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Die Erfindung betrifft eine elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung, mit der das Drehen des Lenkrades beim Parken eines Fahrzeugs elektrisch verriegelt wird.
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In den letzten Jahren sind Fahrzeuge mit einer elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung, mit der zum Verhindern des Diebstahls das Drehen des Lenkrades beim Parken verriegelt wird, verfügbar. Solche elektrisch betätigte Lenkradschlosseinrichtung ist wie folgt vorgesehen: Wenn beispielsweise beim Betriebszustand des Verbrennungsmotors der Motoranlassschalter vom Fahrer ausgeschaltet wird, wird dies erfasst und der elektrische Motor wird angetrieben, wobei das Drehen des Lenkrades blockiert, indem das Verriegelungselement mit dem elektrischen Motor bewegt wird und in die Eingriffsausnehmung der Lenkwelle eingreift. Wenn beim Stillzustand des Verbrennungsmotors der Motoranlassschalter vom Fahrer eingeschaltet wird, wird dies erfasst und der elektrische Motor wird angetrieben, wobei das Verriegelungselement mit dem elektrischen Motor bewegt wird und der Eingriff zwischen dem Verriegelungselement und der Eingriffsausnehmung der Lenkwelle gelöst, so dass durch Entriegelung des Lenkrades die Lenkbetätigung erlaubt wird.
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In der o.g. elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung ist ein Antriebsmechanismus, mit dem die Drehung des elektrischen Motors in die Hin- und Herbewegung (Linearbewegung) des Verriegelungselementes umgesetzt wird, vorgesehen. Als solcher Antriebsmechanismus ist ein in
4 gezeigter Antriebsmechanismus in der
JP2012-011788A vorgeschlagen.
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4 zeigt einen Längsschnitt der in der
JP2012-011788A vorgeschlagenen elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung
101, wobei ein Verriegelungselement
105 im Gehäuse
102 der elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung
101 aufgenommen ist. Dieses Verriegelungselement
105 besteht aus einem am unteren Umfang das Außengewinde
106a eingegrabenen, etwa zylinderförmigen Mitnehmer
106 und einer im Mitnehmer
6 vertikal bewegbar aufgenommenen, plattenförmigen Schlossschraube
107. Auf der Schlossschraube
107 ist ein in vertikale Richtung langes Langloch
107a ausgebildet. Die Schlossschraube
107 ist über den durch das Langloch
107a quer geführten Stift
108 mit dem Mitnehmer
106 verbunden.
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Im Gehäuse 102 ist ein nicht gezeigter elektrischer Motor als Antrieb aufgenommen, wobei die Drehung des elektrischen Motors mit dem Antriebsmechanismus in die vertikale Bewegung des Verriegelungselementes 105 umgesetzt wird, so dass sich das Verriegelungselement 105 zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition bewegt. Dieser Antriebsmechanismus umfasst einen Schraubmechanismus, der aus einer an der Ausgangswelle des elektrischen Motors montierten Schnecke 119, einem am Außenumfang des zylinderförmigen Getriebeelementes 112 ausgebildeten Schneckenrad 112a, einem am Innenumfang des Getriebeelementes 112 eingegrabenen Innengewinde 112b und einem in das Innengewinde eingreifenden Außengewinde 106a des Mitnehmers 106 besteht. Die Schnecke 119 und das Schneckenrad 112a stehen miteinander im Eingriff. Das Getriebeelement 112 ist in vertikale Richtung nicht bewegbar und aber drehbar aufgenommen, indem das obere Ende des Getriebeelementes durch die in der Art wie Zylinder mit Stufe ausgebildete, das Verriegelungselement haltende Halterung 102d des Gehäuses 102 drehbar gehalten wird und das untere Ende des Getriebeelementes in ein das Getriebe aufnehmendes Zylinderteil 3b einer Klappe 103 eingefügt wird.
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Beim Stillstand des Verbrennungsmotors liegt die Schlossschraube 107 des Verriegelungselementes 105, wie in 4 gezeigt, in der Verriegelungsposition, die der oberen Grenze entspricht. Das obere Ende der Schlossschraube ragt aus dem Gehäuse 102 nach oben hervor und steht mit der Eingriffsausnehmung der nicht gezeigten Lenkwelle im Eingriff, so dass die Drehung des Lenkwelle blockiert ist.
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Wird der Motoranlassschalter im obigen Zustand vom Fahrer eingeschaltet, so wird der elektrische Motor aktiviert, so dass die Drehung der Ausgangswelle des elektrischen Motors durch die Schnecke 119 und das Schneckenrad 112a reduziert und auf das Getriebeelement 112 übertragen, wobei die Richtung der Drehung rechtwinklig umgewandelt wird. Somit wird der Mitnehmer 106, der den in die am Innenumfang des Getriebeelementes 112 eingegrabene Innengewinde 112a eingreifenden Außengewinde 106a aufweist, gegen die Federkraft der Feder 109 nach unten bewegt. Wenn der Mitnehmer 106, wie hier ausgeführt, nach unten bewegt wird, wird die Schlossschraube 107, die über den Stift 108 mit dem Mitnehmer 106 verbunden ist, nach unten bewegt und die Entriegelungsposition, die der unteren Grenze entspricht, erreicht. Dann wird das obere Ende der Schlossschraube 107 innerhalb des Gehäuses 102 untergebracht. Dadurch wird der Eingriff zwischen der Schlossschraube 107 und der Eingriffsausnehmung der Lenkwelle gelöst. Somit wird die Verriegelung der Lenkwelle gelöst und der Entriegelungszustand wird erreicht. Das Lenkrad kann nun vom Fahrer gedreht werden.
