JP2006263252A - 車両用シートリクライニング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シートバックに加わる前倒しの荷重が大きくなっても、ロックツースの保持力を確保する。
【解決手段】 ロックツース１０が反時計方向へ回動されようとした際に、内歯ギヤ７ａの歯から外歯ギヤ１０ｄの歯へ加わる荷重Ｆの方向が、第２外周側ガイド面１２ｂの内歯ギヤ７ａ側端Ｐよりも内歯ギヤ７ａ側となるように、内歯ギヤ７ａ，外歯ギヤ１０ｄの両側の歯面のうちの一方の歯面の角度を従来よりも５〜１０度だけ小さい値に設定し、中心へ向かってカム９側に作用する荷重を軽減すると共に、ロックツース１０に生じる偶力のモーメントの値を大きくして外歯ギヤ１０ｄの軸部１１に近い部分が内歯ギヤ７ａへ食い込む力をより強くする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、座面となるシートクッションに対して背もたれとなるシートバックを角度調製可能に固定するための車両用シートリクライニング装置に関し、シートバックを後倒しする方向へ大きな荷重が加わった場合の強度を大きくしたものである。

車両用シートリクライニング装置としては、例えばシートクッション側のべ一スプレートに取り付けられるベース部材と、シートバック側のアームプレートに取り付けられる回動部材とが相対的に回動可能に構成され、前記ベース部材に取り付けられたロックツースの外歯ギヤを前記回動部材の内周面に形成した内歯ギヤに噛合させることによって、ベース部材と回動部材との相対回転を規制し、前記シートバックを所定の角度位置に保持するように構成したものが知られている。

ロックツースを円弧軌道に沿って案内するために、前記ベース部材には軸部と一対のガイド部とが突出形成される一方、ロックツースには、前記軸部に揺動自在に係合する凹状の軸受面と、前記一対のガイド部のガイド面と摺動する摺動外周面とが形成されている。また、前記内歯ギヤの中心部には、ロックツースを外側へ押圧して前記外歯ギヤを前記内歯ギヤに噛合させるためのカムが設けられている。

前記のように構成された車両用シートリクライニング装置においては、車両の後方から追突された時にシートバックを後倒れさせる荷重が加わり、内歯ギヤと外歯ギヤとの噛合を介してロックツースに大きな力が作用することになる。このとき、ロックツースは一方のガイド部により支持されることから、ベース部材に対する回動部材の回動が規制され、シートバックが所定の角度位置から回動することはない。

また、従来、シートベルトに加わる力を支持するベルトアンカはセンターピラーであったが、近年はセンターピラーからシートバックに変更されつつあることから、車両の前方衝突時には、乗員の体重による慣性力がシートバックを前倒しする方向へ加わり、従来よりもより大きな力がシートバックに加わることになる。このため、車両用シートリクライニング装置は、従来よりも大きな荷重に耐えられることが要求されている。

従来の車両用シートリクライニング装置としては、例えば特許文献１に記載の発明が知られている。この発明は、前記一方のガイド部の内歯ギヤ側とロックツースとの間に外周側隙間を設けることにより、シートバックに後倒し方向の荷重が加わったときに、外歯ギヤと内歯ギヤとを介して回動部材からロックツースに荷重が加わると、前記外周側隙間の存在により、ロックツースをその場で回転させる偶力のモーメントが作用し、外歯ギヤの軸部側が内歯ギヤへ向かって押圧されることから、外歯ギヤと内歯ギヤとの噛み合い強度が大きくなり、大きな荷重にも耐えることができる。
特開２００４−１２１５０８号公報

ところが、前記従来の車両用シートリクライニング装置において、更に大きな荷重に耐えられるようにすることが求められているが、構成部材の板厚を大きくしたり装置の外径寸法を大きくすると商品性が低下してしまう。

