JP2007153057A - ロック機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドル側の回転を転舵輪側に伝達する回転軸の回転を制限する省スペースなロック機構を提供する。
【解決手段】ハンドル２側の回転を転舵輪３側に伝達するメインシャフト６０の回転を制限するロック機構５０であって、メインシャフト６０の軸を中心に環状に設けられたキー溝６２と、キー溝６２の内部に回転可能に配置されたロックキー７０と、ロックキー７０をキー溝６２の溝幅方向に回転させるロック装置８０と、を備え、キー溝６２は、部分的に溝幅を大きく形成した係合部６４を有し、ロック装置８０は、ロックキー７０の回転角度を、係合部６４にロックキー７０が係合するロック角度と、係合部６４にロックキー７０が係合しないアンロック角度とで保持可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハンドル側の回転を転舵輪側に伝達する回転軸の回転を制限する技術に関する。

従来、盗難防止のために、ステアリングシャフトを回転不能にするロック装置が知られている。特許文献１および特許文献２には、ステアリングシャフトをロックする突出位置とアンロックする待避位置との間を移動自在なロックシャフトを備える電動ステアリングロック装置が開示されている。
特開２００２−２０５６２２号公報 特開２００５−１６０６号公報

しかしながら、上述の電動ステアリングロック装置では、ステアリングシャフトの回転軸に対して垂直方向にロックシャフトが直線移動するため、待避位置を確保するための領域が必要であり、ステアリングコラムから外側に突出する領域が大きくなってしまう。特に小型車等の車両サイズを大きく出来ない車両においては、室内空間の確保という観点からステアリングコラム周りの空間についても突出する領域を低減することが望まれている。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ハンドル側の回転を転舵輪側に伝達する回転軸の回転を制限する省スペースなロック機構を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のロック機構は、ハンドル側の回転を転舵輪側に伝達する回転軸の回転を制限するロック機構であって、前記回転軸の軸を中心に環状に設けられた環状溝と、前記環状溝の内部に回転可能に配置された係合部材と、前記係合部材を前記環状溝の溝幅方向に回転させる回転手段と、を備える。前記環状溝は、部分的に溝幅を大きく形成した係合部を有する。前記回転手段は、係合部材の回転角度を、前記係合部に前記係合部材が係合するロック角度と、前記係合部に前記係合部材が係合しないアンロック角度とで保持可能である。

この態様によると、係合部材を環状溝の内部で回転手段により溝幅方向に回転させることができ、部分的に溝幅を大きく形成した係合部と係合部材を係合させることでロック機構が達成できるので、従来のロッドを待避させることでアンロック動作を行う方式と比べて、ロッドを待避させるスペースが必要なく、省スペースを図ることが出来る。

前記係合部材は、少なくとも一方向における横幅が前記環状溝の前記係合部以外における溝幅より狭く形成されており、前記一方向における横幅を前記環状溝の溝幅の方向に向けることにより前記回転軸の回転を許容し、その状態から回転して前記係合部に係合することにより前記回転軸の回転を制限する。

この態様によると、係合部材を所定角度回転させることで係合部との係合、非係合を簡単な構成で達成することができ、ロック動作、アンロック動作を省スペースで行うことが出来る。

前記回転手段は、回転駆動力を発生する駆動源と、前記駆動源からの回転を減速して前記係合部材の回転として伝達する減速機構と、を有してもよい。

この態様によると、ロック角度、アンロック角度で停止している係合部材に逆入力が加わっても減速機構により駆動源の駆動軸が動きにくく、それぞれの角度で精度良く係合部材を保持可能である。

前記減速機構は、前記駆動源の駆動軸に設けられたウォームと、前記ウォームと噛み合いウォームの回転に伴い回転するホイールと、前記係合部材の回転角度が前記アンロック角度となるように前記ホイールの回転を規制する規制部と、前記係合部材が前記アンロック角度から前記ロック角度になる向きに付勢力を発生する付勢部材と、を有してもよい。

この態様によると、アンロック角度となるようにホイールの回転を規制する規制部と、係合部材がアンロック角度からロック角度になる向きに付勢力を発生する付勢部材と、を有するので、アンロック角度とロック角度を検出する回転角度センサ等の検出装置が必要なく、低コスト、省スペースのロック機構を達成することが出来る。

