JP2007145063A - 電動ステアリングロック装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で、装置の小型化、ロックボルトが途中停止した後のロック位置への再作動へおよび、据え切りトルクがかかっている状態でのロックボルトの引き抜きが可能になる電動ステアリングロック装置を提供する。
【解決手段】電動ステアリングロック装置10では、ロックボルト44の外周面に周方向に対して傾斜したカム溝50を形成するとともに、電動モータ16により回転駆動される筒状の回転体26を設け、前記カム溝は、前記ロックボルトの後端側に傾斜角を緩勾配とした少なくとも2つの緩傾斜部を有する複数段構成とされ、ロックボルト44を回転体26の内部に軸方向に移動可能に配置し、回転体26の保持部30に保持されたカムフォロワ32をカム溝50内で移動させることによりロックボルト44を移動させるようにした。
【選択図】図2
【解決手段】電動ステアリングロック装置10では、ロックボルト44の外周面に周方向に対して傾斜したカム溝50を形成するとともに、電動モータ16により回転駆動される筒状の回転体26を設け、前記カム溝は、前記ロックボルトの後端側に傾斜角を緩勾配とした少なくとも2つの緩傾斜部を有する複数段構成とされ、ロックボルト44を回転体26の内部に軸方向に移動可能に配置し、回転体26の保持部30に保持されたカムフォロワ32をカム溝50内で移動させることによりロックボルト44を移動させるようにした。
【選択図】図2
Description
本発明は、自動車等のステアリングをロックするための電動ステアリングロック装置に関する。
従来、盗難防止を目的として自動車等のステアリングをロックするために用いられるステアリングロック装置が知られている。一般に、ステアリングロック装置では、ステアリング操作に伴って回動するステアリングシャフトの外周に係合凹部に設けられており、この係合凹部にロックボルトが進入して係合することによりステアリングシャフトの回動が規制されてステアリングがロックされ、一方、前記係合凹部から前記ロックボルトが脱出して係合解除されることによりステアリングシャフトの回動規制が解除されてステアリングがアンロックされるようになっている。
前記ステアリングロック装置において、ロックボルトを、ステアリングシャフトに係合するロック位置とステアリングシャフトに対して係合解錠されたアンロック位置との間で移動させる駆動力を電動モータで与えている電動ステアリングロック装置がある。例えば、下記特許文献1に開示される電動ステアリングロック装置では、電動モータによって作動するカム部材の回転移動に連動してロックボルトがロック位置とアンロック位置との間で移動するようになっている。
しかしながら、特許文献1に開示される電動ステアリングロック装置では、カム部材がロックボルトの移動方向に回転するように配置されているため、特に、ロックボルトの移動ストロークを長くしようとすると、カム部材が大型化してしまい、ひいては電動ステアリングロック装置自体も大きくなってしまうという問題がある。
また、一般に、電動ステアリングロック装置には、次のような問題がある。
(1)ロックボルトがロック位置に移動するときに、ロックボルトの先端がステアリングシャフトの係合凹部と一致しない場合には、ロックボルトをロック位置に移動できない。
(2)ロックボルトを前記係合凹部から引き抜く際に、ステアリングシャフトに据え切りトルクがかかっているために係合凹部の内側面がロックボルトに圧接している場合には、ロックボルトを引き抜けない。
(1)ロックボルトがロック位置に移動するときに、ロックボルトの先端がステアリングシャフトの係合凹部と一致しない場合には、ロックボルトをロック位置に移動できない。
(2)ロックボルトを前記係合凹部から引き抜く際に、ステアリングシャフトに据え切りトルクがかかっているために係合凹部の内側面がロックボルトに圧接している場合には、ロックボルトを引き抜けない。
そこで、前記問題を解決するために本発明は、ステアリング操作に連動する可動部材に対して電動モータの駆動力でロックボルトを移動させて係合または係合解除させることにより、前記ステアリングをロックまたはアンロックするようにした電動ステアリングロック装置において、前記ロックボルトの円柱状部の外周面に周方向に対して傾斜したカム溝を形成するとともに、前記電動モータにより回転駆動される筒状の回転体を設け、前記カム溝は、前記ロックボルトの後端側に傾斜角を緩勾配とした少なくとも2つの緩傾斜部を有する複数段構成とされ、前記ロックボルトの円柱状部を前記回転体の内部に軸方向に移動可能に配置し、前記回転体の保持部に保持されたカムフォロワを前記カム溝内で移動させることにより前記ロックボルトを移動させるようにしたことを特徴とするものである。
