CN104822559A - 车辆用座椅滑轨装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的车辆用座椅滑轨装置，能够提高车厢内高度的设计自由度，并且，能够谋求轻型化且能够提高使座椅前后移动时的使用舒适度；该车辆用座椅滑轨装置包括上部导轨(2)、下部导轨(3)以及多个导向滚珠(4)，其中，上部导轨(2)由铝合金形成，并且具有沿长度方向形成有多条滚珠滚道槽(23)的滑动部(21)，下部导轨(3)由铝合金形成且具有收容上述上部导轨(2)的滑动部(21)的导向槽(31)，并且，在该导向槽(31)内沿着长度方向形成有与上述滑动部(21)的滚珠滚道槽(23)相对置的滚珠滚道槽(33)，多个导向滚珠(4)由合成树脂形成，并且，不使用保持架而直接在上述滚珠滚道槽(23、33)中排列成一行，并支撑上部导轨(2)相对于上述下部导轨(3)进行移动。

Description

车辆用座椅滑轨装置
技术领域
本发明涉及一种将各种车辆的乘车人座椅以能够前后移动的方式支撑于车辆底板上的车辆用座椅滑轨装置。
背景技术
目前，作为该种类的车辆用座椅滑轨装置，已知有例如专利文献1中所公开的车辆用座椅滑轨装置。该车辆用座椅滑轨装置包括：固定在车辆底板上的下部导轨、固定在座椅上且以相对于上述下部导轨移动自如的方式被加以支撑的上部导轨、以及配置在上述下部导轨和上部导轨之间的钢制的滚柱或滚珠等的滚动体。通过滚轧成形加工或冲压加工将金属板弯曲成规定形状而形成上述下部导轨和上部导轨，上述滚动体仅配置在上述下部导轨和上部导轨长度方向上的前端附近和后端附近的两处位置上。另外，为了使各导轨前后两处位置上所配置的滚动体之间的间隔保持固定，而在下部导轨和上部导轨之间的空隙中设有沿上述导轨的长度方向延伸的滚动体保持架，该滚动体保持架也是通过将金属板弯曲而形成。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本公报、特开2010-12849号
发明内容
发明要解决的课题
上述现有的车辆用座椅滑轨装置，由于仅在下部导轨和上部导轨长度方向上的前端附近和后端附近的两处位置上配置有滚动体，因此施加于各滚动体上的负载大，从而必须使用直径大的滚动体。因此，导致从下部导轨的相对于车辆底板的固定面至上部导轨的座椅安装位置为止的高度增加，从而影响车厢内高度的设计。
另外，由于施加于各滚动体的负载大，因此，下部导轨与滚动体之间、以及上部导轨与滚动体之间的接触压力大，因而考虑到长期使用下的磨损而最终使用钢板制造下部导轨和上部导轨。因此，导致座椅滑轨装置的重量增加，从而对车辆的耗油性能造成影响。
用于解决课题的手段
因此，本发明的目的在于提供一种能够提高车厢内高度的设计自由度且能够谋求轻型化的车辆用座椅滑轨装置。
达成上述目的的本发明的车辆用座椅滑轨装置包括：上部导轨、下部导轨以及多个导向滚珠；其中，上述上部导轨由铝合金形成，并且，具有固定在座椅上的安装部和沿长度方向形成有多条滚珠滚道槽的滑动部；上述下部导轨由铝合金形成，且具有固定在车辆底板上的固定部和收容上述上部导轨的滑动部的导向槽，并且，在该导向槽内沿着长度方向形成有与上述滑动部的滚珠滚道槽相对置的滚珠滚道槽；上述多个导向滚珠由合成树脂形成，并且，不使用保持架而直接在相互对置的上述上部导轨的滚珠滚道槽与上述下部导轨的滚珠滚道槽之间排列成一行，并支撑上述上部导轨相对于上述下部导轨进行移动。
发明效果
