特許 7386612 回転機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-16

(45)【発行日】2023-11-27

(54)【発明の名称】回転機構

(51)【国際特許分類】

   F16H 55/18 20060101AFI20231117BHJP

   F16H 1/06 20060101ALI20231117BHJP

【ＦＩ】

F16H55/18

F16H1/06

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019019250

(22)【出願日】2019-02-06

(65)【公開番号】P2020125825

(43)【公開日】2020-08-20

【審査請求日】2022-01-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000143639

【氏名又は名称】株式会社今仙電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大矢 悠生

【審査官】小川 克久

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２６１３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５１９０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１０３２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０５６２５３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ５５／１８

Ｆ１６Ｈ １／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両用シートを回転させる回転機構であって、
駆動装置と、
前記駆動装置の駆動力を伝達する駆動ギヤと、
前記駆動ギヤと噛み合い、前記車両用シートを回転させる従動ギヤと、
前記従動ギヤを前記駆動ギヤに向けて付勢する複数の付勢部材であって、先に付勢を開始していた付勢部材が前記従動ギヤの回転の途中で付勢を終了する前に、別の付勢部材による付勢が開始することで、前記従動ギヤをその回転範囲にわたって常時付勢する複数の付勢部材と、
を備え、
前記複数の付勢部材は、
前記従動ギヤの回転開始時に既に前記従動ギヤを付勢しており、且つ、前記従動ギヤの回転の途中で付勢が終了する第一付勢部材と、
前記従動ギヤの回転の開始後で且つ前記第一付勢部材による付勢の終了前に付勢を開始し、前記従動ギヤの回転の終了まで付勢を継続する第二付勢部材と、
を含む回転機構。

【請求項2】

前記第一付勢部材の端部と接触することで前記第一付勢部材による付勢力を前記従動ギヤに伝達する第一伝達部材と、
前記第一伝達部材よりも前記従動ギヤの回転方向前方側に配置され、前記第二付勢部材の端部と接触することで前記第二付勢部材による付勢力を前記従動ギヤに伝達する第二伝達部材と、
をさらに備え、
前記第一付勢部材及び前記第二付勢部材は、バネから成り、
前記第一付勢部材は前記従動ギヤの回転開始時に既に蓄勢状態でその端部が前記第一伝達部材に接触しており、
前記第二付勢部材の端部は、前記第一付勢部材の端部よりも前記従動ギヤの回転方向前方側に配置されており、前記第二伝達部材によって蓄勢されることで前記第二伝達部材に付勢力を及ぼす、
請求項１に記載の回転機構。

【請求項3】

前記第二伝達部材が前記第二付勢部材の端部に到達した後で前記第一付勢部材の端部を前記第一付勢部材から切り離すストッパをさらに備える、
請求項２に記載の回転機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物品を回転させる回転機構に関する。

【背景技術】

【0002】

噛み合う複数のギヤの歯間には、通常、隙間（バックラッシュ）が存在する（特許文献１など）。ギヤの歯間に隙間が存在すると、ギヤを回転させた際に、ガタつきが生じる。したがって、例えばギヤによって座席を回転させる場合、そのガタつきにより使用者（着座者）が不快に感じるおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－０４０４２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、物品を回転させるギヤのガタつきを抑制する回転機構を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の回転機構は、
物品を回転させる回転機構であって、
駆動装置と、
前記駆動装置の駆動力を伝達する駆動ギヤと、
前記駆動ギヤと噛み合い、前記物品を回転させる従動ギヤと、
前記従動ギヤを前記駆動ギヤに向けて付勢する複数の付勢部材であって、先に付勢を開始していた付勢部材が前記従動ギヤの回転の途中で付勢を終了する前に、別の付勢部材による付勢が開始することで、前記従動ギヤをその回転範囲にわたって常時付勢する複数の付勢部材と、
を備えることを特徴とする。

