JP2004028181A

JP2004028181A - リクライニング機構のラチェット及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004028181A
Application number: JP2002184149A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nagano; 長野　修
Original assignee: Shiroki Corp
Current assignee: Shiroki Corp
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】内歯が形成され、溶接により他の部材に取り付けられるリクライニング機構のラチェット及びその製造方法において、低コストで、充分な表面硬さを有し、溶接割れを起こさないリクライニング機構のラチェット及びその製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】リクライニング機構９０のラチェット１３０、表面のカーボン含有量が０．２０％以上、０．３８％以下、内部のカーボン含有量が、０．２０％以上、０．３３％以下とする。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内歯が形成され、溶接により他の部材に取り付けられるリクライニング機構のラチェット及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リクライニング機構の構成部品のうち、内歯が形成されたラチェットと呼ばれる部品がある。このラチェットは、ギア部材なので、強度及び耐摩耗性を満足するために、Ｈｖ（ビッカース硬さ）で４００〜７５０程度の高い表面硬さが必要である。
【０００３】
従って、ラチェット用の材料としては、高炭素綱（例えば、Ｓ４５Ｃ）を焼き入れして、マンテルサイト化し、高い表面硬度を得るようにしている。
また、低炭素綱（例えば、Ｓ１０Ｃ）の場合は、高いカーボン濃度（例えば、０．８％）の雰囲気ガス中で焼き入れすることにより（浸炭焼き入れ）、低炭素鋼の表面にカーボンを侵入させて高い表面硬度を得るようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したラチェットと他の部品との取付は、ボルトやリベット等で行なわれてきた。
【０００５】
しかし、コスト低減のために、溶接で行なうことが要望されている。
一方、熱処理を行なったラチェット用の鋼材は、表面にカーボンを多く含有しているので、ビード下割れ等の溶接割れ（焼き割れ）が発生する確率が高くなる。
【０００６】
このような溶接割れが発生すると、溶接部分の充分な強度、耐久性が得られない問題点がある。
従って、リクライニング機構のラチェットとして、充分な表面硬度を有し、更に、溶接しても溶接割れが発生しない鋼材は現在のところないのが現状である。
【０００７】
また、防炭処理、即ち、溶接部分のみを樹脂コーティングし、浸炭焼き入れを行なえば、溶接部分は低炭素となるので、溶接割れは発生しないが、コストが高くなる問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、低コストで、充分な表面硬さを有し、溶接割れを起こさないリクライニング機構のラチェット及びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１記載の発明は、内歯が形成され、溶接により他の部材に取り付けられるリクライニング機構のラチェットにおいて、前記ラチェットは、表面のカーボン含有量が０．２０％以上、０．３８％以下、内部のカーボン含有量が、０．２０％以上、０．３３％以下であることを特徴とするリクライニング機構のラチェットである。
【００１０】
前記ラチェットは、表面のカーボン含有量が０．２０％以上、０．３８％以下、内部のカーボン含有量が、０．２０％以上、０．３３％以下であることにより、充分な表面硬さを有し、他の部材と溶接しても溶接割れを起こさない。防炭処理等のコストがかかる前処理が不要であるので、低コストである。
【００１１】
好ましいラチェットのカーボン濃度としては、請求項２記載の発明のように、表面のカーボン含有量が０．３０％、内部のカーボン含有量が０．２０％以上、０．２５％以下である。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記ラチェットは、少量のボロンを含有することを特徴とする請求項１又は２記載のリクライニング機構のラチェットである。