根据具有如上构成的本发明的车辆用座椅滑轨装置，不使用保持架而直接在下部导轨和上部导轨的滚珠滚道槽上排列多个导向滚珠，由此支撑上部导轨相对于下部导轨进行移动，因此施加于各个导向滚珠上的负载变小，从而能够缩小导向滚珠的直径。由此，能够抑制从下部导轨的底面至上部导轨的座椅安装位置的高度，并且能够对车厢内高度的设计赋予自由度。
另外，通过在下部导轨和上部导轨的滚珠滚道槽上排列多个导向滚珠，施加于各个导向滚珠上的负载变小，从而减小了各个导向滚珠与导轨之间的接触压力。而且，相比钢制的滚珠，合成树脂制的滚珠相对于负载的变形量大，在这一点上也减小了各个导向滚珠与导轨之间的接触压力。由此，能够不使用钢板而是使用铝合金制成下部导轨和上部导轨，从而能够谋求座椅滑轨装置的轻型化并且有助于改善车辆的耗油性能。
附图说明
图1是表示适用本发明的车辆用座椅滑轨装置的第一实施方式的局部切除立体图。
图2是表示图1所示的车辆用座椅滑轨装置的上部导轨相对于下部导轨进行移动的状态的立体图。
图3是图1所示的车辆用座椅滑轨装置的主视剖面图。
图4是表示滚珠在滚珠滚道槽中的排列长度的示意图。
图5是表示适用本发明的车辆用座椅滑轨装置的第二实施方式中滚珠的排列的示意图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的车辆用座椅滑轨装置详细地进行说明。
图1～图3表示适用本发明的车辆用座椅滑轨装置的第一实施方式。该座椅滑轨装置(seat slide device)1包括上部导轨2、下部导轨3以及多个导向滚珠4，其中，上部导轨2上安装有车辆的乘车人座椅，下部导轨3固定在车辆底板上，多个导向滚珠4在上述上部导轨2和下部导轨3之间沿着这些导轨的长度方向排列。通过使上述导向滚珠4在上部导轨2和下部导轨3之间滚动，能够如图2所示使上部导轨2相对于下部导轨3自如地进行移动。
上述上部导轨2具有：固定在乘车人座椅的支脚部上且呈板状的安装部20、和以与该安装部20垂直的方式设置于该安装部20下端的滑动部21。该上部导轨2沿着相对于下部导轨3移动的移动方向形成为长尺状，且上部导轨2的相对于该移动方向呈垂直方向上的剖面均具有大致T字状的形状。另外，在上述安装部20中设有用于固定乘车人座椅的支脚部的螺栓安装孔22。另外，本实施方式的上部导轨2的形状仅是一例，例如也可以将上述安装部20和滑动部21形成为交叉成大致L字状。
在上述滑动部21的互朝相反方向的两侧面上，分别沿着上部导轨2的长度方向形成有各一条滚珠滚道槽23，上述导向滚珠4在该滚珠滚道槽23上滚动。另外，在各滚珠滚道槽23长度方向上的两端附近位置处分别设置有从该滚珠滚道槽23稍微突出的挡块24，从而限制导向滚珠4在滚珠滚道槽23上的滚动范围。另外，在上述滑动部21的底面侧、即与上述安装部20呈相反侧的面上设有凹部25，该凹部25是为了避免滑动部21与用于将上述下部导轨3固定在车辆底板上的螺栓头部发生干扰而设置。
另一方面，上述下部导轨3沿着上述上部导轨2的移动方向形成为长尺状，且具有固定在车辆底板上的固定部30和用于收容上述上部导轨2的滑动部21的导向槽31。上述固定部上设有螺栓安装孔34，该螺栓安装孔34用于将下部导轨固定在车辆底板上。另外，该下部导轨3具有一对从上述固定部30上立起设置的侧壁部32，该一对侧壁部32相互隔开间隔而设置在上述固定部30的两侧，并且，各侧壁部32沿着上述上部导轨2的移动方向延伸。因此，在本实施方式中，由上述固定部30和一对侧壁部32围成的空间构成为上述导向槽31。
