JP2005231414A - Angle adjusting mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シートの着座者の姿勢に合わせて、シートの形態を変更可能とする位置調整装置に適用される角度調整機構に関する。 The present invention relates to an angle adjusting mechanism applied to a position adjusting device that can change the form of a seat in accordance with the posture of a seat occupant.
従来、着座者が操作することによって、シートの形態を調整可能にするこの種の角度調整機構を適用した角度調整機構として、シートバーチカル装置又はシートリクライニング装置等がある。例えば、このようなシートバーチカル装置の角度調整機構は、第1内歯歯車部を備える可動部と、可動部を回転自在に支持し第1内歯歯車部と同中心軸上に配置され、第1内歯歯車部より歯数が少なくとも1つ異なる第2内歯歯車部を備える固定部とを備えて、これら第1と第2内歯歯車部に共通して噛合う外歯歯車部を有するピニオンを配置している。そして、操作によってピニオンの中心を第1と第2内歯歯車部の中心軸に周りに公転させることによって固定部に対して可動部を回転させる角度調整機構である。この機構ではピニオンの公転数に対して、可動部が大きく減速されて回転するものとなっている。そして、可動部に連結されたシートクッションの高さが軽い操作力で調整可能となっている。従来の角度調整機構では同軸に配置され、しかも歯数の異なる第1内歯歯車部と第2内歯歯車部が同じ外歯歯車部と円滑に噛合い作動することを可能にするために、外歯歯車部及び第1内歯歯車部と第2内歯歯車部はそれぞれ異なる転位で形成された転位歯形が利用されている(例えば、特許文献1参照。)。
上記した転位歯形を有する歯車の組合わせを利用した角度調整機構では、減速比の大きな歯車機構を用いて乗員の体重が掛かったシートの姿勢を軽い操作力で調整可能にしている。しかし、従来のこのような角度調整機構では、転位歯車として通常インボリュート歯形が採用されていて、図12及び図13に示されるように、プラス方向に転位して(歯の切削工具を標準位置から歯車中心外側方向に移動)成形された外歯では、先端部が細くなり、この先端部分が欠け易くなる。更に、インボリュート歯形の組合せでは、第1と第2内歯歯車157、165とピニオンギヤ154が当接する噛合い点を結ぶ噛合い線は直線となる(図12と図13)。このために一回転の間で平均した噛合い点の数(噛合い率)は小さく、特に車両の衝突時など歯車に過大な荷重が作用するシートの位置調整装置に適用した場合は、角度調整機構を大型にして強度を確保する必要がある。
In the angle adjusting mechanism using a combination of gears having a shift tooth profile as described above, the posture of the seat on which the weight of the occupant is applied can be adjusted with a light operating force by using a gear mechanism having a large reduction ratio. However, in such a conventional angle adjusting mechanism, an involute tooth profile is normally adopted as the shift gear, and as shown in FIGS. 12 and 13, the shift is performed in the plus direction (the tooth cutting tool is moved from the standard position). In the external teeth molded (moving outward in the center of the gear), the tip portion becomes thin and the tip portion is easily chipped. Further, in the combination of involute tooth shapes, the mesh line connecting the mesh points where the first and second
このために、本発明の課題は、強度の確保ができる歯形を有する歯車の組合せによって、強度に優れ、小型に構成できるシートの位置調整装置のための角度調整機構を実現することである。 Therefore, an object of the present invention is to realize an angle adjusting mechanism for a sheet position adjusting device that is excellent in strength and can be made compact by a combination of gears having tooth shapes that can ensure strength.
