JP5369261B2 - シート角度調整器及びこの角度調整器を有するシート - Google Patents

Description

本出願は、2009年7月4日に中国特許局に出願された出願番号200910158860.7の、発明の名称が「シート角度調整器及びこの角度調整器を有するシート」である中国特許出願に基づき優 先権を主張し、その全ての内容を本出願に援用する。

本発明はシートバックの角度調整可能なシートに関し、特にシート角度調整器及びこの角度調整器を有するシートに関する。

シート角度調整器は、シートの快適性を高めるように自動車のシートの座席とシートバックとを連接するためのものである。乗客はシート角度調整器により最適な位置にシートバックの角度を調整することによって、最適な乗り心地と最も習慣的な角度を得ることができる。また運転者は、シートバックの角度を調整することによって最適な視野を得ることができるとともに、ステアリングハンドル、ペダル、変速レバー等の操作部材が操作し易くなる。

従来のシート角度調整器は大きく二種類に分けられ、一つはラチェット機構原理を用いた板ばね式調節機構であり、もう一つは遊星歯車伝動原理のギヤ式調節機構である。

遊星歯車伝動原理を用いたギヤ式角度調整器においては、製造の誤差が発生することが避けられないため、このような角度調整器の内部には一定の隙間が生じる。使用中、この隙間により座席の前後方向にシートバックが大きく揺動するとともに、ノイズが発生し、さらに座り心地にも影響を及ぼす。

上記のような隙間をなくすために、一般的に、従来のギヤ式角度調整器において、分体式楔カム型隙間消去機構が設けられており、同時に上記機構は歯数差の小さい遊星歯車伝動機構において、タンブラカムとして機能を果たす。しかしながら、このような構造を用いると、明らかに二つの問題が存在して、即ち：1．楔締め部材は二つの分体式構造であるので、主にその一方の楔に荷重が作用するため、接する部位には応力が集中されて比較的に大きい変形が発生し、さらに可動部材と固定部材との間におけるギヤ内の噛み合い面積が小さくなり、単歯の受力状態に影響を与え、歯数差の小さい遊星歯車伝動の噛み合い強度が高いという特性を十分果たすことができない。2．このような分体式楔カム型隙間消去機構を用いると、偏心領域において大きいスペースが存在するため、角度調整器の強度が不安定になり、強度変動が大きくなってしまう。

上述した問題点に鑑み、本発明は、隙間を消去可能なシート角度調整器であって、シートの快適性や安全性を高めるとともに、調整器が極めて高く安定する強度性能を有することが確保 できるシート角度調整器を提供することを目的としている。

本発明に提供されるシート角度調整器は、中央部にシャフトカラーを有するとともに内歯車リングを有する、シートバックと固定接続するための内歯車板と、中央部に軸心穴を有するとともに前記内歯車リングと噛み合う外歯車リングを有し、かつ前記シャフトカラーと軸心穴との間に半径方向の偏心領域が形成された、座席と固定接続するための外歯車板と、前記内歯車板と前記外歯車板と協同して歯数差の小さい遊星歯車伝動機構を構成する、前記半径方向の偏心領域内に配置された偏心輪と、前記半径方向の偏心領域内に配置された楔形ブロックであって、弾性部材により付勢された周方向の力の作用で前記偏心輪と共に前記偏心輪と前記内歯車板の軸心穴との間及び噛み合い歯との間の隙間を消去する楔形ブロックと、前記内歯車板が前記外歯車板に対して角度を発生して回動するように前記偏心輪または前記楔形ブロックを駆動する駆動部材と、を有するシート角度調整器において、前記偏心輪が全体的に偏心環状に形成されているとともに前記内歯車板のシャフトカラーと前記外歯車板の軸心穴との間に形成された正方向偏心領域に配置され、前記楔形ブロックが前記偏心輪の凹部に配置されていることを特徴としている。

好ましくは、前記偏心輪は、正方向の偏心方向から離れた位置に前記楔形ブロックを収納する凹部を有し、且つ前記楔形ブロックがこの凹部内で周方向に回動することができる。

好ましくは、前記弾性部材は楔締めねじりばねであって、該ねじりばねは同じ方向に設けられた二つの軸方向支脚を有し、ここで、一方の軸方向支脚が楔形ブロック内に介装され、他方の軸方向支脚が前記凹部の正偏心方向に近接する側壁に当接している。