在各侧壁部32的面向上述导向槽31的内侧面上，沿着上述下部导轨3的长度方向形成有滚珠滚道槽33。该滚珠滚道槽33与上述上部导轨2的滑动部21上所形成的滚珠滚道槽23相对置，由此上述导向滚珠4以与上部导轨2的滚珠滚道槽23以及下部导轨3的滚珠滚道槽33双方接触的方式进行滚动。因此，上部导轨2处于与其移动方向垂直的方向上的移动被下部导轨3限制的状态，并且，上部导轨2能够在承受施加于该方向上的所有负载的状态下相对于下部导轨3自如地移动。另外，与上部导轨2的滚珠滚道槽23同样地，在下部导轨3的滚珠滚道槽33长度方向上的两端附近位置处设有从该滚珠滚道槽33稍微突出的挡块35，从而限制导向滚珠4在滚珠滚道槽33上的滚动范围。
在本发明的座椅滑轨装置中，在上述上部导轨2和下部导轨3上分别形成有两条滚珠滚道槽23和两条滚珠滚道槽33，并且仅通过在上述滚珠滚道槽23、33上滚动的滚珠的两条滚珠列将上部导轨2支撑为相对于下部导轨3移动自如。由此，能够实现上部导轨2的滑动部21和下部导轨3的导向槽31的小型化，且能够抑制从下部导轨3的固定部30至上部导轨2的安装部20为止的高度。
另外，上述下部导轨3设有将上述导向槽31的上方覆盖的一对卡定壁36。上述一对卡定壁36从各侧壁部32的上端朝向导向槽31的中央侧突出，并且沿着上述下部导轨3的长度方向延伸，一对卡定壁36的前端彼此相对置而形成供上述上部导轨2移动的开口部37。开口部37的与上述上部导轨2的移动方向呈垂直方向上的开口宽度被设定为：小于上述上部导轨2的滑动部21的宽度、即滑动部21的形成有上述滚珠滚道槽23的两侧面之间的距离。因此，即使对上部导轨2施加将其从下部导轨3的导向槽31朝向上方抽出的过大负载且导致导向滚珠4从上部导轨2的滚珠滚道槽23或下部导轨3的滚珠滚道槽33脱落时，也能够避免发生上部导轨2从下部导轨3上分离的情况，从而不存在乘车人座椅从车辆底板上脱离的状况。
进而，在上述下部导轨3的各侧壁部32的外侧面上设有加强突部38。该加强突部38沿着下部导轨3的长度方向延伸，并且，该加强突部38的与上述上部导轨2移动方向呈垂直方向上的剖面形成为大于上述卡定壁36的剖面面积。通过设置该加强突部38，即使负载经由上述导向滚珠4而从上部导轨2局部地作用到下部导轨3上时，也能够防止该下部导轨3发生变形。
上述上部导轨2和下部导轨3是通过对铝合金进行挤压成形而制成。由于上述上部导轨2和下部导轨3的与长度方向呈垂直方向上的剖面均具有相同的形状，因此最适合通过挤压成形进行制造。该情况下，在挤压成形后进行加工而形成上述螺栓安装孔22、34，对于滚珠滚道槽23、33上所设置的上述挡块24、35，也是在挤压成形后进行加工而形成。滚珠滚道槽23、33是在挤压成形时同时形成，并且，在挤压成形后对其表面不做任何特别的加工。因此，上部导轨2和下部导轨3均能够以低成本进行制造。
另外，关于上述上部导轨的挡块24和上述下部导轨的挡块35，可以将形成为独立部件的挡块固定在通过上述挤压成形而设置的滚珠滚道槽23、33上，也可以通过将上部导轨2和下部导轨3的一部分弯曲立起而形成。
上述上部导轨2仅通过排列在滚珠滚道槽23中的导向滚珠4而以相对于下部导轨3移动自如的方式被加以支撑，上部导轨2与下部导轨3未直接接触。如图1所示，上述导向滚珠4并未使用用于保持固定的排列间隔的保持架(cage)，而是直接在上述滚珠滚道槽23、33中排列成一行。由此，与使用保持架而使相邻的滚珠之间具有一定间隙的情况相比，能够在上部导轨2的滚珠滚道槽23与下部导轨3的滚珠滚道槽33之间排列更多的导向滚珠4，从而能够减小各导向滚珠4与上部导轨2或下部导轨3之间的接触压力。
