WO2014104344A1 - 車両用シートスライド装置 - Google Patents

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guide
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rail
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聡一 佐々木
木本　政志
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Thk株式会社
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    • F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04—Ball or roller bearings

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle seat slide device that supports passenger seats of various vehicles so as to be movable back and forth with respect to a vehicle floor.
  • the vehicle seat slide device includes a lower rail that is fixed to a vehicle floor, an upper rail that is fixed to a seat and is movably supported with respect to the lower rail, and a steel that is disposed between the lower rail and the upper rail.
  • Rolling elements such as rollers and balls.
  • the lower rail and the upper rail are formed by bending a metal plate into a predetermined shape by roll forming or pressing. ing.
  • a rolling element cage extending in the longitudinal direction of these rails is provided in the gap between the lower rail and the upper rail. Is also formed by bending a metal plate.
  • an object of the present invention is to provide a vehicle seat slide device capable of improving the degree of freedom in designing the vehicle interior height and reducing the weight.
  • the vehicle seat slide device of the present invention that achieves such an object includes an attachment portion that is formed of an aluminum alloy and is fixed to the seat, and a slide portion in which a plurality of ball rolling grooves are formed along the longitudinal direction.
  • An upper rail formed of an aluminum alloy and having a fixed portion fixed to the vehicle floor, a guide groove for receiving the slide portion of the upper rail, and a ball rolling groove of the slide portion in the guide groove
  • a ball rail is formed between the lower rail formed in the longitudinal direction and the synthetic resin, and a cage is formed between the upper rail ball rolling groove and the lower rail ball rolling groove facing each other.
  • a plurality of guide balls that are arranged in rows without use and support the movement of the upper rail relative to the lower rail. To have.
  • the vehicle seat slide device of the present invention having such a configuration, a large number of guide balls are arranged without using a cage with respect to the ball rolling grooves of the lower rail and the upper rail, thereby moving the upper rail with respect to the lower rail. Since it supports, the load which acts on each guide ball becomes small, and the diameter of a guide ball can be made small. Thereby, the height from the bottom surface of the lower rail to the seat mounting position of the upper rail can be suppressed, and a degree of freedom can be given to the height design in the vehicle interior.
  • the lower rail and the upper rail can be manufactured from an aluminum alloy instead of a steel plate, the weight of the seat slide device can be reduced, and the fuel efficiency of the vehicle can be improved.
  • FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a first embodiment of a vehicle seat slide device to which the present invention is applied. It is a perspective view which shows the state which moved the upper rail of the vehicle seat slide apparatus shown in FIG. 1 with respect to the lower rail. It is front sectional drawing of the vehicle seat slide apparatus shown in FIG. It is a schematic diagram which shows the arrangement
  • the seat slide device 1 is arranged along the longitudinal direction of the upper rail 2 to which a passenger seat of the vehicle is attached, the lower rail 3 fixed to the vehicle floor, and the upper rail 2 and the lower rail 3.
  • a large number of guide balls 4 are provided. As the guide ball 4 rolls between the upper rail 2 and the lower rail 3, the upper rail 2 can be freely moved with respect to the lower rail 3 as shown in FIG. 2.
  • the upper rail 2 includes a plate-like mounting portion 20 fixed to the leg portion of the passenger seat, and a slide portion 21 provided at a lower end of the mounting portion 20 so as to be orthogonal to the mounting portion 20.
  • the upper rail 2 is formed in a long shape along the moving direction with respect to the lower rail 3, and the vertical cross section with respect to the moving direction has a substantially T-shaped uniform shape.
  • the mounting portion 20 is provided with a bolt mounting hole 22 used for fixing the leg portion of the passenger seat.
  • the shape of the upper rail 2 in this embodiment is an example to the last, For example, the said attaching part 20 and the slide part 21 may cross
  • a ball rolling groove 23 is formed on each side surface of the slide portion 21 facing in the opposite direction along the longitudinal direction of the upper rail 2, and the guide ball 4 has the ball rolling groove 23. Roll over. Further, stoppers 24 slightly protruding from the ball rolling grooves 23 are provided in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of each ball rolling groove 23 to limit the rolling range of the guide ball 4 in the ball rolling groove 23. is doing.
  • a concave portion 25 is provided on the lower surface side of the slide portion 21, that is, the surface opposite to the mounting portion 20, and this concave portion 25 is connected to a head portion of a bolt that fixes the lower rail 3 to the vehicle floor. It is provided for the purpose of avoiding interference.
  • the lower rail 3 is formed long along the moving direction of the upper rail 2, has a fixing portion 30 fixed to the vehicle floor, and has a guide groove 31 for receiving the slide portion 21 of the upper rail 2.
  • the fixing portion is provided with a bolt mounting hole 34 used for fixing the lower rail to the vehicle floor.
  • the lower rail 3 has a pair of side wall portions 32 erected with respect to the fixed portion 30, and the side wall portions 32 are provided on both sides of the fixed portion 30 at intervals from each other.
  • the portion 32 extends along the moving direction of the upper rail 2. Therefore, in this embodiment, the space surrounded by the fixed portion 30 and the pair of side wall portions 32 is the guide groove 31.
  • Ball rolling grooves 33 are formed along the longitudinal direction of the lower rail 3 on the inner surface of each side wall 32 facing the guide groove 31.
