JP4653524B2 - 車両用シートリクライニング装置 - Google Patents

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、シートバックに大きな荷重が加わった場合でも耐えられるようにしたものである。

車両用シートリクライニング装置としては、例えば図６に示すように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機枠と、シートバック側のアームプレートに取り付けられる蓋体とが相対的に回動可能に構成され、前記機枠に取り付けられたロックツースの外歯ギヤを前記蓋体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、機枠と蓋体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。

ロックツースを固定するために、前記機枠には内歯ギヤの近傍に軸部とガイド部とが突出形成されており、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、前記ガイド部のガイド面に摺接すると共に前記軸受面と同軸の摺動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、車両の後部が衝突した時にシートバックが後倒れする方向へ荷重が加わり、この荷重が内歯ギヤと外歯ギヤとの噛合を介してロックツースに作用する。このとき、ロックツースは軸部とガイド部とにより支持されることから、機枠に対する蓋体の回動が規制され、荷重が加わってもシートバックが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る車両が増えつつあることから、車両の前部が衝突した時には、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、従来よりも大きな荷重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、従来よりも非常に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、前記軸部に対して前記ガイド部の強度を小さくすることにより、前記ロックツースの軸受部の近傍を折り曲げようとする曲げ応力の発生を減少させ、ロックツースの破断を防止して強度の安定化を図るものである。この構造として、シートバックを前倒しする方向の荷重が加わったときに、ロックツースの当接面がガイド部のバックアップ面に当接しないように隙間を設けることにより、当接面がバックアップ面に当接するに至ることがないようにしたものである。当接しないことから、バックアップ面からロックツースに反力が作用することはなく、そのためにロックツースに曲げ応力が作用せず、ロックツースの破断が回避される。
特開２００２−３４５５８７号公報

ところが、シートバックに更に大きな荷重が作用する場合には、軸部で荷重を受けるには限界があることから、ガイド部で受ける荷重を大きくしなければならない。しかし、ガイド部で受ける荷重を大きくすると、前記のようにロックツースの軸受部に曲げ応力が作用してロックツースが早い段階で破断する虞がある。ロックツースが破断すると、ロックツースを支持するのは軸部とカムのみとなることからロックツースが傾いて内歯ギヤと外歯ギヤとの噛み合いが悪くなる。つまり、シートリクライニング装置の強度の向上と安定化が図れない。

そこで本発明は、前記の課題を解決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一体成形された軸部と、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円弧軌道の両端近傍に前記ベース部材と一体成形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、前記外歯ギヤに対して前記軸部側に位置する前記一方のガイド部と対向する前記ロックツースの対向面に前記外周側ガイド面と摺動する摺動外周面を形成し、該一方のガイド部に前記ロックツースから加わる荷重が大きい場合に荷重を受けるバックアップ面を設けると共に該バックアップ面との間に隙間を介して前記ロックツースに当接面を形成し、前記ベース部材に対して前記回動部材を回動させる荷重が作用した際に該荷重を前記軸部と前記一方のガイド部とにより受けるように構成した車両用シートリクライニング装置において、前記外周側ガイド面と前記バックアップ面との間に段部を形成する一方、前記ロックツースには該段部と対向する突出部を前記摺動外周面と前記当接面との間に形成し、該突出部が前記段部に当接した際に前記段部から受ける反力の方向が、前記段部から、前記内周側ガイド面と摺動する前記ロックツースの軸受面への接線よりも前記カム側となるように設定したことを特徴とする。

この発明によれば、ロックツースが一方のガイド部側に移動すると、ロックツースの突出部が一方のガイド部の段部に当接して荷重を受ける。このとき、該突出部が段部から受ける反力の方向が段部からロックツースの軸受面に引いた接線よりもカム側となるので、ロックツースには、曲げ応力が加わらず、ロックツースの破断が回避される。

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、一方のガイド部の外周側ガイド面とバックアップ面との間に段部を形成する一方、該段部に当接する突出部をロックツースに形成し、前記突出部が前記段部に当接した際に段部から受ける反力の方向が、段部からロックツースの軸受面に引いた接線よりもカム側となるように設定したので、段部と突出部でも荷重を受けることができると共に、ロックツースの軸受部の近傍を折り曲げようとする曲げ応力が減少し、ロックツースの破断が防止される。これにより、シートリクライニング装置の強度の安定化と向上を図ることができる。

