JP2006290167A - Electric steering lock device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車のステアリングシャフトの回転をロックする電動ステアリングロック装置に関する。 The present invention relates to an electric steering lock device that locks rotation of a steering shaft of an automobile.
この種の従来の電動ステアリングロック装置としては、特許文献1に開示されたものがある。
A conventional electric steering lock device of this type is disclosed in
この電動ステアリングロック装置100は、図10に示すように、モータ101の駆動により回転する回転軸102と、この回転軸102に固定され、回転軸102と一体に解錠方向及び施錠方向に選択的に回転するカム部材103と、このカム部材103のカム面103aに当接するカム追従面105aを有し、カム部材103のカム面105aに追従してステアリングシャフト104の回転をロックするロック位置とステアリングシャフト104の回転を許容するロック解除位置との間で変移するロック部材105と、このロック部材105のカム追従面105aをカム部材103のカム面103aに押圧するリターンスプリング106と、ロック部材105をロック解除位置に保持するステアリングロック防止機構107とを備えている。
As shown in FIG. 10, the electric
ステアリングロック防止機構107は、回転支持ピン108を支点として揺動自在に支持されたロッキングレバー109と、このロッキングレバー109を保持位置側に付勢するスプリング110と、ロック部材105のロック位置からロック解除位置の少し手前位置までの間において、スプリング110のスプリング力に抗してロッキングレバー109を待機位置側に保持する前記カム部材103とを備えている。カム部材103はロッキングレバー109の移動規制を兼用する。
The steering
上記構成において、車両駐車中にあっては、ロック部材105がロック位置に位置され、ステアリングシャフト104がロックされる。これにより、駐車中における車両盗難を防止できる。
In the above configuration, when the vehicle is parked, the
駐車中の車両を駆動する際には、ドライバー等がステアリング施解錠ボタン(図示せず)を押下する。すると、モータ101の駆動によりカム部材103が解錠方向に回転し、ロック部材105がリターンスプリング106のスプリング力に抗してカム部材103に追従してロック解除位置まで移動する(図10の状態)。これにより、ステアリングシャフト104の回転が自由となる。又、ロック部材105がロック解除位置まで移動すると、カム部材103からの干渉を受けなくなったロッキングレバー109がスプリング110のスプリング力によって保持位置に移動し、ロッキングレバー109の先端がロック部材105の嵌合凹部105bに填り込む。従って、強い衝撃力がカム部材103に加わり、カム部材103に施錠方向の回転モーメントが作用しても、カム部材103の回転がロッキングレバー109によって阻止されるため、ロック部材105がロック位置に移動しない。これにより、車両走行中等においてステアリングシャフト104がロックしないようになっている。
しかしながら、従来の電動ステアリングロック装置100では、ステアリングロック防止機構107がロッキングレバー109、スプリング110等から構成されるため、部品コスト及び組み付けコストがかかり、電動ステアリングロック装置100がコスト高になり、又、ステアリングロック防止機構107がスペースをとるため、電動ステアリングロック装置100が大型化する等の問題があった。
However, in the conventional electric
そこで、本発明は、ロック部材のロック位置への誤作動による移動を阻止するための特別な機構を追加することなく、車両走行中等におけるステアリングシャフトのロックを確実に防止でき、しかも、低コストで、且つ、小型化できる電動ステアリングロック装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can reliably prevent the steering shaft from being locked during traveling of the vehicle without adding a special mechanism for preventing the lock member from moving to the lock position due to malfunction, and at a low cost. And it aims at providing the electric steering lock device which can be reduced in size.