  • the ball rolling groove 33 is opposed to a ball rolling groove 23 formed in the slide portion 21 of the upper rail 2, and the guide ball 4 is a ball rolling groove 23 of the upper rail 2 and a ball rolling groove of the lower rail 3. It rolls while contacting both 33.
  • the upper rail 2 is in a state of being restrained by the lower rail 3 in a direction orthogonal to the moving direction thereof, and can freely move with respect to the lower rail 3 while applying any load acting in the direction.
  • stoppers 35 slightly protruding from the ball rolling groove 33 are provided near both ends in the longitudinal direction of the ball rolling groove 33 of the lower rail 3. The rolling range of the guide ball 4 in the running groove 33 is limited.
  • two ball rolling grooves 23, 33 are formed for each of the upper rail 2 and the lower rail 3, and the two ball rows rolling on these ball rolling grooves 23, 33.
  • the upper rail 2 is supported movably with respect to the lower rail 3.
  • the slide part 21 of the upper rail 2 and the guide groove 31 of the lower rail 3 can be reduced in size, and the height from the fixing part 30 of the lower rail 3 to the mounting part 20 of the upper rail 2 can be suppressed.
  • the lower rail 3 has a pair of locking walls 36 that cover the guide groove 31. These locking walls 36 protrude from the upper ends of the side wall portions 32 toward the center of the guide groove 31 and extend along the longitudinal direction of the lower rail 3, and the ends of the pair of locking walls 36 face each other. Thus, an opening 37 for moving the upper rail 2 is formed.
  • the opening width of the opening portion 37 orthogonal to the moving direction of the upper rail 2 is greater than the lateral width of the slide portion 21 of the upper rail 2, that is, the distance between both side surfaces of the slide portion 21 in which the ball rolling groove 23 is formed. It is set small.
  • a reinforcing projection 38 is provided on the outer surface of each side wall 32 of the lower rail 3.
  • the reinforcing protrusion 38 extends along the longitudinal direction of the lower rail 3 and has a cross-sectional area larger than that of the locking wall 36 with respect to a cross section orthogonal to the moving direction of the upper rail 2.
  • the upper rail 2 and the lower rail 3 are manufactured by extrusion using an aluminum alloy. Since both the upper rail 2 and the lower rail 3 have a uniform vertical cross section with respect to the longitudinal direction, they are optimal for manufacturing by extrusion. In this case, the bolt mounting holes 22 and 34 are processed after extrusion, and the stoppers 24 and 35 provided on the ball rolling grooves 23 and 33 are also processed after extrusion. The ball rolling grooves 23 and 33 are formed at the same time during extrusion molding, and the surface thereof is not subjected to any special processing after extrusion molding. Therefore, both the upper rail 2 and the lower rail 3 can be manufactured at low cost.
  • the upper rail stopper 24 and the lower rail stopper 35 may be configured to fix a stopper formed as a separate member to the ball rolling grooves 23 and 33 provided by the extrusion molding,
  • the upper rail 2 and the lower rail 3 may be formed by bending up.
  • the upper rail 2 is supported so as to be movable with respect to the lower rail 3 only by the guide balls 4 arranged in the ball rolling grooves 23, and the upper rail 2 and the lower rail 3 are not in direct contact with each other.
  • the guide balls 4 are arranged in rows in the ball rolling grooves 23 and 33 without using a cage that keeps the arrangement interval constant.
  • more guide balls 4 are provided between the ball rolling groove 23 of the upper rail 2 and the ball rolling groove 33 of the lower rail 3 than in the case where a certain gap is provided between adjacent balls using a cage.
  • the contact surface pressure between each guide ball 4 and the upper rail 2 or the lower rail 3 can be reduced.
  • the guide balls 4 that support the upper rail 2 with respect to the lower rail 3 are made of synthetic resin.
  • the guide ball 4 made of synthetic resin has a larger deformation amount with respect to the load than the steel ball, and the contact area between the guide ball 4 and the ball rolling grooves 23 and 33 is increased.
  • the contact surface pressure with the lower rail 3 can be reduced. Therefore, the synthetic resin used as the guide ball 4 is preferably one having a lower Young's modulus than the upper rail 2 and the lower rail 3 made of aluminum alloy.
  • a ball made of polyacetal (POM) can be used as the guide ball 4.
  • the arrangement length of the guide balls 4 in the ball rolling groove 23 of the upper rail 2 and the ball rolling groove 33 of the lower rail 3 is determined as follows. For example, when the stroke amount necessary for adjusting the position of the passenger seat in the passenger compartment, that is, the maximum movable distance of the upper rail 2 with respect to the lower rail 3 is L, the guide ball 4 rolls when the upper rail 2 moves the distance L. Roll over the grooves 23, 33 by a distance L / 2. For this reason, as shown in FIG. 4, when the effective length of the ball rolling groove 33 of the lower rail 3, that is, the distance between the pair of stoppers 35 located at both ends of the lower rail 3, is D, the guide ball 4 is It is preferable to arrange with respect to the running groove 33 leaving only the distance L / 2.
  • bowl 4 with respect to the ball rolling grooves 23 and 33 can be maximized.