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６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を介して機枠（ベース部材）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蓋体（回動部材）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１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。図１に示すように、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プレスにより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１(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、これにより蓋体７と機枠５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の円弧軌道の内周側には、内周側ガイド面１１ａを有する円柱形状の軸部１１が機枠５と一体成形される一方、ロックツース１０には、その一部を略円形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両端近傍の外周側には、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の前記内歯ギヤ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１の上下のロックカム面９ａどうしを結ぶ線Ｌ₁と略直交する線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を中心として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１９が設けられている。ロックスプリング１９は、機枠５と一体に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６のバックシート３に前倒し方向の荷重が加わったときに、機枠５に対する蓋体７の相対的な回転力が内歯ギヤ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中の時計方向へ回動されようとするのをカム９と軸部１１および第１ガイド凸部１２Ａで支持する。ロックツース１０には、軸部１１に対し、外歯ギヤ１０ｄとは反対側の位置に、軸部１１と同軸状に円弧状の当接面１０ｆが形成されている。一方、第１ガイド凸部（一方のガイド凸部）１２Ａには、当接面１０ｆとの間に隙間１３を介して、当接面１０ｆを支持するためのバックアップ面１２ｅが形成されている。ロックツース１０に加わる荷重を軸部１１および第１外周ガイド面１２ａが受け、更にこの荷重が大きくなって変形が進行したときには、当接面１０ｆが前記バックアップ面１２ｅに当接して支持されるようにしたものである。当接面１０ｆ及びバックアップ面１２ｅは軸部１１の中心に対して同軸の円弧上に形成されている。

前記当接面１０ｆが前記バックアップ面１２ｅに当接する前に、前記第１外周ガイド面１２ａと前記バックアップ面１２ｅとの間に形成した段部１２ｆに当接させるために、前記ロックツース１０に突出部１０ｅが形成されている。そして、突出部１０ｅが段部１２ｆに当接した際に突出部１０ｅが段部１２ｆから受ける反力Ｒ₁の方向が、段部１２ｆから内周側ガイド面１１ａと摺動するロックツース１０の軸受面１０ｃへ引いた接線Ｓよりもカム９側となるように設定されている。つまり、図２に示すように段部１２ｆから受ける反力Ｒ₁の方向が接線Ｓよりも右側にくるようになっている。

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、図１(ｂ)に示すように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に形成したセレーション１６ａとを介してシャフト１６に結合されている。

図１(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がべ一スプレート４の外方に突出し、図６に示すようにセレーション１５ｂに取り付けられた操作レバー２０には、操作ノブ２１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１に示すように、ロックスプリング１９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２１を操作し、ロックスプリング１９の付勢力に抗して操作軸１５を図６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２１から手を放すと、ロックスプリング１９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６のシートバック３に前倒しの荷重が加わったときの作用を図２に基づいて説明する。この場合は、矢印で示すように機枠５に対して蓋体７が相対的に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２中の時計方向へ回動されようとし、このロックツース１０はカム９と軸部１１および第１外周ガイド面１２ａにより支持される。シートバック３に加わる前倒しの荷重が大きくなると、図２に示すようにロックツース１０と、軸部１１および第１外周ガイド面１２ａとの当接する部分が変形し、隙間１３が無くなって当接面１０ｆがバックアップ面１２ｅに当接する前に、ロックツース１０の突出部１０ｅが段部１２ｆに当接する。このとき、突出部１０ｅが段部１２ｆから反力Ｒ₁を受ける。この反力Ｒ₁の方向は、前記接線Ｓよりもカム９側であることから、ロックツース１０にはロックツース１０を反時計方向へ曲げる曲げ応力が加わることはなく、ロックツース１０の当接面１０ｆがバックアップ面１２ｅに当接する前のロックツース１０の破断が回避される。なお、第１外周ガイド面１２ａからロックツース１０へ反力Ｒ₂が作用するが、ロックツース１０の移動方向に対して反力Ｒ₂は軸部１１へ向かう方向を向いているため、曲げ応力は小さい。

図３は図２との比較のために従来の車両用シートリクライニング装置の場合を示すものである。バックアップ面１２ｅの一部に突起部１２ｇを設けているため、ロックツース１０が突起部１２ｇから受ける反力Ｒ₁の方向が軸部１１の中心に向いており、突起部１２ｇからロックツース１０の軸受面１０ｃへ引いた接線よりも軸部１１側となるので、ロックツース１０がバックアップ面１２ｅに当接する前にロックツース１０に大きな曲げ応力が加わり、ロックツース１０の軸受面１０ｃの近傍が破断する。

