JP2005319866A

JP2005319866A - アクチュエータ装置

Info

Publication number: JP2005319866A
Application number: JP2004138605A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Shimoyama; 正之下山
Original assignee: Jidosha Denki Kogyo KK
Current assignee: Jidosha Denki Kogyo KK
Priority date: 2004-05-07
Filing date: 2004-05-07
Publication date: 2005-11-17

Abstract

【課題】カバーの変形を確実に防止することができ、出力ギヤを常に所定の範囲確実に回転させた後で停止させることができる安価なアクチュエータ装置を提供する。
【解決手段】カバーを有したケースと、ケースに収容されるモータと、ケースに回転自在に収容され、モータの駆動軸によって減速ギヤを介して回転駆動される出力ギヤと、ケースに回転自在に支持され、出力ギヤと共に回転する出力シャフトと、出力シャフトに取り付けられる出力カムを備え、出力ギヤの上面にストッパを設けると共に、カバーの内面に出力ギヤのストッパが係止されて該出力ギヤの回転範囲を規制するストッパを設けたアクチュエータ装置において、出力ギヤの上面の出力シャフトを中心とした点対象位置の内側と外側に一対のストッパを設けると共に、カバーの内面に出力ギヤの各ストッパが当接係止して該出力ギヤの回転範囲を規制する一対のストッパを設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、車両のステアリングシャフトをロックしたり、アンロックするステアリングロック装置に用いて好適なアクチュエータ装置に関する。

従来のアクチュエータ装置としてのステアリングロック装置は、モータ収容部及びギヤ収容部を覆うカバーを有したケースと、このケースのモータ収容部に収容されるモータと、ケースのギヤ収容部に回転自在に収容され、モータの駆動軸によって減速ギヤを介して回転駆動される出力ギヤと、この出力ギヤの軸部に貫通されて固定され、該出力ギヤと共に回転する出力シャフトと、この出力シャフトに取り付けられ、ステアリングシャフトをロック及びアンロックする際に用いる出力カムと、ケースのギヤ収容部に配置され、出力ギヤの軸部に一体的に形成されたカム部によってオン又はオフ操作される一対のリミットスイッチとを備えている。

また、出力ギヤの上面には、カバーの内面に突設された突起に当接係止される突起を突設してある。そして、この出力ギヤの突起とカバーの突起とが当接係止すると、出力ギヤの軸部のカム部がリミットスイッチをオンしてモータの通電がオフされるようになっている。この出力ギヤの突起とカバーの突起の両突起同士の係止時の負荷を吸収するために、カバーの突起には弾性体を取り付けてある。

特開２００２−２０５６２２号公報

特開２００２−３２６５５９号公報

しかしながら、前記従来のステアリングロック装置では、出力ギヤの突起がカバーの突起に当接して係止する際に、大きな負荷がカバーの突起にかかって該カバーが浮き上がり変形し易かった。そして、このカバーの変形等によって出力ギヤが回転規制されずに必要以上の範囲に回転されるおそれがあった。これに対処するために、カバーの突起に弾性体を取り付けて出力ギヤの突起との係止時の負荷を吸収するようにしているが、カバーの突起に弾性体を取り付ける分、部品点数が増えてコスト高になった。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、カバーの変形等を確実に防止することができ、かつ、出力ギヤを常に所定の範囲確実に回転させた後で停止させることができる安価なアクチュエータ装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、モータ収容部及びギヤ収容部を覆うカバーを有したケースと、このケースのモータ収容部に収容されるモータと、前記ケースのギヤ収容部に回転自在に収容され、前記モータの駆動軸によって減速ギヤを介して回転駆動される出力ギヤと、前記ケースに回転自在に支持され、前記出力ギヤと共に回転する出力シャフトと、この出力シャフトに取り付けられる出力部材とを備え、前記出力ギヤの上面にストッパを設けると共に、前記カバーの内面に前記出力ギヤのストッパが係止されて該出力ギヤの回転範囲を規制するストッパを設けたアクチュエータ装置において、前記出力ギヤの上面の前記出力シャフトを中心とした点対象位置の内側と外側に一対のストッパを設けると共に、前記カバーの内面に前記出力ギヤの各ストッパが当接係止して該出力ギヤの回転範囲を規制する一対のストッパを設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のアクチュエータ装置であって、前記出力ギヤの内側のストッパ及び前記カバーの内側のストッパを前記出力ギヤの外側のストッパ及び前記カバーの外側のストッパより大きく形成したことを特徴とする。