この構成によれば、ロックボルトの移動方向に対して垂直方向に回転する回転体によってロックボルトを作動させるとともに、回転体の内部にロックボルトを配置しているため、電動ステアリングロック装置を小型化することができる。また、ロックボルトの外周面にカム溝を形成しているため、カム溝の形成が容易であり、かつ、互いに交差しないような形状で複数のカム溝または1つの長いカム溝を形成することが可能になる。
また、カム溝を異なる傾斜角の傾斜部で構成することができるので、ロックボルトをアンロック位置へ移動させる際の引き抜き荷重を大きくすることができる。特にロックボルトの後端側に傾斜角を緩勾配とした緩傾斜部を形成し、この緩傾斜部を異なる傾斜角で少なくとも2段階構成とすることによって、ロック位置からロックボルトが引き抜かれるときの最初の引き抜き荷重を大きくすることができる。すなわち、アンロック起動時に大きい引き抜き力を発生させてロックボルトを動かすことで、ロックボルトにかかる摩擦力が静摩擦力から動摩擦力に変わり、ロックボルトにかかる摩擦力を低減させることができるため、ロックボルトを引き抜きやすくすることができる。
このように緩傾斜部を複数段構成とすることによって、ロックボルトの引き抜き荷重を段階的に大きくすることができるので、ステアリングシャフトに据え切りトルクがかかっていて、ステアリングシャフトの係合凹部の内側面がロックボルトの先端に圧接している状態でもロックボルトを確実に引き抜くことができる。また、引き抜き荷重増大のための減速ギヤ等を廃止できるとともにモータを小型化することができ、これにより部品の削減と電動ステアリングロック装置全体の小型化を図れる。
また、本発明の電動ステアリングロック装置では、前記カム溝は、前記ロックボルトの後端側の傾斜角を緩勾配とした異なる曲率半径を有する複数の曲面部で構成してもよい。
このようにカム溝を曲線で結ぶことにより、カムフォロワを円滑にカム溝内を摺動させることができ、ロックボルトの作動も円滑にすることができる。
本発明の電動ステアリングロック装置では、前記カム溝および前記カムフォロワがおよそ180度ずれてそれぞれ2つ設けられてもよい。
このようにカム溝およびカムフォロワをそれぞれ2つ設ければ、カム溝およびカムフォロワが各1つの場合に比べてガタツキなくロックボルトを作動させることができる。また、2つのカムフォロワを回転体の軸方向に関して互いにずれた位置に配置した場合には、そのずれた分だけ回転体や、カム溝が形成されたロックボルトの円柱状部が軸方向に長くなるために電動ステアリングロック装置がそれだけ大型化することになるが、前記2つのカムフォロワを回転体の軸方向に垂直な同一平面上に設ければ、回転体やロックボルトの円柱状部を短くすることができ、これにより電動ステアリングロック装置を小型化することができる。
本発明の電動ステアリングロック装置では、前記ロックボルトをロック位置側に付勢する付勢部材を設けるとともに、前記回転体の保持部を前記ロックボルトが移動する方向に延びる縦溝としてもよい。
このようにすれば、ロックボルトの先端が可動部材の係合部に一致しないときにロック動作を行ったときには、ロックボルトは可動部材の係合部に係合するロック位置に移動することができずに途中で停止し、その代わりにカムフォロワが前記縦溝に沿って可動部材とは反対側に移動する。そして、ロックボルトの先端が係合部と一致すると、付勢部材の付勢力によってロックボルトが前記ロック位置に移動する。したがって、ロック動作中にロックボルトが途中で停止した場合にも、電動モータに過負荷がかかることがなく、かつ、電動モータを再度作動させなくてもロックボルトをロック位置に移動させることができる。
本発明の電動ステアリングロック装置では、前記カムフォロワが球状のボール部材であってもよい。
このように球状のボール部材を介してロックボルトを作動させるようにすれば、カム溝の摩耗や異音の発生を防止することができるとともに、カムフォロワがカム溝内で移動する際の抵抗も小さくなる。
本発明の電動ステアリングロック装置では、前記カムフォロワが、前記回転体の前記保持部に回転可能に保持されたローラであってもよい。この場合、前記保持部は、樹脂製の前記回転体内に一体に設けられた金属製のシャフトであってもよい。
