歯車及びこの歯車を用いた連結装置
【課題】歯車列の噛合い率を高める。
【解決手段】互いに動力伝達可能に噛合した状態で設けられるリクライニング装置４の内歯車１１と外歯車２１との噛合い線Ｔｒは、その噛合い領域Ｇｅを定める二本の曲線（内歯車１１の有効歯先円１１ｈと外歯車２１の有効歯先円２１ｈ）のうち半径方向内側に位置する曲線（有効歯先円１１ｈ）上から、この二本の曲線間の間隔が広くなる側の円周方向に延びて半径方向外側に位置する曲線（有効歯先円２１ｈ）と交わる円弧曲線として形成されている。更に、この噛合い線Ｔｒの円弧の中心点Ｔｏは、両歯車１１，１２のピッチ円１１ｐ，２１ｐ同士が接触するピッチ点Ｐと各ピッチ円１１ｐ，２１ｐの中心点１１ｒ，２１ｒとを通って真っ直ぐに延びる基準直線から外れた位置に設定されている。
【解決手段】互いに動力伝達可能に噛合した状態で設けられるリクライニング装置４の内歯車１１と外歯車２１との噛合い線Ｔｒは、その噛合い領域Ｇｅを定める二本の曲線（内歯車１１の有効歯先円１１ｈと外歯車２１の有効歯先円２１ｈ）のうち半径方向内側に位置する曲線（有効歯先円１１ｈ）上から、この二本の曲線間の間隔が広くなる側の円周方向に延びて半径方向外側に位置する曲線（有効歯先円２１ｈ）と交わる円弧曲線として形成されている。更に、この噛合い線Ｔｒの円弧の中心点Ｔｏは、両歯車１１，１２のピッチ円１１ｐ，２１ｐ同士が接触するピッチ点Ｐと各ピッチ円１１ｐ，２１ｐの中心点１１ｒ，２１ｒとを通って真っ直ぐに延びる基準直線から外れた位置に設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車及びこの歯車を用いた連結装置に関する。詳しくは、互いに動力伝達可能に噛合した状態で設けられる歯車列を構成する歯車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用シートにおいて、シートバックがリクライニング装置を介してシートクッションと連結されており、その背凭れ角度の調整操作が行えるようになっているものが知られている。ここで、下記特許文献１には、上述したリクライニング装置の具体的な構成が開示されている。この開示のリクライニング装置は、シートクッションに一体的に連結される外歯車とシートバックに一体的に連結される内歯車とが互いに噛合した状態に組み付けられて構成されている。
【０００３】
そして、リクライニング装置は、外歯車を内歯車の内周歯面に沿って互いの噛合い位置を変えるように相対的に周回運動させることにより、シートバックの背凭れ角度を変動させるようになっている。ここで、同開示のリクライニング装置では、上述した内歯車や外歯車の歯形が、トロコイド曲線より成る歯形によって形成されている。これにより、両歯車の噛合い線が円弧状に湾曲して形成されることとなり、噛合い線が直線で形成される歯車列と比べると、両歯車の噛合い率が高められるため噛合い強度を高めることができる。
【０００４】
【特許文献１】特許第４０２９８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記開示の従来技術では、トロコイド曲線の歯形より成る歯車列では、その噛合い線の形が限定されてしまうため、噛合い線をより長くするための工夫が難しいものとなっている。
【０００６】
本発明は、上記した問題を解決するものとして創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、歯車列の噛合い率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の歯車及びこの歯車を用いた連結装置は次の手段をとる。
先ず、第１の発明は、互いに動力伝達可能に噛合した状態で設けられる歯車列を構成する歯車である。歯車列の噛合い線は、その噛合い領域を定める二本の曲線のうち、半径方向の内側に位置する曲線上から、二本の曲線間の間隔が広くなる側の円周方向に延びて半径方向の外側に位置する曲線と交わる円弧曲線として形成されている。この円弧曲線は、その円弧の中心点が、歯車列の各ピッチ円同士が接触するピッチ点と各ピッチ円の中心点とを通って真っ直ぐに延びる基準直線から外れた位置に設定されている。
【０００８】
この第１の発明によれば、トロコイド曲線の歯形より成る歯車列では、その噛合い線は、歯車列の各ピッチ円同士が接触するピッチ点と各ピッチ円の中心点とを通って真っ直ぐに延びる基準直線上の一点を中心に描かれる円弧曲線となって形成される。しかし、本構成では、噛合い線が上記した基準直線から外れた位置を中心に描かれる円弧曲線によって描かれる。したがって、上述したトロコイド曲線の歯形より成る歯車列と比べると、限られた噛合い領域の中で噛合い線の長さを長く確保できるようにその形を多様に設定することができるため、歯車列の噛合い率を高めることができる。
【０００９】
次に、第２の発明は、上述した第１の発明において、歯車列の噛合い線を形成する円弧曲線は、その円弧の中心点が、基準直線をＹ軸とし基準直線に垂直でかつ一方の歯車のピッチ円の中心点を通る垂直線をＸ軸とした場合のＸＹ座標平面において第１象限となる領域内の位置に設定されている。
【００１０】
この第２の発明によれば、噛合い線の円弧の中心点を、上記したＸＹ座標平面における第１象限の領域内の位置に定めることにより、特定の円周方向に向けて半径方向の外側に広がる噛合い線の形状を具現化して形成することができる。
【００１１】
次に、第３の発明は、上述した第１又は第２の発明の歯車を用いた連結装置である。この連結装置は、車両用シートのシートバックとシートクッションとを連結するリクライニング装置として構成されている。このリクライニング装置は、内歯車を備えた内歯部材と、外歯車を備えた外歯部材と、を有する。内歯部材は、シートバック或いはシートクッションの一方に連結されている。外歯部材は、外歯車が内歯部材の内歯車に噛合した状態で組み付けられ、シートバック或いはシートクッションの他方と連結されている。外歯車は、内歯車よりも小径で、かつ、互いに異なる歯数に形成されている。外歯車と内歯車との噛合によって歯車列が形成されており、外歯車が内歯車の内周歯面上を相対的に噛合い位置を変えながら周回する動きによって、シートバックの背凭れ角度が変動するようになっている。
【００１２】
この第３の発明によれば、リクライニング装置の外歯車と内歯車との噛合い線が長く確保されることにより、シートバックの支持強度を高めることができる。
【００１３】
次に、第４の発明は、上述した第３の発明において、内歯車は半抜き加工によって円筒状に突出して形成されており、外歯車も半抜き加工によって円筒状に突出して形成されている。内歯部材には、その内歯車の中心部に、軸方向に円筒状に突出した筒部が形成されている。外歯部材には、その外歯車の中心部に、内歯部材に形成された筒部を内部に受け入れることのできる円形状の貫通孔が形成されている。筒部と貫通孔とは、両歯車の噛合状態では互いの中心部が偏心した配置関係となっている。更に、内歯部材の筒部とこの筒部を受け入れる外歯部材の貫通孔との間の隙間内には、この隙間の一部を埋める形状を持つ一対の偏心部材が配設されている。一対の偏心部材は、常時は附勢によって互いが上述した隙間形状の狭くなる領域に向けて挟込み状に入り込んで、外歯車を内歯車の内周歯面に押し付けた状態に保持している。そして、そのどちらか一方側の偏心部材が筒部の筒内に挿通された軸ピンの回転操作によって円周方向に押動されることにより、この一方側の偏心部材が狭い隙間から押し出されると共に前記外歯部材の貫通孔の内周面を押圧して前記外歯車を周回させるようになっている。
【００１４】
この第４の発明によれば、外歯車の内歯車に対する相対的な周回運動は、一対の偏心部材が両歯車の間に形成された狭くなる隙間内に附勢によって押し込まれる力によって押し留められた状態に保持される。このように、内歯車と外歯車とを回転留め可能に連結する構造を具現化して構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明を実施するための最良の形態の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
始めに、実施例１の歯車及びこの歯車を用いた連結装置の構成について図１〜図１１を用いて説明する。ここで、図２には、本発明の連結装置に相当するリクライニング装置４，４を備えた車両用シート１の概略構成が示されている。この車両用シート１は、背凭れとなるシートバック２が、その両サイドの下部位置に配設された左右一対のリクライニング装置４，４によって、着座部となるシートクッション３と連結されている。
【００１７】