另外，将上部导轨2相对于下部导轨3加以支撑的导向滚珠4由合成树脂形成。与钢制的滚珠相比，合成树脂制的导向滚珠4相对于负载的变形量大，从而导向滚珠4与滚珠滚道槽23、33之间的接触面积增加，因此能够与上述接触面积的增加相对应地减小各导向滚珠4与上部导轨2及下部导轨3之间的接触压力。因此，优选形成导向滚珠4的合成树脂的杨氏模量小于铝合金制的上部导轨2和下部导轨3的杨氏模量。由此，不仅能够防止长时间使用引起的上部导轨2和下部导轨3的磨损，而且能够防止在各导轨2、3的滚珠滚道槽23、33上形成压痕。例如，作为上述导向滚珠4，可以使用聚缩醛(POM)制的滚珠。
导向滚珠4在上部导轨2的滚珠滚道槽23和下部导轨3的滚珠滚道槽33中的排列长度按照以下方式确定。例如，在将调整车厢内的乘车人座椅位置时所需的行程量、即上部导轨2相对于下部导轨3的可移动最大距离设定为L的情况下，当上部导轨2移动了距离L时，导向滚珠4在滚珠滚道槽23、33上滚动L/2的距离。因此，优选如图4所示当将下部导轨3的滚珠滚道槽33的有效长度、即位于下部导轨3两端的一对挡块35之间的距离设定为D时，导向滚珠4排列在滚珠滚道槽33上的仅空出L/2距离后的部分上。由此，能够实现滚珠4在滚珠滚道槽23、33上的排列数量的最大化。另外，在本实施方式中下部导轨3形成为短于上部导轨2，因此图4中举出下部导轨3的滚珠滚道槽33为例进行了说明，但是，在上部导轨2比下部导轨3短时，对于上部导轨2的滚珠滚道槽也适用相同的方法。
如此，在本实施方式中，根据座椅滑轨装置1所需的上部导轨2的可移动最大距离L和滚珠滚道槽23、33的有效长度D之间的关系，确定导向滚珠4在滚珠滚道槽23、33上的排列长度，且在上述长度范围内尽可能多地排列导向滚珠4。
根据如上构成的本实施方式的车辆用座椅滑轨装置，在上述上部导轨2和下部导轨3的滚珠滚道槽23、33中排列多个导向滚珠4，并且，在不使用保持架的情况下尽可能多地排列导向滚珠4，通过这些导向滚珠4的滚动而将上部导轨2以相对于下部导轨3移动自如的方式加以支撑，因此，即使在座椅滑轨装置1必须承受的负载大时，也能够减小施加于各个导向滚珠4上的负载。因此，能够减小所使用的导向滚珠4的直径从而谋求上部导轨2和下部导轨3的小型化及薄型化，并且，能够抑制从下部导轨3的底面至上部导轨2的座椅安装位置为止的高度，从而对车厢内高度的设计赋予自由度。
另外，通过减小施加于各个导向滚珠4上的负载，能够使各导向滚珠4与上部导轨2和下部导轨3之间的接触压力降低，进而通过使用较之钢制滚珠而相对于负载的变形量大的合成树脂制的导向滚珠4，在被施加负载时各个导向滚珠4与滚珠滚道槽23、33之间的接触面积增大，从而能够进一步降低上述接触压力。由此，能够使用铝合金制成上部导轨2和下部导轨3，从而能够提供比现有钢制的座椅滑轨装置轻的座椅滑轨装置，且能够有助于改善车辆的耗油性能。
进而，由于各个导向滚珠4与上部导轨2和下部导轨3之间的接触压力低，因此能够减少滚珠滚道槽23、33的磨损，从而能够提供低扬尘且耐用的座椅滑轨装置。
另外，由于利用合成树脂制的导向滚珠4支撑上部导轨进行移动，因此，能够抑制在上部导轨2相对于下部导轨3进行移动时导向滚珠4发出滚动噪音，并且也能够防止发出刺耳的金属噪音。
进而，通过在上述下部导轨3上设置将上述导向槽31上方覆盖的一对卡定壁36，因此，即使由于过大负载施加于上部导轨2而导致导向滚珠4从滚珠滚道槽23、33中脱落时，也能够防止上部导轨2的滑动部21从下部导轨3的导向槽31的内部脱落，从而能够防止乘车人座椅从车辆底板上脱离。
