JP5771384B2 - 車両シート用調整器 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルの特徴を有する車両シート用調整器に関する。

このタイプの調整器はＤＥ １０３ ４１ ００１ Ｂ３に開示されている。
従来のギアステージに対して、駆動ホイールおよび従動ホイールの回転軸が、それぞれの重心に対してオフセットして配置される。
１：１（あるいは、その整数倍）付近で変動するギア比は、ギア付き取付具の変動トルク要件を補償する。
トルク要件のこれらの変動は、揺動として表わされる偏心遊星歯車の偏心度の連続的な方向変化によって引き起こされる。
結果として、有効レバーアームも変えられ、調整されるべき構成要素の塊が最小上下動を行なう。
電動ドライブにおいてギアステージがなければ、速度の周期的な変化、したがってノイズの変動が生じ、これが搭乗者における品質の主観的印象を妨げる。

本発明の目的は、前述したタイプの調整器を改良することである。
この目的は、請求項１の特徴を有する調整器により、本発明にしたがって達成される。
有利な実施例が従属請求項の主題を形成する。

駆動歯および／または従動歯は、関連する回転軸の周方向では、相互に隣接する歯とは異なる寸法、特に形状、および／または、異なる間隔、すなわち、異なる歯間隔を有し、および／または、関連する回転軸の軸方向では、異なる寸法および／または異なる軸方向位置を有するため、ギアステージによってギア付き取付具の変動トルク要件を少なくとも部分的に補償できるとともに、１：１またはその整数倍（１：ｎまたはｎ：１、ｎは整数）から外れるギア比が与えられる。
駆動歯と従動歯との間には任意の歯対を想定することができるため、任意のギア比を設定することができる。
理論的には、歯の相違が周方向および軸方向の両方で生じ得る。
歯の相違が軸方向で生じる場合には、歯の接触領域が前述した相違を成し、一方、歯の他の領域は、荷重が高い場合にのみ有効な充填材料を有する。

本発明にしたがって構成されるギアステージにより、構成要素、したがって構造空間およびコストが節約される。
不釣合いを回避するため、それぞれのギアホイールの重心（質量中心）は一般に回転軸上に配置される。
異なる寸法および／または軸方向位置の結果として非対称性が生じる場合には、関連するギアホイールの鏡面対称な重複によって前記非対称性を再び補償することができる。

ギア比は、駆動ホイールおよび従動ホイールの異なる直径によって達成される。
直径は、主に、先端径を意味するが、歯底径および歯に固有の全ての他の直径、例えば縮閉線の基礎円の直径も意味する。

駆動歯および従動歯によって変動するギア比を生み出すため、好ましくは回転軸の軸方向が利用される。
ギアホイールのうちの一方、例えば小さい方の駆動ホイールは、軸方向で異なる歯面を定めることが好ましい。
この場合、歯の寸法は、他のそれぞれの歯面の歯の寸法と異なる。
限界ケースでは、円錐台状形態が生じる。
大きい円錐開放角度が有利である。
それぞれの他のギアホイールの歯、例えば大きい方の従動ホイールの歯がそれに適合される。
したがって、異なる歯面が形成される。
次の歯面への変更は、周方向における分割面の数によって決まる。
極小さい軸方向寸法の限りない数の分割面の限界ケースでは、回転軸に対して斜めに配置される面内で環状配置が作り出される。

本発明に係る車両シート用調整器は、背もたれ用の傾き調整器として設けられてもよい。
この場合、回動動作中に、ギア付き取付具の揺動によって背もたれの重心が昇降され、結果として、トルク要件が変えられる。
本発明に係る車両シート用調整器の使用は、シートクッションを移動させる高さ調整器または傾き調整器においても都合が良い。
これは、シートクッションの移動のために大きな力が必要だからである。
したがって、原則として、各車両シートには、作動時に車両シートの構成要素またはサブアセンブリ全体を最終的に移動させる本発明に係る車両シート用調整器が設けられてもよい。
車両シート（および、その調整器）以外に本発明に係る駆動歯および従動歯の形態を有するギアステージを設けることもできる。