前記回転手段は、外部からの回転操作により回転する回転部材と、前記回転部材からの回転を前記係合部材の回転として伝達する伝達部材と、を有してもよい。

この態様によれば、駆動源を備えない簡易な構成で省スペースなロック機構を達成することが出来る。

前記減速機構は、前記駆動源の駆動軸に設けられたウォームと、前記ウォームと噛み合いウォームの回転に伴い回転するホイールと、前記ホイールの軸中心と異なる軸中心を有し、前記係合部材を回転支持するロータと、前記係合部材が前記アンロック角度から前記ロック角度になる向きに付勢力を発生する付勢部材と、を有してもよい。

この態様によれば、ホイールの軸中心と異なる軸中心を有するロータに係合部材が回転支持されているため、係合部材の配置の自由度が増し、ロック機構を取り付ける装置全体の小型化を図ることが出来る。また、係合部材がアンロック角度からロック角度になる向きに付勢力を発生する付勢部材を有するので、ロック角度を検出する回転角度センサ等の検出装置が必要なく、低コスト、省スペースのロック機構を達成することが出来る。

本発明によれば、省スペースなロック機構を提供できる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るロック機構を備えるに好適な車両操舵装置の一例を模式的に示した構成概略図である。

図１に示すように、車両操舵装置１は、ハンドル２の操舵力による回転を転舵輪３に伝達させる操舵伝達系に伝達比可変機構４を備える。伝達比可変機構４は、ハンドル２側に連結される入力軸５および転舵輪３側に連結される出力軸６を有し、モータ３０の回転駆動により入力軸５と出力軸６との間の伝達比を変化させる伝達比可変手段として機能する。

伝達比可変機構４の出力軸６は、ラックアンドピニオン等で構成されるギヤ装置７を介して転舵輪３，３に接続されている。ギヤ装置７は、出力軸６の回転入力によりタイロッド８を移動させて転舵輪３，３を転舵させる。

入力軸５には、操舵角センサ１０が設けられている。操舵角センサ１０は、入力軸５の回転状態に基づいてハンドル２の操舵角度を検出する。伝達比可変機構４には、回転センサ２１が設けられている。回転センサ２１は、伝達比可変機構４に内蔵されるモータ３０の回転角等の回転状態を検出する。

操舵角センサ１０および回転センサ２１の検出信号は、操舵制御器２０に入力される。操舵制御器２０は車両操舵装置１の装置全体の制御を行うものであり、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成されるＥＣＵが好適である。

また、操舵制御器２０には、車両に設置される車速センサ２２の検出信号が入力される。操舵制御器２０は、操舵角センサ１０、車速センサ２２等の検出信号に基づいて伝達比可変機構４に駆動信号を出力して伝達比を調整し操舵制御を行う。

伝達比可変機構４には、モータ３０、減速機４０が収容されている。モータ３０は、操舵制御器２０の駆動制御信号を受けて駆動する電動機である。モータ３０を構成するステータ３１は、伝達比可変機構４のハウジング４ａに取り付けられている。モータ３０を構成するロータ３２は、回転軸３３、減速機４０及びハウジング４ａを介して出力軸６に接続されている。

減速機４０は、モータ３０の回転出力を減速して出力する減速手段である。減速機４０としては、例えば、ウォームホイール機構、遊星歯車機構、波動歯車機構などを用いてもよい。この減速機４０は、ハンドル２の操舵力に減速したモータ３０の回転力を加え、ハウジング４ａを介して出力軸６に対して出力する。

（ロック機構）
次に、ハンドル２の回転を転舵輪３側に伝達する回転軸の回転を制限するロック機構５０について説明する。本実施形態では、回転軸として入力軸５を構成するメインシャフトにロック機構を設けた場合について説明する。

図２（ａ）は、第１の実施形態に係るロック機構を備えたメインシャフトを回転軸に対して垂直な方向から見た側面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）とは９０°異なる方向から見た側面図である。図３は、図２に示すロック機構近傍を拡大した模式図である。

ロック機構５０は、メインシャフト６０の軸を中心に環状に設けられたキー溝６２と、キー溝６２の内部に回転可能に配置された係合部材としてのロックキー７０と、ロックキー７０をキー溝６２の溝幅方向に回転させる回転手段としてのロック装置８０と、を備える。メインシャフト６０は、ほぼ同軸の円筒空間を有すると共に車両本体に対して固定された円筒部材７２の内部に回転可能に配置されている。

