JP2011092244A - Reversible type rotation transmission mechanism and movable structure of chair using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可逆式回転伝達機構及びそれを用いた椅子の可動構造物に関する。さらに詳述すると、本発明は、被駆動側部材側からの入力では駆動側部材を駆動することはできず、駆動側部材側から入力される場合には被駆動部材を任意の方向に送りを与えることが可能な可逆式回転伝達機構及びそれを用いた椅子の座や背あるいは肘掛けなどの可動構造物に関する。 The present invention relates to a reversible rotation transmission mechanism and a movable structure of a chair using the same. More specifically, in the present invention, the drive side member cannot be driven by the input from the driven side member side, and when the input is from the drive side member side, the driven member is fed in an arbitrary direction. The present invention relates to a reversible rotation transmission mechanism that can be applied and a movable structure such as a seat, back, or armrest of a chair using the same.
可動構造物の駆動源として、ピニオンとラックの組み合わせを用いて回転運動を直線運動に変換する機構(非特許文献1)が用いられることがある。この機構はピニオンの回転によりラックを直線運動させるものであるため、ピニオンの回転方向を切り替えることによりラックの直線運動方向を切り替えることができる。したがって、ラック側から直線運動を入力することによってもピニオンの回転による回転運動を出力することができる。また、一方向クラッチ機構と呼ばれる逆転を防止しつつ一方向にのみ回転運動を直線運動に変換する機構もあるが、この機構の場合にも、回転が許容される方向にラック側から入力があるときにはピニオン側が回転し運動を伝達する。そこで、スライド機構において可動構造物を任意の位置に固定する必要がある場合には、一方向回転クラッチを用いると共に可動構造物の固定を行うためのロック機構を別途必要とする(特許文献1)。 As a drive source for the movable structure, a mechanism (Non-Patent Document 1) that converts rotational motion into linear motion using a combination of a pinion and a rack may be used. Since this mechanism linearly moves the rack by the rotation of the pinion, the linear movement direction of the rack can be switched by switching the rotation direction of the pinion. Therefore, the rotational motion due to the rotation of the pinion can also be output by inputting a linear motion from the rack side. There is also a mechanism called a one-way clutch mechanism that converts rotational motion into linear motion only in one direction while preventing reverse rotation. In this case, there is input from the rack side in the direction in which rotation is allowed. Sometimes the pinion side rotates and transmits motion. Therefore, when it is necessary to fix the movable structure to an arbitrary position in the slide mechanism, a one-way rotation clutch is used and a lock mechanism for fixing the movable structure is separately required (Patent Document 1). .
また、椅子の座のスライド機構におけるロック機構としては、例えば特許文献2に示すようなものがある。この固定機構は、被駆動部材側に凹凸を設けてそれに嵌合する突起を固定部材側に被駆動部材の移動軌跡上に出没自在に備え、被駆動部材をスライドさせる際には突起を移動軌跡から退避するように没入させ、固定したいときには移動軌跡に突起を突出させて被駆動部材側の凹凸と嵌合させて被駆動部材の動きを阻止するようにしたものである。
Moreover, as a lock mechanism in the slide mechanism of a chair seat, there exists a thing as shown in
しかしながら、ピニオンとラックの組み合わせを用いた可逆式回転伝達機構の場合、被駆動部材・可動部材を任意位置で固定するには被駆動部材・可動部材の動きを固定するロック機構を別途必要とし、それぞれの機構を各々別々に操作する必要がある。例えば、スライダ機構にピニオンとラックの組み合わせを用いた可逆式回転伝達機構を適用する場合には、ロック機構を解除してスライダ機構を自由に摺動可能な状態としてからピニオンを回転させて可動部材を任意の方向に移動させる2操作を必要とする。 However, in the case of a reversible rotation transmission mechanism using a combination of a pinion and a rack, in order to fix the driven member / movable member at an arbitrary position, a lock mechanism for fixing the movement of the driven member / movable member is separately required. Each mechanism must be operated separately. For example, when a reversible rotation transmission mechanism using a combination of a pinion and a rack is applied to the slider mechanism, the lock mechanism is released to make the slider mechanism freely slidable, and then the pinion is rotated to move the movable member. Two operations are required to move the in any direction.
また、駆動機構とロック機構とを別々に構成する場合、それぞれの機構を操作するための操作レバーを必要とするため、部品点数も多くなると共にそれぞれの機構を配置するスペースを余分に必要とする。 Further, when the drive mechanism and the lock mechanism are configured separately, an operation lever for operating each mechanism is required, so that the number of parts is increased and an extra space for arranging each mechanism is required. .
さらに、一方向回転クラッチを用いる場合には、駆動側部材の回転方向には関係なく被駆動部材・可動部材を一定回転方向・移動方向に駆動させるには十分であるが、双方向に回転可能としながら逆転防止を図ることはできない。 Furthermore, when using a one-way rotation clutch, it is sufficient to drive the driven member / movable member in a constant rotation direction / movement direction regardless of the rotation direction of the driving side member, but it can rotate in both directions. However, it is impossible to prevent reversal.
本発明は、操作部を回転させるという1つの動作でロックの解除とピニオンの駆動回転とを連続して実行可能であり、かつ操作部による回転入力を止めると自動的にピニオンにロック爪が食い込んで双方向に回転不能とされる可逆式回転伝達機構及びそれを用いた椅子の可動構造物を提供することを目的とする。 According to the present invention, the unlocking and the drive rotation of the pinion can be continuously executed by one operation of rotating the operation unit, and the lock pawl automatically bites into the pinion when the rotation input by the operation unit is stopped. It is an object of the present invention to provide a reversible rotation transmission mechanism that cannot rotate in both directions and a movable structure of a chair using the same.
