(57)【要約】【課題】  角度位置調整機構において、内歯歯車と外歯歯車の噛合い率を大きくできるようにして、より強度の向上と小型化が図れる構成を得ること。【解決手段】  内歯歯車３１と外歯歯車２１の噛合い線７を湾曲するように構成したこと。【選択図】  図１
2005083535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定ブラケットと、
前記固定ブラケットに対して回転可能に支持される回転ブラケットと、
前記固定ブラケットまたは前記回転ブラケットのいずれか１方に内歯歯車を備え、前記固定ブラケットまたは前記回転ブラケットの他方側に外歯歯車を備えて構成し、前記内歯歯車と前記外歯歯車とを噛合い係合させ、且つ前記外歯歯車の中心軸を前記内歯歯車の中心軸周りに公転可能にした角度位置調整機構において、
前記内歯歯車と前記外歯歯車の噛合い線を湾曲するように構成したことを特徴とする角度位置調整機構。
【請求項２】
前記内歯歯車および前記外歯歯車の少なくとも１方の歯の形状はサイクロイド曲線又はトロコイド曲線で成形されていることを特徴とする請求項１に記載の角度位置調整機構。
【請求項３】
前記内歯歯車および前記外歯歯車の少なくとも１方の歯の形状はトロコイド曲線のループ形状で成形されていることを特徴とする請求項１に記載の角度位置調整機構。
【請求項４】
前記内歯歯車と前記外歯歯車とを互いの噛合う方向に押し付けることができるバックラッシュ調整機構を備える請求項１、請求項２または請求項３のいずれかに記載の角度位置調整機構。
【請求項５】
車両のシートのクッションに固定される固定ブラケットと、
前記シートのシートバックに固定される回転ブラケットと、
前記固定ブラケットに回転支持されるシャフトと、
前記固定ブラケットに内歯歯車と、前記回転ブラケットに前記内歯の歯数より少なくとも１つ以上少ない歯数の外歯とを成形し、前記内歯と前記外歯とを噛合い係合させ、且つ前記シャフトの回転によって前記外歯の中心軸を前記内歯歯車の中心軸周りに公転可能に構成したシートリクライニング装置において、
前記内歯歯車と前記外歯歯車の噛合い線を湾曲するように構成したことを特徴とするシートリクライニング装置。
【請求項６】
前記内歯歯車又は前記外歯歯車は、半抜き成形法で成形された請求項５に記載のシートリクライニング装置。
【請求項７】
前記内歯歯車と前記外歯歯車とを互いの噛合う方向に押し付けることができるバックラッシュ調整機構を備える請求項５又は請求項６に記載のシートリクライニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用シートのシートバック角度位置または、シートクッションの高さ位置を調整する機構等に採用され、特にその角度位置の保持状態で強度を必要とする角度位置調整機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような強度を必要とする角度位置調整機構では、厚い鋼板をプレス加工によってその厚さ方向に鋼板の厚さの約２分の１から３分の２程を押し込むようにして成形された、所謂半抜き成形法による歯車が用いられる。即ち、１方のブラケットには押し込んで成形された凹部の内径部分に内歯歯車を成形し、また別のブラケットには押し込んだ面の反対側に成形される凸部の外径部分に外歯歯車を成形する。このように成形された夫々のブラケットを相互に回転可能に組み合わせ、且つ外歯歯車と内歯歯車を噛合わせることによって、ブラケット間の角度位置を調整し、またその位置を強固に保持できるように構成している。
【０００３】
このような半抜き成形法による角度位置調整機構の歯車には、従来インボリュート曲線を適用した歯形状が用いられている。(例えば、特許文献１参照。)。
【特許文献１】特公平７−７９７４０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来技術によるインボリュート曲線で成形された内歯と外歯の歯車を用いたとき、両歯車の噛合い線、すなわち内歯と外歯が夫々当接する点を通る線は直線となる。また、歯車は半抜き成形法で作製されるために、歯先及び歯底にはプレス型の耐久性を確保するために所定のＲ形状部（丸みを付けた形状部分）を設ける必要がある。このような条件の下での角度位置調整機構の設計においては、内歯歯車と外歯歯車の噛合い率が少なくなり、強度を大きくし且つ小型化を図る上では大きな制約となっている。
【０００５】