これらリクライニング装置４，４は、常時はシートバック２の背凭れ角度を維持した回転留め状態に保持されている。しかし、各リクライニング装置４，４は、それらの内部に挿通された操作軸４ｃ，４ｃが軸回転操作される動きによって、シートバック２の背凭れ角度を変化させるようになっている。ここで、各操作軸４ｃ，４ｃは、連結ロッド４ｒによって互いに一体的に連結されており、その一方の操作軸４ｃに連結された図示しない電動モータの駆動に伴って、左右で同期した軸回転操作が行われるようになっている。
【００１８】
この図示しない電動モータは、例えば車両用シート１の側部位置に配設されたスイッチの切り換え操作によって、ＯＮ／ＯＦＦに切り換えられたり、正転・逆転の切り換えが行われたりするようになっている。これにより、各リクライニング装置４，４は、各操作軸４ｃ，４ｃが軸回転操作される前の常時は、シートバック２の傾き角度を維持した状態に保たれている。そして、各リクライニング装置４，４は、電動モータの駆動によって各操作軸４ｃ，４ｃが軸回転操作されることにより、その動きに連動して、シートバック２の背凭れ角度を変動させるように作動する。
【００１９】
以下、各リクライニング装置４，４の構成について詳しく説明をする。なお、各リクライニング装置４，４は、互いに左右で対称の構成となっているが、実質的には同じ構成となっている。したがって、以下では、これらを代表して、図２の紙面向かって右側に示されているリクライニング装置４の構成についてのみ説明をする。
【００２０】
このリクライニング装置４は、図１に示されるように、円盤形状の内歯部材１０及び外歯部材２０と、一対の駒状の偏心部材３０Ａ，３０Ｂと、開リング形状のバネ部材４０と、筒状の操作部材５０と、棒状の操作軸４ｃと、薄い円筒状の保持部材７０とが一つに組み付けられて構成されている。これら各部材は、鉄鋼製の部材によって形成されており、内歯部材１０を保持部材７０の円筒内部に組み付けるように軸方向に順にセットしていくことにより一つに組み付けられている（図３参照）。以下、図１を参照しながら、上記した各部材の構成について詳しく説明をしていく。
【００２１】
先ず、内歯部材１０の構成について説明をする。この内歯部材１０は、その円盤形状の外周縁部が、板厚方向（軸方向）への半抜き加工によって円筒状に突出した形状に形成されている。そして、この円筒状に突出した部位の内周面には内歯１１ａが形成されており、この突出した円筒部が内歯車１１として形成されている。そして、内歯部材１０の中心部には、上述した内歯車１１の突出方向と同じ方向に突出する円筒形状の筒部１２が形成されている。
【００２２】
この筒部１２の軸心は、内歯部材１０（内歯車１１）の中心点１１ｒと同心となっており、その筒内には、円形状の軸孔１２ａが貫通して形成されている。この内歯部材１０は、図３に示されるように、その外盤面がシートバック２の骨格を成すバックフレーム２ｆの板面と接合されることによって、バックフレーム２ｆと一体的に連結されている。
【００２３】
ここで、内歯部材１０の円盤部には、その外盤面から円筒状に突出する複数のダボ１３ａ・・やＤダボ１３ｂが形成されている。これらダボ１３ａ・・やＤダボ１３ｂは、円盤部のより外周縁に近い位置で、円周方向に等間隔に並んで配置形成されている。このうち、Ｄダボ１３ｂは、その突出した円筒形状の一部が断面Ｄ字状に切り欠かれて形成されており、円筒形状に突出したダボ１３ａ・・とは形状が区別できるようになっている。
【００２４】
一方、バックフレーム２ｆには、上述したダボ１３ａ・・やＤダボ１３ｂを嵌合させることのできるダボ孔２ａ・・やＤダボ孔２ｂが貫通形成されている。したがって、これらダボ１３ａ・・やＤダボ１３ｂを、バックフレーム２ｆに形成されたダボ孔２ａ・・やＤダボ孔２ｂにそれぞれ嵌合させて、各嵌合部を溶着して接合することにより、内歯部材１０がバックフレーム２ｆに対して強固に一体的に連結されることとなる。
【００２５】
なお、バックフレーム２ｆにも、上述した内歯部材１０に貫通形成された軸孔１２ａと同径となる円形状の軸孔２ｃが板厚方向に貫通して形成されている。これら各軸孔１２ａ，２ｃ内には、後述する棒状の操作軸４ｃ（図１参照）が挿通されるようになっている。
【００２６】
次に、図１に戻って、外歯部材２０の構成について説明する。この外歯部材２０は、上述した内歯部材１０よりもひとまわり大きな外径をもった円盤型形状に形成されている。この外歯部材２０は、その円盤形状の中心部が、板厚方向（軸方向）への半抜き加工によって円筒状に突出した形状に形成されている。そして、この円筒状に突出した部位の外周面には外歯２１ａが形成されており、この突出した円筒部が外歯車２１として形成されている。この外歯車２１は、上述した内歯部材１０に形成された内歯車１１よりも小径に形成されている。
【００２７】
したがって、上述した外歯部材２０は、内歯部材１０に対して、外歯車２１を内歯車１１に噛合させるように軸方向に組み付けられることにより、互いに噛合し合って相対回転することのできる状態に組み付けられる。ここで、外歯部材２０の中心部には、上述した内歯部材１０の中心部に形成された軸孔１２ａよりもひとまわり大きな内径をもつ大孔２２が形成されている。この大孔２２の軸心は、外歯部材２０（外歯車２１）の中心点２１ｒと同心となっている。
【００２８】
よって、上述した外歯部材２０は、図４〜図６に示されるように、その大孔２２の孔内に、内歯部材１０に形成された筒部１２を受け入れた状態として、内歯部材１０に対してそれらの中心点２１ｒ，１１ｒが互いに偏心した配置状態に組み付けられる。ここで、外歯車２１は、内歯車１１よりも少ない歯数で形成されている。具体的には、外歯車２１の外歯２１ａの歯数は３３個であり、内歯車１１の内歯１１ａの歯数は３４個となっている。
【００２９】
したがって、図５に示されるように、上述した外歯部材２０は、外歯車２１を内歯車１１の内周面に沿って互いの噛合位置を変えるように相対的に公転運動させることにより、互いの歯数差によって、内歯部材１０に対する姿勢向きが漸次変動していくようになっている。具体的には、例えば図６を参照して、外歯車２１が内歯車１１の内周面に沿って時計回り方向に公転する相対運動が行われると、外歯部材２０は、内歯部材１０に対して図示反時計回り方向にその姿勢向きを回転（自転）させていく。
【００３０】
なお、実際には、内歯部材１０がバックフレーム２ｆと連結されており、外歯部材２０が後述するようにシートクッション３の骨格を成すクッションフレーム３ｆと連結されるため、内歯部材１０が外歯部材２０に対して噛合位置を変えながら回転運動するようになっている。したがって、上記のように外歯車２１と内歯車１１との間の回転運動が行われることにより、図２に示されるようにシートバック２の背凭れ角度の調整操作が行われることとなる。なお、これら内歯車１１や外歯車２１の歯形形状については、後に詳しく説明をする。
【００３１】
ここで、外歯部材２０の円盤部には、その外盤面から円筒状に突出する複数のダボ２３ａ・・やＤダボ２３ｂが形成されている。これらダボ２３ａ・・やＤダボ２３ｂは、円盤部のより外周縁に近い位置で、円周方向に等間隔に並んで配置形成されている。このうち、Ｄダボ２３ｂは、その突出した円筒形状の一部が断面Ｄ字状に切り欠かれて形成されており、円筒形状に突出したダボ２３ａ・・とは形状が区別できるようになっている。
【００３２】
一方、図３に示されるように、クッションフレーム３ｆには、上述したダボ２３ａ・・やＤダボ２３ｂ（図１参照）を嵌合させることのできるダボ孔３ａ・・やＤダボ孔３ｂが貫通形成されている。したがって、これらダボ２３ａ・・やＤダボ２３ｂを、クッションフレーム３ｆに形成されたダボ孔３ａ・・やＤダボ孔３ｂにそれぞれ嵌合させて、各嵌合部を溶着して接合することにより、外歯部材２０がクッションフレーム３ｆに対して強固に一体的に連結されることとなる。
【００３３】
なお、クッションフレーム３ｆにも、上述した外歯部材２０に貫通形成された大孔２２と同じ内径をもつ円形状の大孔３ｃが板厚方向に貫通して形成されている。これら大孔２２，３ｃの内部には、後述する棒状の操作軸４ｃ（図１参照）が挿通されるようになっている。
【００３４】
次に、図１に戻って、一対の偏心部材３０Ａ，３０Ｂの構成について説明する。これら偏心部材３０Ａ，３０Ｂは、互いに左右対称に湾曲した円弧形状の駒部材として形成されている。これら偏心部材３０Ａ，３０Ｂは、前述した外歯部材２０に形成された大孔２２の内部に収められた状態に組み付けられる。これにより、各偏心部材３０Ａ，３０Ｂは、図５に示されるように、大孔２２の内周面と前述した内歯部材１０の筒部１２の外周面との間に形成される偏心した隙間内に配置されるようになっている。
【００３５】