キー溝６２は、例えば、メインシャフト６０の外周面を周方向に沿って連続的に凹ませて形成してもよい。なお、本実施形態では、キー溝６２は、メインシャフト６０の外周に直接設けられているが、例えば、メインシャフト６０の外周に固定して取り付けられた他の環状部材に設けてもよい。

キー溝６２には、溝幅を大きくした係合部６４が形成されている。例えば、図３に示すように、キー溝６２において、係合部６４以外の箇所は一定の溝幅Ｗ１で形成され、係合部６４は溝幅Ｗ１より大きい溝幅Ｗ２で形成される。係合部６４は、周方向に間隔を開けて複数設けることが好ましい。係合部６４は、ロックキー７０を係合させるためのものであり、ロックキー７０の形状に応じた形状に形成されている。例えば、ロックキー７０の形状が矩形状である場合、係合部６４は、ロックキー７０が回転した際に係合できるように矩形状に切り欠いた形状に形成されている。

ロックキー７０は、キー溝６２内に回転可能に配置されている。ロックキー７０は、キー溝６２の係合部６４に係合してメインシャフト６０の回転を防止し、ロック機構５０をロック状態とする。また、ロックキー７０は、少なくとも一方向における溝幅Ｗがキー溝６２の係合部６４以外における溝幅Ｗ１より狭く形成されている。また、ロックキー７０は、横幅Ｗの方向をキー溝６２の溝幅方向に向けることにより、回転軸としてのメインシャフト６０の回転を許容する。一方、図２（ｂ）に示すように、ロックキー７０は、回転して係合部６４に係合することによりメインシャフト６０の回転を制限する。

図２（ａ）に示すように、ロックキー７０は、例えば、回転手段としてのロック装置８０に取り付けられ、ロック装置の作用によりキー溝６２内で回転可能になっている。ロック装置８０は、円筒部材７２に取り付けられており、このロック装置８０およびロック装置８０に取り付けられたロックキー７０の作用により、円筒部材７２に対するメインシャフト６０の相対回転を制限することができる。

（ロック装置）
次に、本実施形態に係るロック装置８０について説明する。図４（ａ）は、第１の実施形態に係るロック装置のロック状態を示す模式図である。図４（ｂ）は、第１の実施形態に係るロック装置のアンロック状態を示す模式図である。図５は、図４（ａ）のＡ−Ａ断面を矢印方向から見た側方図である。

ロック装置８０は、回転力を発生する駆動源としてのアクチュエータ８２と、アクチュエータ８２の駆動軸に取り付けられたウォーム８４と、ウォーム８４と噛み合いウォーム８４の回転に伴い回転し、アクチュエータ８２からの回転力を減速する円形のホイール８６と、ホイール８６の回転に伴い回転する円形のキーロータ８８と、キーロータ８８を一方向に回転させる力を発生するばね９０と、前述の部品を収納するハウジング９２と、を備える。

アクチュエータ８２は、例えば直流モータを用いることができる。ウォーム８４は、螺旋状にねじ溝が設けられており、ホイール８６の外周に設けられた歯と噛み合うことでアクチュエータ８２が発生する回転駆動力を伝達する。また、ウォーム８４とホイール８６とを組み合わせた減速機構により大きな減速比を得ることが出来る。この構成によれば、ホイール８６に逆入力が加えられた場合でもアクチュエータ８２の駆動軸が逆回転しにくく、ロックキー７０を所望の位置に保持することが出来ると共に精度の良い位置決めが可能となる。

ホイール８６は、内周に設けられた第１突起８６ａと、外周に設けられた第２突起８６ｂとを有する。また、ホイール８６は、ウォーム８４の回転軸と略垂直な回転軸を有することで、ウォーム８４と同一面内に配置することが可能となり、ロック装置８０の薄型化、省スペース化を図ることが出来る。

キーロータ８８は、外周に設けられたロータ突起８８ａと、ホイール８６の回転軸と同軸でその一端にロックキー７０が取り付けられたキー軸８８ｂと、を有する。

ばね９０は、その一端９０ａがハウジング９２の内壁に固定され、その他端９０ｂがキー軸８８ｂの一部に固定された渦巻きばねである。

ハウジング９２は、ホイール８６の第２突起８６ｂと係合することでホイール８６の回転角度を規制する第１規制部としてのストッパ９２ａおよび第２規制部としてのストッパ９２ｂが、内壁に所定の角度で設けられている。