以上説明したように、請求項１の発明によれば、出力ギヤの一対のストッパをカバーの一対のストッパにそれぞれ当接させて係止させることにより、出力ギヤを常に所定の範囲確実に回転させた後で停止させることができる。これにより、従来のように、出力ギヤとカバーに設けられる突起がそれぞれ一つの場合に比べて、出力ギヤとカバーの内側と外側の各ストッパの当接係止時にかかる負荷が半分に分散されるため、カバーの変形等を確実に防止することができる。また、従来のように、カバーの突起に負荷吸収用の弾性体を取り付ける必要がないため、その分、部品点数を削減することができると共に、低コスト化を図ることができる。

請求項２の発明によれば、出力ギヤの内側のストッパ及びカバーの内側のストッパを出力ギヤの外側のストッパ及びカバーの外側のストッパより大きく形成したことにより、出力ギヤとカバーの内側と外側の各ストッパの当接係止時にかかる負荷が内側が大きく、外側が小さくなるが、これら大小の負荷を出力ギヤとカバーの大きさの異なる内側と外側の各ストッパでバランス良く確実に吸収することができる。これにより、カバーの撓み等の変形を確実に抑制することができ、出力ギヤを常に所定の範囲正確かつ確実に回転させた後で停止させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態のステアリングロック装置の分解斜視図、図２は同ステアリングロック装置のケースからカバーを外した状態を示す斜視図、図３は同ステアリングロック装置の背面図、図４は同ステアリングロック装置の底面図、図５は図３中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、図６は同ステアリングロック装置のケース内の平面図、図７（ａ）〜（ｅ）は同カバーの各ストッパに出力ギヤの各ストッパが係止されるまでの状態を順を追って示す説明図である。

図１，図２，図５，図６に示すように、ステアリングロック装置１０は、モータ収容部１１ａ及び該モータ収容部１１ａに連通するギヤ収容部１１ｂを有する合成樹脂製で箱形のケース１１と、このケース１１のモータ収容部１１ａ及びギヤ収容部１１ｂを覆うようにビス１５で締結固定された合成樹脂製のカバー１２を備えている。このケース１１のモータ収容部１１ａにはモータ２０が収容されており、そのアーマチュア軸（駆動軸）２１の両端はモータ収容部１１ａに取り付けられた一対の軸受部１６ａ，１６ｂに回転自在に支持されている。また、アーマチュア軸２１の先端側にはウォーム２２を形成してあり、このウォーム２２はギヤ収容部１１ｂ内に入り込んでいる。尚、アーマチュア軸２１に取り付けられた図示しないアーマチュアのアーマチュアコイルに電流が供給されると、該アーマチュアが正回転又は逆回転され、アーマチュアコイルに供給された電流が遮断されると、電磁制動回路が形成されてアーマチュアコイルに電磁制動電流が流れるようになっている。

また、図１，図２に示すように、ケース１１のギヤ収容部１１ｂには、モータ２０のアーマチュア軸２１によって回転駆動される合成樹脂製の減速ギヤ２３と該減速ギヤ２３を介して回転駆動される合成樹脂製の出力ギヤ２５とをそれぞれ回転自在に収容してある。この減速ギヤ２３は、モータ２０のアーマチュア軸２１のウォーム２２に噛合する大径ギヤ部２３ｂと、出力ギヤ２５に噛合する小径ギヤ部２３ｃとを有している。また、減速ギヤ２３の中央には丸孔２３ａを形成してあり、この丸孔２３ａ内に支軸２４を貫通させている。この支軸２４の上，下端はケース１１の底壁１１ｃの凹部１１ｄとカバー１２の内面１２ａの凹部１２ｄに嵌合されており、該支軸２４を介して減速ギヤ２３は回転自在に支持されている。