そこで本発明は、外歯ギヤと内歯ギヤとの噛み合いをより強くすることにより、更に大きな荷重にも耐えられるようにした車両用シートリクライニング装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、シートクッションと該シートクッションに対して回動可能に固定されるシートバックとのいずれか一方に結合されたベース部材と、他方に結合されると共に前記ベース部材に対して周方向に相対回転自在でかつ内周面に内歯ギヤを有する回動部材と、前記内歯ギヤに噛合可能な外歯ギヤを有し該外歯ギヤが前記内歯ギヤに係脱する方向へ揺動可能なロックツースと、該ロックツースを円弧軌道に沿って揺動させるための内周側ガイド面を有すると共に前記ベース部材に形成された軸部と、該ロックツースを円弧軌道に沿って揺動させるための外周側ガイド面を有すると共に前記ベース部材に形成された一対のガイド部と、前記ロックツースを押圧して前記外歯ギヤを前記内歯ギヤに噛合させるカムとを備え、前記外歯ギヤを基準として前記軸部の反対側に位置する前記一方のガイド部の前記内歯ギヤ側には、前記ロックツースとの間に外周側隙間を有し、前記ベース部材に対して前記回動部材を相対的に回動させる方向へ荷重が加わると、前記ロックツースが前記軸部と前記一方のガイド部とにより支持されるようにした車両用シートリクライニング装置において、前記ロックツースを前記一方のガイド部へ向かって押圧する側の前記内歯ギヤおよび前記外歯ギヤの歯面の角度を、反対側の歯面の角度より小さくしたことを特徴とする。

この発明によれば、回動部材に荷重が加わることにより、ベース部材に対して回動部材が相対的に回動しようとすると、回動部材からロックツースに荷重が加わり、ロックツースが軸部と一方のガイド部およびカムにより支持される。そして、ロックツースを一方のガイド部へ向かって押圧する側の外歯ギヤおよび内歯ギヤの歯面の角度を、反対側の歯面の角度より小さくしたので、ロックツースをカム側へ向かって移動させる方向の分力が小さくなる。また、内歯ギヤからロックツースに加わる荷重と、該ロックツースが一方のガイド部から受ける反力（ロックツースが一方のガイド部を押圧する荷重と同じ大きさで方向が反対）とによって生じる偶力のモーメントが、偶力のモーメントを構成する２力間の距離が大きくなった分だけ増大し、ロックツースをその場で回転させる力が増大する。このため、外歯ギヤの軸部側を内歯ギヤへ向かって押圧する力が従来よりも増大し、外歯ギヤと内歯ギヤとの噛み合い強度が大きくなって、ロックツースの保持力が大きくなる。

本発明に係る車両用シートリクライニング装置によれば、ロックツースの外歯ギヤが内歯ギヤから受ける荷重の方向が、ガイド部の外周側ガイド面の内歯ギヤ側の端部よりも内歯ギヤ側となるので、ロックツースをカムへ向かって移動させる方向の分力が小さくなる。また、内歯ギヤからロックツースに加わる荷重と、該ロックツースがガイド部から受ける反力とによって生じる偶力のモーメントが、偶力のモーメントを構成する２力間の距離が大きくなった分だけ増大し、ロックツースをその場で回転させる力が増大するため、外歯ギヤの軸部側を内歯ギヤへ向かって押圧する力が従来よりも増大し、外歯ギヤと内歯ギヤとの噛み合い強度がより大きくなって、ロックツースの保持力が大きくなる。

以下、本発明による車両用シートリクライニング装置の実施の形態を説明する。

図４に示すように、座る部分であるシートクッション２が設けられ、該シートクッション２に対してシートバック３が車両の前後方向へ回動可能に取り付けられている。シートクッション２にはべ一スプレート４を介してベース部材としての機枠５が結合される一方、シートバック３にはアームプレート６を介して図示しない回動部材としての蓋体７が結合されている。そして、シートクッション２に対してシートバック３を車両の前方である左側へ向かって倒すように付勢する図示しないスプリングが設けられている。

前記機枠５および前記蓋体７は、図３に示す車両用シートリクライニング装置１を構成している。車両用シートリクライニング装置１について、以下に説明する。機枠５は円盤の内部をプレスにより半抜きして円形凹部が形成される一方、蓋体７には同様にして円盤の内部を半抜きして円形凹部が形成されると共に該円形凹部の内周面には内歯ギヤ７ａが形成されている。そして、機枠５の円形凹部の内部に、蓋体７が同軸状かつ相対回転自在に嵌め込まれている。そして、図３(ｂ)に示すように蓋体７と機枠５との外周部がリング状のホルダ８によって挟持され、これにより機枠５と蓋体７とが軸方向に分離されることなく相対回転可能に保持されている。機枠５と蓋体７との軸方向間には、中央に回転式のカム９が配置され、該カム９を挟んだ上下位置には揺動自在な一対のロックツース１０が配置されている。