【0006】

本発明の回転機構において、
前記複数の付勢部材は、
前記従動ギヤの回転開始時に既に前記従動ギヤを付勢しており、且つ、前記従動ギヤの回転の途中で付勢が終了する第一付勢部材と、
前記従動ギヤの回転の開始後で且つ前記第一付勢部材による付勢の終了前に付勢を開始し、前記従動ギヤの回転の終了まで付勢を継続する第二付勢部材と、
を含むことが好ましい。

【0007】

本発明の回転機構において、
前記第一付勢部材の端部と接触することで前記第一付勢部材による付勢力を前記従動ギヤに伝達する第一伝達部材と、
前記第一伝達部材よりも前記従動ギヤの回転方向前方側に配置され、前記第二付勢部材の端部と接触することで前記第二付勢部材による付勢力を前記従動ギヤに伝達する第二伝達部材と、
をさらに備え、
前記第一付勢部材及び前記第二付勢部材は、バネから成り、
前記第一付勢部材は前記従動ギヤの回転開始時に既に蓄勢状態でその端部が前記第一伝達部材に接触しており、
前記第二付勢部材の端部は、前記第一付勢部材の端部よりも前記従動ギヤの回転方向前方側に配置されており、前記第二伝達部材によって蓄勢されることで前記第二伝達部材に付勢力を及ぼす、
ことが好ましい。

【0008】

本発明の回転機構において、
前記第二伝達部材が前記第二付勢部材の端部に到達した後で前記第一付勢部材の端部を前記第一付勢部材から切り離すストッパをさらに備える、
ことが好ましい。

【発明の効果】

【0009】

本発明の回転機構では、従動ギヤはその回転範囲にわたって駆動ギヤに向けて常時付勢されている。これにより、従動ギヤのガタつきを小さくする又は無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】（ａ）初期状態の回転機構の斜視図、（ｂ）初期状態の回転機構の正面図である。

【図2】回転機構の分解斜視図である。

【図3】（ａ）から（ｅ）は回転機構の動作を表す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の回転機構について図面を参照しながら説明する。以下で説明する実施形態は、本発明の好ましい一具体例を示すものである。本発明は、以下の実施形態に限定されず、その主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0012】

＜１ 回転機構の構成＞
図１（ａ）は初期状態（すなわち、駆動前の状態）の回転機構１０の斜視図であり、図１（ｂ）は初期状態の回転機構１０の正面図である。図２は、回転機構１０の分解斜視図である。回転機構１０は、固定台（例えば車両フロア）Ｘ上に配置された物品（例えば車両用シート）Ｙを回転させるための機構である。なお、図１（ａ）及び図２では物品Ｙは省略している。

【0013】

回転機構１０は、駆動装置１と、駆動ギヤ２と、従動ギヤ３と、複数の伝達部材４と、固定部材５と、支持部材６と、複数の付勢部材７と、ストッパ８と、を備える。本実施形態において、伝達部材４はピン４であり、付勢部材７は渦巻バネ７である。物品Ｙは従動ギヤ３と連結されている。駆動ギヤ２は駆動装置１と連結され、且つ、従動ギヤ３と噛み合っている。従動ギヤ３には、渦巻バネ７による駆動ギヤ２に向けた付勢力がピン４を介して伝達される。駆動装置１の起動に伴い駆動ギヤ２が回転し、従動ギヤ３及び物品Ｙも回転する。

【0014】

以下に各構成要素の詳細を説明する。以下で説明する実施形態は、図１（ａ）に示す初期状態から、駆動ギヤ２が時計回り（図１（ａ）において矢印Ａで示す方向）に回転し、従動ギヤ３及び物品Ｙが反時計回り（図１（ａ）において矢印Ｂで示す方向）に回転する実施形態を想定している。説明の便宜上、図１の上及び下を回転機構１０の上及び下と規定する。また、「前」及び「後」はそれぞれ従動ギヤ３の「回転方向前方側」及び「回転方向後方側」のことである。

