JP2019014424A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の電動モータを備える駆動装置を提供する。【解決手段】 駆動装置１０は、遊星歯車機構１４の太陽歯車１５に回転力を供給するための第１電動モータと、遊星歯車機構１４の内歯歯車１７に回転力を供給するための第２電動モータと、遊星歯車機構１４のキャリア１８から回転力を受けて回転力を出力する出力部１３とを備える。これにより、第１電動モータと第２電動モータとが同時に回転したとき、第１電動モータの回転速と第２電動モータの回転速との差が吸収されながら、第１電動モータの回転力と第２電動モータの回転力とが合わさって出力部１３から出力される。したがって、高価なモータ制御部を用いることなく、例えば緊急時にリクライニング装置を高速作動させることが可能となり得る。【選択図】 図４

Description

本願は、乗物用シートに適用され、回転力を発生する駆動装置に関する。

例えば、特許文献１に記載のリクライニング装置は、電動モータを有する駆動装置を２つ備えている。リクライニング装置の制御部は、通常時には、いずれか一方の駆動装置にてリクライニング装置を作動させ、緊急時には、２つの駆動装置にてリクライニング装置を高速作動させる。

特許第５０２３５３２号公報

特許文献１に記載のリクライニング装置では、２つの駆動装置が連動シャフトにて連結されているので、緊急時には、２つの電動モータ（以下、第１電動モータ及び第２電動モータという。）の回転速を完全一致させる必要がある。

すなわち、仮に、第１電動モータの回転速が第２電動モータの回転速より小さい場合には、第１電動モータは、第２電動モータの負荷となる。このため、現実の回転速である連動シャフトの回転速は、第２電動モータの回転速より小さくなる。

したがって、緊急時にリクライニング装置を高速作動させることが難しい、という課題が発生する。なお、２つの電動モータの回転数を一致させた状態で当該２つの電動モータの回転速を大きくするには、高価なモータ制御部を必要とする。

さらに、通常時において、停止している第２電動モータは、作動する第１電動モータに対して非常に大きな負荷となる。したがって、通常時におけるリクライニング装置の作動速が低下するともに、第１電動モータの消費電力が増大する、という課題が発生する。

駆動装置は、遊星歯車機構（１４）の太陽歯車（１５）に回転力を供給するための第１電動モータ（１１）と、遊星歯車機構（１４）の内歯歯車（１７）に回転力を供給するための第２電動モータ（１２）と、遊星歯車機構（１４）のキャリア（１８）から回転力を受けて回転力を出力する出力部（１３）とを備えることが望ましい。これにより、当該駆動装置は、以下のように作動する。

すなわち、（Ａ）第１電動モータ（１１）が回転し、第２電動モータ（１２）が停止している場合には、内歯歯車（１７）の回転抵抗が大きくなる。このため、第１電動モータ（１１）から出力された回転力は、遊星歯車（１６）からキャリア（１８）に伝達された後、出力部（１３）から出力される。

（Ｂ）第２電動モータ（１２）が回転し、第１電動モータ（１１）が停止している場合には、太陽歯車（１５）の回転抵抗が大きくなる。このため、第２電動モータ（１２）から出力された回転力は、遊星歯車（１６）からキャリア（１８）に伝達された後、出力部（１３）から出力される。

（Ｃ）第１電動モータ（１１）及び第２電動モータ（１２）が共に回転している場合には、各電動モータ（１１、１２）の回転力は、遊星歯車（１６）からキャリア（１８）に伝達される際に合わさって出力部（１３）から出力される。

（Ｄ）第１電動モータの回転速と第２電動モータの回転速とが異なる場合には、各電動モータ（１１、１２）の回転速の差は、遊星歯車（１６）からキャリア（１８）に伝達される際に吸収される。

したがって、本願に係る駆動装置が、例えばリクライニング装置に適用された場合には、上記２つの課題を解決可能となる。
なお、駆動装置は、以下の構成であってもよい。

第１電動モータ（１１）から太陽歯車（１５）に至る回転力の伝達経路に設けられ、ウォーム（１９Ａ）及びウォームホイール（１９Ｂ）にて構成された第１ウォーム機構（１９）と、第２電動モータ（１２）から内歯歯車（１７）に至る回転力の伝達経路に設けられ、ウォーム（２０Ａ）及びウォームホイール（２０Ｂ）にて構成された第２ウォーム機構（２０）とを備えることが望ましい。

