CN101234629B - 电动转向锁定装置及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动转向锁定装置及其组装方法，该电动转向锁定装置构成为能够抑制利用旋转驱动力并通过齿轮机构使锁杆在锁定位置和开锁位置间相对转向轴移动时所产生的碰撞声等异常噪声的发生。该构成具有：安装在车辆的转向柱支柱的安装孔部中的锁体、生成旋转驱动力的驱动部、利用驱动部的旋转驱动力并通过齿轮机构而旋转的旋转轴、通过与旋转轴螺纹结合并旋转而在轴方向上移动的锁块、通过锁块的移动而在锁定转向轴的锁定位置和解除锁定的开锁位置之间移动的锁杆、由旋转轴的至少一端来承受旋转轴的轴向载荷的承载部、通过嵌合插入到锁体的安装孔部中来进行安装的安装爪部、与旋转轴的外径部可旋转滑动地嵌合并承受径向载荷的轴承爪部。

Description

电动转向锁定装置及其组装方法

技术领域

本发明涉及汽车等车辆中适用的电动转向锁定装置及其组装方法。

背景技术

作为以往的电动转向锁定装置，例如有如下装置。一种将通过旋转电机而旋转的蜗杆、随着蜗杆的旋转而旋转的螺旋齿轮、与该螺旋齿轮的旋转连动地动作的锁臂及凸轮、以及在锁定位置和开锁位置间相对转向轴移动的锁块和锁杆，收容在锁体中的构成的电动转向锁定装置(例如，专利文献1、2)。

该电动转向锁定装置构成为，通过使旋转电机相互向相反方向旋转，使锁杆在锁定位置和开锁位置之间相对转向轴移动。

专利文献1：日本专利特开2004-231123公报

专利文献2：日本专利特开2003-276565公报

但是，根据专利文献1等的电动转向锁定装置，存在如下问题：如上所述，由于采用利用旋转电机并通过蜗轮来使螺旋齿轮旋转、且使旋转电机朝着相互相反方向旋转的构成，所以当每次电机旋转时，在螺旋齿轮上承受有沿旋转轴方向的轴向载荷，并与轴承强烈地接触而产生碰撞声等异常噪声。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电动转向锁定装置及其组装方法，该电动转向装置构成为能够抑制利用旋转驱动力并通过齿轮机构使锁杆在锁定位置和开锁位置间相对转向轴移动时所产生的碰撞声等异常噪声的发生。

(1)本发明为了达成上述目的，提供一种电动转向锁定装置，其特征在于，具有：锁体，其安装在车辆的转向柱支柱的安装孔部中；驱动部，其生成旋转驱动力；旋转轴，其利用上述驱动部的上述旋转驱动力并通过齿轮机构进行旋转；锁块，其通过与上述旋转轴螺纹结合并旋转，而在轴方向上移动；锁杆，其通过上述锁块的移动，而在对转向轴进行锁定的锁定位置和解除上述锁定的开锁位置之间移动；以及轴套，其具有承载部、安装爪部和轴承爪部，该承载部由上述旋转轴的至少一端来承受上述旋转轴的轴向载荷，该安装爪部通过嵌合插入到上述锁体的孔部中来进行安装，该轴承爪部与上述旋转轴的外径部可旋转滑动地嵌合并承受径向载荷。

(2)优选地，上述(1)中记载的电动转向锁定装置，其特征在于，在上述旋转轴的端部上，上述轴套的上述承载部与上述旋转轴的端部以无间隙且可旋转滑动的状态相接触。

(3)本发明为了达成上述目的，提供一种电动转向锁定装置的组装方法，其特征在于，具有：轴套插入工序，将轴套向安装在车辆的转向柱支柱的安装孔部中的锁体孔部中插入直到中途位置，来进行预组装；旋转轴装入工序，在上述轴套插入工序后，收容在上述锁体中的旋转轴的至少一端一边推压上述轴套的承载部一边装入到规定的位置。