【0015】

駆動装置１は例えばモータであり、固定台Ｘの下に配置されている。駆動装置１は、電源（不図示）及び駆動装置１を制御する制御装置（不図示）と接続されている。駆動装置１の軸は固定台Ｘに設けられた穴を通って固定台Ｘ上に出現している。駆動ギヤ２は駆動装置１の軸に連結されている。駆動装置１は３６０°未満の所定の角度範囲にわたって正転及び逆転するよう制御される。したがって、駆動ギヤ２及び従動ギヤ３も３６０°未満の角度範囲で正転及び逆転する。

【0016】

従動ギヤ３は、固定台Ｘ上に、固定台Ｘと隙間をあけて配置されている。従動ギヤ３は、周方向に離隔した複数の穴３１を有する。

【0017】

複数のピン４は、第一ピン（第一伝達部材）４１と第二ピン（第二伝達部材）４２とから成る。第一ピン４１及び第二ピン４２はそれぞれ後述する第一渦巻バネ（第一付勢部材）７１及び第二渦巻バネ（第二付勢部材）７２による付勢力を従動ギヤ３に伝達する。第一ピン４１及び第二ピン４２は、頭部の直径が軸部の直径よりも大きい円柱状部材から成り、従動ギヤ３の各穴３１にそれぞれ取り付けられている。第一ピン４１は、後述するストッパ８の壁部８２の第一端部（後端部）８２１よりも後方に配置されている。第二ピン４２は、第一ピン４１よりも前方に配置されている。

【0018】

固定部材５は従動ギヤ３と同心円状のリング部材から成り、従動ギヤ３に内接している。固定部材５はボルトＺによって固定台Ｘに固定されている。

【0019】

支持部材６は、従動ギヤ３の中心において、固定台Ｘに取り付けられている。支持部材６は、円柱状部材から成り、その中心に上端から軸方向に延びる切欠き６１を有する。

【0020】

複数の渦巻バネ７は、第一渦巻バネ７１と第二渦巻バネ７２とから成る。渦巻バネ７はいわゆるゼンマイばねである。

【0021】

第一渦巻バネ７１及び第二渦巻バネ７２は、第一渦巻バネ７１が上側、第二渦巻バネ７２が下側となるよう積み重ねられた状態で、固定部材５の内側に配置されている。第一渦巻バネ７１は時計回りに巻かれると縮径するよう配置されている。一方、第二渦巻バネ７２は、第一渦巻バネ７１とは上下反転して配置されており、つまり、第二渦巻バネ７２は反時計回りに巻かれると縮径するよう配置されている。

【0022】

第一渦巻バネ７１の内端７１１及び第二渦巻バネ７２の内端７２１は、支持部材６の切欠き６１内に配置され、支持部材６に固定されている。第一渦巻バネ７１の外端７１２及び第二渦巻バネ７２の外端７２２は湾曲したフック状であり、従動ギヤ３の上方に配置されている。第一ピン４１の軸部及び第二ピン４２の軸部がそれぞれ外端７１２及び外端７２２と接触したとき、それらはフック状の外端７１２、７２２の凹部内にそれぞれ収まる。

【0023】

初期状態において、第一渦巻バネ７１は時計方向に巻かれて縮径されており、第一渦巻バネ７１の外端７１２は第一ピン４１の後方側に接触している。したがって、初期状態において、第一渦巻バネ７１は、蓄勢されている（すなわち、第一渦巻バネ７１には、弾性エネルギーが蓄積されている）。この第一渦巻バネ７１の復元力は第一ピン４１を介して従動ギヤ３に伝達され、従動ギヤ３はその回転方向（矢印Ｂ方向）に駆動ギヤ２に向けて付勢されている。なお、第一渦巻バネ７１が巻かれていない自由状態のとき、第一渦巻バネ７１の外端７１２は、ストッパ８の壁部８２の第一端部８２１よりも前方側に位置する。