好ましくは、前記楔締めねじりばねの軸方向支脚に当接する、前記凹部の側壁において、当該凹穴の断面が半円弧形または矩形である。

好ましくは、前記楔締めねじりばねと前記楔形ブロックはそれぞれ前記偏心輪の両側に設けられており、前記偏心輪の凹部の底壁が弧形溝を有し、且つ、前記楔締めねじりばねの二つの軸方向支腿がこの弧形溝を通じて張り出してから楔形ブロックと偏心輪とに組み合わされている。

好ましくは、前記楔形ブロックの厚さと前記偏心輪の凹部の深さとが合致する。

本発明は、ヒンジ接続される座席、シートバック、並びに前記座席及び前記シートバック間に配置されるシート角度調整器を有するシートであって、前記シート角度調整器が上記の角度調整器であるシートを提供する。

本発明により提供されるシート角度調整器とシートとを組立てた後、その内歯車板がシートバックに固定接続され、外歯車板が座席に固定接続され（理論的に、上記組立関係について変更してもよい、即ち、内歯車板が座席に固定され、外歯車板がシートバックに固定されてもよい）、外歯車板における外歯車リングと内歯車板における内歯車リングが噛み合った後に、内歯車板のシャフトカラーと外歯車板の軸心穴との間に、半径方向の偏心領域が形成される。偏心輪と楔形ブロックがこの半径方向の偏心領域内に配置され、弾性要素の作用により楔締められる。シートのシートバックの角度を回動する必要がある時に、乗客により駆動部材、駆動偏心輪または楔形ブロックに駆動トルクが付勢されて、したがって歯数差の小さい遊星歯車伝動機構の作動原理によりシートバック角度に対して無段調整が確実に実現される。角度を調定してから、弾性部材により付勢された周方向の力が偏心輪と楔形ブロックに付勢され、偏心輪と楔形ブロックがそれぞれ外歯車板の軸心穴壁及び内歯車板のシャフトカラーに当接した後に、隙間が消去されてシートの快適性がさらに高められる。

角度調整器が楔締め状態になる場合に、楔形ブロックの半径方向の内、外輪廓が偏心輪の凹部の相応位置における半径方向の内、外輪廓の外側に位置する。比較的に大きい荷重が可動部材の内歯車板に作用して、そして接触部材の弾塑性変形が一定の程度になると、楔形ブロックと内歯車板の中心ボスの外円と、外歯車板の内円との間に付勢力が生じて、楔形ブロックを周方向に回動するようになって、そして回動方向は弾性部材の弾性力に抵抗する方向である場合に、楔形ブロックは内歯車板のシャフトカラーに沿ってその輪廓が相応位置における偏心輪の半径方向の内、外輪廓の内側に位置するまで、一定の角度に回動され、偏心輪の押し付け領域の外側の輪廓が外歯車板の内円に接し、偏心輪の押し付け領域の内側の輪廓が内歯車板の中心ボスの外円に接する。この時に、楔形ブロックが回動しなく、偏心輪とともに偏心距離がさらに小さくなることを阻止し、小さい歯数差の内歯車み合い寸法を確保して噛み合い強度を高める。偏心輪が正方向の偏心領域にわたり全て充填され、且つ自体が極めて高い強度を有するため、シートバック及び内歯車板に対する荷重がさらに大きくなる時に、外歯車板の軸心穴と、内歯車板のシャフトカラーと、偏心輪は部分的に塑性変形が発生し、すると、偏心輪に付勢される力が偏心輪の輪廓全体に分散されて、従って各部件の受力状態が改進でき、偏心輪の耐圧性能を向上させて、調節機構全体の強度を大きく高める。

本発明の好ましい形態において、楔形ブロックが偏心輪の凹部内に配置されて、両方の軸方向の外端面がほぼ揃っており、角度調整器の軸方向の寸法が小さくなり、その適応性が向上できる。