ロック装置８０が、図４（ａ）に示すロック状態からアンロック動作を行う場合、図４（ｂ）に示すように、ホイール８６が時計回りに回転すると、ホイール８６の第１突起８６ａが、キーロータ８８のロータ突起８８ａと係合する。そのままホイール８６が回転するとキーロータ８８も共に回転し、キー軸８８ｂの一端に取り付けられたロックキー７０が係合部６４に係合しないアンロック角度に向けて徐々に回転する。ホイール８６が更に回転すると、外周に設けられた第２突起８６ｂがストッパ９２ｂに当接し、それ以上回転出来なくなる。この構成により、ロック装置８０は、ロックキー７０の回転角度を、係合部６４にロックキー７０が係合しないアンロック角度に保持可能となる。

一方、ロック装置８０が、図４（ｂ）に示すアンロック状態からロック動作を行う場合、図４（ａ）に示すように、ホイール８６が反時計回りに回転すると、ホイール８６の第１突起８６ａも反時計回りに回転する。そのため、アンロック角度で保持されていたキーロータ８８がばね９０の復元力により反時計回りに回転する。その際、キー溝６２の係合部６４以外の位置にロックキー７０がある場合、ロックキー７０は回転することが出来ないため、ばね９０の復元力によりキー溝６２の側壁に当接し溝幅方向に付勢された状態でロックキー７０は停止する。

その後、メインシャフト６０が、係合部６４にロックキー７０が係合可能な位置まで回転すると、ばね９０の復元力によりキー溝６２の溝幅方向に付勢されていたロックキー７０が更に回転し係合部６４に係合する。この構成により、ロック装置８０は、ロックキー７０の回転角度を、係合部６４にロックキー７０が係合するロック角度に保持可能となる。

本実施形態では、ロック動作を行う場合、ホイール８６の第１突起８６ａがロータ突起８８ａから離間した後も、第２突起８６ｂがストッパ９２ｂに当接しホイール８６の回転が停止するまでアクチュエータ８２は駆動し続ける。ここで、ストッパ９２ａの位置は、第２突起８６ｂがストッパ９２ａに当接した際に、ロックキー７０がロック角度に保持された状態で、第１突起８６ａがロータ突起８８ａと離間するような位置であると良い。この構成によれば、ホイール８６が回転する際に、第２突起８６ｂの位置がストッパ９２ａからストッパ９２ｂの範囲に規制されるため、回転角度センサ等を設けなくても、簡便な構成でロックキー７０の角度をアンロック角度およびロック角度に保持可能となる。

上述のように、本実施形態に係るロック機構５０によれば、ステアリングシャフトの回転軸に対して垂直方向にロックシャフトが直線移動する従来の方式と比較して、待避位置を確保するための領域が必要なく、省スペースを達成することが出来る。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態に係るロック装置８０をハンドル２に取り付け、ハウジングに対してハンドルの回転を制限可能なロック機構である。図６（ａ）は、第２の実施形態に係るロック装置を取り付けたハンドル近傍を模式的に示した断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

本実施形態に係るロック機構１５０は、ハウジングとしての円筒部材７２の上部に固定されたロックプレート１６０の平面部１６０ａに環状に設けられたキー溝１６２と、キー溝１６２の内部に回転可能に配置された係合部材としてのロックキー１７０と、ロックキー１７０をキー溝１６２の溝幅方向に回転させる回転手段としてのロック装置８０と、を備える。また、キー溝１６２には、ロックキー７０が係合する係合部１６４が４カ所設けられている。なお、ロックプレート１６０のハンドル２側の面にはプレートカバー１６１が設けられている。

メインシャフト６０は、円筒部材７２に対して回転可能に設けられており、その一端にはハンドル２を固定する取り付け部６０ａを有する。ロック装置８０は、ハンドル２に取り付けられており、ロック機構１５０は、ロック装置８０によりロックプレート１６０に対するハンドル２の回転を制限することで、ハンドル側の回転を転舵軸側に伝達するメインシャフト６０の回転を制限する。

上述のように、本実施形態に係るロック機構１５０によれば、ステアリングシャフトの回転軸に対して垂直方向にロックシャフトが直線移動する従来の方式と比較して、待避位置を確保するための領域が必要なく、省スペースを達成することが出来る。また、ロック装置８０がハンドル２に取り付けられているため、従来の方式と比較して乗員の膝周りのスペースを確保しやすく、乗降時の膝当たりを減少させ乗降性を向上することが出来る。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第１の実施形態に係るロック装置８０の代わりにアクチュエータ８２を用いずに開閉キーの回転によりロック動作を行うロック機構である。図７（ａ）は、第３の実施形態に係るロック装置の模式図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すロック装置の断面図である。