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Wenn bei der in
4 gezeigten, in der
JP2012-011788A vorgeschlagenen elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung
101 im Verriegelungszustand, in dem die Schlossschraube
107 mit der Eingriffsausnehmung der Lenkwelle im Eingriff steht, ein Drehmoment auf die Lenkwelle wirkt, wirkt das beim stationären Zustand des Fahrzeugs durch Lenken auftretende Drehmoment auf die Schlossschraube
107, so dass die Innenfläche der Eingriffsausnehmung der Lenkwelle an die Schlossschraube
107 angedrückt wird. So entsteht das Problem, dass die Verriegelungszustand nicht gelöst werden kann.
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Wenn im obigen Zustand der Entriegelungsbetrieb durchgeführt wird, wird das mit dem Antrieb des elektrischen Motors rotierende Getriebeelement 112 durch die Wirkung des Schraubmechanismus in die hervorragende Richtung (nach oben in 4) der Schlossschraube 107 bewegt, so dass das obere Stirnfläche des Getriebeelementes an die obere Fläche (die in die hervorragende Richtung gerichtete Fläche) angedrückt wird. Damit wird der Reibwiderstand zwischen diesen beiden Flächen erhöht und die Drehkraft des Getriebeelementes 112 wird reduziert. Wird die Drehkraft so reduziert, wird die Kraft zum Herausziehen der Schlossschraube 107 auch reduziert, so dass das Lösen des Verriegelungszustandes durch das Herausziehen der Schlossschraube 107 nicht mehr möglich ist.
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Ferner entsteht auch das Problem, dass beispielsweise auch im unbelasteten Zustand, in dem das beim stationären Zustand des Fahrzeugs durch Lenken auftretende Drehmoment nicht auf die Schlossschraube 7 wirkt, wegen des Reibwiderstandes zwischen Bauteilen die Drehung des Getriebeelementes 112 belastet und damit der Entriegelungsbetrieb lang dauert.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch betätigte Lenkradschlosseinrichtung zu schaffen, mit welcher durch die Erhöhung der Kraft zum Herausziehen der Schlossschraube der Verriegelungsbetrieb in kurzer Zeit sicher durchgeführt werden kann.
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Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 wird die Aufgabe bei der elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung, mit einem elektrischen Motor, einem mit dem elektrischen Motor vorwärts und rückwärts angetriebenen Getriebeelement, einem Verriegelungselement, das zwischen einer Verriegelungsposition, in der durch einen zwischen dem Verriegelungselement und dem Getriebeelement zwischengeschalteten Schraubmechanismus dieses Verriegelungselement mit der Lenkwelle des Fahrzeugs im Eingriff steht, und der Entriegelungsposition, in der der Eingriff gelöst ist, bewegbar ist, sowie einem Gehäuse, das den elektrischen Motor, das Getriebeelement und das Verriegelungselement aufnimmt und eine das Getriebeelement aufnehmende Aufnahme aufweist, die die in Richtung der Drehachse gerichtete Bewegung des Getriebeelementes begrenzt und das Getriebeelement drehbar hält, dadurch gelöst, dass zwei Zwischenelemente zwischen dem in Richtung der Verriegelungsposition gerichteten Ende des Getriebeelementes und der das Getriebeelemente aufnehmenden Aufnahme im Gehäuse angeordnet sind, wobei der Reibwiderstand zwischen den Zwischenelementen niedriger vorgegeben ist als der Reibwiderstand zwischen dem einen Zwischenelement und dem Getriebeelement, als der Reibwiderstand zwischen dem anderen Zwischenelement und dem Gehäuse sowie als der Reibwiderstand zwischen dem Getriebeelement und dem Gehäuse.
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Die Erfindung nach Anspruch 2 ist gegenüber der Erfindung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubmechanismus ein an der etwa zylinderförmigen Innenumfangsfläche des Getriebeelementes ausgebildetes Innengewinde und ein an der Außenumfangsfläche des Verriegelungselementes ausgebildetes Außengewinde aufweist, sowie dass die Zwischenelemente ringförmig ausgebildet und durch das Verriegelungselement führend angeordnet sind.
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Die Erfindung nach Anspruch 3 ist gegenüber der Erfindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenelemente zwischen einer am Verriegelungselement montierten Bewegungsbeschränkung und einer Stirnfläche des Getriebeelementes angeordnet sind.
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Gemäß der Erfindung nach dem Anspruch 1, wenn bei dem Entriegelungsbetrieb der Zustand erreicht wird, in dem wegen des beim stationären Zustand des Fahrzeugs durch Lenken auftretenden Drehmomentes auf die Schlossschraube diese Schlossschraube aus der Eingriffsausnehmung der Lenkwelle schwer herausziehbar ist, wird das Getriebeelement durch die Effekte des Schraubmechanismus in Verriegelungsrichtung hin bewegt und das Getriebeelement wird an das eine Zwischenelement angelegt. Da der Reibwiderstand zwischen den Zwischenelementen kleiner ist als der Reibwiderstand zwischen dem einen Zwischenelement und dem Getriebeelement und der Reibwiderstand zwischen dem anderen Zwischenelement und dem Gehäuse, ist eine solche Tendenz vorhanden, dass das Zwischenelement zusammen mit dem Getriebeelement rotiert und das Zwischenelement zusammen mit dem Gehäuse dort bleibt. Somit liegt die Grenzfläche der Rollreibung zwischen den beiden Zwischenelementen. Da der Reibwiderstand zwischen den Zwischenelementen niedriger vorgegeben ist als der Reibwiderstand zwischen dem Getriebeelement und dem Gehäuse, wird der Reibwiderstand des mit dem Zwischenelement rotierenden Getriebeelementes niedrig gehalten. Deshalb wird die Kraft zum Herausziehen der Schlossschraube durch Erhöhung der Drehkraft des Getriebeelementes erhöht, so dass die Schlossschraube aus der Eingriffsausnehmung leicht herausgezogen werden kann und damit die der Entriegelungsbetrieb in kurzer Zeit sicher durchgeführt wird.
