JP2006224714A - アクチュエータ装置 - Google Patents

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Makihito Kawamoto
牧人 河本
Masayuki Shimoyama
正之 下山
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Jidosha Denki Kogyo KK
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Abstract

【課題】 出力ギヤの組み付け作業性及び噛合精度を良好にすることができるアクチュエータ装置を提供する。
【解決手段】 ケース11のモータ収容部11aに収容されるモータ20と,ケースのギヤ収容部11bに回転自在に収容され,モータの駆動軸21によって回転駆動される出力ギヤ23とを備え,この出力ギヤにケースの支軸12に下部24dが回転自在に支持される出力シャフト部24と出力カム部26を設け,出力シャフト部の上部24aをカバー13の軸受部14に回転自在に支持したアクチュエータ装置10において,支軸を長尺の円柱状に形成し,出力シャフト部の下部24dに該支軸が回転自在に支持される凹状の軸受部24eを形成し,かつ,出力シャフト部の下端24gをケースの底壁11dから所定クリアランス離間させた。
【選択図】 図5

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。
この種のステアリングロック装置に用いられるアクチュエータ装置として,図16及び図17に示すものが知られている。
このアクチュエータ装置1は,図16及び図17に示すように,ギヤ収容部2a等を有したケース2と,このケース2のギヤ収容部2a等を覆うカバー4と,ケース2のギヤ収容部2aに回転自在に収容され,図示しないモータの駆動軸によって回転駆動される出力ギヤ6とを備えている。
この出力ギヤ6は,支軸を成す出力シャフト部7と,この出力シャフト部7の大径部7aの下部に設けられ,図示しない駆動軸のウォームに噛合するギヤ部8と,出力シャフト部7の大径部7aの上部に設けられた出力カム部9とを備えている。
出力シャフト部7の下端には凹状の軸受部7bを形成してあり,この軸受部7bがケース2の底壁2bに形成された支軸3に回転自在に支持されている。また,出力シャフト部7の大径部7aは,カバー4の天井壁4aに形成された孔状の軸受部5に回転自在に支持されている。さらに,出力カム部9はカバー4の孔状の軸受部5より外側に露出するようになっており,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られる。
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1では,図17に示すように,ケース2の底壁2bの支軸3とカバー4の天井壁4aの孔状の軸受部5との間に出力ギヤ6を組み付ける際に,出力ギヤ6の出力シャフト部7の凹状の軸受部7bを回転自在に支持する支軸3と出力シャフト部7の大径部7aを回転自在に支持する軸受部5とがケース2とカバー4の両側にあり,かつ,ケース2の支軸3が短尺であるため,ケース2の支軸3と出力ギヤ6の出力シャフト部7及びカバー4の軸受部5との位置ずれが起こり易く,さらに,ケース2の支軸3に出力ギヤ6の出力シャフト部7の凹状の軸受部7bを組み込む時に該出力ギヤ6が倒れ易くて組み付け性が悪かった。
また,ケース2の支軸3が短尺であるため,ケース2の支軸3とカバー4の軸受部5との間に出力ギヤ6を組み付けた後に,出力ギヤ6のギヤ部8と駆動軸のウォームの噛合不良や出力ギヤ6の出力シャフト部7の軸片当たり等が発生し易かった。
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,出力ギヤの組み付け作業性を向上させることができると共に,出力ギヤの噛合精度を確保して動作不良や騒音等の発生を確実に防止することができる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回転駆動される出力ギヤとを備え,この出力ギヤに設けた出力シャフト部の下部を前記ケースの底壁に突出形成した支軸に回転自在に支持すると共に,該出力シャフト部の上部を前記カバーの軸受部に回転自在に支持したアクチュエータ装置において,前記支軸を長尺の円柱状に形成すると共に,前記出力シャフト部の下部に該円柱状の支軸により回転自在に支持される凹状の軸受部を形成し,かつ,前記出力シャフト部の下端を前記ケースの底壁から所定クリアランス離間させ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,前記支軸を長尺の円柱状に形成すると共に,前記カバーの軸受部を円形孔状に形成し,この円形孔状の軸受部の内周面に前記出力シャフト部の上部の外周面を回転自在に支持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,出力ギヤの出力シャフト部の下部が回転自在に支持されるケースの底壁に形成した支軸を長尺の円柱状に形成すると共に,該出力シャフト部の下部に該円柱状の支軸が回転自在に支持される凹状の軸受部を形成し,かつ,出力シャフト部の下端をケースの底壁から所定クリアランス離間させたことにより,出力ギヤの組み付け時の組付状態を安定させることができ,組み付け作業性を向上させることができる。