ロック機構２５０は、図２（ａ）に示す第１の実施形態とほぼ同様に、メインシャフト６０の軸を中心に環状に設けられたキー溝６２と、キー溝６２の内部に回転可能に配置された係合部材としてのロックキー７０と、ロックキー７０をキー溝６２の溝幅方向に回転させる回転手段としてのロック装置１８０と、を備える。メインシャフト６０は、ほぼ同軸の円筒空間を有すると共に車両本体に対して固定された円筒部材７２の内部に回転可能に配置されている。

ロック装置１８０は、ハウジング１９２と、ハウジング１９２に回転可能に設けられ、開閉キーの差し込み口を有するキーホイール１９４と、開閉キーの回転に伴いキーホイール１９４と共に回転する円形のキーロータ１８８と、キーロータ１８８と係合しながら回転する円形のホイール１８６と、ホイール１８６に所定の回転方向に回転力を付与するばね１９０と、を備える。ここで、キーホイール１９４は、外部からの回転操作により回転する回転部材として機能する。

キーホイール１９４は、キーロータ１８８のキー軸１８８ｂと連結されている。そして、開閉キーの回転に伴うキーホイール１９４の回転は、キーロータ１８８を介してロックキー７０の回転として伝達される。ここで、キーロータ１８８は、キーホイール１９４からの回転をロックキー７０の回転として伝達する伝達部材として機能する。

キーロータ１８８は、外周に設けられたロータ突起１８８ａと、ホイール１８６の回転軸と同軸でその一端にロックキー７０が取り付けられたキー軸１８８ｂと、を有する。

ホイール１８６は、内周に設けられた突起１８６ａを有する。ばね１９０は、その一端１９０ａがハウジング１９２の内壁に固定され、その他端１９０ｂがホイール１８６の一部に固定されている。

ロック装置１８０において、図２（ｂ）に示すロック状態からアンロック動作を行う場合、キーホイール１９４に開閉キーを差し込み所定の方向に回転させる。キーホイール１９４に連結されたキー軸１８８ｂは、開閉キーの回転に伴い回転し、キー軸１８８ｂの一端に取り付けられたロックキー７０が回転する。キーホイール１９４は開閉キーが所定の回転角度で保持可能なように構成されている。この構成により、ロック装置１８０は、ロックキー７０の回転角度を、係合部６４にロックキー７０が契合しないアンロック角度に保持可能となる。この際、キー軸１８８ｂの回転に伴いキーロータ１８８が図７（ａ）に示す時計回りに回転し、ロータ突起１８８ａがホイール１８６の突起１８６ａと係合することで、ばね１９０の復元力に抗してホイール１８６も時計回りに回転し、アンロック角度で停止する。

一方、ロック装置１８０が、図３に示すアンロック状態からロック動作を行う場合、開閉キーをキーホイール１９４から抜くと、それまでキーホイール１９４を所定角度で保持する力が失われる。そのため、キーロータ１８８と係合した状態で停止していたホイール１８６は、ばね１９０の復元力により反時計周りに回転する力がかかっているため、その回転力により突起１８６ａがロータ突起１８８ａと係合しながらキーロータ１８８を回転させる。その際、キー溝６２の係合部６４以外の位置にロックキー７０がある場合、ロックキー７０は回転することが出来ないため、ばね１９０の復元力によりキー溝６２の側壁に当接し溝幅方向に付勢された状態でロックキー７０は停止する。

その後、メインシャフト６０が、係合部６４にロックキー７０が係合可能な位置まで回転すると、ばね１９０の復元力によりキー溝６２の溝幅方向に付勢されていたロックキー７０が更に回転し係合部６４に係合する。この構成により、ロック装置１８０は、ロックキー７０の回転角度を、係合部６４にロックキー７０が係合するロック角度に保持可能となる。

この構成によれば、回転角度センサ等を設けなくても、簡便な構成でロックキー７０の角度をアンロック角度およびロック角度に保持可能となる。

上述のように、本実施形態に係るロック装置１８０を備えたロック機構２５０によれば、ステアリングシャフトの回転軸に対して垂直方向にロックシャフトが直線移動する従来の方式と比較して、待避位置を確保するための領域が必要なく、また、駆動源を必要としないため、省スペースを達成することが出来る。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、第２の実施形態に係るロック装置８０を電動パワーステアリングとして機能する伝達比可変機構４（図１参照）に設けたロック機構である。