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Da der Reibwiderstand zwischen den Zwischenelementen niedrig vorgegeben ist, wird die auf das Getriebeelement wirkende Rotationsbelastung auch im unbelasteten Zustand, in dem das beim stationären Zustand des Fahrzeugs durch Lenken auftretende Drehmoment nicht auf die Schlossschraube wirkt, unterdrückt. Somit wird die Kraft zum Herausziehen der Schlossschraube durch Erhöhung der Drehkraft des Getriebeelementes erhöht, so dass die Schlossschraube aus der Eingriffsausnehmung leicht herausgezogen werden kann und damit die der Entriegelungsbetrieb in kurzer Zeit sicher durchgeführt wird.
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Da die Kraft zum Herausziehen der Schlossschraube wie oben erwähnt erhöht wird, kann der elektrische Motor miniaturisiert werden. Die Betriebsgeräuschreduzierung und die Miniaturisierung können auch erreicht werden.
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Gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 ist das Verriegelungselement innerhalb der ringförmigen Zwischenelemente so angeordnet, dass das Verriegelungselement durch die Zwischenelemente geführt werden. Somit können die Zwischenelemente und das Verriegelungselement nicht ineinander eingreifen, so dass die Bewegung des Verriegelungselementes nicht gestört wird.
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Gemäß der Erfindung nach Anspruch 3 sind die Zwischenelemente zwischen der am Mitnehmer montierten Bewegungsbeschränkung und der Stirnfläche des Getriebeelementes angeordnet. Somit können die Zwischenelemente so am Verriegelungselement angeordnet werden, dass die Zwischenelemente nicht herunterfallen. Dies wird dadurch erreicht, dass im Zustand, in dem bei der Montage das Verriegelungselement und das Getriebeelement teilweise ineinander eingeschraubt sind, die beiden Zwischenelemente unter dem Zustand, in dem das Verriegelungselement durch diese Zwischenelemente geführt ist, zwischen der Bewegungsbeschränkung und der Stirnfläche des Getriebeelementes angeordnet werden. Somit wird es ermöglicht, dass das Verriegelungselement, das Getriebeelement und die Zwischenelemente im zusammengesetzten Zustand am Gehäuse montiert werden, so dass die Montagefähigkeit erhöht wird und die Herstellungskosten niedrig gehalten werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand Ausführungsform zeigender Zeichnung näher erklärt: Es zeigen:
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1 eine perspektivische Explosionszeichnung der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung,
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2 einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung,
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3 das vom Boden gesehene Gehäuse der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung und
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4 einen Längsschnitt der in der
JP2012-011788A vorgeschlagenen elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung.
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[Konstruktion der elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung]
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1 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung. 2 zeigt einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des vom Boden gesehenen Gehäuses der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung.
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Die erfindungsgemäße elektrisch betätigte Lenkradschlosseinrichtung 1 dient zum elektrischen Verriegeln/Entriegeln der Drehung der nicht gezeigten Lenkwelle (Lenkrad), wobei das Gehäuse 2 der elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung aus dem unmagnetischen Metall (beispielsweise Magnesiumlegierung bzw. Zinklegierung) blockartig geformt ist, und die seitliche Öffnung des Gehäuses, wie in 2 gezeigt, mit der ebenfalls aus dem Metall ausgebildeten Klappe 3 überdeckt ist.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist eine bogenförmige Ausnehmung 2a am oberen Teil des Gehäuses 2 ausgebildet, wobei in die Ausnehmung 2a ein Mantelrohr eingefügt wird und dieses Mantelrohr mit einer mit dem Gehäuse 2 verbundenen, nicht gezeigten bogenförmigen Halterung am Gehäuse 2 befestigt wird. Durch das Mantelrohr ist die Lenkwelle geführt, wobei mit dem oberen Ende der Lenkwelle ein Lenkrad verbunden ist und mit dem unteren Ende der Lenkwelle ein Lenkgetriebegehäuse verbunden ist. Dies ist jedoch nicht in den Figuren gezeigt. Dreht der Fahrer das Lenkrad, so wird die Drehung über die Lenkwelle auf das Lenkgetriebegehäuse übertragen. Die erforderliche Lenkung wird dadurch durchgeführt, dass die Vorderräder durch Betrieb des Lenkmechanismus gelenkt wird.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist ein rechteckiger Steckermontierteil 2b zu einer Seite des Gehäuses 2 geöffnet, wobei an Seitenflächen des Gehäuses 2 mehrere kreisförmige Stiftlöcher 2c (in 4 lediglich 4 Stiftlöcher gezeigt), in die die Stifte 4 eingepresst werden, ausgebildet sind.
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Andererseits ist die Klappe 3 ein entlang der Form der seitlichen Öffnung des Gehäuses geformtes Bauteil. An den den Stiftlöchern des Gehäuses entsprechenden Stellen an den Seitenflächen und den Innenflächen sind mehrere Stiftdurchgangslöcher 3a (in 1 lediglich ein Stiftdurchgangsloch gezeigt) ausgebildet. Wie in 2 gezeigt ist, ist ein das Getriebe aufnehmendes Zylinderteil 3b, das wie ein einen Boden aufweisender Zylinder ausgebildet ist, an der inneren Bodenfläche der Klappe 3 einstückig und stehend angeordnet, wobei im Zentrum des das Getriebe aufnehmenden Zylinderteils 3b ein säulenförmiger Federsitz 3c einstückig und stehend angeordnet ist.