上記目的を達成する請求項1の発明は、駆動源の駆動により解錠方向及び施錠方向に回転するカム部材と、このカム部材に形成されるカム面に当接するカム追従面を有し、ステアリングシャフトの回転を阻止するロック位置と該ステアリングシャフトの回転を許容するロック解除位置との間で変移するロック部材と、該カム追従面を該カム面に付勢保持する付勢部材とを備えた電動ステアリングロック装置において、前記付勢部材のバネ定数は、前記ロック部材が前記ロック位置に保持される際のバネ定数が前記ロック解除位置に保持される際のバネ定数よりも小さくなるように設定されたことを特徴とする。
The invention according to
請求項2の発明は、請求項1記載の電動ステアリングロック装置において、前記付勢部材は、前記ロック部材のロック位置からロック解除位置までの全範囲に亘って付勢力を前記ロック部材に作用させる第1付勢部材と、前記前記ロック部材のロック解除位置で付勢力を前記ロック部材に作用させる第2付勢部材とから構成されたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the electric steering lock device according to the first aspect, the urging member causes the urging force to act on the lock member over the entire range from the lock position to the lock release position of the lock member. The first urging member and a second urging member that causes the urging force to act on the lock member at the unlocking position of the lock member.
請求項3の発明は、請求項2記載の電動ステアリングロック装置において、前記第1付勢部材及び前記第2付勢部材は、ともに巻バネであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the electric steering lock device according to the second aspect, the first urging member and the second urging member are both wound springs.
請求項4の発明は、請求項2記載の電動ステアリングロック装置において、前記第1付勢部材は巻バネであり、前記第2付勢部材は板バネであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the electric steering lock device according to the second aspect, the first urging member is a winding spring, and the second urging member is a leaf spring.
請求項1の発明によれば、ロック部材には全ての移動範囲で付勢部材の付勢力が作用するため、ロック部材はカム部材に追従して確実に移動される。そして、ロック解除位置に位置するロック部材は、カム部材のカム面に対し強い付勢力によって付勢されるため、カム部材を施錠方向及び解錠方向に回転させるような強い衝撃力が加わっても、ロック部材のカム追従面とカム部材のカム面との間の摺動摩擦力が強いため、カム部材が回転することがなく、ロック部材がロック位置に変移することがない。そして、ロック部材の衝撃によるロック位置への移動を阻止するのに、単に付勢部材の構成を所望のバネ特性となるよう変更すれば良いものである。以上より、車両走行中等におけるステアリングシャフトのロックを確実に防止でき、しかも、ステアリングロック装置を低コストで、且つ、小型化できる。 According to the first aspect of the present invention, since the urging force of the urging member acts on the lock member in the entire movement range, the lock member is reliably moved following the cam member. And since the locking member located in the unlocking position is biased by a strong biasing force against the cam surface of the cam member, even if a strong impact force that rotates the cam member in the locking direction and the unlocking direction is applied. Since the sliding frictional force between the cam follower surface of the lock member and the cam surface of the cam member is strong, the cam member does not rotate and the lock member does not shift to the lock position. Then, in order to prevent the lock member from moving to the lock position due to the impact, the configuration of the biasing member may be simply changed to have a desired spring characteristic. As described above, the steering shaft can be reliably prevented from being locked while the vehicle is running, and the steering lock device can be reduced in cost and size.
請求項2の発明によれば、請求項1の発明の効果に加え、単純なスプリングの組み合わせ構成によって所望の付勢力を作用させることができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、請求項2の発明の効果に加え、同一種類のスプリングを用いて構成できる。例えば、第1付勢部材と第2付勢部材とを容易に連結できるため、双方のスプリングの一端側の係止構造を単純化できる。
According to invention of
請求項4の発明によれば、請求項2の発明の効果に加え、異なる種類のスプリングを用いて構成できる。そして、板バネはその一端を自由端として設置しても振動等によってほとんど横揺れすることがないため、確実な動作を担保できる。
According to invention of
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〜図5は本発明の一実施形態を示し、図1は電動ステアリングロック装置の正面図、図2は図1のA−A線断面図、図3はロック部材がロック位置に位置する場合の図2のB−B線断面図、図4はロック部材がロック解除位置に位置する場合の図2のB−B線断面図、図5(a)は自然長の付勢部材の正面図、図5(b)はロック部材がロック位置に位置する場合の付勢部材とカム部材の正面図、図5(c)はロック部材がロック解除位置に位置する場合の付勢部材とカム部材の正面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 5 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a front view of an electric steering lock device, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 2, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 2 when the lock member is located at the unlocked position, and FIG. FIG. 5B is a front view of the urging member and the cam member when the locking member is located at the locking position, and FIG. 5C is the urging member and the cam when the locking member is located at the unlocking position. It is a front view of a member.