  • the ball rolling groove 33 of the lower rail 3 is described as an example in FIG. 4, but the upper rail 2 is shorter than the lower rail 3. In this case, the same idea is applied to the ball rolling groove of the upper rail 2.
  • the arrangement length of the guide balls 4 is determined, and as many guide balls 4 as possible are arranged within the range.
  • a large number of guide balls 4 are arranged in the ball rolling grooves 23 and 33 of the upper rail 2 and the lower rail 3, and a cage is used. Since as many guide balls 4 as possible are arranged and the upper rails 2 are movably supported by the rolling of these guide balls 4, the seat slide device 1 must be loaded. Even when the load is large, the load acting on each guide ball 4 can be reduced. For this reason, the diameter of the guide ball 4 to be used can be reduced to reduce the size and thickness of the upper rail 2 and the lower rail 3, and the height from the bottom surface of the lower rail 3 to the seat mounting position of the upper rail 2 can be suppressed. A degree of freedom can be given to the design of the vehicle interior height.
  • the contact surface pressure between each guide ball 4 and the upper rail 2 and the lower rail 3 can be reduced.
  • a guide ball 4 made of synthetic resin having a large size when a load is applied, the contact area between each guide ball 4 and the ball rolling grooves 23 and 33 increases, and the contact surface pressure further decreases. To do.
  • the upper rail 2 and the lower rail 3 can be made of an aluminum alloy, which makes it possible to provide a lighter seat slide device than conventional steel seat slide devices, and contribute to improving the fuel efficiency of the vehicle. be able to.
  • the guide ball 4 made of synthetic resin since the movement of the upper rail is supported by the guide ball 4 made of synthetic resin, it is possible to suppress the generation of the traveling sound of the guide ball 4 when the upper rail 2 is moved with respect to the lower rail 3, and an irritating metal Generation of sound can be prevented.
  • the guide ball 4 is caused to move to the ball rolling grooves 23 and 33 by an excessive load acting on the upper rail 2. Even if it slips out of the vehicle, it can be prevented that the slide portion 21 of the upper rail 2 is detached from the inside of the guide groove 31 of the lower rail 3, and it is possible to prevent the passenger seat from being detached from the vehicle floor. .
  • the seat slide device In the seat slide device according to the second embodiment, two kinds of balls, that is, a guide ball 4 and a high-strength ball 5 are arranged on the ball rolling grooves 23 and 33 of the upper rail 2 and the lower rail 3.
  • a guide ball 4 and a high-strength ball 5 are arranged on the ball rolling grooves 23 and 33 of the upper rail 2 and the lower rail 3.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which the upper rail 2 has moved to the limit in the direction of the arrow with respect to the lower rail 3, that is, a state in which the upper rail 2 has moved to the end of the stroke with respect to the lower rail 3.
  • the ball train composed of the guide balls 4 and the high-strength balls 5 is sandwiched between the stopper 24 of the upper rail 2 and the stopper 35 of the lower rail 3, thereby further moving the upper rail 2 in the arrow direction. It is regulated.
  • only the high strength ball 5 is shown in black so that the guide ball 4 and the high strength ball 5 can be distinguished.
  • the high strength balls 5 are located at both ends of the guide balls 4 in the arrangement direction. That is, on the ball rolling grooves 23 and 33, the high-strength balls 5 are arranged before and after the group of guide balls 4 in the rolling direction.
  • the high-strength ball 5 is formed of a material having a Young's modulus higher than that of the guide ball 4.
  • the high-strength ball 5 can be formed from a metal such as steel or ceramics. If the material has a higher Young's modulus than the guide ball 4, the high-strength ball 5 may be formed from a synthetic resin.
  • the high-strength ball 5 is in contact with the stoppers 24 and 35 when the upper rail 2 has moved to the limit in the arrow direction with respect to the lower rail 3. Therefore, if the upper rail 2 is further moved in the direction of the arrow from the state shown in FIG. 5, the stoppers 24 and 35 strongly press the high strength ball 5. At this time, the high-strength ball 5 has a higher Young's modulus than the guide ball 4. The deformation amount of the strength ball 5 is small.
  • the ball gets over the stopper 24 of the upper rail 2 or the stopper 35 of the lower rail 3. It is possible to reduce the possibility of being lost as much as possible. That is, in the seat slide device of the second embodiment, the load bearing performance in the stroke direction of the upper rail 2 is improved.
  • belt anchor strength exists as one of the performances required for the vehicle seat slide device.
  • the belt anchor strength is based on the premise that a passenger sitting on the passenger seat wears the seat belt, and even if a predetermined tensile load acts on the anchor of the seat belt for a certain period of time, the upper rail 2 of the vehicle seat slide device It is a condition that it does not break itself and that the upper rail 2 is not separated from the lower rail 3 fixed to the vehicle floor. In this case, since the direction of the tensile load acting on the anchor has an angle of less than 90 degrees with respect to the stroke direction of the upper rail 2, a moment load resulting from the tensile load is applied to the upper rail 2. Will work.
  • At least one high-strength ball 5 is disposed at each end of the group of guide balls 4.
