专利名称：用于车辆座椅的滑轨设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滑轨设备，其用来在向前/向后方向上调节车辆座椅的位置。
背景技术：
典型的滑轨设备(滑轨总成)配置有固定到车底板的下轨道、固定到车辆座椅并且与所述下轨道相接合从而能够在该下轨道上自由滑动的上轨道、以及多个球体(钢球)， 所述球体用来减小摩擦阻力并且安装在上轨道和下轨道之间。所述上轨道和下轨道的每一者都是由金属材料制成(通常是基于铁的金属)且具有不变的横截面。日本专利公开号 No. 4，230，945中公开了这样的滑轨设备。在该已知的滑轨设备当中，在上轨道和下轨道之间力的作用导致了在轨道上的与球体相接触的多个点上产生了较大的力，而该力是通过坐在车辆座椅上的某人(司机或乘客)的重量而在上轨道和下轨道之间产生。因此，有时候通过这些球体而在轨道上形成了凹陷。由于这种凹陷很显然损害了球体的滚动能力，因此希望轨道所形成的形状能够尽可能地防止在轨道上形成这种凹陷。为此，在常规的滑轨设备中，球体的半径被设定为与每个轨道的球体接触部分的曲率半径相同。亦即，如果球体的半径与每个轨道的球体接触部分的曲率半径相同，则作用在轨道上的表面压力处于几何最小值，从而通过所述球体而在轨道上形成凹陷的可能性很小。然而，本发明的发明人已经发现，如果球体的半径被制造成在设计上与每个轨道的球体接触部分的曲率半径相同的话，则球体的滚动能力有时会恶化， 而不管在轨道上存在凹陷与否(除了凹陷的问题之外)，从而使得上轨道相对于下轨道的滑动操作变得不稳定。
发明内容
作为对滑轨设备的滑动操作缺乏稳定性的原因进行探讨的结果，在得出了以下结论之后，本发明的发明人已经完成了本发明如果球体的半径被制造成与每个轨道的球体接触部分的曲率半径相同，则存非故意地制造出这种球体和轨道的组合的可能性，其中在该组合中由于制造公差而导致所述轨道的球体接触部分的曲率半径小于球体的半径，这引起了球体和轨道在两个点上互相接触，从而对球体的滚动能力造成恶化。正如本领域中已知的那样，球体(钢球)的尺寸精度和硬度都非常高，从而几乎不存在球体自身的尺寸精度的公差影响了球体的滚动能力的可能性。下轨道的每个球体接触R部分的圆弧长度(角度)通常大于上轨道的每个球体接触R部分的圆弧长度(角度)，因此下轨道的球体接触R 部分的形状极大地影响了球体的滚动能力。根据本发明的一个方面，提供了一种滑轨设备，包括具有不变横截面的下轨道、 具有不变横截面的并且与所述下轨道能够自由地滑动接合的上轨道、以及多个球体，所述球体安装在所述下轨道和所述上轨道之间。所述下轨道包括下轨道底壁；一对下轨道侧壁，该一对下轨道侧壁分别从相对于横向方向的下轨道底壁的两个端部处向上延伸；一对下轨道上壁，该一对下轨道上壁分别从所述一对下轨道侧壁的上端部朝着在横向方向的所
4述下轨道的中心延伸；一对下轨道下球体接触R部分，所述一对下轨道侧壁通过该一对下轨道下球体接触R部分而分别连接到所述下轨道底壁；以及一对下轨道上球体接触R部分， 所述一对下轨道上壁通过该一对下轨道上球体接触R部分而分别连接到所述一对下轨道侧壁。所述上轨道包括上轨道顶壁；一对上轨道侧壁，该一对上轨道侧壁与所述上轨道顶壁进行连续，并且该一对上轨道侧壁分别从相对于横向方向的所述上轨道顶壁的两个侧面而在所述一对下轨道上壁之间向下延伸并延伸到所述下轨道当中；以及一对上轨道球体支承壁，该一对上轨道球体支承壁分别从所述一对上轨道侧壁的下端部向外并向上延伸。所述一对上轨道球体支承壁的每一者都包括上轨道下球体接触部分和上轨道上球体接触部分，该上轨道下球体接触部分被形成为面向所述下轨道的一对下轨道下球体接触R部分的与其邻近的那个下轨道下球体接触R部分，该上轨道上球体接触部分被形成为面向所述下轨道的一对下轨道上球体接触R部分的与其邻近的那个下轨道上球体接触R部分。