性が確保される構成となっている。
Further, the
図4に更に示されるように、外歯歯車21は、夫々所定の歯の高さに設定され、歯先部22と歯の側面23の境界となる角部には曲面R1、歯底部にはR3の曲面が施されている。一方、内歯歯車31は、その歯先部32の角部には曲面R2が施されて、外歯歯車21との噛合い回転で歯が互いに干渉を生じさせない形状にしている。これら歯形の各曲面R1,R2および歯先部22のようにトロコイド曲線には基づかずに、歯の当接に関与する側面23、33から当接しない側に逃げるようにした形成された歯面部分(逃がし歯面部)を備えることによって、噛合いの上死点の位置D(図4)で外歯歯車21は噛合いの当接は生じないように設定されている。そして、噛合い点Mはこの上死点位置Dの左右側に分散して配置されるようになる。このような構成に形成された歯車では、各歯型に形状の誤差が生じていても、上死点位置Dの位置の歯に荷重が集中することなく複数の噛合い点Mで多くの歯に荷重は分散される。
As further shown in FIG. 4, the
更にループ形状74a、84aに基づいて形成された各歯は、外歯歯車21では歯底に近づく程、又内歯歯車31では歯先に行く程、外歯の側面23と内歯の側面33は径方向に向くように湾曲している。このため、図4の左側位置に示されるように、上死点の位置Dから離れた位置では、外歯歯車21と内歯歯車31は噛合い点Mでの歯車の歯面fが、外歯歯車の回転方向に直角な面eに対し傾きdは小さくなる。このために回転方向の荷重に対する強度をより確保しやすくできる構成となっている。
Further, the teeth formed on the basis of the loop shapes 74a and 84a, the outer
尚上記の実施例では、内歯歯車31と外歯歯車21の歯形をループ形状74a、84aから一定距離a離れて歯面を設定されているとしたが、ループ形状74a、84aに対して各歯車の回転方向に所定の角度を左右に回転させた位置に、歯面を設定しても良い。
In the above-described embodiment, the tooth shapes of the
以上述べたように、上記した内歯歯車31と外歯歯車21は夫々回転ブラケット2固定ブラケット3にプレス形成による半抜き形成法などで成形されるが、厳密に理論式で定義されるトロコイド曲線を適用することによって、数値制御による工作機械を用いれば成形型を精度良く作製できる。またこのような理論式によって、用途に応じた歯の強度を的確、且つ容易に設定することができる。
As described above, the
次に図5に、本発明に関わる角度位置調整機構5に採用可能な歯形状の第2実施例を示す。図5に示される例では、最も小さい径の円を固定円180にして、固定円180の外周で回転円171、181の内周と接するようにしている。そして基点170が夫々の回転円171、181が転がることで描かれるトロコイド曲線174,184を得る。この場合、第1実施例のループ形状74a、84aとは固定円と回転円の径方向に対して反対の方向にループする。トロコイド曲線174、184に基き得られた歯形を備える外歯歯車121と内歯歯車131も第1の実施例と同様に角度位置調整機構5に適用すれば作動可能である。
Next, FIG. 5 shows a second embodiment of a tooth shape that can be employed in the angular
2 固定ブラケット
3 回転ブラケット
10 シート
21 外歯歯車
31 内歯歯車
43 シャフト
R1,R2、22 逃がし歯面部
74 トロコイド曲線(第1のトロコイド曲線)
74a ループ形状
84 トロコイド曲線(第2のトロコイド曲線)
84a ループ形状
2
84a Loop shape
Claims (4)
前記シートの他方側の部材に固定される回転ブラケットと、
前記固定ブラケットに回転支持されるシャフトと、
前記固定ブラケットに形成された内歯歯車と、
前記回転ブラケットに前記内歯歯車より少なくとも1つ以上歯数の少ない外歯歯車を形成して、前記シャフトの回転によって前記外歯歯車の中心を前記内歯歯車の中心周りに公転させて、前記シートの一方側の部材と前記他方側の部材の角度位置を調整可能とする角度位置調整機構において、
前記内歯歯車及び前記外歯歯車の歯の形状を所定のトロコイド曲線のループ形状に基づき形成したことを特徴とする角度位置調整機構。 A fixing bracket fixed to a member on one side of the vehicle seat;
A rotating bracket fixed to a member on the other side of the seat;
A shaft rotatably supported by the fixed bracket;
An internal gear formed on the fixed bracket;
Forming an external gear having at least one tooth number smaller than that of the internal gear on the rotary bracket, revolving the center of the external gear around the center of the internal gear by rotation of the shaft, In the angular position adjustment mechanism that enables adjustment of the angular position of the member on one side of the sheet and the member on the other side,
An angular position adjusting mechanism characterized in that the tooth shapes of the internal gear and the external gear are formed based on a loop shape of a predetermined trochoid curve.
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