JP2004512220A

JP2004512220A - 軸のロック装置

Info

Publication number: JP2004512220A
Application number: JP2002537592A
Authority: JP
Inventors: リンケンバッハ・シュテフェン; ホフマン・オーリヴァー; ロイス・ヨッヘン
Original assignee: コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2004-04-22
Also published as: EP1328425B1; WO2002034582A1; US20040040354A1; EP1328425A1

Abstract

軸のロック装置は１個または複数個のロック要素を備え、このロック要素が軸の凹部または穴もしくは軸を取り囲むスリーブに、少なくとも部分的に係合可能であり、ロック要素はロック機構によって軸の縦方向に軸方向摺動可能である。

Description

【０００１】
本発明は、軸をロックすることができ、それによって特にステアリングホイールの回転、ひいては操舵可能な車輪の旋回を防止することができる、軸、特に自動車の操舵軸のロック装置に関する。
【０００２】
権限のない人の自動車使用を防止するための装置が知られている。そのために殆どの自動車は操舵装置用の機械式ロック装置を備えている。このロック装置の場合、イグニッションキーを用いて操舵装置のロックとロック解除を行う。イグニッションキーによって、その端部に配置された偏心体を操作することができる。この偏心体はばねで付勢されたスライダを軸方向に移動させる。スライダに設けられた突起によって、ロック用歯付きリムが操舵軸の歯に係合可能である。それによって、操舵装置は自由に回転可能であるかあるいはロックされる。
【０００３】
本発明の根底をなす課題は、構造が簡単で、確実に操作可能である、軸、特に自動車の操舵軸用のロック装置を提供することである。
【０００４】
この課題は本発明に従い、ロック装置が１個または複数個のロック要素を備え、このロック要素が軸の凹部または穴もしくは軸を取り囲むスリーブに、少なくとも部分的に係合可能であり、ロック要素がロック機構によって軸の縦方向に軸方向摺動可能であることによって解決される。本発明によるロック装置は、少ない機械部品によって、回転可能な軸、特に操舵軸またはステアリングアクスルを固定することができるという利点がある。
【０００５】
ロック要素は好ましくは球状である。
【０００６】
本発明に従い、ロック要素は１個または複数個の弾性要素を介してケーシングに支持されている。
【０００７】
本発明の課題は更に、ロック装置が１個または複数個のロック要素を備え、このロック要素が軸の凹部または穴もしくは軸を取り囲むスリーブに、少なくとも部分的に係合可能であり、ロック要素がロック位置で、軸の第１の凹部または穴もしくは軸を取り囲むスリーブに少なくとも部分的に係合可能であり、非ロック位置で軸の第２の凹部または穴もしくは軸を取り囲むスリーブに少なくとも部分的に係合可能であることによって解決される。
【０００８】
ロック要素は好ましくは非ロック位置で軸に対してほぼ半径方向に延びる凹部または穴、特に半径方向の環状溝に、少なくとも部分的に係合する。
【０００９】
本発明では、ロック要素はロック位置で、ほぼ軸に沿って延びる凹部または穴に少なくとも部分的に係合する。
【００１０】
軸のロック時に、ロック要素は電子式駆動装置または磁石、特に電磁石によって、非ロック位置からロック位置に移動可能である。特に電磁石によって電気機械式方法で操作することにより、電子式エンジン始動ロックシスステムとの一体化を簡単に実現することができる。このシステムの場合、ロックシリンダを備えた従来のイグニッションキーがもはや不要である。
【００１１】
本発明では、複数のロック要素、特に３個のロック要素が設けられていることと、ロック位置においてすべてのロック要素が軸をロックしないで、好ましくは１個だけのロック要素が軸をロックする。
【００１２】
好ましくは、凹部または穴の数がロック要素の数よりも多く、特に３個のロック要素と５つの凹部または穴が設けられている。分解能を高めるために、本発明では、凹部の数を多くすることができる。
【００１３】
ロックされた軸は、軸の設定された所定のトルクのときに、軸の部分的な回転運動、好ましくは０〜５°、特に約１°の回転運動を許容する。
【００１４】
軸のトルクは好ましくは３〜３００Ｎｍ、特に約６Ｎｍの値である。
【００１５】
本発明では、ロック装置が自動車の電気機械式操舵装置をロックする働きをする。
【００１６】
ロック装置は好ましくは電子式駆動装置、特に電子制御および監視される電磁石を備えている。
【００１７】
本発明では、ロック装置は自動車の電子式エンジン始動ロックシステムに統合されている。
【００１８】
本発明によるロック装置の有利な実施の形態を、３つの図（図１〜３）に基づいて例示的に説明する。
【００１９】
図１に示した実施の形態の場合、回転可能な軸１のためのロック機構は、弾性的な要素、特にばね要素２と、球３と、球保持器４と、矢印５によって示した駆動装置と、ケーシング６を備えている。