前記ラチェットは、少量のボロンを含有するため、鋼材の焼入れ性を向上させることができ、焼入れすることで、鋼材の硬度を高めることができ、強度を持たせることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、カーボン濃度が０．２０％以上、０．３３％以下の鋼材を塑性加工して内歯を形成する工程と、カーボン濃度が前記鋼材のカーボン濃度以上、０．３８％以下の雰囲気ガス中で、前記内歯が形成された鋼材を焼入れする工程と、を有することを特徴とするリクライニング機構のラチェット製造方法である。
【００１４】
カーボン濃度が前記鋼材のカーボン濃度以上、０．３８％以下の雰囲気ガス中で、前記内歯が形成された鋼材を焼入れすることにより、ラチェットは、表面のカーボン含有量が０．２０％以上、０．３８％以下、内部のカーボン含有量が、０．２０％以上、０．３３％以下となる。
【００１５】
従って、充分な表面硬さを有し、他の部材と溶接しても溶接割れを起こさない。防炭処理等のコストがかかる前処理が不要であるので、低コストである。
ここで、好ましい鋼材の一例としては、請求項５記載の発明のように、カーボン濃度が０．２０％以上、０．２５％以下の鋼材であるＳ２２Ｃがある。
【００１６】
また、前記鋼材がＳ２２Ｃの場合、好ましい雰囲気ガスのカーボン濃度としては、請求項６記載の発明のように、約０．３％である。
請求項７記載の発明は、前記鋼材は少量のボロンを含有することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載のリクライニング機構のラチェット製造方法である。
【００１７】
前記鋼材は少量のボロンを含有することにより、鋼材の焼入れ性を向上させることができ、焼入れすることで、鋼材の硬度を高めることができ、強度を持たせることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施の形態例を説明する。
最初に本実施の形態例のリクライニング機構の全体説明を行なう。図１は本実施の形態例のリクライニング機構が設けられたシートの側面図である。図において、リクライニング機構９０は、シートトラック機構１上に設けられシートクッション側のクッションフレーム２０１に対してシートバック側のバックフレーム２０２を前後方向に傾動可能に支持するものである。そして、クッションフレーム２０１とリクライニング機構９０とが、また、バックフレーム２０２とリクライニング機構９０とがそれぞれ溶接で取り付けられる。
【００１９】
次に、図２〜図１０を用いてリクライニング機構９０の説明を行なう。
特に図４〜図７及び図１０に示すように、ベースアーム１００には、ヒンジピン１２０を回転可能に支持する嵌合穴１０１が中央部に形成され、さらに、この嵌合穴１０１の周囲には、嵌合穴１０１と同軸的に、ラチェット１３０側に突き出た二つの同一形状の断面円弧状支持部１０２，１０３が対向するように形成されている。
【００２０】
ラチェット１３０の中央部の嵌合穴１３１（図８参照）には、断面円弧状支持部１０２，１０３が回転自在に嵌合しており、このため、ベースアーム１００に対してラチェット１３０は傾動可能となっている。そして、ベースアーム１００の外周部とラチェット１３０の外周部とは、取り付け金具２０５により、相対回転可能に接合されている。ラチェット１３０のベースアーム１００との対向面には、図８に示すように、ラチェット１３０の傾動中心を中心とする略円形の凹部１３２が形成され、該凹部内周面には内歯１３３，１３４が刻設されている。
【００２１】
また、ラチェット１３０のベースアーム１００との対向面と反対側の面（外面）には、バックフレーム２０２に形成された穴２０２ａ（図１、図４参照）に嵌合し、溶接で取り付けられる結合用突起１３０ａが形成されている。
【００２２】
ベースアーム１００上の、ラチェット１３０の凹部１３２との対向面にも、凹部１０４（図７参照）が形成され、該凹部１０４の底面上部には、ラチェット１３０に向けて第１のガイド手段であるガイド突起１０５，１０６が突設され、底面下部には、ラチェット１３０に向けて第１のガイド手段であるガイド突起１０７，１０８が突設されている。
【００２３】
