CN108474451A - 车用运动转换装置 - Google Patents

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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种车用运动转换装置，车用运动转换装置具备：具有绕第一轴线配置的内齿齿轮的固定部件、绕上述第一轴线旋转的输入部件、以及具有与上述内齿齿轮啮合的外齿齿轮和输出部的行星齿轮。行星齿轮以能够绕相对于上述第一轴线偏心的第二轴线旋转的方式被轴支承于上述输入部件。随着上述输入部件的旋转，行星齿轮以使上述输出部直线运动的方式绕上述第二轴线自转并且沿上述内齿齿轮而绕上述第一轴线公转。

Description

车用运动转换装置
技术领域
本发明涉及车用运动转换装置。
背景技术
以往，作为车用运动转换装置，例如公知有日本特许文献1记载的电动式腰部靠背装置。该装置具备设置于座椅靠背的拱形的面板，使该面板的上下方向的两端部间的距离变化来使拱形变化从而进行腰部靠背调整。
日本特许文献1的装置中，面板的端部固定于电缆的一方的端部，并且该电缆的另一方的端部固定于齿轮箱的齿条。而且，齿条与齿轮箱的小齿轮啮合。若使小齿轮旋转，则其旋转运动转换为齿条的直线运动，并且该直线运动经由电缆传递至面板的端部，该面板的拱形发生变化。
日本特许文献1：日本特表2004-525736号公报
日本特许文献1中，伴随着小齿轮的旋转运动而直线运动的齿条的移动所需空间需要为该齿条的移动量(行程)的2倍以上。这是因为随着与小齿轮的啮合位置靠近齿条的一方的端部，该啮合位置远离齿条的另一方的端部。因此，使用小齿轮和齿条的运动转换装置中，只好将装置整体大型化。
发明内容
本发明的目的是提供能够使装置整体更小型化的车用运动转换装置。
解决上述课题的车用运动转换装置具备：固定部件，其具有绕第一轴线配置的内齿齿轮；输入部件，其绕上述第一轴线旋转；以及行星齿轮，其具有与上述内齿齿轮啮合的外齿齿轮以及输出部并以能够绕相对于上述第一轴线偏心的第二轴线旋转的方式被轴支承于上述输入部件，随着上述输入部件的旋转，上述行星齿轮以使上述输出部直线运动的方式绕上述第二轴线自转并且沿上述内齿齿轮绕上述第一轴线公转。
附图说明
图1是应用车用运动转换装置的一实施方式的座椅驱动装置的分解立体图。
图2是图1的座椅驱动装置的立体图。
图3是沿轴线方向观察图2的座椅驱动装置的图。
图4是表示使图3的座椅驱动装置的行星齿轮逆时针公转时的状态的图。
图5是表示该实施方式的车用运动转换装置的动作原理的说明图。
图6是表示应用该实施方式的车用运动转换装置的腰部靠背调整装置的立体图。
图7是表示应用该实施方式的车用运动转换装置的倾斜器的解锁装置的立体图。
具体实施方式
以下，说明车用运动转换装置的一实施方式。
如图6所示，供乘客就座的座椅1具备形成座面的座垫2、被支承在该座垫2的后端部的座椅靠背3、被支承在该座椅靠背3的上端部的头靠4。
座椅靠背3内置有具有朝向前后方向的面的近似四方板状的面板5。该面板5弯曲为朝前方凸的拱形。面板5具有上端和下端，下端的位置在上下方向上相对于上端改变，从而改变上端和下端之间的分离距离，由此面板5的拱形发生变化。由此，以成为更使乘客满意的状态的方式进行腰部靠背调整。
在座椅靠背3的单侧(朝向座椅1的前方位于左侧)的侧部内置有座椅驱动装置10。该座椅驱动装置10的输出部经由推挽结合式的电缆30连接于面板5的下端。座椅驱动装置10使电缆30进退并推拉面板5的下端从而使面板5的拱形变化。