ロックツース１０を円弧軌道に沿って揺動自在に案内するため、円弧軌道の内周側には、内周側ガイド面１１ａを有する半円柱形状の軸部１１が機枠５と一体成形される一方、ロックツース１０には、その一部を円弧状に切り欠いて軸受面１０ｃが形成されている。一方、ロックツース１０を円弧軌道に沿って揺動自在に案内するための円弧軌道の外周側には、ロックツース１０を案内するために第１，第２ガイド凸部１２Ａ，１２Ｂ（一対のガイド部）が機枠５と一体成形され、第１，第２ガイド凸部１２Ａ，１２Ｂに第１，第２外周側ガイド面１２ａ，１２ｂ（外周側ガイド面）が形成されている。そして、ロックツース１０には、第１，第２外周側ガイド面１２ａ，１２ｂと摺動する第１，第２摺動外周面１０ａ，１０ｂが形成されている。ロックツース１０は円弧軌道に沿って揺動するので、第１，第２外周側ガイド面１２ａ，１２ｂと第１，第２摺動外周面１０ａ，１０ｂとは、軸部１１の中心に対して同軸の円弧形状に形成されている。そして、円弧軌道に沿って揺動するロックツース１０であって、前記内歯ギヤ７ａと対向する面には、前記内歯ギヤ７ａに噛合可能な外歯ギヤ１０ｄが形成されている。

このように前記内歯ギヤ７ａに係脱する前記外歯ギヤ１０ｄを備えたロックツース１０を前記内歯ギヤ７ａへ向かって押圧するために、前記カム９が設けられている。カム９は、中心孔９ｅを中心として反時計方向に回動させることにより、一対のロックツース１０をカム９を中心とする半径方向外側へ押圧して外歯ギヤ１０ｄを内歯ギヤ７ａに噛合させたり、逆に時計方向へ回動させることにより噛合を解除させたりすることができる。外歯ギヤ１０ｄを内歯ギヤ７ａに噛合させることにより、機枠５に対する蓋体７の回動が規制され、シートクッション２に対してシートバック３が所定の角度位置で保持される。

カム９には、ロックツース１０を時計方向へ揺動させて外歯ギヤ１０ｄを内歯ギヤ７ａに噛合させるためのロックカム面９ａと、ロックツース１０を反時計方向へ揺動させて外歯ギヤ１０ｄを内歯ギヤ７ａから引き離すためのロック解除カム面９ｂとが形成されている。カム９には、図３の上下のロックカム面９ａどうしを結ぶ線Ｌ₁に対してほぼ直交する線Ｌ₂上に、カム９の線Ｌ₂方向への移動を規制する摺動外周面９ｃが形成されている。該摺動外周面９ｃは、カム９の中心孔９ｅを中心とする円弧状に形成されている。摺動外周面９ｃは、第１ガイド凸部１２Ａに形成された摺接面１２ｄに常に摺接している。

そして、ロックツース１０の外歯ギヤ１０ｄを内歯ギヤ７ａに噛合させるように常時付勢するために、カム９を反時計方向へ回転付勢するロックスプリング１３が設けられている。ロックスプリング１３は、機枠５と一体形成された半円柱形状の凸部１４を介してその基端部が取り付けられ、先端部がカム９の外周面に形成された係止部９ｄに係止されている。