根据本发明的实施方式，可以提供一种能够抑制利用旋转驱动力并通过齿轮机构使锁杆在锁定位置和开锁位置之间相对转向轴移动时所产生的碰撞声等异常噪声的发生的构成的电动转向锁定装置及其组装方法。

附图说明

图1是表示装配在汽车等车辆的转向柱支柱1上的、本发明的实施方式涉及的电动转向锁定装置10的各构成部件的组装关系的分解立体图。

图2是表示装配在转向柱支柱1上的状态的转向锁定装置10的图，是表示图1所示的转向锁定装置10在被组装的状态下的、包括旋转轴30等中心线的截面的剖视图。

图3中(a)、(b)分别是轴套40的俯视图、侧视图，(c)是表示(a)图的A-A截面的剖视图，(d)是(b)图中的A部放大图。另外，图3(e)是表示将轴套40压入到锁体主体21或者锁体盖22的孔部21a、22a中的状态的俯视图。

图4(a)是各部件从同一方向被装入的状态，锁体盖22相对锁体主体21接合但未被固定的状态。图4(b)是表示在图4(a)中各部件被装入的状态下，从两侧挤压以使锁体主体21和锁体盖22达到规定的位置关系，并通过螺栓等固定进而完成组装的状态的图。

图5是表示锁杆60未与转向轴5的槽部5a卡合的脱卡状态的图。

符号说明如下：

1...转向柱支柱；5...转向轴；5a...槽部；10...转向锁定装置；20...锁体；21...锁体主体；22...锁体盖；21a、22a...孔部；30...旋转轴；30a...外螺纹部；30b...端部；31...蜗轮；40...轴套；40a...承载部；40b...安装爪部；40c...轴承爪部；40d...安装爪部前端部；40e...利边部；40f...轴承爪部前端部；50...锁块；50a...内螺纹部；60...锁杆；70...电机；71...蜗杆；80...第一弹簧；81...第二弹簧。

具体实施方式

(本发明的实施方式)

图1是表示装配在汽车等车辆的转向柱支柱1上的、本发明的实施方式涉及的电动转向锁定装置10的各构成部件的组装关系的分解立体图。

图2是表示装配在转向柱支柱1上的状态的转向锁定装置10的图，是表示图1所示的转向锁定装置10在被组装的状态下、包括旋转轴30等中心线的截面的剖视图。

转向锁定装置10构成为具有：锁体20、旋转轴30、蜗轮31、轴套40、锁块50、锁杆60、电机70、蜗杆71等部件。

锁体20具备：锁体主体21与锁体盖22。锁体主体21与锁体盖22由规定的材料形成，例如可通过镁压铸、或者铝压铸来形成。锁体主体21被安装于转向柱支柱1的规定位置。在该锁体主体21被安装于转向柱支柱1的状态下，从锁体主体21的大致中央部突出的后述锁杆60构成为，通过在锁定转向轴5的旋转的锁定位置与解除锁定的开锁位置之间移动，而能够形成与转向轴5的槽部5a卡合或脱卡的状态。

在锁体主体21和锁体盖22上，分别形成有后述的轴套40通过压入而嵌合的孔部21a、22a。该孔部21a、22a以组装完成时轴套40的承载部40a达不到孔部21a、22a底部的程度来形成深度。

在旋转轴30的中间部上，形成有与形成于后述的锁块50上的内螺纹部50a相螺纹结合的外螺纹部30a，另外，还安装有形成有齿轮的蜗轮31。端部30b通过轴套40以可旋转滑动的状态分别被锁体主体21和锁体盖22来两端支承。

图3中(a)、(b)分别是轴套40的俯视图、侧视图，(c)是表示(a)图中的A-A截面的剖视图，(d)是(b)图中的A部放大图。另外，图3(e)是表示将轴套40压入到锁体主体21或者锁体盖22的孔部21a、22a中的状态的俯视图。