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Die Klappe 3 wird dadurch am Gehäuse 2 befestigt, dass die Klappe die seitliche Öffnung des Gehäuses 2 von der Seite überdeckend in die Umfangskante der seitlichen Öffnung des Gehäuses 2 eingefügt wird und dann die durch die an den Seitenflächen und den Innenflächen des Gehäuses 2 ausgebildeten mehrere Stiftlöcher 2c (s. 1) führenden Stifte 4 jeweils in die an der Klappe 3 ausgebildeten Stiftdurchgangslöcher 3a eingepresst wird.
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Wie in 3 gezeigt ist, sind eine ein Verriegelungselement aufnehmende, kreislochförmige Aufnahme 2A, eine eine Leiterbahn aufnehmende Aufnahme 2B, eine einen elektrischen Motor aufnehmende Aufnahme 2C, ein Montierteil 2D einer Schnecke und eine das Getriebesbauteil aufnehmende Aufnahme 2F am Gehäuse 2 ausgebildet, wobei die ein Verriegelungselement aufnehmende Aufnahme 2A und die eine Leiterbahn aufnehmende Aufnahme 2B über die in vertikale Richtung verlaufende, lange, schmale Verbindung 2E miteinander kommunizieren. Wie in 2 gezeigt ist, ist eine das obere Ende des Getriebeelementes 12 haltende Halterung 2d in der Mittelhöheposition der ein Verriegelungselement aufnehmenden Aufnahme 2A in der Art wie Zylinder mit Stufe ausgebildet. Hierbei besteht die das Getriebeelement aufnehmende Aufnahme 2F aus der das Verriegelungselement haltende Halterung 2d des Gehäuses 2 als das obere Ende und dem das Getriebe aufnehmenden Zylinderteil 3b der Klappe 3 als das untere Ende.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist das Verriegelungselement 5 in der das Verriegelungselement aufnehmenden Aufnahme 2A aufgenommen, wobei dieses Verriegelungselement 5 ein am unteren Umfang das Außengewinde 6a eingegrabenen, etwa zylinderförmigen Mitnehmer 6 aus einem unmagnetischen Metall und einer im Mitnehmer 6 vertikal bewegbar aufgenommenen, plattenförmigen Schlossschraube 7 umfasst. In der Schlossschraube 7 ist ein in vertikale Richtung verlaufendes, langes Langloch 7a ausgebildet, wobei diese Schlossschraube 7 über den quer zum Langloch 7a durchgehenden Stift 8 mit dem Mitnehmer 6 verbunden ist. Dieser Stift 8 ist in einem Stifteinführungsloch 6b durchgehend gehalten, indem dieser Stift 8 in das quer durch den Mitnehmer 6 führende Stifteinführungsloch 6b eingepresst wird.
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Die Schlossschraube 7 ist in einem im Gehäuse 2 ausgebildeten rechteckigen Schlossschraubeeinführungsloch 2e vertikal bewegbar eingefügt, wobei diese Schlossschraube durch eine zwischen dieser Schlossschraube und einer Zwischenwand des Mitnehmers 6 pressend angeordnete erste Feder 9 immer nach oben (vorherragende Richtung) gedrückt ist. In der Regel greift der Unterteil des Langlochs 7a der Schlossschraube 7, wie in 2 gezeigt, in den Stift 8 ein. Somit ist die Schlossschraube 7 zusammen mit dem Mitnehmer 6 vertikal bewegbar.
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Am oberen Außenumfang des Mitnehmers 6 sind ein horizontal verlaufender Arm 6A und ein in vertikale Richtung langer Drehanschlag 6B (s. 1) einstückig ausgebildet. Der Arm 6A, der auch zur Bewegungsbeschränkung dient, ist in der am Gehäuse 2 ausgebildeten Verbindung 2E vertikal bewegbar aufgenommen. Der Drehanschlag 6B verhindert die Drehung des Mitnehmers 6, indem der Drehanschlag in die am Gehäuse 2 ausgebildete Eingriffsnut 2h eingreift.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Magnetaufnahme 6d, die zu einer später erwähnten Leiterbahn 20 hin geöffnet ist, wie in 2 gezeigt, an der Spitze des Arms 6A ausgebildet, wobei in der Magnetaufnahme 6d ein Magnet 10 eingepresst ist. Dieser Magnet 10 ist so vorgesehen, dass das Herunterfallen dieses Magnetes mittels einer an der Spitze des Arms 6A montierten federartigen Halteplatte 11 verhindert wird.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist ein zylinderförmiger Getriebeelement 12 in der im Gehäuse 2 ausgebildeten, das Verriegelungselement aufnehmenden Aufnahme 2A drehbar aufgenommen. Der untere Außenumfang des Getriebeelementes 12 ist durch das am inneren Boden der Klappe 3 stehend angeordnete, das Getriebe aufnehmende Zylinderteil 3b drehbar gehalten. Der obere Außenumfang ist durch die am Gehäuse 2 ausgebildete, das Getriebeelemente 12 haltende, in der Art wie Zylinder mit Stufe ausgebildete Halterung 2d kraftschlüssig gehalten. Am oberen Außenumfang des Getriebeelementes 12 ist ein Schneckenrad (Schrägzahnrad) 12a ausgebildet. Am Innenumfang ist ein Außengewinde 12b ausgebildet. Das Innengewinde 12b des Getriebeelementes 12 und das Außengewinde 6a des Mitnehmers 6 greifen ineinander und bilden einen Schraubmechanismus.
