JP4545523B2

JP4545523B2 - リクライニング装置

Info

Publication number: JP4545523B2
Application number: JP2004241958A
Authority: JP
Inventors: 光直河村
Original assignee: Imasen Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Imasen Electric Industrial Co Ltd
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2024-08-23
Also published as: JP2006055476A

Description

本発明は、自動車用シートのリクライニング装置であって、内歯車と、この内歯車より歯数の少ない外歯車が一部で噛合し、その噛合位置の旋回移動により相対的に揺動回転するいわゆるタウメル機構によりシートバックの傾倒角度を無段階に調節するリクライニング装置において、車両の衝突時等にリクライニング装置に入力される過大な荷重に対する強度を向上するためのリクライニング装置の改良に関する。

従来、自動車のシート装置に搭載されるリクライニング装置に傾倒角度を無段階に調節できるものとしてタウメル機構を用いたものがある。タウメル機構を用いたリクライニング装置は、その操作のために内歯車と外歯車が互いに噛合う歯の間に適当な遊び（バックラッシ等）が必要であり、この遊びは走行中の振動によるシートバックのがたつきの発生原因の一つとされている。このようながたつきはシート装置の品質の低下につながり、改善が望まれる点であった。

上記のような操作に必要な遊びに起因するがたつきを抑えるために改良した従来のタウメル機構を用いたリクライニング装置として公知のものには、例えば特許文献１に記載のものがある。これは、図６、図７に示されるように、シートバック側に取り付けられた内歯車９０ａを有する内歯車プレート９０と、内歯車９０ａと噛合し内歯車９０ａの歯数よりも少ない歯数の外歯車（平歯車）９１ａを有する外歯車プレート９１が、内歯車９０ａと外歯車９１ａの噛合位置の旋回移動により相対的に揺動回転するものである。

前記内歯車プレート９０の内歯車の略中心には旋回軸９２挿通されており、旋回軸９２と一体に結合されている連行円板９３の旋回軸９２の中心点からの半径が等しい円周範囲９３ａを取り囲むように鏡像対象的に同一な２つのくさび片９４，９４が配置され、外歯車９１ａの略中心に穿設された中心孔９１ｂを軸支している。そして、シートバックが所望傾倒角度位置にあり傾倒操作がされていない状態においては、前記２つのくさび片９４，９４が、その間に介在するコイルばね９５によって円周方向の互いに離反する方向に付勢され、くさび片が円周範囲９３ａと中心孔９１ｂで形成される三日月形のスペースへ入り込み、内歯車と外歯車の偏心量を増やすことで半径方向の遊びを除去し、シートバックのがたつきを減少させようとするものである。

また、上述のようなタウメル機構を用いたリクライニング装置では、揺動する外歯車または内歯車と回転力を伝達する軸部材との摺接部分で生じる摺動抵抗により操作力の増加やばらつきが発生するため、その摺動部分にころがり軸受や摺動抵抗の低いブッシュ等のすべり軸受を介在させ、円滑な操作を実現しているものがある（例えば特許文献２および特許文献３。）。ころがり軸受は摩擦係数はすべり軸受より低いが、重量が重いことや一般的にコストが高いこと、また、形状の自由度が限られてくる等により、この種のリクライニング装置ではすべり軸受がよく用いられ、より円滑な摺動には摩擦係数の低い樹脂製のブッシュや、金属粉を主成分とする多孔質焼結体に含油させた軸受、いわゆる含油軸受が使われる。
特公昭６３−４７４４３号公報特開２００２−１８６５３５号公報特開２００２−１１２８４８号公報

最近の自動車用シート装置の様々な仕様やシートアレンジにおいて、例えば、シートベルト組込みタイプのシート装置では、シートベルトの荷重が直接シートバックに入力されることや、また、後部シート装置のシートバックを前倒しすることによって後部室内空間を荷室として使えるシート装置では、車両の衝突等によって荷室の積載物が後方より前方のシート装置のシートバックへぶつかることがあり、このような状況に対応するため従来にも増してリクライニング装置の強度が要求されている。従来のリクライニング装置では、その他の構成部品の強度等との関係も勿論考慮されるが、回転軸まわりで約１５００〜１７００Ｎ・ｍのトルクに耐える強度があればシート装置に要求されるスペックを満足するとされていたことに対し、前記仕様では約６０００Ｎ・ｍのトルクに耐える強度が必要となってきた。