図１，図２，図５に示すように、出力ギヤ２５の中央の円筒状の軸部２５ａ内には金属製で円柱状の出力シャフト２６をインサート成形等により一体形成してある。この出力ギヤ２５の軸部２５ａの下端部はケース１１の底壁１１ｃに嵌合された軸受１７に回転自在に支持されていると共に、出力シャフト２６の上端部２６ａはカバー１２の形成された軸受部１２ｅに回転自在に支持されている。これにより、出力ギヤ２５と出力シャフト２６は共に回転するようになっている。また、出力ギヤ２５の軸部２５ａのギヤ部２５ｂの下方にはカム部２５ｃを一体突出形成してある。このカム部２５ｃに対向するケース１１のギヤ収容部１１ｂ内には、該カム部２５ｃによってオン又はオフ操作される一対のリミットスイッチ（スイッチ手段）３０，３０を合成樹脂製のブラケット２９等を介して取り付けてある。

さらに、出力ギヤ２５の上面２５ｄには後述するカバー１２の一対のストッパ１３，１４に当接係止される一対のストッパ２７，２８を一体突出形成してある。この一対のストッパ２７，２８は、出力ギヤ２５の上面２５ｄの出力シャフト２６を中心とした点対象位置の内側と外側にそれぞれ配置されている。即ち、出力ギヤ２５の上面２５ｄはギヤ部２５ｂより凹んだ凹部になっており、内側のストッパ２７は平面略扇形で出力ギヤ２５の軸部２５ａの外側に一体突出形成されている。また、外側のストッパ２８は平面円弧形で出力ギヤ２５のギヤ部２５ｂの内側に一体突出形成されている。この外側のストッパ２８は後述するカバー１２の内側のストッパ１３の外側に位置しており、該外側のストッパ２８がカバー１２の内側のストッパ１３に当たることはない。そして、内側のストッパ２７の面積（表面積）は外側のストッパ２８の面積（表面積）より大きくなっている。

図２，図５に示すように、カバー１２の内面１２ａには、出力ギヤ２５を予め定められた所定の角度だけ回転させるように該出力ギヤ２５の回転範囲を規制する一対のストッパ１３，１４を一体突出形成してある。この一対のストッパ１３，１４は出力ギヤ２５の一対のストッパ２７，２８に相対向する位置にそれぞれ配置されている。即ち、一対のストッパ１３，１４はカバー１２の軸受部１２ｅを中心とした点対象位置の内側と外側にそれぞれ配置されており、内側のストッパ１３は平面略扇形でカバー１２の軸受部１２ｅに近接した位置に一体突出形成されている。また、外側のストッパ１４は平面円弧形でカバー１２の軸受部１２ｅより離れた位置に一体突出形成されている。そして、カバー１２の内側のストッパ１３の面積は外側のストッパ１４の面積より大きくなっていると共に、カバー１２の内側のストッパ１３及び外側のストッパ１４は出力ギヤ２５の内側のストッパ２７及び外側のストッパ２８と略同形状に形成されている。これらにより、出力ギヤ２５の内側のストッパ２７がカバー１２の内側のストッパ１３に当接係止される際に出力ギヤ２５の外側のストッパ２８がカバー１２の外側のストッパ１４に同時に当接係止されるようになっている。

また、図１，図３，図４に示すように、ケース１１の底壁１１ｃより外側に露出した出力シャフト２６の下端部２６ｂには、図示しないステアリングシャフトをロック及びアンロックする際に用いる出力カム（出力部材）３１をビス３２を介して締結固定してある。

以上実施形態のステアリングロック装置１０によれば、モータ２０の図示しないアーマチュアコイルに電流が供給されると、アーマチュア軸２１のウォーム２２が回転し、減速ギヤ２３を介して出力ギヤ２５が回転する。この出力ギヤ２５の回転と一緒に出力シャフト２６が回転する。