上記した技術的課題を解決するために講じた第1の技術的手段は、車両用シートの乗員の着座姿勢を調整可能とするためにシートの可動側に固定され、第1内歯歯車部を備える可動部と、前記可動部を回転自在に支持し第1内歯歯車部と同中心に配置され第1内歯歯車部とは少なくとも歯数が1つ異なる第2内歯歯車部を備える固定部と、前記第1内歯歯車部と前記第2内歯歯車部に噛合う外歯歯車部を有するピニオンを備える角度調整機構において、
前記外歯歯車部の歯形を円形状歯形とし、前記第1内歯歯車部の歯形をトロコイドまたはサイクロイド歯形で、前記第2内歯歯車部の歯形を前記第1内歯歯車部とは同位置の基点で且つ前記第1内歯歯車部の固定円より径を大とする固定円を基に形成されたトロコイドまたはサイクロイド歯形としたことである。
The first technical means taken in order to solve the above technical problem is fixed to the movable side of the seat so that the seating posture of the occupant of the vehicle seat can be adjusted, and the first internal gear portion is A fixed portion provided with a movable portion provided, and a second internal gear portion that is rotatably supported by the movable portion and is disposed at the same center as the first internal gear portion and having a number of teeth different from that of at least one tooth An angle adjustment mechanism comprising a pinion having an external gear portion meshing with a portion, and the first internal gear portion and the second internal gear portion,
The tooth form of the external gear part is a circular tooth form, the tooth form of the first internal gear part is a trochoid or cycloid tooth form, and the tooth form of the second internal gear part is the same position as the first internal gear part. And a trochoidal or cycloid tooth profile formed on the basis of a fixed circle having a diameter larger than that of the fixed circle of the first internal gear portion.
また、本発明で講じた第2の技術的手段は第1の手段に加えて、各前記トロコイドまたはサイクロイド歯形は、少なくとも前記円形状歯形と噛合いする範囲において、各前記トロコイドまたはサイクロイド歯形を形成するために定められる所定のトロコイドまたはサイクロイド曲線より一定間隔離れて歯面が形成されているようにしたことである。 In addition to the first means, the second technical means provided in the present invention is that each trochoid or cycloid tooth form forms each of the trochoid or cycloid tooth forms at least within the range of meshing with the circular tooth form. In other words, the tooth surface is formed at a predetermined distance from a predetermined trochoid or cycloid curve.
更に、また、本発明で講じた第3の技術的手段は第1の手段に加えて、前記外歯歯車部の歯先部と少なくとも前記第1内歯歯車部及び前記第2内歯歯車部のいずれか一方の歯底部分との間には間隙が設けたことをである。 Furthermore, in addition to the first means, the third technical means taken in the present invention is a tooth tip portion of the external gear portion, at least the first internal gear portion, and the second internal gear portion. That is, a gap is provided between any one of the tooth bottom portions.
請求項1に記載の発明によれば、先端が細くならずに形成された歯形状を有する外歯歯車と、トロコイドまたはサイクロイド歯形による内歯歯車によって大きな噛合い率を達成でき、強度の向上が図られる。 According to the first aspect of the present invention, a large meshing rate can be achieved by the external gear having a tooth shape formed without the tip being narrowed and the internal gear having a trochoid or cycloid tooth profile, thereby improving the strength. Figured.
また、請求項2に記載の発明によれば、円形状歯形を備える外歯歯車はトロコイドまたはサイクロイド歯車となっている第1及び第2内歯歯車部と隙間が非常に少ない噛合いが可能となり、ガタの少ない角度調整機構が実現できる。 According to the second aspect of the present invention, the external gear having a circular tooth profile can be meshed with the first and second internal gear portions which are trochoid or cycloid gears with very little clearance. An angle adjustment mechanism with little backlash can be realized.
更に、請求項3に記載の発明によれば、間隙は、噛合い作動のための潤滑用グリースが溜まるスペースとして機能し、角度調整機構の円滑な作動と、耐久性の向上をもたらす。 Further, according to the third aspect of the present invention, the gap functions as a space in which lubricating grease for meshing operation accumulates, and provides smooth operation of the angle adjusting mechanism and improved durability.