このため、本発明の課題は、内歯歯車と外歯歯車の噛合い率を大きくできるようにして、より強度の向上と小型化が図れる構成を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、本発明で講じた技術的な第１の手段は、固定ブラケットと、前記固定ブラケットに対して回転可能に支持される回転ブラケットと、前記固定ブラケットまたは前記回転ブラケットのいずれか１方に内歯歯車を備え、前記固定ブラケットまたは前記回転ブラケットの他方側に外歯歯車を備えて構成し、前記内歯歯車と前記外歯歯車とを噛合い係合させ、且つ前記外歯歯車の中心軸を前記内歯歯車の中心軸周りに公転可能にした角度位置調整機構において、前記内歯歯車と前記外歯歯車の噛合い線を湾曲するように構成したことである。
【０００７】
また、本発明で講じた技術的な第２の手段は、前記内歯歯車および前記外歯歯車の少なくとも１方の歯の形状はサイクロイド曲線又はトロコイド曲線で成形されているようにしたことである。
【０００８】
更に、本発明で講じた技術的な第３の手段は、上記第１の手段に加えて、前記内歯歯車および前記外歯歯車の少なくとも１方の歯の形状はトロコイド曲線のループ形状で成形されていることである。
【０００９】
更に、本発明で講じた技術的な第４の手段は、上記第１から３のいずれかの手段に加えて、前記内歯歯車と前記外歯歯車とを互いの噛合う方向に押し付けることができるバックラッシュ調整機構を備えるようにしたことである。
【００１０】
本発明で講じた技術的な第５の手段は、車両のシートのクッションに固定される固定ブラケットと、前記シートのシートバックに固定される回転ブラケットと、
前記固定ブラケットに回転支持されるシャフトと、前記固定ブラケットに内歯歯車と、前記回転ブラケットに前記内歯の歯数より少なくとも１つ以上少ない歯数の外歯とを成形し、前記内歯と前記外歯とを噛合い係合させ、且つ前記シャフトの回転によって前記外歯の中心軸を前記内歯歯車の中心軸周りに公転可能に構成したシートリクライニング装置において、前記内歯歯車と前記外歯歯車の噛合い線を湾曲するように構成したことである。
【００１１】
更に、本発明で講じた技術的な第6の手段は、上記第５の手段に加えて、前記内歯歯車又は前記外歯歯車を、半抜き成形法で成形しことである。
【００１２】
更に、本発明で講じた技術的な第７の手段は、上記第５又は第６の手段に加えて、前記内歯歯車と前記外歯歯車とを互いの噛合う方向に押し付けることができるバックラッシュ調整機構を備えるようにしたことである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、内歯歯車と外歯歯車の噛合い線を湾曲させているために、噛合いの範囲が大きくなり、大きな噛合い率が採れるようになる。したがって、角度位置調整機構を小型に構成しても強度を確保しやすくなる。
【００１４】
又、請求項２に記載の発明によれば、内歯歯車および外歯歯車の形状にサイクロイド曲線又はトロコイド曲線を適用することによって、これらを成形するプレス加工型は、数値制御工作機械を用いることで高精度の形状に仕上げることができ、その結果各歯車の歯形状を精度良く成形できる。
【００１５】
更に、又、請求項３に記載の発明によれば、歯の形状としてトロコイド曲線のループ形状を適用すると、歯先のＲ形状にまでトロコイド曲線で成形され、より噛合い率を向上させることができる。
【００１６】
より望ましくは、請求項４に記載の発明によって、角度位置調整機構にバックラッシュ調整機構を備えることで、角度位置を保持する状態ときはバックラッシュを少なく、また角度位置を調整するときはバックラッシュを大きくなるように調整されるために、角度位置を保持する状態では歯車の噛合い強度を高く、角度位置を調整するときは軽い荷重で噛合い回転し調整操作が可能となる。
【００１７】
更に、請求項５に記載の発明によって、噛合い線を湾曲させて大きな噛合い率が採れるようにした内歯歯車と外歯歯車を備えるシートリクライニング装置では、例えば緊急時に乗員の衝撃的な荷重がシートバックに作用したときも、支えられる強度を備えたシートリクライニング装置を小型に実現できるようになる。
【００１８】
更に、請求項６に記載の発明によって、内歯歯車と外歯歯車を半抜き成形法で製作することによって、部品点数を少なくすることも可能となる。
【００１９】