かかる目的を達成するために請求項1記載の可逆式回転運動伝達機構は、回転シャフトと、該回転シャフトと連結キーを介して回転方向にのみ係合する駆動ギアと、この駆動ギアに向けて常時付勢され前記駆動ギアの歯に噛み合って前記駆動ギアの回転を一方向にのみ阻止するロック爪を備える一対のロック部材と、前記回転シャフトと摩擦力により一定範囲で連動回転し一対の前記ロック部材のうち回転方向に対して回転を阻止する部材となる一方のロック部材を解除するロック解除キーと、これらを支持する支持フレームとを備え、前記駆動ギアは前記回転シャフトの前記連結キーが一定の範囲内で空転するための空間(遊び)を形成するキー溝を有し、前記回転シャフトだけが一定範囲において空転した後に前記駆動ギアと連係するように設けられ、前記回転シャフトの前記連結キーが前記キー溝の内部空間を空転して前記キー溝の一方の側壁に当接したときには、少なくとも前記ロック解除キーがいずれか一方のロック部材をロック解除方向に押して前記駆動ギアから前記ロック爪を離脱させた状態となり、前記連結キーを介して前記回転シャフトと連係された前記駆動ギアが回転可能となるように設けられている。 In order to achieve this object, a reversible rotary motion transmission mechanism according to claim 1 is provided with a rotary shaft, a drive gear that engages with the rotary shaft only in the rotational direction via a connecting key, and the drive gear. A pair of lock members each provided with a lock claw that is constantly energized and meshes with the teeth of the drive gear to prevent rotation of the drive gear in only one direction; A lock release key that releases one of the lock members that prevents rotation in the rotation direction; and a support frame that supports the lock member; and the drive gear includes the connection key of the rotary shaft. It has a key groove that forms a space (play) for idling within a certain range, and only the rotating shaft is idled within a certain range and then linked with the drive gear. When the connecting key of the rotary shaft idles in the inner space of the key groove and abuts on one side wall of the key groove, at least the lock release key unlocks one of the lock members. The lock claw is released from the drive gear by pushing in the direction, and the drive gear linked to the rotary shaft via the connection key is rotatable.
ここで、一対のロック部材を駆動ギアに向けて常時付勢する手法としては、特定の方法に限られず、例えば、その回転中心を通過する鉛直軸よりも外側に重心を置くような形状ないし錘の設置によって自重によって垂下することを利用して駆動ギアに向けて常時付勢させることも可能であるが、より好ましくは駆動ギアに対して一対のロック部材の間に引っぱりばねが掛けられ、引っぱりばねのばね力で互いにロック部材が引き合うことで駆動ギアにロック爪が嵌合されるようにすることである。 Here, the method of constantly urging the pair of lock members toward the drive gear is not limited to a specific method, and for example, a shape or weight that places the center of gravity outside the vertical axis that passes through the center of rotation. It is possible to always urge toward the drive gear by using the drooping by its own weight by installation, but more preferably, a tension spring is hung between the pair of lock members with respect to the drive gear. The lock claw is fitted to the drive gear by pulling the lock members together by the spring force of the spring.
また、請求項1記載の発明にかかる可逆式回転運動伝達機構は、特定の用途に限定されるものではなく、産業機器やあらゆる可動部品・装置の可動機構の駆動源として利用することができるが、例えば椅子の座のスライド機構の駆動源として利用することが好ましい。 In addition, the reversible rotational motion transmission mechanism according to the first aspect of the present invention is not limited to a specific application, and can be used as a drive source for a movable mechanism of industrial equipment and all movable parts and devices. For example, it is preferably used as a drive source for a slide mechanism of a chair seat.
即ち、請求項1記載の可逆式回転運動伝達機構を椅子の可動部材とそれを支持する固定部材との間に配置し、被駆動側部材を可動部材又は固定部材のいずれか一方に固定すると共に駆動ギアを含む駆動側部材を可動部材又は固定部材のいずれか他方に固定し、回転シャフトの回転操作で可動部材をスライド可能とすることが好ましい。 That is, the reversible rotational motion transmission mechanism according to claim 1 is disposed between a movable member of a chair and a fixed member that supports the movable member, and the driven side member is fixed to either the movable member or the fixed member. It is preferable that the drive side member including the drive gear is fixed to either the movable member or the fixed member, and the movable member can be slid by rotating the rotary shaft.
ここで、可動構造物としては、座受け部材に支持される座板支持部材に対して水平移動する座であり、被駆動側部材を座又は座板支持部材のいずれか一方に固定すると共に駆動側部材を座又は座板支持部材のいずれか他方に固定し、回転シャフトの回転操作で座を前後方向にスライド可能とすることが好ましい。 Here, the movable structure is a seat that moves horizontally with respect to the seat plate support member supported by the seat receiving member, and the driven side member is fixed to either the seat or the seat plate support member and driven. It is preferable that the side member is fixed to either the seat or the seat plate support member, and the seat can be slid in the front-rear direction by the rotation operation of the rotary shaft.