本発明に係る角度調整機構5の実施の形態について、以下に図1から図11に基づいて説明する。
An embodiment of the
図1に示されるように、シート10には位置調整装置としてシートクッション2の前端部分に装着されシートクッション2の上下方向位置を調整可能とするシートバーチカル装置4、シート10の前後方向位置を調整可能とするシートスライド装置8、更にシートバック1の傾斜角度を調整可能とするリクライニング装置3を備える。本発明に係わる角度調整機構5はシート10のリクライニング装置3とシートバーチカル装置4に適用可される。
As shown in FIG. 1, a seat vertical device 4 that is attached to the front end portion of the seat cushion 2 as a position adjusting device on the
本発明に係わる角度調整機構5の基本構成及びその作動原理は、シートバーチカル装置4と、リクライニング装置3に適用されるものとは同じであるために、以下ではシートバーチカル装置4を例にして説明する。
Since the basic configuration of the
図1に示されるように、シートバーチカル装置4はシートスライド8上に固定され、シートクッション2の強度を担う基板部31を有する。基板部31は縦壁部を有して、また左右の基板部31の前端部を連結するようにクッションフレーム41が配置されている。クッションフレーム41は基板部31の縦壁部に枢軸43で上下方向に揺動回転ができるように取付けられている。
As shown in FIG. 1, the seat vertical device 4 is fixed on a
左右の基板部31の一方側前端部には前後方向に延びるアーム46が、ピン47によって、その後端で回転自在に結合されている。また、左右の基板部31の他方側前端部には、駆動アーム51を備える角度調整機構5が取付けられている。
An
図1と図3に示すように、駆動アーム51は角度調整機構5の作動で基板部31に対して回転可能になっている。駆動アーム51とアーム46の各先端には連結シャフト42が溶接され、互いに連結されている。また、連結シャフト42の左右端には、ピン44がシート10の幅方向の外側に向けて取付けられ、クッションフレーム41の側壁部に形成され前後方向延びて形成された長穴45に嵌っている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
図2に示されるように、角度調整機構5は、基板部31の前端側面部上に、3つのピン55で固定して取付けられる固定ギヤメンバ56有する。固定ギヤメンバ56は平板状で、駆動アーム51が側面で固定ギヤメンバ56に対して当接し回転可能に係合する。更に図2と図3に示されるように、固定ギヤメンバ56の側面部には回転軸受けとなる円形の凹部58が形成され、対向する駆動アーム51の側面部には回転部68となる円形の突起が形成され、凹部58と回転部68は互いにガタが少なく且つ滑らかに回転が可能となる。
As shown in FIG. 2, the
固定ギヤメンバ56の側面部には凹部58と同心の窪み部が形成され、窪み部の内周面に第1内歯歯車57が形成されている。一方、駆動アーム51の側面部にも同様に窪み部が形成され、その窪み部の内周面には第2内歯歯車65が形成されている。第1内歯歯車57は第2内歯歯車65より少なくとも一つ歯数が少ない。各第1と第2内歯歯車57、65の中心に形成されている軸穴59、66が、シャフト52の第1軸部52bで回転可能に嵌って同心軸上に配置されている。シャフト52には第1軸部52bの中間部分に第1軸部52bより大きい径の第2軸部52aが形成されている。第2軸部52aの中心軸は、第1軸部52bの中心軸に対して所定の間隔離れ且つ第1軸部52bと並行に設定されている、即ち偏心したものとなっている。そして、第2軸部52aは、固定ギヤメンバ56と駆動アーム51が対向して組合わされた状態で、両方の窪みで形成される空間内に位置されている。第2軸部52aの外径は固定ギヤメンバ56側が大きく駆動アーム51に近づくほど小さくなるように、テーパ形状に形成されている。
A concave portion concentric with the
図2と図3に示すように、第2軸部52a上にはピニオン54が回転可能に取付けられている。ピニオン54の外周に内歯歯車57、65の両方と噛合う外歯歯車54bが形成されている。また、ピニオン54の中心に設けられる回転穴54aは内径面がテーパ形状になっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