轴套40由具有弹性的材质，例如不锈钢形成，并通过规定的配合嵌合在孔部21a、22a中而装配到锁体主体21和锁体盖22上。轴套40形成为具有承载部40a、安装爪部40b、轴承爪部40c。承载部40a成为与旋转轴30的端部30b接触的接触面，从该接触面侧沿着大致垂直方向交替并列地突出设置有各3个安装爪部40b和轴承爪部40c。

安装爪部40b，以能够通过压入与形成在锁体主体21或者锁体盖22上的孔部21a、22a发生嵌合的方式，做成从承载部40a到安装爪部前端部40d呈张开的形状。例如，各安装爪部前端部40d比承载部40a的尺寸向外侧倾斜0.2mm。另外，如图3(d)所示，在冲压加工时将冲裁方向设为图示箭头方向，这样被压入到孔部21a、22a的面成为毛边面，利边部40e因深陷到孔部21a、22a中而被做成不容易脱落的形状。

轴承爪部40c做成从承载部40a到轴承爪部前端部40f缩小的形状，以便以可旋转滑动的状态支承旋转轴30。轴承爪部40c用3个爪部来支承旋转轴30的外周面，例如，各个轴承爪部前端部40f比承载部40a的尺寸向内侧倾斜0.1mm。另外，轴承爪部前端部40f的最前端的部分，为了能够容易地进行与旋转轴30的组装作业，例如分别向外侧倾斜0.2mm。

对上述的旋转轴30而言，旋转轴30的外周面以可旋转滑动的状态被3个轴承爪部40c无间隙地支承，而且其端部30b经轴套40并通过锁体主体21和锁体盖22以可旋转滑动的状态与轴套40的承载部40a无间隙地接触。由此，旋转轴30以在径向及轴向两个方向上无间隙且可旋转滑动的状态被支承。

锁块50通过内螺纹部50a与旋转轴30的外螺纹部30a螺纹结合，并通过旋转轴30的旋转可在旋转轴30的轴向上移动。锁块50经第一弹簧80和后述的锁杆60连结。另外，在控制器罩84中还具备第二弹簧81，来对锁块50施加与第一弹簧80的作用力呈相反方向的作用力，由此锁块50即使向锁杆60与转向轴5呈脱卡的方向(开锁方向)过多地移动，也能够使旋转轴30的外螺纹部30a与锁块50的内螺纹部50a螺纹结合。另外，在锁块50的下部，装配有用于由霍耳IC82来检测锁块50位置的磁铁83。

锁杆60经第一弹簧80与锁块50连结，通过旋转轴30的旋转而在锁定位置与开锁位置之间移动，以便相对转向轴5的槽部5a处于卡合或脱卡的状态。

作为驱动源的电机70经控制器罩84、挡片85安装于锁体主体21上，在电机70的轴上安装有蜗杆71，该蜗杆71与安装于旋转轴30上的蜗轮31螺纹结合。由此，电机70的旋转经蜗杆71及蜗轮31传递到旋转轴30上。

(本发明的实施方式涉及的电动转向锁定装置的组装方法)

将轴套40、锁杆60、第一弹簧80、锁块50、旋转轴30、控制器罩84、第二弹簧81、电机70、挡片85、轴套40以及锁体盖22从同一方向(图1中从右侧)相对于锁体主体21装入。

这里，设为在旋转轴30上预先安装有蜗轮31。另外，优选地，设置有下述轴套插入工序，即将轴套40向锁体主体21和锁体盖22的孔部21a、22a压入直到安装爪部40b的中途位置而使之处于预组装的状态。另外，优选地，将锁杆60、第一弹簧80、锁块50预先组装成为子部分(sub-assay)的状态来预先进行设置。

图4(a)是各部件从同一方向被装入的状态，是锁体盖22相对锁体主体21接合但未被固定的状态。另一方面，图4(b)是表示在图4(a)中各部件被装入的状态下，从两侧挤压以使锁体主体21和锁体盖22达到规定的位置关系，并通过螺栓等固定而完成组装的状态的图。通过该工序，旋转轴30的端部30b一边推压轴套40的承载部40a，一边轴套40被压入到孔部21a、22a中，而在旋转轴30的端部30b与轴套40的承载部40a之间无间隙(轴向松动)的状态下进行组装(旋转轴装入工序)。另外，在该旋转轴装入工序后，轴套40的承载部40a也达不到孔部21a、22a的底部。