図４のバックシート３に前倒し方向の荷重が加わったときは、機枠５に対して蓋体７を相対的に回転させようとする力が内歯ギヤ７ａと外歯ギヤ１０ｄとの噛合部を介してロックツース１０に伝わり、該ロックツース１０が図３中の反時計方向へ回動されようとし、この力をカム９，軸部１１および第２ガイド凸部（一方のガイド部）１２Ｂの３箇所で支持している。第２ガイド凸部１２Ｂとロックツース１０とが対向する位置には、蓋体７の半径方向の中心側に、ロックツース１０の第２摺動外周面１０ｂと摺動する第２外周側ガイド面１２ｂが形成されている。また、外歯ギヤ１０ｄを基準として軸部１１の反対側に位置する第２ガイド凸部１２Ｂの半径方向外側に外周側隙間１９が形成されている。これは、ロックツース１０が蓋体７と共に図３中の反時計方向へ回動させられようとした際に、外歯ギヤ１０ｄ側の第２摺動外周面１０ｂの部分が外周側隙間１９へ入り込もうとする回転モーメントを発生させることにより、軸部１１に近い外歯ギヤ１０ｄの部分が内歯ギヤ７ａへ食い込む方向へ変位するようにしたものである。また、第２ガイド凸部１２Ｂの全面でロックツース１０を受けると、第２ガイド凸部１２Ｂの存在により、ロックツース１０に加わる円周方向への荷重に対する軸心方向へ向かう荷重の割合が大きくなるので、これを回避してカム９側へ向かう荷重の低減を図っている。ロックツース１０には外周側隙間１９の端部へ向かって突出する突起１０ｅが形成されている。この突起１０ｅは、ロックツース１０に過大な荷重が加わった場合に、突起１０ｅが第２ガイド凸部１２Ｂに食い込むことにより、ロックツース１０を支持する面を大きくすると共に、第２ガイド凸部１２Ｂからの反力の方向が、円周方向よりも外側を向くようにし、カム９側へ向かう荷重が大きくならないようにしたものである。

本発明では、ロックツース１０がカム９側へ移動しようとする荷重を小さくすると共に、外歯ギヤ１０ｄの軸部１１に近い部分が内歯ギヤ７ａへ食い込む力がより強くなるように構成されている。即ち、以下のようになっている。外歯ギヤ１０ｄと内歯ギヤ７ａとの両側の歯面のうち、ロックツース１０を第２ガイド凸部１２Ｂへ向かって押圧する側の一方の歯面の角度が、従来よりも小さく設定されている。内歯ギヤ７ａの歯の谷の部分での歯の形状を図２に示す。従来の内歯ギヤ７ａの歯の形状は、二点鎖線で示すように蓋体７の回転中心を通る中心線Ｌ₃に対する両側の歯面の角度はいずれもαであって左右対称であり、合計で２αとなる。これに対し、本発明では、蓋体７の内歯ギヤ７ａからロックツース１０の外歯ギヤ１０ｄに加わる荷重Ｆの方向が、蓋体７の回転方向（円周方向）に近くなるように、左側の歯面の角度はαよりθだけ小さいβに設定されている。荷重Ｆの方向がより回転方向へ向かうため、図２のように、歯面と直交する荷重Ｆの方向は、従来の歯面と直交する荷重Ｆ₀の方向よりも、蓋体７の回転中心を通る中心線Ｌ₃に対し、より直交に近い状態となる。

中心線Ｌ₃に対する歯面の角度αは一般的に３０〜４０°であり、θの値は５〜１０°が望ましいことから、歯面の角度βは歯の噛み合い強度（せん断強度）や歯欠け等を考慮して決定される。歯面の角度α，βを大きくするとせん断強度や歯欠けに対しては強くなるが、軸方向へ向かう力が大きくなることからカム９への入力が大きくなり、カム９とロックツース１０との接触面が圧壊して噛み合いが浅くなり、強度が低下してしまう。逆に歯面の角度を小さくし過ぎると、ＦやＦ₀のように歯面に直交する荷重の作用線が隣の歯と干渉することになり、歯欠け（歯のせん断）が問題となる。そのため、本実施の形態では、両側の歯面のうちの第２ガイド凸部１２Ｂ側の歯面の角度αを従来どおりα＝３０°〜４０°とする一方、軸部１１側の歯面の角度βを歯面の角度αよりもθ＝５〜１０°だけ小さくした。これにより、荷重Ｆの方向が従来の荷重Ｆ₀の方向よりも半径方向の外側の内歯ギヤ７ａに近くなり、カム９側へ向かう分力が小さくなると共に、ロックツース１０に加わる偶力のモーメントが大きくなって、外歯ギヤ１０ｄの軸部１１に近い部分を内歯ギヤ７ａへ食い込ませる力がより強くなる。