【００２０】
駆動装置、特に電磁駆動装置は球保持器および球３に作用連結されている。この場合、電磁駆動装置の駆動力はロック機構の最大トルクに応じて選定される。回転可能な軸１は例えば、球軌道７と周方向の溝８を有するステアリングシャフトまたは操舵軸である。球軌道７は傾斜面状に形成され、軸１の周囲に分配配置されている。軸を包囲するスリーブを軸１上に形状拘束的および／または摩擦連結的に配置してもよい。
【００２１】
この場合、スリーブは本発明に従い、溝と球軌道または傾斜面を備えている（図示していない）。軸１またはスリーブは球保持器４によって取り囲まれている。この球保持器は軸またはスリーブをスリーブ状に包囲している。球保持器４には、半径方向に配置された少なくとも１つ、好ましくは少なくとも３つの穴または孔９が設けられている。この穴内には、１個または複数個、好ましくは３個の球３が設けられている。球保持器４は磁気アーマチュアの一部であってもよいし、電磁駆動装置５によって移動可能であってもよい。この電磁駆動装置は好ましくは双安定である。それによって、シフトのためにしかエネルギーを必要としないという利点がある。両端位置で給電する必要がない。球保持器４は軸方向に摺動可能にかつ半径方向に固定されて回転しないようにケーシング内に設けられている。１個または複数個のばね要素２が球保持器４に支持されて配置されている。このばね要素は球３を軸１の方に押圧している。
【００２２】
図１にはロック解除位置が示してある。すべての球３は溝８内にあり、軸１は回転可能である。ロック装置を起動させると、電磁駆動装置のスイッチが入れられ、そして球保持器４または球３が所定の移動距離後停止するまで、球保持器４が球３を傾斜面７の方に移動させる。その際、球３は好ましくは車両の走行方向と反対方向に移動させられる。それによって、強いブレーキングの際の不意のロックが回避されるという利点がある。
【００２３】
図２，３にロック状態が示してある。この場合、同じ要素には同じ参照符号が付けてある。球保持器４または球３は所定の移動距離ｓの後でロック最終位置にとどまっている。球軌道７と球３の関係は、１個の球が球軌道内に完全に転動することができる位置を１つだけ生じるように定められている。これは図３の横断面図から明らかである。球保持器４は回転防止手段として突出部１０または突起状範囲を備えている。この突出部は軸１に沿って配置されたケーシング６の溝１１に係合している。
【００２４】
車両操舵装置のためのロック装置の場合、ステアリングホイールを介して加えられるトルクをロック機構によって受け止めることができるように、軸１またはスリーブと球保持器４とばね要素２が構造的に設計されている。ステアリングホイールトルクが所定の値、特に３〜３００Ｎｍ、とりわけ約６Ｎｍを上回ると球３は軌道７から押し出され、軸１ひいてはステアリングホイールを動かすことができる。ステアリングホイールは次の球３が係止されるまで回転させることが可能である。ステアリングホイールのトルクがまだ閾値を上回っていると、ステアリングホイールを更に回転させることができる。ステアリングホイールのトルクが閾値を下回っている場合には、ステアリングホイールはこの位置にとどまる。運転中、操舵装置のロックを解除することができるがしかし、ステアリングシャフト１上の球３と球保持器７は互いに嵌合することができず、従って互いに係合不可能である。しかし、このような位置でも、操舵装置のロックを確実に行うことができるようにようにすべきである。球３と球軌道７が係合しない特殊な場合には、球３はばね２によって付勢されてステアリングシャフト１上の位置を占める。ステアリングホイールを次に任意の回転方向に回転させると、球３はステアリングシャフト３０の次の球軌道７に入る。
【００２５】
ロックを解除するために、球保持器４は磁石またはばね要素によって図１に示した出発位置に移動させられる。その際、球３は再び環状溝８内に位置し、保持され、そしてばね要素２によって押圧されて球保持器４をこの位置に保持する。
【００２６】
本発明によるロック装置によって、所定のトルクまで軸１の回転が確実に防止され、このトルク以降回転が許容される。その際、技術的に簡単な手段によって、所定のステアリングホイールトルクで所定の過回転が可能である。１個の球３だけが球軌道７内に位置することができるように、球３を本発明に従って配置することにより、ロックの分解能が球３または球軌道７の数によって変更可能であるという他の利点がある。更に、ばね要素２の設計に関連して球スリーブ形状と球保持器形状を構造的に設計することにより、ロック解除トルクを正確に定めることができる。
【００２７】
本発明により、このロック機構は（ずらして）互いに平行に複数個配置可能である。これは、軸１を取り囲む複数のスリーブと球保持器４が操舵軸１上に並列に配置されることを意味する。それによって、きわめて精密な係止が達成可能であり、ロックの精度が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるロック機構の実施の形態の非ロック状態の、操舵軸に沿った断面図である。
【図２】
図１に示したロック機構のロック状態を示す図である。
【図３】
図１，２に示したロック機構の横断面図である。

