JP2007145299A - 電動ステアリングロック装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】第1カム部のロック位置エリアやロック解除位置エリアの所望の当接位置でロック部材を停止させることができ、しかも、装置をコンパクトにする。
【解決手段】モータ6の駆動により解錠方向及び施錠方向に回転するウォームホイール8と、ウォームホイール8に設けられた第1カム部9及び第2カム部10と、第1カム部9に追従してロック位置とロック解除位置との間で変移するロック部材11と、第2カム部10に追従して待機位置と、保持位置との間で変移する保持レバー12とを備えた電動ステアリングロック装置に、第1カム部9に被検出部24を設け、被検出部24に検出対象とする第1及び第2位置センサS1,S2を設け、第1及び第2位置センサS1,S2の検出出力よりロック部材11のロック位置とロック解除位置を検出する。
【選択図】図2

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。
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。この電動ステアリングロック装置100は、図11及び図12に示すように、モータ101の回転軸に固定されたウォームギア102と、このウォームギア102に噛み合い、回転自在に支持されたウォームホイール103と、このウォームホイール103の一方面に一体に設けられた第1カム部104と、ウォームホイール103の他方面に一体に設けられた第2カム部105と、第1カム部104に追従して上下動するロック部材106と、第2カム部105に追従して揺動する保持レバー107とを備えている。
ロック部材106は、ステアリングシャフト108の回転を阻止するロック位置(図11の位置)とステアリングシャフト108の回転を許容するロック解除位置(図12の位置)との間で変移する。ロック部材106には検出ピン106aが突設され、この検出ピン106aの移動軌跡上に第1位置センサS1が配置されている。第1位置センサS1は、ロック部材106がロック位置に位置するとオン信号を出力する。
保持レバー107は、ロック部材106の移動を許容する待機位置(図11の位置)と、ロック部材106のロック位置側への移動を阻止する保持位置(図12の位置)との間で回転支点109を中心に揺動する。回転支点109には保持レバー107を保持位置側に付勢するスプリング110が保持されている。保持レバー107の下端には「へ」字状の孔107aが形成され、この孔107aに検出ブロック111のピン111aが挿入されている。検出ブロック111は、上下方向に移動自在に設けられ、保持レバー107の揺動によって上下動する。検出ブロック111の下端には検出ピン111bが突設され、この検出ピン111bの上下動軌跡上に第2位置センサS2が配置されている。第2位置センサS2は、ロック部材106のロック位置及びロック解除位置でオン信号を、その以外の位置でオフ信号を出力する。
上記構成において、図11に示すように、ロック部材106がロック位置に位置するものとする。この状態にあって車両を駆動するべく、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の駆動によりウォームホイール103が解錠方向Cに回転し、ロック部材106が第1カム部104に追従してロック解除位置方向Dに移動する。そして、図12に示すように、ロック部材106がロック解除位置まで移動すると共に、保持レバー107が第2カム部105に追従して保持位置方向Eに移動し、保持レバー107の係止片107bがロック部材106の係止凹部106bに填り込む。すると、第1位置センサS1の出力はオフ信号の状態を維持するが第2位置センサS2の出力がオフからオン信号に変化する。この信号変化によってモータ101の駆動を停止し、ロック部材106が図12のロック解除位置で停止する。ロック部材106がロック解除位置に位置すると、ステアリングシャフト108の回転が自由となる。又、ロック部材106が保持レバー107によって位置保持されるため、強い衝撃力がロック部材106に加わっても、ロック部材106がロック位置側に移動することがない。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108がロックされるような事態を確実に防止する。