これにより、例えば、第１電動モータ（１１）が回転し、第２電動モータ（１２）停止している場合において、第１電動モータ（１１）の出力により内歯歯車（１７）、つまり第２電動モータ（１２）が回転してしまうことを容易に防止でき得る。

同様に、第２電動モータ（１２）が回転し、第１電動モータ（１１）停止している場合において、第２電動モータ（１２）の出力により太陽歯車（１５）、つまり第１電動モータ（１１）が回転してしまうことを容易に防止でき得る。

つまり、一般的に、ウォーム及びウォームホイールにより構成された歯車機では、ウォームホイールからウォームに回転力が伝達される場合の抵抗は、ウォームからウォームホイールに回転力が伝達される場合の抵抗より大きい。

したがって、ウォームの進み角を適切な角度（例えば、６°以下）であれば、ウォームホイールに回転力が作用しても、実質的に当該ウォームは回転しない。つまり、第１ウォーム機構（１９）及び第２ウォーム機構（２０）を備えている場合には、一方向クラッチ等の遮断機構を用いることなく、第１電動モータ（１１）又は第２電動モータ（１２）が回転してしまうことを容易に防止でき得る。

出力部（１３）の中心軸線は、キャリア（１８）の中心軸線に対して平行な位置にずれていることが望ましい。これにより、出力部（１３）を容易に配置でき得る。
つまり、遊星歯車機構（１４）の中心には、太陽歯車（１５）やキャリア（１８）等が存在する。したがって、出力部（１３）の中心軸線がキャリア（１８）の中心軸線に対してずれていれば、出力部（１３）を容易に配置でき得る。

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駆動装置の使用状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る駆動装置の外観図である。 本発明の実施形態に係る駆動装置の分解図である。 本発明の実施形態に係る遊星歯車機構等の説明図である。 本発明の実施形態に係る駆動装置の作動説明図である。

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、当該部材は２以上設けられていてもよい。

（第１実施形態）
１．乗物用シート及びリクライニング装置の概要
本実施形態は、図１に示すリクライニング装置１に本発明を適用したものである。当該リクライニング装置１は、乗物用シートのバックフレーム３を揺動変位させるための機構である。

バックフレーム３は、シートバック（図示せず。）の骨格を構成する。シートバックは着席者の背部を支持するための部位である。バックフレーム３は、一対のサイドフレーム３Ａ、３Ｂ及びアッパフレーム３Ｃ等を少なくとも備える。

サイドフレーム３Ａはシート幅方向一端側に配設されて略上下方向に延びる部材である。サイドフレーム３Ｂはシート幅方向他端側に配設されて略上下方向に延びる部材である。アッパフレーム３Ｃは、シート幅方向に延びて各サイドフレーム３Ａ、３Ｂの上端側を連結する部材である。

各サイドフレーム３Ａ、３Ｂの下端側には、リクライナ５Ａ、５Ｂが設けられている。各リクライナ５Ａ、５Ｂは、駆動装置１０から出力される回転力を受けてサイドフレーム３Ａ、３Ｂ、つまりバックフレーム３をクッションフレーム（図示せず。）に対して揺動変位させる。

クッションフレームはシートクッション（図示せず。）の骨格を構成する。シートクッションは着席者の臀部を支持するための部位である。リクライナ５Ａとリクライナ５Ｂとは、左右対称構造である。

各リクライナ５Ａ、５Ｂは、シート幅方向一方側がサイドフレーム３Ａ、３Ｂに固定され、シート幅方向他方側がロアアーム６Ａ、６Ｂを介してクッションフレームに固定されている。

２．駆動装置の構成
２．１ 駆動装置の概要
駆動装置１０は、図２示すように、第１電動モータ１１、第２電動モータ１２、出力部１３及び減速機構１４等を少なくとも備える。減速機構１４は、第１電動モータ１１及び第２電動モータ１２のうち少なくとも一方から供給された回転力を減速して出力部１３に
伝達する。