接着，参照图5对适用本发明的车辆用座椅滑轨装置的第二实施方式进行说明。
该第二实施方式的座椅滑轨装置，通过在上述上部导轨2和下部导轨3的各滚珠滚道槽23、33上排列不同材质的两种滚珠、即导向滚珠4和高强度滚珠5，从而实现相比上述第一实施方式的座椅滑轨装置更高的耐负载性能。
图5是表示上述上部导轨2相对于下部导轨3朝向箭头方向移动至最大限度时的状态、即上部导轨2相对于下部导轨3移动至行程末端时的状态的示意图。在该状态下，由上述导向滚珠4和高强度滚珠5组成的滚珠列被夹在上部导轨2的挡块24和下部导轨3的挡块35之间，从而限制上述上部导轨2朝向箭头方向进一步移动。在图5中，为了能够区分上述导向滚珠4和高强度滚珠5，而仅将该高强度滚珠5涂黑进行图示。
上述高强度滚珠5位于上述导向滚珠4的排列方向的两端。即，在上述滚珠滚道槽23、33上，高强度滚珠5配置于一组导向滚珠4的滚动方向的前端和后端位置处。另外，上述高强度滚珠5由杨氏模量比上述导向滚珠4的材质的杨氏模量大的材质形成。例如，能够由钢等的金属或者陶瓷形成上述高强度滚珠5。另外，只要是杨氏模量比上述导向滚珠4的材质的杨氏模量大的材质，也可以由合成树脂形成高强度滚珠5。
如从图5可知，在上述上部导轨2相对于下部导轨3朝向箭头方向移动至最大限度的状态下，上述高强度滚珠5与各挡块24、35接触。因此，当欲使上部导轨2从图5所示的状态朝向箭头方向进一步移动时，各挡块24、35会强力挤压高强度滚珠5。此时，由于较之上述导向滚珠4而高强度滚珠5的杨氏模量大，因此，与挡块24、35直接接触导向滚珠4而导致该导向滚珠4变形的情况相比，高强度滚珠5的变形量小。
因此，与上述第一实施方式所示仅将导向滚珠4排列在滚珠滚道槽23、33上的情况相比，能够最大限度地降低滚珠越过上部导轨2的挡块24或下部导轨3的挡块35的可能性。也就是说，该第二实施方式的座椅滑轨装置，能够提高上部导轨2的行程方向(stroke direction)上的耐负载性能。
另外，作为对车辆用座椅滑轨装置所要求性能的一种，存在所谓的“安全带固定点强度(belt anchor strength)”。该安全带固定点强度是以就座于乘车人座椅上的乘车人佩带安全带为前提，并且以下述两情况作为条件，即：即使在一定时间内对安全带的固定点施加规定的拉伸负载，车辆用座椅滑轨装置的上部导轨2也不会断裂的情况，以及上部导轨2不会与固定在车辆底板上的下部导轨3分离的情况。此时，施加于上述固定点上的拉伸负载的方向相对于上部导轨2的行程方向呈小于90度的角度，因此，因上述拉伸负载所产生的力矩负载施加于该上部导轨2上。
此时，关于排列在滚珠滚道槽23、33上的滚珠列，相比位于该滚珠列中央附近位置处的滚珠，位于该滚珠列两端附近位置处的滚珠上被施加更大负载。因此，与如上述第一实施方式所示在滚珠滚道槽23、33上仅排列有导向滚珠4的情况相比，在将杨氏模量大的高强度滚珠5配置于滚珠列两端的第二实施方式的座椅滑轨装置中，能够提高相对于上述力矩负载的耐负载性能。
在考虑到上述上部导轨2的行程方向上的耐负载性能的情况下，上述高强度滚珠5只要在一组导向滚珠4的两端至少各配置一个即可。但是，在考虑到相对于上述力矩负载的耐负载性能的情况下，在一组导向滚珠4的两端至少各配置两个以上的高强度滚珠5更为有效。