しかし、タウメル機構を用いたリクライニング装置の揺動する外歯車プレートまたは内歯車プレートと回転力を伝達する軸部材との摺接部分に上述のような樹脂製のブッシュや含油軸受等の弾性的に変形する部分を有する部材を配設したものは、シートバックに過大な負荷がかかった際、噛合する内歯車と外歯車が歯の圧力角によって互いに離反し内歯車の中心軸方向に外歯車プレートが移動し前記ブッシュ等が圧縮変形されるため、内歯車と外歯車の噛合が弱くなり回転方向に対する強度が低下し上記のトルクに耐えることができない。また、特許文献１に記載のリクライニング装置のように偏心軸部にくさび片を備えているものについては、くさび片が外歯車の中心孔の内周面に当接する面積が限られてくるため、応力が集中しブッシュ等の圧縮変形が大きくなり、外歯車の移動量がより多くなって強度が低下する。

そこで、本発明は、上述のようなシートバックに入力される荷重が所定値よりも大きくなる場合に外歯車プレートが内歯車の中心軸方向に移動することを防止すると共に、強度低下を補強する機能を備えることにより、円滑な操作を実現しつつ強度を向上し、しかも重量やコストを抑えたリクライニング装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、シートバックまたはシートクッションの一方に固定され内歯車を有する内歯プレートと、内歯車より歯数が少なくシートバックまたはシートクッションの他方に固定される外歯車を有する外歯プレートと、が一部で噛合され、内歯プレートまたは外歯プレートの一方に回転可能に支持される回転軸と、回転軸まわりに配置され内歯車と外歯車が噛合する方向に内歯プレートまたは外歯プレートの他方を移動させるくさび片対と、前記くさび片対を互いに離反する方向に付勢するバネ部材と、回転軸と一体に回転し前記くさび片対を押動して内歯車に対して外歯車を揺動させる作動片と、内歯プレートまたは外歯プレートの他方がくさび片対を収納する中央孔の内周に嵌合されるブッシュ部材と、を有するリクライニング装置であって、
前記中央孔にくさび片対およびブッシュ部材と軸方向に重ねて配置され内歯プレートまたは外歯プレートの他方が前記内歯車と外歯車の噛合が外れる方向への所定量以上の移動を阻止するストッパー部材を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、シートバックまたはシートクッションの一方に固定され内歯車を有する内歯プレートと、内歯車より歯数が少なくシートバックまたはシートクッションの他方に固定される外歯車を有する外歯プレートと、が一部で噛合され、前記内歯プレートまたは外歯プレートの一方に回転可能に支持される回転軸と、前記回転軸まわりに配置され前記内歯車と外歯車が噛合する方向に内歯プレートまたは外歯プレートの他方を移動させるくさび片と、前記回転軸と一体に回転し前記くさび片を押動して前記内歯車に対して外歯車を揺動させる作動片と、を有するリクライニング装置であって、シートバックに作用する荷重が所定値以上になった場合に内歯と外歯に挟まれて変形し、内歯プレートと外歯プレートを固定することが可能な縦壁を前記内歯車と外歯車の非噛合領域に有する噛合補強部材を備えたことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のリクライニング装置であって、シートバックに作用する荷重が所定値以上になった場合に内歯と外歯に挟まれて変形し、内歯プレートと外歯プレートを固定することが可能な縦壁を前記内歯車と外歯車の非噛合領域に有する噛合補強部材を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明は、いわゆるタウメル機構を備えたリクライニング装置であって、くさび片対が収納される内歯プレートまたは外歯プレートの中央孔の内周にブッシュ部材が設けられており、また、ブッシュ部材の変形により内歯車と外歯車の噛合が外れる方向への移動しようとしても、所定量以上の移動を阻止するストッパー部材を備えているので、円滑な摺動や異音防止のために内歯プレートまたは外歯プレートの中央孔の内周にブッシュ部材を配設しても強度の低下を防止することができる。

