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WO2020031911A1 - ばねロック機構 - Google Patents

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Publication number
WO2020031911A1
WO2020031911A1 PCT/JP2019/030569 JP2019030569W WO2020031911A1 WO 2020031911 A1 WO2020031911 A1 WO 2020031911A1 JP 2019030569 W JP2019030569 W JP 2019030569W WO 2020031911 A1 WO2020031911 A1 WO 2020031911A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coil spring
lock
spring
state
drum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/030569
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
慶倫 谷口
小林　徳三
健吾 田村
現 清水
谷口　靖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bizen Hatsujoh Co Ltd
Original Assignee
Bizen Hatsujoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bizen Hatsujoh Co Ltd filed Critical Bizen Hatsujoh Co Ltd
Priority to CN201980031148.2A priority Critical patent/CN112088258B/zh
Priority to US17/049,422 priority patent/US11828336B2/en
Publication of WO2020031911A1 publication Critical patent/WO2020031911A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D51/00—Brakes with outwardly-movable braking members co-operating with the inner surface of a drum or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D51/00—Brakes with outwardly-movable braking members co-operating with the inner surface of a drum or the like
    • F16D51/02—Brakes with outwardly-movable braking members co-operating with the inner surface of a drum or the like shaped as one or more circumferential band
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/75—Arm-rests
    • B60N2/763—Arm-rests adjustable
    • B60N2/767—Angle adjustment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/80—Head-rests
    • B60N2/806—Head-rests movable or adjustable
    • B60N2/865—Head-rests movable or adjustable providing a fore-and-aft movement with respect to the occupant's head
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N3/00—Arrangements or adaptations of other passenger fittings, not otherwise provided for
    • B60N3/06—Arrangements or adaptations of other passenger fittings, not otherwise provided for of footrests
    • B60N3/063—Arrangements or adaptations of other passenger fittings, not otherwise provided for of footrests with adjustment systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/90—Details or parts not otherwise provided for
    • B60N2/919—Positioning and locking mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/90—Details or parts not otherwise provided for
    • B60N2/919—Positioning and locking mechanisms
    • B60N2002/952—Positioning and locking mechanisms characterised by details of the locking system

Definitions

  • the present invention relates to a spring lock mechanism.
  • a spring lock mechanism is known as a mechanism that can adjust the angle of an armrest, an ottoman, or a headrest used for a seat of a vehicle or the like in a stepless manner (for example, see Patent Document 1).
  • a frictional force is generated by tightening a lock drum provided inside a coil spring made of a spring wire having a rectangular cross section by the coil spring. This frictional force locks the armrest in one direction.
  • the fixed end of the coil spring projects outward, is bent, and is attached to the rotation-side member at a position outside the lock drum. The free end is bent outward and a switching mechanism for switching between a locked state and an unlocked state is provided outside the lock drum.
  • the fixed end of the coil spring is bent outside the coil spring and fixed outside the lock drum.
  • the spring lock mechanism of Patent Document 3 locks the lock drum by a coil spring provided at a position inside the lock drum and releases the lock only when the lever is operated, and has a function of maintaining the unlocked state. It has a completely different design philosophy from the switching mechanism it has.
  • JP-A-2004-147791 Japanese Patent No. 5890525 JP 2016-133138 A
  • a burring portion (see, for example, a cylindrical portion 3a of Patent Literature 1) that holds a fixed portion of the coil spring is provided, and a part of the coil spring is wound.
  • the load is shared by the burring section to prevent concentration of the load. This increases the number of turns to compensate for the decrease in the effective number of turns of the coil spring. As a result, there are problems such as an increase in the height of the lock drum or an increase in the diameter of the lock drum.
  • the spring lock mechanism disclosed in Patent Document 3 locks the lock drum by a coil spring provided at a position inside the lock drum, but the design concept of the switching operation is completely different.
  • the lock can be released only when the lever is pressed, and is a switching mechanism having no function of releasing the hand to maintain the unlocked state.
  • An object of the present invention is to switch between a locked state and an unlocked and held state by rotation of a fixed side member and a rotation side member, while maintaining a required holding force at the time of locking.
  • Another object of the present invention is to provide a spring lock mechanism that is highly safe, lightweight, and can be reduced in size.
  • the object is to provide a first member composed of a fixed member, a second member composed of a rotating member that rotates with respect to the first member, and any one of the first member and the second member.
  • a spring lock mechanism comprising: a spring; and a switching mechanism that rotates the second member with respect to the first member to switch between the locked state and the unlocked and held state.
  • the coil spring has a winding outer diameter in a free state that is larger by 2 to 5% than an inner diameter of the lock drum, abuts on an inner peripheral surface of the lock drum, and has one end of the coil spring near the inside of the coil spring.
  • Folded A fixed end is fixed at a position inside the lock drum, and the other end of the coil spring is a bent free end near the other end, and the rotation of the second member causes the spring wire of the coil spring to rotate.
  • the coil spring expands in diameter and further presses the inner peripheral surface of the lock drum to lock the rotation by the frictional force, and the switching mechanism releases the lock.
  • the problem is solved by providing a spring locking mechanism with an operation of increasing or decreasing the length of the coil spring in the state relative to the length of the coil spring in the locked state.
  • the coil spring comes into contact with the inner peripheral surface of the lock drum. Accordingly, when a load due to frictional force is applied in a direction for locking the second member (a rotation direction for expanding the diameter of the coil spring), the spring wire is compressed in the longitudinal direction. With this load in the compression direction, unlike the tension direction, even if the spring wire is compressed and deformed, there is no fear of breaking or splitting. The difference in strength between the load in the compression direction and the load in the tensile direction with respect to breakage is particularly remarkable in a portion where the spring wire is bent.
  • the distance from the center of rotation of the second member to the position where the frictional force is generated is longer by the diameter of the spring wire compared to the spring lock mechanisms of Patent Documents 1 and 2. That is, the holding force is advantageous from the principle of leverage. Thereby, the diameter of the drum can be reduced and the number of turns of the coil spring can be reduced.
  • the switching between the lockable use state and the unlocked state is performed by the rotation of the second member, which involves displacement in the direction of increasing or shortening the length of the coil spring.
  • the state can be maintained safely and reliably.
  • the coil spring may be provided with a plurality of concave and convex portions that cross the spring wire of the coil spring at an outer peripheral position in contact with the lock drum, and may be grounded.
  • the uneven portion is provided on the outer periphery of the coil spring, the forming can be easily performed with stable quality by rolling or the like. According to this configuration, the frictional force between the coil spring and the lock drum is greatly increased, the holding force is improved and the quality is stabilized, and the number of turns of the coil spring and the diameter of the lock drum can be reduced. it can.
  • the switching mechanism switches between a locked state and an unlocked and held state, and at least a displacement cam that makes the length of the coil spring longer or shorter than the length of the locked state. And a holding portion for holding the displaced state of the coil spring, and a return cam for returning the held coil spring to its original locked state, so that the operation of lengthening or shortening the length of the coil spring is performed. Accordingly, the switching between the locked state and the unlocked and held state is performed by the rotation of the second member. As a result, the unlocked state can be maintained safely and reliably.