  • the high-strength ball 5 since the material of the high-strength ball 5 has a higher Young's modulus than that of the guide ball 4, the high-strength ball 5 has a small deformation amount with respect to the load and tends to have a high contact surface pressure with respect to the upper rail 2 and the lower rail 3. . For this reason, when the ratio of the number of high-strength balls 5 to the number of guide balls 4 increases, dust and fatigue breakage are likely to occur in each rail 2 and 3 accordingly. From this viewpoint, it is preferable that the number of the high-strength balls 5 is smaller than the number of the guide balls 4.
  • the guide balls 4 and the high-strength balls 5 that roll in the ball rolling grooves 23 and 33 are slightly elastically deformed according to the magnitude of the applied load.
  • a moment load is applied, a larger load is applied to the high-strength balls 5 arranged at both ends in the rolling direction of the guide ball 4 than to the guide ball 4. Therefore, in order to prevent an excessive load from acting on the guide ball 4 adjacent to the high-strength ball 5 when a moment load is applied, the diameter of the high-strength ball 5 is the diameter of the guide ball 4. It is preferable to set it slightly larger than.
  • the high-strength ball 5 is set slightly larger than the diameter of the guide ball 4, so that the guide ball 4 is also securely attached to the upper rail 2 and the lower rail 3.
  • the upper rail 2 is supported by all the balls 4 and 5 arranged in the ball rolling groove 23.
  • the above-described vehicle seat slide device according to the first embodiment and the second embodiment is merely an application example of the present invention, and the shape, length, and material of the upper rail and the lower rail, the number of ball rolling grooves The direction, the material of the balls, the number of arrangements, and the like can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

　車両の室内高の設計自由度を向上させると共に、軽量化を図ることができ、シートを前後に移動させる際の使い心地を向上させることが可能な車両用シートスライド装置であり、アルミニウム合金から形成され、長手方向に沿って複数条のボール転走溝(23)が形成されたスライド部(21)を有するアッパレール(2)と、アルミニウム合金から形成され前記アッパレール(2)のスライド部(21)を収容する案内溝(31)を有すると共に、当該案内溝(31)内には前記スライド部(21)のボール転走溝(23)に対向するボール転走溝(33)が長手方向に沿って形成されたロアレール(3)と、合成樹脂から形成されると共に、前記ボール転走溝(23,33)に対してケージを用いることなく並べられて列をなし、前記ロアレール(3)に対するアッパレール(2)移動を支持する多数の案内ボール(4)とを備えている。

Description

車両用シートスライド装置
　本発明は、各種車両の搭乗者シートを車両フロアに対して前後に移動可能に支持する車両用シートスライド装置に関する。