また、可動構造物としては、座受け部材と背支桿との間に配置される背ガススプリングの座受け部材に対する連結位置を変更可能とする背ガススプリングの位置調整機構であり、被駆動側部材を背ガススプリングの端部と座受け部材とを連結しかつ座受け部材の長孔内を貫通して移動する連結ピン又は座受け部材のいずれか一方に固定すると共に駆動側部材を連結ピン又は座受け部材のいずれか他方に固定し、回転シャフトの回転操作で被駆動側部材を移動させて連結ピンを長孔内で移動させることにより背ガススプリングの傾きを調整することが好ましい。 Further, the movable structure is a back gas spring position adjusting mechanism that can change a connecting position of the back gas spring arranged between the seat receiving member and the back support rod with respect to the seat receiving member. The member is connected to the end of the back gas spring and the seat receiving member and fixed to either the connecting pin or the seat receiving member that moves through the long hole of the seat receiving member and the drive side member is connected to the connecting pin. Alternatively, it is preferable to adjust the inclination of the back gas spring by fixing the seat receiving member to the other and moving the driven side member by rotating the rotating shaft to move the connecting pin within the long hole.
また、可動構造物としては、背支桿に対して昇降可能な背であり、被駆動側部材を背又は背支桿のいずれか一方に固定すると共に駆動側部材を背又は背支桿のいずれか他方に固定し、回転シャフトの回転操作で背を昇降可能とすることが好ましい。 The movable structure is a back that can be raised and lowered with respect to the back support rod. The driven side member is fixed to either the back or the back support rod, and the drive side member is either the back or the back support rod. It is preferable to fix it to the other and make it possible to raise and lower the back by rotating the rotary shaft.
また、可動構造物としては、肘支持部材に沿って昇降可能な肘であり、被駆動側部材を肘又は肘支持部材のいずれか一方に固定すると共に駆動側部材を肘又は肘支持部材のいずれか他方に固定し、回転シャフトの回転操作で肘を昇降可能とすることが好ましい。 The movable structure is an elbow that can be moved up and down along the elbow support member. The driven side member is fixed to either the elbow or the elbow support member, and the drive side member is either the elbow or the elbow support member. It is preferable that the elbow can be moved up and down by rotating the rotating shaft.
また、可動構造物としては、背フレームに対して前後方向に出入り自在なランバーサポートであり、被駆動側部材をランバーサポート又は背フレームのいずれか一方に固定すると共に駆動側部材をランバーサポート又は背フレームのいずれか他方に固定し、回転シャフトの回転操作でランバーサポートを前後方向に出入り可能とすることが好ましい。 Further, the movable structure is a lumbar support that can enter and exit in the front-rear direction with respect to the back frame. The driven side member is fixed to either the lumbar support or the back frame and the driving side member is fixed to the lumbar support or the back frame. It is preferable that the lumbar support can be moved in and out in the front-rear direction by being fixed to either one of the frames and rotating the rotary shaft.
また、可動構造物としては、背支桿に対して昇降可能なヘッドレストであり、被駆動側部材をヘッドレスト又は背支桿のいずれか一方に固定すると共に駆動側部材をヘッドレスト又は背支桿のいずれか他方に固定し、回転シャフトの回転操作でヘッドレストを昇降可能とすることが好ましい。 The movable structure is a headrest that can be raised and lowered with respect to the back support rod. The driven side member is fixed to either the headrest or the back support rod, and the drive side member is either the headrest or the back support rod. It is preferable that the headrest can be moved up and down by rotating the rotary shaft.
請求項1記載の可逆式回転伝達機構によると、本発明は、操作レバーを回転させるという1つの動作でロックの解除と駆動ギアの駆動回転とを連続して実行可能であり、かつ操作レバーによる回転入力を止めると自動的に駆動ギアにロック爪が食い込んで双方向に回転不能にできる。 According to the reversible rotation transmission mechanism according to the first aspect of the present invention, the unlocking and the driving rotation of the driving gear can be continuously performed by one operation of rotating the operating lever, and the operating lever is used. When the rotation input is stopped, the lock claw automatically bites into the drive gear, making it impossible to rotate in both directions.
また、本発明によると、同軸上に構成要素を配置するため、スペースをとらない。 Further, according to the present invention, since the components are arranged on the same axis, no space is required.
また、請求項2記載の可逆式回転伝達機構によると、ばねの力で回転シャフトからの入力がなくなると同時に強制的に一対のロック部材が原位置に確実に復帰するため、復帰と同時に一対のロック爪が互いに逆向きに駆動ギアに噛み込むため、被駆動側部材から入力があっても駆動ギアが回転することはない。つまり、自動的かつ確実にロックされる。
Further, according to the reversible rotation transmission mechanism according to
また、本発明の可逆式回転伝達機構を組みこんだ椅子の可動部材の駆動機構によれば、操作レバーの回転だけで正転あるいは逆転の双方に可動部材を直線移動あるいは回転移動させることができる。しかも、操作レバーを回転させるだけで、可動部材に対するロックの解除と駆動ギアの駆動・回転とを連続して実行可能であり、かつ操作部による回転入力を止めると自動的に駆動ギアにロック爪が食い込んで双方向に回転不能とされる。つまり、1アクションで可動部材の任意の移動が可能となり、かつ可動部材の移動を止めると同時に可動部材にロックがかかって不用意な移動を防止できる。このことは、座のスライド機構や背ガススプリングの傾きを調整する機構に特に限られず、背の昇降機構、肘の昇降機構、ランバーサポートの突出高さ調整機構、ヘッドレストの昇降機構などのあらゆる可動構造物のスライド機構として利用する場合に、操作が簡単なものとなるだけでなく、操作ミスの誘発や事故を未然に防ぐことができ、安全な構造となる。 Further, according to the drive mechanism for the movable member of the chair incorporating the reversible rotation transmission mechanism of the present invention, the movable member can be linearly moved or rotated in both the forward and reverse directions only by the rotation of the operation lever. . Moreover, it is possible to perform unlocking of the movable member and driving / rotation of the drive gear continuously by simply rotating the operation lever, and when the rotation input by the operation unit is stopped, the drive gear automatically locks. It bites in and cannot be rotated in both directions. That is, any movement of the movable member can be performed with one action, and at the same time the movement of the movable member is stopped, the movable member is locked to prevent inadvertent movement. This is not particularly limited to the seat slide mechanism or the mechanism that adjusts the inclination of the back gas spring, but any movable mechanism such as a back lifting mechanism, an elbow lifting mechanism, a lumbar support protrusion height adjusting mechanism, or a headrest lifting mechanism. When used as a slide mechanism for a structure, not only the operation becomes simple, but also an operation mistake can be prevented and an accident can be prevented, and a safe structure is obtained.