この構成によれば、回転可能なローラがロックボルトのカム溝内を移動するようにしているため、カムフォロワであるボール部材がカム溝内で摺動する場合に比べて摩擦による駆動力のロスを低減できる。これにより、モータ及び回転体のギア径の小型化が可能になり、その結果、電動ステアリングロック装置をさらに小型化することができる。また、ローラを回転可能に保持する保持部を樹脂製の前記回転体内に一体に設けられた金属製のシャフトにすれば、耐久性に優れた保持部を簡単に製造することができる。
上述したように、本発明の電動ステアリングロック装置によれば、簡単な構成で、電動ステアリングロック装置の小型化、ロックボルトが途中停止した後のロック位置への再作動、および、据え切りトルクがかかっている状態でのロックボルトの引き抜きが可能になる。
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1は本発明の第1実施形態である電動ステアリングロック装置10の平面図、図2はロック状態にある電動ステアリングロック装置10の側方断面図である。なお、図2(図4,5についても同様)では、便宜上、左側を「前」、右側を「後」とする。
図1は本発明の第1実施形態である電動ステアリングロック装置10の平面図、図2はロック状態にある電動ステアリングロック装置10の側方断面図である。なお、図2(図4,5についても同様)では、便宜上、左側を「前」、右側を「後」とする。
電動ステアリングロック装置10は、カバー12によって閉じられるケース14を備えている。ケース14内には、電動モータ16が固定されている。電動モータ16は、プリント基板18に固定された端子20に電気的に接続されており、ケース14の側面に突出したコネクタ22からプリント基板18および端子20を介して図示しない制御部により給電されることによって正転または逆転駆動されるようになっている。また、電動モータ16の回転軸17には、ウォーム24が取り付けられている。
さらに、ケース14内には、円筒状の回転体26が設けられている。回転体26は、カバー12とケース14とによって、回動可能ではあるが前後方向に移動不能に所定位置で保持されている。回転体26の外周部には、ウォーム歯車28が形成されている。このウォーム歯車28が前記ウォーム24に噛合している。これにより、回転体26は、電動モータ16によって回転駆動されるようになっている。
回転体26の内周部には、およそ180度ずれた位置に2つの縦溝30が形成されている。縦溝30は、回転体26の軸方向(後述するロックボルトの移動方向と一致する方向)に沿って延設されている。また、縦溝30は、略半円形の横断面を有しており、球状のボール部材からなる2つのカムフォロワ32をそれぞれ保持する保持部を構成している。ここで、2つのカムフォロワ32は、回転体26の軸方向に垂直な同一平面上に設けられている。なお、カムフォロワ32は、必ずしも球状のボール部材に限られるものでなく、他の形状の部材であってもよい。
回転体26の外周部には、所定の角度範囲にわたってへこんだ凹部34が前記ウォーム歯車28に隣接して形成されており、この凹部34の周方向の両端がスイッチ用段部36,38になっている。回転体26の凹部34が形成されている外周部には、回転体26の回転位置を検出するための第1検出スイッチ40および第2検出スイッチ42の各検出レバーがそれぞれ当接している。図1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、第1検出スイッチ40はオン状態にあり、第2検出スイッチ42はその検出レバーが凹部34に落ち込んでいることでオフ状態になっている。
回転体26の内部には、ロックボルト44が回転体26の軸方向に移動可能に配置されている。ロックボルト44は、回転体26内に位置する円柱状部46と、この円柱状部46から延びる略矩形断面を有する棒状部48とからなっている。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、図2に示すように、カバー12から外部に突出したロックボルト44の棒状部48の先端がステアリングシャフト(可動部材)2の係合凹部4に進入して係合し、これにより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。このとき、ロックボルト44はロック位置にある。