所述球体包括一对上球体和一对下球体，该一对上球体分别安装在所述下轨道的一对下轨道上球体接触R部分和所述上轨道的一对上轨道球体支承壁的上轨道上球体接触部分之间；所述一对下球体分别安装在所述下轨道的一对下轨道下球体接触R部分和所述上轨道的一对上轨道球体支承壁的所述上轨道下球体接触部分之间。所述下轨道的所述下轨道下球体接触R部分的曲率半径大于所述下球体的半径，并且所述下轨道的下轨道上球体接触R部分的曲率半径大于所述上球体的半径。注意到术语“R部分”表示下轨道或上轨道中的被形成为在横截面中具有特定曲率半径的圆弧形的那个部分。该曲率可以是圆形或者椭圆形。此外，术语“横向”表示车辆宽度方向上的横向方向，并且术语“向外”表示从轨道的横截面中心向外的方向。尽管一对上轨道球体支承壁的每一者的上轨道上球体接触部分和上轨道下球体接触部分都可以被形成为扁平表面，但是理想地，在所述上轨道的一对上轨道球体支承壁的每一者的至少所述上轨道上球体接触部分被形成为上轨道上球体接触R部分，该上轨道上球体接触R部分被形成为在横截面中具有特定曲率的圆弧形。这是因为，通过上球体而作用在一对上轨道球体支承壁上的力和由于轨道(所述一对上轨道球体支承壁)变形而引起的相关的反作用力之间的比值，大于通过下球体而作用在一对上轨道球体支承壁的力和由于轨道(所述一对上轨道球体支承壁)变形而引起的相关的反作用力之间的比值，因此理想地，每个上轨道球体支承壁的上轨道上球体接触部分被形成为上述的上轨道上球体接触R部分，其表面压力小于扁平表面的表面压力。此外，由于与下轨道下球体接触R部分的曲率半径大于下球体的半径的相同的原因，上轨道上球体接触R部分的曲率半径理想地被设定成大于上球体的曲率半径。理想地，所述上轨道的每个上轨道球体支承壁的上轨道下球体接触部分也被形成为上轨道下球体接触R部分(该上轨道下球体接触R部分被形成为在横截面中具有特定曲率的圆弧形)，而不是形成为扁平表面。在这种情形中，理想地，所述上轨道下球体接触R部分的曲率半径也被设定为大于下球体的半径。理想地，满足以下条件Rl ≥1. Irl,并且 R2 ≥1. Ir2,更加理想地，Rl≥1. 2rl，并且R2≥1. 2r2其中rl表示所述下球体的半径，r2表示所述上球体的半径，Rl表示所述下轨道下球体接触R部分的曲率半径，并且R2表示所述下轨道上球体接触R部分的曲率半径。考虑到制造期间的轨道的尺寸公差，如果Rl和R2分别小于1. 1倍的rl和r2的话，则尽管作用在轨道上的表面压力得到了降低，但确定了球体的滚动能力发生恶化(球体和轨道的组合，其中轨道的球体接触部分的曲率半径小于球体的半径是非故意地制造出的)。另一方面，每个球体接触R部分的曲率半径(Rl或R2)的上极限值被确定成使得与球体相接触的球体接触R部分的表面压力变得等于或小于考虑了轨道材料所允许的表面压力。在根据本发明的滑轨设备中，可以设想的是，当所述上轨道受到施加在该上轨道上的正交载荷而进行弹性变形的时候，分别在所述上轨道的上壁和所述上轨道的一对上轨道侧壁之间的两个连接拐角的每个内表面用作假想的变形转动中心。在根据本发明的滑轨设备的实施方式当中，当所述上轨道受到施加在该上轨道上的正交载荷而进行弹性变形的时候，所述上轨道的上轨道顶壁和所述上轨道的一对上轨道侧壁之间的两个连接拐角的每个内表面用作假想的变形转动中心，并且所述上轨道的横截面形状被确定成在第一线段和第二线段之间限定了向外的交角，该第一线段连接了所述假想的变形转动中心和所述一对下球体的其中一个球体的中心，该第二线段与所述一对下球体的相关联的其中一个球体相切并且与所述上轨道下球体接触R部分相切，所述交角的角度处在从80度到小于90度的范围内，理想地在从80度到88度的范围内。