詳しくは、各偏心部材３０Ａ，３０Ｂは、外歯部材２０の大孔２２と内歯部材１０の筒部１２との間の狭くなる隙間内（図５では下方側に形成される狭くなる隙間内）に両挟み状に入り込む先細状の形状に形成されている。ここで、各偏心部材３０Ａ，３０Ｂには、これらに跨るようにして、開リング形状のバネ部材４０の掛部４１Ａ，４１Ｂがそれぞれ掛着されている。これにより、各偏心部材３０Ａ，３０Ｂは、常時はバネ部材４０の附勢力によって、それらの先細状の下端部を上記した狭くなる隙間内に入り込ませた状態に保持されている。
【００３６】
そして、このバネ部材４０のバネ力の作用によって、外歯部材２０は、常時は各偏心部材３０Ａ，３０Ｂによって筒部１２に対して図示上方側に押圧された状態として、外歯車２１が内歯車１１に対して互いの間に隙間（バックラッシ）が生じない状態に押し付けられた状態として保持されている。そして、この保持力により、外歯部材２０は、内歯部材１０に対して、前述した公転運動が押し留められた状態（回転留め状態）とされて保持されている。
【００３７】
しかし、この両偏心部材３０Ａ，３０Ｂの附勢による回転留め状態は、操作軸４ｃの軸回転操作が行われることによって解除される。具体的には、図１に示されるように、操作軸４ｃには、筒状の操作部材５０が軸方向に嵌め込まれて互いに回転方向に一体的に連結されている。詳しくは、操作軸４ｃの外周面には、セレーション状の凹凸形状が軸方向に延びて形成されている。そして、この操作軸４ｃが、操作部材５０の筒部５１に貫通形成された軸孔５０ａ内に嵌め込まれることにより、操作軸４ｃがこの軸孔５０ａの内周面に形成されたセレーション状の凹凸形状と嵌合して、操作部材５０と回転方向に一体的に連結されるようになっている。
【００３８】
そして、この操作軸４ｃと連結された操作部材５０の円筒端部に形成された円盤部には、その両肩側の部位に、前述した各偏心部材３０Ａ，３０Ｂを押し回し操作することのできる押部５２Ａ，５２Ｂが形成されている。これら押部５２Ａ，５２Ｂは、図５に示されるように、各偏心部材３０Ａ，３０Ｂに形成された軸方向に突出する突部３１Ａ，３１Ｂの図示下部側の位置に配置されるようになっている。
【００３９】
これにより、押部５２Ａ，５２Ｂは、図６に示されるように、操作部材５０が例えば図示時計回り方向に回転操作されると、図示左側の偏心部材３０Ａの突部３１Ａを押部５２Ａによって下方側から押圧し、同左側の偏心部材３０Ａを大孔２２の内周面に沿って同方向に押し回す。そして、この偏心部材３０Ａの回転移動に伴って、外歯車２１は、その大孔２２の内周面が押される動きに合わせて、内歯車１１の内周面に沿って図示時計回り方向に噛合い位置を移動させながら回転運動する。
【００４０】
そして、この動きによって、図示右側の偏心部材３０Ｂは、上記の移動によって空けられた隙間内に更に入り込むようにして、バネ部材４０の附勢によって図示時計回り方向に回転移動する。そして、この移動により、図２において前述したように、シートバック２が前倒し方向に回転操作されたり、後倒し方向に回転操作されたりするようになっている。
【００４１】
そして、図５に示されるように、上記した操作軸４ｃの回転操作をやめることにより、各偏心部材３０Ａ，３０Ｂが再びバネ部材４０の附勢力によって狭くなる隙間内に入り込んだ状態となり、リクライニング装置４が再び回転留めされた状態に戻される。
【００４２】
次に、図１に戻って、保持部材７０について説明する。この保持部材７０は、薄い鉄鋼板がリング状に打ち抜かれて形成されており、更に軸方向に半抜き加工されることによって、図示左奥側の一端に軸方向に面を向けたフランジ状の当てがい面７１を有する円筒型形状に形成されている。この保持部材７０は、その円筒内部に前述した内歯部材１０と外歯部材２０とを組み付けてから、その図示右手前側の他端を半径方向内方側に折り曲げてかしめることにより、外歯部材２０の外盤面側に軸方向に面を向けたフランジ状の当てがい面７２が形成されるようになっている。
【００４３】
これにより、内歯部材１０と外歯部材２０とは、内歯部材１０の外盤面と当てがい面７１との間に僅かな隙間が設けられた状態として、互いの相対回転が阻害されない状態として保持部材７０の両当てがい面７１，７２によって軸方向に保持された状態に組み付けられている。
【００４４】
次に、前述した内歯車１１と外歯車２１の歯形について、図７〜図１１を用いて説明する。ここで、図７には、内歯車１１のピッチ円１１ｐと、外歯車２１のピッチ円２１ｐと、両歯車１１，２１の内歯１１ａと外歯２１ａとが噛合う点の軌跡として描かれる噛合い線Ｔｒとが示されている。本実施例では、この両歯車１１，２１の噛合う噛合い線Ｔｒが、中心点Ｔｏのまわりに描かれる円弧となるように設定されている。そして、この噛合い線Ｔｒを基にして、内歯１１ａや外歯２１ａの歯形がそれぞれ次の手順によって求められている。
【００４５】
先ず、内歯１１ａの歯形の求め方について説明する。ここで、上述した各ピッチ円１１ｐ，２１ｐの直径は、予め設定された各歯車の歯数（内歯車１１の歯数：３４、外歯車２１の歯数：３３）とモジュール（２．６）との積によって与えられている。具体的には、内歯車１１のピッチ円１１ｐの直径は８８．４ｍｍとして、外歯車２１のピッチ円２１ｐの直径は８５．８ｍｍとしてそれぞれ与えられている。
【００４６】
そして、各ピッチ円１１ｐ，２１ｐは、同図におけるピッチ点Ｐにおいて互いに接触して与えられており、その幾何学的関係から、それらの中心点１１ｒ，２１ｒ間の距離が１．３ｍｍとして与えられている。なお、噛合い線Ｔｒの噛合い領域Ｇｅは、後述する内歯車１１の有効歯先円１１ｈと交わる点（交点ａ）と、外歯車２１の有効歯先円２１ｈと交わる点（交点ｂ）と、の間に描かれる円周方向の角度領域に設定されている。
【００４７】
ここで、図８に示されるように、上述した噛合い線Ｔｒの円弧の中心点Ｔｏは、上述したピッチ点Ｐと各ピッチ円１１ｐ，２１ｐの中心点１１ｒ，２１ｒとを通って真っ直ぐに延びる基準直線Ｙから外れた位置に設定されている。詳しくは、噛合い線Ｔｒの中心点Ｔｏは、上述した基準直線ＹをＹ軸とし、この基準直線Ｙに垂直でかつ内歯車１１のピッチ円１１ｐの中心点１１ｒを通る垂直線ＸをＸ軸とした場合のＸＹ座標平面において、図示右上側に区画された第１象限となる領域内（ハッチングを施した領域内）の位置に設定されている。
【００４８】
より詳しくは、噛合い線Ｔｒの中心点Ｔｏは、同図において外歯車２１のピッチ円２１ｐの中心点２１ｒから垂直線Ｘの延びる方向に１．５ｍｍ離間した位置に設定されている。これにより、噛合い線Ｔｒは、図７において半径方向の内側に位置する有効歯先円１１ｈの曲線上から、両有効歯先円１１ｈ，２１ｈ間の間隔が広くなる側の円周方向（図示時計回り方向）に延びて、半径方向の外側に位置する有効歯先円２１ｈの曲線と交わる円弧曲線として描かれている。
【００４９】
続いて、内歯車１１の歯形を求める。先ず、図９に示されるように、上述した噛合い線Ｔｒの線上の位置に任意の点Ｏを定め、更に、点Ｏから順に少しずつ離れた位置に点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，・・・を任意に定めていく。次に、点Ｏを通るピッチ点Ｐから延びる線分Ｐ−Ｏの垂直線Ｖｅ１を引く。そして、上述した内歯車１１の中心点１１ｒと、点Ｂ１及びピッチ点Ｐとの相対的な位置関係を変えないで、点Ｂ１及びピッチ点Ｐを、中心点１１ｒの回りに紙面内時計回り方向に回転させる。そして、この回転により、点Ｂ１と垂直線Ｖｅ１とが交わった点を点Ａ１として定め、この回転によるピッチ点Ｐの移動後の点を点Ｐ１として定める。
【００５０】
次に、点Ａ１を通る点Ｐ１から延びる線分Ｐ１−Ａ１の垂直線Ｖｅ２を引く。そして、内歯車１１の中心点１１ｒと、点Ｂ２及びピッチ点Ｐとの相対的な位置関係を変えないで、点Ｂ２及びピッチ点Ｐを、中心点１１ｒの回りに紙面内時計回り方向に回転させる。そして、この回転により、点Ｂ２と垂直線Ｖｅ２とが交わった点を点Ａ２として定め、この回転によるピッチ点Ｐの移動後の点を点Ｐ２として定める。
【００５１】
同じように、点Ａ２を通る点Ｐ２から延びる線分Ｐ２−Ａ２の垂直線Ｖｅ３を引く。そして、内歯車１１の中心点１１ｒと、点Ｂ３及びピッチ点Ｐとの相対的な位置関係を変えないで、点Ｂ３及びピッチ点Ｐを、中心点１１ｒの回りに紙面内時計回り方向に回転させる。そして、この回転により、点Ｂ３と垂直線Ｖｅ３とが交わった点を点Ａ３として定め、この回転によるピッチ点Ｐの移動後の点を点Ｐ３として定める。
【００５２】