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Das Getriebeelement 12 ist durch einen Haltedeckel 13 drehbar gehalten, der mit seinem Mittelteil in Axialrichtung am Gehäuse 2 befestigt ist. Das heißt, ein Kreisloch 13a ist, wie in 1 gezeigt, im Zentrum des Haltedeckels 13 ausgebildet, wobei das Mittelteil des Getriebeelementes 12 in Axialrichtung mittels des Haltedeckels 13 dadurch drehbar gehalten ist, dass durch das Kreisloch 13a das Getriebeelement 12 geführt ist. Der Haltedeckel 13 ist, wie in 1 gezeigt, mit den durch diesen Haltedeckel geführten zwei Schrauben 14 am Gehäuse 2 befestigt. Am Haltedeckel sind zwei Lagerteile 13b, 13c stehend angeordnet.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist der untere Teil des Mitnehmers 6 im Getriebeelement 12 eingeführt, wobei das am unteren Außenumfang des Mitnehmers 6 ausgebildete Außengewinde 6a mit dem am Innenumfang des Getriebeelementes 12 ausgebildeten Innengewinde 12b im Eingriff steht. Das Außengewinde 6a und das Innengewinde 12b bilden, wie oben erwähnt, ein Schraubmechanismus. Hierzu ist eine zweite Feder 15 zwischen dem im Zentrum des das Getriebe aufnehmenden Zylinderteils 3b der Klappe 3 ausgebildeten, säulenförmigen Federsitz 3c und der Zwischenwand 6c des Mitnehmers 6 pressend angeordnet. Das Verriegelungselement 5 (der Mitnehmer 6 und die Schlossschraube 7) ist durch die zweite Feder 15 immer nach oben (die hervorragende Richtung der Schlossschraube 7) gedrückt.
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In der den elektrischen Motor aufnehmenden Aufnahme 2C des Gehäuses 2 (s. 3) ist der elektrische Motor 16 querliegend aufgenommen, wobei der untere Teil des elektrischen Motors 16 mit dem aus einer Metallplatte bestehenden Motorbefestigungsdeckel 17 gestützt ist. Dieser Motorbefestigungsdeckel 17 ist mit den zwei Schrauben 18, die von unten durch den Motorbefestigungsdeckel geführt werden, am Gehäuse 2 befestigt.
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An der Ausgangswelle 16a des elektrischen Motors 16 ist eine Schnecke 19 mit einem kleinen Durchmesser montiert. Diese Schnecke 19 ist im am Gehäuse 2 ausgebildeten Montierteil 2D der Schnecke (s. 3) angeordnet und steht mit der am oberen Außenumfang des Getriebeelementes 12 ausgebildeten Schneckenrad 12a im Eingriff. Die Schnecke 19, das Schneckenrad 12a und der Schraubmechanismus (Außengewinde 6a und Innengewinde 12b) bilden einen Antriebsmechanismus, mit dem die Drehung der Ausgangswelle 16a des elektrischen Motors 16 in die Hin- und Herbewegung (vertikale Bewegung) umgesetzt wird. Die Ausgangswelle 16a des elektrischen Motors 16 ist mit den am Haltedeckel 13 ausgebildeten Lagerteilen 13b, 13c (s. 1) drehbar gelagert.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Leiterbahn 20 in der am Gehäuse 2 ausgebildeten, die Leiterbahn aufnehmenden Aufnahme 2B aufgenommen, wobei diese Leiterbahn 20, wie in 1 gezeigt, am Gehäuse 2 dadurch montiert, dass die Schrauben 21, die durch die an den drei Stellen der Leiterbahn ausgebildeten Einführungslöcher 20a der Schraube geführt werden, in die an den drei Stellen des Umfangsrandes der seitlichen Öffnung des Gehäuses 2 ausgebildeten Schraubenlöcher 2f eingeschraubt werden.
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Wie in 2 gezeigt ist, sind das erste Hallelement 22 und das zweite Hallelement 23 als das Magnetfeld erfassendes Element jeweils an der oberen und unteren Stelle der Innenseite der Leiterbahn 20, welche jeweils der Verriegelungsposition und der Entriegelungsposition entspricht, angeordnet. An der Leiterbahn 20 ist ein Stecker 24 montiert, mit dem ein von einer in der Karosserie eingebauten, nicht gezeigten ECU geführter, nicht gezeigter Stecker verbunden ist. Somit sind das erste Hallelement 22 und das zweite Hallelement 23 mit der ECU elektrisch verbunden. Der Stecker 24 ist in das am Seitenteil des Gehäuses 2 ausgebildete Steckermontierteil 2b (s. 1) integriert.
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In der vorliegenden Ausführungsform bildet die Verbindung 2E, durch die die am Gehäuse 2 ausgebildete, das Verriegelungselement aufnehmende Aufnahme 2A und die die Leiterbahn aufnehmende Aufnahme 2B miteinander verbunden sind, einen Raum, in dem der am Arm 6A des Mitnehmers 6 montierte Magnet 10 und die in der die Leiterbahn aufnehmende Aufnahme 2B aufgenommene Leiterbahn 20 einander gegenüberliegen. Wie in 2 gezeigt ist, ist ein Deckel 25 aus Harz zwischen dem Getriebeelement 12 und der Leiterbahn 20 angeordnet. Durch den Deckel 25 kann die Zerstreuung des Schmierfettes usw. zur Leiterbahn 20 verhindert werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei ringförmige Zwischenelemente 26, 27, wie in den 1 und 2 gezeigt, zwischen dem Ende in der nach Verriegelungsposition gerichteten Richtung (dem oberen Ende) des Getriebeelementes 12 und der das Getriebeelement aufnehmende Aufnahme 2F (der das Getriebeelement haltende Halterung 2d) des Gehäuses 2 übereinander zwischengeschaltet. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Zwischenelemente 26, 27, wie in 2 gezeigt, in der vertikalen Richtung zwischen dem Arm 6A des Mitnehmers 6, welcher auch zur Bewegungsbeschränkung des Verriegelungselementes 5 dient, und der oberen Fläche des Getriebeelementes 12 angeordnet.