　従来、この種の車両用シートスライド装置としては、例えば特許文献１に開示されるものが知られている。この車両用シートスライド装置は、車両フロアに固定されるロアレールと、シートに固定されると共に前記ロアレールに対して移動自在に支持されたアッパレールと、これらロアレールとアッパレールの間に配設された鋼製のローラやボール等の転動体とを備えている。前記ロアレール及びアッパレールは金属板をロールフォーミング加工やプレス加工で所定形状に折り曲げて形成されており、前記転動体はこれらロアレール及びアッパレールの長手方向の前端寄り及び後端寄りの二箇所にのみ配置されている。また、各レールの前後２箇所に配置された転動体の間隔を一定に保つため、ロアレールとアッパレールとの隙間にはこれらレールの長手方向に延びる転動体ケージが設けられており、かかる転動体ケージも金属板を折り曲げて形成されている。
特開２０１０－１２８４９号公報
　このような従来の車両用シートスライド装置は、ロアレールとアッパレールの長手方向の前端寄り及び後端寄りの二箇所にのみ転動体が配置されていることから、各転動体に作用する荷重が大きく、転動体としては直径の大きなものを使用する必要があった。このため、ロアレールの車両フロアに対する固定面からアッパレールのシート取付け位置までの高さが高くなってしまい、車両の室内高の設計に影響を及ぼしていた。
　また、各転動体に作用する荷重が大きいことから、ロアレールと転動体の間、アッパレールと転動体の間の面圧が高く、長期使用における摩耗を考慮した結果としてロアレール及びアッパレールは鋼板から製作されていた。このため、シートスライド装置の重量が嵩み、車両の燃費性能に影響を及ぼしていた。
　従って、本発明の目的とするところは、車両の室内高の設計自由度を向上させると共に、軽量化を図ることが可能な車両用シートスライド装置を提供することにある。
　このような目的を達成する本発明の車両用シートスライド装置は、アルミニウム合金から形成され、シートに固定される取付け部及び長手方向に沿って複数条のボール転走溝が形成されたスライド部を有するアッパレールと、アルミニウム合金から形成され、車両フロアに固定される固定部を有すると共に、前記アッパレールのスライド部を収容する案内溝を有すると共に、当該案内溝内には前記スライド部のボール転走溝に対向するボール転走溝が長手方向に沿って形成されたロアレールと、合成樹脂から形成されると共に、互いに対向する前記アッパレールのボール転走溝とロアレールのボール転走溝との間にケージを用いることなく並べられて列をなし、前記ロアレールに対するアッパレール移動を支持する多数の案内ボールとを備えている。
　このような構成を有する本発明の車両用シートスライド装置によれば、ロアレール及びアッパレールのボール転走溝に対してケージを用いることなく多数の案内ボールを配列し、それによってロアレールに対するアッパレールの移動を支持しているので、個々の案内ボールに作用する荷重は小さくなり、案内ボールの径を小さくすることができる。これにより、ロアレールの底面からアッパレールのシート取付け位置までの高さを抑え、車室内の高さ設計に自由度を与えることが可能となる。
　また、ロアレール及びアッパレールのボール転走溝に対して多数の案内ボールを配列することで、個々の案内ボールに作用する荷重が小さくなり、各案内ボールとレールとの接触面圧は低下する。加えて、合成樹脂製のボールは鋼製ボールに比べて荷重に対する変形量が大きく、この点においても各案内ボールとレールとの接触面圧は低下する。これにより、ロアレール及びアッパレールを鋼板ではなくアルミニウム合金から製作することが可能となり、シートスライド装置の軽量化を図り、車両の燃費性能の改善に貢献することが可能となる。
本発明を適用した車両用シートスライド装置の第一実施形態を示す一部切欠き斜視図である。 図１に示した車両用シートスライド装置のアッパレールをロアレールに対して移動させた状態を示す斜視図である。 図１に示す車両用シートスライド装置の正面断面図である。 ボール転走溝に対するボールの配列長を示す模式図である。 本発明を適用した車両用シートスライド装置の第二実施形態におけるボールの配列を示す模式図である。
　以下、添付図面を用いて本発明の車両用シートスライド装置を詳細に説明する。
　図１乃至図３は本発明を適用した車両用シートスライド装置の第一実施形態を示すものである。このシートスライド装置１は、車両の搭乗者シートが取り付けられるアッパレール２と、車両フロアに固定されるロアレール３と、これらアッパレール２とロアレール３との間でこれらレールの長手方向に沿って配列された多数の案内ボール４とを備えている。前記案内ボール４がアッパレール２とロアレール３との間で転動することにより、図２に示すように、ロアレール３に対してアッパレール２を自在に移動させることが可能となっている。
　前記アッパレール２は、搭乗者シートの脚部に固定される板状の取付け部２０と、この取付け部２０の下端に当該取付け部２０と直交するように設けられたスライド部２１を備えている。このアッパレール２はロアレール３に対する移動方向に沿って長尺に形成されており、当該移動方向に関する垂直断面は略Ｔ字状の一様な形状を有している。また、前記取付け部２０には搭乗者シートの脚部の固定に利用されるボルト取付け孔２２が設けられている。尚、本実施形態におけるアッパレール２の形状はあくまでも一例であり、例えば、前記取付け部２０とスライド部２１が略Ｌ字状に交わったものであっても差し支えない。
　相反する方向に面した前記スライド部２１の両側面には、アッパレール２の長手方向に沿って１条ずつのボール転走溝２３が形成されており、前記案内ボール４はこのボール転走溝２３の上を転動する。また、各ボール転走溝２３の長手方向の両端付近には当該ボール転走溝２３から僅かに突出したストッパ２４が設けられており、ボール転走溝２３における案内ボール４の転動範囲を制限している。尚、前記スライド部２１の下面側、すなわち前記取付け部２０と反対側の面には凹部２５が設けられているが、この凹部２５は前記ロアレール３を車両フロアに固定するボルトの頭部との干渉を回避する目的で設けられている。