  • the lock drum may be fixed to the second member, and the first member may be provided with a restricting portion for restricting the axial movement of the lock drum.
  • the restricting portion of the first member restricts the movement of the second member in the axial direction (in the case of an armrest, a seat inner / outer direction, which will be described later), and a lock mechanism with less deformation and rattling is realized.
  • FIG. 3 is a development view illustrating a relative positional relationship among a lock release cam, a return cam, a holding unit, a displacement cam, and a free end of a coil spring according to the first embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the state which decomposed
  • FIG. 1 shows a state in which a spring lock mechanism 10 and an armrest frame 31 according to a first embodiment of the present invention are covered with a skin 32 and the whole is integrated with a foamed resin (foam member) 34 injected into the inside of the skin 32.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the armrest 50 in a closed state.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the spring lock mechanism 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the lower limit of the angle adjustment range is 0 degree
  • the upper limit is an angle adjustment in the range of about 30 to 50 degrees
  • the vehicle that locks and selects an optimal position to be used The armrest 50 provided in the seat will be described as an example.
  • the spring lock mechanism 10 includes a first member 20, a second member 30, a lock drum 11, a coil spring 12, a switching mechanism, and a stationary member. 40 (see FIG. 3).
  • the second member 30 is configured by a rotation-side member that rotates with respect to the first member 20.
  • the lock drum 11 is provided on one of the first member 20 and the second member 30. In the first embodiment, the lock drum 11 is provided on the armrest frame 31 of the second member 30.
  • the coil spring 12 is provided at a position inside the lock drum 11.
  • the coil spring 12 is fixed to the other member (the first member 20 in the first embodiment), abuts against the lock drum 11, and locks the one-way rotation of the second member 30 with respect to the first member 20 by a frictional force. It consists of a spring wire.
  • the switching mechanism 40 (see FIG. 3) rotates the armrest frame 31 that is the second member 30 with respect to the first member 20 to switch between a locked state and a locked and released state.
  • the first member 20 is composed of a plurality of fixed members including a mounting bracket 21, an inner drum 22, and a spring fixing plate 23.
  • the spring fixing plate 23 includes a spring fixing portion 23a for fixing the fixed end 13 of the coil spring 12.
  • the spring fixing plate 23 is provided between the mounting bracket 21 and the inner drum 22, and the fixed end 13 of the coil spring 12 (see FIG. 2) is connected to the mounting bracket 21 and the inner drum 22.
  • the coil spring 12 is fixed by being sandwiched.
  • the inner drum 22 is provided with a flange (regulating portion) 24, a displacement cam 42 constituting a switching mechanism 40 (see FIG. 3) described later, and a holding portion 43.
  • the inner drum 22 has a cylindrical shape having a bottom portion 22a and an opening 22b, and a flange (restriction portion) 24 extends toward the outer periphery of the opening 22b.
  • the displacement cam 42 and the holding portion 43 that constitute the switching mechanism 40 are provided in the opening 22b.
  • the cylindrical inner drum 22 has been described as an example, but the present invention is not limited to this. That is, the member need not be a cylindrical shape as long as the member includes the flange (regulating portion) 24, the displacement cam 42, and the holding portion 43.
  • the mounting bracket 21, the inner drum 22, and the spring fixing plate 23 are fixed to the seat frame 28 by bolts 29 so as not to rotate.
  • the second member 30 is constituted by a rotation-side member such as the armrest frame 31 and the lock drum 11. As shown in FIG. 1, the second member 30 covers the spring lock mechanism 10 and the armrest frame 31 with a skin 32, and fills a gap between the armrest frame 31 and the skin 32 from an injection port 33 with a foamed resin 34 (polyurethane foam).
  • the armrest 50 is formed by injecting and integrating the whole.
  • a foam member intrusion prevention cover 35 for preventing the foam resin 34 (polyurethane foam) from entering when the foam resin 34 (polyurethane foam) is injected is provided along the lock drum 11 around the lock drum 11. Can be
  • the lock drum 11 is provided on the second member 30 so as to rotate integrally with the armrest frame 31.
  • the lock drum 11 has a cylindrical shape having openings at both ends, and the inner peripheral surface is arranged to face the outer peripheral surface of the inner drum 22.
  • a flange 16 extends from an opening at one end of the lock drum 11 toward the inside of the lock drum 11.
  • the flange 16 is provided with a lock release cam 41 and a return cam 44 constituting the switching mechanism 40, corresponding to the displacement cam 42 and the holding portion 43 provided on the inner drum 22.
  • the lock drum 11 is arranged such that the flange 24 of the inner drum 22 overlaps with the flange 16 of the lock drum 11 in a direction along the axis R (hereinafter referred to as “axial direction”).
  • the lock drum 11 is restricted from moving in the direction A and the direction B away from the seat frame 28 (hereinafter, referred to as “inward and outward directions of the seat”).
  • the armrest 50 When a load is applied to the armrest 50 in the inward and outward directions of the seat, the armrest 50 slightly tilts inward and outward of the seat around the fixing portion between the seat frame 28 and the mounting bracket 21, and the flange 24 and the flange of the lock drum 11. 16 contacts. Further, the second member 30 and the mounting bracket 21 also abut. That is, the flange 24 of the inner drum 22 and the mounting member 21 serve as a restricting portion that restricts the movement of the lock drum 11 and the second member 30 in and out of the sheet (the same direction as the axial direction), and the lock drum 11 and the second member 30. Can be restricted from moving in and out of the seat. In addition, by receiving a load between the flange 24 and the mounting bracket 21, the strength in the sheet inner and outer directions is increased.
  • the coil spring 12 has a fixed end 13, a free end 14, and an uneven portion 15.
  • the outer diameter of the coil spring 12 is larger than the inner diameter of the lock drum 11 by about 2 to 5%, and in the assembled state shown in FIG. And is incorporated in the lock drum 11.
  • the coil spring 12 comes into close contact with the inner peripheral surface of the lock drum 11 regardless of the presence or absence of a load.
  • One end of the coil spring 12 is bent toward the inside of the coil spring 12, and is fixed to a spring fixing portion 23 a provided on a spring fixing plate 23, thereby forming a fixed end 13.
  • the vicinity of the other end of the coil spring 12 is bent inside the coil spring 12 and becomes a free end 14 which is acted on by the unlocking cam 41, the displacement cam 42, and the return cam 44.
  • a position on the outer periphery of the coil spring 12 a position in contact with the inner peripheral surface of the lock drum 11
  • a plurality of concave and convex portions 15 are provided in a direction crossing the spring wire of the coil spring 12 (the same direction as the axial direction). It is flattened.
  • the uneven portion 15 is formed by rolling or the like at the position on the outer periphery of the coil spring 12, and if the position is on the outer periphery, the forming can be easily performed with stable quality.