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In der vorliegenden Ausführungsform bestehen die Zwischenelemente 26, 27 aus Teflon (eingetragene Schutzmarke), das einen niedrigen Reibwiderstand aufweist. Es ist jedoch nicht auf dies zu begrenzen. Die Zwischenelemente können aus beliebigen Materialen bestehen, die das Erfordernis erfüllt, dass der Reibwiderstand niedrig ist. Zum Beispiel können die Zwischenelemente 26, 27 aus dem einen hoch Reibwiderstand aufweisenden Metall bzw. Harz bestehen, das auf seiner Oberfläche eine Beschichtung, wie Molybdänbeschichtung usw., vorgesehen ist und deshalb einen niedrigen Reibwiderstand aufweist.
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Der Reibwiderstand zwischen den Zwischenelementen 26, 27 ist niedriger vorgegeben, als der Reibwiderstand zwischen dem Zwischenelement 26 und dem Gehäuse 2 (der das Getriebeelement haltende Halterung 2d) sowie der Reibwiderstand zwischen dem Getriebeelement 12 und dem Gehäuse 2 (der das Getriebeelement haltende Halterung 2d). Das heißt, es besteht die folgende Beziehung des Reibwiderstand zwischen den Bauteilen:
- – Reibwiderstand zwischen dem Zwischenelement 27 und dem Getriebe 12 > Reibwiderstand zwischen den Zwischenelementen 26 und 27,
- – Reibwiderstand zwischen dem Zwischenelement 26 und dem Gehäuse 2 > Reibwiderstand zwischen den Zwischenelementen 26 und 27, sowie
- – Reibwiderstand zwischen dem Getriebeelement 12 und dem Gehäuse 2 > Reibwiderstand zwischen den Zwischenelementen 26 und 27.
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[Betrieb sowie Effekte und Wirkungen der elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung]
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Im Folgenden wird der Betrieb (Verriegelungsbetrieb/Entriegelungsbetrieb) sowie die Effekte und Wirkungen der wie oben ausgeführten, elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung anhand der 2 erklärt.
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(Entriegelungsbetrieb)
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Wenn der nicht gezeigte Verbrennungsmotor außer Betrieb ist, liegt die Schlossschraube 7 des Verriegelungselementes 5, wie in 2 gezeigt, in der Verriegelungsposition, die der oberen Grenze entspricht, wobei das obere Ende der Schlossschraube 7 von dem Schlossschraubeeinführungsloch 2e zur Ausnehmung 2a hervorragt und in die Eingriffsausnehmung der nicht gezeigten Lenkwelle eingreift. Dadurch wird die Drehung des Lenkwelle blockiert und deshalb ist es in diesem Zustand nicht möglich, die nicht gezeigte Lenkwelle zu drehen. Somit wird der Diebstahl des Fahrzeugs verhindert. Hierbei liegt der im Arm des Mitnehmers 6 aufgenommene Magnet 10 in der Nähe des oberen, an der Leiterbahn 20 montierten, ersten Hallelements 22.
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Schaltet der Fahrer im obigen Zustand den Motoranlassschalter ein, erfasst die ECU dies und sendet ein Entriegelungssignal zur elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung 1. Sodann wird der elektrische Motor 16 vorwärts gedreht, indem die Stromversorgung zum elektrischen Motor durch die an der Leiterbahn 20 der elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung 1 montierte Steuerung durchgeführt wird.
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Wird der elektrische Motor 16 wie oben erwähnt vorwärts gedreht, so wird die Drehung der Ausgangswelle 16a des elektrischen Motors durch die Schnecke 19 und das Schneckenrad 12a reduziert und auf das Getriebeelement 12 übertragen, wobei die Richtung der Drehung rechtwinklig umgewandelt wird. Somit wird das Getriebeelement 12 entgegen dem Uhrzeigersinn(Pfeilrichtung a) in 1 gedreht. Sodann wird der Mitnehmer 6, der den in die am Innenumfang des Getriebeelementes 12 eingegrabene Innengewinde 12a eingreifenden Außengewinde 6a aufweist, gegen die Federkraft der zweiten Feder 15 nach unten bewegt. Wenn der Mitnehmer 6, wie hier ausgeführt, nach unten bewegt wird, wird die Schlossschraube 7, die über den mit dem Mitnehmer 6 einstückig ausgebildeten Arm 6A und den Stift 8 mit dem Mitnehmer 6 verbunden ist, nach unten bewegt.
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Erreicht die Schlossschraube 7, wie oben ausgeführt, durch ihre Bewegung nach unten die Entriegelungsposition, die der untere Grenze entspricht, so wird das obere Ende der Schlossschraube 7 innerhalb des Schlossschraubeeinführungslochs 2e des Gehäuses 2 untergebracht. Dadurch wird der Eingriff zwischen der Schlossschraube 7 und der Eingriffsausnehmung der Lenkwelle gelöst. Somit wird die Verriegelung der Lenkwelle gelöst und der Entriegelungszustand wird erreicht. Das Lenkrad kann nun vom Fahrer gedreht werden.
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Wird der Arm 6A des Mitnehmers 6 nach unten bewegt, kommt der an der Spitze des Arms aufgenommene Magnet 10 in die Nähe des zweiten Hallelements 23, das unterhalb der Leiterbahn 20 liegt und die magnetische Kraft des Magnetes 10 wird vom zweiten Hallelement 23 erfasst. Dadurch wird es erfasst, dass die Schlossschraube 7 in die Entriegelungsposition bewegt wurde. Der Antrieb des elektrischen Motors 16 wird dann von der Steuerung der Leiterbahn 20 gestoppt.
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Da ein Entriegelung-Beendigungssignal von der Steuerung zur karosserieseitigen ECU gesendet wird, wird der Entriegelungszustand gehalten und die Fahrt des Fahrzeugs wird erlaubt.