通过利用这种方式来设定向外的交角，可以确保一对上轨道侧壁被制造成能够通过下球体而向内弹性变形(亦即，在互相朝着对方的方向上弹性变形)。已经确认了，该一对上轨道侧壁在互相远离的反向上的向外变形可能会损害滑轨设备的可滑动性。如果上述的向外的交角被设定为角度大于90度，则上轨道30的负载性能理论上变为最大。然而，如果向外的交角被设定为90度角，则可能会由于制造公差而非故意地制造出球体和轨道的组合(其中向外的交角超过90度)，这可能会引起一对上轨道侧壁在互相远离的相反方向上向外变形。根据本发明，至少下轨道的每个球体接触R部分的曲率半径被设定为大于相关联的球体的半径，这可以获得这样一种滑轨设备，其中防止凹陷的性能和球体的滚动能力得到良好的平衡。理想地，所述下轨道包括一对下轨道内部侧壁，该一对下轨道内部侧壁定位在所述一对下轨道侧壁之间，且该一对下轨道内部侧壁分别从所述一对下轨道上壁的内端部而向下延伸。理想地，所述一对上轨道球体支承壁的每一者包括竖直的连接壁，所述上轨道下球体接触部分和所述上轨道上球体接触部分通过该竖直的连接壁而进行连接。
以下将参考附图来详细描述本发明，其中图1是根据本发明的滑轨设备的实施方式的纵向截面图；图2是图1中所示的上轨道的局部的截面图，其显示了该上轨道的局部的具体形状；并且图3是显示接触表面压力和球体接触R部分曲率半径(R)除以球体的半径(r)之间的关系的实验数据的图表。
具体实施例方式图1显示了根据本发明的滑轨设备10的实施方式。该滑轨设备10具有分别固定到车底板(图中未示)和车辆座椅(图中未示)的下轨道20和上轨道30，且该滑轨设备 10在下轨道20和上轨道30 (该下轨道20和上轨道30互相接合在一起从而能够相对滑动) 之间具有两种类型的钢球，亦即，下球体40和上球体50，它们安装在下轨道20和上轨道30 之间。在沿着正交于轨道20和30的延伸方向的长度方向的平面剖开的剖面上，滑轨设备 10具有左右对称的形状。下球体40的直径大于上球体50的直径。正如本领域中已知的那样，两个滑轨设备10在固定到车辆的状态下被作为一对(左滑轨设备和右滑轨设备)来进行使用，并且锁定机构和其它元件安装至该对滑轨设备。然而，由于本实施方式的主要概念集中在下轨道20和上轨道30的不变的横截面形状上，因此在以下的描述中将论述下轨道 20和上轨道30的这种横截面形状。此外，在以下的描述中，这些术语“横向”分别表示车辆的宽度方向上的横向方向，术语“向外”表示从下轨道20和上轨道30的横截面中心而向外的方向，术语“R部分”表示下轨道20或上轨道30中的被形成为在横截面中具有特定曲率半径的圆弧形的那个部分。下轨道20具有下轨道底壁21、一对下轨道外部侧壁22、一对下轨道上壁23和一对下轨道内部侧壁24。水平的下轨道底壁21固定到车底板；所述一对下轨道外部侧壁22 相对于横向方向而分别从下轨道底壁21的两个端部(侧面)向上延伸；所述一对下轨道上壁23分别从一对下轨道外部侧壁22的上端部朝着下轨道20的纵向中心而在横向方向上延伸；并且所述一对下轨道内部侧壁M分别从一对下轨道上壁23的内端部向下延伸，并且定位在该对下轨道外部侧壁22之间。下轨道底壁21和一对下轨道外部侧壁22分别通过一对下轨道下球体接触R部分 25而进行连接，并且该对下轨道外部侧壁22和该对下轨道上壁23分别通过一对下轨道上球体接触R部分26而进行连接。上轨道30具有上轨道顶壁31、一对上轨道侧壁32和一对上轨道球体支承壁33。 水平的上轨道顶壁31固定到车辆座椅。