出力部１３から出力された回転力は、連結ロッド７（図１参照）を介して各リクライナ５Ａ、５Ｂに供給される。このため、２つのリクライナ５Ａ、５Ｂは、機械的に同期して作動する。

２．２ 減速機構
減速機構１４は、図３に示すように遊星歯車機構にて構成されている。このため、以下、減速機構１４を遊星歯車機構１４という。当該遊星歯車機構１４は、図４に示すように、太陽歯車１５、遊星歯車１６、内歯歯車１７及びキャリア１８等を有して構成されている。

内歯歯車１７は、回転中心軸線Ｌｏに向けて突出した複数の歯部を有するリング状の歯車である。太陽歯車１５は、内歯歯車１７と同一の回転中心軸線Ｌｏを有する外歯歯車である。内歯歯車１７と太陽歯車１５とは、互いに独立して回転可能である。

遊星歯車１６は、太陽歯車１５及び内歯歯車１７と噛み合って回転する外歯歯車である。なお、遊星歯車機構１４は、少なくとも１つの遊星歯車１６があれば成立する。本実施形態では、３つの遊星歯車１６が回転中心軸線Ｌｏ周りに等間隔に配設されている。

キャリア１８は、各遊星歯車１６を自転可能、かつ、公転（旋回）可能に支持する。「遊星歯車１６の自転」とは、遊星歯車１６が当該遊星歯車１６の回転中心軸線Ｌ１を中心に回転することをいう。「遊星歯車１６の公転（旋回）」とは、遊星歯車１６の回転中心軸線Ｌ１が太陽歯車１５、つまり回転中心軸線Ｌｏを中心として回転変位することをいう。

本実施形態に係るキャリア１８は、円盤部１８Ａ及び遊星歯車１６と同数の支持軸１８Ｂ等を有する。円盤部１８Ａは、回転中心軸線Ｌｏを中心として回転可能である。各支持軸１８Ｂは、各遊星歯車１６を自転可能に支持する。

各支持軸１８Ｂは、回転中心軸線Ｌｏから偏心した位置にて円盤部１８Ａに一体化されている。このため、各遊星歯車１６が公転すると、円盤部１８Ａ、つまりキャリア１８が回転中心軸線Ｌｏを中心として回転する。

キャリア１８の回転は、第１出力歯車１３Ａ及び第２出力歯車１３Ｂを介して出力部１３に伝達される。第１出力歯車１３Ａは、円盤部１８Ａと同一の回転中心を有し、かつ、円盤部１８Ａと一体に回転する。

第２出力歯車１３Ｂは、第１出力歯車１３Ａと噛み合うとともに、当該第１出力歯車１３Ａの回転中心軸線Ｌｏと平行な回転中心軸線Ｌ２を中心として回転する。出力部１３は、第２出力歯車１３Ｂと同一の回転中心を有し、かつ、第２出力歯車１３Ｂと一体に回転する。つまり出力部１３の回転中心軸線Ｌ２は、キャリア１８の回転中心軸線Ｌｏに対して平行な位置にずれている。

太陽歯車１５は、第１電動モータ１１から回転力の供給を受けて回転可能である。第１電動モータ１１から太陽歯車１５に至る回転力の伝達経路には、第１ウォーム機構１９が設けられている。第１ウォーム機構１９は、ウォーム１９Ａ及びウォームホイール１９Ｂにて構成されている。

内歯歯車１７は、第２電動モータ１２から回転力の供給を受けて回転可能である。第２
電動モータ１２から内歯歯車１７に至る回転力の伝達経路には、第２ウォーム機構２０が設けられている。第２ウォーム機構２０は、ウォーム２０Ａ及びウォームホイール２０Ｂにて構成されている。

各ウォーム１９Ａ、２０Ａは、歯先の尾根方向（歯筋方向）が螺旋状に形成されたねじ歯車である。各ウォームホイール１９Ｂ、２０Ｂは、各ウォーム１９Ａ、２０Ａと噛み合うはすば歯車（ヘリカル歯車）である。

なお、ウォームホイール１９Ｂの回転力は駆動軸２１に伝達される。太陽歯車１５は、当該駆動軸２１に一体化されている。このため、第１電動モータ１１が回転すると、太陽歯車１５が回転する。

