JP2005206066A - 電動ステアリングロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングシャフトを任意の回転位置でロックできる電動ステアリングロック装置を提供する。
【解決手段】ステアリングシャフト２の回動操作を規制する電動ステアリングロック装置１０であって、ステアリングシャフト２の外周部に軸方向に移動可能でかつ回転不能に取り付けられ、外周面にネジ山を有するスリーブ１６と、電動モータ２６によって回動させられ前記スリーブ１６の外周面に螺合する第１ギヤ２０と、前記スリーブ１６の外周面に螺合する第２ギヤ２８とを有し、前記第１ギヤ２０と前記第２ギヤ２８とを締め付けることによって前記第１ギヤ２０および前記第２ギヤ２８に対して前記スリーブ１８が回動規制されるようにしたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車などのステアリングハンドルのステアリングシャフトをロックするために用いられる電動ステアリングロック装置に関する。

ステアリングハンドルのステアリングシャフトをロックするための従来のステアリングロック装置は、機械式および電動式のいずれにおいても、図３に示すように、ステアリングシャフト１００の外周部に設けた係合穴１０２にロックボルト１０４を差し込むことで、ステアリングシャフト１００の回動を阻止するようになっている。

特開２００２−２０５６２２号公報

しかしながら、上記のような従来のステアリングロック装置では、ステアリングシャフト１００の係合穴１０２が所定の回転位置にあるときにのみロックボルト１０４が前記係合穴１０２に係合可能になっているため、ステアリングシャフトのロック時に前記係合穴１０２の位置がずれている場合には、ステアリングハンドルを無理矢理に回転操作することでステアリングシャフトを回転させて前記係合穴１０２をロックボルト１０４が係合可能な位置まで回転させる必要がある場合があった。この場合、ロック時にステアリングシャフトに無理にかけられたトルクによって、ロック解除時にステアリングハンドルが大きくより戻されることがあり、危険であった。

また、これまでステアリングシャフトのロック強度の増大は、シャフト径を大きくすることにより行われており、このことがシャフト径の拡大につながっていた。

そこで、本発明は上記従来技術の問題を解決するために、ステアリングシャフトの回動操作を規制する電動ステアリングロック装置であって、前記ステアリングシャフトの外周部に軸方向に移動可能でかつ回転不能に取り付けられ、外周面にネジ山を有するスリーブと、電動モータによって回動させられ前記スリーブの外周面に螺合する第１ギヤと、前記スリーブの外周面に螺合する第２ギヤとを有し、前記第１ギヤと前記第２ギヤとを締め付けることによって前記第１ギヤおよび前記第２ギヤに対して前記スリーブが回動規制されるようにしたことを特徴とするものである。

本発明の電動ステアリングロック装置では、前記ステアリングシャフトの外周面と前記スリーブの内周面には互いに係合する係合凸部と係合凹部、または、係合凹部と係合凸部がそれぞれ設けられていてもよい。

また、本発明の電動ステアリングロック装置では、前記係合凸部が軸方向に延びる１つまたは複数の突条であり、前記係合凹部が軸方向に延びる１つまたは複数の溝条であってもよい。

また、本発明の電動ステアリングロック装置では、前記係合凸部が１つまたは複数のピンであり、前記係合凹部が軸方向に延びる溝条であってもよい。

さらに、本発明の電動ステアリングロック装置では、前記スリーブ、前記第１ギヤおよび前記第２ギヤが、前記ステアリングシャフトを支持するシャフトカバー内に設けられていてもよい。

本発明の電動ステアリングロック装置によれば、第１ギヤと第２ギヤとを締め付けることによって第１ギヤおよび第２ギヤに対してスリーブおよびステアリングシャフトが回動規制されるようになっている。これにより、従来のステアリングロック装置と異なってステアリングシャフトを任意の回転位置でロックすることができるため、ロック解除時にステアリングハンドルがより戻される事態がなく、安全である。

また、本発明の電動ステアリングロック装置では、係合凹部と係合凸部とを互いに係合させることでスリーブをステアリングシャフトに対して回転不能に取り付けることができる。これにより、係合部の係合面積を広く採って係合力を分散することで、ステアリングシャフトのロック強度を増大させることができる。その結果、ロック強度増大のためにステアリングシャフトを拡径しなくてもよいので軽量化を図ることができる。また、この場合において互いに係合する係合凹部および係合凸部をそれぞれ複数設ければ、係合面積が広くなることでステアリングシャフトのロック強度を向上させることができる。

さらに、本発明の電動ステアリングロック装置の主要部品であるスリーブ、第１ギヤおよび第２ギヤをシャフトカバー内に収納するようにすれば、従来からのシャフトカバーを利用することで別部品のケースが不要になる。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１Ａは本発明の一実施形態である電動ステアリングロック装置１０の縦断面図、図１Ｂは図１ＡのＡ−Ａ線断面図、図１Ｃは図１ＡのＢ−Ｂ線断面図である。図１Ａでは、アンロック状態（すなわちロック解除状態）にある電動ステアリングロック装置１０が示されている。