また、ベースアーム１００のラチェット１３０の凹部１３２との対向面と反対側の面（外面）にも、ラチェット１３０と同様に、クッションフレーム２０１に形成された穴２０１ａ（図４参照）に嵌合し、溶接で取り付けられる結合用突起１００ｃが形成されている。
【００２４】
ポール１４０は、特に図２，図７及び図１０に示すように、ガイド突起１０５，１０６のガイド面１０５ａ，１０６ａに挟まれて、上記傾動の中心軸と直交する方向に摺動案内され、前端部の外歯１４１がラチェット１３０の内歯１３３に噛合できるように構成されている。ポール１５０についても同様に、ガイド突起１０７，１０８のガイド面１０７ａ，１０８ａに挟まれて、上記傾動の中心軸と直交する方向に摺動案内され、前端部の外歯１５１がラチェット１３０の内歯１３４に噛合できるように構成されている。
【００２５】
又、図２および図４に示すように、ポール１４０，１５０のベースアーム１００との対向面には、ベースアーム１００方向に突出する略矩形の凸部１４０ａ，１５０ａが形成され、この凸部１４０ａ，１５０ａはベースアーム１００に形成され、ポール１４０，１５０を傾動の中心軸と直交する方向に案内する溝１００ａ，１００ｂに係合している。
【００２６】
カム１７０の回転中心には、筒体３０１が設けられている。この筒体３０１は、基端部がカム１７０に固着され、先端側がカム１７０の回転中心軸上に沿ってインナ側リクライニング機構方向へ延出し、断面形状が平行な２辺を有する小判形である。そして、筒体３０１の先端面は開放面となり、筒体３０１の内筒は、カム１７０まで挿通する小判穴１７１となっている。
【００２７】
ヒンジピン１２０の断面小判形部分１２３には、カム１７０の小判穴１７１が圧入され、ヒンジピン１２０と、カム１７０とは一体となって回転するようになっている。
【００２８】
このカム１７０には、ベースアーム１００の断面円弧状支持部１０２，１０３が遊嵌する円弧状長穴１７２，１７３が穿設されており、カム１７０はベースアーム１００に対して一定範囲内で回転できるようになっている。
【００２９】
すなわち、カム１７０は、ヒンジピン１２０とともに回転し、押圧部１７４，１７５でもって、ポール１４０，１５０の背面１４２，１５２の被押圧部１４２ａ，１５２ａをその外歯１４１，１５１方向に押して、ポール１４０，１５０の外歯１４１，１５１をラチェット１３０の内歯１３３，１３４に噛合させるものである。
【００３０】
又、カム１７０とポール１４０とには、カム１７０の押圧部１７４とポール１４０の背面１４２の被押圧部１４２ａと以外に、ポール１４０が傾いた際に、カム１７０の押圧部１７４の一方のサイドに形成された当接部１７４ａにポール１４０の当接部１４２ｂが、カム１７０の押圧部１７４の他方のサイドに形成された当接部１７４ｂにポール１４０の当接部１４２ｃが当接可能となっている。
【００３１】
同様に、カム１７０とポール１５０とには、カム１７０の押圧部１７５とポール１５０の背面１５２の被押圧部１５２ａと以外に、ポール１５０が傾いた際に、カム１７０の押圧部１７５の一方のサイドに形成された当接部１７５ａにポール１５０の当接部１５２ｂが、カム１７０の押圧部１７５の他方のサイドに形成された当接部１７５ｂにポール１５０の当接部１５２ｃが当接可能となっている。
【００３２】
このカム１７０には、ラチェット１３０側に突き出た突起１７６，１７７が形成されており、この突起１７６，１７７がレリーズプレート１８０の穴１８１，１８２に嵌合されている。このため、カム１７０とレリーズプレート１８０とは連動して回転することになる。
【００３３】
このレリーズプレート１８０には、ポール１４０，１５０の板厚方向の突起１４３，１５３に嵌合する長穴状のカム穴１８３，１８４が形成されており、このカム穴１８３，１８４の形状は、操作レバーをロック解除方向に回転させたとき、カム穴１８３，１８４のカム面が突起１４３，１５３を押圧し、ポール１４０，１５０を背面側に後退させ、前端部の外歯１４１，１５１をラチェット１３０の内歯１３３、１３４から離脱させるように形成されている。
【００３４】
スパイラルスプリング１９１，１９５は、内端がベースアーム１００のフック１１１，１１２に掛止され、外端がカム１７０の段部１７８，１７９に掛止され、カム１７０がポール１４０，１５０の背面を押すようにカム１７０を回動付勢するものである。
【００３５】
ヒンジピン１２０には、断面小判形部分１２３に連設して小径部１２４が形成されている。