さらに、本発明の可逆式回転伝達機構を組みこんだ椅子の可動部材の駆動機構は、駆動機構とロック機構とを別々に設ける場合に比べて機構が簡単で設置スペースをとらないため、椅子の外観をコンパクトにできる。しかも、駆動ギアの1歯分ずつの位置調整が可能となるため、座のスライド機構や背ガススプリングの位置調整機構、背の昇降機構、肘の昇降機構、ランバーサポートの突出高さ調整機構、ヘッドレストの昇降機構などのあらゆる可動構造物のスライド機構として微調整が可能となる。 Furthermore, the drive mechanism of the movable member of the chair incorporating the reversible rotation transmission mechanism of the present invention is simpler and takes less installation space than the case where the drive mechanism and the lock mechanism are separately provided. The appearance can be made compact. Moreover, since it is possible to adjust the position of each tooth of the drive gear, the seat slide mechanism, the back gas spring position adjustment mechanism, the back lift mechanism, the elbow lift mechanism, the lumbar support protrusion height adjustment mechanism, Fine adjustment is possible as a slide mechanism for all movable structures such as a headrest lifting mechanism.
以下、本発明の構成を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
図1から図7に、本発明の可逆式回転運動伝達機構の実施形態の一例を示す。本実施形態の可逆式回転運動伝達機構1は、被駆動側部材としてラックが採用されることにより入力される回転運動を直線運動に変換して出力するものであり、主に駆動側部材2と被駆動側部材3とから成り、例えば可動機構の可動部材とそれを支持する固定部材との間に組み込まれ、被駆動側部材3を可動部材又は固定部材のいずれか一方に固定すると共に駆動側部材2を可動部材又は固定部材のいずれか他方に固定し、回転シャフト5の回転操作で一対のロック部材8a,8bの一方を解除してから駆動ギア4を回転させて被駆動側部材3に対して任意の運動を与えるようにしたものである。この可逆式回転運動伝達機構の場合、スライド機構の駆動源として適用する上で好ましい。尚、本発明のロック付き可逆式回転運動伝達機構は、必ずしも回転運動を直線運動に変換して出力するものに限られず、被駆動側部材として外歯歯車や内歯歯車を用いることにより回転運動をそのまま回転運動として出力するものとして構成しても良い。
1 to 7 show an example of an embodiment of the reversible rotational motion transmission mechanism of the present invention. The reversible rotational motion transmission mechanism 1 according to the present embodiment converts a rotational motion input by adopting a rack as a driven side member into a linear motion and outputs the linear motion. The driven
本実施形態の可逆式回転運動伝達機構において、駆動側部材2は、回転シャフト5と、該回転シャフト5と連結キー6を介して回転方向にのみ係合する駆動ギア4と、この駆動ギア4に向けて常時付勢され駆動ギア4の歯に噛み合って駆動ギア4の回転を一方向にのみ阻止するロック爪9a,9bを備える一対のロック部材8a,8bと、回転シャフト5と摩擦力により一定範囲で連動回転し一対のロック部材8a,8bのうち回転方向に対して回転を阻止する部材となる一方のロック部材8aあるいは8bを解除するロック解除キー12と、これらを支持する支持フレーム17とを備えている。
In the reversible rotational motion transmission mechanism of the present embodiment, the drive-
駆動ギア4は回転シャフト5の連結キー6が一定の範囲内で空転するための空間(遊び)を形成するキー溝7を有し、回転シャフト5だけが一定範囲において空転した後に駆動ギア4と連係するように設けられている。この回転シャフト5が空転する領域・角度は、駆動ギア4の回転に先立ってロック解除キー12を回転させていずれか一方のロック部材8aあるいは8bを押し出し、回転シャフト5の回転方向に対してロック機構として機能するいずれか一方のロック爪9aあるいは9bを駆動ギア4の歯から離脱させるに十分な回転角度であることが必要である。つまり、回転シャフト5の連結キー6がキー溝7の内部空間を空転してキー溝7の一方の側壁7aに当接したときには、少なくともロック解除キー12がいずれか一方のロック部材8aあるいは8bをロック解除方向に押して駆動ギア4からロック爪9aあるいは9bを離脱させた状態となり、連結キー6を介して回転シャフト5と連係された駆動ギア4が回転可能となるように設けられている。
The