なお、モジュールを変えていないので、歯の大きさや歯の強度については従来とほぼ同じである。内歯ギヤ７ａの歯は前記のように構成されており、一方、外歯ギヤ１０ｄはこの内歯ギヤ７ａと噛み合う形状に構成されている。

図３(ｂ)に示すように、車両用シートリクライニング装置１は、シートクッション２の幅方向両側にそれぞれ配置されており、左右の車両用シートリクライニング装置１に個別に設けられた操作軸１５どうしが、シャフト１６を介して連結されている。即ち、カム９の中心孔９ｅには前記操作軸１５が圧入固定されており、該操作軸１５は、操作軸１５の一端の外周面に形成したセレーション（継手部）１５ａと円筒状のシャフト１６の内周面に形成したセレーション１６ａとを介してシャフト１６と結合されている。

図３(ｂ)に示すように操作軸１５の他端に形成したセレーション１５ｂが図４に示すべ一スプレート４の外方に突出し、該セレーション１５ｂに操作レバー１７が取り付けられ、該操作レバー１７には操作ノブ１８が取り付けられている。

次に、車両用シートリクライニング装置１の作用を説明する。

車両用シートリクライニング装置１がシートに組み付けられた状態においては、通常時は図３に示すように、ロックスプリング１３の付勢力によりカム９が反時計方向に回動した状態を占めており、ロックカム面９ａによってロックツース１０が押圧され、ロックツース１０が軸部１１および第１，第２外周側ガイド面１２ａ，１２ｂを介して円弧軌道に沿って時計方向に揺動し、外歯ギヤ１０ｄが蓋体７の内歯ギヤ７ａに噛合した状態になっている。即ち、シートバック３の回動が規制された状態になっている。

次に、操作ノブ１８を操作し、ロックスプリング１３の付勢力に抗して操作軸１５を図４中の時計方向に回動させると、カム９のロックカム面９ａとロックツース１０との係合が解かれると共に、ロック解除カム面９ｂがロックツース１０を反対方向へ押圧することになる。このため、ロックツース１０は、軸部１１を中心として反時計方向へ揺動し、外歯ギヤ１０ｄと内歯ギヤ７ａとの噛合が解かれてロック解除状態となり、蓋体７の取り付けられたアームプレート６及びシートバック３が図示しないスプリングの付勢力により前倒し方向に回動する。

図示しないスプリングの付勢力に抗してシートバック３を後倒し方向へ向かって回動させ、希望するシートバック３の角度位置で操作ノブ１８から手を放すと、ロックスプリング１３の付勢力によりカム９が反時計方向へ回動し、ロックカム面９ａがロックツース１０を時計方向へ押圧する。このため、ロックツース１０の外歯ギヤ１０ｄが内歯ギヤ７ａと噛合してロック状態に戻る。

図４のバックシート３に前倒しの荷重が加わったときの作用を説明する。図１に矢印で示すように機枠５に対して蓋体７が相対的に反時計方向へ回動しようとし、回動力が内歯ギヤ７ａと外歯ギヤ１０ｄとの噛合部を介してロックツース１０に伝わるので、該ロックツース１０が図１中の反時計方向へ回動されようとし、このときロックツース１０は、カム９，軸部１１および第２ガイド凸部１２Ｂにより支持される。

バックシート３に加わる前倒しの荷重が大きくなると、外周側隙間１９の存在により、内歯ギヤ７ａからロックツース１０に円周方向に加わる荷重と、該ロックツース１０が第２ガイド凸部１２Ｂの第２外周側ガイド面１２ｂに押圧されることにより第２外周側ガイド面１２ｂからロックツース１０が受ける反力（ロックツース１０が第２外周側ガイド面を押圧する荷重と同じ大きさで方向が反対）とによって偶力のモーメントが生じる。このため、ロックツース１０の第２摺動外周面１０ｂの外歯ギヤ１０ｄ側の部分が外周側隙間１９へ向かって入り込もうとすることにより、外歯ギヤ１０ｄの軸部１１に近い部分が内歯ギヤ７ａに食い込む方向へ変位する。

