JP6774344B2 - シート駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用シートの駆動装置に関し、特に、シートバック（背もたれ）の傾動動作を行う電動のシート駆動装置に関する。

自動車用シート等の車両用シートにおいては、シートバックのリクライニング角度を調整したり、シートバックを使用位置と格納位置に切り換えたりするシート傾動機構を備えたものが知られている。このようなシート傾動機構は、従来、手動による操作が一般的であったが、近年、その動作を電動にて行ういわゆるパワーシートを搭載した車両が高級自動車を中心に増加している。特許文献１には、電動モータによってシートバックのリクライニング動作を行う車両用シートが記載されており、そこでは、リクライニングモータによって作動するシートバックアジャスタにより、シートバックの傾斜角度が調整される。

特許文献１のようなパワーシートでは、シートの両側部に配置されたリクライニングモータにより、シートバック側とシートクッション側にそれぞれ取り付けられた上下のアーム部材間の角度を変化させ、シートバックのリクライニング角度を変化させる。リクライニングモータには、ウォームとウォームホイールを用いた減速機構が取り付けられ、モータ本体側が一方のアーム部材、減速機構の出力軸が他方のアーム部材に固定される。そして、出力軸の回転動作に伴ってアーム部材間の角度が変化し、これにより、シートバックの傾動動作が行われる。

特開平９−１０９７５０号公報 特開平９−８６２４１号公報

しかしながら、従来のパワーシートは、故障等により駆動用の電動モータが作動しない場合、その位置でシートバックが固定されてしまい、シートバックを所望の位置に調整できない可能性がある。特に、シートバックが格納位置のとき故障が発生すると、シートを使用状態に復帰できなくなり、乗員を乗せることができなくなるおそれがある。

これに対し、モータ故障時のエマージェンシー操作として、工具などを用いてリクライニングモータの出力軸を回し、シートバックを手動復帰させることも考え得る。ところが、パワーシートには、通常、逆転防止機構が搭載されているため、モータ側は逆転力を考慮しない構造となっており、モータと直結された軸を大きな力で回転させようとすると、減速機構部のウォームやウォームホイールを破損してしまうおそれがある。このため、外部からシートバックを手動復帰させることは難しく、異常時にはシートリクライニング操作が困難となっていた。

また、シートバックを、使用位置と格納位置との間で変位させる場合、モータによってシートバックを駆動させると移動に時間がかかるという問題があった。この場合、格納位置への移動は、途中位置で止める必要が余りなく、しかも、手動操作ではシートバックを短時間に移動することができる。このため、パワーシートでは、シートバックの移動作業自体は楽になるものの、利用者に時間的なストレスを与える可能性があるという課題もあった。

本発明の目的は、故障時等においてもモータを損傷することなく、手動にてシートバックの角度調整操作が可能なシート駆動装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、シートバックの格納位置への移動動作を迅速化し、利用者の時間的なストレスの軽減を図ることにある。

本発明のシート駆動装置は、傾斜角度を変更可能なシートバックを備えたシートに設けられ、電動モータを駆動源として前記シートバックの傾動動作を行うシート駆動装置であって、前記傾動動作は、前記シートバックをフラット位置Ｘ側に傾動する後方傾動動作と、該後方傾動動作と異なる動作速度にて前記シートバックを格納位置Ｙ側に傾動する前方傾動動作と、を有し、前記シート駆動装置は、前記電動モータと、該電動モータの回転を減速して前記シートバック側に伝達する減速機構と、を有し、前記減速機構は、前記電動モータの回転軸に接続されたウォーム軸と、前記ウォーム軸に形成されたウォームと噛合し前記シートバック側と接続されるウォームホイールと、を有し、前記ウォームは、前記電動モータの回転速度を上げることなく、前記シートバックの動作速度が上がるよう、条数が２以上、かつ、その進み角が１４°〜３３°の多条ウォームであり、前記電動モータは、前記シートの使用者によるスイッチ操作に応じて回転数が変化し、前記シートバックは、前記スイッチ操作に従い、前記前方傾動動作の方が前記後方傾動動作より速く動作することを特徴とする。