図3において、第1のロック部材8aは駆動ギア4の時計回転方向への回転を阻止するロック爪9aを有し、第2のロック部材8bは駆動ギア4の反時計回転方向への回転を阻止するロック爪9bを有する。これら一対のロック部材8a,8bの間には引っ張りばね11が跨るように掛けられて互いに引っ張り合うことで、常時駆動ギア4に向けてロック爪9a,9bが逆方向に噛み合うように付勢されている。一対のロック部材8a,8bは、それぞれ基端に形成されている貫通孔(図示省略)を同心状に配置した状態で連結ボルト15を貫通させることにより、揺動可能に連結ボルト15ひいては支持フレーム17に取り付けられている。このロック部材8a,8bのロック爪9a,9bよりも先の内側の面ではロック解除キー12の円環部と同心状でかつやや大径の円弧を成すように形成され、その先端10がロック解除キー12の凸部12aと当接する位置まで延長されている。これにより、ロック部材8a,8bの先端10がロック解除キー12の凸部12aと当接するが、先端10とロック爪9a,9bとの間の内側の面はロック解除キー12の環状部12cと隙間をあけて接触しないように配慮されている。尚、引っ張りばね11は第1のロック部材8a並びに第2のロック部材8bにねじ込まれている取り付けボルト16に両端のループ部分を引っ掛けて架けられている。また、一対のロック部材8a,8bを支持する連結ボルト15は、支持フレーム17に固定されている。
In FIG. 3, the
ロック解除キー12は一対のロック部材8a,8bを交互に連結ボルト15を中心に揺動させるように回転させるものであり、環状部12cとこの環状部12cから半径方向外側に突出する凸部12aとを一体的に成形した形状を成す。このロック解除キー12の環状部12cには回転シャフト5が貫通され、回転シャフト5の回りに回転可能に支持されている。また、このロック解除キー12とEリング14との間に圧縮コイルばね13が配置され、圧縮コイルばね13のばね力でロック解除キー12が駆動ギア4に向けて常時付勢され、ロック解除キー12の駆動ギア4側の端面12bが回転シャフト5の連結キー6の端面6aに押し当てられることにより、両端面12b,6aの間の摩擦で回転シャフト5と一緒に回転する。そして、ロック部材8aあるいは8bを一定角度回転させて、ロック部材8aあるいは8bを持ち上げる力よりも引っ張りばね11あるいは自重などによるロック部材8aあるいは8bを押し下げる力が勝ったときに、ロック解除キー12の駆動ギア4側の端面が回転シャフト5の連結キー6の端面6aとの間に滑りが生じて、ロック解除キー12に空転が生ずる。この結果、ロック解除キー12によって駆動ギア4から離されるロック部材8aあるいは8bは一定の角度・位置に保たれる。好ましくは、ロック部材8aあるいは8bは、少なくとも駆動ギア4からロック爪9aあるいは9bを離脱させるに必要な最小限の開きを設定して、ロック解除キー12の復帰と同時に駆動ギア4にロック爪9a,9bが即座に駆動ギア4の歯に噛み込むように設けられている。
The
Eリング14は回転シャフト5に形成されたEリング用溝19に嵌合されて圧縮コイルばね13の一端を受け止めて圧縮コイルばね13がロック解除キー12を回転シャフトの連結キー6の端部に押し付ける反力を受けるようにしている。連結キー6の端面6aは駆動ギア4の端面よりも僅かに軸方向に突出しており、ロック解除キー12の端面12bが直接駆動ギア4の端面と接触することを防いでいる。これにより、ロック解除キー12は回転シャフト5と摩擦で一体化され、駆動ギア4の回転の有無にかかわらず、回転シャフト5と連動回転する。また、回転シャフト5には突起21が設けられて止めワッシャ18が引っ掛けられて支持フレーム17の外で回転可能に支持されている。これにより、回転シャフト5は支持フレーム17に対して軸方向には移動不能でかつ回転自在に支持される。尚、回転シャフト5の端にはグリップ20が備えられている。
The E-ring 14 is fitted into an
この実施形態にかかる可逆式運動伝達機構は、被駆動側部材の運動形態によって異なる出力を得ることができる。例えば、図1に仮想線で示すように被駆動側部材たるラック3を駆動ギア4と常時噛み合わせるように配置すれば、回転シャフト5を介して駆動ギア4に入力される回転運動がラック3を直線移動させる直線運動に変換されて出力される。もっとも、この被駆動側部材3としては、ラックのような直線移動要素とせずに歯車のような回転要素とすることも可能であり、この場合には回転運動を回転運動として出力しつつ任意の位置で固定可能な可逆式回転運動伝達機構として構成することが可能となる。
The reversible motion transmission mechanism according to this embodiment can obtain different outputs depending on the motion form of the driven member. For example, if the
以上のように構成された可逆式運動伝達機構によると、非駆動状態(スライド機構を停止させている状態)においては、図3あるいは図4に示すように、引っ張りばね11の引っ張り力で互いに駆動ギア4に向けて引っ張られた一対のロック部材8a,8bが駆動ギア4並びにロック解除キー12を包み込むように閉じて、ロック解除キー12を凸部12aが垂下する原位置に復帰させると共にロック爪9a,9bの働きで駆動ギア4をニュートラル位置に戻す。このため、回転シャフト5から径方向に突出する連結キー6がキー溝7のほぼ中央に位置した状態とされる。この状態で操作グリップ20を把持して回転シャフト5を任意の方向例えば図5に示すように時計回転方向に回転させると、まず駆動ギア4のキー溝7の遊び空間を回転シャフト5から突出する連結キー6が移動して回転シャフト5が空転する。このとき、回転シャフト5の連結キー6に対して圧縮コイルばね13のばね力で押し当てられるロック解除キー12が摩擦によって回転シャフト5と連れ回りを起こして回転方向に対して回転を阻止するロック爪9aを備える一方のロック部材8aを回転させる。これにより、ロック爪9aが駆動ギア4から外れる。その後、図6に示すように、空転する回転シャフト5の連結キー6が駆動ギア4のキー溝7の一方の端部壁面7aに当接して駆動ギア4そのものを回転させ始める。このとき、他方のロック部材8bのロック爪9bは、駆動ギア4の歯面を滑って外側に押し出される。つまり、ロック部材8bが反時計回転方向に回転させられる。そして、歯の頂部が通過すると同時に引っ張りばね11の力あるいは自重によりロック部材8bが再び時計回転方向に回転してロック爪9bが1歯毎に原位置に戻り、駆動ギア4の歯と噛み合い逆転防止爪として機能する。このため、ロック部材8bは1歯ずつ駆動ギア4の回転を許容する一方向回転機構となり、被駆動側部材たるラック3を一方向に直線移動させる。