如图1所示，座椅驱动装置10具有形成其外形的主体壳体11。该主体壳体11具有朝第一方向(图1的斜右下方)开口的近似圆筒状的第一收纳部11a，并且具有朝与第一方向正交的第二方向(图1的斜左下方)开口的近似圆筒状的第二收纳部11b和第三收纳部11c。第一收纳部11a的内径设定为充分小于第二收纳部11b的内径，该第二收纳部11b的内径设定为小于第三收纳部11c的内径。第一收纳部11a和第二收纳部11b以它们的内周面彼此局部重合的状态相互连通，第二收纳部11b和第三收纳部11c以它们的内周面彼此局部重合的状态相互连通。在第二收纳部11b的底部以与第二收纳部11b同轴的方式形成有近似圆形的轴承孔11d，并且在第三收纳部11c的底部以与第三收纳部11c同轴的方式突出地设置有近似圆柱状的支承轴11e。
主体壳体11上通过多个螺钉13紧固马达12。作为电驱动源的马达12与第一收纳部11a同轴地固定于第一收纳部11a的开口端。在第一收纳部11a内收纳有近似圆筒状的蜗杆14，马达12的旋转轴12a向蜗杆14压入从而被固定为能够一体旋转。另外，在第二收纳部11b内以能够旋转的方式收纳有与蜗杆14啮合的近似圆筒状的蜗轮15。在蜗轮15上以与轴承孔11d同轴的方式形成有贯通蜗轮15的中央部的近似长圆形的嵌合孔15a。而且，在蜗轮15上以与其同轴且一体旋转的方式连结有小齿轮16。该小齿轮16一体地具有嵌插于嵌合孔15a的剖面近似长圆形的柱状的嵌合部16a、具有与轴承孔11d的内径相等的外径并突出地设置于嵌合部16a的近似圆柱状的轴部16b、在与该轴部16b相反一侧突出地设置于嵌合部16a的齿轮部16c。小齿轮16的轴部16b插入轴承孔11d并被支承，从而蜗轮15与小齿轮16一体地在第二收纳部11b内旋转自如。第三收纳部11c的底部相比第二收纳部11b的底部提高加固了蜗轮15的轴线方向的尺寸(厚度)量，由此，支承轴11e和齿轮部16c在它们的径向上排列配置。
第三收纳部11c中以能够旋转的方式收纳有与齿轮部16c啮合的作为输入部件的近似圆筒状的齿轮17。在齿轮17形成有具有与支承轴11e的外径相等的内径并贯通齿轮17的中央部的近似圆形的轴承孔17a。将支承轴11e插入轴承孔17a从而齿轮17能够绕第一轴线O1在第三收纳部11c内旋转。在齿轮17上以与第一轴线O1同轴的方式绕轴承孔17a突出地设置有近似圆环状的台阶部17b，并且在该台阶部17b上突出地设置有具有与第一轴线O1平行的轴线的近似圆柱状的支承轴17c。
在收纳有蜗轮15等的主体壳体11(第二收纳部11b等)的开口端通过多个螺钉19紧固有作为固定部件的齿圈18。该齿圈18具有将第二收纳部11b关闭的盖部18a，并且一体地具有将第三收纳部11c开放的环状部18b。在该环状部18b的内周部以遍及其整周的方式形成有内齿齿轮18c。该内齿齿轮18c配置为与齿轮17同轴。另外，在环状部18b中与齿轮17相向的开口端形成有具有与台阶部17b的外径相等的内径的向内的凸缘18d。环状部18b通过使台阶部17b的外周面与凸缘18d的内周面滑动接触而抑制齿轮17的轴心偏移。支承轴17c位于被内齿齿轮18c包围的空间内。
例如若马达12(旋转轴12a)朝一个方向旋转，则该旋转经由蜗杆14和蜗轮15减速并传递至小齿轮16。然后，小齿轮16的旋转在其与齿轮17之间进一步减速并传递至齿轮17。齿轮17与蜗杆14、蜗轮15以及小齿轮16一起构成将马达12的旋转减速的减速装置。