更に、請求項７に記載の発明によって、シートリクライニング装置がシートバックの角度を保持しているときは、バックラッシュ調整機構によって内歯歯車と外歯歯車のバックラッシュが無くなるようにし、より噛合いを強固にしてシートリクライニング装置の強度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図１〜図７を用いて、本発明に関る角度位置調整機構５について説明する。
【００２１】
先ず、図７に示すように、角度位置調整機構５は、例えばシート１０のシートバック１１の背凭れ角度を調整する所謂リクライニング装置５０、またはシートクッション１２の高さ調整を行うバーチカル装置６０等に適応できるものである。即ち、リクライニング装置５０に適応した場合は、角度位置調整機構５はシートバック１１のフレーム１１aとシートクッション１２のフレーム１２a間に取り付けられる。そして、角度位置調整機構５に備えられる操作ハンドル４７を回転することによって、シートバック１１の傾斜角度を任意に調整できる構成となる。また、操作ハンドル４７を操作していないときはシートバック１１を規定の強度を確保して、乗員を支持することができる。同様に、バーチカル装置６０に適用した場合は、シートクッション１２のフレーム１２ａの前方端部に角度位置調整機構５は取り付けられ、リンク機構９を介してシートスライド１４に連結される。そして、角度位置調整機構５の操作ハンドル４７を回転することによって、フレーム１２ａの後端部とシートスライド１４を連結するピボット軸１５の周りにシートクッション１２を回転させることで、シートクッション１２の高さを任意に調整できる構成にする。この場合も、操作ハンドル４７を操作してないときは乗員の体重を支え、高さを維持する。このように角度位置調整機構５は、位置の調整機能とともに、強固に位置を保持できる機能を備えるものである。
【００２２】
次に、角度位置調整機構５の構成を、図１と図２に基いて説明する。
【００２３】
本発明に関する角度位置調整機構５の基本構成は、偏心する内歯歯車と外歯歯車を組み合わせた調整機構として公知の構成と同様のものである。即ち、角度位置調整機構５は、上記したシートリクライニング装置５０への適用例では、シートクッション１２のフレーム１２ａに固定して取り付けられる固定ブラケット３と、この固定ブラケット３に対して回転可能に支持され、シートバック１１のレーム１１ａに固定して取り付けられる回転ブラケット２を備えている。固定ブラケット３には、半抜き加工法によって内歯歯車３１が成形され、回転ブラケット２にも同様に半抜き加工法によって外歯歯車２１が成形されている。内歯歯車３１に対して外歯歯車２１はその歯数が少なくとも１つ少ない構成である。ちなみに、図１に示される実施例では、内歯歯車３１の歯数は３４で外歯歯車２１の歯数は３３に設定されている。そして、両歯車は噛合うように組み合わされている。
【００２４】
固定ブラケット３に成形された内歯歯車３１の中心部分には、円筒形状のカラー部３ａが、内歯歯車３１の中心３１ａの軸方向に沿って突起して成形されている。また、カラー部３ａの内径にシャフト４３が貫通して配置されている。更に、シャフト４３には、シート１０の反対側面に装着される、角度調整機構（図示せず）と連動させるための連動部材４６が連結される。
【００２５】
回転ブラケット２に成形された外歯歯車２１の中心部分には、穴２aが成形されている。穴２aの内径には内径面部２ｂを備える軸受け部材が圧入して取り付けられている。内径面部２ｂは外歯歯車２１の中心２１ａと同心で、その径はカラー部３ａの外径より大きく設定されている。
【００２６】
次に、内歯歯車３１と外歯歯車２１との間に配置されるバックラッシュ調整機構４について説明する。
【００２７】
バックラッシュ調整機構４は、内径面部２ｂとカラー部３ａの外径との間の隙間に配置された１対のくさび部材４１を備えている。くさび部材４１は、図１に示される状態の位置で、上方の厚みが下方の厚みより厚く、また厚みが上方から下方に行くに従い減少する形状となっている。１対のくさび部材４１同士は、図１に示されるように上端と下端の部分で、互いに間隔を持つように設定されている。そして、くさび部材４１の上端間の間隔を広げる方向に作用力を及ぼすばね部材４２が取り付けられている。更に図１に示されるように、ばね部材４２の作用力が作用することで、くさび部材４１は、カラー部３ａの下側に回り込み、カラー部３ａに対して、内径面部２ｂを図１の上方に持ち上げるように作用する構成になっている。このように、内径面部２ｂが上方に持ち上げられる結果、外歯歯車２１の中心２１ａは、内歯歯車３１の中心３１ａに対して、より偏心量を大きくする。そして、外歯歯車２１の歯と内歯歯車３１の歯との間に隙間、即ちバックラッシュが無くなるように互いに押し付けられる構成となっている。