所述一对上轨道侧壁32与上轨道顶壁31进行连续，并且该一对上轨道侧壁32相对于横向方向分别从上轨道顶壁31的两个端部(侧面)而在一对下轨道内部侧壁M之间延伸到下轨道20当中。所述一对上轨道球体支承壁33分别从该一对上轨道侧壁32的下端部而朝着该一对下轨道上壁23向外并向上延伸。每个上轨道球体支承壁33在其下部具有上轨道下球体接触R部分34，该上轨道下球体接触R部分34被形成为面向邻近的下轨道20的下轨道下球体接触R部分25，并且该上轨道球体支承壁33在上轨道下球体接触R部分34的上方具有上轨道上球体接触R部分35，该上轨道上球体接触R部分35被形成为面向邻近的下轨道20的下轨道上球体接触 R部分26。每个上轨道球体支承壁33进一步地在上轨道下球体接触R部分34和上轨道上球体接触R部分35之间具有竖直的连接壁36，上轨道下球体接触R部分34和上轨道上球体接触R部分35通过该连接壁36而进行连接。每个上轨道球体支承壁33的上轨道下球体接触R部分34和上轨道上球体接触R 部分35中的每一者都具有曲率，从而将下球体40保持(插入)在上轨道下球体接触R部分34和邻近的下轨道下球体接触R部分25之间，并且将上球体50保持(插入)在上轨道上球体接触R部分35和邻近的下轨道上球体接触R部分沈之间。然而，每个上轨道球体支承壁33的上轨道下球体接触R部分34和上轨道上球体接触R部分35的形成曲率的区域(角度)分别小于邻近的下轨道下球体接触R部分25和邻近的下轨道上球体接触R部分沈所形成曲率的区域(角度)。每个邻近的下轨道下球体接触R部分25和每个邻近的下轨道上球体接触R部分沈被形成为延伸了 90度角，而每个上轨道球体支承壁33的上轨道下球体接触R部分34的弯曲区域(角度)特别小(可以被减小)，从而能够被扁平表面 (扁平表面区域)所替代。下轨道下球体接触R部分25的曲率半径Rl和上轨道下球体接触R区域34的曲率半径Rl'中的每一者被限定成大于下球体40的半径rl。类似地，下轨道上球体接触R 部分26的曲率半径R2和上轨道上球体接触R部分35的曲率半径R2'中的每一者被限定成大于上球体50的半径r2。曲率半径Rl和曲率半径Rl'可以互相相同或者互相具有轻微差异。类似地，曲率半径R2和曲率半径R2'可以互相相同或者互相具有轻微差异。图3是显示实验数据的图表，其表示了当下球体40或者上球体50的半径r (rl或者r2)与球体接触R部分(25、26、34或35)的曲率半径R(R1、R2、Rl ‘或者R2')之间的比值发生变化的时候，在球体接触R部分(25、26、34或3 上的接触表面压力的变化。正如从图3中的图表能够理解的那样，接触表面压力的剧烈变化的边界存在于(被限定在) R/r (曲率半径R除以半径r)的值等于1. 1的点和R/r的值等于1. 2的点之间。考虑到这个事实以及由于制造公差导致的下轨道20和上轨道30的球体接触R部分的曲率半径的变化，则通过将曲率半径R设定成使其等于或大于半径r的大约1. 1倍(亦即，R彡1. Ir)；更加理想地是等于或大于半径r的大约1.2倍(亦即，1.2r)，能够确保下球体40和上球体50的可靠的滚动能力，而不管球体接触R部分25、26、34或35的曲率半径R的变化。另一方面，每个球体接触R部分(25和沈)的曲率半径R(R1和R2)的上极限值被设定成使得与球体(40或50)相接触的球体接触R部分的表面压力变得等于或小于考虑了轨道材料所允许的表面压力。除了每个下轨道下球体接触R部分25和每个下轨道上球体接触R部分沈之外，每个上轨道下球体接触R部分34和每个上轨道上球体接触R部分35每一者也是形成为以上示例的实施方式的R部分那样；然而，在每个上轨道下球体接触R部分34和每个上轨道上球体接触R部分35当中的每个上轨道下球体接触R部分34特别可以被形成为扁平部分。 