在支承轴17c上轴支承有近似圆筒状的行星齿轮21。在行星齿轮21上形成有具有与支承轴17c的外径相等的内径的近似圆形的轴承孔21a，支承轴17c以转动自如的方式插入该轴承孔21a。在行星齿轮21上以遍及其外周部的整周的方式形成有外齿齿轮21b，该外齿齿轮21b与内齿齿轮18c啮合。因此，行星齿轮21绕相对于第一轴线O1偏心的第二轴线O2(支承轴17c)自转并且沿内齿齿轮18c绕第一轴线O1公转。外齿齿轮21b的节圆的直径D2设定为内齿齿轮18c的节圆直径D1的1/2。行星齿轮21具有绕轴承孔21a以等角度间隔配置的多个(在本实施方式中为4个)近似圆柱状的固定突起部21c。固定突起部21c与第二轴线O2平行并朝与齿轮17相反一侧延伸。
在行星齿轮21上以一体旋转的方式固定有近似圆环状的中继板22。中继板22以在轴向上与行星齿轮21重叠的方式固定于该行星齿轮21。该中继板22上形成有与轴承孔21a同轴的近似圆形的透孔22a，并且形成有绕该透孔22a以等角度间隔配置的多个(在本实施方式中为4个)近似圆形的固定孔22b。这些固定孔22b分别与各固定突起部21c对置，其内径设定为与固定突起部21c的外径相等。通过将各固定突起部21c嵌插于对应的固定孔22b，从而中继板22与行星齿轮21一体旋转。中继板22具有在规定角度位置朝径向外侧延伸突出的近似舌片状的安装片22c，该安装片22c上形成有近似圆形的安装孔22d。
中继板22上固定有具有与第二轴线O2平行的轴线的作为输出部的阶梯式近似圆柱状的输出销23。该输出销23具有外径比安装孔22d的内径大的近似圆柱状的主体23a，并且具有以与安装孔22d的内径相等的外径从主体23a向安装孔22d突出设置的近似圆柱状的安装部23b。输出销23在安装部23b插入到安装孔22d的状态下通过例如凿密或者焊接固定于中继板22。该输出销23的中心位于外齿齿轮21b的节圆上。输出销23具有近似圆柱状的圆柱部23c，该圆柱部23c具有比主体23a的外径小的外径并从主体23a向与安装部23b相反的一侧突出地设置。
如图5所示，公知在圆(滚动圆)Cm沿固定的圆(定圆)Cr的内侧滚动时，只要圆Cm的直径为圆Cr的直径的1/2，则圆Cm上的1点画出的摆线(内摆线)为直线。例如在通过两圆Cr、Cm的接触点CN和圆Cm的中心O的直线L1上选择圆Cm上的点P的情况下，点P描绘出与直线L1正交的直线L2。该直线L2当然位于圆Cr的直径上。图5中同时描绘出与圆Cm的不同的位置a、b、c、d、对应的点P的位置Pa、Pb、Pc、Pd。由该图可知，若圆Cm沿圆Cr向位置a～d移位，则点P沿直线L2向位置Pa～Pd移位。
因此，将圆Cr和圆Cm分别视为内齿齿轮18c的节圆和外齿齿轮21b的节圆，并且将接触点CN视为外齿齿轮21b和内齿齿轮18c的啮合位置。此时，中心O被视为支承轴17c(轴承孔21a)的中心(轴线)，并且点P被视为输出销23的中心(轴线)。支承轴17c的中心和输出销23的中心之间的距离L当然与外齿齿轮21b的节圆的半径一致。然后，若行星齿轮21绕支承轴17c自转并且沿内齿齿轮18c向图示逆时针公转，则输出销23的中心(点P)沿直线L2直线运动。即输出销23沿与第一轴线O1垂直且与第一轴线O1相交的直线L2直线运动。
例如行星齿轮21沿内齿齿轮18c绕图5的逆时针公转90°时，输出销23的中心向位置Pd移动，若行星齿轮21进一步公转到达180°的位置，则输出销23的中心向初始位置Pa移动，若行星齿轮21到达270°的位置，则输出销23的中心向与位置Pd相反一侧的节圆上的位置Pd′移动，若行星齿轮21到达360°的位置，则输出销23的中心再次移动到初始位置Pa。