  • the coil spring 12 shown in FIG. 1 and FIG. 2 has a switching mechanism 40 (see FIG. 3) so that the coil spring 12 can be displaced in a direction in which the length of the coil spring 12 is shortened. Is provided.
  • the gap in the longitudinal direction of the coil spring 12 may be provided partially or distributed over the entire length.
  • the fixed end portion 13 of the coil spring 12 having a large outer diameter is fixed to the spring fixing plate 23 of the first member 20, and is reduced in diameter and incorporated in the lock drum 11, and the outer peripheral surface of the coil spring 12 is fixed to the lock drum.
  • the lock drum 11 rotates integrally with the rotation of the second member 30 by bringing the lock drum 11 into close contact with the inner peripheral surface of the lock member 11, the frictional force generated between the coil spring 12 and the lock drum 11 causes the rotation of the lock drum 11 to rotate.
  • the spring 12 follows. Therefore, the coil spring 12 expands or contracts in diameter according to the rotation direction of the second member 30.
  • the spring lock mechanism 10 in FIG. 2 is an exploded perspective view of a spring lock mechanism of an armrest 50 (see FIG. 1) for a left hand supporting a left hand of a seated person, and a winding direction of a coil spring 12 is left-handed.
  • the coil spring 12 A force that follows the rotation of the lock drum 11 acts due to the frictional force therebetween.
  • the direction of the force at this time is a direction in which the free end 14 is pushed to the left (see arrow a).
  • the spring wire of the coil spring 12 is compressed in the longitudinal direction of the spring wire (the longitudinal direction when the spring wire is extended), the coil spring 12 expands in diameter, and the inner peripheral surface of the lock drum 11 is 12, the armrest 50 is locked from rotating downward.
  • the frictional force between the coil spring 12 and the lock drum 11 causes the coil spring 12 to rotate the lock drum 11.
  • the force that follows is applied.
  • the direction of the force at this time is a direction in which the free end 14 is pulled rightward (see arrow b).
  • the spring wire of the coil spring 12 is pulled in the longitudinal direction of the spring wire, the diameter of the coil spring 12 is reduced, and the force of the coil spring 12 on the inner peripheral surface of the lock drum 11 pressing the lock drum 11 is reduced.
  • the upward rotation of the second member 30 is possible.
  • the spring lock mechanism 10 illustrated in FIG. 2 includes a switching mechanism.
  • FIG. 1 the state in which the one-way rotation of the second member 30 with respect to the first member 20 is locked, and the state in which the lock is released and held. Switching to the state can be performed. Although the details of the switching mechanism will be described later with reference to FIG. 3, the state where the lock is released and held is a state where the unlocked state is maintained. As described above, when a downward force is applied to the second member 30, the downward rotation of the armrest 50 is locked, but in the unlocked and held state, the unlocked state is maintained. Therefore, the second member 30 can be turned downward.
  • the switching mechanism 40 shown in FIG. 3 includes a lock release cam 41, a displacement cam 42, a holding portion 43, and a return cam 44 in FIG.
  • the unlocking cam 41 and the displacement cam 42 may be integrated (see FIG. 3C).
  • the displacement cam 42 and the holding portion 43 are provided on the inner drum 22.
  • the lock release cam 41 and the return cam 44 are provided on the lock drum 11.
  • FIG. 3 is a development view illustrating a relative positional relationship among the unlocking cam 41, the displacement cam 42, the holding portion 43, the return cam 44, and the free end portion 14 when the armrest 50 is being rotated. It is.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating a state immediately before the second member 30 (see FIG. 1) of the armrest 50 reaches the upper limit position of the angle adjustment range (about 10 degrees before the upper limit position).
  • the unlocking cam 41 provided on the lock drum 11 is approaching the free end 14 of the coil spring 12, and is in a state immediately before the unlocking cam 41 starts to contact the free end 14.
  • the position of the unlocking cam 41 is set at a position where the unlocking cam 41 starts to contact the free end portion 14 when the second member 30 reaches the upper limit position of the angle adjustment range.
  • FIG. 3B is a view showing a state immediately before the second member 30 of the armrest 50 is turned downward in the state where the second member 30 is unlocked and held at the upper limit position to reach the lower limit position.
  • the return cam 44 provided on the lock drum 11 has started to contact the free end 14 of the coil spring 12.
  • the position of the return cam 44 is set at a position where the return cam 44 starts to contact the free end portion 14 when the second member 30 reaches the lower limit position of the angle adjustment range.
  • the lock drum 11 When the second member 30 is turned upward, the lock drum 11 also turns integrally therewith.
  • the lock release cam 41 provided on the lock drum 11 is free end of the coil spring 12. Approaching the part 14 (see arrow c). After the unlocking cam 41 comes into contact with the free end portion 14, the free end portion 14 is pushed by the unlocking cam 41 and advances (see arrow d), whereby the coil spring 12 is reduced in diameter and the coil spring 12 The locked state due to the expansion is released.
  • the free end portion 14 is displaced in the axially contracting direction by the displacement cam 42 provided on the inner drum 22 (see arrow e), and the coil spring 12 is locked in a length L ( The free end 14 is guided to the holding portion 43, and the coil spring 12 is held in a reduced length.
  • FIG. 3C is a developed view of a case where the unlocking cam 41 and the shifting cam 42 are formed by one inclined cam 41 (42).
  • the holding portion 43 may be provided on the side where the length L of the coil spring 12 is increased by reversing the positional relationship between the lock drum 11 and the inner drum 22 in the vertical direction. In such a case, the free end portion 14 of the coil spring 12 is held by the holding portion 43 by being displaced toward the longer length L of the coil spring 12.
  • the spring lock mechanism 10 in FIG. 2 is based on the assumption that the armrest 50 for the left hand that supports the left hand of the seated person is used, and the winding direction of the coil spring 12 is left-handed. However, when the right hand armrest 50 that supports the right hand of the occupant is assumed, the winding direction of the coil spring 12 is clockwise.
  • FIG. 4 is a sectional view of a spring lock mechanism 210 according to a second embodiment of the present invention.
  • the coil spring 212 is fixed to the spring fixing plate 231 of the second member 230 constituted by a rotation-side member.
  • the lock drum 211 is fixed to the first member 220 composed of a fixed member. That is, the spring lock mechanism 210 according to the second embodiment is different from the spring lock mechanism 210 in that the coil spring 212 is fixed to the second member 230 that is a rotating member, and the lock drum 211 is fixed to the first member 220 that is a fixed member. , Is different from the first embodiment.
  • the lock drum 211 is incorporated in an empty space of the seat frame 220 on the fixed member side. This is advantageous in that the rotation side member can be made extremely thin.
  • FIG. 5 is a sectional view of a spring lock mechanism 310 according to the third embodiment of the present invention.
  • the spring lock mechanism 310 has its free end 314 bent outside the coil spring 312. Further, a part of the armrest frame 331 is molded into the lock drum 311.