本発明により提供されるシート角度調整器は大量生産に適用でき、製造作業性がよく、製造コストが低い利点がある。シートバック角度を調整する必要がある様々なシート、特に自動車のシートに適用する。

異なる角度から示すシート角度調整器の組立分解図である。 異なる角度から示すシート角度調整器の組立分解図である。 本発明に係るシート角度調整器における歯車伝動機構の概略構造図である。 楔形ブロックと偏心輪との位置関係を示す図である。 本発明に係る楔形ブロックと、偏心輪と、楔締めねじりばねと、内歯車板との組立 関係を示す分解図である。 図5に示した各部材の組立後のA矢視図である。 偏心輪と楔形ブロック及び軸心穴とシャフトカラーの組み合わせ関係を示す図であ る。 図7のＩ部の拡大図である。 実施形態において楔締めねじりばねと楔形ブロックはそれぞれ偏心輪の両側に設置 された組立関係の分解図である。 本発明に係るシートの外観図である。

以下、明細書と図面とを参照しながら本実施の形態を説明する。

本文に係る前記内側、外側などの方位用語は、シート角度調整器の軸心線を基準として定義されたものである。即ち、この軸心線側に近い方を内側、この軸心線側に離れる方を外側とする。本文に使った方位用語は本願の請求の保護範囲を制限するものと理解してはならない。

また、本明細書において、正方向の偏心方向とは、偏心領域内の半径方向のスペース寸法が最も大きい方向であり、正方向の偏心方向における領域を正方向の偏心領域と称する。

図1と図2に示すように、図1と図2はそれぞれ異なる角度から示すシート角度調整器の組立分解図である。シート角度調整器は主に歯車伝動機構と、隙間消去部材と、駆動部材と三つの主要部分からなる。

歯車伝動機構は歯数差の小さい一段歯車内歯車み合い遊星歯車伝動が採用される。なお、内歯車リング21を有する内歯車板2はシートバックに固定接続するためのものであり、外歯車リング31を有する外歯車板3は座席に固定接続するためのものである。外歯車板3と内歯車板2はいずれもガードカバー1に設けられ、ガードカバー1の口締めは外歯車板3に固定接続され、組立後、外歯車板3の外歯車リング31が内歯車板2の内歯車リング21に噛み合い、内歯車板2の中央部のシャフトカラー22が外歯車板3の中央部の軸心穴32に介装され、シャフトカラー22が軸心穴32に対して偏心設置され、且つ両者との間に半径方向の偏心領域が構成される。偏心輪4がこの半径方向の偏心領域に配置されており、内歯車リング21と外歯車リング31と一緒に、歯数差の小さい遊星歯車伝動機構が構成されて、この伝動機構の概略構造図を図3に示す。操作トルクが駆動部材5に作用すると、偏心輪4と外歯車リング31により内歯車リング21を動かして回動させて、それにより外歯車板3が内歯車板2に対して回動するようになり、シートバック角度を調整する目的が実現される。噛み合い歯との間に一定の隙間が存在するため、それに対応してシートバックにも隙間が生じて、シートバックが揺れ、シートの快適性が低下する。本実施態様における楔形ブロック6は、楔締めねじりばね7により付勢された周方向の力の作用で、各部材の間の隙間を消去することが実現できる。

図4と図5に示すように、図4は楔形ブロックと偏心輪との間の位置関係を示す図であり、図5は前記楔形ブロック、偏心輪、楔締めねじりばねと内歯車板との間の組立関係の分解図で ある。

楔形ブロック6が偏心輪4における凹部41内に配置され、両方の軸方向の外端面がほぼ揃っている。そして、楔形ブロック6が偏心領域において周方向に回動可能である。即ち、内歯車板2のシャフトカラー22の周りを回動する。楔形ブロック6が設けられている凹部41は角度調整器の軸方向の寸法を小さくするためのものであることが理解できる。楔締めねじりばね7は、同じ方向に設けられた軸方向支脚71と軸方向支脚71′とを有する。組立の時に予め楔締めねじりばね7の二つの軸方向支脚をねじり変形させる必要があり、軸方向支脚71がロックピース8の弧形溝81を通じてから楔形ブロック6の穴62に介装され、そして、軸方向支脚71′もロックピース8の弧形溝81を通じてから凹部41における楔形ブロックの大端部に対向する内壁49に当接し、この内壁49に、軸方向支脚71′の外径に合致する半円弧491が配置されることにより、楔締めねじりばね7の作動安定性を向上させる。

