JP2018083579A

JP2018083579A - 減速装置

Info

Publication number: JP2018083579A
Application number: JP2016228986A
Authority: JP
Inventors: 定夫伊東; Sadao Ito
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2016-11-25
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2018-05-31
Also published as: US10605346B2; US20180149259A1

Abstract

【課題】大きな荷重に対抗し得る外歯歯車を有する乗物シート用の減速装置を提供する。【解決手段】外歯歯車１３の「歯元の面１３Ａ」のうち「歯溝の底１３Ｅ」側の歯面１３Ｂは、歯間接円弧１３Ｄより歯先側に位置している。これにより、危険断面ＳＤの歯厚寸法Ｓを大きくすることができるので、大きな荷重に対抗し得る外歯歯車を有する乗物シート用の減速装置を得ることができる。【選択図】図５

Description

本願は、乗物用シートに用いられる減速装置に関する。

例えば、特許文献１に記載されていように、乗物用シートに用いられる減速装置では、外歯歯車の歯に大きな荷重が作用する。なお、外歯歯車とは、歯先が径方向外向きに突出した歯車をいう。

特許第４０２９８４７号明細書

本願は、上記点に鑑み、大きな荷重に対抗し得る外歯歯車を有する乗物シート用の減速装置を提供する。

本願では、外歯歯車（１３）の「歯元の面（１３Ａ）」のうち「危険断面（ＳＤ）」部位には、当該部位の歯厚（Ｓ）が歯元側に向かうほど線形的に大きくなる直線部（１３Ｃ）が設けられている。

これにより、本願では、危険断面（ＳＤ）の歯厚寸法（Ｓ）を大きくすることができるので、大きな荷重に対抗し得る外歯歯車を有する乗物シート用の減速装置を得ることができる。

なお、歯先中央点と歯車の回転中心とを通る仮想線を歯形中心線（Ｌｏ）としたとき、直線部（１３Ｃ）と歯形中心線（Ｌｏ）とのなす角（α）は、３０度未満とすることが望ましい。

また、直線部（１３Ｃ）と歯形中心線（Ｌｏ）とのなす角（α）は、２０度以上とすることが望ましい。具体的には、直線部（１３Ｃ）と歯形中心線（Ｌｏ）とのなす角（α）は略２５度が望ましい。

さらに、外歯歯車（１３）の「歯元の面（１３Ａ）」のうち「歯溝の底」側の歯面（１３Ｂ）は、歯間接円弧（１３Ｄ）より歯先側に位置しているように構成してもよい。
これにより、危険断面（ＳＤ）の歯厚寸法（Ｓ）を大きくすることができるので、大きな荷重に対抗し得る外歯歯車を有する乗物シート用の減速装置を得ることができる。

なお、「歯間接円弧（１３Ｄ）」とは、外歯歯車（１３）の隣り合う「歯面」及び当該「隣り合う歯面（１３Ｆ）」間の「歯溝の底（１３Ｅ）」に接する仮想円の円弧をいう。
さらに、外歯歯車（１３）の「歯末の面」がトロコイド曲線状の曲面に構成された減速装置に本願を適用することが望ましい。

因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る乗物用シート１の外観図である。本発明の実施形態に係るリクライナ１０の正面図である。本発明の実施形態に係るリクライナ１０の中央断面図である。本発明の実施形態に係る内歯歯車１１と外歯歯車１３との噛み合い状態を示す図である。本発明の実施形態に係る外歯歯車１３の拡大図である。

以下に説明する「発明の実施形態」は、本願発明の技術的範囲に属する実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されるものではない。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、各図に付された方向を示す矢印等は、各図相互の関係を理解し易くするために記載したものである。本発明は、各図に付された方向に限定されるものではない。

少なくとも符号を付して説明した部材又は部位は、「１つの」等の断りをした場合を除き、少なくとも１つ設けられている。つまり、「１つの」等の断りがない場合には、当該部材が２以上設けられていてもよい。

（第１実施形態）
本実施形態は、乗物用シートのリクライナに本発明に係る減速装置を適用したものである。なお、以下の説明における方向は、本実施形態に係る乗物用シートを車両に組み付けた状態における方向を意味する。