本発明にあっては、シート駆動装置の減速機構に多条ウォームを用いたので、モータ回転数を変えることなく、シートバックの傾動動作を速くすることができる。また、多条ウォームの採用により、ウォームホイール側からウォームを回転させ易くなり、エマージェンシー時における逆転手動動作が容易となる。

前記シート駆動装置において、前記減速機構に、前記ウォームホイールに接続され前記シートバック側と連結される出力部材を設け、当該シート駆動装置は、装置外部から前記出力部材を操作可能な手動操作部材が取り付け可能であり、前記電動モータが作動しない場合、前記手動操作部材により、装置外部から前記ウォーム軸を回転可能なようにしても良い。

本発明によれば、電動モータと、該電動モータの回転を減速してシートバック側に伝達する減速機構と、を有するシート駆動装置にて、減速機構に、電動モータの回転軸に接続されたウォーム軸と、ウォーム軸に形成されたウォームと噛合しシートバック側と接続されるウォームホイールと、を設け、このウォームに条数が２以上の多条ウォームを用いるようにしたので、モータ回転数を変えることなく、シートバックの傾動動作を速くすることが可能となる。このため、モータ動作音を抑えつつ、シートの性能向上を図ることが可能となる。また、シートバックの移動時間を短縮でき、利用者への時間的なストレスを軽減させることが可能となる。

また、多条ウォームの採用により、ウォームホイール側からウォームを回転させ易くなり、エマージェンシー時における逆転手動動作が容易となる。このため、装置外部から手による逆転動作が可能となり、エマージェンシー時にもシートバックの状態を手動にて変えることができる。従って、故障等により駆動用の電動モータが作動しない場合でも、シートバックを所望の位置に調整することができ、シートバックが格納位置のときに故障が発生しても、シートを使用状態に復帰することが可能となる。

本発明の一実施の形態であるシート駆動装置を用いた自動車用シートの構成を示す説明図である。 本発明の一実施の形態であるシート駆動装置の斜視図である。 図２のシート駆動装置の内部構成を示す説明図である。 ウォームの条数とシートバック動作との関係を示す表である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態であるシート駆動装置を用いた自動車用シートの構成を示す説明図である。図１に示すように、シート１は、シートクッション２とシートバック３とから構成されており、自動車等の車両に搭載される。シートクッション２とシートバック３の間にはリクライニング機構４が設けられており、リクライニング機構４により、シートバック３の傾斜角度を適宜調整できるようになっている。リクライニング機構４には、電動モータを用いたシート駆動装置２１が配設されており、シート１は、いわゆる電動のパワーシートとなっている。

シートクッション２側には、車両のフロアに固定されるロアレール５と、ロアレール５に対して前後方向に移動可能に取り付けられたアッパレール６が左右一対に設けられている。一方、シートバック３側には、略コの字形のシートバックフレーム１１が設けられており、シートバックフレーム１１の下端側は、リクライニング機構４を介して、シートクッション２のアッパレール６に接続されている。リクライニング機構４は、互いに回動可能に連結されたアッパアーム１２とロアアーム１３を備えている。アッパアーム１２は、シートバックフレーム１１の下端部に、ロアアーム１３は、アッパアーム１２の後端部にそれぞれ取り付けられている。左右のリクライニング機構４の間は連結ロッド１４にて接続されており、シートバック３のリクライニング時に両者が同調するようになっている。