According to the reversible motion transmission mechanism configured as described above, in the non-driven state (the state where the slide mechanism is stopped), as shown in FIG. 3 or FIG. The pair of
また、任意の直線送り量を与えた後、操作グリップ20の握りを緩めあるいは離すと、駆動ギア4の歯面を滑って外側に押し出されていた他方のロック部材8bのロック爪9bが引っ張りばね11の引っ張り力あるいは自重により原位置に復帰しようと歯底に向かって移動するため、さらにはロック解除キー12によって持ち上げられるように時計回転方向に回転させられていた一方のロック部材8aが引っ張りばね11の引っ張り力あるいは自重により原位置に復帰しようとその先端10でロック解除キー12を押し戻しながら移動するため、一対のロック部材8a,8bの各ロック爪9a,9bがそれぞれ駆動ギア4に噛み込んで逆転防止爪として機能するため、駆動ギア4はいずれの回転方向にも固定される。同時に、一方のロック部材8aのロック爪9aが歯に噛み込む際にロック解除キー12の回転と同時に連結キー6との間の摩擦力で連れ回りされる回転シャフト5が反時計回転方向に空転してキー溝7のほぼ中央に連結キー6が復帰する。
When the grip of the
連結キー6が駆動ギア4と切り離されると同時にロック解除キー12を元の位置に戻してロック爪9aを駆動ギア4の歯に嵌合させる。しかして、今まで回転させていた方向に対しても一方のロック部材8aのロック爪9aが食い込むことにより回転不能とする。これにより、双方向に駆動ギア4の回転が阻止された状態となり、被駆動側部材たるラック3側からどちらの方向に移動する入力があったとしても、駆動ギア4は一切回転しない。つまり、駆動ギア4による被駆動側部材3の運動に対して双方向へのロックが行われる。
At the same time when the connecting
以上のように構成された本実施形態の可逆式回転運動伝達機構を椅子の座のスライド機構の駆動源として適用した例を図8及び図9に示す。このスライド機構の場合、被駆動側部材3としてはラックが採用され、操作グリップ20を介して入力される回転運動をラック3の直線運動に変換して座22の前後動という直線運動として出力するものである。スライド機構は、主に可動側部材と固定側部材とに分けられるが、本実施形態の場合には可動側部材となる座22の座板27にラック3が固定され、駆動側部材2としての可逆式回転運動伝達機構の本体が座板支持部材23に固定されている。
FIG. 8 and FIG. 9 show an example in which the reversible rotational motion transmission mechanism of the present embodiment configured as described above is applied as a drive source of a chair seat slide mechanism. In the case of this slide mechanism, a rack is employed as the driven
座板支持部材23は前端側が座受け部材28の先端側に回転自在に連結されると共に後端側が背支桿29に回転自在に連結され、背支桿29の揺動と共に座板支持部材23そのものが前後方向に僅かに移動しながら傾きを変えるように設けられている。この座板支持部材23は、図8に示すように、前後方向に延びる一対のガイドレール23aと、その中央部で横切るように連結した溝形の梁23bと、左右一対のガイドレール23aの後端を互いに連結して背支桿29に回転自在に連結するための連結管23cと、座受け部材28の前端の長孔(図10において符号28aで示される)を貫通する連結ピン(図示省略)を介して左右のガイドレール23aの前端を回転自在及び/または水平方向に移動可能に座受け部材28に連結するための前端円筒部23dとを備え、背支桿29の揺動に伴って前後動しつつ僅かに後端側を沈めるように傾斜可能に座受け部材28に支持されている。
The front end side of the seat
この座板支持部材23のガイドレール23aの前半部(梁23bよりも前方)には、座板27側に形成される摺動用ガイドフック25が嵌合され、かつ座22の装着位置よりも後方へスライドさせたときに摺動用ガイドフック25が鉛直方向に係合するフランジを有するL形の摺動用ガイド溝24が設けられている。他方、ガイドレール23aの後半部(梁23bよりも後方)には、座板27側に形成される摺動用ガイドフック25を座22の装着位置よりも後方へスライドさせたときに嵌合し摺動用ガイドフック25が鉛直方向に係合するI形の摺動用ガイドフランジ23eが設けられている。また、座板27にはオーバーラン防止用フック26が設けられ、このオーバーラン防止用フック26が座22の座板支持部材23への装着時に弾性変形して梁23bを乗り越えた後に梁23bと連結管23cとの間の空間に突出することで、座板27(座22)の前後方向へのスライドを可能とする。したがって、座22を摺動用ガイド溝24並びに摺動用ガイドフランジ23eに沿って前後動させることができる。
A sliding
以上のように構成された椅子の座のスライド機構によると、グリップ20を把持して回転シャフト5を任意の方向に回転させると、まず回転シャフト5が空転している間にその回転方向において駆動ギア4の回転を阻止するロック爪9aあるいは9bを備える一方のロック部材8aあるいは8bをロック解除キー12によって回転させて、ロック爪9aあるいは9bを駆動ギア4から離脱させる(図5参照)。その後、空転する回転シャフト5の連結キー6が駆動ギア4のキー溝7の一方の端部壁面7aに当接して駆動ギア4そのものを回転させ始め(図6参照)、駆動ギア4と噛み合うラック3ひいてはこれが取り付けられた座板27・座22を前進あるいは後退させる。そして、回転シャフト5の回転を止めてグリップ20から手を離すと、ロック解除キー12によって回転させられ駆動ギア4から外されていた一方のロック部材8aあるいは8b並びにロック爪9aあるいは9bを駆動ギア4に噛み込ませて、その位置で座22は座板支持部材23に対して固定される(図4参照)。同様に、グリップ20を逆転させて板27・座22を後退あるいは前進させる場合にも、まずロック解除キー12の回転による駆動ギア4の回転を阻止するロック爪9bあるいは9aの離脱を行ってから駆動ギアの回転を開始する。このため、回転シャフトの回転操作だけで、座22を前進あるいは後退させることができる。しかも、回転シャフト5を同じ方向に回転させるだけで、ロックの解除と駆動ギアの回転とを連続して実行可能であり、かつ回転シャフト5への回転入力を止めると同時に外れていたロック爪が駆動ギアに食い込んで双方向に回転不能とされるので、自動的にスライド機構にロックがかかる。したがって、座22を掴んで前後動させようとしても座は動かない。