また、ロック解除位置にあって車両駐車するために、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の駆動によりウォームホイール103が施錠方向Fに回転し、保持レバー107が第2カム部105に追従して待機位置方向Gに移動すると共に、ロック部材106が第1カム部104に追従してロック位置方向Hに移動する。そして、図11に示すように、ロック部材106がロック位置まで移動すると、第1位置センサS1の出力はオフからオン信号に変化すると共に第2位置センサS2の出力もオフからオン信号に変化する。この信号変化によってモータ101の駆動を停止し、ロック部材106がロック位置で停止する。ロック部材106がロック位置に位置すると、ステアリングシャフト108の回転がロックされる。これにより、駐車中における車両盗難を防止できる。
WO2004/098960A1号公報
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、ロック部材106の位置と、ロック部材106をロック解除位置で保持する保持レバー107の位置とを第1及び第2位置センサS1,S2で検出することによってロック部材106のロック位置とロック解除位置を検出している。
従って、第1カム部104のカム面をロック位置(下死点)エリアとロック解除位置(上死点)エリアとこれらの間の昇降エリアに区分すると、ロック位置(下死点)エリアやロック解除位置(上死点)エリアの入口ポイントがロック位置やロック解除位置となり、第1カム部104の強度的に強い位置やモータ101の起動トルク上有利な位置等をロック位置やロック解除位置として選択できない。
また、第1位置センサS1と第2位置センサS2とを別々の位置に配置する必要があるため、装置のコンパクト化を阻害する要因となる。
そこで、本発明は、第1カム部のロック位置エリアやロック解除位置エリアの所望の当接位置でロック部材を停止させることができ、しかも、装置をコンパクト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。
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回転体と、この回転体に設けられた第1カム部及び第2カム部と、前記第1カム部に追従してステアリングシャフトの回転を阻止するロック位置と前記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、前記第2カム部に追従し、且つ、前記ロック部材がロック解除位置以外の位置では前記ロック部材の移動を許容する待機位置に位置し、前記ロック部材がロック解除位置に移動されると前記ロック部材のロック位置側への移動を阻止する保持位置に位置する保持レバーとを備えた電動ステアリングロック装置において、前記第1カム部に被検出部を設け、この被検出部を検出対象とする第1及び第2位置センサを設け、この第1及び第2位置センサの検出出力より前記ロック部材のロック位置とロック解除位置を検出することを特徴とする。
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であって、前記保持レバーに被検出部を設け、この被検出部を検出対象とする第3位置センサを設け、この第3位置センサの検出結果より前記保持レバーが保持位置に位置するか待機位置に位置するかを検出することを特徴とする。
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であって、前記ロック部材と前記保持レバーは、前記回転体の近傍で、且つ、互いに近接位置に配置されたことを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項3記載の電動ステアリングロック装置であって、前記第1カムに設けられた前記被検出部と前記保持レバーに設けられた前記被検出部は、共に近接する位置に配置され、前記第1、第2及び第3位置センサは同じ回路基板に設けられたことを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1〜請求項4記載の電動ステアリングロック装置であって、前記ロック部材を第1カム部に押圧する方向に付勢する第1バネを設け、前記保持レバーを前記第2カム部に押圧する方向に付勢する第2バネを設けたことを特徴とする。