なお、本実施形態では、図示しないステアリングの回動操作に伴って回動する可動部材がステアリングシャフト2であるものとして説明するが、前記可動部材はステアリングシャフト2に限らず、ステアリング操作に連動する別の部材であってもよい。
ロックボルト44の円柱状部46の外周面には、円柱状部46の周方向に対して傾斜したカム溝50が2つ形成されている。カム溝50の横断面は略半径状をなしており、前記2つのカムフォロワ32は回転体32の縦溝30とカム溝50とに嵌り込んだ状態でそれぞれ保持されている。
図3は前記円柱状部46の外周面の展開図を示し、図中の等間隔の縦線は10度毎の角度線であり、図中の上側がロックボルト44の先端側(すなわちステアリングシャフト2側)に相当する一方、図中の下側がロックボルト44の後端側に相当する。図3に示すように、一方のカム溝50は、ロックボルト44の円柱状部46の周方向(図3において左右方向)に対して傾斜した傾斜部52,54と、前記傾斜部54の一端から円柱状部46の周方向にそれぞれ延びる延設部58とを含む。なお、本発明では傾斜部52の一端には延設部を形成しない構成としているが、傾斜部54と同様に延設部を設けるようにしてもよい。この場合には、傾斜部52の一端(ロック位置側)の延設部は周方向に伸ばすのではなく、傾斜部52の傾斜に沿って伸ばすように形成してもよい。
前記延設部58の傾斜部54に連通するカム溝50の側面には、ロックボルト44の後端側から先端側に向かって突出した段差部56が形成されている。この段差部56はアンロック作動時における回転体32の逆転によるロックボルト44の飛び出しを防止するため、カムフォロワ32の移動を規制するものである。
前記傾斜部52,54は、ロックボルト44の後端側にあって傾斜角が緩勾配の緩傾斜部52と、ロックボルト44の先端側にあって傾斜角が緩傾斜部52よりも急勾配の急傾斜部54とからなっている。また、この緩傾斜部52は、第1緩傾斜部52aと第2緩傾斜部の2段構成となっている。
前記第1緩傾斜部52aは第2緩傾斜部52bよりも傾斜が緩やかに形成されており、本実施例では円柱状部46の周方向に対して傾斜角が約5度となるように設定されている。一方、第2緩傾斜部52bは第1緩傾斜部52aよりも傾斜が大きくなるように形成されており、本実施例では円柱状部46の周方向に対して傾斜角が約12度となるように設定されている。なお、傾斜角度はロックボルト44の必要引き抜き力によって変わるもので 電動モータ16のモータートルク、ウォーム歯車28とウォーム24の減速比に応じて設定するため、本実施例の角度に限定されるものではない。また、緩傾斜部52は本実施例では2段構成としたが、それ以上の複数段構成としてもよい。
一方、急傾斜部54は1つの傾斜面で構成されており、第2緩傾斜部52bよりも傾斜が大きく形成されており、本実施例では円柱状部46の周方向に対して傾斜角が約43度となるように設定されている。なお、急傾斜部54も緩傾斜部52のように複数段構成としてもよい。
前記延設部58は、図中に示すモータ停止位置Bにカムフォロワ32が来たときに電動モータ16の駆動を停止しても、電動モータ16や回転体26が慣性回転するために直ちに停止しない場合に、カムフォロワ32が前記延設部58に入り込めるようにするためのもので、これにより電動モータ16の急激な停止を防止して電動モータ16への過負荷を防止するとともに、モータ停止位置を誤差を含めたある程度の範囲で設定することができる。なお、前記延設部58は、円柱状部46の周方向に延びているため、延設部56,58内にカムフォロワ32が移動してもロックボルト44は移動しない。
また、アンロック状態においてカムフォロワ32は、バネ64の付勢力によってロックボルト44の後端側のカム溝50と回転体32の縦溝30とに挟み込まれるように停止しているため、アンロック状態から回転体32がロック方向へ回転するには、後述するロックボルト44を突出方向に付勢するバネ64をさらに圧縮してカムフォロワ32は段差56を乗り越える必要があるため、電動モータ16や回転体26の外部からの振動、衝撃による逆回転を阻止して、ロックボルト44の飛び出しを防止することができる。
もう1つのカム溝50も同様の形状をなしているが、前記一方のカム溝50に対しておよそ180度ずれた位置に形成されている。これにより、2つのカム溝50は、円柱状部46の軸方向について見れば位置的に重なる部分を有するが、互いに交差しないように形成されている。