そして、内歯ギヤ７ａの歯面から外歯ギヤ１０ｄの歯面へ向かう荷重Ｆの方向は、図２における従来の荷重Ｆ₀よりも、中心線Ｌ₃に直交する蓋体７の回転方向に近くなるので、中心線Ｌ₃に沿って中心へ向かうロックツース１０の移動を規制しているカム９のロックカム面９ａとロックツース１０との当接面に作用する分力は小さくなる。従って、これらの当接面の圧壊による内歯ギヤ７ａと外歯ギヤ１０ｄとの噛み合いの悪化を防止できると共に、内歯ギヤ７ａの夫々の歯のうちの一方の歯面からの荷重Ｆの方向は図１に示すようになり、ロックツース１０の外歯ギヤ１０ｄが内歯ギヤ７ａから受ける荷重の方向の合力が、第２ガイド凸部１２Ｂにおける第２外周側ガイド面１２ｂの内歯ギヤ７ａ側端Ｐと内歯ギヤ７ａ側との間であって、内歯ギヤ７ａ側に偏ることになるので、内歯ギヤ７ａからロックツース１０に加わる荷重と、該ロックツース１０がガイド部から受ける反力とによって生じる偶力のモーメントが、偶力のモーメントを構成する２力間の距離が大きくなった分だけ増大し、ロックツース１０をその場で回転させる力が増大する。このため、カム９への入力を軽減できると共に外歯ギヤ１０ｄの軸部１１に近い部分を内歯ギヤ７ａへ向かって押圧する力が従来よりも増大し、外歯ギヤ１０ｄと内歯ギヤ７ａとの噛み合い強度が大きくなって、ロックツース１０の保持力が大きくなる。

なお、本実施の形態では、シートバックを前倒しする方向へ荷重が加わると、ベース部材に対して回動部材が相対的に反時計方向へ回動するように構成した場合を示すものであるが、逆に、シートバックを後倒しする方向へ荷重が加わると、ベース部材に対して回動部材が相対的に反時計方向へ回動するように構成してもよい。

車両用シートリクライニング装置の作用説明図（実施の形態）。 内歯ギヤの歯の形状を示す構成図（実施の形態）。 車両用シートリクライニング装置に係り、(ａ)は一部破断して示す構成図、(ｂ)は側面断面図（実施の形態）。 車両用シートの構成図（実施の形態）。

符号の説明

１…車両用シートリクライニング装置
２…シートクッション
３…シートバック
５…機枠（ベース部材）
７…蓋体（回動部材）
７ａ…内歯ギヤ
９…カム
１０…ロックツース
１０ｃ…軸受面
１０ｄ…外歯ギヤ
１１…軸部
１１ａ…内周側ガイド面
１２Ｂ…第２ガイド凸部（一方のガイド部）
１２ｂ…第２外周側ガイド面（外周側ガイド面）
１９…外周側隙間

Claims (1)

1. シートクッションと該シートクッションに対して回動可能に固定されるシートバックとのいずれか一方に結合されたベース部材と、他方に結合されると共に前記ベース部材に対して周方向に相対回転自在でかつ内周面に内歯ギヤを有する回動部材と、前記内歯ギヤに噛合可能な外歯ギヤを有し該外歯ギヤが前記内歯ギヤに係脱する方向へ揺動可能なロックツースと、該ロックツースを円弧軌道に沿って揺動させるための内周側ガイド面を有すると共に前記ベース部材に形成された軸部と、該ロックツースを円弧軌道に沿って揺動させるための外周側ガイド面を有すると共に前記ベース部材に形成された一対のガイド部と、前記ロックツースを押圧して前記外歯ギヤを前記内歯ギヤに噛合させるカムとを備え、
   前記外歯ギヤを基準として前記軸部の反対側に位置する前記一方のガイド部の前記内歯ギヤ側には、前記ロックツースとの間に外周側隙間を有し、前記ベース部材に対して前記回動部材を相対的に回動させる方向へ荷重が加わると、前記ロックツースが前記軸部と前記一方のガイド部とにより支持されるようにした車両用シートリクライニング装置において、
   前記ロックツースを前記一方のガイド部へ向かって押圧する側の前記内歯ギヤおよび前記外歯ギヤの歯面の角度を、反対側の歯面の角度より小さくしたことを特徴とする車両用シートリクライニング装置。
   

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