【0024】

第二渦巻バネ７２は、ストッパ８の壁部８２の第二端部（前端部）８２２よりも前方を通り、従動ギヤ３上まで延びている。第二渦巻バネ７２の外端７２２は、第一渦巻バネ７１の外端７１２よりも前方に配置されている。初期状態において、第二渦巻バネ７２は巻かれておらず、自由状態である。つまり、第二渦巻バネ７２には弾性エネルギーが蓄積されていない。第二渦巻バネ７２は、従動ギヤ３の回転の途中において、従動ギヤ３と共に回転する第二ピン４２によって巻かれることになる。

【0025】

ストッパ８は、従動ギヤ３の回転範囲の途中において、第一渦巻バネ７１の外端７１２と第一ピン４１とを切り離すための部材である。ストッパ８は、設置部８１と、設置部８１から立設する壁部８２とを備える。ストッパ８は、固定部材５上に配置され、設置部８１に挿入されたボルトＺによって固定されている。壁部８２は固定部材５と略同一の曲率半径を有した湾曲形状である。壁部８２の弧長は、第一ピン４１と第二ピン４２との周方向間の間隔よりも小さくなっている。

【0026】

初期状態において、ストッパ８は、第一渦巻バネ７１の外端７１２と壁部８２の第一端部８２１との周方向間の間隔が、第二渦巻バネ７２の外端７２２と第二ピン４２との周方向間の間隔よりも大きくなるような位置に配置されている。後述するが、これにより、従動ギヤ３が回転した際に、第一渦巻バネ７１の外端７１２が壁部８２の第一端部８２１に到達する前に、第二ピン４２が第二渦巻バネ７２の外端７２２に到達する。

【0027】

＜２ 回転機構の動作＞
次に、図３（ａ）から（ｅ）を参照して、回転機構１０の動作について説明する。

【0028】

図３（ａ）は図１（ａ）の簡略化された平面図に相当する。前記の通り、第一渦巻バネ７１は予め時計回りに巻かれている。従動ギヤ３は第一渦巻バネ７１によって駆動ギヤ２に向けて付勢されている。つまり、従動ギヤ３は第一渦巻バネ７１の復元力によって矢印Ｂ方向に付勢されており、従動ギヤ３の歯は駆動ギヤ２の歯に押し付けられている。一方、第二渦巻バネ７２は、巻かれていない自由状態である。

【0029】

図３（ａ）の状態から駆動装置１を駆動させると、矢印Ａ方向への駆動ギヤ２の回転に伴い、従動ギヤ３は矢印Ｂ方向に回転する。第一渦巻バネ７１は従動ギヤ３の回転に伴い縮径状態から元の形状へと徐々に復元しようとする。そのため、第一渦巻バネ７１の外端７１２は第一ピン４１に接触しながら、且つ第一ピン４１（すなわち、従動ギヤ３）に付勢力を及ぼしながら、第一ピン４１と共に移動する。

【0030】

図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から従動ギヤ３が回転し、第二ピン４２が第二渦巻バネ７２の外端７２２に到達した状態を表している。このとき、第一渦巻バネ７１の外端７１２は未だストッパ８の壁部８２の第一端部８２１に到達していない。

【0031】

図３（ｂ）からさらに従動ギヤ３が回転すると、図３（ｃ）に示すように第二ピン４２によって第二渦巻バネ７２が反時計回りに巻かれ始め、蓄勢される。これにより、従動ギヤ３には、第二ピン４２を介して、第二渦巻バネ７２による駆動ギヤ２に向けた付勢力も作用するようになる。つまり、図３（ｂ）からさらに従動ギヤ３が回転すると、従動ギヤ３に、第一渦巻バネ７１による回転方向への付勢力と、第二渦巻バネ７２による反回転方向（矢印Ｂとは反対方向）への付勢力とが作用する。第一渦巻バネ７１による付勢力は、第一渦巻バネ７１の外端７１２がストッパ８の壁部８２の第一端部８２１に到達するまで作用する。