According to the chair seat slide mechanism configured as described above, when the
次に、以上のように構成された本実施形態の可逆式回転運動変換機構を椅子の背を支える背ガススプリングの傾きを調整する機構の駆動源として適用した例を図10に示す。この背ガススプリングの位置調整機構の場合、被駆動側部材3としてはラックが採用され、操作グリップを介して回転シャフトに入力される回転運動をラック3の直線運動に変換して背ガススプリング30の座受け部材28側への取り付け位置を円弧状の長孔31に沿って移動させることにより、背ガススプリング30の座受け部材に対する連結位置を変更することにより傾きを調整可能とするものである。この実施形態において、可逆式回転運動伝達機構1の本体たる駆動側部材2は、支持フレーム17が座受け部材28の後端側に固定され、長孔31と平行に配置されるラック3が支持フレーム17内を貫通して駆動ギア4と噛み合うように傾斜させて配置されている。そして、背ガススプリング30は操作バルブを有する先端側が背支桿29に揺動自在に連結されると共に基端側連結部材32が座受け部材28に設けられた長孔31に連結ピン33を介して摺動自在に連結されている。ここで、連結ピン33には、ラック3の基端部が回転自在に連結されて、ラック3の移動と共に連結ピン33ひいては背ガススプリング30の基端側連結部材32が長孔31内を移動して、背ガススプリング30の傾きを調整して同じ傾きを背もたれに与える場合においても背ガススプリング30の圧縮量を変化させることで反力調整するようにしている。尚、図中の符号34は反力機構を示す。
Next, FIG. 10 shows an example in which the reversible rotational motion conversion mechanism of the present embodiment configured as described above is applied as a drive source of a mechanism that adjusts the inclination of the back gas spring that supports the back of the chair. In the case of this back gas spring position adjusting mechanism, a rack is adopted as the driven
以上のように構成された椅子の背ガススプリング位置調整機構においても、グリップ操作により回転シャフト5を任意の方向に回転させると、まず回転シャフト5の空転によって駆動ギア4の回転を阻止するロック爪9aあるいは9bを備える一方のロック部材8aあるいは8bを駆動ギア4から離脱させた後、駆動ギア4そのものを回転させて駆動ギア4と噛み合うラック3ひいてはこれが取り付けられた連結ピン33を長孔31に沿って移動させる。そして、背ガススプリング30の傾き即ち背ガススプリング30の傾きを所望の値に調整した後、回転シャフト5の回転を止めると、ロック解除キー12の原位置への復帰とともに駆動ギア4から外されていた一方のロック部材8aあるいは8bのロック爪9aあるいは9bを駆動ギア4に噛み込ませて、その位置で長孔31内の連結ピン33を座受け部材28に対して固定させる。このとき、駆動ギア4は互いに逆方向の回転に対して逆転防止となる一対のロック爪9aあるいは9bによって回転が阻止されるため、連結ピン33側からかかる外力によっては背ガススプリング30の基端側連結部材32を移動させることはできない。
Also in the back gas spring position adjustment mechanism of the chair configured as described above, when the
この実施形態の背ガススプリング位置調整機構の場合、連結ピン33の移動即ち背ガススプリング30の傾きの調整は、駆動ギア4・ラック3の1歯分ずつ調整することができ、長孔31そのものに連結ピン33を嵌め込む凹部を形成する場合よりも微調整が可能となる。
In the case of the back gas spring position adjusting mechanism of this embodiment, the movement of the connecting
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態の可逆式回転運動伝達機構においては、一対のロック部材8a,8bの間には引っぱりばね11が介在され、互いに引っ張りばね11により引き合うことにより駆動ギア4にロック爪9a,9bが嵌合されるようにしているが、これに特に限定されるものではなく、一対のロック部材8a,8bの連結箇所(連結ボルト15)よりも重力作用方向において下方にロック爪9a,9b並びにロック部材8a,8bの先端を配置することで、自重により駆動ギア4を挟み付ける付勢力を発生させるようにしても良い。また、本実施形態では独立した支持フレーム17によって駆動歯車4などを支持するようにしているが、場合によっては座受け部材28や座板支持部材23などの駆動側部材2を固定する構造物そのものに直接駆動ギア4などを支持させることによって、独立した支持フレーム17を省くことも可能である。この場合において、駆動側部材2を固定する構造物そのものが支持フレーム17を兼ねるものである。
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the reversible rotational motion transmission mechanism of the present embodiment, a