アッパアーム１２とロアアーム１３の間には、差動伝動機構（タウメル機構）を用いたリクライナ１５が介設されている。リクライナ１５は、アッパアーム１２側に固定された回動プレート１６と、ロアアーム１３側に固定された固定プレート１７とを備えている。回動プレート１６と固定プレート１７との間には、連結ロッド１４に接続された図示しない摺動係止部材が設けられている。摺動係止部材はロック状態とロック解除状態を有しており、これにより、回動プレート１６と固定プレート１７の間の連結状態を変更できるようになっている。摺動係止部材をロック解除状態とし、シート駆動装置２１によって連結ロッド１４を回転させると、回動プレート１６が回動し、ロアアーム１３に対してアッパアーム１２が回動してリクライニング動作が行われる。

リクライニング機構４には、リクライニング動作の駆動源としてシート駆動装置２１が配設されている。図２は、本発明の一実施の形態であるシート駆動装置２１の斜視図、図３は、シート駆動装置２１の内部構成を示す説明図である。図２,３に示すように、シート駆動装置２１はいわゆる減速機付きモータユニットとなっており、電動モータ２２と減速機構部２３とを一体化させた構成となっている。シート１では、図示しないリクライニングスイッチの操作により電動モータ２２を作動させると、シートバック３の傾斜角度が変化し、シートバック３がフラット位置Ｘと格納位置Ｙ（図１参照）の間で変位する。

電動モータ２２はブラシ付きモータであり、有底円筒状のモータハウジング２４と、モータハウジング２４内に回転自在に支持されたアーマチュア２５とを備えている。モータハウジング２４は、その開口部２４ａが減速機構部２３側を向くように取り付けられている。モータハウジング２４の開口部２４ａ周縁には、外フランジ部２４ｂが屈曲形成されている。外フランジ部２４ｂには、ボルト孔２６が形成されている。このボルト孔２６にボルト２７を挿通し、減速機構部２３にボルト２７を締結することにより、電動モータ２２と減速機構部２３は一体化される。

モータハウジング２４の内周面２４ｃには、複数のマグネット２８が接着剤等によって取り付けられている。モータハウジング２４の底部には、軸方向外側に向かって突出した突出部２９が形成されている。突出部２９の内側には、すべり軸受３１が嵌合固定されている。突出部２９の底部にはさらに、スラストプレート３２が設けられている。スラストプレート３２は、スチールボール３３を介してモータシャフト３４のスラスト荷重を受けている。

アーマチュア２５は、モータシャフト（回転軸）３４と、モータシャフト３４に外挿固定されるアーマチュアコア３５と、アーマチュアコア３５の減速機構部２３側に配置されたコンミテータ３６とを有している。モータシャフト３４の一端部（図３において左端部）は、モータハウジング２４に設けられたすべり軸受３１により、モータハウジング２４に回転自在に支持されている。一方、モータシャフト３４の他端部（図３において右端部：減速機構部２３側）は、すべり軸受３７により、モータハウジング２４に回転自在に支持されている。すべり軸受３７は、モータハウジング２４に圧入固定されたブラシホルダ３８に取り付けられている。

アーマチュアコア３５は、例えば、電磁鋼板等の磁性材を積層して形成された部材であり、マグネット２８に対応した位置に配置される。アーマチュアコア３５には図示しない巻線が巻回されており、巻線の端末部はコンミテータ３６に接続されている。コンミテータ３６は、略円柱状の部材であり、アーマチュア２５の他端側に配置されている。コンミテータ３６の外周面には、板状に形成されたセグメント３９が複数並設されている。セグメント３９には、巻線の端末部が接続されている。コンミテータ３６には、ブラシホルダ３８に収容されたブラシ４１が摺接している。ブラシ４１は、図示しない外部電源に電気的に接続されており、ブラシ４１及びコンミテータ３６を介して、巻線に電流が供給される。