以下、異なるギアステージを有する図面に示される典型的な実施例を参照して、本発明を更に詳しく説明する。

本発明に係る車両シート用調整器を取り付けた車両シートの概略斜視図。 （たった）１つの歯面と様々な歯形状とを有するギアステージの平面図。 図２Ａのギアステージの拡大部分図。 図２Ａのギアステージの更なる拡大部分図。 可変歯間隔を有するギアステージの平面図。 ３つの歯面を有するギアステージの平面図。 図４Ａのギアステージの斜視図。 図４Ａの変形ギアステージの斜視図。 極めて薄い歯面を有するギアステージの斜視図。 極めて薄い歯面と軸方向に補足された充填材料とを有する駆動ホイールおよび従動ホイールの一部の断面図。 図６Ａの極めて薄い歯面と軸方向に補足された充填材料とを有する従動ホイールの斜視図。 図６Ｂの従動ホイールのリングに沿う断面図。 図６Ｂの従動ホイールの部分斜視図。 図６Ｂの従動ホイールの更なる部分斜視図。

自動車用の車両シート１は、シート部３と、シート部３に対して回動可能な背もたれ４とを備えている。
例えばシート部３に対する背もたれ４の傾きを調整するために、または、車両床に対するシート部（背もたれ４と共に）の座面の高さを（例えば、車両シート両側の四節リンクまたは鋏型スタンドによって）調整するために、車両シート１の構成要素を移動させるべく、車両シート１は、以下に調整器５として示される調整装置を有する。

調整器５は、電動ドライブまたは手動ドライブ６、例えば電気モータまたはハンドホイールと、ドライブ６によって駆動されるギアステージ８と、ギアステージ８によって（好ましくはシャフト９を用いて）駆動される少なくとも１つのギア付き取付具１０とを備える。
伝動装置によって、すなわち、ギアステージ８により駆動される共通シャフト９によって互いに接続される２つのギア付き取付具１０（好ましくは車両シートのそれぞれの側に１つ）が設けられる。

ギア付き取付具１０では、例えば、これに関連する開示内容が本発明に明確に含まれるＥＰ １ ４２３ ２９４ Ｂ１またはＤＥ ４４３６ １０１ Ａ１に開示されるように、２つの取付部品が、好ましくは自動ロック式の偏心遊星歯車装置によって互いに結合される。
ギア付き取付具１０の取付部品は、互いに対して調整されるべき車両シート１の構造部品に接続され、したがって、力の束の中に配置されており、そのため、ギア付き取付具１０は調整器５内で耐荷重ギアを成す。
ギア付き取付具１０内の偏心器の回転により、その偏心度がその方向を連続的に変える。
これは、いずれの場合にも２つの取付部品のうちの一方に設けられる平歯車と内歯付きリングとの間に転がり動作を与える。
転がり動作は、重合揺動を伴う相対的な回転として表わされる。
偏心器の完全な回転は、取付部品の数度の角度の回転をもたらす。
揺動に起因して、ギア付き取付具１０内でレバーアームおよび支点が変えられ、それにより、変動トルク要件が生じる。

ギアステージ８は、第一に、ドライブ６の速度変化、すなわち、任意には更なるギアステージを備えるモータの速度の減少のため、トルクの増大のため、揺動に起因するギア付き取付具１０の変動トルク要件の少なくとも部分的な補償のために使用される。
ギアステージ８は、第１の回転軸Ａ_１を中心に回転可能な駆動ホイール８１と、第２の回転軸Ａ_２を中心に回転可能な従動ホイール８２とを有しており、これらのホイールは互いに噛み合う。
駆動ホイール８１または従動ホイール８２の重心（質量中心）は、関連する回転軸Ａ_１またはＡ_２上にほぼ配置される。
２つの駆動ホイール８１および従動ホイール８２は、それ自体知られた態様で（調整器５と関連付けられる）ハウジング８０内に回転可能に取り付けられ、回転軸Ａ_１、Ａ_２は互いにオフセットして平行に延びている。
ハウジング８０は、ギアステージ８のためだけに設けられてもよく、または、ドライブ６およびギアステージ８の両方のために設けられてもよい。