請求項２に記載の発明は、内歯車と外歯車の非噛合領域に縦壁を有する噛合補強部材を設け、シートバックに作用する荷重が所定値以上になった場合に内歯と外歯に挟まれて該縦壁が変形するようにしたので、内歯車と外歯車が非噛合領域においても歯車が噛合したと同様の状態を作ることができ、強度低下を補強することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１の発明に請求項３に記載の発明の特徴を加えたものであり、ブッシュ部材の変形により内歯車と外歯車の噛合が外れる方向への移動を阻止しつつ、非噛合領域においても内歯車と外歯車が噛合したと同様の状態を作ることができ、強度低下を抑えることができる。

本発明に係るリクライニング装置１は、図１に示されるように自動車の座席２に装着されるもので、シートクッション３の後部とシートバック４の下部をリクライニング装置１によって接続し、シートバック４のシートクッション３に対する傾倒角度を調節可能としている。本実施例においてはシートクッション３の後部には下側ブラケット５が、シートバック４の下部には上側ブラケット６が固定されており、この下側ブラケット５と上側ブラケット６が後述するリクライニング装置１の異なるプレートにそれぞれ固定され、シートバック４のシートクッション３に対する傾倒角度を変えられるようになっている。

図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図２のＢ−Ｂ線断面を示し、図４は本発明のリクライニング装置１の分解斜視図である。リクライニング装置１の主な構成は略円形状のお椀形で円周状の段部１０ｂの内側壁に内歯を形成した内歯車１０ａを有する内歯プレート１０と、この内歯プレート１０の内歯車１０ａより歯数の少ない略円形板状で外側壁に外歯を形成した外歯車１１ａを有する外歯プレート１１が、リング状のブラケット１２によって組み合わされている。前記内歯車１０ａと外歯車１１ａは一部で歯が噛合った状態で内歯プレート１０と外歯プレート１１が相対的に揺動するいわゆるタウメル機構を構成するものである。

内歯プレート１０の略お椀形底部（内歯車１０ａが形成されている側の底部）の背面には複数個の円形突起１０ｃが形成され、また、外歯プレート１１が前記内歯プレート１０の底部と向かい合う面と反対側の面には複数個の円形突起１１ｂが形成されている。これらの円形突起１０ｃ、１１ｂは下側ブラケット５または上側ブラケット６にリクライニング装置１を固定するためのものである。本実施例においては、内歯プレート１０に下側ブラケット５を取り付け、外歯プレート１１に上側ブラケット６を取り付けられているが、内歯プレート１０と外歯プレート１１とを取り付けるブラケットは逆にしても良い。

前記内歯プレート１０の略中央には、回転軸１３の軸受である軸受筒１４が固着されている。軸受筒１４は中空円筒状の軸部１４ａとその端部が鍔状に形成された鍔部１４ｂを備えており、軸部１４ａを内歯プレートの略中央に穿設された略円形の中央孔１０ｄに挿通し、鍔部１４ｂを溶接等により固定されている。そして、外歯プレート１１の略中央に穿設されている中央孔１１ｃには薄肉円筒形状のブッシュ１５が嵌め込まれており、そのブッシュ１５の内部に前記軸受筒１４の軸部１４ａを包囲するくさび片対１６，１６が嵌合するように配設されている。

前記くさび片対１６，１６は前記ブッシュ１５の内周面１５ａの径と略同径の円弧状に形成された同形状の２枚のくさび片１６であって、内歯車１０ａと外歯車１１ａの歯数差に相当して偏心する軸受筒１４の軸部外周面１４ｃと外歯プレートの中央孔１１ｃに嵌合されているブッシュ１５の内周面１５ａとの間の偏心領域に一方のくさび片１６を裏返しにした表裏が逆の状態で回転軸１３の軸方向に重ね合わせて配設され、スプリング１７によって互いに離反する方向に付勢されている。