如图1所示，在收纳有行星齿轮21等的齿圈18的开口端通过多个螺钉25紧固有近似圆盘状的盖部件24，利用该盖部件24关闭该开口端。该盖部件24上形成有供输出销23的圆柱部23c松动插入的长孔24a。该长孔24a沿输出销23(点P)伴随着行星齿轮21的上述公转所形成的移动轨迹(直线L2)而延伸，允许输出销23的直线运动。因此，长孔24a的全长设定为比内齿齿轮18c的节圆的直径D1加上输出销23(圆柱部23c)的直径后的长度大。另外，在盖部件24的外周部，以位于长孔24a的单侧的终端的延长线上的方式朝与齿圈18相反一侧突出地设置有近似U字形的卡止片24b。
在贯通长孔24a的圆柱部23c的前端部连结有上述电缆30。即如图2同时表示那样，该电缆30具有外管31、被该外管31保护并能够从其内部进退的电缆芯部32、固定于该电缆芯部32的前端的近似圆筒状的电缆终端部33、安装于外管31的前端的外管卡止部34。电缆终端部33具有与圆柱部23c的外径相等的内径并与圆柱部23c同轴配置。在外管卡止部34卡止于卡止片24b的状态下，圆柱部23c以能够旋转的方式插入电缆终端部33。在贯通电缆终端部33的圆柱部23c的前端部嵌合有近似C字形的挡圈35，从而圆柱部23c相对于电缆终端部33止脱。
这样的结构中，如图3所示，例如输出销23位于内齿齿轮18c的中心(第一轴线O1)。而且，外齿齿轮21b与内齿齿轮18c的啮合位置是从输出销23的位置朝与输出销23的移动方向正交的方向离开的位置。
在该状态下，用从图3向图4的变化表示，若随着齿轮17的旋转，支承轴17c绕第一轴线O1逆时针公转，则行星齿轮21绕支承轴17c(第二轴线O2)顺时针自转并且沿内齿齿轮18c绕第一轴线O1逆时针公转。由此，输出销23沿长孔24a向与外管卡止部34分离的一侧(图示左侧)移动(直线运动)，电缆芯部32被从外管31拉出该移动的量。若随着齿轮17的旋转，输出销23沿长孔24a向靠近外管卡止部34侧(图示右侧)移动，则电缆芯部32被向外管31内压回该移动的量。
面板5的下端与电缆芯部32连接。因此，例如若电缆芯部32被从外管31拉出输出销23的移动的量，则面板5的下端被电缆芯部32拉动，相反，若电缆芯部32被向外管31内压回输出销23的移动的量，则面板5的下端被电缆芯部32按压。这样，通过推拉电缆芯部32来使面板5的拱形变化。
接下来，说明本实施方式的作用及其效果。
(1)在本实施方式中，例如即使齿轮17是内齿齿轮18c的内径的大小，只要使行星齿轮21沿内齿齿轮18c公转，就能够使输出销23直线运动该内齿齿轮18c的内径大小的移动量，装置整体能够进一步小型化。
(2)在本实施方式中，外齿齿轮21b的节圆的直径D2设定为内齿齿轮18c的节圆的直径D1的1/2，输出销23配置于外齿齿轮21b的节圆上。因此，行星齿轮21绕第二轴线O2自转并且沿内齿齿轮18c公转，从而能够自然实现输出销23的直线运动。
(3)在本实施方式中，仅使齿轮17朝一个方向旋转，就能够切换输出销23的直线运动的方向。即仅使齿轮17朝一个方向旋转，就能够使输出销23往复直线运动。因此，例如在利用马达12使齿轮17旋转的情况下，不需要切换该马达12的旋转方向或探测其切换的位置，能够省略为了使马达12正转·反转所需要的开关等结构要素。因此，能够进一步简化电路结构，进而能够减少成本。
另外，例如在[背景技术]一栏中说明的日本特许文献1的利用小齿轮和齿条将旋转运动转换为直线运动的情况下，不需要在齿条的前端设置与小齿轮抵接的部位(限位器)来限制齿条的移动量。因此，座椅驱动装置10不会产生该抵接带来的较大应力，能够实现装置磨损的抑制、长寿命化。或者能够减少座椅驱动装置10所需要的强度。