請求項1の発明によれば、第1カム部のカム面はロック部材をロック位置に位置させるロック位置エリアとロック解除位置に位置させるロック解除位置エリアとこれらの間の昇降エリアとに区分されるが、ロック位置エリア及びロック解除エリアの所望の当接位置でロック部材を停止させることができる。従って、ロック部材の安定ストローク、第1カム部の強度、駆動源の起動時の負荷トルク等を考慮した位置でロック部材を停止させることができる。
また、ロック位置とロック解除位置を検出するための被検出部を第1カム部に設けたので、第1位置センサと第2位置センサを近接位置に配置できるため、装置をコンパクト化できる。
請求項2の発明によれば、請求項1の発明の効果に加え、第1及び第2位置センサでロック部材の位置を検出すると共に、第3位置センサで保持部材の位置をも検出するため、ロック部材がロック解除位置に位置しないのに保持部材が保持位置に位置したり、ロック部材がロック解除位置に位置するが保持部材が保持位置に位置しないという異常事態を検出できる。従って、電動ステアリングロック装置の不正常な動作を詳細に検出できる。
請求項3の発明によれば、請求項2の発明の効果に加え、ロック部材と保持レバーを小さなスペースで配置できるため、装置のコンパクト化に寄与する。
請求項4の発明によれば、請求項3の発明の効果に加え、第1〜第3位置センサの取付けが容易である。又、3つの位置センサを小さなスペースに配置できるため、装置のコンパクト化に寄与する。
請求項5の発明によれば、請求項1〜請求項4の発明の効果に加え、ロック部材及び保持レバーを第1カム部及び第2カム部にそれぞれ単に当接させればロック部材及び保持レバーが各バネ力によって第1カム部及び第2カム部に追従移動するため、第1カム部及び第2カム部の構成を単純化できる。
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〜図9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1の分解斜視図、図2は電動ステアリングロック装置1の動作箇所の要部斜視図、図3〜図10の(a)、(b)はそれぞれ動作説明図である。
電動ステアリングロック装置1は、図1に示すように、互いに組み付けされ、内部に部品収容室を形成するハウジング2及びカバー3と、この部品収容室内に収容され、その内部に更にドライブユニット室を形成するドライブユニットハウジング4及びドライブユニットカバー5と、このドライブユニット室内に配置される駆動源であるモータ6と、このモータ6の回転軸6aに固定されたウォームギア7と、このウォームギア7に噛み合い、ドライブユニット室内で回転自在に支持されたウォームホイール8と、このウォームホイール8の一方面に一体に設けられた第1カム部9と、ウォームホイール8の他方面に一体に設けられた第2カム部10と、第1カム部10に追従して上下動(a矢印方向)するロック部材11と、第2カム部10に追従して揺動(b矢印方向)する保持レバー12と、部品収容室に配置された回路基板13とを主な構成部品として備えている。
ロック部材11は、図2に詳しく示すように、フラット板状で、且つ、切欠きによってバネ受け面14aが形成されたフラットロッド部14と、このフラットロッド部14の上方より水平方向に突出されたカム係止部15と、カム係止部15の反対側に突出されたレバー用係止突起16と、フラットロッド部14の下端に設けられたシャフト係止突起17とから構成されている。フラットロッド部14は、ハウジング2の一対のガイドレール部2a,2bによって上下動自在に支持されている。そして、ロック部材11は、シャフト係止突起17がハウジング2の孔2cより外部に突出し、ステアリングシャフト(図示せず)の回転を阻止するロック位置(図3及び図7の各(a)、(b)の位置)とステアリングシャフト(図示せず)の回転を許容するロック解除位置(図6及び図10の(a)、(b)の位置)との間で変移する。バネ受け面14aとドライブユニットハウジング4との間には第1バネである圧縮バネ18が介在され、このバネ力によってロック部材11が第1カム部9を押圧する方向に付勢されている。