くさび片１６は前記ブッシュ１５の内周面１５ａに摺接する円弧外側面１６ａと、前記軸受筒外周面１４ｃの径より僅かに大径な円弧状であって、この軸受筒外周面１４ｃに摺接する円弧内側面１６ｂを有する略三日月板状に形成されている。くさび片１６は、略中央にスプリング１７を係止する係止孔１６ｃと円弧孔１６ｄが同心円上に列設されている。

スプリング１７は、線状ばね材を円弧状に形成され、その端末を円弧面に対して略直角に折曲形成された脚部１７ａ，１７ａを有し、その一方の脚部１７ａが軸方向に重ね合わされた２枚のくさび片１６，１６のうちの図示される上側ブラケット６側に位置するくさび片１６の係止孔１６ｃに係止されていると共に下側ブラケット５側のくさび片１６の円弧孔１６ｄに挿通され、他方の脚部１７ａは、上側ブラケット６側のくさび片１６の円弧孔１６ｄに挿通されると共に下側ブラケット５側のくさび片１６の係止孔１６ｃに係止された状態で配置されている。

スプリング１７を組付けた上側ブラケット６側からは略円形板状で中央に回転軸１３の貫通孔１８ａが穿設されたワッシャ１８を回転軸１３に差し込み、Ｅリング１９を回転軸１３のスリット１３ｃに嵌入し、スプリング１７がくさび片１６の係止孔１６ｃや円弧孔１６ｄから抜け出ないようにしている。また、回転軸１３の下側ブラケット５側に形成されているスリット１３ｄにもＥリング２０を嵌入し、回転軸１３が軸受筒１４から抜け出ないようにしている。

前記スプリング１７により、２枚のくさび片１６，１６は係止孔１６ｃに係止された脚部１７ａ，１７ａを介して互いに離反する方向に付勢され、軸受筒外周面１４ｃとブッシュ内周面１５ａ間の偏心領域における次第に間隔が狭くなる左右両方向のそれぞれに押し込まれる。各くさび片１６，１６の円弧外側面１６ａ，１６ａ全面が略同径であるブッシュ１５の内周面１５ａに接し、円弧内側面１６ｂ，１６ｂは、押し込み方向の略４分の３部位において軸受筒外周面１４ｃに接した状態で食込むこととなる。

そして、このくさび片対１６，１６の食込みによって、回転軸１３の軸心Ｘと該軸心Ｘに対して偏心した外歯車１１ａのピッチ円中心軸Ｙとの距離Ｌが偏心方向線上において偏心量が増す方向に拡がり、外歯車１１ａと内歯車１０ａの噛合部における歯相互が圧接された状態になり、内歯プレート１０を軸支する回転軸１３周りと、外歯プレート１１を軸支するくさび片対１６，１６の製作公差等の軸受間隙及び回転伝動に要する適正な噛合のための噛合遊び（バックラッシ）に起因するシートバック４のがたつきを減少させている。

シートバック４の位置固定時における状態からの傾倒位置調節は、シートバック４の所望傾倒方向（前倒、後倒）に応じて回転方向に操作されたモータ装置（図示せず）の出力軸が回転軸１３に連結され回転することによる。前記作動片１３ａは、回転軸１３と一体に形成され、ブッシュ内周面１５ａと軸受筒外周面１４ｃに沿う円弧角度が略１５０°を有する円弧鍔状であって、前記偏心領域における偏心方向（前記軸心Ｘに対する前記ピッチ円中心軸Ｙの偏心方向）とは反対側に配置されている。

