JP4276952B2 - ２方向ロック式回転駆動クラッチ組立体 - Google Patents

Description

本発明は、自動車シートの調節機構の回転式入力シャフトを作動させるための摩擦式クラッチ機構に関する。より詳細には、本発明は、往復移動を行う入力装置を使用して２方向に調節器機構を移動させるように回転式入力シャフトを作動させるクラッチ組立体に関する。

自動車は、車両内で乗員を支持するためのシート組立体を含む。シート組立体は、一般的に、座った乗員を支持するためのシートクッション及び乗員の胴体を支持するためのシート背もたれを含む。乗員の様々な形状及び大きさに適合させるために、シート組立体は、一般的に様々な調節器を組み込み、シート背もたれ又はシートクッションの形状を操作し、シートクッションに対するシート背もたれの向きを調節し、ほぼ固定されたペダル及びハンドルの位置に対して車両内のシート組立体の位置を調節できるようにしている。例えば、シートの分野においては、シートクッションと車両のフロアとの間に手動の高さ調節器組立体を組込み、乗員が手動でシートクッション又はシート組立体全体の車両フロアに対する高さを調節することができることは公知である。シート組立体の高さを調節するために、乗員は、高さ調節器組立体から外側へ延びる回転ノブ又はレバーアームを作動させる。高さ調節器組立体に対して、ノブ又はレバーアームと高さ調節組立体との間にクラッチ機構を含み、乗員の重量又は車両の加速が高さ調節器組立体を逆戻り駆動するのを防止することは一般的である。しかし、現行の高さ調節器組立体は、複雑であるか又はそうでなければ高価なバネ摩擦又はローラボール型のクラッチ設計を利用する。

従って、シート組立体における高さ調節器組立体のような調節器機構と共に使用するための単純で低コストのクラッチ設計を提供することが依然として望まれている。

クラッチ組立体は、自動車用シート内の調節器機構の入力シャフトを作動させる。クラッチ組立体は、シートにしっかりと固定されたシリンダを含む。シリンダは内壁を含む。クラッチ組立体はまた、入力シャフトをシリンダに対して回転させるために入力シャフトにしっかりと固定された可動式フランジを含む。シリンダに対する可動式フランジ及び入力シャフトの動きを阻止するために、カム機構がシリンダの内壁と選択的に係合する。カム機構は、シリンダと係合し、かつ係合から外れる動きをするために可動式フランジに作動的に組み立てられる。クラッチ組立体はまた、可動式フランジに対して移動するためにシリンダに作動的に相互接続されたアクチュエータを含む。アクチュエータは、可動式フランジに対してアクチュエータが移動中にカムと係合可能なタブを含み、カムをシリンダとの係合から外すように移動させて調節器機構を解放し、シートの移動を可能にする。
本発明の利点は、それが添付図面と共に考察した時に以下の詳細説明を参照することによってより良く理解され、従って容易に認められるであろう。

図１を参照すると、フロア５によって代表された乗用車内のフロア５の上方で乗員を支持するためのシート１０が示されている。シート１０は、本発明によるクラッチ組立体２０を含む。説明目的のために、シート高さ調節器機構と共に使用されるクラッチ組立体２０が以下に説明される。クラッチ組立体２０は、シート背もたれリクライニング機構又はピボット式アームレスト組立体のような回転式入力シャフトを使用するシート１０上の他の種類の機構と共に使用することに容易に適応可能であることが当業者にはわかる。

シート１０は、シートクッション１２と、複数のリクライニング位置の間で動くことができるようにシートクッション１２にピボット式に相互接続されたシート背もたれ１４とを含む。高さ調節器機構１６は、シートクッション１２と車両フロア５との間に延びる。高さ調節器１６は、乗員が車両フロア５に対してシート１０の高さを調節することを可能にする。調節器機構１６は、固定状態にバイアスされ、シート１０の高さが維持される。調節器機構１６は、固定状態からシート１０の高さ調節を可能にする非固定状態へと選択的に移動可能である。回転する入力シャフト１８は、シートクッション１２をその様々な高さ位置間で移動させるように調節器機構１６を作動させるために調節器機構１６に作動的に連結される。入力シャフト１８は、シートクッション１２の端部を超えて外に延びる。