但是，由于高强度滚珠5的材质的杨氏模量比导向滚珠4的材质的杨氏模量大，因此该高强度滚珠5相对于负载的变形量小，从而存在该高强度滚珠5与上部导轨2和下部导轨3之间的接触压力变大这一倾向。因此，当增大高强度滚珠5的个数相对于导向滚珠4的个数的比例时，与此相对应地，各导轨2、3容易产生扬尘或疲劳断裂。从该观点出发，优选上述高强度滚珠5的个数少于上述导向滚珠4的个数。
另外，在上述滚珠滚道槽23、33上滚动的导向滚珠4和高强度滚珠5根据所施加负载的大小略微发生弹性变形，而且，在如上所述力矩负载施加于上部导轨2上时，较之导向滚珠4而施加到配置于该导向滚珠4的滚动方向两端的高强度滚珠5上的负载更大。因此，优选将高强度滚珠5的直径设定为稍大于上述导向滚珠4的直径，以防止在被施加力矩负载时对与高强度滚珠5邻接的导向滚珠4施加过大的负载。在如此将高强度滚珠5的直径设定为稍大于导向滚珠4的直径时，该高强度滚珠5也承受负载而变形，因此导向滚珠4也与上部导轨2和下部导轨3可靠地接触而承受负载，由此上部导轨2被排列在滚珠滚道槽23上的所有滚珠4、5所支撑。
另外，以上所说明的第一实施方式和第二实施方式的车辆用座椅滑轨装置仅是本发明的适用例，关于上部导轨和下部导轨的形状、长度及材质、滚珠滚道槽的条数及其朝向、滚珠的材质及排列个数等，只要不脱离本发明主旨的范围便可适当地进行变更设计。

Claims (6)

1.一种车辆用座椅滑轨装置，其特征在于，包括：
上部导轨(2)，其由铝合金形成，并且，具有安装部(20)和滑动部(21)，其中，所述安装部(20)固定在座椅上，所述滑动部(21)上沿长度方向形成有多条滚珠滚道槽(23)；
下部导轨(3)，其由铝合金形成，且具有固定在车辆底板上的固定部(30)和收容所述上部导轨(2)的滑动部(21)的导向槽(31)，并且，在该导向槽内沿着长度方向形成有与所述滑动部(21)的滚珠滚道槽(23)相对置的滚珠滚道槽(33)；以及
多个导向滚珠(4)，其由合成树脂形成，并且，不使用保持架而直接在相互对置的所述上部导轨(2)的滚珠滚道槽(23)与所述下部导轨(3)的滚珠滚道槽(33)之间排列成一行，并支撑所述上部导轨(2)相对于所述下部导轨(3)进行移动。
2.如权利要求1所述的车辆用座椅滑轨装置，其特征在于，
形成所述导向滚珠(4)的合成树脂的杨氏模量小于所述上部导轨(2)和所述下部导轨(3)的材质的杨氏模量。
3.如权利要求2所述的车辆用座椅滑轨装置，其特征在于，
在所述上部导轨(2)和所述下部导轨(3)的各滚珠滚道槽(23、33)上的所述导向滚珠(4)排列方向的两端上配置有由杨氏模量大于所述导向滚珠(4)的材质形成的高强度滚珠(5)。
4.如权利要求3所述的车辆用座椅滑轨装置，其特征在于，
所述高强度滚珠(5)的直径大于所述导向滚珠(4)的直径。
5.如权利要求1所述的车辆用座椅滑轨装置，其特征在于，
所述下部导轨(3)具有一对从所述固定部(30)立起设置的侧壁部(32)，在所述一对侧壁部(32)之间设有所述导向槽(31)，在各侧壁部(32)的面向所述导向槽(31)的内侧面上设置有所述滚珠滚道槽(33)，并且，在各侧壁部(32)的上端设置有卡定壁(36)，其中，所述卡定壁(36)用于防止被收容在所述导向槽(31)内的上部导轨(2)的滑动部(21)脱落。
6.如权利要求5所述的车辆用座椅滑轨装置，其特征在于，
在所述下部导轨(3)的各侧壁部(32)的外侧面上，沿着该下部导轨(3)的长度方向设置有加强突部(38)。
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