図1、図2及び図3に示されるように、シャフト52の一方は、固定ギヤメンバ56を貫通してシート10の幅方向外側に延び、その先端に操作ハンドル7が固定して取付けられる。また、他方は駆動アーム51を貫通して、シート10の幅方向内側に延び、端部にワッシャ61が取付けられる。ワッシャ61と駆動アーム51との間にスプリング62が配置され、シャフト52をシート10の幅方向内側に付勢している。この付勢力によって、ピニオン54の回転穴54aの内面を第2軸部52a外径のテーパ面によって噛合い位置の方向に押し、噛合いのバックラッシュを無くする構成となっている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, one of the
次に本発明の主眼とする、上記した第1及び第2内歯歯車57、65、と外歯歯車54bの歯形形状の形成方法について説明する。このために、先ず図7と図8を用いて、各歯車の歯形を決める基となるトロコイド曲線とサイクロイド曲線について述べる。
Next, a method for forming the tooth profile of the first and second
図7に示される3種類の曲線126、127,128は外側の固定円124に対して、内接して転がる回転円125を定義したとき、この回転円125と一体となっている点P1、P2,P3が描く軌跡を示し、トロコイド曲線と呼ばれる。各点P1、P2,P3が、夫々の曲線上で最も固定円124の中心から最も離れた図示されている位置を、各トロコイド曲線の基点と定義する。ここで、基点P1は回転円125の内側に、基点P2は回転円125の外側に位置し、基点P3は回転円125上に位置している。曲線128のようにP3が回転円125上ある場合は、トロコイド曲線の特別な場合としてサイクロイド曲線と呼ばれる。基点P1のように回転円125の内側にある場合は、ループ126aが描かれる。
The three kinds of
次に、本発明に係わる角度調整機構5の第1及び第2内歯歯車57、65の基となるトロコイド曲線は、上記の基点P1とP2に相当する基点を、図8に示される同位置の基点Pとなるように設定された固定円と回転円とによって求められる。即ち、第1内歯歯車57に対する第1トロコイド曲線27を描く固定円24と回転円25、第2内歯歯車65に対する第2トロコイド曲線26を描く固定円22と回転円23の2組となる。ここで、固定円22は固定円23より大きい径になり、また各固定円22、24は一致して中心O1に、また各回転円23、25の中心も一致してO2に位置する。そして、O1とO2は所定の距離離れて設定されている。O1とO2間の距離は、シャフト52の第1軸部52bと第2軸部52aの中心軸の偏心量と一致したものとなっている。このように描かれる第2トロコイド曲線26は基点Pを頂点とするループ26を有し、またトロコイド曲線27は基点Pが頂点となる、尖った形状を有する軌跡となる。
Next, the trochoid curve that is the basis of the first and second
上記各トロコイド曲線を基にして、図10と図11に示されるように、第1内歯歯車57は、トロコイド曲線27に対して、一定の距離Rを保って形成された歯面を有するように、また第2内歯歯車65は、トロコイド曲線26に対して、一定の距離Rを保って形成された歯面を有するように形成される。
Based on the above trochoid curves, as shown in FIGS. 10 and 11, the first
一方、上記のように成形された第1内歯歯車57と第2内歯歯車65とに噛合う外歯歯車54bの歯形は、図9に示されるように第1及び第2内歯歯車57、65の基点Pと一致する位置に設定された基点Qを中心とし、半径Rで成形された円形状歯形となっている。
On the other hand, the tooth profile of the
このように形成された外歯歯車54bと第1及び第2内歯歯車57、65との噛合いは、各トロコイド曲線26、27を点Qが辿るように移動するので、理論的にも精度の良い噛合いが実現できる歯形となっている。このために、角度調整機構5によって車両用シート10の位置調整装置ように、走行中の振動に曝される場合でもガタ付きとか騒音の発生の少ない装置が可能となる。
The meshing between the
図4、図5及び図6に本発明の第1及び第2内歯歯車57、65と外歯歯車54bの噛合いの状態を示す。特に図5と図6に示されるように、第1内歯歯車57と外歯歯車54bの接触点を結ぶ噛合い線57aと、第2内歯歯車65と外歯歯車54bの接触点を結ぶ噛合い線65aは円弧となる。インボリュート歯形の噛合い線158、159(図12、図13)は直線となるのに比べ、トロコイド歯車の方がより多くの当接点が得られ、強度向上が図りやすい構成となる。また円形状歯形となる外歯歯車54bは、欠け易くなるように先端部で歯幅が狭くなることがなく、この点でもインボリュート歯形よりは、強度的に有利に構成できる。
4, 5 and 6 show the meshing state of the first and second