また,組み付け後は,出力ギヤの出力シャフト部のスラスト受け面を小さくすることができるため,出力ギヤの回転ロスを小さくすることができる。
請求項2の発明によれば,支軸を長尺の円柱状に形成すると共に,カバーの軸受部を円形孔状に形成し,この円形孔状の軸受部の内周面に出力シャフト部の上部の外周面を回転自在に支持したことにより,出力ギヤの噛合精度を確保して動作不良や騒音(作動音)等の発生を確実に防止することができると共に,カバーの円形孔状の軸受部で出力ギヤのラジアル負荷を受けることができる。
以下,本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の一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断面図,図3は同ステアリングロック装置のケースの平面図,図4は同ステアリングロック装置の出力ギヤ周辺の拡大平面図,図5は同出力ギヤ周辺の拡大断面図,図6は同ケースとカバーとスイッチホルダ及びリミットスイッチの関係を示す分解斜視図,図7は同ケースにスイッチホルダを仮止めした状態を示す平面図,図8(a)は同ケースにスイッチホルダを仮止めした状態を示す断面図,図8(b)は同仮止め状態の要部の拡大断面図,図9(a)は同ケースとカバー間にスイッチホルダを挾持した取付状態の概略説明図,図9(b)は同取付状態の要部の拡大説明図,図10は同ステアリングロック装置に用いられるモータを斜め前側から見た斜視図,図11は同モータを斜め後側から見た斜視図,図12は同モータの平面図,図13は同モータの側面図,図14は同モータに装着される弾性体の平面図,図15は同弾性体の側面図である。
図1〜図3に示すように,ステアリングロック装置(アクチュエータ装置)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を有し,かつ,該ギヤ収容部11bに円柱状の支軸12を一体突出形成した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を覆うと共に円形孔状の軸受部14を形成し,かつ,ケース11の全体を覆ってビス15で締結固定される合成樹脂製のカバー13とを備えている。
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の先端21aはギヤ収容部11bの軸受保持部11cに保持された軸受16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を取り付けてあり,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。
図1〜図5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のウォーム22に噛合して回転駆動される合成樹脂製の出力ギヤ23を回転自在に収容してある。この出力ギヤ23は,支軸を成す出力シャフト部24と,この出力シャフト部24の中央に一体突出形成され,モータ20のアーマチュア軸21のウォーム22に噛合するギヤ部25と,出力シャフト部24の大径部(上部)24aの上面24bに一体突出形成された一対の出力カム部26,26とを備えている。この各出力カム部26は,後述するカバー13の天井壁13aに形成された円形孔状の軸受部14より外側に露出するようになっており,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られる。
図1〜図5に示すように,ケース11のギヤ収容部11bの底壁11dの中央には,長尺で円柱状の支軸12を上方に一体突出形成してある。また,出力ギヤ23の出力シャフト部24の小径部(下部)24dには上記支軸12に嵌合される円形凹状の軸受部24eを形成してあると共に,該軸受部24eの内端面(底面)24fを円柱状の支軸12の上面12aに摺動自在に載置してある。さらに,軸受部24eの開口端,即ち,出力シャフト部24の小径部24dの下端24gをケース11の底壁11dから所定クリアランス離間させてある。これらにより,出力ギヤ23の出力シャフト部24は円柱状の支軸12にスムーズに回転するように支持されている。