そして、このように得られた点Ｏ，Ａ１，Ａ２，Ａ３，・・・を滑らかに結ぶと、これが内歯車１１の歯形の一部となる。なお、外歯車２１の歯形も、同じようにして噛合い線Ｔｒ上に定めた任意の各点をピッチ点Ｐと共に外歯車２１の中心点２１ｒの回りに順に回転移動させていく手法によって得ることができる。なお、このように二つのピッチ円１１ｐ，２１ｐと噛合い線Ｔｒとの幾何学的関係からそれぞれの歯形を求める手法は、公知の手法であり、刊行物（福永節夫ら著、「図説 機構学」、第１版、理工学社、１９７２年４月１０日、図１０．２）に記載されている。
【００５３】
したがって、上記の手法を用いることにより、図１０に示されるように内歯車１１と外歯車２１の歯形を得ることができる。ここで、内歯車１１や外歯車２１の歯先や歯底には、それらのプレス成形時に必要なＲ形状部（丸みを付けた形状部）Ｒ１〜Ｒ４がそれぞれ設定されている。このうち、内歯車１１の歯先に形成されたＲ形状部Ｒ１は、内歯車１１において実質的に噛合って機能する歯部の先端を指す有効歯先円１１ｈと実質的には噛合しないが歯の形状自体の先端を指す歯先円１１ｍとの間の形状部にそれぞれ丸みをつけるように形成されている。
【００５４】
また、内歯車１１の歯底となるＲ形状部Ｒ２は、内歯車１１において実質的に噛合って機能する歯部の根元端を指す有効歯底円（図示省略）と実質的には噛合しないが歯の形状自体の根元端を指す歯底円１１ｎとの間の形状部にそれぞれ丸みをつけるように形成されている。そして、外歯車２１の歯先となるＲ形状部Ｒ３は、外歯車２１において実質的に噛合って機能する歯部の先端を指す有効歯先円２１ｈと実質的には噛合しないが歯の形状自体の先端を指す歯先円２１ｍとの間の形状部にそれぞれ丸みをつけるように形成されている。
【００５５】
また、外歯車２１の歯底となるＲ形状部Ｒ４は、外歯車２１において実質的に噛合って機能する歯部の根元端を指す有効歯底円（図示省略）と実質的には噛合しないが歯の形状自体の根元端を指す歯底円２１ｎとの間の形状部にそれぞれ丸みをつけるように形成されている。
【００５６】
このように、本実施例のリクライニング装置４（連結装置）では、図８において前述したように、内歯車１１と外歯車２１との噛合い線Ｔｒが、ピッチ点Ｐと両ピッチ円１１ｐ，２１ｐの中心点１１ｒ，２１ｒとを通る基準直線Ｙから外れた位置を中心に描かれる円弧曲線によって描かれる。したがって、トロコイド曲線の歯形より成る歯車列のように噛合い線の円弧の中心が基準直線Ｙ上の位置に設定される噛合い線と比べると、噛合い線の長さを長く確保できるようにその形を多様に設定することができるため、噛合い率を高めることができる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態を一つの実施例を用いて説明したが、本発明は上記実施例のほか各種の形態で実施できるものである。例えば、本発明の歯車は、上記実施例で示したリクライニング装置としての用途以外にも、互いに動力伝達可能に噛合した状態で設けられる歯車列を構成する様々な構成に適用することができる。また、リクライニング装置としての連結装置は、傾動式シートバックを車体フロアに対して連結する用途にも適用することができる。
【００５８】
また、連結装置を、シート本体を車体フロアに対して旋回方向に回転させられるように連結する用途にも適用することができる。また、連結装置を、着座者の下腿部を下方側から持ち上げて支持するいわゆるオットマン装置をシートクッションや車体フロアに対して傾動可能に連結する用途にも適用することができる。
【００５９】
また、上記実施例において、外歯車が内歯車よりも歯数が多く形成されたものであってもよい。この場合には、外歯車の相対的な公転運動に伴って、外歯部材が内歯部材に対して上記実施例で示した方向とは逆方向に相対回転することとなる。また、噛合い線として描かれる円弧線は、直線が小刻みに折り曲げられて曲線に近似した線として描かれたものであってもよい。また、噛合い線の円弧の中心点は、両ピッチ円の中心点とを通る基準直線から外れた位置に設定されていれば良く、第１象限から外れた領域に設定されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施例１のリクライニング装置の分解斜視図である。
【図２】車両用シートの概略構成を表した斜視図である。
【図３】リクライニング装置の組み付け構造を表した分解斜視図である。
【図４】図３のIV-IV線断面図である。
【図５】図４のV-V線断面図である。
【図６】リクライニング装置が回転操作された状態を表した構成図である。
【図７】両歯車の噛合い線及びその噛合い領域を定める二つの円を表した構成図である。
【図８】噛合い線の中心点の設定位置を示した模式図である。
【図９】噛合い線から内歯車の歯形を求める手順を示した構成図である。
【図１０】形成された内歯車及び外歯車の歯形を拡大して表した模式図である。
【図１１】内歯車及び外歯車の全体形状を表した模式図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 車両用シート
２ シートバック
２ｆ バックフレーム
２ａ ダボ孔
２ｂ Ｄダボ孔
２ｃ 軸孔
３ シートクッション
３ｆ クッションフレーム
３ａ ダボ孔
３ｂ Ｄダボ孔
３ｃ 大孔
４ リクライニング装置
４ｃ 連結軸
４ｒ 連結ロッド
１０ 内歯部材
１１ 内歯車
１１ａ 内歯
１１ｒ 中心点
１１ｐ ピッチ円
１１ｈ 有効歯先円
１１ｍ 歯先円
１１ｎ 歯底円
１２ 筒部
１２ａ 軸孔
１３ａ ダボ
１３ｂ Ｄダボ
２０ 外歯部材
２１ 外歯車
２１ａ 外歯
２１ｒ 中心点
２１ｐ ピッチ円
２１ｈ 有効歯先円
２１ｍ 歯先円
２１ｎ 歯底円
２２ 大孔
２３ａ ダボ
２３ｂ Ｄダボ
３０Ａ，３０Ｂ 偏心部材
３１Ａ，３１Ｂ 突部
４０ バネ部材
４１Ａ，４１Ｂ 掛部
５０ 操作部材
５０ａ 軸孔
５１ 筒部
５２Ａ，５２Ｂ 押部
７０ 保持部材
７１ 当てがい面
７２ 当てがい面
Ｔｒ 噛合い線
Ｔｏ 中心点
Ｐ ピッチ点
Ｏ 点
Ｂ１〜Ｂ７ 点
Ａ１〜Ａ７ 点
Ｐ１〜Ｐ７ 点
Ｖｅ１〜Ｖｅ７ 垂直線
Ｇｅ 噛合い領域
Ｒ１〜Ｒ４ Ｒ形状部
ａ，ｂ 交点
Ｙ 基準直線
Ｘ 垂直線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車及びこの歯車を用いた連結装置に関する。詳しくは、互いに動力伝達可能に噛合した状態で設けられる歯車列を構成する歯車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用シートにおいて、シートバックがリクライニング装置を介してシートクッションと連結されており、その背凭れ角度の調整操作が行えるようになっているものが知られている。ここで、下記特許文献１には、上述したリクライニング装置の具体的な構成が開示されている。この開示のリクライニング装置は、シートクッションに一体的に連結される外歯車とシートバックに一体的に連結される内歯車とが互いに噛合した状態に組み付けられて構成されている。
【０００３】
そして、リクライニング装置は、外歯車を内歯車の内周歯面に沿って互いの噛合い位置を変えるように相対的に周回運動させることにより、シートバックの背凭れ角度を変動させるようになっている。ここで、同開示のリクライニング装置では、上述した内歯車や外歯車の歯形が、トロコイド曲線より成る歯形によって形成されている。これにより、両歯車の噛合い線が円弧状に湾曲して形成されることとなり、噛合い線が直線で形成される歯車列と比べると、両歯車の噛合い率が高められるため噛合い強度を高めることができる。
【０００４】
【特許文献１】特許第４０２９８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記開示の従来技術では、トロコイド曲線の歯形より成る歯車列では、その噛合い線の形が限定されてしまうため、噛合い線をより長くするための工夫が難しいものとなっている。
【０００６】
本発明は、上記した問題を解決するものとして創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、歯車列の噛合い率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の歯車及びこの歯車を用いた連結装置は次の手段をとる。
先ず、第１の発明は、互いに動力伝達可能に噛合した状態で設けられる歯車列を構成する歯車である。歯車列の噛合い線は、その噛合い領域を定める二本の曲線のうち、半径方向の内側に位置する曲線上から、二本の曲線間の間隔が広くなる側の円周方向に延びて半径方向の外側に位置する曲線と交わる円弧曲線として形成されている。この円弧曲線は、その円弧の中心点が、歯車列の各ピッチ円同士が接触するピッチ点と各ピッチ円の中心点とを通って真っ直ぐに延びる基準直線から外れた位置に設定されている。