  • the flange (regulation portion) 324 provided on the inner drum 322 of the first member 320 extends to the outer peripheral surface of the lock drum 311 and is in contact with the entire periphery of the flange receiving portion 332 of another member fixed to the armrest frame 331. Is provided.
  • the flange 324 so as to be in contact with the entire circumference of the flange receiving portion 332, the movement of the lock drum 311 and the second member 330 in and out of the sheet can be more strongly restricted. As a result, the strength in the sheet inward and outward directions is further increased.
  • the holding portion 343 and the displacement cam 342 that constitute the switching mechanism 340 are provided on the flange 324. That is, in the spring lock mechanism 310 according to the third embodiment, the free end 314 is bent outside the coil spring 312, and the holding portion 343 and the displacement cam 342 are formed by the lock release cam and the return cam provided on the lock drum 311. This is different from the spring lock mechanism 10 in the first embodiment in that the spring lock mechanism 10 is provided on the outside. In addition, since a part of the armrest frame 331 is molded into the lock drum 311, the spring lock mechanism 310 can be made smaller and lighter.
  • FIG. 6 is a side view showing a state in which a spring lock mechanism 410 according to a fourth embodiment of the present invention is mounted on a headrest.
  • a first member 420 which is a fixed side member of the spring lock mechanism 410
  • the second member 430 serving as the rotation side member is fixed to the parallel link mechanism 433 including the second member 430, the third member 431, and the fourth member 432.
  • the third member 431 of the parallel link mechanism 433 is fixed to the headrest stay 434.
  • the headrest body 425 can be configured to be slidable forward (to the left in FIG. 6) while being locked from sliding backward (to the right in the drawing). On the other hand, if it exceeds the slide adjustment range, the lock is released, and the headrest main body 425 can be slid rearward to return to the initial position.
  • FIG. 7 is a side view of an example showing a state in which a spring lock mechanism 510 according to a fifth embodiment of the present invention is mounted on an ottoman.
  • a first member 520 which is a fixed member of the spring lock mechanism 510
  • a second member 530 that is a rotation side member is fixed to a link member 532 that rotates the footrest main body 531 up and down. This locks the footrest body 531 from rotating downward in the angle adjustable range.
  • the locked state and the unlocked state are switched and the lock is released. State can be maintained.
  • the lock structure is locked by the rotation of the fixing member and the rotation member while maintaining the necessary holding force at the time of locking by pursuing the lock structure of the spring lock mechanism and the spring fixing structure. It is possible to switch between the locked state and the unlocked and held state, and to realize a spring lock mechanism that is highly safe, lightweight and compact.

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Abstract

第１部材（２０）及び第２部材（２０）のいずれか一方の部材に設けられるロックドラム（１１）と、他方の部材に固定され、ロックドラム（１１）に当接し摩擦力により第１部材（２０）に対する第２部材（３０）の一方向の回動をロックするコイルばね（１２）と、第２部材（３０）を第１部材（２０）に対し回動させて、ロックされた状態と、ロックが解除され保持された状態を切り替える切替機構とを備え、コイルばね（１２）は、ロックドラム（１１）の内周面に当接し、第２部材（２０）の回動により、コイルばね（１２）のばね線材は長手方向に圧縮されることで、コイルばね（１２）が拡径してロックドラム（１１）の内周面を更に押圧しその摩擦力により回動をロックし、切替機構は、ロックが解除された状態のコイルばね（１２）の長さを、ロックされた状態のコイルばね（１２）の長さに対し、長くするもしくは短くする動作を伴う。