１．乗物用シートの概要
図１に示すように、乗物用シート１は、少なくともシートクッション３及びシートバック５を有する。シートクッション３は着席者の臀部等を支持するための部位である。シートバック５は着席者の背部を支持するための部位であって、シートクッション３に対してシート前後方向に対して揺動（リクライニング）可能である。

バックフレーム７は、シートバック５の骨格を形成するフレームであって、クッションフレーム９に対して揺動可能に連結されている。クッションフレーム９は、シートクッション３を支持する骨格を構成するフレームである。

バックフレーム７は、一対のサイドフレーム７Ａ、アッパパネル７Ｂ及びロアパネル７Ｃ等を有する。各サイドフレーム７Ａは、略上下方向に延びるとともに、シート幅方向両側それぞれに配設されたフレームである。なお、シート幅方向は、本実施形態では、車両の左右方向と一致する。

アッパパネル７Ｂは、シート幅方向に延びて各サイドフレーム７Ａの上端側を連結するフレームである。ロアパネル７Ｃは、シート幅方向に延びて各サイドフレーム７Ａの下端側を連結するフレームである。

バックフレーム７のシート幅方向両側、つまり各サイドフレーム７Ａには、リクライナ１０が設けられている。一対のリクライナ１０は、シートバック５、つまりバックフレーム７の揺動（リクライニング）を制御する機能（以下、リクライニング機能という。）を実現するための機構である。

２．リクライナの構造
２．１リクライナの構成
一対のリクライナ１０は、左右対称構造である点を除き、同一の構造である。以下、シート幅方向一端側（本実施形態では、左側）のリクライナ１０を例にリクライナの構造を説明する。なお、各リクライナ１０は、各サイドフレーム７Ａの下端側に装着されている。

本実施形態に係るリクライニング機能は、電動式の「角度位置調整機構」により実現されている。当該「角度位置調整機構」は、例えば特許４０２９８４７号に記載の「角度位置調整機構」と同様な原理で作動する機構である。

角度位置調整機構、つまりリクライナ１０は、図２及び図３に示すように、内歯歯車１１及び外歯歯車１３等を有して構成されている。内歯歯車１１は、サイドフレーム７Ａ、つまりバックフレーム７側に直接的又は間接的に固定された環状歯車（リングギア）であって、各歯先が中心側に向けて突出した歯車である。

外歯歯車１３は、クッションフレーム９側に直接的又は間接的に固定された歯車であって、各歯先が径方向外向きに突出した歯車である。そして、当該外歯歯車１３は、内歯歯車１１に噛み合って自転しながら内歯歯車１１内を旋回する。

つまり、外歯歯車１３は、自身の中心を自転中心として回転しながら、内歯歯車１１の中心を公転中心として当該自転中心が公転する遊星歯車である。本実施形態に係る外歯歯車１３及び内歯歯車１１の歯面は、トロコイド曲線状の曲面である（図４参照）。

外歯歯車１３は、連結ロッド２０（図３参照）を介して電動モータ（図示せず。）から回転力の供給を受ける。連結ロッド２０は、一対のリクライナ１０間を渡すように延びて当該一対のリクライナ１０それぞれに電動モータの回転力を供給する。

なお、電動モータは、バックフレーム７に固定されている。このため、連結ロッド２０、電動モータ及び内歯歯車１１は、クッションフレーム９に対してバックフレーム７と一体的に変位する。

連結ロッド２０により伝達されてきた回転力は、伝達機構２１を介して外歯歯車１３に伝達される。伝達機構２１は、外歯歯車１３と内歯歯車１１との中心差（偏心量）を吸収して当該回転力を外歯歯車１３に伝達する。

具体的には、伝達機構２１は、図４に示すように、係合部２１Ａ、一対の楔部２１Ｂ及びバネ２１Ｃ等を有して構成されている。係合部２１Ａは連結ロッド２０と噛み合うように係合する。