なお、本実施形態では、カム溝50およびカムフォロワ32をそれぞれ2つ設けることで、それぞれ1つの場合に比べて、後述するようにロックボルト44を作動させるときのガタツキを防止できるという効果があるが、カム溝50およびカムフォロワ32がそれぞれ1つであってもロックボルト44を作動させることができ、この場合のカム溝50は交差しないように例えば螺旋状に延びる1つの長い溝として形成されてもよい。
また、図6に示すように、カム溝50は、第1緩傾斜部52a、第2緩傾斜部52b及び急傾斜部54をそれぞれ異なる曲率半径の曲面で構成された第1緩曲面部82a、第2緩曲面部82b及び急曲面部84で構成された曲面部80としてもよい。このように構成することにより、緩曲面部82から急曲面部84へのカムフォロワ32の移動を円滑とすることができ、ロックボルト44の引き抜きをスムーズに行うことができる。
ロックボルト44の後端外周部には、複数の係合凸部60が180度ずれた位置に設けられている。これらの係合凸部60は、ケース14の内面に形成された複数の係合溝部62にスライド移動可能にそれぞれ係合している。これにより、ロックボルト44は、前後方向への移動は許容されるが、回転できないようになっている。
また、ロックボルト44の後端とケース14との間には、付勢部材としてのバネ64が配置されている。このバネ64によってロックボルト44は、ステアリングシャフト2側に向かって付勢されている。
続いて、以上の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1および図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、電動モータ16が正転駆動されることにより回転体26が図1に示すアンロック方向(すなわち反時計回り方向)に回転し始める。この回転開始により、第2検出スイッチ42の検出レバーが回転体26のスイッチ用段部38に乗り上げることによって、第2検出スイッチ42がオン状態になる。
このように回転体26が回転し始めると、図3中のモータ停止位置A近傍にあったカムフォロワ32がカム溝50内を摺動または回転しながら移動するが、カムフォロワ32は縦溝30の端部に位置していて前方には移動できないので、回転体26の回転によってロックボルト44が後方に移動し始める。
カムフォロワ32がカム溝50の第1緩傾斜部52aに沿って移動するとき、ロックボルト44はロック位置からゆっくりと後退しはじめる。これにより、ロックボルト44の先端がステアリングシャフト2の係合凹部4から引き抜かれるときの引き抜き荷重を大きくすることができるので、ステアリングシャフト2に据え切りトルクがかかって係合凹部4の内側面がロックボルト44の先端に圧接している状態でもロックボルト44を確実に引き抜くことができる。また、引き抜き荷重増大のための減速ギヤ等を廃止できるとともに電動モータ16を小型化することができ、これにより部品の削減と電動ステアリングロック装置10全体の小型化を図ることができる。
そして、第2緩傾斜部52bに沿って移動するときには、アンロック起動時に第1緩傾斜部52aの大きい引き抜き力によって、すでにロックボルト44はステアリングシャフト2の係合凹部4から引き抜き方向に動いている状態であるため、係合凹部4の内側面とロックボルト44との間の摩擦力が、静止状態よりも低減している。したがって、ロックボルト44の先端をステアリングシャフト2の係合凹部4から引き抜くまでロックボルト44を比較的にゆっくり後退させて、引き抜き荷重を比較的大きくする必要はあるが、アンロック起動時よりもロックボルト44は引き抜きやすくなっていることから、第2緩傾斜部52bの傾斜角を第1緩傾斜部52aよりも大きくすることによって、緩傾斜部52を第1緩傾斜部52aだけで構成した場合よりも、ロックボルト44の引き抜き速度を速くして、作動時間を短縮することができる。
引き続き、回転体26の回転にしたがってカムフォロワ32がカム溝50の急傾斜部54に沿ってモータ停止位置Bまで移動するときは、ロックボルト44の先端がステアリングシャフト2の係合凹部4から引き抜かれているため、小さい引き抜き力でロックボルト44は比較的速く後退する。このように、ステアリングシャフト2の係合凹部4から先端が引き抜かれた後は、カム溝50の傾斜角を急勾配とすることにより、ロックボルト44の移動量を大きくして、動作を比較的速くすることで、モータの作動時間を短くできるため、電動ステアリングロック装置10のモータを作動させる制御部を含めたシステム全体の応答性を速くできるとともに、消費電力を少なくできる。加えて、例えば、ステアリングのロックを解除した後のエンジン始動までの時間を短くすることもでき、ユーザの利便性を向上することができる。