(4)在本实施方式中，即使将输出销23配置于外齿齿轮21b的节圆上，也能够利用中继板22，将输出销23在第二轴线O2的方向上相对于外齿齿轮21b错开配置。因此，例如不会阻碍外齿齿轮21b与内齿齿轮18c的啮合，能够实现输出销23的直线运动。
(5)在本实施方式中，圆柱部23c(输出销23)在固定于电缆芯部32的电缆终端部33被轴支承。这里，随着齿轮17的旋转驱动使输出销23进行上述直线运动时，该输出销23(圆柱部23c)伴随着行星齿轮21的公转绕自身的轴线旋转。然而，在与输出销23连结的电缆芯部32(驱动对象的部位)设置电缆终端部33(轴承部)从而能够利用电缆终端部33吸收输出销23的旋转，能够使电缆30相对于输出销23的连接部位沿上述直线运动的方向移动而不绕输出销23的轴线摆动。
(6)在本实施方式中，能够将输出销23的直线运动保持原样地传递至电缆30并推拉电缆30。因此，例如在使与电缆(电缆芯部)连接的适当的手柄转动来推拉该电缆的情况下，不用确保可允许该手柄转动的配置空间，也不存在根据该手柄的转动位置拉动电缆的角度变化而使电缆的阻力变化的情况。而且，不需要为了抑制该角度的变化，使电缆的紧固位置(相当于外管卡止部34)与该手柄分离这样的动作。因此，能够将电缆30集中配置在座椅驱动装置10的附近，能够进一步减少其布线空间。
(7)在本实施方式中，仅通过伴随着齿轮17的旋转的行星齿轮21的滚动运动(自转和公转)就能获得直线运动，所以能够得到摩擦损失小且高效率的转换装置。因此，能够实现马达12等的小型化，进而能够实现轻型化和低成本化。
此外，上述实施方式也可以进行如下改变。
·如图7所示，车用运动转换装置也可以适用于倾斜器的解锁装置。即在座垫2和座椅靠背3之间夹装有适当的倾斜器(锁定机构)40，该倾斜器40限制座椅靠背3相对于座垫2的相对转动或者允许该相对转动。此外，倾斜器40具有通常在该相对转动被限制的状态下用于输入解除该限制状态的操作力的解除杆41。倾斜器40受到使解除杆41转动的操作力，从而切换为该相对转动的允许状态。
在座椅靠背3的单侧(朝向座椅的前方位于左侧)的侧部内置有具有依照上述座椅驱动装置10的构造的座椅驱动装置50。该座椅驱动装置50的输出部(相当于输出销23)经由具有依照上述电缆30的构造的电缆55连接于解除杆41的前端。座椅驱动装置50使电缆55进退来推拉解除杆41的前端，从而将倾斜器40切换为限制状态或者允许状态。乘客利用该倾斜器40的功能，由此能够调整座椅靠背3的倾倒角度。
此外，除了倾斜器的解锁装置以外，车用运动转换装置也可以适用于与座椅本身的装卸有关的座椅锁定、使座椅靠背与车体的撞击器接合和分离的座椅靠背锁等解除装置，或者也可以适用于门锁等使车门与车身的撞击器接合和分离的解除装置。
·上述实施方式中，在齿轮17突出地设置有支承轴17c，并且在行星齿轮21形成有轴支承支承轴17c的轴承孔21a，但上述关系也可以互逆。即也可以在齿轮17形成轴承孔，并且在行星齿轮21突出地设置有被轴支承于轴承孔的支承轴。
·上述实施方式中，输出销23(圆柱部23c)例如也可以是圆筒状、圆台状、多角锥台状、多棱柱状等。特别是在输出销23是多角锥台状、多棱柱状的情况下，优选在输出销23与电缆30(电缆终端部33)之间设定适当的间隙以防该输出销23的旋转传递至电缆30(电缆终端部33)而使其摆动。
·上述实施方式中，在中继板22上突出地设置有输出销23(圆柱部23c)，并且在电缆30上设置有轴支承输出销23(圆柱部23c)的电缆终端部33(轴承部)，但上述关系也可以互逆。即也可以在中继板22上形成轴承孔(轴承部)，并且在电缆30上突出地设置被轴承孔(轴承部)轴支承的圆柱部。