所望のギア比をもたらすため、従動ホイール８２の直径は駆動ホイール８１の直径よりも大きい。
駆動ホイール８１および従動ホイール８２の歯、すなわち本実施例では外歯として形成された歯は、特に揺動を補償するために形成され、それにより、駆動ホイール８１および従動ホイール８２の回転中にギア比（したがって、伝達トルク）が変動する。

既知のギア付き取付具１０の典型的なトルク変動は平均トルク値の±８％〜±１５％の範囲内であり、そのため、約±１０％の有効ギア比の変動で既に十分である。
補償されるべきトルク変動は明らかに従動ホイール８２の回転毎に１回だけ生じるため、従動ホイール８２の有効レバーアーム（したがって、ギア比）が回転毎にちょうど１回だけ最小値から最大値へ、および再びその逆へ変えられるべきである。
その間、ギア比によって更に急速にされている駆動ホイールは、全ての関連位置で従動ホイール８２と噛み合う。

したがって、本発明に係る解決策は、以下で従動歯８２ａとして示される従動ホイール８２の個々の歯の歯パラメータの周期的な変更と、以下で駆動歯８１ａとして示される同一の歯によってその対向するホイール、すなわち、従動ホイール８２と十分に良好な接触状態を全ての位置で有する駆動ホイール８１の使用とから成る。
従動ホイール８２の歯の想定し得る可変パラメータは、例えば、輪郭オフセット、噛み合い角度の変化、基準直径の変化、歯間隔の変化、モジュールの変化、および、全てのパラメータの組み合わせである。

ギア比が非整数値だけ変動し、それにより、噛み合いに関して、個々の駆動歯８１ａと従動歯８２ａとの間に固定された関連性が存在しないようにすることが好ましい。

可変歯形状を有する典型的なギアステージが図２Ａに示されている。
異なる歯形状を用いて、異なる噛み合い角度が達成される。
２つの正反対を向く従動歯８２ａの詳細図が図２Ｂおよび図２Ｃに示されている。
図２Ａの左側に示される図２Ｂに示される従動歯８２ａでは、内歯面端８２ｉで噛み合い角度が１３°であり、一方、外歯面端８２ｏでは噛み合い角度が１６°である。
図２Ａの右側に示される図２Ｃに示される従動歯８２ａでは、内歯面端８２ｉで噛み合い角度が１７°であり、一方、外歯面端８２ｏでは噛み合い角度が２９°である。

可変歯間隔を有する、すなわち、同じ（または類似の）歯形状を有する隣り合う歯同士の間隔を変えることができる更なる典型的なギアステージが図３に示されている。
ギア比の連続する略正弦曲線的な変化を１回転にわたって得るために、歯間隔の変化も連続的である。
変化は、図示の対角線Ｄによってもたらされる従動ホイール８２の２つの半体を互いに比較すればはっきりと見える。
左下側の半体には１９個の歯が配置され、右上側の半体には１５個の歯が配置される。
駆動ホイール８１の連続的に変化する形状が、従動ホイール８２の歯の可変分布にもかかわらず、駆動ホイール８１との連続した噛み合いを確保するために使用される。
その場合、一方の極端な形状が、多数の歯を有する完全な従動ホイール８２と正確に一致し、他方の極端な形状が、少数の歯を有する完全な従動ホイール８２と正確に一致しており、これが２つの輪郭によって図３に示されている。
したがって、一方の極端な形状から他方の極端な形状への変更が、軸方向で、すなわち、厚さにわたって行なわれ、それにより、円錐台状の駆動ホイール８１が生じる。
図３に示される従動ホイール８２の歯間隔の変化は、実際には、噛み合い状態を最適化するため、特に噛み合い角度、輪郭オフセット、基準直径などの更なるパラメータの変化と組み合わせることが好ましい。