また,カバー13の天井壁13aの支軸12に対向する位置には,円形孔状の軸受部14を形成してある。この円形孔状の軸受部14の内周面14aに出力シャフト部24の大径部24aの外周面24cを回転自在に支持してある。
図1,図2,図5に示すように,出力ギヤ23のギヤ部25は出力シャフト部24の大径部24aの下側に一体形成されている。さらに,図1,図3に示すように,出力シャフト部24の大径部24aの外周面24cには,カバー13の天井壁13aの内面に形成された図示しないストッパ部に当接係止される円弧状でブロック状のストッパ部27を一体突出形成してある。このストッパ部27は,出力シャフト部24の大径部24aの外周面24cから円周方向に所定の幅寸法を持って円弧状に一体突出突出されている。
さらに,図3に示すように,出力シャフト部24の小径部24dには,カム部28が一体突出形成されている。このカム部28に対向するケース11のギヤ収容部11b内には出力ギヤ23が所定の角度回転した時に該カム部28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を合成樹脂製のスイッチホルダ35を介して取り付けてある。
図1及び図6〜図9に示すように,出力ギヤ23の位置検出用の一対のリミットスイッチ(スイッチ手段)30,30は,合成樹脂製のスイッチホルダ35によりケース11のギヤ収容部11b内に押さえ付けられるようになっている。即ち,図1,図6,図9に示すように,各リミットスイッチ30の前面の両側には,断面円形で上下面に貫通した一対の係合孔(係合部)31,31をそれぞれ形成してある。また,各リミットスイッチ30の後面には操作レバー部32を取り付けてある。さらに,各リミットスイッチ30の前面には一対の端子33,33をそれぞれ突設してある。この各端子33にはハーネス34の芯線34aが半田付けにより接続されるようになっている。
また,図1に示すように,ケース11のギヤ収容部11bの底壁11dの各リミットスイッチ30の一対の係合孔31,31に対向する位置には,該各リミットスイッチ30の一対の係合孔31,31が嵌め込まれて固定される一対の固定用ボス(固定用係止部)11e,11eをそれぞれ一体突出形成してある。
図1及び図6〜図9に示すように,各リミットスイッチ30をケース11のギヤ収容部11b内に押さえ付けるスイッチホルダ35は合成樹脂により板状に形成してあり,そのホルダ本体35aの中央には各リミットスイッチ30等を視認する孔状の覗き用窓部36を形成してある。また,スイッチホルダ35のホルダ本体35aの両側にはケース11の底壁11dに形成されたL字状で一対の係合部11f,11fにそれぞれ仮止めされる一対の仮止め用係止爪(仮止め用係止部)37,37を下方に一体突出形成してある。さらに,スイッチホルダ35のホルダ本体35aの両側には一対の腕部(保持部)38,38をL字状に一体突出形成してある。また,ケース11の側壁11gにはスイッチホルダ35の各腕部38が収容される係合凹部11hを設けてあると共に,カバー13の側壁13bには該各係合凹部11hに係合されて該スイッチホルダ35の各腕部38を挾持する係止凸部13cを下方に一体突出形成してある。そして,各仮止め用係止爪37によりスイッチホルダ35をケース11の各係合部11fに仮止めした後で,ケース11の側壁11gの各係合凹部11hにカバー13の側壁13bの各係止凸部13cを嵌合する際に,スイッチホルダ35の各腕部38をケース11の各係合凹部11hとカバー13の係止凸部13cとの間で挾持自在にしてある。
図1,図3に示すように,ケース11のモータ収容部11aの相対向する両側壁13b,13bの内面の所定位置には,図1の上下方向に延びる凸部11i,11iを一体突出形成してある。また,モータ収容部11a内の底壁11dには,モータ20の軸方向に平行に延びる一対の凸部11j,11jをそれぞれ一体突出形成してある。
図10〜図15に示すように,モータ20に装着される弾性体40は,モータ20のモータ本体20aを保持する本体フローティング部41と,モータ20のアーマチュア軸(駆動軸)21の前後の各軸受20b,20cをそれぞれ保持する一対の軸受フローティング部42,43とから成り,これら本体フローティング部41と一対の軸受フローティング部42,43は,例えば,熱可塑性エラストマ系樹脂材(弾性部材)により一体形成されている。また,本体フローティング部41と後側の軸受フローティング部43との間には切欠き部44を形成してある。一対の軸受フローティング部42,43は,ケース11の軸受保持部11k,11mにそれぞれ嵌合され,保持される。
図14,図15に示すように,本体フローティング部41は,上片41a及び下片41bと,この上片41a及び下片41bを連結する両側片41c,41dとでモータ20のモータ本体20aを包み込むように形成してある。また,上片41aの上面にはモータ20の幅方向に平行に延びる一対の凸部41e,41eをそれぞれ一体突出形成してある。さらに,下片41bの下面にはモータ20の幅方向に平行に延びる一対の凸部41f,41fをそれぞれ一体突出形成してある。