在上述工序(图4(b))中，旋转轴30的外螺纹部30a与锁块50的内螺纹部50a尚未螺纹结合，即处于空转状态。这里，对锁杆60的前端施加载荷，并经第一弹簧80向与旋转轴30螺纹结合的方向对锁块50施加负荷。在该状态下，使电机70旋转，以使锁杆60向相对转向轴5的槽部5a呈脱卡状态的方向移动，由此旋转轴30的外螺纹部30a与锁块50的内螺纹部50a螺纹结合，而处于图2所示的组装状态(螺纹结合工序)。

通过以上各工序，电动转向锁定装置10的组装完成，且能够在该状态下装配到转向柱支柱1上。

(本发明的实施方式涉及的电动转向锁定装置的作用)

在锁杆60处于与转向轴5的槽部5a卡合的状态(图2)下，若向“ACC”、“ON”、“START”等位置操作车辆的按钮，则电机70向规定的旋转方向旋转，并经由蜗轮31、旋转轴30、锁块50驱动锁杆60，锁杆60与转向轴5的卡合被解除而处于脱卡状态。在该动作的过程中，电机70高速旋转(例如，9600rpm)，由此，旋转轴30因反作用力的缘故，而在其端部30b与轴套40的承载部40a之间承受很大的力。然而，端部30b与承载部40a以无间隙且可旋转滑动的状态相接触，而处于无晃动的状态，因此即使在上述动作中，也不会发生碰撞声等异常噪声。而且，在径方向上也是如此。另外，轴套40例如是由不锈钢形成，因此即使长期使用也不会出现由旋转轴30的旋转引起的磨削及磨损等问题。

图5是表示锁杆60未与转向轴5的槽部5a卡合的脱卡状态的图。在锁杆60处于与转向轴5的槽部5a脱卡的状态下，若向“LOCK”位置操作车辆的开关按钮，则电机70向与上述所示动作相反的旋转方向旋转，并经由蜗轮31、旋转轴30、锁块50、以及第一弹簧80驱动锁杆60，锁杆60与转向轴5的槽部5a卡合而处于卡合状态。即使在这种情况，与上述相同，旋转轴30因反作用力的缘故，其端部30b与轴套40的承载部40a之间承受很大的力，但由于端部30b与承载部40a以无间隙且可旋转滑动的状态接触，而处于无晃动的状态，因此在上述动作中，不会发生碰撞声等异常噪声。另外，当槽部5a的位置与锁杆60的位置不一致的情况下，通过转向轴5的旋转来使槽部5a的位置与锁杆60的位置一致的阶段中，通过第一弹簧80的作用力来使锁杆60与转向轴5的槽部5a卡合，从而处于卡合状态。

(本发明的实施方式的效果)

在锁杆60和转向轴5的槽部5a之间的卡合及脱卡动作过程中，通过电机70旋转轴30以高速旋转，并在旋转轴30上产生很大的反作用力。然而，根据本发明的实施方式，由于轴套40和旋转轴30之间在轴向方向及径向方向上均没有间隙，所以大幅度地抑制由上述动作引起的碰撞声等的异常噪声的产生。

另外，由于例如将由不锈钢形成的轴套40作为轴承来使用，所以即使进行长期使用，也不会出现由旋转轴30的旋转引起的磨削及磨损等的问题。

另外，由于在轴套40的安装爪部40b上形成利边部40e，所以在对锁体主体21或者锁体盖22的孔部21a、22a的预组装工序中，具有不易脱落的效果。

另外，在电动转向锁定装置的组装方法中，具有如下工序：轴套插入工序，将轴套40向锁体20(锁体主体21和锁体盖22)的孔部21a、22a中插入直到中途位置来进行预组装；旋转轴装入工序，在该轴套插入工序后，收容在锁体20中的旋转轴30的端部30b一边推压轴套40的承载部40a一边装入到规定的位置上，因此，轴套40的承载部40a一边被向旋转轴30的端部30b推压，一边被压入到孔部21a、22a中。由此，在旋转轴30的端部30b和轴套40之间无间隙的状态下，能够将旋转轴30以可旋转滑动的状态容易地进行组装。