【０００８】
この第１の発明によれば、トロコイド曲線の歯形より成る歯車列では、その噛合い線は、歯車列の各ピッチ円同士が接触するピッチ点と各ピッチ円の中心点とを通って真っ直ぐに延びる基準直線上の一点を中心に描かれる円弧曲線となって形成される。しかし、本構成では、噛合い線が上記した基準直線から外れた位置を中心に描かれる円弧曲線によって描かれる。したがって、上述したトロコイド曲線の歯形より成る歯車列と比べると、限られた噛合い領域の中で噛合い線の長さを長く確保できるようにその形を多様に設定することができるため、歯車列の噛合い率を高めることができる。
【０００９】
次に、第２の発明は、上述した第１の発明において、歯車列の噛合い線を形成する円弧曲線は、その円弧の中心点が、基準直線をＹ軸とし基準直線に垂直でかつ一方の歯車のピッチ円の中心点を通る垂直線をＸ軸とした場合のＸＹ座標平面において第１象限となる領域内の位置に設定されている。
【００１０】
この第２の発明によれば、噛合い線の円弧の中心点を、上記したＸＹ座標平面における第１象限の領域内の位置に定めることにより、特定の円周方向に向けて半径方向の外側に広がる噛合い線の形状を具現化して形成することができる。
【００１１】
次に、第３の発明は、上述した第１又は第２の発明の歯車を用いた連結装置である。この連結装置は、車両用シートのシートバックとシートクッションとを連結するリクライニング装置として構成されている。このリクライニング装置は、内歯車を備えた内歯部材と、外歯車を備えた外歯部材と、を有する。内歯部材は、シートバック或いはシートクッションの一方に連結されている。外歯部材は、外歯車が内歯部材の内歯車に噛合した状態で組み付けられ、シートバック或いはシートクッションの他方と連結されている。外歯車は、内歯車よりも小径で、かつ、互いに異なる歯数に形成されている。外歯車と内歯車との噛合によって歯車列が形成されており、外歯車が内歯車の内周歯面上を相対的に噛合い位置を変えながら周回する動きによって、シートバックの背凭れ角度が変動するようになっている。
【００１２】
この第３の発明によれば、リクライニング装置の外歯車と内歯車との噛合い線が長く確保されることにより、シートバックの支持強度を高めることができる。
【００１３】
次に、第４の発明は、上述した第３の発明において、内歯車は半抜き加工によって円筒状に突出して形成されており、外歯車も半抜き加工によって円筒状に突出して形成されている。内歯部材には、その内歯車の中心部に、軸方向に円筒状に突出した筒部が形成されている。外歯部材には、その外歯車の中心部に、内歯部材に形成された筒部を内部に受け入れることのできる円形状の貫通孔が形成されている。筒部と貫通孔とは、両歯車の噛合状態では互いの中心部が偏心した配置関係となっている。更に、内歯部材の筒部とこの筒部を受け入れる外歯部材の貫通孔との間の隙間内には、この隙間の一部を埋める形状を持つ一対の偏心部材が配設されている。一対の偏心部材は、常時は附勢によって互いが上述した隙間形状の狭くなる領域に向けて挟込み状に入り込んで、外歯車を内歯車の内周歯面に押し付けた状態に保持している。そして、そのどちらか一方側の偏心部材が筒部の筒内に挿通された軸ピンの回転操作によって円周方向に押動されることにより、この一方側の偏心部材が狭い隙間から押し出されると共に前記外歯部材の貫通孔の内周面を押圧して前記外歯車を周回させるようになっている。
【００１４】
この第４の発明によれば、外歯車の内歯車に対する相対的な周回運動は、一対の偏心部材が両歯車の間に形成された狭くなる隙間内に附勢によって押し込まれる力によって押し留められた状態に保持される。このように、内歯車と外歯車とを回転留め可能に連結する構造を具現化して構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明を実施するための最良の形態の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
始めに、実施例１の歯車及びこの歯車を用いた連結装置の構成について図１〜図１１を用いて説明する。ここで、図２には、本発明の連結装置に相当するリクライニング装置４，４を備えた車両用シート１の概略構成が示されている。この車両用シート１は、背凭れとなるシートバック２が、その両サイドの下部位置に配設された左右一対のリクライニング装置４，４によって、着座部となるシートクッション３と連結されている。
【００１７】
これらリクライニング装置４，４は、常時はシートバック２の背凭れ角度を維持した回転留め状態に保持されている。しかし、各リクライニング装置４，４は、それらの内部に挿通された操作軸４ｃ，４ｃが軸回転操作される動きによって、シートバック２の背凭れ角度を変化させるようになっている。ここで、各操作軸４ｃ，４ｃは、連結ロッド４ｒによって互いに一体的に連結されており、その一方の操作軸４ｃに連結された図示しない電動モータの駆動に伴って、左右で同期した軸回転操作が行われるようになっている。
【００１８】
この図示しない電動モータは、例えば車両用シート１の側部位置に配設されたスイッチの切り換え操作によって、ＯＮ／ＯＦＦに切り換えられたり、正転・逆転の切り換えが行われたりするようになっている。これにより、各リクライニング装置４，４は、各操作軸４ｃ，４ｃが軸回転操作される前の常時は、シートバック２の傾き角度を維持した状態に保たれている。そして、各リクライニング装置４，４は、電動モータの駆動によって各操作軸４ｃ，４ｃが軸回転操作されることにより、その動きに連動して、シートバック２の背凭れ角度を変動させるように作動する。
【００１９】
以下、各リクライニング装置４，４の構成について詳しく説明をする。なお、各リクライニング装置４，４は、互いに左右で対称の構成となっているが、実質的には同じ構成となっている。したがって、以下では、これらを代表して、図２の紙面向かって右側に示されているリクライニング装置４の構成についてのみ説明をする。
【００２０】
このリクライニング装置４は、図１に示されるように、円盤形状の内歯部材１０及び外歯部材２０と、一対の駒状の偏心部材３０Ａ，３０Ｂと、開リング形状のバネ部材４０と、筒状の操作部材５０と、棒状の操作軸４ｃと、薄い円筒状の保持部材７０とが一つに組み付けられて構成されている。これら各部材は、鉄鋼製の部材によって形成されており、内歯部材１０を保持部材７０の円筒内部に組み付けるように軸方向に順にセットしていくことにより一つに組み付けられている（図３参照）。以下、図１を参照しながら、上記した各部材の構成について詳しく説明をしていく。
【００２１】
先ず、内歯部材１０の構成について説明をする。この内歯部材１０は、その円盤形状の外周縁部が、板厚方向（軸方向）への半抜き加工によって円筒状に突出した形状に形成されている。そして、この円筒状に突出した部位の内周面には内歯１１ａが形成されており、この突出した円筒部が内歯車１１として形成されている。そして、内歯部材１０の中心部には、上述した内歯車１１の突出方向と同じ方向に突出する円筒形状の筒部１２が形成されている。
【００２２】
この筒部１２の軸心は、内歯部材１０（内歯車１１）の中心点１１ｒと同心となっており、その筒内には、円形状の軸孔１２ａが貫通して形成されている。この内歯部材１０は、図３に示されるように、その外盤面がシートバック２の骨格を成すバックフレーム２ｆの板面と接合されることによって、バックフレーム２ｆと一体的に連結されている。
【００２３】
ここで、内歯部材１０の円盤部には、その外盤面から円筒状に突出する複数のダボ１３ａ・・やＤダボ１３ｂが形成されている。これらダボ１３ａ・・やＤダボ１３ｂは、円盤部のより外周縁に近い位置で、円周方向に等間隔に並んで配置形成されている。このうち、Ｄダボ１３ｂは、その突出した円筒形状の一部が断面Ｄ字状に切り欠かれて形成されており、円筒形状に突出したダボ１３ａ・・とは形状が区別できるようになっている。
【００２４】
一方、バックフレーム２ｆには、上述したダボ１３ａ・・やＤダボ１３ｂを嵌合させることのできるダボ孔２ａ・・やＤダボ孔２ｂが貫通形成されている。したがって、これらダボ１３ａ・・やＤダボ１３ｂを、バックフレーム２ｆに形成されたダボ孔２ａ・・やＤダボ孔２ｂにそれぞれ嵌合させて、各嵌合部を溶着して接合することにより、内歯部材１０がバックフレーム２ｆに対して強固に一体的に連結されることとなる。
【００２５】
なお、バックフレーム２ｆにも、上述した内歯部材１０に貫通形成された軸孔１２ａと同径となる円形状の軸孔２ｃが板厚方向に貫通して形成されている。これら各軸孔１２ａ，２ｃ内には、後述する棒状の操作軸４ｃ（図１参照）が挿通されるようになっている。