図1〜図4に示すように、電動ステアリングロック装置1は、フレーム2とこのフレーム2の上方を被うカバー3とを有し、カバー3で被われたフレーム2上には駆動源であるモータユニット4が固定されている。モータユニット4は減速機構を内蔵し、ユニットケースより突出する回転軸(不図示)にカム部材5が固定されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the electric
カム部材5は、回転軸の回転によって解錠方向R1及びその逆の施錠方向R2に選択的に回転される。カム部材5は、その外周面がカム面6として形成されている。カム面6は、回転中心Oからの距離が回転角度の変化と共に徐々に可変するように設定されている。
The
図3及び図4に詳しく示すように、フレーム2には上下方向に貫通するスライド用孔7が形成されており、このスライド用孔7にロック部材であるロックシャフト8が移動自在に配置されている。ロックシャフト8の上端にはハンガー部9が固定されている。このハンガー部9の下面はカム追従面10として形成され、カム追従面10がカム部材5のカム面6に当接されている。ハンガー部9の上面には付勢部材11が設置されている。付勢部材11のバネ力によってロックシャフト8がロック位置側に付勢されていると共にロックシャフト8のカム追従面10がカム部材5のカム面6に付勢されている。
As shown in detail in FIGS. 3 and 4, the
ロックシャフト8の下端には係合部15が設けられている。ロックシャフト8はカム部材5のカム面6に追従して移動し、図3のロック位置と図4のロック解除位置との間を変移する。ロック位置では、係合部15がステアリングシャフト16に係合し、ステアリングシャフト16の回転を阻止する。ロック解除位置では、係合部15がステアリングシャフト16より離間し、ステアリングシャフト16の回転を許容する。
An
付勢部材11は、図5(a)〜(c)に示すように、自然長の長い巻バネで、且つ、巻き径が小さい第1付勢部材12と、自然長の短い巻バネで、且つ、巻き径が大きい第2付勢部材13とから構成されている。第1付勢部材12と第2付勢部材13は1本の同じバネ材より形成され、双方の上端で連結されている。この連結された上端箇所がバネ係止部14に形成された係止突起14aに係止されている。第1付勢部材の下端は、ハンガー部9のバネ受け凹部9aに配置されることによって支持されている。第2付勢部材の下端は、自由端とされている。従って、付勢部材11は、ロックシャフト8のロック位置からロック解除位置までの全範囲に亘って第1付勢部材12の付勢力F1が作用し、ロックシャフト8のロック解除位置の手前からロック解除位置までの範囲で第2付勢部材13の付勢力F2が作用する。このような付勢部材11の構成によって、付勢部材11は、ロックシャフト8のロック位置からロック解除位置の手前までに作用する付勢力(F1)に較べて、ロックシャフト8のロック解除位置で作用する付勢力(F1+F2)が増大するように設定されている。
As shown in FIGS. 5A to 5C, the urging
上記構成において、車両駐車中にあっては、ロックシャフト8が図3に示すロック位置に位置し、ステアリングシャフト16の回転がロックされている。これにより、車両の盗難が防止される。
In the above configuration, when the vehicle is parked, the
次に、運転者が車両を走行させるため、ステアリングロックスイッチ(図示せず)を押下すると、モータユニット4が駆動してカム部材5が解錠方向R1に回転する。カム部材5の回転によってロックシャフト8は、ロック位置からロック解除位置の手前まで第1付勢部材12の付勢力に抗して追従移動する。そして、ロック解除位置の手前位置まで来ると、ロックシャフト8は、第1付勢部材12と第2付勢部材13の双方の付勢力に抗して追従移動する。つまり、ロックシャフト8には全ての移動範囲で付勢部材11の付勢力が作用するため、ロックシャフト8はカム部材5に追従して確実に移動し、最終的に図4のロック解除位置まで移動する。これにより、ステアリングシャフト16の回転が許容される。
Next, when the driver depresses a steering lock switch (not shown) to drive the vehicle, the
ロック解除位置に位置するロックシャフト8は、カム部材5のカム面6に対し第1付勢力F1と第2付勢力F2を合算した強い付勢力(F1+F2)によって付勢されるため、カム部材5を施錠方向R2及び解錠方向R1に回転させるような強い衝撃力が加わっても、ロックシャフト8のカム追従面10とカム部材5のカム面6との間の摺動摩擦力が強いため、カム部材5が回転することがなく、ロックシャフト8がロック位置に変移することがない。そして、衝撃によってロックシャフト8のロック位置への移動を阻止するために、単に付勢部材11の構成を所望のバネ特性となるよう変更すれば良いものである。以上より、車両走行中等におけるステアリングシャフト16のロックを確実に防止でき、しかも、ステアリングロック装置1を低コストで、且つ、小型化できる。