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Wenn bei dem o.g. Entriegelungsbetrieb der Zustand erreicht wird, in dem wegen des beim stationären Zustand des Fahrzeugs durch Lenken auftretenden Drehmomentes auf die Schlossschraube 7 diese Schlossschraube 7 aus der Eingriffsausnehmung der Lenkwelle schwer herausziehbar ist, wird das Getriebeelement 12 durch die Effekte des Schraubmechanismus in Verriegelungsrichtung (nach oben in 2) hin bewegt und das Getriebeelement 12 wird an das eine (untere) Zwischenelement 27 angelegt. Da der Reibwiderstand zwischen den Zwischenelementen 26, 27 kleiner ist als der Reibwiderstand zwischen dem einen Zwischenelement 27 und dem Getriebeelement 12 und der Reibwiderstand zwischen dem anderen Zwischenelement 26 und dem Gehäuse 2, ist eine solche Tendenz vorhanden, dass das Zwischenelement 27 zusammen mit dem Getriebeelement 12 rotiert und das Zwischenelement 26 zusammen mit dem Gehäuse 2 dort bleibt. Somit liegt die Grenzfläche der Rollreibung zwischen den beiden Zwischenelementen 26, 27. Da der Reibwiderstand zwischen den Zwischenelementen 26, 27 niedriger vorgegeben ist als der Reibwiderstand zwischen dem Getriebeelement 12 und dem Gehäuse 2, wird der Reibwiderstand des mit dem Zwischenelement 27 rotierenden Getriebeelementes 12 niedrig gehalten. Deshalb wird die Kraft zum Herausziehen der Schlossschraube 7 durch Erhöhung der Drehkraft des Getriebeelementes 12 erhöht, so dass die Schlossschraube 7 aus der Eingriffsausnehmung leicht herausgezogen werden kann und damit die der Entriegelungsbetrieb in kurzer Zeit sicher durchgeführt wird.
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Da der Reibwiderstand zwischen den Zwischenelementen 26, 27 niedrig vorgegeben ist, wird die auf das Getriebeelement 12 wirkende Rotationsbelastung auch im unbelasteten Zustand, in dem das o.g. Drehmoment nicht auf die Schlossschraube 7 wirkt, unterdrückt. Somit wird die Kraft zum Herausziehen der Schlossschraube 7 durch Erhöhung der Drehkraft des Getriebeelementes 12 erhöht, so dass die Schlossschraube 7 aus der Eingriffsausnehmung leicht herausgezogen werden kann und damit die der Entriegelungsbetrieb in kurzer Zeit sicher durchgeführt wird.
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Da die Kraft zum Herausziehen der Schlossschraube 7 wie oben erwähnt erhöht wird, kann der elektrische Motor 16 miniaturisiert werden. Die Betriebsgeräuschreduzierung und die Miniaturisierung können auch erreicht werden.
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(Verriegelungsbetrieb)
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Wenn das Fahrzeug zum Halten gebracht und der Verbrennungsmotor vom Fahrer durch Betätigung des Motoranlassschalters zum Stillstand gebracht wird, erfasst die ECU dies und sendet ein Verriegelungssignal zur elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung 1. Sodann wird die Ausgangswelle 16a des elektrischen Motors 16 rückwärts gedreht, indem die Stromversorgung zum elektrischen Motor durch die an der Leiterbahn 20 der elektrisch betätigten Lenkradschlosseinrichtung 1 montierte Steuerung durchgeführt wird.
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Wird die Ausgangswelle 16a des elektrischen Motors 16 wie oben erwähnt rückwärts gedreht, so wird die Drehung dieser Ausgangswelle 16a des elektrischen Motors über die Schnecke 19 und das Schneckenrad 12a auf das Getriebeelement 12 übertragen. Da das Getriebeelement 12 rückwärts gedreht wird, wird der Mitnehmer 6 nach oben bewegt. Damit wird die Schlossschraube 7, die über den mit dem Mitnehmer 6 einstückig ausgebildeten Arm 6A und den Stift 8 mit dem Mitnehmer 6 verbunden ist, nach oben bewegt.
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Erreicht die Schlossschraube 7, wie oben ausgeführt, durch ihre Bewegung nach oben die Entriegelungsposition, die der untere Grenze entspricht, so ragt das obere Ende der Schlossschraube 7 von der Schlossschraubeeinführungsloch 2e in die Ausnehmung 2a hervor. Dadurch greift die Schlossschraube 7 in die Eingriffsausnehmung der Lenkwelle ein und die Drehung der Lenkwelle wird blockiert, so dass die Drehung des Lenkrads nicht mehr möglich ist. Somit wird die Verriegelung der Lenkwelle gelöst und der Entriegelungszustand wird erreicht. Das Lenkrad kann nun vom Fahrer gedreht werden. Falls das Eingreifen der Schlossschraube 7 in die Eingriffsausnehmung der Lenkwelle nicht gut durchgeführt wird, wird die Schlossschraube 7 gegen die Kraft der ersten Feder 9 nach unten bewegt, insofern sich der Stift 8 im an der Schlossschraube 7 ausgebildeten Langloch 7a relativ verschieben kann. Somit kann keine übermäßige Belastung auf die Schlossschraube 7 wirken.