一対の楔部２１Ｂは、外歯歯車１３の内周面に接触する円弧状の外周面２１Ｄ、及び係合部２１Ａの外周面に接触する円弧状の内周面２１Ｅを有し、周方向一端側に向かうほど外周面２１Ｄと内周面２１Ｅとの距離が小さくなる楔状の部材である。

バネ２１Ｃは、一対の楔部２１Ｂを楔の向き（図４の矢印で示す向き）に押圧する弾性力を発揮する。楔の向きとは、上記距離が大きい側から上記距離が小さい向きに向かう向きをいう。

２．２リクライナの作動
外歯歯車１３の歯数Ｚ１とし、内歯歯車１１の歯数Ｚ２（＞Ｚ１）とすると、外歯歯車１３がｎ度だけ自転すると、当該外歯歯車１３は、（Ｚ２−Ｚ１）／Ｚ２×ｎ度だけ公転する。

このため、外歯歯車１３が１回転する度に、外歯歯車１３の自転中心は、内歯歯車１１に対して公転方向にずれる。具体的には、外歯歯車１３が１回転する度に、外歯歯車１３の自転中心は、公転方向に３６０−[（Ｚ２−Ｚ１）／Ｚ２×３６０]だけずれる。

したがって、電動モータ（連結ロッド２０）が回転すると、外歯歯車１３が外歯歯車１３に対して公転方向にずれるため、バックフレーム７がクッションフレーム９に対して当該公転方向と反対向きに揺動する。

２．３外歯歯車の歯形
図５に示すように、外歯歯車１３の「歯元の面１３Ａ」のうち「歯溝の底１３Ｅ」側の歯面１３Ｂは、歯間接円弧１３Ｄより歯先側に位置している。「歯面１３Ｂが歯間接円弧１３Ｄより歯先側に位置している」とは、歯面１３Ｂが、歯間接円弧１３Ｄに対して当該歯間接円弧１３Ｄの曲率中心側に位置することをいう。

歯間接円弧１３Ｄとは、外歯歯車１３の隣り合う「歯面１３Ｆ」及び当該「隣り合う歯面１３Ｆ」間の「歯溝の底１３Ｅ」に接する仮想円の円弧をいう。「歯元の面１３Ａ」は、歯面１３Ｆのうち外歯歯車１３の噛み合い半径円Ｌ１から歯底円Ｌ２に至る範囲をいう。噛み合い半径円Ｌ１は、外歯歯車１３うち内歯歯車１１との噛み合いに寄与する部分であって、最も「歯溝の底１３Ｅ」側に位置する箇所を繋ぐ円である。

本実施形態係る歯面１３Ｂは直線部１３Ｃにより構成されている。つまり、直線部１３Ｃは、歯間接円弧１３Ｄに対して当該歯間接円弧１３Ｄの曲率中心側に位置する。
直線部１３Ｃは、外歯歯車１３の「歯元の面１３Ａ」のうち「危険断面ＳＤ（図４参照）」部位を含む部位であって、当該部位の歯厚Ｓが歯元（歯溝の底１３Ｅ）側に向かうほど線形的に大きくなる部位である。

危険断面ＳＤとは、ホーファの３０°接線法により定義される部位である。具体的には、図４に示すように、歯先中央点と歯車の回転中心とを通る仮想線を歯形中心線Ｌｏとし、「歯元の面１３Ａ」に接する仮想接線のうち歯面歯形中心線Ｌｏとなす角が３０°となる接線を「３０°接線」としたとき、当該「３０°接線」と「歯元の面１３Ａ」との接点を通る断面をいう。

そして、本実施形態では、歯形中心線Ｌｏと直線部１３Ｃとのなす角αは、３０度未満、かつ、２０度以上に設定されている。具体的には、当該なす角αは、略２５度である。
３．本実施形態に係るリクライナ（減速装置）の特徴
本実施形態では、外歯歯車１３の「歯元の面１３Ａ」のうち「歯溝の底」側の歯面１３Ｂは、歯間接円弧１３Ｄより歯先側に位置している。