電動ステアリングロック装置１０は、例えば鉄のような金属から一体成形されるシャフトカバー１２を備えている。シャフトカバー１２内には、中空金属棒からなるステアリングシャフト２が貫通して配設されている。ステアリングシャフト２は、シャフトカバー１２内に配置されたベアリング１４によって回動可能に支持されている。また、シャフトカバー１２から突出したステアリングシャフト２の先端部２ａには、図示しないステアリングハンドルが装着されるようになっている。

シャフトカバー１２内に位置するステアリングシャフト２の外周面には、複数（本実施形態では１５個）の係合凸部４が周方向に均等配置で形成されている。係合凸部４は、ステアリングシャフト２の軸方向（以下、単に「軸方向」という）に延びる突条で構成されている。

ステアリングシャフト２の外周部には、円筒状のスリーブ１６が取り付けられている。スリーブ１６の内周面には、複数（本実施形態では１５個）の係合凹部１８が周方向に均等配置で形成されている。係合凹部１８は、軸方向に延びる溝条で構成されている。これらの係合凹部１８は、ステアリングシャフト２の係合凸部４とそれぞれ互いにほとんど隙間のない状態で係合している。このように取り付けられているスリーブ１６は、ステアリングシャフト２に対して軸方向に移動可能であるが回転不能になっている。また、スリーブ１６の外周面には、ネジ山が軸方向にわたって形成されている。

なお、互いに係合する係合凸部４および係合凹部１８は、それぞれ少なくとも１つ以上であればよいが、それぞれ複数設けることによって係合面積が広くなり、これによりステアリングシャフト２のロック強度が増大することになる。
また、本実施形態とは逆に、ステアリングシャフト２に係合凹部を設けるとともにスリーブ１６に係合凸部を設けてもよい。
また、係合凸部は、突条である場合に限らず、ピンや突起で構成されてもよい。

シャフトカバー１２内であってスリーブ１６の周囲には、略円筒状の第１ギヤ２０が配設されている。第１ギヤ２０は、ベアリング２２によって回転可能に支持されている。第１ギヤ２０の内周面にはネジ山が形成されており、このネジ山がスリーブ１６の外周面のネジ山に螺合している。

一方、第１ギヤ２０の外周面には、ウォーム溝が形成されている。このウォーム溝には、ウォームギヤ２４が螺合している。ウォームギヤ２４は、シャフトカバー１２内に設けた電動モータ２６に連結されて回動可能になっている。これにより、第１ギヤ２０は、電動モータ２６が図示しない制御部によって正転または逆転駆動されることにより、ウォームギヤ２４を介していずれの方向にも回動するようになっている。

また、スリーブ１６の周囲には、外形が正八角形をなす筒状の第２ギヤ２８が配設されている。第２ギヤ２８の内周面にもネジ山が形成されており、このネジ山がスリーブ１６のネジ山に螺合している。さらに、第２ギヤ２８は、ホルダ３０内の断面正八角形の収容空間部に収容されて配置されている。ホルダ３０は、シャフトカバー１２内に固定配置されている。これにより、第２ギヤ２８は、ホルダ３０内において軸方向には移動可能であるが回動不能になっている。

第２ギヤ２８の一端部には、ラッパ状に拡がった鍔部３２が形成されている。電動ステアリングロック装置１０がアンロック状態にあるとき、第１ギヤ２０と第２ギヤ２８の鍔部３２との間には所定間隔が空いている。前記鍔部３２は、後述するように第２ギヤ２８が移動して第１ギヤ２０の側面に当接したときの衝撃を吸収するための部分である。

前記スリーブ１６、第１ギヤ２０および第２ギヤ２８はいずれも、シャフトカバー１２内に設けられている。

次に、前記構成からなる電動ステアリングロック装置１０の動作について説明する。
図１Ａに示すように電動ステアリングロック装置１０がアンロック状態にあるとき、第１ギヤ２０と第２ギヤ２８との間は所定間隔が空いており、第１ギヤ２０は駆動されていない電動モータ２６によってほぼ回動不能な状態に停止したウォームギヤ２４によって、第２ギヤ２８はホルダ３０によって、それぞれ回動が規制されている。この状態で、ステアリングハンドルが回動操作されるとステアリングシャフト２が回動し、これに伴ってステアリングシャフト２に対して回動不能に取り付けられているスリーブ１６も一緒に回動する。このとき、スリーブ１６の外周面のネジ山が第１ギヤ２０および第２ギヤ２８の各内周面に螺合していることからスリーブ１６は軸方向に移動するが、ステアリングシャフト２の回動は自由であって規制されることはない。

ユーザによるスイッチ操作またはリモコン操作などによるロック指令信号を受信した制御部は、電動モータ２６を所定時間だけ正転駆動させる。これにより、ウォームギヤ２４が回転し、これに伴って第１ギヤ２０が回転する。すると、第１ギヤ２０に螺合しているスリーブ１６は、ステアリングシャフト２に対して回転不能に取り付けられているために回転しない状態のままでステアリングシャフト２の先端部２ａ側に移動する。