レバー１９は、入力シャフト１８の末端部から外方に延びて調節器機構１６の作動を容易にする。以下でより詳細に説明するように、クラッチ組立体２０は、入力シャフト１８とレバー１９との間に配置され、乗員の重量又は車両の加速による調節器機構１６の逆戻り駆動を阻止し、同時にレバー１９に加えられた乗員入力を入力シャフト１８に伝達する。

図２及び３を参照すると、クラッチ組立体２０は、シートクッション１２に、又は、代替的に、シートクッション１２と共に移動可能な調節器機構１６の一部分に固定して組み立てられたシリンダ３０を含む。シリンダ３０は、入力シャフト１８と整列した内壁３２を含む。入力シャフト１８の末端部３４は、シリンダ３０を通り、それを超えて軸線方向に突出して装着面２２を形成している。シリンダ３０に対して回転可能に支えられた可動式フランジ４０は、入力シャフト１８と軸線方向に整列したほぼ外周４２と内側ボア面４４との間に延び、内側ボア面は、それを通して入力シャフト１８の装着面２２を、それと共に回転移動を行うように圧入関係で受け取るように構成されている。代替的に、可動式フランジ４０は、溶接又は他の適切な固定手段により装着面２２にしっかりと固定される。したがって、入力シャフト１８にしっかりと固定された可動式フランジ４０を回転させると調節器機構１６が作動する。複数の外側に延びる歯４６は、外周４２から半径方向に外側に延びる。

一対の相補的な第１及び第２カム５０及び５２は、シリンダ３０と可動式フランジ４０との間に配置される。第１及び第２カム５０及び５２の各々は、シリンダ３０の内壁３２と係合する及び係合から外れる動きを行うために、可動式フランジ４０から軸線方向に延びるそれぞれのピボットピン４５及び４７に回転可能に組み付けられる。内壁３２と係合したときは、第１及び第２のカム５０及び５２は、それぞれのピボットピン４５及び４７と内壁３２との間に押し込まれる。そのように配置されている間は、第１カム５０及び第２カム５２と内壁３２と間の摩擦は、図２に示されているように、シリンダ３０に対する可動式フランジ４０のそれぞれ時計方向及び反時計方向の回転を阻止する。

第１及び第２バイアス部材５４及び５６は、可動式フランジ３０と第１及び第２カム５０及び５２と間でそれぞれ作用し、第１及び第２カム５０及び５２を支持面３２との係合に向けて回転可能にバイアスする。

クラッチ組立体２０は、第１及び第２カム５０及び５２を動かして可動式フランジ４０を回転させ、その後調節器機構１６を作動させるためのアクチュエータ６０を含む。より詳細には、アクチュエータ６０は、図２に示されているように、アクチュエータ６０を反時計方向又は時計方向にそれぞれ回転させる間、第１カム５０又は第２カム５２を内壁３２から遠ざけるためにアクチュエータ６０から軸線方向に突出したタブ６２を第１カム５０及び第２カム５２間に有する円筒形プレート６１を含む。タブ６２は、図２に示すように、第１カム５０及び第２カム５２の各々から所定の距離Ｘだけほぼ均等に間隔が置かれる。

アクチュエータ６０は、更に、本体６０の回転の間に可動式フランジ４０を回転させるために可動式フランジ４０から延びた外側に延びる歯４６と係合可能な複数の内側に延びる歯６４を含む。アクチュエータ６０の内側に延びる歯６４の各々は、図２に示すように、間隙Ｙを作り出すために可動式フランジ４０の隣接する外側に延びる歯４６からほぼ均等に間隔が置かれる。間隙Ｙは、所定の距離Ｘよりも大きく、従って、第１カム５０又は第２カム５２は、アクチュエータ６０上の内側に延びる歯６４が可動式フランジ４０上の外側に延びる歯４６と係合する前に内壁３２から外され、シリンダ３０に対して可動式フランジ４０を反時計方向又は時計方向にそれぞれ回転させる。代替的に、本体６０は、可動式フランジ４０と適合した関係に組み立てられて可動式フランジを駆動し、タブ６２が第１カム５０又は第２カム５２とそれぞれ係合する前に、距離Ｙに亘って可動式フランジ４０に対して反時計方向又は時計方向に移動可能である。