回転体26がおよそ180度回転したとき、第1検出スイッチ40の検出レバーが回転体26のスイッチ用段部36を越えて凹部34に落ち込むことで第1検出スイッチ40がオフ状態になる。このオフ信号を受けて電動モータ16の正転駆動が停止されるが、電動モータ16や回転体26の慣性回転によりカムフォロワ32はカム溝50の延設部58に少し入り込んで停止する。このとき、ロックボルト44は、図4に示すように、その先端がカバー12内に引っ込んだアンロック位置まで後退している。
このようにして、ロックボルト44がロック位置からアンロック位置に移動することで、ステアリングシャフト2の係合凹部4に対するロックボルト44の先端の係合が解除され、ステアリングシャフト2の回動規制が解除されてステアリングがアンロック状態になる。
逆に、電動ステアリングロック装置10をロック状態にするには、第2検出スイッチ42が図1に示すオフ状態になるまで電動モータ16を逆転駆動する。これにより、回転体26が図1に示すロック方向(すなわち時計回り方向)におよそ180度回転じ、この回転体26の回転によってカムフォロワ32がカム溝50に沿ってモータ停止位置Aまで移動する。このようにカムフォロワ32が移動することで、ロックボルト44はバネ64の付勢力によってアンロック位置から図2に示すロック位置まで前進する。これにより、ロックボルト44の先端がステアリングシャフト2の係合凹部44内に進入して係合し、ステアリングシャフト2は回動規制されてステアリングがロック状態になる。
上述したように、本実施形態の電動ステアリングロック装置10によれば、ロックボルト44の移動方向に対して垂直方向に回転する回転体26によってロックボルト44を作動させるとともに、回転体26の内部にロックボルト44を配置しているため、電動ステアリングロック装置10を小型化することができる。また、ロックボルト44の外周面にカム溝50を形成しているため、途中で傾斜角が変わるようなカム溝50の形成が容易であり、かつ、互いに交差しないような形状で2つのカム溝50または1つの長いカム溝50を形成することが可能になる。
そして、そのカム溝50の傾斜部52,54を緩傾斜部52と急傾斜部54とに分け、さらに緩傾斜部52を第1緩傾斜部52aと第2緩傾斜部52bの2段構成としているため、アンロック起動時に大きい引き抜き力を発生させて、徐々に引き抜き速度を早くすることができる。したがって、ステアリングシャフト2に据え切りトルクがかかり、係合凹部4の内側面がロックボルト44に圧接している場合でも、アンロック起動時にロックボルト44を大きい引き抜き力で動かすことで、ロックボルト44をステアリングシャフト2の係合凹部4からスムーズに引き抜くことが可能となる。
また、カム溝50およびカムフォロワ32をそれぞれ2つ設けているため、カム溝50およびカムフォロワ32が各1つの場合に比べてガタツキなくロックボルト44を作動させることができる。
さらに、2つのカムフォロワ32を回転体26の軸方向に関して互いにずれた位置に配置した場合には、そのずれた分だけ回転体26や、カム溝50が形成されたロックボルト44の円柱状部46が軸方向に長くなるために電動ステアリングロック装置10がそれだけ大型化することになるが、前記2つのカムフォロワ32を回転体26の軸方向に垂直な同一平面上に設けているので、回転体26やロックボルト44の円柱状部46を短くすることができ、これにより電動ステアリングロック装置10を小型化することができる。
さらにまた、球状のボール部材からなるカムフォロワ32を介してロックボルト44を作動させるようにしたので、カム溝50の摩耗や異音の発生を防止することができるとともに、カムフォロワ32がカム溝50内で移動する際の抵抗も小さくなる。
次に、電動ステアリングロック装置10において、ロックボルト44をロック位置に移動させる際に、ステアリングシャフト2の係合凹部4がロックボルト44の先端と一致していない場合の動作について図5を参照して説明する。
ロックボルト44の先端がステアリングシャフト2の係合凹部4に一致しないときにロック動作を行ったときには、ロックボルト44はステアリングシャフト2の係合凹部4に突入することができずに、その先端がステアリングシャフト2の外周面に当接した状態で途中停止する。しかし、この場合においてカムフォロワ32は回転体32の縦溝30に沿って後退移動できるので、ロックボルト44の途中停止が回転体26および電動モータ16の回転を阻害することはなく、電動モータ16は通常どおり第2検出スイッチ42がオフ状態になるまで逆転駆動された後、駆動停止される。