最大の想定し得る数の変化を可能にするため、特に、狭い駆動歯８１ａまたは従動歯８２ａを回避して、十分な強度を維持するため、第３の空間次元、すなわち、駆動ホイール８１および従動ホイール８２の個々の円柱座標の軸方向が利用される。
したがって、僅かに異なるギア比を有する複数の異なる駆動ホイールおよび従動ホイールの歯が形成され、これらは空間的な関係を成して整然と配置される。
そのため、例えば、対応するギア比範囲ごとに１つのそれぞれの歯形状をいずれの場合にも全周（３６０°の回転）にわたって（第１の回転軸Ａ_１に対して）異なる高さに有する駆動ホイール８１が使用されてもよく、また、この駆動ホイール８１は、同じ面内に対応する対向歯を有するがこれらの対向歯が外周の一部のみにわたって形成される従動ホイール８２と対を成してもよい。

３つの軸方向にオフセットする歯面を有するギアステージが図４Ａおよび図４Ｂに示されている。
駆動ホイール８１の（軸方向）厚さにわたって、３つの軸方向にオフセットする歯面、すなわち、対応して形成されて軸方向に配置されるが周方向の一部の領域、このケースでは３６０°／３＝１２０°の領域にわたってのみ歯付きセグメントとして設けられる一連の従動歯８２ａと噛み合う異なる駆動歯８１ａを有する歯面が、駆動ホイール８１に設けられる。
結果として、駆動ホイール８１の１回転中、最初に、その対応するギア比を有する駆動歯８１ａの第１の歯面が従動歯８２ａの対応する歯面と噛み合う。
従動ホイール８２の１２０°の回転後、歯面が変わり、したがって、ギア比が変わり、２４０°の後、第３の歯面が採用される（図４Ｂに示されない）。
その結果、ギア比の可能な変化の範囲が著しく増大される。
１２０°セクタの境界に対応する移行部を伴う従動歯８２ａのそれぞれの僅かなおよび／または連続する変化により、従動ホイール８２の１回転にわたってギア比の連続した（安定した）変化が達成される。

歯面間の移行をより滑らかにするため、従動歯８２は、存在する歯面よりも多くの歯付きセグメントへと分割されてもよい。
例えば、歯付きセグメントの数＝２×（歯面の数−１）でもよい。
図４Ｃでは、そのような変更を見ることができる。
この場合、４つの歯付きセグメントが３つの歯面内に配置される。
つまり、配列１２０°−６０°−１２０°−６０°を成して配置される。
すなわち、一般に、例えば、中央の歯面の歯付きセグメントの長さは、２つの最も外側の歯面の歯付きセグメントの長さの半分である。
あるいは、全ての歯付きセグメントが同じ長さを有する。
すなわち、４つの歯付きセグメントはいずれの場合にも９０°である。

駆動ホイール８１の歯面の厚さ、したがって、従動ホイール８２の周方向の角度範囲の一部の厚さが極小さくなるように選択される場合には、歯形状の連続する変化を伴う円錐台状の駆動ホイール８１が得られ、従動歯８２ａを有する軸方向に対して斜めに配置されるリング８２ｒが歯形状の類似の連続する変化を伴う。
図５は、極薄い歯面を有するギアステージの限界ケースを示している。
これは、例えば図４Ｃの分割を精密化することによりもたらされる。
その垂直軸Ｎが従動ホイール８２の第２の回転軸Ａ_２と位置合わせされず該回転軸に対して斜めに配置される１つの面内でのリング８２ｒに沿う従動歯８２ａの配置は、円錐台状の駆動ホイール８１の（円錐）開放角に従い、それにより、軸方向の噛み合い面が増大される。

空間的に連続する変化（すなわち、軸方向の位置）に加えて、例えば図２Ａ乃至図３に示されるような歯パラメータの連続する変化が与えられてもよい。
すなわち、円錐台状の駆動ホイール８１との接触ラインを長くする目的で従動歯８２ａのリングの直径および／または従動歯の空間的に異なる歯直径を従動歯８２ａの全歯高を超えてかなり変えてもよい。

また、図５に示されるように、従動歯８２ａが軸方向に対して斜めに配置されるリング８２ｒを図３の可変歯間隔を有するギアステージに形成することもできる。
密集した歯間隔を有する領域は、例えば、駆動ホイール８１の狭い上側部分と噛み合い、一方、更にまばらな歯間隔を有する領域は、例えば、駆動ホイール８１の幅広い下側部分と噛み合う。