【００２８】
更に、バックラッシュ調整機構４は、シャフト４３の回転中心から離間してシャフト４３と１体的に成形された爪部４４を備えている。爪部４４の先端はシャフト４３の回転中心軸と平行に伸び、１対のくさび部材４１の下端間に挿入される。シャフト４３は、更にその一端部が角度位置調整機構５の側方側に突出するように伸び、その先端に操作ハンドル４７が固定して取り付けられている。
【００２９】
操作ハンドル４７を回転させるように操作することによって、爪部４４をくさび部材４１の一方側の下端部に当接させ、くさび部材４１をばね部材４２の作用力に抗して持ち上げると、外歯歯車２１の中心２１ａと内歯歯車３１の中心３１ａの距離が少なくなる。この結果、両歯車の噛合いが緩みバックラッシュは大きくなる。バックラッシュは大きくなることによって、両歯車は少ない噛合い抵抗で回転が可能となる。
【００３０】
更に、操作ハンドル４７の回転操作を続けると、外歯歯車２１の中心２１ａは内歯歯車３１の中心３１ａの周りを公転し、一対のくさび部材４１の位置は図１の位置から回転し、これにともなって外歯歯車２１と内歯歯車３１の噛合い位置も順に回転する。操作ハンドル４７が１回転することで、歯車の１ピッチの角度に相当する角度、固定ブラケット３に対して回転ブラケット２の位置が回転する。これによって、固定ブラケット３と回転ブラケット２の角度位置を調整できる構成となっている。
【００３１】
次に、以上の構成の角度調整機構５に備えられる、内歯歯車３１と外歯歯車２１について図３及び図４を用いて説明する。
【００３２】
本実施例における、内歯歯車３１と外歯歯車２１は、所謂サイクロイド曲線を用いて生成された歯の形状を採用している。この歯の形状では、多くの種類が定義されているサイクロイド曲線の内の一つが適用されている。図４に示される、固定円２５を囲み、且つ固定円２５の外周と接して転がる転がり円７上に設定された点７１が描く軌跡２６が、外歯歯車２１の歯の形状に適用されている。また、内歯歯車３１にも、同様に固定円３５（図３）に対して、転がり円７上に設定された点７１の軌跡３６が適用されている。
【００３３】
内歯歯車３１と外歯歯車２１の歯丈は、双方が干渉を起こさないで円滑に噛合いできる範囲で設定される。このために本実施例では、先ず外歯歯車２１の歯において、固定円２５より外側にサイクロイド曲線で生成されている範囲ａを、歯の強度及び大きさを考慮し適切な大きさに設定する。次にこの範囲ａの内側（図３で下側）と外側（図３で上側）、即ち歯底と歯先にはプレス成形による半抜き成形法でプレス型に必要とされるＲ形状部（丸みを付けた形状部）Ｒ１、Ｒ２をそれぞれ設ける。その上で内歯歯車３１にはサイクロイド曲線で生成される範囲ｂを、少なくとも外歯歯車２１の範囲ａ以上として確保した上で、同様にプレス型に必要なＲ３、Ｒ４を歯先と歯底に設ける。ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は内歯歯車３１と外歯歯車２１の噛合い回転で、互に干渉が生じない大きさに設定される。
【００３４】
このように設定された内歯歯車３１と外歯歯車２１の噛合いは、外歯歯車２１の上記した範囲ａの歯面で生じる。内歯歯車３１と外歯歯車２１の歯の当接は、範囲ａ内に入る転がり円７の円弧上で生じる。すなわち、この転がり円７の円弧で表される湾曲した線が噛合い線となる。噛合い線の範囲は、図３に示される範囲Ａ(点７１から点７４の区間)とする。そして、歯の1ピッチをＰとして、範囲ＡをＰで除した値は、内歯歯車３１と外歯歯車２１の噛合い率として与えられる。図３に示されるこの実施例では、区間Ａ内に内歯歯車３１と外歯歯車２１の歯の当接点が3点（点７１，７２，７３）あり、噛合い率は２以上が確保されていることと、この３点を通る噛合い線が湾曲したものであることが分かる。
【００３５】
従来、角度調整機構に採用されてきたインボリュート曲線で生成される歯車では、噛合い線は直線となる。このために、範囲ａに入る線の長さが短く、噛合い強度を確保するために、噛合い率を1以上とするには歯車の径を大きくする必要があった。この結果、角度調整機構の大型化を招くものとなっていた。本発明のように、噛合い線を湾曲させて、噛合い率を大きくすることによって、小型でしかも高い強度が得られるようになる。
【００３６】