　一方、前記ロアレール３は前記アッパレール２の移動方向に沿って長尺に形成されており、車両フロアに固定される固定部３０を有すると共に、前記アッパレール２のスライド部２１を収容する案内溝３１を有している。前記固定部には車両フロアに対するロアレールの固定に利用されるボルト取付け孔３４が設けられている。また、このロアレール３は前記固定部３０に対して起立した一対の側壁部３２を有しており、これら側壁部３２は互いに間隔をおいて前記固定部３０の両側に設けられており、各側壁部３２は前記アッパレール２の移動方向に沿って延びている。従って、この実施形態では、これら固定部３０及び一対の側壁部３２に囲まれた空間が前記案内溝３１となっている。
　前記案内溝３１に面した各側壁部３２の内側面には前記ロアレール３の長手方向に沿ってボール転走溝３３が形成されている。このボール転走溝３３は前記アッパレール２のスライド部２１に形成されたボール転走溝２３と対向しており、前記案内ボール４はアッパレール２のボール転走溝２３とロアレール３のボール転走溝３３の双方に接触しながら転動する。このため、アッパレール２はその移動方向と直交する方向に関してはロアレール３に拘束された状態にあり、当該方向に作用するあらゆる荷重を負荷しながらロアレール３に対して自在に移動可能である。尚、アッパレール２のボール転走溝２３と同様、ロアレール３のボール転走溝３３の長手方向の両端付近には当該ボール転走溝３３から僅かに突出したストッパ３５が設けられており、ボール転走溝３３における案内ボール４の転動範囲を制限している。
　本発明のシートスライド装置では、前記アッパレール２及びロアレール３の夫々に対して２条のボール転走溝２３，３３を形成し、これらボール転走溝２３，３３を転走する２条のボール列のみによってアッパレール２をロアレール３に対して移動自在に支持している。これにより、アッパレール２のスライド部２１及びロアレール３の案内溝３１を小型化し、ロアレール３の固定部３０からアッパレール２の取付け部２０までの高さを抑えることができる。
　また、前記ロアレール３は前記案内溝３１の上方を覆う一対の係止壁３６を有している。これら係止壁３６は各側壁部３２の上端から案内溝３１の中央に向けて突出すると共に前記ロアレール３の長手方向に沿って延びており、一対の係止壁３６の先端同士は互いに対向して前記アッパレール２の移動のための開口部３７を形成している。前記アッパレール２の移動方向と直交する開口部３７の開口幅は、前記アッパレール２のスライド部２１の横幅、すなわち前記ボール転走溝２３が形成されたスライド部２１の両側面の間の距離よりも小さく設定されている。このため、アッパレール２に対してこれをロアレール３の案内溝３１から上方へ引き抜く荷重が過大に作用し、仮に、案内ボール４がアッパレール２のボール転走溝２３又はロアレール３のボール転走溝３３から離脱してしまったとしても、アッパレール２がロアレール３から分離してしまう事態を回避することができ、搭乗者シートが車両フロアから外れることがない。
　更に、前記ロアレール３の各側壁部３２の外側面には補強突部３８が設けられている。この補強突部３８はロアレール３の長手方向に沿って延びており、前記アッパレール２の移動方向と直交する断面に関して、前記係止壁３６よりも大きな断面積で形成されている。この補強突部３８を設けたことにより、前記案内ボール４を介してアッパレール２からロアレール３に対して局所的に荷重が作用した場合でも、当該ロアレール３の変形を防止することが可能となっている。
　前記アッパレール２及びロアレール３はアルミニウム合金を用いた押出成形によって製作されている。前記アッパレール２及びロアレール３ともに、長手方向に関する垂直断面は一様な形状を有しているので、押出成形による製作に最適である。この場合、前記ボルト取付け孔２２，３４は押出成形後に加工され、ボール転走溝２３，３３上に設けられた前記ストッパ２４，３５も押出成形後に加工される。ボール転走溝２３，３３は押出成形の際に同時に形成され、その表面に対しては押出成形後に何ら特別な加工を行っていない。従って、アッパレール２及びロアレール３共に安価に製造することが可能である。
　また、前記アッパレールのストッパ２４及び前記ロアレールのストッパ３５は、前記押出成形によって設けられたボール転走溝２３，３３に対して、別部材として形成されたストッパを固定するようにしても良いし、アッパレール２及びロアレール３の一部を曲げ起こすことで形成しても良い。
　前記アッパレール２はボール転走溝２３に配列された案内ボール４のみでロアレール３に対して移動自在に支持されており、アッパレール２とロアレール３は直接的に接触していない。図１に示すように、前記案内ボール４は配列間隔を一定に保つケージを用いることなく、前記ボール転走溝２３，３３に並べられて列をなしている。これにより、ケージを用いて隣接するボールの間に一定の隙間を設ける場合と比較して、アッパレール２のボール転走溝２３とロアレール３のボール転走溝３３との間により多くの案内ボール４を配列し、各案内ボール４とアッパレール２又はロアレール３との接触面圧を低減させることができる。
　また、ロアレール３に対してアッパレール２を支持する案内ボール４は合成樹脂から形成されている。合成樹脂製の案内ボール４は鋼製のボールに比べて荷重に対する変形量が大きく、案内ボール４とボール転走溝２３，３３との接触面積が増加する分、各案内ボール４とアッパレール２及びロアレール３との接触面圧を低減させることができる。従って、案内ボール４となる合成樹脂は、アルミニウム合金製のアッパレール２及びロアレール３よりもヤング率の低いものが好ましい。これにより、経時的な使用に伴うアッパレール２及びロアレール３の摩耗が防止される他、各レール２，３のボール転走溝２３，３３に対して圧痕が発生するのを防止できる。例えば、前記案内ボール４としては、ポリアセタール（ＰＯＭ）製のボールが使用可能である。