レバー１９は、アクチュエータ６０から延び、クラッチ組立体２０を通じて調節器機構１６の手動作動を容易にする。代替的に、レバー１９は、刻み付きアクチュエータ６０を使用して置換してもよい。第３のバイアス部材６６は、可動式フランジ４０とアクチュエータ６０との間に延び、外側に延びる歯４６と内側に延びる歯６４との間に距離Ｙを維持する。

作動中は、第１カム５０及び第２カム５２と内壁３２との係合により、入力シャフト１８を通じたクラッチ組立体２０の逆戻り駆動を阻止する。例えば、入力シャフト１８を通して伝達されたシートクッション１２上の乗員の重量又は道路入力に起因する車両の加速は、シリンダ３０に対する可動式フランジ４０の回転を引き起こさないであろう。アクチュエータ６０は、例えば、調節器機構１６を作動させるために反時計方向に回転され、それにより、シート１０を持ち上げる。タブ６２は、アクチュエータ６０上の内側に延びる歯６４が外側に延びる歯４６に接触する前に、第１カム５０を支持面３２との係合から外して移動させる。第１カム５０が内壁３２から外されると、可動式フランジ４０は、シリンダ３０に対して反時計方向に自由に移動することができる。可動式フランジ４０は、内側に向けられた歯６４が外側に延びる歯４６に係合すると、反時計方向に回転し始める。入力シャフト１８は、可動式フランジ４０と共に反時計方向に回転し、それにより調節器機構１６を作動させる。望ましい調節が為された状態で、第１カム５０は、第１バイアス部材５４のバイアスの下でシリンダ３０の支持面３２と再び係合することが可能になる。第３バイアス部材６６は、外側に延びる歯４６の各々が内側に延びる歯６４から間隙Ｙだけ間隔が置かれるまで、アクチュエータ６０を可動式フランジ４０に対して時計方向に移動させる。この作動は、シート１０を低くするアクチュエータ６０の時計方向回転に対しても同様である。タブ６２は、第２カム５２をシリンダ３０の内壁３２との係合から外して移動し、可動式フランジ４０の、そして最終的には入力シャフト１８のシリンダ３０に対する時計方向回転を可能にする。望ましい調節が完了した状態で、第２カム５２は、シリンダ３０に対する可動式フランジ４０の更なる回転を阻止するために、バイアス部材５６のバイアスの下で支持面３２に再び係合することが可能になる。第３バイアス部材６６は、外側に延びる歯４６の各々が内側に延びる歯６４の各々から間隙Ｙだけ間隔を置かれるまで、本体６０を可動式フランジ４０に対して反時計方向に移動させる。

クラッチ組立体２０の負荷容量と性能を改善するために、内壁３２と係合可能であり、可動式フランジ４０に対して回転可能に組み立てられた付加的なカム５０’及び５２’を追加してもよい。従って、この追加されたカム５０’及び５２’を上述の方法で作動させるために、別の本体６０上のタブ６２’及びバイアス部材５４’及び５６’が追加される。クラッチ組立体２０の可動部品間の製造における寸法的ばらつきに関連したクリアランスによるクラッチ組立体２０内の振動又は遊びを最小にするために、追加されたカム５０’及び５２’は、第１カム５０及び第２カム５２に対して内壁３２の反対側に作用するように配置されるのが好ましい。

図２及び図３に示すものからの第２の実施形態が図５に示され、第１の実施形態におけるものと類似する代替実施形態の要素は、１００だけずらされた参照番号で示されている。クラッチ組立体１２０は、その非作動状態及び位置からそれに対して時計方向及び反時計方向に動くことができるレバー１１９を含む。これらの位置は、図５に示すように、レバーアーム１１９が時計方向位置及び反時計方向位置における特定位置を過ぎて動かないようにそれぞれ全体的に阻止する、端部１２６及び１２８を有するバネ１２４に係合するストップによって制限される。レバー１１９は、アクチュエータ１６０に固定される。バネ１２４は、アクチュエータ１６０内に着座する。バネ１２４に隣接して配置されているのは、アクチュエータ１６０及びレバー１１９の滑らかな動きに役立つ複数のボールベアリング１４８を有するレース１３８である。