Description

ばねロック機構
　本発明は、ばねロック機構に関する。
　従来、車両などの座席に用いられるアームレスト、オットマン、又はヘッドレストの角度を、無段階的に調節できる機構として、ばねロック機構が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１のばねロック機構では、断面が四角形のばね線材で成るコイルばねの内側に設けられたロックドラムを、コイルばねによって締め付けることにより摩擦力を発生させる。この摩擦力によって、アームレストの一方向の回動をロックしている。また、特許文献１のばねロック機構では、コイルばねの固定端部は外側に張り出し、折り曲げられて、ロックドラムの外側位置の回動側部材に取り付けられている。自由端部は、外側に折り曲げられ、ロックされた状態とロックが解除された状態を切り替える切替機構は、ロックドラムの外側に設けられている。
　特許文献２のばねロック機構では、コイルばねの固定端部は、コイルばねの外側に折り曲げられ、ロックドラムの外側に固定されている。また、特許文献３のばねロック機構は、ロックドラムの内側の位置に設けられたコイルばねによってロックドラムをロックし、レバー操作時のみによってロックを解除するもので、ロック解除状態を保持する機能を持つ切替機構とは設計思想が全く異なるものである。
特開２００４－１４７７９１号公報 特許第５８９０５２５号公報 特開２０１６－１３３１３８号公報
　近年、車両の安全性向上のために、ばねロック機構に対してロック時の保持力を高めることが求められている。また、常に、軽量化及び小型化が求められている。しかし、特許文献１及び特許文献２の固定側部材と、回動側部材で成るばねロック機構は、コイルばねがロックドラムを外側から締め付けることで、回動をロックしている。この場合、アームレストに負荷がかかるとコイルばねのばね線材に引張り方向の荷重がかかり、固定端部の折り曲げ個所等で破断するおそれがある。このため、特許文献１及び特許文献２のばねロック機構では、コイルばねの固定部分を保持するバーリング部（例えば特許文献１の筒部３ａ参照）を設けて、コイルばねの一部を巻き付けることでバーリング部に負荷を分担させ、負荷の集中を防いでいる。これにより、コイルばねの有効巻数の減少を補うために巻き数が増加する。結果としてロックドラムの高さが高くなる、あるいはロックドラムの径が大きくなる等の課題となっている。
　また、特許文献１及び特許文献２のばねロック機構では、コイルばねがロックドラムの外側にあるため、コイルばねの固定端部がロックドラムに対し外側に向いて折り曲げられるとともに大きく張り出しているために大型化するという問題がある。さらに、ばねロック機構をウレタンなどの発泡部材で一体発泡して包む場合、発泡部材が侵入しないように設けられる発砲部材侵入防止用カバーが複雑化する。
　また、特許文献３のばねロック機構は、ロックドラムの内側の位置に設けられたコイルばねによってロックドラムをロックするものであるが、その切替操作の設計思想は全く異なる。ロック解除は、レバーによる押圧状態の時のみ可能で、手を離してロック解除状態を保持する機能を持たない切替機構のものである。
　本発明の課題は、必要なロック時の保持力を保持しながらも、固定側部材と回動側部材の回動によって、ロックされた状態とロックが解除され保持された状態を切り替えることができ、安全性が高く、軽量且つ小型化できるばねロック機構を提供することにある。
　上記課題は、固定側部材で構成される第１部材と、前記第１部材に対して回動する回動側部材で構成される第２部材と、前記第１部材及び前記第２部材のいずれか一方の部材に設けられるロックドラムと、他方の部材に固定され、前記ロックドラムに当接し摩擦力により前記第１部材に対する前記第２部材の一方向の回動をロックするばね線材からなるコイルばねと、前記第２部材を前記第１部材に対し回動させて、前記ロックされた状態と、前記ロックが解除され保持された状態を切り替える切替機構と、を備えるばねロック機構であって、前記コイルばねは、自由状態の巻外径がロックドラムの内径より２～５％大きく、前記ロックドラムの内周面に当接し、前記コイルばねの一方の端部近傍が前記コイルばねの内側に折り曲げられた固定端部として前記ロックドラムの内側の位置に固定され、前記コイルばねの他方の端部近傍が折り曲げられた自由端部であり、前記第２部材の前記回動により、前記コイルばねのばね線材は長手方向に圧縮されることで、前記コイルばねが拡径して前記ロックドラムの内周面を更に押圧しその摩擦力により回動をロックし、前記切替機構は、前記ロックが解除された状態のコイルばねの長さを、前記ロックされた状態の前記コイルばねの長さに対し、長くするもしくは短くする動作を伴う、ばねロック機構を提供することによって解決される。
　この構成によれば、コイルばねは、ロックドラムの内周面に当接する。これにより、摩擦力による荷重が第２部材をロックする方向（コイルばねを拡径させる回転方向）に加わると、ばね線材は長手方向において圧縮される。この圧縮方向の荷重では、引張方向と違ってばね線材が圧縮変形しても破断、分断の心配がない。この圧縮方向荷重と引張方向荷重の破断に対する強度差は、特にばね線材を曲げた部分で顕著である。
　これにより、特許文献１及び特許文献２のばねロック機構のようにバーリング部にコイルばねを巻き付けて固定し、荷重を分散させる必要がない。さらに、コイルばねをロックドラムの内側に配したことで、その固定がロックドラムの内側の限られた省スペースで可能である。また、コイルばねは破断するおそれがないため、コイルばねの線径は細くて軽いものが選択可能である。また、コイルばねをロックドラムの内側の位置に配したことから、アームレストをウレタン等で発泡する場合の、発砲部材侵入防止対応が簡単になる。
　また、この構成によれば、第２部材の回動の中心から摩擦力を発せさせる位置までの距離が、特許文献１及び特許文献２のばねロック機構に比べて、ばね線材の直径分だけ長くなり、テコの原理から保持力が有利になる。これにより、ドラムの縮径や、コイルばねの巻き数減が可能である。
　また、この構成によれば、ロック可能な使用状態とロック解除状態の切替が、第２部材の回動で行われ、コイルばねの長さを長くするもしくは短くする方向の変位を伴い、ロック解除状態の保持が、安全かつ確実にできる。
　コイルばねは、ロックドラムと当接する外周の位置に、コイルバネのばね線材を横切る複数の凹凸部を設けて祖面化してもよい。なお、凹凸部はコイルばねの外周に設けられるため、その成形は転造等により安定した品質で容易に行える。この構成によれば、コイルばねとロックドラムとの摩擦力が大幅に大きくなり、保持力の向上及び品質の安定化が図れ、また、コイルばねの巻き数や、ロックドラムの直径を減らすこともできる。
　切替機構は、ロックされた状態と、ロックが解除され保持された状態の切替を行うものであり、少なくとも、コイルばねの長さを、ロック状態の長さに対し、長くするもしくは短くする変位カムと、コイルばねの変位した状態を保持する保持部と、保持されたコイルばねを元のロック状態の長さに戻す復帰カムを具備し、コイルばねの長さを、長くするもしくは短くする動作を伴うもので、ロックされた状態と、ロックが解除され保持された状態の切替が、第２部材の回動で行われる。これにより、ロック解除状態の保持が、安全かつ確実にできる。
　ロックドラムは、第２部材に固定され、第１部材に、ロックドラムの軸方向の動きを規制する規制部を設けてもよい。この構成によれば、第１部材の規制部により、第２部材の軸方向（アームレストの場合では後述するシート内外方向）の動きを規制し、変形やガタツキの少ないロック機構が実現する。