保持レバー12は、図2に詳しく示すように、回転支持ピン19(図7〜図10の(a)、(b)に示す)を中心に揺動自在に支持されたフラットプレート部20と、このフラットプレート部20の上端の一方より大きく前方に突出されたカム係止部21と、フラットプレート部20のカム係止部21の下方位置より少し突設されたロック用係止部22(図1に示す)とを備えている。保持レバー12は、ロック部材11の移動を許容する待機位置(図7〜図9の(a)、(b)の位置)と、ロック用係止部22がロック部材11のレバー用係止突起16に係止し、ロック部材11のロック位置側への移動を阻止する保持位置(図10の(a)、(b)の位置)との間で揺動する。回転支持ピン19には第2バネであるコイルバネ23(図1等に示す)が保持され、このコイルバネ23によってレバー部材11が第2カム部10を押圧する方向に付勢されている。
次に、ロック部材11及び保持レバー12の位置を検出する検出手段について説明する。ロック部材11の位置検出手段は、第1カム部9に一体に突設された被検出部24と、この被検出部24の近接位置で対向配置される回路基板13に固定された第1位置センサS1及び第2位置センサS2とから構成されている。被検出部24はウォームホイール8の回転中心を中心として同一円周上に円弧状に配置されている。第1位置センサS1は、ロック部材11をロック位置に位置させる第1カム部9の回転位置でオンし、第2位置センサS2はロック部材11をロック解除位置に位置させる第1カム部9の回転位置でオンするよう設定されている。更に詳しくは、第1カム部9のカム面は、ロック部材11をロック位置とするロック位置エリア(下死点エリア)とロック部材11をロック解除位置とするロック解除位置エリア(上死点エリア)とこれらの間の昇降エリアとに区分されるが、ロック位置エリアの所望位置で第1位置センサS1がオンし、ロック解除位置エリアの所望位置で第2位置センサS2がオンするように設定されている。各所望位置は、ロック部材11の安定ストローク、第1カム部9の強度、モータ6の起動時の負荷トルク等を考慮して決定される。
保持レバー12の位置検出手段は、保持レバー12のフラットプレート部20の上端の他端側より少し前方に突出された被検出部25と、この被検出部25に近接する回路基板13の位置に固定された第3位置センサS3とから構成されている。第3位置センサS3は、保持レバー12が待機位置に位置する状態でオフし、保持レバー12が保持位置に位置する状態でオンする。
次に、上記電動ステアリングロック装置1の動作を説明する。図3(a)、(b)に示すロック部材11のロック位置では、ロック部材11のシャフト係止突起17がステイリングシャフト(図示せず)に係止し、これによってステアリングシャフト(図示せず)の回転が阻止されている。このロック位置では、第1位置センサS1の出力はオン信号、第2位置センサS2の出力はオフ信号、第3位置センサS3の出力はオフ信号である。
このロック状態にあって車両を駆動するべく、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、先ず、各位置センサS1,S2,S3の出力状態よりロック位置に位置することを確認する。この位置確認の後、モータ6の駆動によりウォームホイール8が解錠方向Aに回転し、ロック部材11が第1カム部9に追従してロック解除位置側に移動する(図4及び図5の(a)、(b)参照)。第1位置センサS1の出力は、第1カム部9が少し回転した位置でオンからオフ信号に変化する。この信号変化に係わらずモータ6の駆動が続行される。そして、図6(a)、(b)に示すように、ロック部材11がロック解除位置まで移動すると、第2位置センサS2の出力がオフからオン信号に変化する。この信号変化によってモータ6の駆動が停止される。以上によって、図6(a)、(b)に示すように、ロック部材11がロック解除位置で停止される。
一方、図7(a)、(b)に示すように、保持レバー12はロック位置では待機位置に位置する。そして、上記したモータ6の駆動でウォームホイール8が解錠方向Aに回転すると、保持レバー12が第2カム部10上を摺動する。保持レバー12はロック部材11のロック解除位置の直前までは待機位置に位置する(図8及び図9の(a)、(b)参照)。そして、図10(a)、(b)に示しように、ロック部材11がロック解除位置まで移動した時点で初めて待機位置から保持位置に移動される。保持レバー12が保持位置に移動すると、保持レバー12のロック用係止部22がロック部材11のレバー用係止突起16に係止する。すると、第3位置センサS3の出力がオフからオン信号に変化する。以上により、ロック解除位置への動作が完了する。ロック部材11がロック解除位置に位置すると、ステアリングシャフト(図示せず)の回転が自由となる。又、ロック部材11が保持レバー12によって位置保持されるため、強い衝撃力がロック部材11に加わっても、ロック部材11がロック位置側に移動することはない。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(図示せず)がロックするような事態を確実に防止できる。