減速機構部２３は、一面が開口された箱状のギヤケース４２と、ギヤケース４２の開口を閉塞するギヤカバー４３とを有している。ギヤカバー４３は、タッピングネジ４４によってギヤケース４２に締結固定される。ギヤケース４２とギヤカバー４３とにより閉塞された空間には、電動モータ２２の動力が伝達されるウォーム軸４５と、ウォーム軸４５のウォーム４６と噛み合うウォームホイール４７と、ウォームホイール４７に噛み合う出力ホイール（出力部材）４８が収納されている。減速機構部２３では、ウォーム４６とウォームホイール４７、ウォームホイール４７と出力ホイール４８による２段減速が行われ、コンパクトなスペースで大きな減速比を確保している。また、シート１では、ウォーム４６として、２条以上の条数を有する多条ウォームが使用されている（本実施形態では２条）。

ウォーム軸４５は、モータシャフト３４と同軸上に配置され、モータシャフト３４の他端側にジョイント部材４９を介して相対回転不能に連結されている。また、ウォーム軸４５は、ギヤケース４２に設けられた２つのすべり軸受５１,５２によってギヤケース４２に回転自在に支持されている。ウォーム軸４５と噛合するウォームホイール４７は、樹脂製の大径ギヤ４７ａに、金属製の焼結体からなる小径ギヤ４７ｂがインサート成型された構成となっている。大径ギヤ４７ａと小径ギヤ４７ｂとは同芯に配置されており、大径ギヤ４７ａがウォーム軸４５と噛合する。一方、小径ギヤ４７ｂは、出力ホイール４８の出力ギヤ４８ａと噛合している。ウォームホイール４７は、ウォームホイール軸５３により軸支されている。ウォームホイール軸５３は、ギヤケース４２とギヤカバー４３にそれぞれ形成された図示しない軸受部によって回転自在に支持されている。

出力ホイール４８は、金属製の焼結体よりなる略円板状の部材であり、外周に出力ギヤ４８ａが形成されている。一方、出力ホイール４８の略中央には、外部に回転トルクを出力する出力取出部４８ｂが形成されている。出力取出部４８ｂは、出力ホイール４８を厚さ方向に貫通する孔であり、左右のリクライニング機構４の間を接続する連結ロッド１４が挿通される。出力取出部４８ｂの内周面には、周方向に沿って係合部４８ｃが形成されており、連結ロッド１４に形成された図示しない凹部と係合するようになっている。これにより、連結ロッド１４と出力取出部４８ｂとの相対回転が規制され、連結ロッド１４に対し回転トルクを出力することが可能となる。

ギヤケース４２は、例えば樹脂等からなる部材であり、インジェクション成型等により形成される。ギヤケース４２は、電動モータ２２側（図３における左側）に形成されたモータ取付部５４と、モータ取付部５４の電動モータ２２とは反対側に形成されたギヤ収納部５５とを有している。モータ取付部５４は、電動モータ２２側が開口されており、この開口とギヤ収納部５５は、モータシャフト３４が挿通される貫通孔（図示せず）を介して連通している。そして、開口側から貫通孔にモータシャフト３４を挿通しつつ、ボルト２７を用いてモータ取付部５４にモータハウジング２４を固定することにより、電動モータ２２がギヤケース４２に取り付けられる。また、モータ取付部５４には、ブラシホルダ３８を介して電動モータ２２に給電するためのコネクタ５６が組み付けられている。

モータ取付部５４とギヤ収納部５５との間には、シート駆動装置２１を車両に固定するための取付孔５７が形成されている。この取付孔５７に図示しないボルトを挿通することにより、リクライニング機構４にシート駆動装置２１が取り付けられる。シート１では、シート駆動装置２１はロアアーム１３側に固定され、電動モータ２２の作動に伴い、アッパアーム１２側に固定された連結ロッド１４が回動する。これにより、ロアアーム１３に対してアッパアーム１２が回動し、両者の間の角度が変化し、シートバック３が傾動動作を行う。