例えば図３において回転軸１３が時計回り方向Ｚに回転されると、これに伴ない一体に形成されている作動片１３ａも同方向に回転して、回転方向の端面１３ｂが対向する一方のくさび片１６の端面１６ｅに当接して押圧し、この押圧によりスプリング１７によって食込み方向に付勢されていたくさび片１６が、この付勢に抗してＺ方向（時計回り方向）に押されて食込みが外されると共に、更に作動片１３ａは他方のくさび片１６の端面にも当接して、２枚のくさび片１６，１６を重ねた状態で回転させる。

このくさび片対１６，１６の移動により前記位置固定時における軸受間隙の圧接と、噛合部の圧接状態が解除され、重なったくさび片対１６，１６は、軸受筒１４に接する円弧内側面１６ｂ，１６ｂを介して円弧外側面１６ａ，１６ａ全面がブッシュ１５の内周面１５ａに摺接した状態となり、内歯車１０ａと外歯車１１ａの円滑な回転伝動における適正な噛合遊び（バックラッシ）に要する偏心量を維持しつつ、作動片１３ａ及びスプリング１７と共に回転軸１３を中心としてその回転に伴ない回転する。

上述の一連の動作により、外歯車１１ａが回転され、これに伴なう内歯車１０ａとの噛合部の旋回移動により外歯車１１ａが形成された外歯プレート１１は内歯車１０ａが形成された内歯プレート１０に対して揺動し、それそれのプレートが固定されたブラケットが連結するシートバック４とシートクッション３の相対的な傾倒角度が調節される。

次に、本発明の特徴であるストッパー部材２１と噛合補強部材２２について説明する。ストッパー部材２１は、前記外歯プレート１１の中央孔１１ｃの内周壁に僅かな隙間をもって嵌め込まれる略円板状で前記軸受筒１４が挿通する孔２１ａが中央に穿設されており、前記ブッシュ１５及びくさび片１６，１６と回転軸１３の軸方向に重ねられて設置されている。また、ストッパー部材２１の外周側面２１ｂは、上述のとおり外歯プレート１１の中央孔１１ｃの内周壁と僅かな隙間をもつように前記孔２１ａに対して前記Ｌだけ偏心した円周を形成している。そして、外歯プレート１１と回転軸１３に対する偏心方向を同じくして同期回転するように、回転軸１３と一体の作動片１３ａの先端に突設された突起１３ｅと孔２１ａと同心状に穿設された扇形状の孔２１ｃが係合している。

噛合補強部材２２は、前記外歯車１１ａと同軸で外歯車１１ａより僅かに半径が大きく、内歯車１０ａに接しない板厚の円弧状の縦壁２２ａを有し、この縦壁２２ａは、前記内歯車１０ａと前記外歯車１１ａの噛合部分と略１８０°の回転対称位置から円周方向両側に幅をもった非噛合領域に位置し、偏心方向が同期するように設置される。縦壁２２ａは通常のリクライニング操作をする際には非噛合領域で内歯車１０ａ、外歯車１１ａに摺接しないので、操作力の抵抗となることはない。本実施例においては、前記ストッパー部材２１と噛合補強部材２２は一体に形成されており、前記縦壁２２ａはストッパー部材２１と薄板状で縦壁２２ａの円周方向の幅から末広がりな形状をした接続部２２ｂによって接合されている。そして、ストッパー部材２１と同様に回転軸１３と一体的に回動することによって縦壁２２ａが非噛合領域に位置するようになっている。

前記ストッパー部材２１は外歯プレート１１の中央孔１１ｃの内周壁に僅かな隙間をもって設けられており、通常のリクライニング操作に抵抗となることはないが、車両の衝突時等では外歯プレート１１の移動を阻止するように働く。車両の衝突等によってシートバック４に過大な荷重が入力されると、噛合する内歯車１０ａと外歯車１１ａは歯の圧力角により互いに離反する力が大きくなり、ブッシュ１５が圧縮変形する。この場合、外歯車１１ａはその中心軸Ｙが回転軸１３の軸心Ｘ方向に移動し偏心量Ｌが小さくなる方向に移動しようとするが、上述のように外歯車１１ａの中央孔１１ｃには前記ストッパー部材２１が配設されているため、前記ストッパー部材２１の外周側面２１ｂに外歯プレート１１の中央孔１１ｃの内壁が当接し、外歯車１１ａの偏心量Ｌが小さくなる方向への移動を阻止するので、内歯と外歯の噛合が外れ回転方向に対する強度が低下することを抑えることができる。