このようにスリーブ１６が移動するのに伴って、第２ギヤ２８がホルダ３０内を軸方向に移動する。そして、図２に示すように、第２ギヤ２８の鍔部３２が第１ギヤ２０の側面に当接して、第２ギヤ２８と第１ギヤ２０とが互いに締め付けられる。第２ギヤ２８の第１ギヤ２０への当接時の衝撃は、ラッパ状に拡がった鍔部３２によって吸収される。

このように第１ギヤ２０と第２ギヤとが互いに締め付けられると、スリーブ１６は回動が規制された状態になる。その理由は、スリーブ１６のネジ山が第１ギヤ２０のネジ山と第２ギヤ２８のネジ山とに軸方向に異なる向きでそれぞれ強く圧接された状態になることで、スリーブ１６がいずれの方向にも回転できなくなるためと考えられる。これにより、スリーブ１６が回動できなくなることで、ステアリングシャフト２の回動が規制されてロック状態になる。

図２に示すように電動ステアリングロック装置１０がロック状態にあるときに、制御部がアンロック指令信号を受信すると、電動モータ２６を所定時間だけ逆転駆動させる。これにより、スリーブ１６がロック時とは反対方向に移動して、第１ギヤ２０と第２ギヤ２８との締め付け状態が解除された後、スリーブ１６および第２ギヤ２８が図１Ａに示す位置まで戻る。これにより、上述したようにステアリングシャフト２の回動が自由になり、ロック状態が解除される。

以上に説明したように、本実施形態の電動ステアリングロック装置１０によれば、第１ギヤ２０と第２ギヤ２８とを締め付けることによって第１ギヤ２０および第２ギヤ２８に対してスリーブ１６およびステアリングシャフト２が回動規制されるようになっている。これにより、従来のステアリングロック装置と異なってステアリングシャフト２を任意の回転位置でロックすることができるため、ロック解除時にステアリングシャフト２およびステアリングハンドルがより戻される事態がなく、安全である。

また、本実施形態の電動ステアリングロック装置１０では、係合凹部１８と係合凸部４とを互いに係合させることでスリーブ１６をステアリングシャフト２に対して回転不能に取り付けている。これにより、係合部の係合面積を広く採って係合力を分散することで、ステアリングシャフト２のロック強度を増大させることができる。その結果、ロック強度増大のためにステアリングシャフト２を拡径しなくてもよいので軽量化を図ることができる。また、この場合において互いに係合する係合凹部１８および係合凸部４をそれぞれ複数設けているので、係合面積が広くなることでステアリングシャフト２のロック強度を向上させることができる。

さらに、本実施形態の電動ステアリングロック装置１０の主要部品であるスリーブ１６、第１ギヤ２０および第２ギヤ２８をシャフトカバー１２内に収納しているので、従来からのシャフトカバーを利用することで別部品のケースが不要になる。

なお、前記電動ステアリングロック装置１０では、第１ギヤ２０をウォームギヤ２４で回動させるようにしたが、電動モータ２６の向きを変えて平歯車で第１ギヤ２０を回動させるようにしてもよい。

また、第２ギヤ２０は、ホルダ３０に対して軸方向に移動可能でかつ回転不能になっていれば、その外形は正八角形を含む多角形でなくてもよい。

アンロック状態にある電動ステアリングロック装置の縦断面図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 図１のＢ−Ｂ線断面図。 ロック状態にある電動ステアリングロック装置の縦断面図。 ステアリングシャフトをロックボルトでロックする従来例を示す図。

符号の説明

２…ステアリングシャフト
４…係合凸部
１０…電動ステアリングロック装置
１２…シャフトカバー
１６…スリーブ
１８…係合凹部
２０…第１ギヤ
２４…ウォームギヤ
２６…電動モータ
２８…第２ギヤ
３０…ホルダ
３２…鍔部

Claims (5)

1. ステアリングシャフトの回動操作を規制する電動ステアリングロック装置であって、前記ステアリングシャフトの外周部に軸方向に移動可能でかつ回転不能に取り付けられ、外周面にネジ山を有するスリーブと、電動モータによって回動させられ前記スリーブの外周面に螺合する第１ギヤと、前記スリーブの外周面に螺合する第２ギヤとを有し、前記第１ギヤと前記第２ギヤとを締め付けることによって前記第１ギヤおよび前記第２ギヤに対して前記スリーブが回動規制されるようにしたことを特徴とする電動ステアリングロック装置。
2. 前記ステアリングシャフトの外周面と前記スリーブの内周面には互いに係合する係合凸部と係合凹部、または、係合凹部と係合凸部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動ステアリングロック装置。
3. 前記係合凸部は軸方向に延びる１つまたは複数の突条であり、前記係合凹部は軸方向に延びる１つまたは複数の溝条であることを特徴とする請求項２に記載の電動ステアリングロック装置。
4. 前記係合凸部は１つまたは複数のピンであり、前記係合凹部は軸方向に延びる溝条であることを特徴とする請求項２に記載の電動ステアリングロック装置。
5. 前記スリーブ、前記第１ギヤおよび前記第２ギヤは、前記ステアリングシャフトを支持するシャフトカバー内に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電動ステアリングロック装置。
   

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