Since the
この実施形態では、付勢部材11は、ロックシャフト8のロック位置からロック解除位置までの全範囲に亘って付勢力を作用させる第1付勢部材12と、ロックシャフト8のロック解除位置で付勢力を作用させる第2付勢部材13とから構成されたので、単純なバネの組み合わせ構成によって所望の付勢力を作用させることができる。
In this embodiment, the urging
この実施形態では、第1付勢部材12及び第2付勢部材13は、共に巻バネであるので、同一種類のバネを用いて構成できる。そして、この実施形態のように、第1付勢部材12と第2付勢部材13とを一体に形成すれば、円柱状の係止突起の外周にバネを圧入することで保持するという従来から巻バネを保持する際に用いられている構造を適用でき、構造を複雑にせず、双方の巻バネ12,13を保持することができる。
In this embodiment, since both the first urging
次に、付勢部材の別態様として板バネを適用した形態を示す。図6(a)はロック部材がロック位置に位置する場合の付勢部材とカム部材の正面図、図6(b)はロック部材がロック解除位置に位置する場合の付勢部材とカム部材の正面図、図7(a)は第2付勢部材の平面図、図7(b)は第2付勢部材の正面図である。 Next, the form which applied the leaf | plate spring as another aspect of an urging | biasing member is shown. FIG. 6A is a front view of the urging member and the cam member when the locking member is located at the locking position, and FIG. 6B is a front view of the urging member and the cam member when the locking member is located at the unlocking position. FIG. 7A is a front view of the second urging member, and FIG. 7B is a front view of the second urging member.
図6(a)、(b)及び図7(a)、(b)に示すように、別態様の付勢部材20は、前記実施形態のものと比較するに、第2付勢部材21が板バネにて形成されている点が相違する。第2付勢部材21は、環状に形成されたバネ材からなる本体22と、本体22の外周縁に沿って成形された3本の円弧状の付勢部23とから構成されている。なお、付勢部23は、可撓性を有した片持ち梁状の板バネで、前記実施形態と同様に、ロック解除位置の手前からロック解除位置の範囲で付勢力を作用させるように設定されている。
As shown in FIGS. 6 (a), 6 (b) and 7 (a), 7 (b), the biasing
他の構成は、前記実施形態のものと同一であるため、同一構成箇所には同一符号を付してその説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the above-described embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
この別態様の付勢部材20を使用しても前記実施形態と同様の作用・効果が得られる。そして、付勢部材20は、第1付勢部材12は巻バネであり、第2付勢部材21は板バネであるので、異なる種類のバネを用いて構成できる。又、板バネである第2付勢部材21は、その一端を自由端として設置しても振動等によってほとんど横揺れすることがないため、確実な動作を担保できる。
Even when the biasing
図8及び図9はカム部材の別態様を示し、図8はカム部材の正面図、図9はカム部材の回転角度に対するストローク量の特性線図である。 8 and 9 show another embodiment of the cam member, FIG. 8 is a front view of the cam member, and FIG. 9 is a characteristic diagram of the stroke amount with respect to the rotation angle of the cam member.