　以上のように、本発明によって、必要なロック時の保持力を保持しながらも、固定部材と可動部材の回動によって、ロックされた状態とロックが解除され保持された状態を切り替えることができ、安全性が高く、軽量且つ小型化できるばねロック機構が実現できる。
本発明の第１実施形態におけるアームレストの断面図である。 本発明の第１実施形態におけるばねロック機構を分解した状態の斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるロック解除カム、復帰カム、保持部、変位カム、及び、コイルばねの自由端部の相対的位置関係を説明する展開図である。 本発明の第２実施形態におけるばねロック機構を分解した状態の断面図である。 本発明の第３実施形態におけるばねロック機構の断面図である。 本発明の第４実施形態におけるばねロック機構をヘッドレストに装着した状態を示した側面図である。 本発明の第５実施形態におけるばねロック機構をオットマン装置に装着した状態を示した断面図である。
＜第１実施形態＞
　以下、本発明のばねロック機構の好適な実施態様について、図面を用いて具体的に説明する。図１は、本発明の第１実施形態におけるばねロック機構１０及びアームレストフレーム３１を表皮３２で覆い、表皮３２の内部に注入した発泡樹脂（発泡部材）３４により全体を一体化させた状態を示したアームレスト５０の断面図である。図２は、本発明の第１実施形態におけるばねロック機構１０を分解した状態の斜視図である。なお、第１実施形態から第３実施形態では、角度調整範囲の下限が０度であり、上限が３０度から５０度程度の範囲で角度調整し、ロックし使用する最適な位置を選択する自動車のシートに備えられるアームレスト５０を例に挙げて説明する。
　第１実施形態では、ばねロック機構１０は、図１に示すように、固定側部材で構成される第１部材２０と、第２部材３０と、ロックドラム１１と、コイルばね１２と、切替機構４０（図３参照）とを備える。第２部材３０は、第１部材２０に対して回動する回動側部材で構成される。ロックドラム１１は、第１部材２０及び第２部材３０のいずれか一方の部材に設けられる。第１実施形態では、ロックドラム１１は、第２部材３０のアームレストフレーム３１に設けられる。
　コイルばね１２は、ロックドラム１１の内側の位置に設けられる。コイルばね１２は、他方の部材（第１実施形態では第１部材２０）に固定され、ロックドラム１１に当接し摩擦力により第１部材２０に対する第２部材３０の一方向の回動をロックするばね線材からなる。切替機構４０（図３参照）は、第２部材３０であるアームレストフレーム３１を第１部材２０に対して回動させて、ロックされた状態と、ロックが解除され保持された状態を切り替える。
　図１及び図２に示したように、第１部材２０は、取付金具２１と、インナードラム２２と、ばね固定プレート２３とを含む複数の固定側部材で構成される。図２に示したように、ばね固定プレート２３は、コイルばね１２の固定端部１３を固定するばね固定部２３ａを具備する。図１に示したように、ばね固定プレート２３は、取付金具２１とインナードラム２２の間に設けられ、コイルばね１２の固定端部１３（図２参照）を、取付金具２１とインナードラム２２で挟み込むことで、コイルばね１２を固定する。
　図２において、インナードラム２２は、フランジ（規制部）２４と、後述する切替機構４０（図３参照）を構成する変位カム４２と、保持部４３とが具備される。インナードラム２２は、底部２２ａと開口部２２ｂとを有する円筒形であり、フランジ（規制部）２４は、開口部２２ｂの外周方向へ向けて延設される。切替機構４０を構成する変位カム４２と、保持部４３は、開口部２２ｂに設けられる。
　なお、第１実施形態では、円筒形のインナードラム２２を例にあげて説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、フランジ（規制部）２４と、変位カム４２と、保持部４３で構成される部材であれば、円筒形でなくともよい。
　図１において、取付金具２１、インナードラム２２、及びばね固定プレート２３は、シートフレーム２８に対し回動不可能にボルト２９で固定される。
　図１において、第２部材３０は、アームレストフレーム３１及びロックドラム１１などの回動側部材で構成される。図１に示すように、第２部材３０は、ばねロック機構１０及びアームレストフレーム３１を表皮３２で覆って、注入口３３からアームレストフレーム３１と表皮３２との隙間に発泡樹脂３４（発泡ポリウレタン）を注入して全体を一体化させることによって、アームレスト５０を構成する。ロックドラム１１の周囲には、発泡樹脂３４（発泡ポリウレタン）を注入する際、発泡樹脂３４（発泡ポリウレタン）が侵入することを防止する発泡部材侵入防止用カバー３５が、ロックドラム１１に沿って設けられる。
　図１の拡大図及び図２に示すように、ロックドラム１１は、アームレストフレーム３１と一体的に回動するように、第２部材３０に設けられる。図２に示すように、ロックドラム１１は、両端が開口である円筒形であり、内周面がインナードラム２２の外周面に対向して配置される。ロックドラム１１の一端の開口には、ロックドラム１１の内側に向けてフランジ１６が延設される。フランジ１６には、切替機構４０を構成するロック解除カム４１及び復帰カム４４が、インナードラム２２に具備された変位カム４２及び保持部４３に対応して具備される。
　図１の拡大図が示すように、ロックドラム１１は、インナードラム２２のフランジ２４が、ロックドラム１１のフランジ１６と軸Ｒに沿った方向（以下「軸方向」と記す）に重なるように配置され、ロックドラム１１がシートフレーム２８に対し近づく方向Ａ及び離れる方向Ｂ（以下「シート内外方向」と記す）に動くことを規制している。
　また、アームレスト５０にシートの内外方向に負荷がかかった場合、アームレスト５０は、シートフレーム２８と取付金具２１の固定部を中心として、シート内外方向に僅かに傾き、フランジ２４とロックドラム１１のフランジ１６が当接する。さらに、第２部材３０と取付金具２１も当接する。すなわち、インナードラム２２のフランジ２４及び取付金具２１が、ロックドラム１１及び第２部材３０のシート内外方向（軸方向と同一方向）の動きを規制する規制部となり、ロックドラム１１及び第２部材３０がシート内外方向に動くことを規制することができる。また、フランジ２４と、取付金具２１とで負荷を受けることで、シート内外方向の強度が高まる。
　図２に示すように、コイルばね１２は、固定端部１３と、自由端部１４と、凹凸部１５とを有する。コイルばね１２は、図２に示す状態においてはその巻外径がロックドラム１１の内径よりも２～５％程度大きくなっていて、図１に示す組立の状態では、コイルばね１２を縮径させてロックドラム１１に組み込まれる。これにより、図１に示す状態ではコイルばね１２は、負荷の有無に関らずロックドラム１１の内周面に密着状態となる。コイルばね１２は、一方の端部近傍がコイルばね１２の内側に折り曲げられ、ばね固定プレート２３に具備されたばね固定部２３ａに固定され、固定端部１３となる。
　図２において、コイルばね１２の他方の端部近傍は、コイルばね１２の内側に折り曲げられ、ロック解除カム４１、変位カム４２、及び復帰カム４４から作用を受ける自由端部１４となる。コイルばね１２の外周の位置（ロックドラム１１の内周面と当接する位置）には、コイルばね１２のばね線材を横切る方向（軸方向と同一方向）に複数の凹凸部１５を設けて、粗面化させている。凹凸部１５は、コイルばね１２の外周の位置に転造等によって成形され、外周の位置であればその成形は安定した品質で容易に行える。
　また、図１及び図２に示すコイルばね１２は、切替機構４０（図３参照）でコイルばね１２の長さを短くする方向へ変位できるように、隣接する線材間に線材直径の２倍程度の隙間Ｓが設けられる。なお、このコイルばね１２の長手方向の隙間は部分的に設けても全長に分散させて設けてもよい。