上記構成のリクライニング機構９０の作動を説明する。通常は、スパイラルスプリング１９１，１９５の付勢力により、カム１７０がポール１４０，１５０の背面を押し、ポール１４０，１５０の外歯１４１，１５１がラチェット１３０の内歯１３３，１３４に噛合し、ラチェット（シートバック）１３０の回転が禁止されている（ロック状態）。
【００３６】
図２，図３において、スパイラルスプリング１９１，１９５の付勢力に抗して、ヒンジピン１２０を時計方向（矢印方向）に回転させると、カム１７０，レリーズプレート１８０が時計方向に回転する。
【００３７】
すると、カム１７０のポール１４０，１５０の背面への押圧が解除されるとともに、レリーズプレート１８０のカム穴１８３，１８４のカム面がポール１４０，１５０の突起１４３，１５３を押圧し、ポール１４０，１５０を背面側に後退させる。このため、ポール１４０，１５０はガイド突起１０５〜１０８のガイド面１０５ａ〜１０８ａに案内されて、背面側に移動し、ポール１４０，１５０の外歯１４１，１５１とラチェット１３０の内歯１３３，１３４との噛合が解除され、ラチェット（シートバック）１３０は、傾動可能となる（アンロック状態）。
【００３８】
シートバックを所望の角度まで傾動させ、操作レバーへの操作力を解除すると、スパイラルスプリング１９１，１９５の付勢力により、カム１７０がポール１４０，１５０の背面を押し、ポール１４０，１５０の外歯１４１，１５１がラチェット１３０の内歯１３３，１３４に再び噛合し、ラチェット（シートバック）１３０の回転が禁止された状態に復帰する。
【００３９】
このような構成のリクライニング機構９０において、ラチェット１３０は、内歯１３３，１３４が形成されるので、強度及び耐摩耗性を満足するために、Ｈｖ（ビッカース硬さ）で４００〜７５０）程度の表面硬さが必要である。しかも、ラチェット１３０は溶接でバックフレーム２０２で取り付けられる。
【００４０】
そこで、本実施の形態例では、ラチェット１３０は以下のような方法で製造した。
（１）カーボンを少量含有したＳ２２Ｃ、詳しくは、カーボン含有量が０．２２％で、少量（０．００２％）のボロン入り機械構造用炭素綱鋼材を塑性加工して、内歯１３３，１３４が形成されたラチェット１３０を製造する。
（２）このラチェット１３０をカーボン濃度０．３％の雰囲気ガスで焼き入れを行なった。本実施の形態例における焼き入れは、一般的な浸炭焼き入れと異なり、焼き入れ時に鋼材表面が脱炭を起こさないように鋼材の炭素含有量よりも若干高めのカーボン濃度の雰囲気ガスを用いている。
【００４１】
この時、雰囲気ガス中のカーボンが鋼材表面に浸炭し、表面のカーボン含有量は、０．３％となり、表面硬度は、ビッカース硬さＨｖ４００〜７５０となった。
【００４２】
上記構成によれば、ラチェット１３０の内部のカーボン含有量が０．２２％、表面のカーボン含有量が０．３％であるが、溶接を行なっても溶接割れは発生しなかった。
【００４３】
また、少量のボロンを含有するため、鋼材の焼入れ性を向上させることができ、焼入れすることで、鋼材の硬度を高めることができ、強度を持たせることができる。
【００４４】
【実施例】
本願発明者は、含有カーボン量の異なる複数の機械構造用炭素鋼材を浸炭焼入れし、溶接割れの可否を調査した。
【００４５】
その結果を図１１〜図１３に示す。
図１１は、雰囲気ガスのカーボン濃度と、焼入れする鋼材のカーボン濃度とを同じにした場合である。図１２は、雰囲気ガスのカーボン濃度を鋼材のカーボン濃度＋０．０５％とした場合、図１３は雰囲気ガスのカーボン濃度を鋼材のカーボン濃度＋０．１０％とした場合である。
【００４６】
これらの図において、○は充分な硬さを有し、溶接割れがない場合、×は充分な硬さを有しないか、又は、溶接割れが発生し、生産に適さない場合を示している。
【００４７】
これらの実験結果により、雰囲気ガスのカーボン濃度が、鋼材のカーボン濃度以上、０．３８％以下の雰囲気ガス中で浸炭焼き入れし、鋼材の表面のカーボン含有量が０．２０％以上、０．３８％以下、内部のカーボン含有量が、０．２０％以上、０．３３％以下であれば、溶接割れが発生しないことが確認された。
【００４８】
特に、雰囲気ガスのカーボン濃度が０．２７％〜０．３２％の時のＳ２２Ｃが良好な結果であった。