ウォームホイール２０Ｂには、ピニオン２２Ａが一体化されている。ピニオン２２Ａは、内歯歯車１７の外周面に形成された外歯歯車２２Ｂと噛み合っている。このため、第２電動モータ１２が回転すると、内歯歯車１７が回転する。

各ウォーム１９Ａ、２０Ａの進み角は、ウォームホイール１９Ｂ、２０Ｂからウォーム１９Ａ、２０Ａに回転力が伝達不可な角度に設定されている。なお、本実施形態に係る各ウォーム１９Ａ、２０Ａの進み角は、６°以下の所定角度である。

３．遊星歯車機構の作動（図５参照）及び特徴
（１）第１電動モータ１１が回転し、第２電動モータ１２が停止している場合
第２電動モータ１２が停止している場合には、内歯歯車１７の回転抵抗が大きくなるので、内歯歯車１７が停止した状態となる。このため、太陽歯車１５が回転すると、３つの遊星歯車１６が公転するため、キャリア１８が回転する。したがって、第１電動モータ１１から出力された回転力は、遊星歯車１６からキャリア１８に伝達された後、出力部１３から出力される。

（２）第２電動モータ１２が回転し、第１電動モータ１１が停止している場合
第１電動モータ１１が停止しているには、太陽歯車１５の回転抵抗が大きくなるので、太陽歯車１５が停止した状態となる。このため、内歯歯車１７が回転すると、３つの遊星歯車１６が公転するため、キャリア１８が回転する。したがって、第２電動モータ１２から出力された回転力は、遊星歯車１６からキャリア１８に伝達された後、出力部１３から出力される。

（３）第１電動モータ１１及び第２電動モータ１２が共に回転している場合
第１電動モータ１１及び第２電動モータ１２が共に回転しているので、太陽歯車１５及び内歯歯車１７が共に回転する。このため、第１電動モータ１１及び第２電動モータ１２の回転力は、遊星歯車１６からキャリア１８に伝達される際に合わさって出力部１３から出力される。

（４）第１電動モータの回転速と第２電動モータの回転速とが異なる場合
第１電動モータの回転速と第２電動モータの回転速とが異なる場合には、第１電動モータ１１の回転速と第２電動モータ１２の回転速との差は、遊星歯車１６からキャリア１８に伝達される際に吸収される。

上記（１）〜（４）により、本実施形態に係る駆動装置１０では、例えば緊急時に第１電動モータ１１と第２電動モータ１２とが同時に回転したとき、第１電動モータ１１の回転速と第２電動モータ１２の回転速との差が吸収されながら、第１電動モータ１１の回転力と第２電動モータ１２の回転力とが合わさって出力部１３から出力される。

したがって、高価なモータ制御部を用いることなく、緊急時にリクライニング装置１を高速作動させることが可能となり得る。なお、第１電動モータ１１の回転速と第２電動モータ１２の回転速とを一致させるには、高精度なモータ制御部が必要となる。

なお、「第１電動モータの回転速」とは、第１電動モータ１１が回転し、第２電動モータ１２が停止しているときの出力部１３（キャリア１８の公転速さ）をいう。「第２電動モータの回転速」とは、第２電動モータ１２が回転し、第１電動モータ１１が停止しているときの出力部１３（キャリア１８の公転速さ）をいう。

また仮に、第２電動モータ１２を停止させた状態で第１電動モータ１１を作動させる通常作動時では、第２電動モータは、内歯歯車１７を停止させる制動装置として機能し、第１電動モータ１１の負荷とはならない。

したがって、太陽歯車１５から各遊星歯車１６に伝達された回転力を効率よく各遊星歯車１６を公転させる力に変換することが可能となる。延いては、通常作動時におけるリクライニング装置１の作動速の低下、及び第１電動モータ１１の消費電力の増大を抑制でき得る。

なお、通常作動時に、第１電動モータ１１を停止させた状態で第２電動モータ１２を作動させせた場合においても、上記の通常作動時と同様な作用及び効果を得ることが可能である。