この実施形態では、シリンダ１３０は、可動式フランジ１４０が内部で回転することができるシートを形成するエンドプレート１５８を含む。この円筒形プレートから外へ延びるのは、一対のタブ１６２である。タブ１６２の各々は、タブ１６２から外側に延びる一対の駆動当接部１６３を含む。駆動当接部１６３は、引き続き以下で更に詳細に説明される。エンドプレート１５８は、第１爪押しバネカム面１６５及び第２爪押しバネカム面１６７を含む。エンドプレート１５８は、各々が爪押しバネ１７０及び１７１を有する２つの爪１６８及び１６９を収容する空間を形成する。

図６を参照すると、駆動アーム１７２は、入力シャフト１１８に対して適合した状態で示されている。駆動アーム１７２は、それ自体の周りにピボット式に回転して入力シャフト１１８を回転させる。駆動アーム１７２は、各々がタブ１６２の一方に係合する２つの遠位端１７４を形成する。遠位端１７４は、タブ１６２の駆動当接部１６３がそれによって係合される時に移動される。第１の実施形態と同様に、タブ１６２と第１カム１５０及び第２カム１５２との間の距離は、タブの当接部１６３と駆動アーム１７２の遠位端１７４との間の距離よりも小さい。ここでもまた、これは、第１カム１５０及び第２カム１５２がシリンダ１３０から外れることを可能にし、駆動アーム１７２が動かされる前に駆動アーム１７２が解放されることを可能にする。

駆動アーム１７２は、２つの機能をもたらす複数の支点１７６を含む。支点１７６の第１の機能は、第１カム１５０及び第２カム１５２がその周りに振動する又は回転することができる表面を提供することである。支点１７６の第２の機能は、調節器機構１６の動きを阻止するために第１カム１５０及び第２カム１５２を間に押し込むことができる、駆動アーム１７２をシリンダ１３０に相互接続する表面を提供することである。第１の実施形態におけるように、第１及び第２カムの第２の対が実施形態に表されており、参照番号１５０’及び１５２’でそれぞれ示されている。位置決めバネ１７８及び１８０は、カム１５０及び１５２’と１５２及び１５０’との間の空間を維持する。

図７を参照すると、ラチェット機構１８２が全体的に示されている。ラチェット機構１８２は、形状が円形のラチェット１８４を含む。爪１６８及び１６９は、入力シャフト１１８を所定位置に固定するために選択的にラチェット１８４に係合し、一方、レバー１１９は、更に動くために往復運動で中立位置に戻る。図７に示されているように、爪１６８及び１６９の各々は、第１ヘッド１８６及び１８８及び第２ヘッド１９０及び１９２を含む。第１の爪ヘッド１８６及び１８８及び第２の爪ヘッド１９０及び１９２は、それらのそれぞれのオフセット軸線１９４及び１９６に関して相補的である。各オフセット軸線１９４及び１９６は、入力シャフト１１８に平行で、かつそれから間隔を置かれている。爪１６８及び１６９の相補的デザインは、レバー１１９が調節器機構１６を上又は下へ移動させるために移動することができる両方の方向に各々が作動することを可能にする。爪押しバネ１７０及び１７１は、爪押しバネカム面１６５及び１６７に係合し、爪１６８及び１６９の何れもラチェット１８４に係合しない非作動状態に爪１６８及び１６９を維持する。

図８を参照すると、アクチュエータ１６０及びラチェット機構１８２の両方が非作動状態にあるクラッチ組立体１２０の第２の実施形態が全体的に示されている。カム１５０及び１５２は、シリンダ１３０に対して固定される。駆動アーム１７２の遠位端１７４は、駆動当接部１６３の何れによっても係合されていない。同じように、爪１６８及び１６９は、ラチェット１８４に係合していない。

図９を参照すると、爪１６８及び１６９の第２ヘッド１９０及び１９２がラチェット１８４に係合したラチェット機構１８２の単純化された図が示されている。爪ヘッド１８６〜１９２の各々は、ラチェット１８４の歯に係合する複数の歯を有する。爪の幾何学的形状は、爪１６８及び１６９とラチェット１８４との間の滑りを阻止するために、自己固定式であるように設計される。