ギヤカバー４３は略平板状に形成されており、ギヤケース４２の開口を閉塞する。つまり、ギヤカバー４３は、ギヤ収納部５５を覆うカバーとして機能しており、ウォームホイール４７を覆うウォームホイールカバー部５８と、出力ホイール４８を覆う出力ホイールカバー部５９と、を有している。ウォームホイールカバー部５８の略中央内面側には、ウォームホイール軸５３を回転自在に支持する軸受部（図示せず）が形成されている。出力ホイールカバー部５９の略中央には、出力取出孔６１が形成されており、ここに連結ロッド１４が挿通される。連結ロッド１４の端部には、エマージェンシー用の手動操作レンチ（手動操作部材）６２を取り付けることができるようになっており、故障等により電動モータ２２が作動しない場合には、外部から連結ロッド１４を直接回転させてシートバック３の傾斜状態を調整可能となっている。

このようなシート駆動装置２１では、利用者がリクライニングスイッチを操作すると、電動モータ２２が作動し、モータシャフト３４の回転が、ウォーム軸４５からウォーム４６、ウォームホイール４７、出力ホイール４８に伝達される。そして、出力ホイール４８に取り付けられた連結ロッド１４が回動し、ロアアーム１３とアッパアーム１２の間の角度が変化し、シートバック３がフラット位置Ｘと格納位置Ｙの間で変位する。その際、当該シート駆動装置２１では、ウォーム４６に多条ウォームが使用されているため、従来のモータ仕様を変更することなく、ウォームホイール４７の回転数を上げることができ、シートバック３の動作も速くなる。また、シートバック３の動作速度を変えない場合は、モータ回転数を落とすことができ、その分、モータを小型化し、シート駆動装置２１の小型化を図ることも可能となる。

図４は、ウォーム４６の条数とシートバック動作との関係を示す表であり、図４に示すように、条数を多くすると、それに比例してウォームホイール４７の回転数も増加する。すなわち、多条ウォームを使用することにより、モータ回転数を上げることなく、シートバック３の動作速度を向上させることができる。このため、本発明によるシート駆動装置２１を用いることにより、モータ動作音を抑えつつ、パワーシートの性能向上を図ることが可能となる。従って、シートバック３の移動時間を短縮でき、利用者への時間的なストレスを軽減させることが可能となる。

また、ウォーム４６の条数が多くなると、ウォームの進み角θも大きくなる。ウォームでは、進み角が小さいとウォームホイール４７側からの逆転動作が行いにくくなり、前述のように、従来のパワーシートでは、エマージェンシー時における逆転手動動作が困難であった。これに対し、本発明によるシート駆動装置２１では、ウォーム４６に多条ウォームを採用することにより、ウォームホイール４７側からの逆転操作が行われた場合でも、ウォーム４６が回転しやすくなっている。図４に示すように、例えば２条ウォームの場合、アーマチュア２５の逆転性は、１条ウォームに比して半分になり、過大な逆入力がウォームホイール４７に入力された場合でも、ウォーム軸４５が逆転する。

このため、手動操作レンチ６２による逆転動作が可能となり、エマージェンシー時にもシートバック３の状態を手動にて変えることができる。従って、故障等により駆動用の電動モータが作動しない場合でも、シートバック３を所望の位置に調整できる。また、シートバックが格納位置のときに故障が発生しても、シートを使用状態に復帰することができ、乗員を乗せることができない、と言ったような問題も生じない。

本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施形態では、ウォーム４６として２条ウォームを使用した例を示したが、条数は２には限られず、３条以上の多条ウォームを使用することも可能である。但し、余り大きな条数のウォームでは、歯のモジュールが小さくなり、製造工数も嵩むため、２〜５条（進み角１４°〜３３°程度）が好ましい。また、前記実施形態では、連結ロッド１４により左右のアッパアーム１２を接続して両者を同期駆動させているが、シート左右にシート駆動装置２１をそれぞれ配置し、それらを同期制御してアッパアーム１２を動作させても良い。