【００２６】
次に、図１に戻って、外歯部材２０の構成について説明する。この外歯部材２０は、上述した内歯部材１０よりもひとまわり大きな外径をもった円盤型形状に形成されている。この外歯部材２０は、その円盤形状の中心部が、板厚方向（軸方向）への半抜き加工によって円筒状に突出した形状に形成されている。そして、この円筒状に突出した部位の外周面には外歯２１ａが形成されており、この突出した円筒部が外歯車２１として形成されている。この外歯車２１は、上述した内歯部材１０に形成された内歯車１１よりも小径に形成されている。
【００２７】
したがって、上述した外歯部材２０は、内歯部材１０に対して、外歯車２１を内歯車１１に噛合させるように軸方向に組み付けられることにより、互いに噛合し合って相対回転することのできる状態に組み付けられる。ここで、外歯部材２０の中心部には、上述した内歯部材１０の中心部に形成された軸孔１２ａよりもひとまわり大きな内径をもつ大孔２２が形成されている。この大孔２２の軸心は、外歯部材２０（外歯車２１）の中心点２１ｒと同心となっている。
【００２８】
よって、上述した外歯部材２０は、図４〜図６に示されるように、その大孔２２の孔内に、内歯部材１０に形成された筒部１２を受け入れた状態として、内歯部材１０に対してそれらの中心点２１ｒ，１１ｒが互いに偏心した配置状態に組み付けられる。ここで、外歯車２１は、内歯車１１よりも少ない歯数で形成されている。具体的には、外歯車２１の外歯２１ａの歯数は３３個であり、内歯車１１の内歯１１ａの歯数は３４個となっている。
【００２９】
したがって、図５に示されるように、上述した外歯部材２０は、外歯車２１を内歯車１１の内周面に沿って互いの噛合位置を変えるように相対的に公転運動させることにより、互いの歯数差によって、内歯部材１０に対する姿勢向きが漸次変動していくようになっている。具体的には、例えば図６を参照して、外歯車２１が内歯車１１の内周面に沿って時計回り方向に公転する相対運動が行われると、外歯部材２０は、内歯部材１０に対して図示反時計回り方向にその姿勢向きを回転（自転）させていく。
【００３０】
なお、実際には、内歯部材１０がバックフレーム２ｆと連結されており、外歯部材２０が後述するようにシートクッション３の骨格を成すクッションフレーム３ｆと連結されるため、内歯部材１０が外歯部材２０に対して噛合位置を変えながら回転運動するようになっている。したがって、上記のように外歯車２１と内歯車１１との間の回転運動が行われることにより、図２に示されるようにシートバック２の背凭れ角度の調整操作が行われることとなる。なお、これら内歯車１１や外歯車２１の歯形形状については、後に詳しく説明をする。
【００３１】
ここで、外歯部材２０の円盤部には、その外盤面から円筒状に突出する複数のダボ２３ａ・・やＤダボ２３ｂが形成されている。これらダボ２３ａ・・やＤダボ２３ｂは、円盤部のより外周縁に近い位置で、円周方向に等間隔に並んで配置形成されている。このうち、Ｄダボ２３ｂは、その突出した円筒形状の一部が断面Ｄ字状に切り欠かれて形成されており、円筒形状に突出したダボ２３ａ・・とは形状が区別できるようになっている。
【００３２】
一方、図３に示されるように、クッションフレーム３ｆには、上述したダボ２３ａ・・やＤダボ２３ｂ（図１参照）を嵌合させることのできるダボ孔３ａ・・やＤダボ孔３ｂが貫通形成されている。したがって、これらダボ２３ａ・・やＤダボ２３ｂを、クッションフレーム３ｆに形成されたダボ孔３ａ・・やＤダボ孔３ｂにそれぞれ嵌合させて、各嵌合部を溶着して接合することにより、外歯部材２０がクッションフレーム３ｆに対して強固に一体的に連結されることとなる。
【００３３】
なお、クッションフレーム３ｆにも、上述した外歯部材２０に貫通形成された大孔２２と同じ内径をもつ円形状の大孔３ｃが板厚方向に貫通して形成されている。これら大孔２２，３ｃの内部には、後述する棒状の操作軸４ｃ（図１参照）が挿通されるようになっている。
【００３４】
次に、図１に戻って、一対の偏心部材３０Ａ，３０Ｂの構成について説明する。これら偏心部材３０Ａ，３０Ｂは、互いに左右対称に湾曲した円弧形状の駒部材として形成されている。これら偏心部材３０Ａ，３０Ｂは、前述した外歯部材２０に形成された大孔２２の内部に収められた状態に組み付けられる。これにより、各偏心部材３０Ａ，３０Ｂは、図５に示されるように、大孔２２の内周面と前述した内歯部材１０の筒部１２の外周面との間に形成される偏心した隙間内に配置されるようになっている。
【００３５】
詳しくは、各偏心部材３０Ａ，３０Ｂは、外歯部材２０の大孔２２と内歯部材１０の筒部１２との間の狭くなる隙間内（図５では下方側に形成される狭くなる隙間内）に両挟み状に入り込む先細状の形状に形成されている。ここで、各偏心部材３０Ａ，３０Ｂには、これらに跨るようにして、開リング形状のバネ部材４０の掛部４１Ａ，４１Ｂがそれぞれ掛着されている。これにより、各偏心部材３０Ａ，３０Ｂは、常時はバネ部材４０の附勢力によって、それらの先細状の下端部を上記した狭くなる隙間内に入り込ませた状態に保持されている。
【００３６】
そして、このバネ部材４０のバネ力の作用によって、外歯部材２０は、常時は各偏心部材３０Ａ，３０Ｂによって筒部１２に対して図示上方側に押圧された状態として、外歯車２１が内歯車１１に対して互いの間に隙間（バックラッシ）が生じない状態に押し付けられた状態として保持されている。そして、この保持力により、外歯部材２０は、内歯部材１０に対して、前述した公転運動が押し留められた状態（回転留め状態）とされて保持されている。
【００３７】
しかし、この両偏心部材３０Ａ，３０Ｂの附勢による回転留め状態は、操作軸４ｃの軸回転操作が行われることによって解除される。具体的には、図１に示されるように、操作軸４ｃには、筒状の操作部材５０が軸方向に嵌め込まれて互いに回転方向に一体的に連結されている。詳しくは、操作軸４ｃの外周面には、セレーション状の凹凸形状が軸方向に延びて形成されている。そして、この操作軸４ｃが、操作部材５０の筒部５１に貫通形成された軸孔５０ａ内に嵌め込まれることにより、操作軸４ｃがこの軸孔５０ａの内周面に形成されたセレーション状の凹凸形状と嵌合して、操作部材５０と回転方向に一体的に連結されるようになっている。
【００３８】
そして、この操作軸４ｃと連結された操作部材５０の円筒端部に形成された円盤部には、その両肩側の部位に、前述した各偏心部材３０Ａ，３０Ｂを押し回し操作することのできる押部５２Ａ，５２Ｂが形成されている。これら押部５２Ａ，５２Ｂは、図５に示されるように、各偏心部材３０Ａ，３０Ｂに形成された軸方向に突出する突部３１Ａ，３１Ｂの図示下部側の位置に配置されるようになっている。
【００３９】
これにより、押部５２Ａ，５２Ｂは、図６に示されるように、操作部材５０が例えば図示時計回り方向に回転操作されると、図示左側の偏心部材３０Ａの突部３１Ａを押部５２Ａによって下方側から押圧し、同左側の偏心部材３０Ａを大孔２２の内周面に沿って同方向に押し回す。そして、この偏心部材３０Ａの回転移動に伴って、外歯車２１は、その大孔２２の内周面が押される動きに合わせて、内歯車１１の内周面に沿って図示時計回り方向に噛合い位置を移動させながら回転運動する。
【００４０】
そして、この動きによって、図示右側の偏心部材３０Ｂは、上記の移動によって空けられた隙間内に更に入り込むようにして、バネ部材４０の附勢によって図示時計回り方向に回転移動する。そして、この移動により、図２において前述したように、シートバック２が前倒し方向に回転操作されたり、後倒し方向に回転操作されたりするようになっている。
【００４１】
そして、図５に示されるように、上記した操作軸４ｃの回転操作をやめることにより、各偏心部材３０Ａ，３０Ｂが再びバネ部材４０の附勢力によって狭くなる隙間内に入り込んだ状態となり、リクライニング装置４が再び回転留めされた状態に戻される。
【００４２】
次に、図１に戻って、保持部材７０について説明する。この保持部材７０は、薄い鉄鋼板がリング状に打ち抜かれて形成されており、更に軸方向に半抜き加工されることによって、図示左奥側の一端に軸方向に面を向けたフランジ状の当てがい面７１を有する円筒型形状に形成されている。この保持部材７０は、その円筒内部に前述した内歯部材１０と外歯部材２０とを組み付けてから、その図示右手前側の他端を半径方向内方側に折り曲げてかしめることにより、外歯部材２０の外盤面側に軸方向に面を向けたフランジ状の当てがい面７２が形成されるようになっている。
【００４３】
これにより、内歯部材１０と外歯部材２０とは、内歯部材１０の外盤面と当てがい面７１との間に僅かな隙間が設けられた状態として、互いの相対回転が阻害されない状態として保持部材７０の両当てがい面７１，７２によって軸方向に保持された状態に組み付けられている。