その後、ステアリングが回動操作されることによってステアリングシャフト2の係合凹部4がロックボルト44の先端と一致したとき、バネ64の付勢力によってロックボルト44はその先端がステアリングシャフト2の係合凹部4に突入してロック位置に移動する。
このように、電動ステアリングロック装置10では、ロック動作中にロックボルト44が途中で停止した場合にも、電動モータ16に過負荷がかかることがなく、かつ、電動モータ16を再度作動させなくてもロックボルト44をロック位置に移動させることができる。
なお、本実施形態において、ロックボルト44を直接、ステアリングシャフト2の係合凹部4に係合させるようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、係合凹部4に係合する別のロック部材を設け、このロック部材をロックボルト44にて作動させるようにしてもよい。
次に、図7ないし図10を参照して第2実施形態の電動ステアリングロック装置70について説明する。
本実施形態の電動ステアリングロック装置70が、前記電動ステアリングロック装置10と異なるところは、次の点である。電動ステアリングロック装置10ではカムフォロワ32としてボール部材を用いたが、本実施形態の電動ステアリングロック装置70では、カムフォロワ33として円柱状のローラを用いている。カムフォロワ33は、図9に示すように、例えば樹脂製の回転体26内にインサート成形することにより一体に設けられ、かつ両端部が回転体26の内周面に突出した例えば金属製のシャフト31の前記端部に回転可能に軸支されている。したがって、電動ステアリングロック装置70では、前記シャフト31の端部がカムフォロワ33の保持部を構成している。このように金属製シャフト31でカムフォロワ33の保持部を構成すれば、耐久性に優れた保持部を簡単に製造することができる。
本実施形態の電動ステアリングロック装置70が、前記電動ステアリングロック装置10と異なるところは、次の点である。電動ステアリングロック装置10ではカムフォロワ32としてボール部材を用いたが、本実施形態の電動ステアリングロック装置70では、カムフォロワ33として円柱状のローラを用いている。カムフォロワ33は、図9に示すように、例えば樹脂製の回転体26内にインサート成形することにより一体に設けられ、かつ両端部が回転体26の内周面に突出した例えば金属製のシャフト31の前記端部に回転可能に軸支されている。したがって、電動ステアリングロック装置70では、前記シャフト31の端部がカムフォロワ33の保持部を構成している。このように金属製シャフト31でカムフォロワ33の保持部を構成すれば、耐久性に優れた保持部を簡単に製造することができる。
また、電動ステアリングロック装置70は、カムフォロワ33として円柱状のローラを用いていることに対応して、ロックボルト44の円柱状部46に形成されているカム溝50の横断面を矩形状に形成してある。さらに、図10に示すように、前記カム溝50の延設部58から円柱状部46の端面まで連通するローラ挿入溝59が形成されている。このローラ挿入溝59を介してカム溝50にローラ33を挿入できるようになっている。
また、カム溝50の傾斜部52部分の幅が上側方向(すなわちロックボルト44の先端側)に拡大されており、その拡大部52cの上壁は緩傾斜部52bから周方向に向けておよそ直線状に形成されている。この拡大部52cは、電動ステアリングロック装置10の縦溝30に相当するものであり、ロックボルト44の先端がステアリングシャフト2の係合凹部4に一致しないときにロック動作を行った際に、ロックボルト44の先端がステアリングシャフト2の外周面に当接して停止した状態となっても、カムフォロワ33はカム溝50の拡大部52cを前後方向に移動することができるので、ロックボルト44の途中停止が回転体26および電動モータ16の回転を阻害することがない。
なお、カム溝50は第1の実施形態と同様に図6に示すように、第1緩傾斜部52a、第2緩傾斜部52b及び急傾斜部54をそれぞれ異なる曲率半径の曲面で構成された第1緩曲面部82a、第2緩曲面部82b及び急曲面部84で構成された曲面部80のように構成してもよい。