另一方面，希望每个上轨道上球体接触R部分35被形成为表面压力小于上述实施方式的扁平表面的表面压力的R部分，这是因为每个上轨道上球体接触R部分35所扮演的角色是通过相关联的下球体40而向相关联的上轨道上球体支承壁33提供挠性。图2是用于显示上轨道30在其自由状态下的理想形状。在上轨道30的左半部和右半部(图2中仅仅显示了上轨道30的左半部)的每一者当中，当上轨道30在受到施加于该上轨道30的正交载荷的时候，上壁31和上轨道侧壁32之间的连接角落的内表面变成了假想的变形转动中心X。上轨道30在其自由状态下的横截面形状被确定，从而在线段Y 和线段Z之间限定了向外的交角(cross angle) α，所述线段Y连接了假想的变形转动中心X和相关联的下球体40的中心，所述线段Z与相关联的下球体40相切并且与上轨道下球体接触R部分；34相切，该α角度处于从80度到小于90度的范围内，更加理想的是介于
8从80度到88度的范围内。通过利用这种方式来设定向外的交角α，可以确保该对上轨道侧壁32被制造成能够通过下球体40而向内弹性变形(亦即，在互相朝着对方的方向上弹性变形)。相反地，该对上轨道侧壁32在互相远离的反向上的向外变形可能会损害滑轨设备10的可滑动性。换言之，当线段Y和线段Z呈直角(90度角)互相相交的时候，上轨道30的承载性能在理论上变为最大。然而，如果上轨道30被设计成使得线段Y和线段Z呈直角而互相相交的话，则当上轨道30的形状由于制造公差而发生变化的时候，向外的交角α可能变得大于90度，从而该对上轨道侧壁32会变得易于向外变形，因此对滑轨设备10的可滑动性产生不利影响。在滑轨设备10的本实施方式当中，滑轨设备10的形状被限定成使得即使存在制造公差的情况下，向外的交角α总是小于90度。对上轨道30在其自由状态下的这种形状的限定独立于下轨道下球体接触R部分25的曲率半径Rl和上轨道下球体接触R部分 34的曲率半径Rl ’ (该二者的每一者都被限定成大于下球体40的半径rl)，并且独立于下轨道上球体接触R部分沈的曲率R2和上轨道上球体接触R部分35的曲率半径R2 ‘(该二者的每一者都被限定成大于上球体50的半径r2)。很显然，可以在本文中描述的本发明的具体实施方式
中进行很多改变，这种修改处于所要保护的本发明的精神和范围之内。要指出的是，本文中包含的所有事物是示例性的，而并非是限制本发明的范围。
权利要求
1.一种滑轨设备，包括具有不变横截面的下轨道、具有不变横截面的并且与所述下轨道能够自由地滑动接合的上轨道、以及多个球体，所述球体安装在所述下轨道和所述上轨道之间，其中所述下轨道包括 下轨道底壁；一对下轨道侧壁，该一对下轨道侧壁分别从相对于横向方向的所述下轨道底壁的两个端部处向上延伸；一对下轨道上壁，该一对下轨道上壁分别从所述一对下轨道侧壁的上端部朝着在横向方向所述下轨道的中心延伸；一对下轨道下球体接触R部分，所述一对下轨道侧壁通过该一对下轨道下球体接触R 部分而分别连接到所述下轨道底壁；以及一对下轨道上球体接触R部分，所述一对下轨道上壁通过该一对下轨道上球体接触R 部分而分别连接到所述一对下轨道侧壁， 其中所述上轨道包括 上轨道顶壁；一对上轨道侧壁，该一对上轨道侧壁与所述上轨道顶壁进行连续，并且该一对上轨道侧壁分别从相对于所述横向方向的所述上轨道顶壁的两个侧面而在所述一对下轨道上壁之间向下延伸到所述下轨道当中；以及一对上轨道球体支承壁，该一对上轨道球体支承壁分别从所述一对上轨道侧壁的下端部向外并向上延伸，其中所述一对上轨道球体支承壁的每一者都包括上轨道下球体接触部分和上轨道上球体接触部分，该上轨道下球体接触部分被形成为面向所述下轨道的所述一对下轨道下球体接触R部分中邻近的下轨道下球体接触R部分