これにより、危険断面ＳＤの歯厚寸法Ｓを大きくすることができるので、大きな荷重に対抗し得る外歯歯車を有する乗物シート用の減速装置を得ることができる。
なお、図４に示すように、危険断面ＳＤに作用する曲げモーメントは、噛み合い力Ｆとモーメントアーム長Ｌとの積である。モーメントアーム長Ｌは、危険断面ＳＤと歯形中心線Ｌｏとの交点から噛み合い力Ｆの作用線に降ろした垂線の長さである。そして、危険断面ＳＤの断面係数は、危険断面ＳＤに発生する曲げ応力に耐え得る値となっている。

本実施形態に係る外歯歯車１３は、プレス加工等の塑性加工法により製造されている。そして、プレス加工においては、プレス用金型の製作上の制限、及び加工対象となる材料の特性等により加工条件が拘束される。

しかし、歯面１３Ｂは、歯間接円弧１３Ｄより歯先側に位置する構成であると、上記の加工条件を満たしながら、危険断面ＳＤの歯厚寸法Ｓを大きくした外歯歯車１３を製造することが可能となり得る。

そして、本実施形態では、外歯歯車１３の「歯元の面１３Ａ」のうち「危険断面ＳＤ」部位には、当該部位の歯厚Ｓが歯元側に向かうほど線形的に大きくなる直線部１３Ｃが設けられている。これにより、危険断面ＳＤの歯厚寸法Ｓが大きい外歯歯車１３を容易に製造することができる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、内歯歯車１１がバックフレーム７側に直接的又は間接的に固定され、外歯歯車１３がクッションフレーム９側に直接的又は間接的に固定されていた。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。

すなわち、例えば、外歯歯車１３がバックフレーム７側に直接的又は間接的に固定され、内歯歯車１１がクッションフレーム９側に直接的又は間接的に固定された構成であってもよい。なお、当該構成においては、伝達機構２１を簡略化又は廃止でき得る。

上述の実施形態に係る外歯歯車１３及び内歯歯車１１の歯面は、トロコイド曲線状の曲面であった。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、サイクロイド曲線、インボリュート曲線等であってもよい。

上述の実施形態では、直線部１３Ｃと歯形中心線Ｌｏとのなす角αが略２５度であった。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、その他の角度（３０°未満、２０°以上以外の角度を含む。）であってもよい。

上述の実施形態では、外歯歯車１３の「歯元の面１３Ａ」のうち「歯溝の底１３Ｅ」側の歯面１３Ｂが直線部１３Ｃにより構成されていた。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、円弧等の曲線形状にて歯面１３Ｂが構成されていてもよい。

上述の実施形態では、リクライナ１０に本願に係る減速装置を適用した。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではなく、その他の機構にも適用できる。

さらに、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも２つの実施形態を組み合わせてもよい。

１… 乗物用シート３… シートクッション５… シートバック
７… バックフレーム７Ａ… サイドフレーム９… クッションフレーム
１０… リクライナ１１… 内歯歯車１３… 外歯歯車

Claims

乗物用シートに用いられる減速装置であって、少なくとも歯先が径方向外向きに突出した外歯歯車を有する減速装置において、
前記外歯歯車の「歯元の面」のうち「危険断面」部位には、当該部位の歯厚が歯元側に向かうほど線形的に大きくなる直線部が設けられている減速装置。
歯先中央点と歯車の回転中心とを通る仮想線を歯形中心線としたとき、前記直線部と前記歯形中心線とのなす角は、３０度未満である請求項１に記載の減速装置。
前記直線部と前記歯形中心線とのなす角は、２０度以上である請求項２に記載の減速装置。
前記直線部と前記歯形中心線とのなす角は、略２５度である請求項２又は３に記載の減速装置。
乗物用シートに用いられる減速装置であって、少なくとも歯先が径方向外向きに突出した外歯歯車を有する減速装置において、
前記外歯歯車の隣り合う「歯面」及び当該「隣り合う歯面」間の「歯溝の底」に接する仮想円の円弧を「歯間接円弧」としたとき、
前記外歯歯車の「歯元の面」のうち「歯溝の底」側の歯面は、前記歯間接円弧より歯先側に位置している減速装置。
前記外歯歯車の「歯面」は、トロコイド曲線状の曲面である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の減速装置。