　アッパレール２のボール転走溝２３とロアレール３のボール転走溝３３における案内ボール４の配列長さは以下のようにして決定される。例えば、車室内における搭乗者シートの位置調整に必要なストローク量、すなわちロアレール３に対するアッパレール２の最大移動可能距離をＬとした場合、案内ボール４はアッパレール２が距離Ｌ移動する際にボール転走溝２３，３３の上を距離Ｌ／２だけ転動する。このため、図４に示すように、ロアレール３のボール転走溝３３の有効長、すなわちロアレール３の両端に位置する一対のストッパ３５の間の距離をＤとした場合、案内ボール４はボール転走溝３３に対して距離Ｌ／２のみを残して配列するのが好ましい。これにより、ボール転走溝２３，３３に対するボール４の配列数を最大化することができる。尚、この実施形態ではアッパレール２に比べてロアレール３が短く形成されていることから、図４ではロアレール３のボール転走溝３３を例に挙げて説明したが、アッパレール２がロアレール３よりも短い場合には、アッパレール２のボール転走溝に対して同じ考えを適用することになる。
　このように、本実施形態ではシートスライド装置１に必要とされるアッパレール２の最大移動可能距離Ｌとボール転走溝２３，３３の有効長Ｄとの関係から、ボール転走溝２３，３３上における案内ボール４の配列長さを決定し、その範囲内で案内ボール４を可及的に多く配列している。
　以上のように構成された本実施形態の車両用シートスライド装置によれば、前記アッパレール２及びロアレール３のボール転走溝２３，３３に対して多数の案内ボール４を配列し、しかもケージを用いることなく可及的に多くの案内ボール４を配列し、これら案内ボール４の転動によってアッパレール２をロアレール３に対して移動自在に支持しているので、シートスライド装置１が負荷しなければならない荷重が大きい場合でも、個々の案内ボール４に作用する荷重は小さくすることができる。このため、使用する案内ボール４の直径を小さくして、アッパレール２及びロアレール３の小型化及び薄型化を図ることができ、ロアレール３の底面からアッパレール２のシート取付け位置までの高さを抑え、車両の室内高さの設計に自由度を与えることが可能となる。
　また、個々の案内ボール４に作用する荷重が小さくなることで、各案内ボール４とアッパレール２及びロアレール３との接触面圧は低下させることができ、加えて鋼製ボールよりも荷重に対する変形量が大きな合成樹脂製の案内ボール４を使用することにより、荷重が作用した際には個々の案内ボール４とボール転走溝２３，３３との接触面積が増加し、前記接触面圧は更に低下する。これにより、アッパレール２及びロアレール３をアルミニウム合金製とすることが可能となり、鋼製の従来のシートスライド装置に比べて軽量なシートスライド装置の提供が可能となり、車両の燃費性能の改善に貢献することができる。
　更に、各案内ボール４とアッパレール２及びロアレール３との接触面圧が低いことから、ボール転走溝２３，３３の摩耗を低減することができ、低発塵、長寿命のシートレール装置を提供することが可能となる。
　また、合成樹脂製の案内ボール４でアッパレールの移動を支持しているので、ロアレール３に対してアッパレール２を移動させる際の案内ボール４の走行音の発生を抑えることができると共に、耳障りな金属音の発生も防止することが可能となる。
　更に、前記ロアレール３に対して前記案内溝３１の上方を覆う一対の係止壁３６を設けることで、仮にアッパレール２に対して作用した過大な荷重によって案内ボール４がボール転走溝２３，３３から抜け出してしまったとしても、ロアレール３の案内溝３１の内部からアッパレール２のスライド部２１が離脱するのを防止することができ、車両フロアから搭乗者シートが外れるのを防ぐことが可能となる。
　次に、図５を参照しながら本発明を適用した車両用シートスライド装置の第二実施形態について説明する。
　この第二実施形態のシートスライド装置は、前記アッパレール２及びロアレール３の各ボール転走溝２３，３３に対して材質の異なる２種類のボール、すなわち案内ボール４及び高強度ボール５を配列することにより、前述の第一実施形態のそれに比べて耐荷重性能の向上を図ったものである。
　図５は、前記アッパレール２がロアレール３に対して矢印方向へ限度一杯まで移動した状態、すなわちアッパレール２がロアレール３に対するストロークの終端まで移動した状態を示す模式図である。この状態では、前記案内ボール４及び高強度ボール５からなるボール列がアッパレール２のストッパ２４とロアレール３のストッパ３５とに挟み込まれており、これによって前記アッパレール２の矢印方向への更なる移動が規制されている。同図では前記案内ボール４と高強度ボール５を区別することができるよう、当該高強度ボール５のみを黒く塗りつぶして示している。
　前記高強度ボール５は前記案内ボール４の配列方向の両端に位置している。すなわち、前記ボール転走溝２３，３３上では高強度ボール５が一群の案内ボール４の転走方向の前後に配置されている。また、前記高強度ボール５は前記案内ボール４の材質よりもヤング率が高い材質によって形成されている。例えば、鋼等の金属、あるいはセラミクスから前記高強度ボール５を形成することができる。また、前記案内ボール４よりもヤング率が高い材質であれば、合成樹脂から高強度ボール５を形成しても良い。
　図５から把握されるように、前記アッパレール２がロアレール３に対して矢印方向へ限度一杯まで移動した状態では、前記高強度ボール５が各ストッパ２４，３５に接触している。このため、図５に示す状態からアッパレール２を更に矢印方向へ移動させようとすると、各ストッパ２４，３５が高強度ボール５を強く押圧することになる。この際、高強度ボール５は前記案内ボール４に比べてヤング率が高いことから、案内ボール４に対してストッパ２４，３５が直接接触して当該案内ボール４が変形する場合と比べると、高強度ボール５の変形量は小さなものとなる。
　このため、前述の第一実施形態のように案内ボール４のみをボール転走面２３，３３に配列している場合と比べて、ボールがアッパレール２のストッパ２４又はロアレール３のストッパ３５を乗り越えてしまう可能性を可及的に小さくすることができる。つまり、この第二実施形態のシートスライド装置ではアッパレール２のストローク方向に関する耐荷重性能が向上する。