また、電動ステアリングロック装置70において、回転体26は、カバー12に突設された円筒状の支持部13との間に配設された例えば3つのスチールボール72に接触している。これにより、バネ64の付勢力がロックボルト44を介して作用しつつ回転体26が回転するときの摺動抵抗を小さくすることができる。
電動ステアリングロック装置70の他の構成は、前記電動ステアリングロック装置10と同様であるため、同一構成要素に同一符号を付して説明を省略する。
前記構成からなる電動ステアリングロック装置70の動作は、前記電動ステアリングロック装置10とほぼ同様である。この動作においてロックボルト44が前後方向に移動するとき、ローラ33がロックボルト44のカム溝50内を回転しながら移動するため、前記電動ステアリングロック装置10においてカムフォロワであるボール部材32がカム溝50内で摺動する場合に比べて摩擦による駆動力のロスを低減できる。これにより、モータ16及び回転体26のウォームギア径の小型化が可能になり、その結果、電動ステアリングロック装置70をさらに小型化することができる。
2…ステアリングシャフト(可動部材)
4…係合凹部
10,70…電動ステアリングロック装置
16…電動モータ
24…ウォーム
26…回転体
30…縦溝(保持部)
31…金属製シャフト(保持部)
32,33…カムフォロワ
44…ロックボルト
46…円柱状部
50…カム溝
52…緩傾斜部
54…急傾斜部
64…バネ(付勢部材)
4…係合凹部
10,70…電動ステアリングロック装置
16…電動モータ
24…ウォーム
26…回転体
30…縦溝(保持部)
31…金属製シャフト(保持部)
32,33…カムフォロワ
44…ロックボルト
46…円柱状部
50…カム溝
52…緩傾斜部
54…急傾斜部
64…バネ(付勢部材)
Claims (7)
- ステアリング操作に連動する可動部材に対して電動モータの駆動力でロックボルトを移動させて係合または係合解除させることにより、前記ステアリングをロックまたはアンロックするようにした電動ステアリングロック装置において、
前記ロックボルトの円柱状部の外周面に周方向に対して傾斜したカム溝を形成するとともに、前記電動モータにより回転駆動される筒状の回転体を設け、
前記カム溝は、前記ロックボルトの後端側に傾斜角を緩勾配とした少なくとも2つの緩傾斜部を有する複数段構成とされ、
前記ロックボルトの円柱状部を前記回転体の内部に軸方向に移動可能に配置し、前記回転体の保持部に保持されたカムフォロワを前記カム溝内で移動させることにより前記ロックボルトを移動させ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。 - 前記カム溝は、前記ロックボルトの後端側の傾斜角を緩勾配とした異なる曲率半径を有する複数の曲面部で構成された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。
- 前記カム溝および前記カムフォロワがおよそ180度ずれてそれぞれ2つ設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動ステアリングロック装置。
- 前記ロックボルトを前記可動部材側に付勢する付勢部材を設けるとともに、前記回転体の保持部を前記ロックボルトが移動する方向に延びる縦溝としたことを特徴とする請求項1乃至3に記載の電動ステアリングロック装置。
- 前記カムフォロワは球状のボール部材であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電動ステアリングロック装置。
- 前記カムフォロワは、前記回転体の前記保持部に回転可能に保持されたローラであることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動ステアリングロック装置。
- 前記保持部は、樹脂製の前記回転体内に一体に設けられた金属製のシャフトであることを特徴とする請求項6に記載の電動ステアリングロック装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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- 2005-11-24 JP JP2005338632A patent/JP2007145063A/ja active Pending
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