図１０を参照すると、クラッチ組立体１２０は、カム１５２及び１５２’に当接するタブ１６２と共に示されている。これは、アクチュエータ１６０が駆動アーム１７２を動かそうとする前に、アクチュエータ１６０が駆動アーム１７２を解放することを可能にする。カム１５０及び１５０’の輪郭は、アクチュエータ１６０が図１０に示す方向にピボット式に回転する時の滑りを考慮している。従って、第２カム１５２及び１５２’が解放され、第１カム１５０及び１５０’が滑っている状態で、アクチュエータ１６０は、シリンダ１３０に対して移動することができる。

図１１を参照すると、駆動当接部１６３と駆動アーム１７２の遠位端１７４との間の間隙を閉じるようにアクチュエータ１６０が動かされた場合が示されている。この位置においては、駆動アーム１７２は、解放されたままであり、駆動当接部１６３によって移動される。駆動アーム１７２を移動することにより、調節器機構１６の入力シャフト１１８が移動されてシートクッション１２の高さを調節する。反対方向へのアクチュエータ１６０の作動は、駆動アーム１７２の解放と図１０及び図１１に示すのと反対方向のその回転とをもたらすことになることは当業者によって認められるはずであり、従って、本明細書において詳細には説明しない。

図４を参照すると、アクチュエータ１６０は、調節器機構１１６の固定部分１９８にしっかりと固定される。調節器機構１１６は、ラック２００を含む。ラック２００は、ラック２００の縁部２０４に沿って形成された複数のラック歯２０２を含む。ラック２００は、固定部分１９８に対して前方及び後方に変位可能である。ラック２００は、ラック２００の前方又は後方変位に応じてシートクッション１２をフロア５に対してそれぞれ上方又は下方へ移動させるために、シートクッション１２に作動的に連結される。
入力シャフト１１８は、アクチュエータ１６０から軸線方向に突出した遠位端２０６を含む。歯車２０８が、入力シャフト１１８の遠位端２０６にしっかりと固定される。歯車２０８は、上述のように、アクチュエータ１６０の作動を通じて入力シャフト１１８の対応する回転に応じてラック２００を前方又は後方に移動させるために、ラック２００内の複数のラック歯２０２と係合する。

本発明を例示的に説明したが、使用された用語は、限定的ではなく説明的用語の性質を有するように意図されていることは理解されるものとする。
上述の教示に鑑みて、本発明の多くの修正及び変形が可能である。従って、本発明は、特許請求の範囲内であれば具体的に説明されたもの以外によっても実施することができることは理解されるものとする。

本発明の一実施形態によるクラッチ組立体を組み込んだシートの側面図である。 クラッチ組立体の側面図である。 図２の線３−３に沿って取られた断面端面図である。 調節器機構に固定された本発明の第２の実施形態の斜視図である。 本発明の第２の実施形態の分解組立斜視図である。 図５の線６−６に沿って取られた側面図である。 図５の線７−７に沿って取られた側面図である。 非作動状態のクラッチ組立体を示す第２の実施形態の側面図である。 作動状態の第２の実施形態のラチェット組立体を示す側面図である。 クラッチ組立体が作動している第２の実施形態の側面図である。 クラッチ組立体が調節器機構の入力シャフトを作動させている第２の実施形態の側面図である。

符号の説明

１８ 入力シャフト
３０ シリンダ
４０ 可動式フランジ
５０、５２ カム
６０ ハンドル本体
６２ タブ

Claims (19)