【００４４】
次に、前述した内歯車１１と外歯車２１の歯形について、図７〜図１１を用いて説明する。ここで、図７には、内歯車１１のピッチ円１１ｐと、外歯車２１のピッチ円２１ｐと、両歯車１１，２１の内歯１１ａと外歯２１ａとが噛合う点の軌跡として描かれる噛合い線Ｔｒとが示されている。本実施例では、この両歯車１１，２１の噛合う噛合い線Ｔｒが、中心点Ｔｏのまわりに描かれる円弧となるように設定されている。そして、この噛合い線Ｔｒを基にして、内歯１１ａや外歯２１ａの歯形がそれぞれ次の手順によって求められている。
【００４５】
先ず、内歯１１ａの歯形の求め方について説明する。ここで、上述した各ピッチ円１１ｐ，２１ｐの直径は、予め設定された各歯車の歯数（内歯車１１の歯数：３４、外歯車２１の歯数：３３）とモジュール（２．６）との積によって与えられている。具体的には、内歯車１１のピッチ円１１ｐの直径は８８．４ｍｍとして、外歯車２１のピッチ円２１ｐの直径は８５．８ｍｍとしてそれぞれ与えられている。
【００４６】
そして、各ピッチ円１１ｐ，２１ｐは、同図におけるピッチ点Ｐにおいて互いに接触して与えられており、その幾何学的関係から、それらの中心点１１ｒ，２１ｒ間の距離が１．３ｍｍとして与えられている。なお、噛合い線Ｔｒの噛合い領域Ｇｅは、後述する内歯車１１の有効歯先円１１ｈと交わる点（交点ａ）と、外歯車２１の有効歯先円２１ｈと交わる点（交点ｂ）と、の間に描かれる円周方向の角度領域に設定されている。
【００４７】
ここで、図８に示されるように、上述した噛合い線Ｔｒの円弧の中心点Ｔｏは、上述したピッチ点Ｐと各ピッチ円１１ｐ，２１ｐの中心点１１ｒ，２１ｒとを通って真っ直ぐに延びる基準直線Ｙから外れた位置に設定されている。詳しくは、噛合い線Ｔｒの中心点Ｔｏは、上述した基準直線ＹをＹ軸とし、この基準直線Ｙに垂直でかつ内歯車１１のピッチ円１１ｐの中心点１１ｒを通る垂直線ＸをＸ軸とした場合のＸＹ座標平面において、図示右上側に区画された第１象限となる領域内（ハッチングを施した領域内）の位置に設定されている。
【００４８】
より詳しくは、噛合い線Ｔｒの中心点Ｔｏは、同図において外歯車２１のピッチ円２１ｐの中心点２１ｒから垂直線Ｘの延びる方向に１．５ｍｍ離間した位置に設定されている。これにより、噛合い線Ｔｒは、図７において半径方向の内側に位置する有効歯先円１１ｈの曲線上から、両有効歯先円１１ｈ，２１ｈ間の間隔が広くなる側の円周方向（図示時計回り方向）に延びて、半径方向の外側に位置する有効歯先円２１ｈの曲線と交わる円弧曲線として描かれている。
【００４９】
続いて、内歯車１１の歯形を求める。先ず、図９に示されるように、上述した噛合い線Ｔｒの線上の位置に任意の点Ｏを定め、更に、点Ｏから順に少しずつ離れた位置に点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，・・・を任意に定めていく。次に、点Ｏを通るピッチ点Ｐから延びる線分Ｐ−Ｏの垂直線Ｖｅ１を引く。そして、上述した内歯車１１の中心点１１ｒと、点Ｂ１及びピッチ点Ｐとの相対的な位置関係を変えないで、点Ｂ１及びピッチ点Ｐを、中心点１１ｒの回りに紙面内時計回り方向に回転させる。そして、この回転により、点Ｂ１と垂直線Ｖｅ１とが交わった点を点Ａ１として定め、この回転によるピッチ点Ｐの移動後の点を点Ｐ１として定める。
【００５０】
次に、点Ａ１を通る点Ｐ１から延びる線分Ｐ１−Ａ１の垂直線Ｖｅ２を引く。そして、内歯車１１の中心点１１ｒと、点Ｂ２及びピッチ点Ｐとの相対的な位置関係を変えないで、点Ｂ２及びピッチ点Ｐを、中心点１１ｒの回りに紙面内時計回り方向に回転させる。そして、この回転により、点Ｂ２と垂直線Ｖｅ２とが交わった点を点Ａ２として定め、この回転によるピッチ点Ｐの移動後の点を点Ｐ２として定める。
【００５１】
同じように、点Ａ２を通る点Ｐ２から延びる線分Ｐ２−Ａ２の垂直線Ｖｅ３を引く。そして、内歯車１１の中心点１１ｒと、点Ｂ３及びピッチ点Ｐとの相対的な位置関係を変えないで、点Ｂ３及びピッチ点Ｐを、中心点１１ｒの回りに紙面内時計回り方向に回転させる。そして、この回転により、点Ｂ３と垂直線Ｖｅ３とが交わった点を点Ａ３として定め、この回転によるピッチ点Ｐの移動後の点を点Ｐ３として定める。
【００５２】
そして、このように得られた点Ｏ，Ａ１，Ａ２，Ａ３，・・・を滑らかに結ぶと、これが内歯車１１の歯形の一部となる。なお、外歯車２１の歯形も、同じようにして噛合い線Ｔｒ上に定めた任意の各点をピッチ点Ｐと共に外歯車２１の中心点２１ｒの回りに順に回転移動させていく手法によって得ることができる。なお、このように二つのピッチ円１１ｐ，２１ｐと噛合い線Ｔｒとの幾何学的関係からそれぞれの歯形を求める手法は、公知の手法であり、刊行物（福永節夫ら著、「図説 機構学」、第１版、理工学社、１９７２年４月１０日、図１０．２）に記載されている。
【００５３】
したがって、上記の手法を用いることにより、図１０に示されるように内歯車１１と外歯車２１の歯形を得ることができる。ここで、内歯車１１や外歯車２１の歯先や歯底には、それらのプレス成形時に必要なＲ形状部（丸みを付けた形状部）Ｒ１〜Ｒ４がそれぞれ設定されている。このうち、内歯車１１の歯先に形成されたＲ形状部Ｒ１は、内歯車１１において実質的に噛合って機能する歯部の先端を指す有効歯先円１１ｈと実質的には噛合しないが歯の形状自体の先端を指す歯先円１１ｍとの間の形状部にそれぞれ丸みをつけるように形成されている。
【００５４】
また、内歯車１１の歯底となるＲ形状部Ｒ２は、内歯車１１において実質的に噛合って機能する歯部の根元端を指す有効歯底円（図示省略）と実質的には噛合しないが歯の形状自体の根元端を指す歯底円１１ｎとの間の形状部にそれぞれ丸みをつけるように形成されている。そして、外歯車２１の歯先となるＲ形状部Ｒ３は、外歯車２１において実質的に噛合って機能する歯部の先端を指す有効歯先円２１ｈと実質的には噛合しないが歯の形状自体の先端を指す歯先円２１ｍとの間の形状部にそれぞれ丸みをつけるように形成されている。
【００５５】
また、外歯車２１の歯底となるＲ形状部Ｒ４は、外歯車２１において実質的に噛合って機能する歯部の根元端を指す有効歯底円（図示省略）と実質的には噛合しないが歯の形状自体の根元端を指す歯底円２１ｎとの間の形状部にそれぞれ丸みをつけるように形成されている。
【００５６】
このように、本実施例のリクライニング装置４（連結装置）では、図８において前述したように、内歯車１１と外歯車２１との噛合い線Ｔｒが、ピッチ点Ｐと両ピッチ円１１ｐ，２１ｐの中心点１１ｒ，２１ｒとを通る基準直線Ｙから外れた位置を中心に描かれる円弧曲線によって描かれる。したがって、トロコイド曲線の歯形より成る歯車列のように噛合い線の円弧の中心が基準直線Ｙ上の位置に設定される噛合い線と比べると、噛合い線の長さを長く確保できるようにその形を多様に設定することができるため、噛合い率を高めることができる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態を一つの実施例を用いて説明したが、本発明は上記実施例のほか各種の形態で実施できるものである。例えば、本発明の歯車は、上記実施例で示したリクライニング装置としての用途以外にも、互いに動力伝達可能に噛合した状態で設けられる歯車列を構成する様々な構成に適用することができる。また、リクライニング装置としての連結装置は、傾動式シートバックを車体フロアに対して連結する用途にも適用することができる。
【００５８】
また、連結装置を、シート本体を車体フロアに対して旋回方向に回転させられるように連結する用途にも適用することができる。また、連結装置を、着座者の下腿部を下方側から持ち上げて支持するいわゆるオットマン装置をシートクッションや車体フロアに対して傾動可能に連結する用途にも適用することができる。
【００５９】
また、上記実施例において、外歯車が内歯車よりも歯数が多く形成されたものであってもよい。この場合には、外歯車の相対的な公転運動に伴って、外歯部材が内歯部材に対して上記実施例で示した方向とは逆方向に相対回転することとなる。また、噛合い線として描かれる円弧線は、直線が小刻みに折り曲げられて曲線に近似した線として描かれたものであってもよい。また、噛合い線の円弧の中心点は、両ピッチ円の中心点とを通る基準直線から外れた位置に設定されていれば良く、第１象限から外れた領域に設定されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施例１のリクライニング装置の分解斜視図である。
【図２】車両用シートの概略構成を表した斜視図である。