また,各軸受フローティング部42,43の中央には,アーマチュア軸(駆動軸)21を回転自在に支持する前後の各軸受20b,20cに嵌め込まれる孔部42a,43aをそれぞれ形成してある。
弾性体40を装着したモータ20は,ケース11の軸受保持部11k,11mに弾性体40の一対の軸受フローティング部42,43をそれぞれ嵌合することにより,該モータ20は該軸受保持部11k,11mを介してフローティング自在に支持されている。
また,モータ20は,モータ収容部11a内の底壁11dに形成した一対の凸部11j,11jとカバー13の天井壁13aの内面との間に,弾性体40の上片41aと下片41bにそれぞれ形成した一対の凸部41e,41eと一対の凸部41f,41fを介してフローティング自在に支持されている。
尚,出力ギヤ23からの大きな反力がウオーム22を介してアーマチュア軸21に作用した際に,その反力がモータ20をフローティング支持している弾性体40の許容限度を超えた荷重であった場合に,モータ本体20aの外側面がケース11の相対向する両側壁13b,13bの内面に一体突出形成した各凸部11iに当接する。このため,モータ20は所定の範囲内に保持される。
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,このウォーム22に噛合されている出力ギヤ23及び該出力ギヤ23の出力シャフト部24が回転される。
この出力ギヤ23が予め定められた所定の角度だけ回転すると,該出力ギヤ23の出力シャフト部24の小径部24dに一体突出形成されたカム部28によりケース11のギヤ収容部11b内に配置されているオフ状態(OFF)の一対のリミットスイッチ30,30の各操作レバー部32が押されて該各リミットスイッチ30がオン状態(ON)になる。この各リミットスイッチ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。この各リミットスイッチ30のON後も,出力ギヤ23はディレー及び惰走により,なおも回転を続行するが,該出力シャフト部24の大径部24aに形成したストッパ部27が,カバー13の天井壁13aの内面に形成された図示しないストッパ部に当接して,該出力ギヤ23は停止する。尚,この出力ギヤ23が停止する位置では,カム部28は各リミットスイッチ30をオン状態に保持している。
図1及び図6〜図9に示すように,一対のリミットスイッチ30,30をケース11のギヤ収容部11b内に組み付ける場合には,まず,ケース11のギヤ収容部11bの底壁11dに突設した各一対の固定用ボス11e,11eに各リミットスイッチ30の一対の係合孔31,31を嵌め込んで固定させる。
そして,図7,図8に示すように,スイッチホルダ35の一対の仮止め用係止爪37,37をケース11のギヤ収容部11bの一対の係合部11f,11fに仮止めする。次に,図9に示すように,ケース11にカバー13を装着して該ケース11にカバー13をビス15を介して締結固定すると,スイッチホルダ35の一対の腕部38,38がカバー13の側壁13bの一対の係止凸部13c,13cに押されてケース11の側壁11gの一対の係合凹部11h,11h内に嵌め込まれる。これにより,スイッチホルダ35の一対の腕部38,38がケース11の側壁11gの一対の係合凹部11h,11hとカバー13の側壁13bの一対の係止凸部13c,13cとの間で挾持される。その結果,一対のリミットスイッチ30,30をケース11のギヤ収容部11bの底壁11dとスイッチホルダ35のホルダ本体35aとの間で簡単かつ確実に固定することができる。
尚,図9(a)に示すように,ケース11にカバー13を装着することで,スイッチホルダ35の一対の仮止め用係止爪37,37のケース11のギヤ収容部11bの一対の係合部11f,11fへの仮止めの役割はなくなる。
また,このステアリングロック装置10によれは,ケース11の底壁11dの支軸12とカバー13の天井壁13aの軸受部14との間に出力ギヤ23を組み付ける際に,出力ギヤ23の出力シャフト部24の小径部24dが回転自在に支持されるケース11の底壁11dの支軸12を長尺の円柱状に形成すると共に,該出力シャフト部24の小径部24dに該円柱状の支軸12が回転自在に支持される凹状の軸受部24eを形成し,かつ,出力シャフト部24の下端24gをケース11の底壁11dから所定クリアランス離間させたことにより,ケース11の支軸12と出力ギヤ23及びカバー13の軸受部14間の軸位置ずれを起こすことなく,安定した状態で出力ギヤ23をケース11の支軸12に組み付けることができ,全体の組み付け作業性を向上させることができる。