つまり、当該通常作動時では、第１電動モータ１１は、太陽歯車１５を停止させる制動装置として機能し、第２電動モータ１２の負荷とはならない。したがって、内歯歯車１７から各遊星歯車１６に伝達された回転力を効率よく各遊星歯車１６を公転させる力に変換でき得る。

第１電動モータ１１から太陽歯車１５に至る回転力の伝達経路には、第１ウォーム機構１９が設けられている。これにより、第１電動モータ１１を停止させた状態で第２電動モータ１２を作動させせた場合において、太陽歯車１５を容易かつ確実に停止させることが可能となる。

第２電動モータ１２から内歯歯車１７に至る回転力の伝達経路には、第２ウォーム機構２０が設けられている。これにより、第２電動モータ１２を停止させた状態で第１電動モータ１１を作動させせた場合において、内歯歯車１７を容易かつ確実に停止させることが可能となる。

出力部１３の回転中心軸線Ｌ２は、キャリア１８の回転中心軸線Ｌｏに対して平行な位置にずれている。これにより、出力部１３を容易に配置でき得る。
つまり、遊星歯車機構１４の中心には、太陽歯車１５やキャリア１８（円盤部１８Ａ）等が存在する。したがって、出力部１３の回転中心軸線Ｌ２がキャリア１８の回転中心軸線Ｌｏに対してずれていれば、出力部１３を容易に配置でき得る。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、リクライニング装置１に駆動装置１０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い。すなわち、例えば、ヘッドレスト装置、オットマン装置又はウォークイン機構等に適用可能である。

なお、ウォークイン機構は、シートバックをシート前方側に傾倒（大倒し）させた状態
で乗物用シートをシート前方側に移動させる機能である。当該ウォークイン機構においては、乗物用シートが「大倒し」する際には２つの電動モータが稼働する構成が望ましい。

上述の実施形態では、第１ウォーム機構１９及び第２ウォーム機構２０が設けられていた。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、第１ウォーム機構１９及び第２ウォーム機構２０のうちいずれか一方のウォーム機構であって、通常作動時に作動状態となる電動モータに至る動力伝達経路に設けられたウォーム機構が廃止された構成でもよい。

また、第１ウォーム機構１９及び第２ウォーム機構２０が廃止された構成であってもよい。なお、第１ウォーム機構１９及び第２ウォーム機構２０が廃止された構成の場合、通常作動時に停止状態となる電動モータと遊星歯車機構１４との間の動力伝達経路に一方向クラッチを設けることが望ましい。

上述の実施形態では、出力部１３の回転中心軸線Ｌ２は、キャリア１８の回転中心軸線Ｌｏに対して平行な位置にずれていた。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。

上述の実施形態では、車両の乗物用シートに駆動装置１０を適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、鉄道車両、船舶及び航空機等の乗物に用いられるシート、並びに劇場や家庭用等に用いられる据え置き型シートにも適用できる。

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。

１０… 駆動装置 １１… 第１電動モータ １２… 第２電動モータ
１３… 出力部 １３Ａ… 第１出力歯車 １３Ｂ… 第２出力歯車
１４… 遊星歯車機構（ 減速機構） １５… 太陽歯車
１６… 遊星歯車 １７… 内歯歯車 １８… キャリア
１９… 第１ウォーム機構 ２０… 第２ウォーム機構

Claims (3)

1. 乗物用シートに適用され、回転力を発生する駆動装置において、
   減速機構を構成する遊星歯車機構であって、太陽歯車、遊星歯車、内歯歯車及びキャリアを有する遊星歯車機構と、
   前記太陽歯車に回転力を供給するための第１電動モータと、
   前記内歯歯車に回転力を供給するための第２電動モータと、
   前記キャリアから回転力を受けて回転力を出力する出力部と
   を備える駆動装置。
2. 前記第１電動モータから前記太陽歯車に至る回転力の伝達経路に設けられ、ウォーム及びウォームホイールにて構成された第１ウォーム機構と、
   前記第２電動モータから前記内歯歯車に至る回転力の伝達経路に設けられ、ウォーム及びウォームホイールにて構成された第２ウォーム機構と
   を備える請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記出力部の中心軸線は、前記キャリアの中心軸線に対して平行な位置にずれている請求項１又は２に記載の駆動装置。

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