図７（ａ）に記載されるように、カバー１２の一対のストッパ１３，１４に、それぞれ出力ギヤ２５の一対のストッパ２７，２８が衝突している状態から、出力ギヤ２５が、図７（ｂ）に示される矢印方向に回転すると、図７（ｂ）に示されるように、出力ギヤ２５の一対のストッパ２７，２８が、カバー１２の一対のストッパ１３，１４から離れる。さらに、出力ギヤ２５が、矢印方向に回転すると、図７（ｃ）に示されるように、出力ギヤ２５の一対のストッパ２７，２８が、カバー１２の一対のストッパ１４，１３にそれぞれ近接する。出力ギヤ２５のストッパ２７は、カバー１２のストッパ１４に衝突しない位置に出力ギヤ２５の半径方向にずらして形成されており、図７（ｃ）において、出力ギヤ２５のストッパ２７は、カバー１２のストッパ１４に衝突しないで、カバー１２のストッパ１４の内側を通過する。また、出力ギヤ２５のストッパ２８は、カバー１２のストッパ１３に衝突しない位置に出力ギヤ２５の半径方向にずらして形成されており、図７（ｃ）において、出力ギヤ２５のストッパ２８は、カバー１２のストッパ１３に衝突しないで、カバー１２のストッパ１３の外側を通過する。

さらに、出力ギヤ２５が、図７（ｄ）に示されるように、矢印方向に回転すると、出力ギヤ２５の一対のストッパ２７，２８が、カバー１２の一対のストッパ１４、１３からそれぞれ離れる。さらに、出力ギヤ２５が、矢印方向に回転すると、図７（ｅ）に示されるように、出力ギヤ２５のストッパ２７が、カバー１２のストッパ１３に衝突し、出力ギヤ２５のストッパ２８が、カバー１２のストッパ１４に衝突する。このとき、ストッパ２７とストッパ１３の衝突及びストッパ２８とストッパ１４の衝突が同時に生じるように、カバー１２の一対のストッパ１３，１４、および出力ギヤ２５の一対のストッパ２７，２８の回転方向の大きさ（幅）が形成されており、したがって、ストッパ２７とストッパ１３の衝突およびストッパ２８とストッパ１４の衝突は同時に生じる。

この出力ギヤ２５の回転により、図７（ａ）〜図７（ｅ）に示すように、該出力ギヤ２５が予め定められた所定の角度だけ回転すると、出力ギヤ２５の一対のストッパ２７，２８がカバー１２の一対のストッパ１３，１４に当接して係止される。この時点で、出力ギヤ２５の回転は停止される。この際、出力ギヤ２５の軸部２５ａに一体突出形成されたカム部２５ｃによりケース１１のギヤ収容部１１ｂ内のコーナ部に配置されているオフ状態（ＯＦＦ）の一方のリミットスイッチ３０の操作レバー部３０ａが押されて該リミットスイッチ３０がオン状態（ＯＮ）になる。この出力ギヤ２５の停止する位置は、カム部２５ｃでリミットスイッチ３０のオン状態を保てる位置になっている。このリミットスイッチ３０のＯＮにより、モータ２０に位置検出信号が出力されて通電がＯＦＦされ、アーマチュアコイルに供給された電流が遮断される。

このように、出力ギヤ２５の一対のストッパ２７，２８をカバー１２の一対のストッパ１３，１４にそれぞれ当接させて係止させることにより、出力ギヤ２５を常に一定の範囲確実に回転させた後で停止させることができる。これにより、従来のように、出力ギヤとカバーにそれぞれ設けられる突起が一つの場合に比べて、出力ギヤ２５とカバー１２の内側と外側の各ストッパ１３，２７及び１４，２８の当接係止時にかかる負荷が従来の半分に分散される。このため、カバー１２の浮き上がり等の変形を確実に防止することができる。また、従来のように、カバーの突起に負荷吸収用の弾性体を取り付ける必要がないため、その分、部品点数を削減することができると共に、低コスト化を図ることができる。

また、出力ギヤ２５の内側のストッパ２７及びカバー１２の内側のストッパ１３を出力ギヤ２５の外側のストッパ２８及びカバー１２の外側のストッパ１４より面積が広くなるように大きく形成したことにより、出力ギヤ２５とカバー１２の内側と外側の各ストッパ１３，２７及び１４，２８の当接係止時にかかる負荷が内側が大きく、外側が小さくなるが、これら大小の負荷を出力ギヤ２５とカバー１２の大きさの異なる内側と外側の各ストッパ１３，２７及び１４，２８でバランス良く確実に吸収することができる。これにより、カバー１２の撓み等の変形を確実に抑制することができ、出力ギヤ２５を常に所定の範囲正確かつ確実に回転させた後で停止させることができる。