図9に示されるように、外歯歯車54bの歯先部分を距離d削除して少なくとも第1及び第2内歯歯車57、65の一方と最も深く噛合う位置でも、外歯歯車54bとの間に間隙54aが生じるように構成している。間隙54aは、噛合い作動のための潤滑用グリースが溜まるスペースとして機能し、角度調整機構5の円滑な作動と、耐久性の向上をもたらす。尚、図9のように外歯歯車54bの歯先部分を削除する方法によらずに、第1または第2内歯歯車57、65の歯底を削除する方法で間隙を確保しても良いことは自明である。
As shown in FIG. 9, the tooth tip portion of the
次に、上記のように構成されたバーチカル装置の実施例においての本発明に関わる角度調整機構5の作動を説明する。
Next, the operation of the
操作ハンドル7を回転操作することによって、シャフト52の第2軸部52aの中心軸は第1軸部52bの周りを公転する。そして第2軸部52a上に取付けられたピニオン54は各第1と第2内歯歯車57、65と噛合いながら第2軸部52a上で回転しつつ、第1軸部52bの周りを公転する。これによって、操作ハンドル7を一回転させることで駆動アーム51は固定ギヤメンバ56に対して内歯歯車57、65の歯数差分、回転する。そして、駆動アーム51および駆動アーム51に連結シャフト42によって連結されたアーム46の各前端を軽い操作ハンドル7の操作力で上下に移動させることができる。ピン44を介して係合されるシートクッション2の前端に荷重が作用している場合でも、シートクッション2の前端部は軽いハンドル7の操作力で上下移動ができるように作動する。
By rotating the
10 シート
22、24 固定円
23、25 回転円
51 可動部(駆動アーム)
54 ピニオン
54b 外歯歯車部
56 固定部(固定ギヤメンバ)
57 第1内歯歯車部
65 第2内歯歯車部
10
54
57 1st
Claims (3)
前記可動部を回転自在に支持し第1内歯歯車部と同中心に配置され第1内歯歯車部とは少なくとも歯数が1つ異なる第2内歯歯車部を備える固定部と、
前記第1内歯歯車部と前記第2内歯歯車部に噛合う外歯歯車部を有するピニオンを備える角度調整機構において、
前記外歯歯車部の歯形を円形状歯形とし、前記第1内歯歯車部の歯形をトロコイドまたはサイクロイド歯形で、前記第2内歯歯車部の歯形を前記第1内歯歯車部とは同位置の基点で且つ前記第1内歯歯車部の固定円より径を大とする固定円を基に形成されたトロコイドまたはサイクロイド歯形としたことを特徴とする角度調整機構。 A movable part that is fixed to the movable side of the seat to enable adjustment of the seating posture of the occupant of the vehicle seat and includes a first internal gear part;
A fixed portion including a second internal gear portion that rotatably supports the movable portion and is arranged at the same center as the first internal gear portion and has a number of teeth different from that of the first internal gear portion;
In the angle adjustment mechanism including a pinion having an external gear portion meshing with the first internal gear portion and the second internal gear portion,
The tooth form of the external gear part is a circular tooth form, the tooth form of the first internal gear part is a trochoid or cycloid tooth form, and the tooth form of the second internal gear part is the same position as the first internal gear part. An angle adjustment mechanism characterized by a trochoid or cycloid tooth profile formed on the basis of a fixed circle having a diameter larger than the fixed circle of the first internal gear portion.
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