図５における従動歯８２ａのリング８２ｒは、通常の動作の間、すなわち、調整器５の調整プロセス中、十分な強度を有する。
しかしながら、極端な状況、例えば調整器５が固定ストッパと逆の方向に移動する場合には、通常の動作の歯力を数倍超える歯力が生み出される。
これらの高荷重のために必要とされる強度は、高価であるが高強度材料の使用によって得られてもよく、あるいは、補強によって得られてもよい。
この目的のため、図５に示されるように軸方向に対して斜めに配置されるリング８２ｒであって、それに沿って従動歯８２ａが配置されるリング８２ｒは、充填材料８２ｆによって軸方向で補強される（図６Ａ）。
例えば、従動ホイール８２の前面が互いに平行に配置されて第２の回転軸Ａ_２に対して垂直に延びるように多くの充填材料８２ｆが補給されてもよい。
しかしながら、前面が異なって配置されて形成されてもよい。

充填材料８２ｆが補われた従動ホイール８２が図６Ｂに示されている。
軸方向寸法を示すために垂直線が描かれている。
すなわち、同じ軸方向座標を有する従動歯８２ａの点同士が結合されている。
補強のために補われる従動歯８２ａの充填材料８２ｆは、駆動ホイール８１および従動ホイール８２の調整プロセス中に駆動歯８１ａと接触しない（すなわち、接触しないままの状態を保ち）ため、駆動歯８１ａから最小の間隔を有する。
調整プロセス中、１つの面内に配置されるリング８２ｒによって規定される１つの接触ラインまたは接触領域（および、弾力性によって規定されるその側部の領域）だけが駆動歯８１ａと接触する。
リング８２ｒの面内にある垂直軸Ｎは、図５の場合と同様に、従動ホイール８２の第２の回転軸Ａ_２に対して斜めに配置される。
リング８２ｒおよび垂直軸Ｎの位置を明らかにするため、図６Ｃは、リング８２ｒに沿う図６Ｂの従動ホイールの断面を示している。
従動歯８２ａの包絡線は、円筒であってもよいが、円錐であることが好ましく、それにより、例えば図６Ｂでは、リング８２ｒの下側領域の下側従動歯８２ａがリング８２ｒの上側領域の従動歯よりも大きい径方向寸法を有する。
円錐の開口角度は小さいことが好ましい。

高い荷重のみが伴う場合、例えば、固定ストッパに到達するとき或いは衝突時には、充填材料８２ｆも（好ましくは弾性変形に起因して）駆動ホイール８１と接触し、それにより、強度が高められる。

図６Ｂの従動ホイール８２の従動歯８２ａは、既に開示された歯パラメータの連続変化も有することが好ましい。
例えば、図６Ｄは、最大ギア比の領域における連続変化を示しており（図２Ｂに対応する）、また、図６Ｅは、最小ギア比の領域における連続変化を示している（図２Ｃに対応する）。

開示された実施例において、駆動歯８１ａは、いずれの場合にも、周方向において（隣接する歯に対して）同じ形状および同じ間隔を有する。
すなわち、駆動ホイール８１は周期的対称性を有する。
しかしながら、駆動ホイール８１がそれに対して非対称であることも考えられる。

第２の回転軸Ａ_２に対する垂直軸Ｎの斜めの位置に起因する駆動ホイール８１および従動ホイール８２における望ましくない軸方向力が補償されるべき場合には、更なる典型的な実施例（図示せず）において、駆動ホイール８１および従動ホイール８２が軸方向に対して垂直に延びる面上で鏡面配置される。
この場合も全体の構造は対称であり、それにより、両方のホイール半体の軸方向力が互いに補償される。
駆動ホイール８１および従動ホイール８２がプラスチック射出成形によって形成される場合には、特に従動ホイール８２に関して、工具における横方向スライドの巧妙な配置が与えられる。
あるいは、駆動ホイール８１および従動ホイール８２は、２つの部品を成して形成され、クリップ接続または他の接続方法によってそれぞれの完全なホイールに結合される。