ロック部材11のロック解除位置にあって、車両駐車するため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、先ず、第1位置センサS1の出力がオフ信号、第2位置センサS2の出力がオン信号、第3位置センサS3の出力がオン信号であるか否かをチェックし、ロック部材11がロック解除位置に位置することを確認する。位置確認の後、モータ6の駆動によりウォームホイール8が施錠方向Bに回転し、保持レバー12が第2カム部10に追従移動して保持位置から待機位置に直ちに移動する。これにより、第3位置センサS3の出力はオンからオフ信号に変化する。待機位置に変移した保持レバー12は、第2カム部10上を摺動するが、図9、図8、図7の各(a)、(b)に示すように、ロック位置まで移動しても待機位置に位置し続ける。
一方、モータ6の駆動によりウォームホイール8が施錠方向Bに回転すると、ロック部材11は保持レバー12の待機位置への変移後、第1カム部9に追従してロック解除位置側に移動する(図5及び図4の(a)、(b)参照)。第2位置センサS2の出力は、第1カム部9が少し回転した位置でオンからオフ信号に変化する。この信号変化後もモータ6の駆動が続行され、ロック部材11がロック解除位置まで移動する。すると、第1位置センサS1の出力がオフからオン信号に変化する。この信号変化によってモータ6の駆動が停止され、図3(a)、(b)に示すように、ロック部材11がロック位置で停止する。ロック部材11がロック位置に位置すると、ステアリングシャフト(図示せず)の回転がロックされる。これにより、駐車中における車両盗難を防止できる。
以上、本発明では、第1カム部9に被検出部24を設け、この被検出部24を検出対象とする第1及び第2位置センサS1,S2を設け、この第1及び第2位置センサS1,S2の検出出力よりロック部材11のロック位置とロック解除位置を検出するよう構成したので、次のような効果がある。つまり、第1カム部9のカム面はロック部材11をロック位置に位置させるロック位置エリアとロック解除位置に位置させるロック解除位置エリアとこれらの間の昇降エリアとに区分されるが、ロック位置エリア及びロック解除エリアの所望の当接位置でロック部材11を停止させることができる。従って、ロック部材11の安定ストローク、第1カム部9の強度、モータ6の起動時の負荷トルク等を考慮した位置でロック部材11を停止させることができる。
また、ロック位置とロック解除位置を検出するための被検出部24を第1カム部9に設けたので、第1位置センサS1と第2位置センサS2を近接位置に配置できるため、電動ステアリングロック装置1をコンパクト化できる。
この実施形態では、保持レバー12に被検出部25を設け、この被検出部25を検出対象とする第3位置センサS3を設け、この第3位置センサS3の検出結果より保持レバー12が保持位置に位置するか待機位置に位置するかを検出するので、第1及び第2位置センサS1,S2でロック部材11の位置を検出すると共に、第3位置センサS3で保持レバー12の位置をも検出するため、ロック部材11がロック解除位置に位置しないのに保持レバー12が保持位置に位置したり、ロック部材11がロック解除位置に位置するが保持レバー12が保持位置に位置しないという異常事態を検出できる。従って、電動ステアリングロック装置1の不正常な動作を詳細に検出できる。
この実施形態では、ロック部材11と保持レバー12は、ウォームホイール8の近傍で、且つ、互いに近接位置に配置されたので、ロック部材11と保持レバー12を小さなスペースで配置できるため、電動ステアリングロック装置1のコンパクト化に寄与する。
この実施形態では、第1カム部9に設けられた被検出部24と保持レバー12に設けられた被検出部25は、共に近接する位置に配置され、第1、第2及び第3位置センサS1,S2,S3は同じ回路基板13に設けられたので、第1〜第3位置センサS1,S2,S3の取付けが容易である。又、3つの位置センサS1,S2,S3を小さなスペースに配置できるため、電動ステアリングロック装置1のコンパクト化に寄与する。