図5に示すように、楔締めねじりばね7の二つの支脚71と71′との間に、リング全体にわたって軸方向屈曲段72を有する。

図6に示すように、この図は図5における各部件の組立後のA矢視図である。

楔締めねじりばね7の予圧縮により生じた弾性変形が楔形ブロック6と偏心輪4に付勢され、それぞれ楔締め状態になるまで偏心領域の小径段へ周方向に回動されて、この状態で、両方の内、外側面がそれぞれ軸心穴32とシャフトカラー22に当接する。ここで、説明するべきなのは、この楔締めねじりばね7は上記構造に限らず、非調整状態で楔締め可能な弾性力を与えれば、他の構造形式の弾性部材を採用してもよい、いずれも本出願の保護範囲に属する。

図7と図8に示すように、図7は偏心輪と楔形ブロック及び軸心穴とシャフトカラーの組み合わせ関係を示す図であり、図8は図7のＩ部の拡大図である。

楔締め状態で、楔形ブロック6の内側面とシャフトカラー22が線接触され、接触線はA′であり、楔形ブロック6の外側面と軸心穴32が線接触され、接触線はB′であり、他の部位は遊間接触される。偏心輪4の内側面とシャフトカラー22が線接触され、接触線はAであり、偏心輪4の外側面と軸心穴32が線接触され、接触線はBである。図に示すように、内歯車リングの軸心線はOであり、即ち、シャフトカラー22の軸心線である。そして、外歯車リング31の軸心線はO′であり、即ち、軸心穴32の軸心線である。偏心輪4と、軸心穴32、シャフトカラー22との接触線A、B、および楔形ブロック6と、軸心穴32、シャフトカラー22との接触線A′、B′は、それぞれ偏心距離OO′がある直線の両側に位置する。このような設計によると、機構全体の受力バランスよくなることが確実に確保できる。本実施例において、偏心輪4のシャフトカラー22に当接する部分の内側面は外向き弧面42であるので、偏心輪4とシャフトカラー22と両者の間の接触対は線接触になることが保証する。同様に、楔形ブロック6のシャフトカラー22に当接段の内側面も外向き弧面63である。

さらに、偏心輪4と、軸心穴32とシャフトカラー22との接触線A、B、およびシャフトカラー22の軸心線Oがほぼ同じ水平面に位置する。楔形ブロック6と、軸心穴32とシャフトカラー22との接触線A′、B′、およびシャフトカラー22の軸心線Oもほぼ同じ水平面に位置する。すると、楔締め状態の隙間消去部材が自己ロック機能を有することができる。

シートバック及び内歯車板に対する荷重がさらに大きくなる時に、外歯車板の軸心穴と、内歯車板のシャフトカラーと、偏心輪は部分的に塑性変形が発生し、すると、偏心輪に付勢する力が偏心輪の輪廓全体に分散され、特に、正方向の偏心領域に分散され、従って各部件の受力状態が改進でき、偏心輪の耐圧性能を向上させて、調節機構全体の強度を大きく高める。内歯車リング21と外歯車リング31の噛み合い偏心距離の方向は偏心輪構造強度が最も高い部位、即ち、偏心輪4の最大半径方向の寸法部に対応する。好ましくは、楔形ブロック6の大端面61、及び偏心輪4の凹部41における大端面61に対向側の内壁49は噛み合い偏心距離の方向に離れる方向により、偏心輪4の強度が強くなり、調節機構全体の強度を高めるようになる。