なお、シートバック３を傾動させるとき、フラット位置Ｘ側の後方傾動動作（リクライニング動作）と、格納位置Ｙ側の前方傾動動作（格納動作）でシートバック３の動作速度を変えても良い。すなわち、スイッチ操作に応じて電動モータ２２の回転数を変化させ、リクライニング動作は比較的ゆっくりと行い、格納動作は素早く行う、というような動作を行わせることも可能である。

本発明によるシート駆動装置は、自動車用シートのみならず、産業機器のシートや鉄道車両のシートなどにも広く適用可能である。

１ シート
２ シートクッション
３ シートバック
４ リクライニング機構
５ ロアレール
６ アッパレール
１１ シートバックフレーム
１２ アッパアーム
１３ ロアアーム
１４ 連結ロッド
１５ リクライナ
１６ 回動プレート
１７ 固定プレート
２１ シート駆動装置
２２ 電動モータ
２３ 減速機構部
２４ モータハウジング
２４ａ 開口部
２４ｂ 外フランジ部
２４ｃ 内周面
２５ アーマチュア
２６ ボルト孔
２７ ボルト
２８ マグネット
２９ 突出部
３１ すべり軸受
３２ スラストプレート
３３ スチールボール
３４ モータシャフト
３５ アーマチュアコア
３６ コンミテータ
３７ すべり軸受
３８ ブラシホルダ
３９ セグメント
４１ ブラシ
４２ ギヤケース
４３ ギヤカバー
４４ タッピングネジ
４５ ウォーム軸
４６ ウォーム
４７ ウォームホイール
４７ａ 大径ギヤ
４７ｂ 小径ギヤ
４８ 出力ホイール（出力部材）
４８ａ 出力ギヤ
４８ｂ 出力取出部
４８ｃ 係合部
４９ ジョイント部材
５１ すべり軸受
５２ すべり軸受
５３ ウォームホイール軸
５４ モータ取付部
５５ ギヤ収納部
５６ コネクタ
５７ 取付孔
５８ ウォームホイールカバー部
５９ 出力ホイールカバー部
６１ 出力取出孔
６２ 手動操作レンチ（手動操作部材）
Ｘ フラット位置
Ｙ 格納位置
θ 進み角

Claims (2)

1. 傾斜角度を変更可能なシートバックを備えたシートに設けられ、電動モータを駆動源として前記シートバックの傾動動作を行うシート駆動装置であって、
   前記傾動動作は、前記シートバックをフラット位置Ｘ側に傾動する後方傾動動作と、該後方傾動動作とは異なる動作速度にて前記シートバックを格納位置Ｙ側に傾動する前方傾動動作と、を有し、
   前記シート駆動装置は、前記電動モータと、該電動モータの回転を減速して前記シートバック側に伝達する減速機構と、を有し、
   前記減速機構は、前記電動モータの回転軸に接続されたウォーム軸と、前記ウォーム軸に形成されたウォームと噛合し前記シートバック側と接続されるウォームホイールと、を有し、
   前記ウォームは、前記電動モータの回転速度を上げることなく、前記シートバックの動作速度が上がるよう、条数が２以上、かつ、その進み角が１４°〜３３°の多条ウォームであり、
   前記電動モータは、前記シートの使用者によるスイッチ操作に応じて回転数が変化し、
   前記シートバックは、前記スイッチ操作に従い、前記前方傾動動作の方が前記後方傾動動作より速く動作することを特徴とするシート駆動装置。
2. 請求項１記載のシート駆動装置において、
   前記減速機構はさらに、前記ウォームホイールに接続され前記シートバック側と連結される出力部材を有し、
   当該シート駆動装置は、装置外部から前記出力部材を操作可能な手動操作部材が取り付け可能であり、前記電動モータが作動しない場合、前記手動操作部材により、装置外部から前記ウォーム軸を回転可能であることを特徴とするシート駆動装置。

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