　また、車両用シートスライド装置に要求される性能の一つとして、所謂ベルトアンカー強度が存在する。このベルトアンカー強度は、搭乗者シートに着座する搭乗者がシートベルトを装着することを前提とし、シートベルトのアンカーに所定の引っ張り荷重が一定時間作用しても、車両用シートスライド装置のアッパレール２そのものが破断しないこと、アッパレール２が車両フロアに固定されたロアレール３と分離しないことを条件とする。この場合、前記アンカーに作用する引っ張り荷重の方向は、アッパレール２のストローク方向に対して９０度未満の角度を有しているので、当該アッパレール２に対しては前記引っ張り荷重に起因したモーメント荷重が作用することになる。
　このとき、ボール転走溝２３，３３に配列されたボール列に対しては、当該ボール列の中央付近に位置するボールよりも両端近傍に位置するボールに対して大きな荷重が作用することになる。このため、ボール列の両端に対してヤング率の高い高強度ボール５を配置した第二実施形態のシートスライド装置では、前述の第一実施形態のごとく案内ボール４のみをボール転走面２３，３３に配列している場合と比べて、前記モーメント荷重に対する耐荷重性能が向上する。
　前記アッパレール２のストローク方向に関する耐荷重性能を考慮した場合、前記高強度ボール５は一群の案内ボール４の両端に少なくとも１個ずつ配置すれば足りる。しかし、前記モーメント荷重に対する耐荷重性能を考慮した場合には、一群の案内ボール４の両端に少なくとも２個以上の高強度ボール５を配置するのが効果的である。
　但し、高強度ボール５の材質は案内ボール４のそれに比べてヤング率が高いので、当該高強度ボール５は荷重に対する変形量が小さく、アッパレール２及びロアレール３に対する接触面圧が高くなる傾向にある。このため、案内ボール４の個数に対する高強度ボール５の個数の割合が増加すると、その分だけ各レール２，３に発塵や疲労破壊が発生し易くなる。かかる観点から、前記高強度ボール５の個数は前記案内ボール４の個数よりも少なくすることが好ましい。
　また、前記ボール転走溝２３，３３を転走する案内ボール４及び高強度ボール５は作用する荷重の大きさに応じて僅かに弾性変形を生じることになるが、前述の如くアッパレール２に対してモーメント荷重が作用する場合には、案内ボール４よりも当該案内ボール４の転走方向の両端に配置された高強度ボール５に対してより大きな荷重が作用することになる。このため、モーメント荷重が作用した場合に、高強度ボール５に隣接する案内ボール４に対して過度の荷重が作用するのを防止するために、高強度ボール５の直径は前記案内ボール４の直径に比べてわずかに大きく設定するのが好ましい。このように高強度ボール５の直径を案内ボール４の直径よりも僅かに大きく設定した場合でも、当該高強度ボール５は荷重を受けて変形するため、案内ボール４もアッパレール２及びロアレール３に確実に接触して荷重を負荷することになり、アッパレール２はボール転走溝２３に配列された総てのボール４，５で支持される。
　尚、以上説明してきた第一実施形態及び第二実施形態の車両用シートスライド装置はあくまでも本発明の適用例であって、アッパレール及びロアレールの形状、長さ及び材質、ボール転走溝の条数とその向き、ボールの材質及び配列個数などは、本発明の要旨を逸脱しない限り適宜設計変更することが可能である。

Claims (6)

  1. アルミニウム合金から形成され、シートに固定される取付け部(20)及び長手方向に沿って複数条のボール転走溝(23)が形成されたスライド部(21)を有するアッパレール(2)と、
    アルミニウム合金から形成され、車両フロアに固定される固定部(30)を有すると共に、前記アッパレール(2)のスライド部(21)を収容する案内溝(31)を有すると共に、当該案内溝内には前記スライド部(21)のボール転走溝(23)に対向するボール転走溝(33)が長手方向に沿って形成されたロアレール(3)と、
    合成樹脂から形成されると共に、互いに対向する前記アッパレール(2)のボール転走溝(23)とロアレール(3)のボール転走溝(33)との間にケージを用いることなく並べられて列をなし、前記ロアレール(3)に対するアッパレールの(2)移動を支持する多数の案内ボール(4)とを備えていることを特徴とする車両用シートスライド装置。
  2. 前記案内ボール(4)を形成する合成樹脂のヤング率は、前記アッパレール(2)及びロアレール(3)のそれよりも低いことを特徴とする請求項１記載の車両用シートスライド装置。
  3. 前記アッパレール(2)及びロアレール(3)の各ボール転走溝(23,33)上における前記案内ボール(4)の配列方向の両端には、当該案内ボール(4)よりもヤング率の高い材質から形成された高強度ボール(5)が配置されていることを特徴とする請求項２記載の車両用シートスライド装置。
  4. 前記高強度ボール(5)の直径は前記案内ボール(4)の直径よりも大きいことを特徴とする請求項３記載の車両用シートスライド装置。
  5. 前記ロアレール(3)は前記固定部(30)に対して起立した一対の側壁部(32)を有して、これら側壁部(32)の間に前記案内溝(31)が設けられ、前記案内溝(31)に面した各側壁部(32)の内側面には前記ボール転走溝(33)が設けられる一方、各側壁部(32)の上端には前記案内溝(31)内に収容されたアッパレール2)のスライド部(21)の離脱を防止する係止壁(36)が設けられていることを特徴とする請求項１記載の車両用シートスライド装置。
  6. 前記ロアレール(3)の各側壁部(32)の外側面には当該ロアレール(3)の長手方向に沿って補強突部(38)が設けられていることを特徴とする請求項５記載の車両用シートスライド装置。
     
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