　このように、外径の大きいコイルばね１２の固定端部１３を、第１部材２０のばね固定プレート２３に固定し、ロックドラム１１に縮径させて組込み、コイルばね１２の外周面をロックドラム１１の内周面に密着させることで、第２部材３０の回転と一体にロックドラム１１が回転すると、コイルばね１２とロックドラム１１との間に生じる摩擦力により、ロックドラム１１の回転にコイルばね１２が追従する。このため、第２部材３０の回転方向に応じて、コイルばね１２は拡径又は縮径する。
　図２におけるばねロック機構１０は、着座者の左手を支える左手用のアームレスト５０（図１参照）のばねロック機構を分解した斜視図であり、コイルばね１２の巻き方向は左巻きである。この構成においては、ロックドラム１１が一体になった第２部材３０（図１参照）に、下方向に回動させようとする力を作用させると、コイルばね１２には、ロックドラム１１との間の摩擦力により、ロックドラム１１の回動に追従する力が作用する。このときの力の方向は、自由端部１４を左方向に押す方向である（矢印ａ参照）。この場合、コイルばね１２のばね線材は、ばね線材の長手方向（ばね線材を伸ばした際の長手方向）に圧縮され、コイルばね１２が拡径し、ロックドラム１１の内周面は、コイルばね１２により更に押圧され、アームレスト５０の下方向の回動がロックされる。
　これとは逆に、第２部材３０に、上方向に回動させようとする力を作用させると、コイルばね１２には、ロックドラム１１との間の摩擦力により、ロックドラム１１の回動に追従する力が作用する。このときの力の方向は、自由端部１４を右方向に引く方向である（矢印ｂ参照）。この場合、コイルばね１２のばね線材は、ばね線材の長手方向に引っ張られ、コイルばね１２が縮径し、ロックドラム１１の内周面のコイルばね１２がロックドラム１１を押圧する力が弱まるので、第２部材３０の上方向への回動は可能である。
　図２に示したばねロック機構１０は、切替機構を備えており、図１において、第１部材２０に対する第２部材３０の一方向の回動がロックされた状態と、ロックが解除され保持された状態との切替を行うことができる。切替機構の詳細については、後に図３を用いて説明するが、ロックが解除され保持された状態とは、ロック解除状態が維持される状態である。前記のとおり、第２部材３０に下方向に力が作用する場合は、アームレスト５０の下方向の回動がロックされるが、ロックが解除され保持された状態においては、ロック解除状態が維持されるので、第２部材３０を下方向に回動させることが可能になる。
　図３に示した切替機構４０は、図２においてロック解除カム４１と、変位カム４２と、保持部４３と、復帰カム４４とを有する。なお、ロック解除カム４１と変位カム４２は一体化されることもある（図３（ｃ）参照）。第１実施形態では、変位カム４２と、保持部４３は、インナードラム２２に設けられる。また、ロック解除カム４１と、復帰カム４４は、ロックドラム１１に設けられる。以下、図３を参照しながら、切替機構４０の動作について説明する。
　図３は、アームレスト５０を回動操作しているときにおけるロック解除カム４１と、変位カム４２と、保持部４３と、復帰カム４４と、自由端部１４の相対的位置関係を説明する展開図である。図３（ａ）は、アームレスト５０の第２部材３０（図１参照）が角度調整範囲の上限位置に達する直前（上限位置の約１０度手前）の状態を示した図である。本図においては、ロックドラム１１に設けたロック解除カム４１がコイルばね１２の自由端部１４に接近しており、ロック解除カム４１が自由端部１４に当接を開始する直前の状態になっている。ロック解除カム４１の位置は、第２部材３０が角度調整範囲の上限位置に達したときに、ロック解除カム４１が自由端部１４に当接を開始する位置に設定している。
　図３（ｂ）は、上限位置でロック解除され保持されている状態のアームレスト５０の第２部材３０を下方向に回動操作して、下限位置に達する直前の状態を示した図である。本図においては、ロックドラム１１に設けた復帰カム４４がコイルばね１２の自由端部１４に当接を開始している。復帰カム４４の位置は、第２部材３０が角度調整範囲の下限位置に達したときに、復帰カム４４が自由端部１４に当接を開始する位置に設定している。
　第２部材３０を上方向へ回動させると、これと一体にロックドラム１１も回動し、図３（ａ）において、ロックドラム１１に設けられたロック解除カム４１はコイルばね１２の自由端部１４に近づいて行く（矢印ｃ参照）。ロック解除カム４１が自由端部１４に当接した後は、自由端部１４はロック解除カム４１によって押されて進むことにより（矢印ｄ参照）、コイルばね１２が縮径し、コイルばね１２の拡径によるロック状態が解除される。
　その後は、自由端部１４はインナードラム２２に設けられた変位カム４２により、コイルばね１２は軸方向に縮む方向に変位させられ（矢印ｅ参照）、コイルばね１２はロック状態の長さＬ（図１の拡大図参照）よりも短くなり、自由端部１４は保持部４３へと案内され、コイルばね１２は長さが短くなった状態で保持される。
　この保持状態では、コイルばね１２が縮径してロック状態が解除された状態も保持されるので、第２部材３０を下方向に回動させることができる。第２部材３０を上限位置から下方向に回動させると、図３（ｂ）において、これと一体にロックドラム１１も回動し（矢印ｆ参照）、第２部材３０が下限位置の直前まで回動すると、図３（ｂ）に示すように、ロックドラム１１に設けられた復帰カム４４がコイルばね１２の自由端部１４に当接する。
　図３（ｂ）の状態から第２部材３０を下方向の回動がさらに進むと、保持部４３で保持された自由端部１４は復帰カム４４で押し上げられる。自由端部１４が押し上げられることにより、コイルばね１２は軸方向に延びていく。このことにより、コイルばね１２は、長さが元のロック状態の長さＬに戻るとともに、自由端部１４が元の位置に戻って拡径し（矢印ｇ参照）、コイルばね１２がロックドラム１１の内周面に密着したロック状態に復帰する。
　図３（ｃ）は、ロック解除カム４１と変移カム４２がひとつの傾斜カム４１（４２）で成される事例の展開図である。このようにひとつの傾斜カム４１（４２）であっても、その動作は図３（ａ）及び図３（ｂ）で示した切替機構４０と同様である。なお、保持部４３は、ロックドラム１１とインナードラム２２の紙面上下の位置関係を反転させて、コイルばね１２の長さＬを長くする側に設けてもよい。このような場合、コイルばね１２の自由端部１４は、コイルばね１２の長さＬが長くなる方へ変位することで、保持部４３に保持される。
　以上、第１実施形態について説明したが、前記のとおり、図２におけるばねロック機構１０は、着座者の左手を支える左手用のアームレスト５０を前提とし、コイルばね１２の巻き方向は左巻きであったが、着座者の右手を支える右手用のアームレスト５０を前提とするときは、コイルばね１２の巻き方向は右巻きとなる。
　以下、第２実施形態から第５実施形態における本発明のばねロック機構について説明する。なお、以下においては、第１実施形態のばねロック機構１０と異なる点のみ説明し、その他については同一であるため説明を省略する。
　＜第２実施形態＞
　図４は、本発明の第２実施形態によるばねロック機構２１０の断面図である。第２実施形態のばねロック機構２１０では、コイルばね２１２が、回動側部材で構成される第２部材２３０のばね固定プレート２３１に固定される。ロックドラム２１１は、固定側部材で構成される第１部材２２０に固定される。すなわち、第２実施形態におけるばねロック機構２１０は、コイルばね２１２が回動側部材である第２部材２３０に固定され、ロックドラム２１１が固定側部材である第１部材２２０に固定される点で、第１実施形態と異なる。この場合、ロックドラム２１１が固定側部材側のシートフレーム２２０の空きスペースに組み込まれる。これにより回動側部材を極端に薄くできることが利点である。
　＜第３実施形態＞