さらに、一対のストッパ２７，２８で回転を確実に停止させる出力ギヤ２５の軸部２５ａにカム部２５ｃを一体突出形成したので、このカム部２５ｃがリミットスイッチ３０を乗り越えてしまう現象を確実に防止することができ、カム部２５ｃによりリミットスイッチ３０を確実にオン又はオフ操作することができる。

図８は、出力ギヤの他の形態を示すものである。この出力ギヤ２５０では、ストッパ２８０が出力ギヤ２５０のギヤ部２５ｂから離れて形成されている。またこの出力ギヤ２５０では、ストッパ２７０が出力ギヤ２５０の軸部２５ａから離れて形成されている。この出力ギヤ２５０においては、ストッパ２７０、ストッパ２８０が樹脂で形成される際に、出力ギヤ２５０のギヤ部２５ｂや軸部２５ａに変形を生じにくい。

尚、前記実施形態によれば、出力ギヤとカバーの内側と外側の各ストッパ及びの当接係止時にかかる負荷が内側が大きく、外側が小さくなるため、出力ギヤの内側のストッパ及びカバーの内側のストッパを出力ギヤの外側のストッパ及びカバーの外側のストッパより面積が広くなるように大きく形成し、これら大小の負荷を出力ギヤとカバーの大きさの異なる内側と外側の各ストッパ及びでバランス良く確実に吸収するようにしたが、例えば、内側と外側のストッパを逆にしてカバーの強度バランスを変化させるようにしても良い。即ち、カバーの撓み易い方に力としては弱い円周上外側のストッパを設けるようにする。また、強度的に有利な場合は、単なる面積比ではなく、内側と外側の肉厚や幅等の大きさを変えても良い。

本発明の実施形態のステアリングロック装置の分解斜視図である。上記ステアリングロック装置のケースからカバーを外した状態を示す斜視図である。上記ステアリングロック装置の背面図である。上記ステアリングロック装置の底面図である。図３中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。上記ステアリングロック装置のケース内の平面図である。（ａ）〜（ｅ）は上記カバーの各ストッパに出力ギヤの各ストッパが係止されるまでの状態を順を追って示す説明図である。上記ステアリングロック装置に用いられる出力ギヤの他の形態を示す平面図である。

符号の説明

１０ステアリングロック装置（アクチュエータ装置）
１１ケース
１１ａモータ収容部
１１ｂギヤ収容部
１２カバー
１２ａ内面
１３，１４一対のストッパ
２０モータ
２１アーマチュア軸（駆動軸）
２３減速ギヤ
２５，２５０出力ギヤ
２５ｄ上面
２６出力シャフト
２７，２８一対のストッパ
２７０，２８０一対のストッパ
３１出力カム（出力部材）

Claims

モータ収容部及びギヤ収容部を覆うカバーを有したケースと、このケースのモータ収容部に収容されるモータと、前記ケースのギヤ収容部に回転自在に収容され、前記モータの駆動軸によって減速ギヤを介して回転駆動される出力ギヤと、前記ケースに回転自在に支持され、前記出力ギヤと共に回転する出力シャフトと、この出力シャフトに取り付けられる出力部材とを備え、前記出力ギヤの上面にストッパを設けると共に、前記カバーの内面に前記出力ギヤのストッパが係止されて該出力ギヤの回転範囲を規制するストッパを設けたアクチュエータ装置において、前記出力ギヤの上面の前記出力シャフトを中心とした点対象位置の内側と外側に一対のストッパを設けると共に、前記カバーの内面に前記出力ギヤの各ストッパが当接係止して該出力ギヤの回転範囲を規制する一対のストッパを設けたことを特徴とするアクチュエータ装置。
請求項１記載のアクチュエータ装置であって、
前記出力ギヤの内側のストッパ及び前記カバーの内側のストッパを前記出力ギヤの外側のストッパ及び前記カバーの外側のストッパより大きく形成したことを特徴とするアクチュエータ装置。