この実施形態では、ロック部材11を第1カム部9に押圧する方向に付勢する圧縮バネ18を設け、保持レバー12を第2カム部10に押圧する方向に付勢するコイルバネ23を設けたので、ロック部材11及び保持レバー12を第1カム部9及び第2カム部10にそれぞれ単に当接させればロック部材11及び保持レバー12が各バネ力によって第1カム部9及び第2カム部10に追従移動するため、第1カム部9及び第2カム部10の構成を単純化できる。
本発明の一実施形態を示し、電動ステアリングロック装置の分解斜視図である。 本発明の一実施形態を示し、電動ステアリングロック装置の動作箇所の要部斜視図である。 本発明の一実施形態を示し、(a)はU矢視方向から見た動作説明図、(b)はL矢視方向から見た動作説明図である。 本発明の一実施形態を示し、(a)はU矢視方向から見た動作説明図、(b)はL矢視方向から見た動作説明図である。である。 本発明の一実施形態を示し、(a)はU矢視方向から見た動作説明図、(b)はL矢視方向から見た動作説明図である。である。 本発明の一実施形態を示し、(a)はU矢視方向から見た動作説明図、(b)はL矢視方向から見た動作説明図である。である。 本発明の一実施形態を示し、(a)はR矢視方向から見た動作説明図、(b)はR矢視方向から見た一部破断の動作説明図である。 本発明の一実施形態を示し、(a)はR矢視方向から見た動作説明図、(b)はR矢視方向から見た一部破断の動作説明図である。 本発明の一実施形態を示し、(a)はR矢視方向から見た動作説明図、(b)はR矢視方向から見た一部破断の動作説明図である。 本発明の一実施形態を示し、(a)はR矢視方向から見た動作説明図、(b)はR矢視方向から見た一部破断の動作説明図である。 従来例の電動ステアリングロック装置の斜視図である。 図11とは反対面側から見た従来例の電動ステアリングロック装置の斜視図である。
符号の説明
1 電動ステアリングロック装置
6 モータ(駆動源)
8 ウォームホイール(回転体)
9 第1カム部
10 第2カム部
11 ロック部材
12 保持レバー
13 回路基板
18 圧縮バネ(第1バネ)
23 コイルバネ(第2バネ)
24 被検出部
25 被検出部
S1 第1位置センサ
S2 第2位置センサ
S3 第3位置センサ

Claims (5)

  1. 駆動源の駆動により解錠方向及び施錠方向に回転する回転体と、この回転体に設けられた第1カム部及び第2カム部と、前記第1カム部に追従してステアリングシャフトの回転を阻止するロック位置と前記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、前記第2カム部に追従し、且つ、前記ロック部材がロック解除位置以外の位置では前記ロック部材の移動を許容する待機位置に位置し、前記ロック部材がロック解除位置に移動されると前記ロック部材のロック位置側への移動を阻止する保持位置に位置する保持レバーとを備えた電動ステアリングロック装置において、
    前記第1カム部に被検出部を設け、この被検出部を検出対象とする第1及び第2位置センサを設け、この第1及び第2位置センサの検出出力より前記ロック部材のロック位置とロック解除位置を検出することを特徴とする電動ステアリングロック装置。
  2. 請求項1記載の電動ステアリングロック装置であって、
    前記保持レバーに被検出部を設け、この被検出部を検出対象とする第3位置センサを設け、この第3位置センサの検出結果より前記保持レバーが保持位置に位置するか待機位置に位置するかを検出することを特徴とする電動ステアリングロック装置。
  3. 請求項2記載の電動ステアリングロック装置であって、
    前記ロック部材と前記保持レバーは、前記回転体の近傍で、且つ、互いに近接位置に配置されたことを特徴とする電動ステアリングロック装置。
  4. 請求項3記載の電動ステアリングロック装置であって、
    前記第1カムに設けられた前記被検出部と前記保持レバーに設けられた前記被検出部は、共に近接する位置に配置され、前記第1、第2及び第3位置センサは同じ回路基板に設けられたことを特徴とする電動ステアリングロック装置。
  5. 請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の電動ステアリングロック装置であって、
    前記ロック部材を第1カム部に押圧する方向に付勢する第1バネを設け、前記保持レバーを前記第2カム部に押圧する方向に付勢する第2バネを設けたことを特徴とする電動ステアリングロック装置。
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