·上述实施方式中，也可以省略中继板22而直接在行星齿轮21上突出地设置输出销(23)。在该情况下，输出销优选在比外齿齿轮21b的节圆靠径向内侧从外齿齿轮21b延伸，并且以使该前端侧的圆柱部位于节圆上的方式折曲为例如曲柄状。
·上述实施方式中，仅驱动齿轮17等使其朝一个方向旋转，使输出销23往复直线运动。与此相对，也可以以限制齿轮17等的旋转范围为前提，驱动马达12正转和反转使输出销23往复直线运动。在该情况下，长孔24a在延伸方向的开口宽度也可以小于输出销23本来的最大移动量。然后，也可以在例如输出销23到达长孔24a的终端而其移动被机械限制的时刻(或者在此之前的时刻)，切换马达12的旋转方向。
·上述实施方式中，在外齿齿轮21b的节圆(滚动圆)的轨迹上配置电缆30的安装点(输出销23)，但即使电缆30的安装点(输出销23)稍微偏离外齿齿轮21b的节圆(滚动圆)的轨迹，输出销23的动作也只是由直线运动变为平稳的曲线运动(实际上被视为直线运动)，电缆30的动作也不会有问题。
·上述实施方式中，也可以分别配设有多个与行星齿轮21一体旋转的输出销23和与其连接的电缆30。在该情况下，将上述多个输出销在外齿齿轮21b的节圆上配设于互不相同的角度位置，从而能够使与上述输出销连接的多个电缆以在上述电缆之间产生相位差的方式进退。
·上述实施方式中，将马达12(旋转轴12a)的旋转减速并传递至齿轮17的减速装置的结构是一个例子。只要例如马达12的额定输出功率足够，构成也可以省略减速装置本身而利用马达12直接驱动齿轮17旋转。
·上述实施方式中，也可以是省略马达12而直接或间接地通过手动驱动相当于齿轮17的适当的输入部件旋转的结构。
·上述实施方式中，座椅驱动装置10也可以使用在例如用于调整座椅对乘客的保持性的侧面支撑调整装置，或者也可以使用在调整头靠4的上下位置用的头靠高度调整装置，还可以使用在除此以外的适合的调整装置。

Claims (6)

1.一种车用运动转换装置，其中，具备：
固定部件，其具有绕第一轴线配置的内齿齿轮；
输入部件，其构成为绕所述第一轴线旋转；以及
行星齿轮，其具有与所述内齿齿轮啮合的外齿齿轮以及输出部并以能够绕相对于所述第一轴线偏心的第二轴线旋转的方式被轴支承于所述输入部件，随着所述输入部件的旋转，所述行星齿轮以使所述输出部直线运动的方式绕所述第二轴线自转并且沿所述内齿齿轮绕所述第一轴线公转。
2.根据权利要求1所述的车用运动转换装置，其中，
所述输出部以沿与所述第一轴线垂直且与该第一轴线相交的直线进行直线运动。
3.根据权利要求1或2所述的车用运动转换装置，其中，
所述外齿齿轮的节圆的直径设定为所述内齿齿轮的节圆的直径的1/2，
所述输出部配置于所述外齿齿轮的节圆上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的车用运动转换装置，其中，
随着所述输入部件朝一个方向的旋转，所述输出部进行往复的所述直线运动。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车用运动转换装置，其中，
具备与所述行星齿轮一体旋转的中继板，
所述输出部固定于所述中继板。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的车用运动转换装置，其中，
所述输出部是具有与所述第二轴线平行的轴线的圆柱部和轴支承该圆柱部的轴承部中的某一者。
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