【図３】リクライニング装置の組み付け構造を表した分解斜視図である。
【図４】図３のIV-IV線断面図である。
【図５】図４のV-V線断面図である。
【図６】リクライニング装置が回転操作された状態を表した構成図である。
【図７】両歯車の噛合い線及びその噛合い領域を定める二つの円を表した構成図である。
【図８】噛合い線の中心点の設定位置を示した模式図である。
【図９】噛合い線から内歯車の歯形を求める手順を示した構成図である。
【図１０】形成された内歯車及び外歯車の歯形を拡大して表した模式図である。
【図１１】内歯車及び外歯車の全体形状を表した模式図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 車両用シート
２ シートバック
２ｆ バックフレーム
２ａ ダボ孔
２ｂ Ｄダボ孔
２ｃ 軸孔
３ シートクッション
３ｆ クッションフレーム
３ａ ダボ孔
３ｂ Ｄダボ孔
３ｃ 大孔
４ リクライニング装置
４ｃ 連結軸
４ｒ 連結ロッド
１０ 内歯部材
１１ 内歯車
１１ａ 内歯
１１ｒ 中心点
１１ｐ ピッチ円
１１ｈ 有効歯先円
１１ｍ 歯先円
１１ｎ 歯底円
１２ 筒部
１２ａ 軸孔
１３ａ ダボ
１３ｂ Ｄダボ
２０ 外歯部材
２１ 外歯車
２１ａ 外歯
２１ｒ 中心点
２１ｐ ピッチ円
２１ｈ 有効歯先円
２１ｍ 歯先円
２１ｎ 歯底円
２２ 大孔
２３ａ ダボ
２３ｂ Ｄダボ
３０Ａ，３０Ｂ 偏心部材
３１Ａ，３１Ｂ 突部
４０ バネ部材
４１Ａ，４１Ｂ 掛部
５０ 操作部材
５０ａ 軸孔
５１ 筒部
５２Ａ，５２Ｂ 押部
７０ 保持部材
７１ 当てがい面
７２ 当てがい面
Ｔｒ 噛合い線
Ｔｏ 中心点
Ｐ ピッチ点
Ｏ 点
Ｂ１〜Ｂ７ 点
Ａ１〜Ａ７ 点
Ｐ１〜Ｐ７ 点
Ｖｅ１〜Ｖｅ７ 垂直線
Ｇｅ 噛合い領域
Ｒ１〜Ｒ４ Ｒ形状部
ａ，ｂ 交点
Ｙ 基準直線
Ｘ 垂直線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに動力伝達可能に噛合した状態で設けられる歯車列を構成する歯車であって、
前記歯車列の噛合い線はその噛合い領域を定める二本の曲線のうち半径方向の内側に位置する曲線上から当該二本の曲線間の間隔が広くなる側の円周方向に延びて半径方向の外側に位置する曲線と交わる円弧曲線として形成されており、該円弧曲線はその円弧の中心点が前記歯車列の各ピッチ円同士が接触するピッチ点と各ピッチ円の中心点とを通って真っ直ぐに延びる基準直線から外れた位置に設定されていることを特徴とする歯車。
【請求項２】
請求項１に記載の歯車であって、
前記歯車列の噛合い線を形成する円弧曲線はその円弧の中心点が前記基準直線をＹ軸とし該基準直線に垂直でかつ一方の歯車のピッチ円の中心点を通る垂直線をＸ軸とした場合のＸＹ座標平面において第１象限となる領域内の位置に設定されていることを特徴とする歯車。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の歯車を用いた連結装置であって、
該連結装置は、車両用シートのシートバックとシートクッションとを連結するリクライニング装置として構成されており、
該リクライニング装置は、
前記シートバック或いはシートクッションの一方に連結される内歯車を備えた内歯部材と、
該内歯部材の内歯車に噛合した状態で組み付けられる外歯車を備え前記シートバック或いはシートクッションの他方と連結される外歯部材と、を有し、
前記外歯車は前記内歯車よりも小径で、かつ、互いに異なる歯数に形成されており、該外歯車と前記内歯車との噛合によって前記歯車列が形成されており、前記外歯車が前記内歯車の内周歯面上を相対的に噛合い位置を変えながら周回する動きによって前記シートバックの背凭れ角度が変動するようになっていることを特徴とする連結装置。
【請求項４】
請求項３に記載の連結装置であって、
前記内歯車は半抜き加工によって円筒状に突出して形成され、前記外歯車も半抜き加工によって円筒状に突出して形成され、
前記内歯部材にはその内歯車の中心部に軸方向に円筒状に突出した筒部が形成されており、前記外歯部材にはその外歯車の中心部に前記内歯部材に形成された筒部を内部に受け入れることのできる円形状の貫通孔が形成されており、該筒部と貫通孔とは前記両歯車の噛合状態では互いの中心部が偏心した配置関係となっており、
更に、前記内歯部材の筒部と該筒部を受け入れる外歯部材の貫通孔との間の隙間内には該隙間の一部を埋める形状を持つ一対の偏心部材が配設されており、該一対の偏心部材は常時は附勢によって互いが前記隙間形状の狭くなる領域に向けて挟込み状に入り込んで前記外歯車を内歯車の内周歯面に押し付けた状態に保持しており、そのどちらか一方側の偏心部材が円周方向に押動操作されることにより該一方側の偏心部材が狭い隙間から押し出されると共に前記外歯部材の貫通孔の内周面を押圧して前記外歯車を周回させるようになっていることを特徴とする連結装置。
【請求項１】
互いに動力伝達可能に噛合した状態で設けられる歯車列を構成する歯車であって、
前記歯車列の噛合い線はその噛合い領域を定める二本の曲線のうち半径方向の内側に位置する曲線上から当該二本の曲線間の間隔が広くなる側の円周方向に延びて半径方向の外側に位置する曲線と交わる円弧曲線として形成されており、該円弧曲線はその円弧の中心点が前記歯車列の各ピッチ円同士が接触するピッチ点と各ピッチ円の中心点とを通って真っ直ぐに延びる基準直線から外れた位置に設定されていることを特徴とする歯車。
【請求項２】
請求項１に記載の歯車であって、
前記歯車列の噛合い線を形成する円弧曲線はその円弧の中心点が前記基準直線をＹ軸とし該基準直線に垂直でかつ一方の歯車のピッチ円の中心点を通る垂直線をＸ軸とした場合のＸＹ座標平面において第１象限となる領域内の位置に設定されていることを特徴とする歯車。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の歯車を用いた連結装置であって、
該連結装置は、車両用シートのシートバックとシートクッションとを連結するリクライニング装置として構成されており、
該リクライニング装置は、
前記シートバック或いはシートクッションの一方に連結される内歯車を備えた内歯部材と、
該内歯部材の内歯車に噛合した状態で組み付けられる外歯車を備え前記シートバック或いはシートクッションの他方と連結される外歯部材と、を有し、
前記外歯車は前記内歯車よりも小径で、かつ、互いに異なる歯数に形成されており、該外歯車と前記内歯車との噛合によって前記歯車列が形成されており、前記外歯車が前記内歯車の内周歯面上を相対的に噛合い位置を変えながら周回する動きによって前記シートバックの背凭れ角度が変動するようになっていることを特徴とする連結装置。
【請求項４】
請求項３に記載の連結装置であって、
前記内歯車は半抜き加工によって円筒状に突出して形成され、前記外歯車も半抜き加工によって円筒状に突出して形成され、
前記内歯部材にはその内歯車の中心部に軸方向に円筒状に突出した筒部が形成されており、前記外歯部材にはその外歯車の中心部に前記内歯部材に形成された筒部を内部に受け入れることのできる円形状の貫通孔が形成されており、該筒部と貫通孔とは前記両歯車の噛合状態では互いの中心部が偏心した配置関係となっており、
更に、前記内歯部材の筒部と該筒部を受け入れる外歯部材の貫通孔との間の隙間内には該隙間の一部を埋める形状を持つ一対の偏心部材が配設されており、該一対の偏心部材は常時は附勢によって互いが前記隙間形状の狭くなる領域に向けて挟込み状に入り込んで前記外歯車を内歯車の内周歯面に押し付けた状態に保持しており、そのどちらか一方側の偏心部材が円周方向に押動操作されることにより該一方側の偏心部材が狭い隙間から押し出されると共に前記外歯部材の貫通孔の内周面を押圧して前記外歯車を周回させるようになっていることを特徴とする連結装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２５１３３（Ｐ２０１０−２５１３３Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８３５１４（Ｐ２００８−１８３５１４）
【出願日】平成２０年７月１５日（２００８．７．１５）
【出願人】（０００２４１５００）トヨタ紡織株式会社 (2,945)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１５日（２００８．７．１５）
【出願人】（０００２４１５００）トヨタ紡織株式会社 (2,945)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]