，该上轨道上球体接触部分被形成为面向所述下轨道的所述一对下轨道上球体接触R部分中邻近的下轨道上球体接触R部分，其中所述球体包括一对上球体和一对下球体，该一对上球体分别安装在所述下轨道的所述一对下轨道上球体接触R部分和所述上轨道的所述一对上轨道球体支承壁的所述上轨道上球体接触部分之间；所述一对下球体分别安装在所述下轨道的所述一对下轨道下球体接触R部分和所述上轨道的所述一对上轨道球体支承壁的所述上轨道下球体接触部分之间，其中所述下轨道的所述下轨道下球体接触R部分的曲率半径大于所述下球体的半径，并且其中所述下轨道的所述下轨道上球体接触R部分的曲率半径大于所述上球体的半径。
2.根据权利要求1所述的滑轨设备，其中，在所述上轨道的所述一对上轨道球体支承壁的每一者的所述上轨道下球体接触部分和所述上轨道上球体接触部分之中，至少所述上轨道上球体接触部分被形成为上轨道上球体接触R部分，该上轨道上球体接触R部分被形成为在横截面中具有特定曲率的圆弧形。
3.根据权利要求2所述的滑轨设备，其中所述上轨道的所述上轨道上球体接触R部分的曲率半径大于所述上球体的所述半径。
4.根据权利要求2所述的滑轨设备，其中，所述上轨道的所述一对上轨道球体支承壁的每一者的所述上轨道下球体接触部分被形成为上轨道下球体接触R部分，该上轨道下球体接触R部分被形成为在横截面中具有特定曲率的圆弧形，所述上轨道下球体接触R部分的曲率半径大于所述下球体的所述半径。
5.根据权利要求1所述的滑轨设备，其中满足以下条件 Rl≥1. lrl，并且R2 ≥ 1. Ir2,其中rl表示所述下球体的所述半径， r2表示所述上球体的所述半径，Rl表示所述下轨道下球体接触R部分的所述曲率半径，并且 R2表示所述下轨道上球体接触R部分的所述曲率半径。
6.根据权利要求1所述的滑轨设备，其中当所述上轨道受到施加在该上轨道上的正交载荷而进行弹性变形的时候，所述上轨道的所述上轨道顶壁和所述上轨道的所述一对上轨道侧壁之间的两个连接拐角的每个内表面用作假想的变形转动中心，并且其中所述上轨道的横截面形状被确定成在第一线段和第二线段之间限定了向外的交角，该第一线段连接了所述假想的变形转动中心和所述一对下球体中的相关一个球体的中心，该第二线段与所述一对下球体中相关球体相切并且与所述上轨道下球体接触R部分相切，所述交角的角度处在从80度到小于90度的范围内。
7.根据权利要求1所述的滑轨设备，其中所述下轨道还包括一对下轨道内部侧壁，该一对下轨道内部侧壁定位在所述一对下轨道侧壁之间，且该一对下轨道内部侧壁分别从所述一对下轨道上壁的内端部而向下延伸。
8.根据权利要求1所述的滑轨设备，其中所述一对上轨道球体支承壁的每一者还包括竖直的连接壁，所述上轨道下球体接触部分和所述上轨道上球体接触部分通过该竖直的连接壁而进行连接。
全文摘要
一种用于车辆座椅的滑轨设备，包括下轨道、与所述下轨道能够自由地滑动接合的上轨道、以及多个球体，所述球体安装在下轨道和上轨道之间。所述下轨道包括下轨道底壁、一对下轨道侧壁、一对下轨道上壁、一对下轨道下球体接触R部分和一对下轨道上球体接触R部分。所述上轨道包括上轨道顶壁、一对上轨道侧壁和一对上轨道球体支承壁。每个上轨道球体支承壁包括上轨道下球体接触部分和上轨道上球体接触部分。所述下轨道的下轨道下球体接触R部分的曲率半径大于下球体的半径，并且所述下轨道的所述下轨道上球体接触R部分的曲率半径大于上球体的半径。
文档编号B60N2/07GK102555844SQ20111040819
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月9日 优先权日2010年12月13日
发明者木村明弘 申请人:白木工业株式会社