Claims

軸をロックすることができ、それによって特にステアリングホイールの回転、ひいては操舵可能な車輪の旋回を防止することができる、軸、特に自動車の操舵軸のロック装置において、ロック装置が１個または複数個のロック要素を備え、このロック要素が軸の凹部または穴もしくは軸を取り囲むスリーブに、少なくとも部分的に係合可能であることと、ロック要素がロック機構によって軸の縦方向に軸方向摺動可能であることを特徴とするロック装置。
ロック要素が球状であることを特徴とする請求項１記載のロック装置。
ロック要素が１個または複数個の弾性要素を介してケーシングに支持されていることを特徴とする請求項１または２記載のロック装置。
軸をロックすることができ、それによって特にステアリングホイールの回転、ひいては操舵可能な車輪の旋回を防止することができる、軸、特に自動車の操舵軸のロック装置において、ロック装置が１個または複数個のロック要素を備え、このロック要素が軸の凹部または穴もしくは軸を取り囲むスリーブに、少なくとも部分的に係合可能であることと、ロック要素がロック位置で、軸の第１の凹部または穴もしくは軸を取り囲むスリーブに少なくとも部分的に係合可能であり、非ロック位置で軸の第２の凹部または穴もしくは軸を取り囲むスリーブに少なくとも部分的に係合可能であることを特徴とするロック装置。
ロック要素が非ロック位置で軸に対してほぼ半径方向に延びる凹部または穴、特に半径方向の環状溝に、少なくとも部分的に係合することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のロック装置。
ロック要素がロック位置で、ほぼ軸に沿って延びる凹部または穴に少なくとも部分的に係合することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のロック装置。
軸のロック時に、ロック要素が電子式駆動装置または磁石、特に電磁石によって移動可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のロック装置。
複数のロック要素、特に３個のロック要素が設けられていることと、ロック位置においてすべてのロック要素が軸をロックしないで、好ましくは１個だけのロック要素が軸をロックすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のロック装置。
凹部または穴の数がロック要素の数よりも多く、特に３個のロック要素と５つの凹部または穴が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のロック装置。
ロックされた軸が、軸の設定された所定のトルクのときに、軸の部分的な回転運動、好ましくは０〜５°、特に約１°の回転運動を許容することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載のロック装置。
ロックされた軸が、３〜３００Ｎｍ、特に約６Ｎｍの設定された所定のトルクのときに、軸の少なくとも部分的な回転運動を許容することを特徴とする請求項１０記載のロック装置。
自動車の電気機械式操舵装置をロックするためにロック装置が設けられていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載のロック装置。
ロック装置が電子式駆動装置、特に電子制御および監視される電磁石を備えていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載のロック装置。
ロック装置が自動車の電子式エンジン始動ロックシステムに統合されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載のロック装置。