また、内歯車１０ａと外歯車１１ａの非噛合領域に設けられた噛合補強部材２２の縦壁２２ａにより、上述のようにシートバック４に作用する荷重により噛合する内歯車１０ａと外歯車１１ａは歯の圧力角により互いに離反する力が大きくなり外歯プレート１１が移動しようとするとき、シートバック４に作用する荷重が所定値以上になると、内歯車１０ａと外歯車１１ａの内歯と外歯によって縦壁２２ａが挟まれ、図５に示すような変形をする。このように縦壁２２ａが変形することによって、内歯車１０ａと外歯車１１ａが擬似的に噛合った状態となり、内歯プレート１０と外歯プレート１１の相対的な移動が抑えられ、強度低下を補強することができる。

本発明に係るリクライニング装置を装着した自動車の座席を示す側面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図２のＢ−Ｂ線断面図である。本発明に係るリクライニング装置の分解斜視図である。噛合補強部材２２の変形状態の一例を示す平面図である。従来のリクライニング装置を示す断面図である。従来のリクライニング装置を示す平面図である。

符号の説明

１リクライニング装置
２座席
３シートクッション
４シートバック
５下側ブラケット
６上側ブラケット
１０内歯プレート
１１外歯プレート
１２ブラケット
１３回転軸
１４軸受筒
１５ブッシュ
１６くさび片
１７スプリング
２１ストッパー部材
２２噛合補強部材

Claims

シートバックまたはシートクッションの一方に固定され内歯車を有する内歯プレートと、内歯車より歯数が少なくシートバックまたはシートクッションの他方に固定される外歯車を有する外歯プレートと、が一部で噛合され、
内歯プレートまたは外歯プレートの一方に回転可能に支持される回転軸と、
回転軸まわりに配置され内歯車と外歯車が噛合する方向に内歯プレートまたは外歯プレートの他方を移動させるくさび片対と、
前記くさび片対を互いに離反する方向に付勢するバネ部材と、
回転軸と一体に回転し前記くさび片対を押動して内歯車に対して外歯車を揺動させる作動片と、
内歯プレートまたは外歯プレートの他方がくさび片対を収納する中央孔の内周に嵌合されるブッシュ部材と、を有するリクライニング装置であって、
前記中央孔にくさび片対およびブッシュ部材と軸方向に重ねて配置され内歯プレートまたは外歯プレートの他方が前記内歯車と外歯車の噛合が外れる方向への所定量以上の移動を阻止するストッパー部材を備えたことを特徴とするリクライニング装置。
シートバックまたはシートクッションの一方に固定され内歯車を有する内歯プレートと、内歯車より歯数が少なくシートバックまたはシートクッションの他方に固定される外歯車を有する外歯プレートと、が一部で噛合され、
前記内歯プレートまたは外歯プレートの一方に回転可能に支持される回転軸と、
前記回転軸まわりに配置され前記内歯車と外歯車が噛合する方向に内歯プレートまたは外歯プレートの他方を移動させるくさび片と、
前記回転軸と一体に回転し前記くさび片を押動して前記内歯車に対して外歯車を揺動させる作動片と、を有するリクライニング装置であって、
シートバックに作用する荷重が所定値以上になった場合に内歯と外歯に挟まれて変形し、内歯プレートと外歯プレートを固定することが可能な縦壁を前記内歯車と外歯車の非噛合領域に有する噛合補強部材を備えたことを特徴とするリクライニング装置。
シートバックに作用する荷重が所定値以上になった場合に内歯と外歯に挟まれて変形し、内歯プレートと外歯プレートを固定することが可能な縦壁を前記内歯車と外歯車の非噛合領域に有する噛合補強部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載のリクライニング装置。