【0032】

図３（ｄ）は図３（ｃ）から従動ギヤ３がさらに回転した状態を表している。図３（ｄ）では、第一渦巻バネ７１の外端７１２がストッパ８の壁部８２の第一端部８２１に到達している。ストッパ８により、矢印Ｂ方向への第一渦巻バネ７１の外端７１２の移動が阻止される。つまり、第一渦巻バネ７１の外端７１２はストッパ８によって第一ピン４１とは切り離され、図３（ｄ）からさらに従動ギヤ３が回転しても、第一渦巻バネ７１の外端７１２は第一ピン４１と共には移動しない。そのため、図３（ｄ）からさらに従動ギヤ３が回転しても、従動ギヤ３には第一渦巻バネ７１による付勢力は作用せず、第二渦巻バネ７２による付勢力のみが作用する。

【0033】

図３（ｄ）から図３（ｅ）にかけて、第二渦巻バネ７２による付勢力は徐々に大きくなりながら従動ギヤ３に作用する。

【0034】

図３（ｅ）から駆動装置１を逆転させると、図３（ｅ）から図３（ａ）の順に上記とは逆の動作が実行される。つまり、第一ピン４１が第一渦巻バネ７１の外端７１２に到達するまでは、従動ギヤ３は第二渦巻バネ７２のみによる付勢力を受けながら回転する。第一ピン４１が第一渦巻バネ７１の外端７１２に到達した後、第二渦巻バネ７２の外端７２２がストッパ８の壁部８２の第二端部８２２に到達するまでの間は、従動ギヤ３は第一渦巻バネ７１と第二渦巻バネ７２の両方の付勢力を受けながら回転する。第二渦巻バネ７２の外端７２２が壁部８２の第二端部８２２に到達した後は、第二渦巻バネ７２の外端７２２がストッパ８によって第二ピン４２と切り離されるため、従動ギヤ３は第一渦巻バネ７１のみによる付勢力を受けながら回転する。

【0035】

＜３ 特徴＞
本発明の回転機構１０において、従動ギヤ３は、回転中、第一渦巻バネ７１及び第二渦巻バネ７２の一方又は両方によって駆動ギヤ２に向けて常時付勢されている。つまり、第一渦巻バネ７１及び第二渦巻バネ７２の一方又は両方によって従動ギヤ３に予圧が与えられることで、従動ギヤ３の歯と駆動ギヤ２の歯との間の遊びが小さくなる又は無くなる。これにより、従動ギヤ３と駆動ギヤ２との間のガタつきを小さくする又は無くすことができる。

【0036】

＜４ 変形例＞
回転機構１０の変形例について説明する。以下で説明する変形例は、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜組み合わせ可能である。

【0037】

（１）駆動ギヤ２は、複数のギヤが組み合わされたものであってもよい。つまり、駆動ギヤ２と従動ギヤ３との間には別の駆動ギヤが介在しており、従動ギヤ３はその別の駆動ギヤと噛み合う実施形態であってもよい。

【0038】

（２）第一渦巻バネ７１と第二渦巻バネ７２とは上下に積み重ねられるのではなく、例えば横に並べて配置されていてもよい。

【0039】

（３）付勢部材７は渦巻バネ以外のバネであってもよい。

【0040】

（４）ストッパ８を設けない場合には、第一渦巻バネ７１が自由状態になる前に、第二ピン４２が第二渦巻バネ７２の外端７２２に到達する必要がある。また、駆動装置１を逆転させた場合には、第二渦巻バネ７２が自由状態になる前に、第一ピン４１が第一渦巻バネ７１の外端７１２に到達する必要がある。

【符号の説明】

【0041】

１０ 回転機構
１ 駆動装置
２ 駆動ギヤ
３ 従動ギヤ
４１ 第一ピン（第一伝達部材）
４２ 第二ピン（第二伝達部材）
７ 渦巻バネ（付勢部材）
７１ 第一渦巻バネ（第一付勢部材）
７２ 第二渦巻バネ（第二付勢部材）
８ ストッパ
Ｂ 従動ギヤの回転方向
Ｙ 物品

【図1】

【図2】

【図3】