図8に示すように、このカム部材5のカム面6は、従来から用いられているものと比較し、ロックシャフト8をロック解除位置の手前からロック解除位置まで変移させる領域(回転角度で230度〜270度の範囲)では、回転角度に対するストローク量が小さくなるように設定され、強化された付勢部材11,20の付勢力に抗している。図8及び図9では、従来から用いられているカム部材のカム面及びストローク量を破線で示すことによって相違を明確化している。
As shown in FIG. 8, the
本実施形態のカム部材5によれば、ロック解除位置の手前位置からロック解除位置にロックシャフト8を移動させる際のカム部材5の回転トルクを小さくできるため、前記実施形態に較べてスムーズな移動を担保できる。
According to the
又、カム部材の他の別態様として、カム部材5の回転中心Oと重心位置とを一致するよう構成する。このように構成すれば、カム部材5に衝撃、振動等の外力が作用しても、カム部材5は回転中心Oと重心位置が一致しているために、カム部材に衝撃、振動等に起因する自己慣性モーメントが発生することはない。従って、ロックシャフト8がロック解除位置に位置する状態において、カム部材5が自己慣性モーメントによって回転してロックシャフト8がロック位置に移動することがない。従って、車両走行中等におけるステアリングシャフトのロックを更に確実に阻止できる。
As another aspect of the cam member, the rotation center O of the
尚、前記実施形態及び別態様において、付勢部材の構成を説明したが、本発明の付勢部材は、ロックシャフト8のロック位置からロック解除位置の手前までに作用する付勢力に較べて、ロックシャフト8のロック解除位置で作用する付勢力が増大するよう設定できれば良く、その構成は問わない。
In addition, in the said embodiment and another aspect, although the structure of the urging | biasing member was demonstrated, compared with the urging | biasing force which acts from before the lock position of the
1 電動ステアリングロック装置
4 モータユニット(駆動源)
5 カム部材
6 カム面
8 ロックシャフト(ロック部材)
10 カム追従面
11 付勢部材
12 第1付勢部材
13 第2付勢部材
16 ステアリングシャフト
20 付勢部材
21 第2付勢部材
30 カム部材
31 カム面
R1 解錠方向
R2 施錠方向
1 Electric
5
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記付勢部材のバネ定数は、前記ロック部材が前記ロック位置に保持される際のバネ定数が前記ロック解除位置に保持される際のバネ定数よりも小さくなるように設定されたことを特徴とする電動ステアリングロック装置。 A lock member that has a cam member that rotates in a unlocking direction and a locking direction by driving of a drive source, a cam follower surface that abuts against a cam surface formed on the cam member, and prevents the steering shaft from rotating, and the steering shaft In an electric steering lock device comprising: a lock member that shifts between a lock release position that allows rotation of the cam follower; and a biasing member that biases and holds the cam follower surface to the cam surface.
The spring constant of the biasing member is set so that a spring constant when the lock member is held at the lock position is smaller than a spring constant when the lock member is held at the unlock position. Electric steering lock device.
前記付勢部材は、前記ロック部材のロック位置からロック解除位置までの全範囲に亘って付勢力を前記ロック部材に作用させる第1付勢部材と、
前記前記ロック部材のロック解除位置で付勢力を前記ロック部材に作用させる第2付勢部材とから構成されたことを特徴とする電動ステアリングロック装置。 In the electric steering lock device according to claim 1,
The biasing member is a first biasing member that applies a biasing force to the lock member over the entire range from the lock position to the lock release position of the lock member;
An electric steering lock device comprising: a second urging member that causes an urging force to act on the lock member at an unlock position of the lock member.
前記第1付勢部材及び前記第2付勢部材は、ともに巻バネであることを特徴とする電動ステアリングロック装置。 The electric steering lock device according to claim 2,
The first steering member and the second biasing member are both wound springs.
前記第1付勢部材は巻バネであり、
前記第2付勢部材は板バネであることを特徴とする電動ステアリングロック装置。
The electric steering lock device according to claim 2,
The first biasing member is a winding spring;
The electric steering lock device, wherein the second urging member is a leaf spring.
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