調整器が非調整状態になる時に、前記部材は図7のような楔締め状態になる。この場合に、半径方向に沿って偏心輪4における凹部41の両側の輪廓が楔形ブロック6の輪廓の内部に位置する。比較的に大きい荷重を受けた場合に、接触合い各部件の弾性変形により自己ロック状態が変化され、内歯車板2のシャフトカラー22と外歯車板3の軸心穴32との作用で、楔形ブロック6が楔締めねじりばね7の付勢力に抵抗して、周方向に回動する。楔形ブロック6がその両側の輪廓が偏心輪4の両側の輪廓の内部に位置するまで回動した時、偏心輪4の凹部41の外側の輪廓46が外歯車板3の軸心穴32に接し、偏心輪4の凹部41の内側の輪廓45が内歯車板2のシャフトカラー22に接する。この時に、楔形ブロック6が回動しなく、且つ偏心輪4とともに偏心距がさらに小さくなることを阻止し、内歯車リング21と外歯車リング31が効果的に噛み合うことを確保できるため、調節機構全体の強度を高める。

駆動部材5の回動軸52が楔締めねじりばね7の内穴、ロックピース8の内穴85、内歯車板2の中心穴23、ガードカバー1を順次貫通した後に、弾性ブロッカリングによりこの回動軸52の端部の係止溝53に係合取り付けされ、駆動部材5の他方の軸端部がシールキャップ10の中心穴101を貫通した後に、弾性ブロッカリングによりこの軸端部の係止溝54に係合取り付けされることにより、本発明の前記シート角度調整器の各部件は軸方向に位置決めることが実現できる。駆動部材5は、第1の駆動アーム51′と第2の駆動アーム51が軸方向に張り出して、図6に示すように、偏心輪4に第1の収納領域47と第2の収納領域47′が備えられており、且つ、周方向に沿って第2の収納領域47′の上部と楔形ブロック6の小端部と重なっている。第1の駆動アーム51′はロックピース8における弧形穴86を介して張り出してから、偏心輪4の第１の収納領域47内に配置され、第1の収納領域47の上側壁48に当接する。第2の駆動アーム51はロックピース8における弧形穴86′を介して張り出してから、楔形ブロック6の小端部の下にある第2の収納領域47′内に配置され、楔形ブロック6の小端面64に当接する。

シートバック角度を調節する時に、作業者は必要に応じて時計回り方向または逆時計回り方向に駆動部材5を回転させる必要がある。時計回り方向に駆動部材5を回動させる場合に、駆動部材5における第１の駆動アーム51が偏心輪4を時計回り方向に動かして楔締めねじりばね7の弾性力に抵抗するように、楔締め作用を解除して歯車伝動機構を駆動することにより、外歯車板3が内歯車板2に対して時計回り方向に回動することを実現でき、シートバック角度を調整することができる。逆時計回り方向に駆動部材5を回動させる場合に、駆動部材5における第2の駆動アーム51が楔形ブロック6の第2の収納領域47′の小端面64を動かして、楔締めねじりばね7の弾性力に抵抗するように、楔締め作用を解除して、多くなくとも第2の駆動アーム51が第2の収納領域47′の上側壁48′に当接する時に、歯車伝動機構を駆動して外歯車板3が内歯車板2に対して逆時計回り方向に回動することを実現できる。

シールキャップ10は弾性を有し、組立を終了した後にその弾性変形が生じて、且つ駆動部材5に密着するように、調節機構を密封して保護する機能を果たす。

図10に示すように、この図は本発明に係るシートの外観図である。このシートはヒンジ接続される座席、シートバック及び座席とシートバックとの間に配置されるシート角度調整器100を含み、なお、シート角度調整器100は前記のような角度調整器を用いて、座席とシートバックとの基本的な構造や連接関係について既存技術と完全に同様であるためここで贅言しない。

以上のように、本発明に提供されたシート角度調整器は無段調整を実現することができ、シートシートバックが比較的に小さい隙間を有するとともに、この角度調整器が良好なロック機能を有する。本発明は手動調節も電動調節もを実現することができる。

以上に説明したのが、ただ本発明の好ましい実施形態であり、当業者にとって、本発明の原理から逸脱しない前提で、本発明に対して若干改善と飾りをすることもでき、例えば図9に示すように、楔締めねじりばねと楔形ブロックがそれぞれ前記偏心輪の両側に設置され、偏心輪の凹部の底壁に弧形溝410を有することにより、弾性要素の支脚を挿通させて、楔形ブロックが偏心輪の凹部41、内歯車板2のシャフトカラー22及びその上のシャフトカラーが存在する水平面、外歯車板3の軸心穴32により封止されるスペースに配置されるという組立態様に適応する。これらの改善や飾りも本発明の保護範囲に属することである。