更に、本実施例に示される角度調整機構５では、バックラッシュ調整機構４が採用されているために、内歯歯車３１と外歯歯車２１の噛合い回転のときは、両歯車間のバックラッシュが大きくなるように調整され、回転が円滑になる。一方、角度位置を保持しているときは、バックラッシュが無くなる様に両歯車は互に押し付けられるために、両歯車間には大きな回転抵抗力が発生し、大きな噛合い率で得られる強度をより確実にする効果が得られる。このようにバックラッシュ調整機構４を備えることは、特にシートリクライニング装置５０のように、車両が追突されたときの過大な衝撃荷重に対応して、乗員を支えることができる高強度で、しかも小型の装置を実現するために有効となる。
【００３７】
尚、バーチカル装置６０などのように、作用する衝撃荷重が少ない装置では、内歯歯車３１と外歯歯車２１の大きい噛合い率によって十分な強度の向上が得られ、バックラッシュ調整機構４を備えなくても良い場合もある。
【００３８】
図５と図６に、本発明に関わる角度位置調整機構５に採用可能な歯形状の第２実施例を示す。
【００３９】
図５には、実施例１に採用したサイクロイド曲線(図４)とは類似するが、異なる作図法で描かれたトロコイド曲線を示す。即ち、外側の固定円１０７に対して、円１２５が内接して転がる。この円１２５の内部に点１７１を設定し、点１７１の描く軌跡１２６がトロコイド曲線となる。図５に示されるトロコイド曲線による軌跡１２６は、ループ形状１２６ｂを描く。このループ部分の形状を適応したのが、図６に示される歯型である。図６に示される実際の外歯歯車１２１の例では、必要強度を備える歯厚を確保するように、上記ループ形状１２６ｂに対して所定角度転位させる方法を用いて描かれている。同様に、固定円１０７に対して転がる円１３５を設定して描かれるループ形状を基に描かれたループ形状１３６ａを適用して内歯歯車１３１を成形している。これらの歯車の場合も噛合い線１０８は湾曲して得られるとともに、ループ形状１２６ａを利用することによって、歯先のＲ形状まで、正確なトロコイド曲線で形成ができるようになる。従って、実施例１の場合より更に大きい噛合い率を実現するように生成することが可能となる。
【００４０】
更に第２実施例と類似する実施例として、更に別のタイプのトロコイド曲線を用いて、図６の例に示すループ形状１２６ａとは円１３５の径方向に対して反対方向にループする形状を利用することも可能である。
【００４１】
以上述べたように、本発明の主旨は噛合い線を円弧になるよう歯車形状を生成することで大きい噛合い率を得ることである。従って、噛合い線を円弧に形成できるものであれば、必ずしもサイクロイド曲線、またはトロコイド曲線を適用せずに、他の理論に基くものであってもよい。しかしながら、プレス成形による半抜き成形法では、数値制御による工作機械を用いてプレス型を理論式に基き精度良く作製できるので、確立した理論式で描くことのできる歯形状を選択することは有利である。
【００４２】
また、少量生産等の場合は、安価にするために型を作成せずに内歯歯車と外歯歯車を、例えば放電加工、ワイヤーカット工法等によってブラケットとは別体として作製し、組み合わせる構成で、上記した半抜き成形法でなくても実現は可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に関わる角度位置調整機構の平面図。
【図２】図１のＨ−Ｈでの断面図
【図３】本発明に関わる角度位置調整機構に内歯及び外歯歯車の歯型を示す平面図。
【図４】トロコイド曲線の１つのタイプを示す説明図
【図５】トロコイド曲線のループを示す説明図
【図６】トロコイド曲線のループを利用した歯型を示す平面図。
【図７】本発明に関わる角度位置調整機構をシートのシートバックの背凭れ角度を調整装とクッションの高さ調整装置等に適応した場合を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４４】
２  固定ブラケット
３  回転ブラケット
７  線（転がり円）
２１  外歯歯車
３１  内歯歯車
２６  トロコイド曲線（軌跡）
３６  トロコイド曲線（軌跡）
５０  シートリクライニング装置
１２６ａ  ループ形状
【図１】
2005083535.tif 000003
【図２】
2005083535.tif 000004
【図３】
2005083535.tif 000005
【図４】
2005083535.tif 000006
【図５】
2005083535.tif 000007
【図６】
2005083535.tif 000008
【図７】
2005083535.tif 000009