1. 自動車用シート内の調節器機構の入力シャフトを作動させるためのクラッチ組立体であって、
   内壁を含み、シートにしっかりと固定されたシリンダと、
   前記シリンダに対して入力シャフトを回転させるために該入力シャフトにしっかりと固定された可動式フランジと、
   前記シリンダに対する前記可動式フランジ及び前記入力シャフトの移動を阻止するために前記シリンダの前記内壁と選択的に係合可能であり、該シリンダと係合する及び係合から外れるように移動するように前記可動式フランジに作動的に組み立てられたカム機構と、
   前記可動式フランジに対して移動できるように前記シリンダに作動的に相互接続されたアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータは、前記可動式フランジに対して該アクチュエータが移動中に前記カム機構と係合可能なタブを含み、前記カム機構を前記シリンダとの係合から外すように移動させて、前記調節器機構を解放し、前記シートの移動を可能にし、
   前記カム機構は、複数の支点に取り付けられた第１および第２のカムを備え、該第１および第２のカムは前記支点を中心に揺動し、前記第１のカムは前記シリンダと係合するように第１の回転方向に付勢され、前記第２のカムは前記シリンダと係合するように前記第１の回転方向と反対の第２の回転方向に付勢され、前記第１および第２のカムの各々が前記タブに隣接して前記タブの反対側に配置され、前記アクチュエータが前記第２の回転方向に枢動すると前記タブが前記第１のカムに係合し前記第１のカムを前記シリンダとの係合を解除するように枢動させ、前記アクチュエータが前記第１の回転方向に枢動すると前記タブが前記第２のカムに係合し前記第２のカムを前記シリンダとの係合を解除するように枢動させる、
   ことを特徴とする。
2. 前記カム機構は、第１及び第２のカムを含み、
   その各々は、前記アクチュエータが第１の方向へピボット式に回転する時に前記タブが該第１のカムに係合し、該アクチュエータが第２の方向へ回転する時に該タブが該第２のカムに係合するように該タブに隣接してその反対側に配置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のクラッチ組立体。
3. 前記可動式フランジは、外周と、その一部分の周りに延びる複数の外側に延びる歯とを含むことを特徴とする請求項２に記載のクラッチ組立体。
4. 前記アクチュエータは、前記複数の外側に延びる歯と係合可能な複数の内側に延びる歯を含むことを特徴とする請求項３に記載のクラッチ組立体。
5. 前記タブは、前記第１及び第２のカムから所定の距離だけ間隔を置かれることを特徴とする請求項４に記載のクラッチ組立体。
6. 前記複数の外側に向いた歯の各々と前記内側に向いた歯の各々とは、前記所定の距離よりも広い間隙を形成することを特徴とする請求項５に記載のクラッチ組立体。
7. 前記入力シャフトにしっかりと固定され、アームのピボット回転式移動が該入力シャフトを回転させるように該入力シャフトの周りにピボット式に回転する駆動アームを含むことを特徴とする請求項２に記載のクラッチ組立体。
8. 前記駆動アームは、前記タブと係合可能でそれによって駆動される遠位端を含むことを特徴とする請求項７に記載のクラッチ組立体。
9. 前記駆動アームは、前記第１及び第２のカムがその周りに揺動することができる複数の支点を更に含むことを特徴とする請求項８に記載のクラッチ組立体。
10. 前記アクチュエータが延びた位置から定常状態位置へ往復移動で戻る時に前記シートの移動を阻止するラチェット機構を含むことを特徴とする請求項９に記載のクラッチ組立体。
11. 前記ラチェット機構は、前記入力シャフトにしっかりと固定された円形ラチェットを含むことを特徴とする請求項１０に記載のクラッチ組立体。
12. 前記ラチェット機構は、前記入力シャフトに平行かつそれから間隔を置かれたオフセット軸線の周りにピボット式に回転する爪を含むことを特徴とする請求項１１に記載のクラッチ組立体。
13. 前記爪は、第１及び第２の爪ヘッドを含み、
    前記第２の爪ヘッドは、前記オフセット軸線に関して前記第１の爪ヘッドを補完する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載のクラッチ組立体。
14. 前記爪をバネ付勢して前記ラチェットとの係合から外すための爪押しバネを含むことを特徴とする請求項１３に記載のクラッチ組立体。
15. 前記シリンダ及び前記アクチュエータ間の摩擦力を減少させるために、その間で該シリンダの周りに延びるレースを含むことを特徴とする請求項１４に記載のクラッチ組立体。
16. 前記レースは、複数のボールベアリングを含むことを特徴とする請求項１５に記載のクラッチ組立体。
17. 前記爪押しバネは、第１及び第２の爪端部の間に延びることを特徴とする請求項１４に記載のクラッチ組立体。
18. 前記シリンダは、各々が前記第１及び第２の爪端部の各々を受ける第１及び第２の爪押しバネカム面を含むことを特徴とする請求項１７に記載のクラッチ組立体。
19. 前記タブは、該タブから外側に延び、かつ前記駆動アームを移動させるために該駆動アームと係合可能な第１及び第２の駆動当接部を含むことを特徴とする請求項１８に記載のクラッチ組立体。

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