更に、鋼材中に、少量（０．００１％〜０．００３％）のボロンが含有されていると、鋼材の焼入れ性が向上し、焼入れすることで、鋼材の硬度を高めることができ、強度を持たせることができることを確認した。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように請求項１記載の発明によれば、前記ラチェットは、焼き入れ後の表面のカーボン含有量が０．２０％以上、０．３８％以下、内部のカーボン含有量が、０．２０％以上、０．３３％以下であることにより、充分な表面硬さを有し、他の部材と溶接しても溶接割れを起こさない。防炭処理等のコストがかかる前処理が不要であるので、低コストである。
【００５０】
好ましいラチェットのカーボン濃度としては、請求項２記載の発明のように、表面のカーボン含有量が０．３０％、内部のカーボン含有量が０．２０％以上、０．２５％以下である。
【００５１】
請求項３記載の発明によれば、前記ラチェットは、少量のボロンを含有するため、鋼材の焼入れ性を向上させることができ、焼入れすることで、鋼材の硬度を高めることができ、強度を持たせることができる。
【００５２】
請求項４記載の発明によれば、カーボン濃度が前記鋼材のカーボン濃度以上、０．３８％以下の雰囲気ガス中で、前記内歯が形成された鋼材を焼入れすることにより、ラチェットは、表面のカーボン含有量が０．２０％以上、０．３８％以下、内部のカーボン含有量が、０．２０％以上、０．３３％以下となる。
【００５３】
従って、充分な表面硬さを有し、他の部材と溶接しても溶接割れを起こさない。防炭処理等のコストがかかる前処理が不要であるので、低コストである。
ここで、好ましい鋼材の一例としては、請求項５記載の発明のように、カーボン濃度が０．２０％以上、０．２５％以下の鋼材であるＳ２２Ｃがある。
【００５４】
また、前記鋼材がＳ２２Ｃの場合、好ましい雰囲気ガスのカーボン濃度としては、請求項６記載の発明のように、約０．３％である。
請求項７記載の発明によれば、前記鋼材は少量のボロンを含有することにより、鋼材の焼入れ性を向上させることができ、焼入れすることで、鋼材の硬度を高めることができ、強度を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態例のリクライニング機構が設けられたシートの側面図である。
【図２】図１のリクライニング機構のベースアーム側の外観を示す正面図である図３からベースアームを取り除いた正面図である。
【図３】図１のリクライニング機構のベースアーム側の外観を示す正面図である。
【図４】図２及び図３の切断線Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【図５】図２及び図３の切断線Ｄ−Ｄにおける断面図である。
【図６】図２及び図３の切断線Ｅ−Ｅにおける断面図である。
【図７】図３のベースアームある。
【図８】図２のラチェットである。
【図９】図２のカムである。
【図１０】図１のリクライニング機構の主要部の概略分解斜視図である。
【図１１】実施例の実験の結果を示す図である。
【図１２】実施例の実験の結果を示す図である。
【図１３】実施例の実験の結果を示す図である。
【符号の説明】
９０　リクライニング機構
１３０　ラチェット

Claims

内歯が形成され、溶接により他の部材に取り付けられるリクライニング機構のラチェットにおいて、
前記ラチェットは、
表面のカーボン含有量が０．２０％以上、０．３８％以下、
内部のカーボン含有量が、０．２０％以上、０．３３％以下、
であることを特徴とするリクライニング機構のラチェット。
前記ラチェットは、
表面のカーボン含有量が０．３０％、
内部のカーボン含有量が０．２０％以上、０．２５％以下
であることを特徴とする請求項１記載のリクライニング機構のラチェット。
前記ラチェットは、
少量のボロンを含有することを特徴とする請求項１又は２記載のリクライニング機構のラチェット。
カーボン濃度が０．２０％以上、０．３３％以下の鋼材を塑性加工して内歯を形成する工程と、
カーボン濃度が前記鋼材のカーボン濃度以上、０．３８％以下の雰囲気ガス中で、前記内歯が形成された鋼材を焼入れする工程と、
を有することを特徴とするリクライニング機構のラチェット製造方法。
前記鋼材は、Ｓ２２Ｃであることを特徴とする請求項４記載のリクライニング機構のラチェット製造方法。
前記鋼材がＳ２２Ｃの場合、
前記雰囲気ガスのカーボン濃度は、約０．３％であることを特徴とする請求項４又は５記載のリクライニング機構のラチェット製造方法。
前記鋼材は少量のボロンを含有することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載のリクライニング機構のラチェット製造方法。