また、本発明の可逆式回転運動伝達機構1は特定の用途に限定されるものではなく、産業機器やあらゆる可動部品・装置のスライド機構に利用することができる。さらに本発明の可逆式回転運動伝達機構を組みこむ椅子の可動構造物のスライド機構としては、上述の座のスライド機構や背ガススプリングの角度調整する機構に特に限定されず、例えば、図示していないが背の昇降機構、肘の昇降機構、ランバーサポートの突出高さ調整機構、ヘッドレストの昇降機構などのあらゆる可動構造物のスライド機構として利用することができる。この場合、可動側となる椅子の構造物(被駆動側部材3)とそれをスライド可能に支持する固定側構造物(駆動側部材2)との間に可逆式回転運動伝達機構1が組み込まれるが、駆動ギア4を含む駆動側部材(本体)2側を固定側構造物に設置すると共に被駆動側部材3を可動側構造物に備える場合に限られず、駆動ギア4を含む本体2側を可動側構造物に設置すると共にラック3を固定側構造物に備えるようにしても良い。具体的には、被駆動側部材たるラック3を背又は背支桿のいずれか一方に固定すると共に駆動ギア4を含む駆動側部材2を背又は背支桿のいずれか他方に固定し、回転シャフト5の回転操作で背を昇降可能とする。また、肘の昇降機構の場合には、被駆動側部材たるラック3を肘又は肘支持部材のいずれか一方に固定すると共に駆動ギア4を含む駆動側部材2を肘又は肘支持部材のいずれか他方に固定し、回転シャフトの回転操作で肘を昇降可能とする。また、ランバーサポートの突出高さ調整機構の場合には、被駆動側部材たるラック3をランバーサポート又は背フレームのいずれか一方に固定すると共に駆動ギア4を含む駆動側部材2をランバーサポート又は背フレームのいずれか他方に固定し、回転シャフトの回転操作でランバーサポートを前後方向に出入り可能とする。さらに、ヘッドレストの昇降機構の場合には、被駆動側部材たるラック3をヘッドレスト又は背支桿のいずれか一方に固定すると共に駆動ギア4を含む駆動側部材2をヘッドレスト又は背支桿のいずれか他方に固定し、回転シャフトの回転操作でヘッドレストを昇降可能とする。
Further, the reversible rotational motion transmission mechanism 1 of the present invention is not limited to a specific application, and can be used for a slide mechanism of industrial equipment and all movable parts / devices. Furthermore, the slide mechanism of the movable structure of the chair incorporating the reversible rotational motion transmission mechanism of the present invention is not particularly limited to the above-mentioned seat slide mechanism and the mechanism for adjusting the angle of the back gas spring, and is illustrated, for example, It can be used as a sliding mechanism for all movable structures such as a back lifting mechanism, an elbow lifting mechanism, a lumbar support protrusion height adjusting mechanism, and a headrest lifting mechanism. In this case, the reversible rotational movement transmission mechanism 1 is incorporated between the chair structure (driven member 3) on the movable side and the fixed structure (driving member 2) that slidably supports the structure. However, the present invention is not limited to the case where the driving side member (main body) 2 side including the
また、本発明では、被駆動側部材3として主にラックの例を挙げて説明したが、場合によっては外歯歯車あるいは内歯歯車を用いることにより、回転運動を回転運動として出力しつつ任意の位置で固定可能な可逆式回転クラッチ機構として構成することも可能である。例えば、背のリクライニング機構の駆動機構として適用すれば、回転シャフト5の回転操作で背を1歯ずつの送り分だけ傾斜させながら、送りを止めた任意の位置で駆動ギア4を一対のロック部材8a,8bのロック爪9a,9bで回転不能に拘束し、背の傾きを固定することが可能となる。
In the present invention, an example of a rack is mainly described as the driven
1 可逆式回転運動変換機構
2 駆動側部材
3 被駆動側部材(ラック)
4 駆動ギア
5 シャフト
6 連結キー
7 キー溝
8 ロック部材
9 ロック爪
10 ロック部材の先端
11 引っ張りばね
12 ロック解除キー
13 圧縮コイルばね
14 Eリング
15 連結ボルト
16 取り付けボルト
17 支持フレーム
18 止めワッシャ
19 Eリング用溝
20 グリップ
21 突起
22 座
23 座板支持部材
24 摺動用ガイド溝
25 摺動用ガイドフック
26 オーバーラン防止用フック
27 座板
28 座受け部材
29 背支桿
30 背ガススプリング
31 長孔
32 背ガススプリングの基端側の連結部材
33 連結ピン
34 反力機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reversible rotational
4 Drive
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