ギアステージ８の変動するギア比がギア付き取付具１０（および、それに固定される構造部品）の変動トルク要件を補償するため、簡単なＤＣモータとして構成されるドライブ６においてほぼ一定のトルクが必要とされるようにしてもよい。
すなわち、モータ速度は、雑音を引き起こすような著しい変動を来たさない。

１ 車両シート
３ シート部
４ 背もたれ
５ 調整器
６ ドライブ
８ ギアステージ
９ シャフト
１０ ギア付き取付具
８０ ハウジング
８１ 駆動ホイール
８１ａ 駆動歯
８２ 従動ホイール
８２ａ 従動歯
８２ｉ 内歯面端
８２ｆ 充填材料
８２ｏ 外歯面端
８２ｒ リング
Ａ_１ 第１の回転軸
Ａ_２ 第２の回転軸
Ｄ 対角線
Ｎ 垂直軸

Claims (9)

1. （ａ）ドライブ（６）と、（ｂ）該ドライブ（６）によって駆動されるギアステージ（８）であって、第１の回転軸（Ａ_１）を中心に回転可能で駆動歯（８１ａ）を備える駆動ホイール（８１）と、第２の回転軸（Ａ_２）を中心に回転可能で従動歯（８２ａ）を備えるとともに、変動するギア比を伴って前記駆動ホイール（８１）と噛み合う従動ホイール（８２）とを備えているギアステージ（８）と、（ｃ）取付部品が重合揺動を伴う相対的な回転を行なう、ギアステージ（８）によって駆動される少なくとも１つの耐荷重ギア、特にギア付き取付具（１０）とを備えている車両シート用調整器（５）であって、
   （ｄ）少なくとも２つの駆動歯（８１ａ）および／または少なくとも２つの従動歯（８２ａ）が、前記関連する回転軸（Ａ_１、Ａ_２）の周方向では隣接する歯とは異なる寸法および／または異なる間隔を有し、および／または、前記関連する回転軸（Ａ_１、Ａ_２）の軸方向では異なる寸法および／または異なる軸方向位置を有し、
   前記駆動歯（８１ａ）および／または従動歯（８２ａ）が、前記関連する回転軸（Ａ_１、Ａ_２）に対して傾いた垂直軸（Ｎ）を有する１つの面内でリング（８２ｒ）に沿って配置され、
   前記駆動歯（８１ａ）および／または従動歯（８２ａ）の前記リング（８２ｒ）が、調整プロセス中に接触しないままの状態を保つ充填材料（８２ｆ）により軸方向に沿って補われていることを特徴とする車両シート用調整器（５）。
2. 前記少なくとも２つの駆動歯（８１ａ）および／または前記少なくとも２つの従動歯（８２ａ）が軸方向で異なる歯面内に配置され、それらの寸法および／または間隔が歯面間で異なっていることを特徴とする請求項１に記載の車両シート用調整器（５）。
3. 前記駆動ホイール（８１）および／または前記従動ホイール（８２）が、円錐台状の形態を成していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両シート用調整器（５）。
4. 前記駆動ホイール（８１）および／または前記従動ホイール（８２）が、周期的な対称性を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の車両シート用調整器（５）。
5. 前記関連する回転軸（Ａ_１、Ａ_２）が、互いにオフセットして平行に延びていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の車両シート用調整器（５）。
6. 前記駆動ホイール（８１）および／または前記従動ホイール（８２）が、前記関連する回転軸（Ａ_１、Ａ_２）に垂直に延びる面に対して鏡面対称に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の車両シート用調整器（５）。
7. 前記駆動ホイール（８１）および／または前記従動ホイール（８２）が、複数の部品、特に２つの部品を成して形成されて、それぞれの完全なホイールに結合されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の車両シート用調整器（５）。
8. 前記ギアステージ（８）における前記変動するギア比が、非整数値だけ変動することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の車両シート用調整器（５）。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の車両シート用調整器（５）を有していることを特徴とする車両シート（１）。
   
   
   

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