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Wird der Arm 6A des Mitnehmers 6 nach oben bewegt, kommt der an der Spitze des Arms aufgenommene Magnet 10 in die Nähe des ersten Hallelements 22, das wie in 2 gezeigt oberhalb der Leiterbahn 20 liegt, und die magnetische Kraft des Magnetes 10 wird vom ersten Hallelement 22 erfasst. Dadurch wird es erfasst, dass die Schlossschraube 7 in die Verriegelungsposition bewegt wurde. Der Antrieb des elektrischen Motors 16 wird dann von der Steuerung der Leiterbahn 20 gestoppt. Da ein Verriegelung-Beendigungssignal von der Steuerung zur karosserieseitigen ECU gesendet wird, wird der Verriegelungszustand gehalten, so dass der Diebstahl des Fahrzeugs verhindert wird. In der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten und zweiten Hallelemente 22, 23 in der Verriegelungsposition und der Entriegelungsposition nicht in der dem Magnet 10 gegenüberliegenden Stelle, sondern etwas abweichend von der dieser Stelle angeordnet, da beim Erreichen des Magnetes 10 in der Verriegelungsposition oder in der Entriegelungsposition durch einen Abstand zwischen den beiden Hallelemente 22, 23, welcher größer als einen bestimmten Abstand ist, verhindert werden kann, dass die beiden Hallelemente 23, 23 gleichzeitig die magnetische Kraft des Magnetes 10 erfassen.
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(Effekte und Wirkungen)
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Wie oben ausgeführt, kann durch die erfindungsgemäße elektrisch betätigte Lenkradschlosseinrichtung 1 solcher Effekte und Wirkungen erreicht werden, dass die Kraft zum Herausziehen der Schlossschraube 7 erhöht wird, und damit der Entriegelungsbetrieb in kurzer Zeit sicher durchgeführt werden kann.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist das Verriegelungselement 5 innerhalb der ringförmigen Zwischenelemente 26, 27 so angeordnet, dass das Verriegelungselement durch die Zwischenelemente geführt werden. Somit können die Zwischenelemente 26, 27 und das Verriegelungselement 5 nicht ineinander eingreifen, so dass die Bewegung des Verriegelungselementes 5 nicht gestört wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die Zwischenelemente 26, 27 zwischen dem am Mitnehmers 6 des Verriegelungselementes 5 montierten Arm 6A, der auch zur Bewegungsbeschränkung dient, und der oberen Fläche des Getriebeelementes 12 angeordnet. Somit können die Zwischenelemente 26, 27 so am Verriegelungselement 5 angeordnet werden, dass die Zwischenelemente nicht herunterfallen. Dies wird dadurch erreicht, dass im Zustand, in dem bei der Montage das Verriegelungselement 5 und das Getriebeelement 12 teilweise ineinander eingeschraubt sind, die beiden Zwischenelemente 26, 27 unter dem Zustand, in dem das Verriegelungselement 5 durch diese Zwischenelemente geführt ist, zwischen dem Arm (Bewegungsbeschränkung) 6A und der oberen Fläche des Getriebeelementes 12 angeordnet werden. Somit wird es ermöglicht, dass das Verriegelungselement 5, das Getriebeelement 12 und die Zwischenelemente 26, 27 im zusammengesetzten Zustand am Gehäuse 2 montiert werden, so dass solche Effekte und Wirkungen erreicht werden, dass die Montagefähigkeit erhöht wird und die Herstellungskosten niedrig gehalten werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform besteht das Verriegelungselement 5 aus dem Mitnehmer 6 und der Schlossschraube 7. Es ist auch möglich, durch Vereinigung des Mitnehmers 6 und der Schlossschraube 7 das Verriegelungselement 5 aufzubauen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrisch betätigte Lenkradschlosseinrichtung
- 2
- Gehäuse
- 2A
- das Verriegelungselement aufnehmende Aufnahme im Gehäuse
- 2B
- die Leiterbahn aufnehmende Aufnahme im Gehäuse
- 2C
- den elektrischen Motor aufnehmende Aufnahme im Gehäuses
- 2D
- am Gehäuse ausgebildeter Montierteil der Schnecke
- 2E
- Verbindung im Gehäuse
- 2F
- das Getriebeelement aufnehmende Aufnahme im Gehäuse
- 2a
- Ausnehmung am Gehäuse
- 2b
- Steckermontierteil im Gehäuse
- 2c
- Stiftloch am Gehäuse
- 2d
- das Verriegelungselement haltende Halterung im Gehäuse
- 2e
- Schlossschraubeeinführungsloch im Gehäuse
- 2f
- Schraubenloch am Gehäuse
- 2h
- Befestigungsnut am Gehäuse
- 3
- Klappe
- 3a
- Stiftdurchgangsloch an der Klappe
- 3b
- das Getriebe aufnehmendes Zylinderteil in der Klappe
- 3c
- Federsitz in der Klappe
- 4
- Stift
- 5
- Verriegelungselement
- 6
- Mitnehmer
- 6A
- Arm des Mitnehmers (Bewegungsbeschränkung)
- 6B
- Drehanschlag des Mitnehmers
- 6a
- Außengewinde am Mitnehmer
- 6b
- Stifteinführungsloch im Mitnehmer
- 6c
- Zwischenwand des Mitnehmers
- 6d
- Magnetaufnahme am Arm
- 7
- Schlossschraube
- 7a
- Langloch in der Schlossschraube
- 8
- Stift
- 9
- erste Feder
- 10
- Magnet
- 11
- Halteplatte
- 12
- Getriebeelement
- 12a
- Schneckenrad
- 12b
- Innengewinde im Getriebeelement
- 13
- Haltedeckel
- 13a
- Kreisloch am Haltedeckel
- 13b, 13c
- Lagerteile am Haltedeckel
- 14
- Schraube
- 15
- zweite Feder
- 16
- elektrischer Motor
- 16a
- Ausgangswelle des elektrischen Motors
- 17
- Motorbefestigungsdeckel
- 18
- Schraube
- 19
- Schnecke
- 20
- Leiterbahn
- 20a
- Einführungsloch der Schraube an der Leiterbahn
- 22, 23
- Hallelemente
- 24
- Stecker
- 25
- Deckel
- 26, 27
- Zwischenelemente
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2012-011788 A [0003, 0004, 0008]
- JP 2012011788 A [0024]