Claims (8)

1.一种电动转向锁定装置，其特征在于，具有：

锁体，其安装在车辆的转向柱支柱的安装孔部中、且具备锁体主体和锁体盖；

驱动部，其生成旋转驱动力；

旋转轴，其利用上述驱动部的上述旋转驱动力并通过齿轮机构进行旋转；

锁块，其通过与上述旋转轴螺纹结合并旋转，而在轴方向上移动；

锁杆，其通过上述锁块的移动，而在对转向轴进行锁定的锁定位置和解除上述锁定的开锁位置之间移动；以及

轴套，其具有承载部、安装爪部和轴承爪部，该承载部在其与上述旋转轴的端部以无间隙地可旋转滑动的状态相接触的情况下，由上述旋转轴的至少一端承受上述旋转轴的轴向载荷，该安装爪部通过嵌合插入到上述锁体的孔部中而被安装，该轴承爪部与上述旋转轴的外周面可旋转滑动且无间隙地嵌合并承受径向载荷，

上述锁体的上述锁体主体及上述锁体盖形成有通过压入来嵌合上述轴套的上述孔部，

上述锁体主体及上述锁体盖的各自的上述孔部，以在组装完成时上述轴套的上述承载部达不到各自的上述孔部的底部的程度来形成深度。

2.根据权利要求1所述的电动转向锁定装置，其特征在于，上述旋转轴的各个端部通过上述轴套以可旋转滑动的状态分别被上述锁体主体和上述锁体盖来两端支承。

3.根据权利要求1所述的电动转向锁定装置，其特征在于，上述轴套由具有弹性的材质形成。

4.根据权利要求1所述的电动转向锁定装置，其特征在于，上述轴套的上述安装爪部，以通过压入能够与上述锁体或者上述锁体盖的上述孔部嵌合的方式，做成从上述承载部到上述安装爪部的前端部呈张开的形状。

5.根据权利要求1所述的电动转向锁定装置，其特征在于，上述轴套的上述轴承爪部，以可旋转滑动的状态支承上述旋转轴的方式，做 成从上述承载部到上述轴承爪部的前端部缩小的形状。

6.根据权利要求1所述的电动转向锁定装置，其特征在于，上述旋转轴的外周面被3个上述轴承爪部以无间隙且可旋转滑动的状态支承。

7.根据权利要求1所述的电动转向锁定装置，其特征在于，上述旋转轴的外螺纹部和上述锁块的内螺纹部发生螺纹结合。

8.一种电动转向锁定装置的组装方法，其特征在于，具有：

轴套插入工序，将轴套向在车辆的转向柱支柱的安装孔部中安装的锁体的孔部中插入直到中途位置来进行预组装；

旋转轴装入工序，在上述轴套插入工序后，收容在上述锁体中的旋转轴的至少一端一边推压上述轴套的承载部一边装入到规定的位置，其中，

上述轴套具有承载部、安装爪部和轴承爪部，该承载部在其与上述旋转轴的端部以无间隙地可旋转滑动的状态相接触的情况下，由上述旋转轴的至少一端承受上述旋转轴的轴向载荷，该安装爪部通过嵌合插入到上述锁体的孔部中而被安装，该轴承爪部与上述旋转轴的外周面可旋转滑动且无间隙地嵌合并承受径向载荷，

上述锁体的锁体主体及锁体盖形成有通过压入来嵌合上述轴套的上述孔部，

上述锁体主体及上述锁体盖的各自的上述孔部，以在组装完成时上述轴套的上述承载部达不到各自的上述孔部的底部的程度来形成深度。 

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