　図５は、本発明の第３実施形態におけるばねロック機構３１０の断面図である。ばねロック機構３１０は、自由端部３１４がコイルばね３１２の外側に折り曲げられる。また、アームレストフレーム３３１の一部は、ロックドラム３１１に成型される。第１部材３２０のインナードラム３２２に設けられるフランジ（規制部）３２４は、ロックドラム３１１の外周面まで延設されアームレストフレーム３３１に固定された別部材のフランジ受部３３２の全周にわたって当接するように設けられる。このように、フランジ受部３３２の全周にわたって当接するようにフランジ３２４を設けることで、ロックドラム３１１及び第２部材３３０のシート内外方向へ動きを、より強固に規制できる。これにより、シート内外方向の強度が、より強くなる。切替機構３４０を構成する保持部３４３と変位カム３４２は、フランジ３２４に設けられる。すなわち、第３実施形態におけるばねロック機構３１０は、自由端部３１４が、コイルばね３１２の外側に折り曲げられ、保持部３４３と変位カム３４２が、ロックドラム３１１に設けられたロック解除カムと復帰カムの外側に設けられる点で、第１実施形態におけるばねロック機構１０と異なる。また、ばねロック機構３１０は、アームレストフレーム３３１の一部がロックドラム３１１に成型されるため、より小型化、軽量化が図れる。
　＜第４実施形態＞
　図６は、本発明の第４実施形態におけるばねロック機構４１０をヘッドレストに装着した状態を示す側面図である。図６に示すように、このヘッドレストでは、ばねロック機構４１０の固定側部材である第１部材４２０が、ヘッドレストカバー４２４を介してヘッドレスト本体４２５に固定される。また、回動側部材である第２部材４３０が、第２部材４３０、第３部材４３１、及び第４部材４３２で構成される平行リンク機構４３３に固定される。平行リンク機構４３３の第３部材４３１は、ヘッドレストステー４３４に固定される。これにより、ヘッドレスト本体４２５を後方向（紙面右方向）にスライドすることをロックする一方で、前方向（紙面左方向　図６矢印参照）にスライド可能に構成できる。一方、スライド調整範囲を超えると、ロックを解除し、ヘッドレスト本体４２５を後方向へスライドさせ、初期位置に戻すことがきる。
　＜第５実施形態＞
　図７は、本発明の第５実施形態におけるばねロック機構５１０をオットマンに装着した状態を示した例の側面図である。図７に示すように、このオットマン装置では、ばねロック機構５１０の固定側部材である第１部材５２０が、シートフレーム（図示せず）に固定される。また、回動側部材である第２部材５３０が、フットレスト本体５３１を上下回動させるリンク部材５３２に固定される。これにより、フットレスト本体５３１の角度調整可能範囲で下方向に回動することをロックする。一方で、フットレスト本体５３１を回動させ第２部材５３０を第１部材５２０に対して回動することで、ロックされた状態と、ロックが解除された状態とを切り替えるとともに、ロックが解除された状態を保持できる。
　以上の説明のとおり、本発明は、ばねロック機構のロック構造と、ばね固定構造の追求により必要なロック時の保持力を保持しながらも、固定部材と回動部材の回動によって、ロックされた状態とロックが解除され保持された状態を切り替えることができ、安全性が高く、軽量且つ小型化できるばねロック機構が実現できる。
　１０，２１０，３１０，４１０，５１０　ばねロック機構
　１１，２１１，３１１　ロックドラム
　１２，２１２，３１２：コイルばね
　１３　固定端部
　１４，３１４　自由端部
　１５　凹凸部
　１６　フランジ
　２０，３２０，４２０，５２０　第１部材
　２１　取付金具
　２２，３２２　インナードラム
　２２ａ　底部
　２２ｂ　開口部
　２３　　ばね固定プレート
　２３ａ　ばね固定部
　２４　３２４　フランジ
　２８　シートフレーム
　２９　ボルト
　３０，２３０，３３０，４３０，５３０　第２部材
　３１，３３１　アームレストフレーム
　３２　表皮
　３３　注入口
　３４　発泡樹脂
　３５　発泡部材侵入防止用カバー
　４０，３４０　切替機構
　４１　ロック解除カム
　４２，３４２　変位カム
　４３，３４３　保持部
　４４　復帰カム
　４１（４２）　傾斜カム
　５０　アームレスト
　２２０　第１部材（シートフレーム）
　２３１　ばね固定プレート
　３３２　別部材のフランジ受部
　４２４　ヘッドレストカバー
　４２５　ヘッドレスト本体
　４３１　第３部材
　４３２　第４部材
　４３３　平行リンク機構
　４３４　ヘッドレストステー
　５３１　フットレスト本体
　５３２　リンク部材
　Ｓ　隙間
　Ａ　シートフレームに対し近づく方向
　Ｂ　シートフレームに対し離れる方向
　Ｌ　コイルばねのロック状態の長さ
　Ｒ　軸
　Ｓ　隙間

 

Claims (5)

  1. 　固定側部材で構成される第１部材と、
    　前記第１部材に対して回動する回動側部材で構成される第２部材と、
    　前記第１部材及び前記第２部材のいずれか一方の部材に設けられるロックドラムと、
    　他方の部材に固定され、前記ロックドラムに当接し摩擦力により前記第１部材に対する前記第２部材の一方向の回動をロックするばね線材からなるコイルばねと、
    　前記第２部材を前記第１部材に対し回動させて、前記ロックされた状態と、前記ロックが解除され保持された状態を切り替える切替機構と、
    　を備えるばねロック機構であって、
    　前記コイルばねは、自由状態の巻外径がロックドラムの内径より２～５％大きく、前記ロックドラムの内周面に当接し、
    　前記コイルばねの一方の端部近傍が前記コイルばねの内側に折り曲げられた固定端部として前記ロックドラムの内側の位置に固定され、
    　前記コイルばねの他方の端部近傍が折り曲げられた自由端部であり、
    　前記第２部材の前記回動により、前記コイルばねのばね線材は長手方向に圧縮されることで、前記コイルばねが拡径して前記ロックドラムの内周面を更に押圧しその摩擦力により回動をロックし、
    　前記切替機構は、前記ロックが解除された状態のコイルばねの長さを、前記ロックされた状態の前記コイルばねの長さに対し、長くするもしくは短くする動作を伴う、
    　ばねロック機構。
  2. 　前記コイルばねは、前記ロックドラムと当接する外周の位置に、前記コイルばねのばね線材を横切る複数の凹凸部を設けて粗面化した請求項１記載のばねロック機構。
  3. 　前記切替機構は、ロックされた状態と、ロックが解除され保持された状態の切替を行うものであり、少なくとも、前記コイルばねの長さを、ロック状態の長さに対し、長くするもしくは短くする変位カムと、コイルばねの変位した状態を保持する保持部と、保持されたコイルばねを元のロック状態の長さに戻す復帰カムを具備し、前記コイルばねの長さを、長くするもしくは短くする動作を伴うもので、前記ロックされた状態と、前記ロックが解除され保持された状態の切替が、前記第２部材の回動によって行われる、請求項１記載のばねロック機構。
  4. 　前記切替機構は、ロックされた状態と、ロックが解除され保持された状態の切替を行うものであり、少なくとも、前記コイルばねの長さを、ロック状態の長さに対し、長くするもしくは短くする変位カムと、コイルばねの変位した状態を保持する保持部と、保持されたコイルばねを元のロック状態の長さに戻す復帰カムを具備し、前記コイルばねの長さを、長くするもしくは短くする動作を伴うもので、前記ロックされた状態と、前記ロックが解除され保持された状態の切替が、前記第２部材の回動によって行われる、請求項２記載のばねロック機構。
  5. 　前記ロックドラムは、前記第２部材に固定され、前記第１部材は、前記ロックドラムの軸方向の動きを規制する規制部を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のばねロック機構。

     
     
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