100 シート角度調整器
1 ガードカバー
2 内歯車板
21 内歯車リング
22 シャフトカラー
23 中心穴
3 外歯車板
31 外歯車リング
32 軸心穴
33 中心ボス
4 偏心輪
41 凹部
42 外向き弧面
43 ボス
44 ボス
45 内側の輪廓
46 外側の輪廓
47 第１の収納領域
47′ 第２の収納領域
48 上側壁
48′ 上側壁
49 内壁
491 半円弧
410 弧形溝
5 駆動部材
51′ 第１の駆動アーム
51 第２の駆動アーム
52 回動軸
53 係止溝
54 係止溝
6 楔形ブロック
61 大端面
62 穴
63 外向き弧面
64 小端面
7 楔締めねじりばね
71 軸方向支脚
71′ 軸方向支脚
72 軸方向屈曲段
8 ロックピース
81 弧形溝
82 位置決め穴
83 位置決め穴
84 周方向開口
85 内穴
86 弧形穴
86′ 弧形穴
10 シールキャップ
101 中心穴

Claims (5)

1. 中央部にシャフトカラーを有するとともに内歯車リングを有する、シートバックに固定接続される内歯車板と、
   中央部に軸心穴を有するとともに前記内歯車リングと噛み合う外歯車リングを有し、かつ前記シャフトカラーと前記軸心穴との間に半径方向の偏心領域が形成された、座席に固定接続される外歯車板と、
   前記半径方向の偏心領域内に配置された偏心輪であって、該偏心輪は前記内歯車板及び前記外歯車板と協同して歯数差の小さい遊星歯車伝動機構を構成しており、
   前記半径方向の偏心領域内に配置された楔形ブロックであって、弾性部材と協同して、付勢された周方向の力の作用によって前記偏心輪と共に該偏心輪と前記内歯車板の軸心穴との間及び噛み合い歯との間の隙間を消去する楔形ブロックと、
   前記内歯車板が前記外歯車板に対して回動するように前記偏心輪または前記楔形ブロックを駆動する駆動部材と、
   が設けられたシート角度調整器において、
   前記偏心輪が、全体的に偏心環状に形成され、かつ前記内歯車板のシャフトカラーと前記外歯車板の軸心穴との間に形成された正方向偏心領域に配置され、
   前記楔形ブロックが、前記偏心輪の凹部に配置され、
   前記偏心輪は、正方向の偏心方向から離れた位置に楔形ブロックを収納する前記凹部を有し、
   前記楔形ブロックが、周方向に回動するよう前記凹部内に設けられ、
   前記弾性部材は楔締めねじりばねとされ、
   前記楔締めねじりばねは、同じ方向に伸びる二つの軸方向支脚を有し、
   一方の軸方向支脚が前記楔形ブロック内に介装され、かつ他方の軸方向支脚が前記凹部の正偏心方向に近接する側壁に当接するよう構成されている
   ことを特徴とするシート角度調整器。
2. 前記楔締めねじりばねの軸方向支脚が当接する、前記凹部の側壁において、該凹穴の断面が半円弧形または矩形であることを特徴とする請求項１に記載のシート角度調整器。
3. 前記楔締めねじりばねと前記楔形ブロックとが、それぞれ前記偏心輪の両側に設けられており、
   前記偏心輪の凹部の底壁が弧形溝を有し、かつ、
   前記楔締めねじりばねの二つの軸方向支腿が前記弧形溝を通って突き出て前記楔形ブロックと前記偏心輪とに組み合わされている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のシート角度調整器。
4. 前記楔形ブロックの厚さと前記偏心輪の凹部の深さとが合致していることを特徴とする請求項３に記載のシート角度調整器。
5. ヒンジ接続される座席、シートバック、並びに前記座席及び前記シートバック間に配置された請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシート角度調整器を有することを特徴とするシート。

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