さらに,組み付け後は,出力ギヤ23の出力シャフト部24のスラスト受け面を小さくすることができるため,出力ギヤ23の回転ロスを小さくすることができる。即ち,図5に示すように,出力ギヤ23の出力シャフト部24の下端24gをケース11の底壁11dから所定クリアランス離間させたことにより,出力ギヤ23におけるスラスト方向の荷重を出力シャフト部24の下端24gではなく,出力シャフト部24の凹状の軸受部24eの内端面24fの面積が小さいところで受けることができる。これにより,出力ギヤ23の回転ロスをより確実に小さくすることができる。
また,ケース11の底壁11dの支軸12を長尺の円柱状に形成すると共に,カバー13の天井壁13aの軸受部14を円形孔状に形成し,この円形孔状の軸受部14の内周面14aに出力シャフト部24の大径部24aの外周面24cを回転自在に支持したことにより,モータ20のアーマチュア軸21のウォーム22と出力ギヤ23の出力シャフト部24のギヤ部25との噛合精度を常に高い精度に確保することができる。これにより,出力ギヤ23の動作不良や騒音(作動音)等の発生を確実に防止することができる。また,カバー13の円形孔状の軸受部14で出力ギヤ23の出力シャフト部24の大径部24aのラジアル負荷を確実に受けることができ,出力ギヤ23の動作不良や騒音(作動音)等の発生をより確実に防止することができる。
尚,前記実施形態によれば,アクチュエータ装置としてステアリングロック装置に使用される場合について説明したが,ステアリングロック装置以外の他のアクチュエータ装置に前記実施形態を適用できることは勿論である。
本発明の一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断面図である。 上記ステアリングロック装置のケースの平面図である。 上記ステアリングロック装置の出力ギヤ周辺の拡大平面図である。 上記ステアリングロック装置の出力ギヤ周辺の拡大断面図である。 上記ステアリングロック装置のケースとカバーとスイッチホルダ及びリミットスイッチの関係を示す分解斜視図である。 上記ケースにスイッチホルダを仮止めした状態を示す平面図である。 (a)は上記ケースにスイッチホルダを仮止めした状態を示す断面図,(b)は同仮止め状態の要部の拡大断面図である。 (a)は上記ケースとカバー間にスイッチホルダを挾持した取付状態の概略説明図,(b)は同取付状態の要部の拡大説明図である。 上記ステアリングロック装置に用いられるモータを斜め前側から見た斜視図である。 上記モータを斜め後側から見た斜視図である。 上記モータの平面図である。 上記モータの側面図である。 上記モータに装着される弾性体の平面図である。 上記弾性体の側面図である。 従来のステアリングロック装置に用いられるアクチュエータ装置の組み付け状態を示す部分断面図である。 上記従来のアクチュエータ装置の組み付け前の状態を示す部分断面図である。
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
11d 側壁
12 支軸
13 カバー
14 円形孔状の軸受部
14a 内周面
20 モータ
21 アーマチュア軸(駆動軸)
23 出力ギヤ
24 出力シャフト部
24a 大径部(上部)
24c 外周面
24d 小径部(下部)
24e 凹状の軸受部
24g 下端
26 出力カム部

Claims (2)

  1. 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回転駆動される出力ギヤとを備え,この出力ギヤに設けた出力シャフト部の下部を前記ケースの底壁に突出形成した支軸に回転自在に支持すると共に,該出力シャフト部の上部を前記カバーの軸受部に回転自在に支持したアクチュエータ装置において,
    前記支軸を長尺の円柱状に形成すると共に,前記出力シャフト部の下部に該円柱状の支軸により回転自在に支持される凹状の軸受部を形成し,かつ,前記出力シャフト部の下端を前記ケースの底壁から所定クリアランス離間させたことを特徴とするアクチュエータ装置。
  2. 請求項1記載のアクチュエータ装置であって,
    前記支軸を長尺の円柱状に形成すると共に,前記カバーの軸受部を円形孔状に形成し,この円形孔状の軸受部の内周面に前記出力シャフト部の上部の外周面を回転自在に支持したことを特徴とするアクチュエータ装置。
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CN105377643A (zh) * 2013-07-24 2016-03-02 有信德国门禁系统有限公司 用于锁定机动车辆的转向柱的电子转向柱锁及相应的用于组装电子转向柱锁的壳体的方法
KR20200034364A (ko) * 2018-09-21 2020-03-31 주식회사 만도 자동차의 조향장치

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