シートバック３に前倒しの荷重が加わったときの荷重と破断強さとの関係を図４，図５に示す。図４は本発明に係る車両用シートリクライニング装置の場合の例を示し、図５は図３の従来の車両用シートリクライニング装置の場合の例を示すものである。図４，図５におけるＰはロックツースに亀裂が生じたときの位置を示すものであり、Ｑは内歯ギヤあるいは外歯ギヤに歯欠けが生じたときの位置を示すものである。

図５では、変位の途中でロックツースに破断が発生している。これは、バックアップ面１２ｅに突起１２ｇを設けることで、第１ガイド凸部１２Ａが受ける荷重を大きくしているが、荷重に対してロックツース１０に作用する曲げ応力が大きいため、変位の早い段階でロックツース１０に破断が発生している。そして、ロックツース１０が破断した状態では内歯ギヤ７ａと外歯ギヤ１０ｄとの噛み合いが徐々に悪くなる。図５では、ロックツース１０が破断した後も荷重が高くなっているが、この噛み合いの悪化により歯欠けが生じるため、荷重のばらつきが大きく強度が安定しない。

これに対して、図４では、最大荷重でロックツースの破断が発生している。これは、突出部１０ｅと段部１２ｆを当接させることで、第１ガイド凸部１２Ａが受ける荷重を大きくしても、ロックツース１０に作用する曲げ応力が小さいため、ロックツース１０の当接面１０ｆが第１ガイド凸部１２Ａのバックアップ面１２ｅに当接するまでロックツース１０の破断が発生しない。そのため、内歯ギヤ７ａと外歯ギヤ１０ｄの噛み合いを保持した状態で変位が進行する。そして、ロックツース１０の当接面１０ｆが第１ガイド凸部１２Ａのバックアップ面１２ｅに当接した状態で更にロックツース１０が変位しようとすることで、ロックツース１０が破断するが、この時には既に最大荷重が発生しているため、噛み合いの悪化により歯欠けが生じても荷重がばらつくことはない。したがって、本発明に係る車両用シートリクライニング装置においては、第１ガイド凸部１２Ａが受ける荷重を大きくしつつ、内歯ギヤ７ａと外歯ギヤ１０ｄの噛み合いを維持することができるので、強度の向上と安定化を図ることができる。

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、機枠に対して蓋体が相対的に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、機枠に対して蓋体が相対的に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）。 シートバックに前倒し方向の大きな荷重が加わった場合の、本発明の作用説明図。 シートバックに前倒し方向の大きな荷重が加わった場合の、従来構造における作用説明図。 本発明に係る車両用シートリクライニング装置のシートバックに前倒し方向の大きな荷重が加わった場合について、荷重と変形との関係を示すグラフ（実施の形態）。 従来の車両用シートリクライニング装置のシートバックに前倒し方向の大きな荷重が加わった場合について、荷重と変形との関係を示すグラフ。 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
１０ａ…摺動外周面
１０ｃ…軸受面
１０ｄ…外歯ギヤ
１０ｅ…突出部
１０ｆ…当接面
１１…軸部
１１ａ…内周側ガイド面
１２Ａ…第１ガイド凸部（一方のガイド部）
１２ａ…第１外周側ガイド面（外周側ガイド面）
１２ｅ…バックアップ面
１２ｆ…段部
１３…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一体成形された軸部と、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円弧軌道の両端近傍に前記ベース部材と一体成形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、
   前記外歯ギヤに対して前記軸部側に位置する前記一方のガイド部と対向する前記ロックツースの対向面に前記外周側ガイド面と摺動する摺動外周面を形成し、該一方のガイド部に前記ロックツースから加わる荷重が大きい場合に荷重を受けるバックアップ面を設けると共に該バックアップ面との間に隙間を介して前記ロックツースに当接面を形成し、前記ベース部材に対して前記回動部材を回動させる荷重が作用した際に該荷重を前記軸部と前記一方のガイド部とにより受けるように構成した車両用シートリクライニング装置において、
   前記外周側ガイド面と前記バックアップ面との間に段部を形成する一方、前記ロックツースには該段部と対向する突出部を前記摺動外周面と前記当接面との間に形成し、該突出部が前記段部に当接した際に前記段部から受ける反力の方向が、前記段部から、前記内周側ガイド面と摺動する前記ロックツースの軸受面への接線よりも前記カム側となるように設定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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