図８（ａ）は、第４の実施形態に係るロック装置を取り付けた電動パワーステアリング装置におけるウォームホイール近傍の模式図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

伝達比可変機構４は、モータ３００の回転駆動をウォーム３１０及びウォームホイール３２０を介して減速し、ウォームホイール３２０と同軸に固定されているメインシャフト６０に回転力を加える。

本実施形態に係るロック機構３５０は、ウォームホイール３２０の一方の平面部３２０ａに環状に設けられたキー溝１６２と、キー溝１６２の内部に回転可能に配置された係合部材としてのロックキー１７０と、ロックキー１７０をキー溝１６２の溝幅方向に回転させる回転手段としてのロック装置８０と、を備える。また、キー溝１６２には、ロックキー１７０が係合する係合部１６４が４カ所設けられている。

メインシャフト６０は、ハウジング４ａを貫通するようにハウジング４ａに回転可能に支持されている。また、ロック装置８０は、ハウジング４ａに取り付けられており、ロック機構３５０は、ロック装置８０によりハウジング４ａに対するウォームホイール３２０の回転を制限することで、ハンドル側の回転を転舵軸側に伝達するメインシャフト６０の回転を制限する。

上述のように、本実施形態に係るロック機構３５０によれば、ステアリングシャフトの回転軸に対して垂直方向にロックシャフトが直線移動する従来の方式と比較して、待避位置を確保するための領域が必要なく、省スペースを達成することが出来る。また、ロック装置８０が伝達比可変機構４のハウジング４ａに取り付けられているため、ロック装置８０が壊されるとステアリングが重くなり運転操作が困難となる。その結果、盗難防止効果が向上する。

（第５の実施形態）
第５の実施形態は、ラックアンドピニオン等で構成されるギヤ装置７（図１参照）に設けることが可能なロック装置を備えたロック機構である。

図９は、第５の実施形態に係るロック装置を取り付けたギヤ装置近傍を模式的に示した断面図である。図１０（ａ）は、第５の実施形態に係るロック装置のアンロック状態を示す模式図である。図１０（ｂ）は、第５の実施形態に係るロック装置のロック状態を示す模式図である。図１１は、図１０（ｂ）のＤ−Ｄ断面を矢印方向から見た側方図である。

ロック機構４５０は、出力軸６の一端に設けられたギヤ装置７のピニオン４００の端部に好適に配置される。ここで、ラックバー４０２は、ピニオン４００と噛み合うことで出力軸６の回転をタイロッド８の平行移動に変換する。

本実施形態に係るロック機構４５０は、ピニオン４００の先端に取り付けられているロックプレート４０４にピニオン４００の軸を中心に環状に設けられたキー溝１６２と、キー溝１６２の内部に回転可能に配置された係合部材としてのロックキー１７０と、ロックキー１７０をキー溝１６２の溝幅方向に回転させる回転手段としてのロック装置２８０と、を備える。

出力軸６は、ハウジング７ａに設けられた開口部に回転可能に支持されている。また、ロック装置２８０は、ハウジング７ａに取り付けられており、ロック機構４５０は、ロック装置２８０によりハウジング７ａに対するピニオン４００の回転を制限することで、ハンドル側の回転を転舵軸側に伝達する出力軸６の回転を制限する。

ロック装置２８０は、回転力を発生する駆動源としてのアクチュエータ２８２と、アクチュエータ２８２の駆動軸に取り付けられたウォーム２８４と、ウォーム２８４と噛み合いウォーム２８４の回転に伴い回転し、アクチュエータ２８２からの回転力を減速する円形のホイール２８６と、ホイール２８６の回転に伴い回転する円形のキーロータ２８８と、キーロータ２８８を一方向に回転させる力を発生するばね２９０と、前述の部品を収納するハウジング２９２と、を備える。

アクチュエータ２８２は、例えば直流モータを用いることができる。ウォーム２８４は、螺旋状にねじ溝が設けられており、ホイール２８６の外周に設けられた歯と噛み合うことでアクチュエータ２８２が発生する回転駆動力を伝達する。また、ウォーム２８４とホイール２８６とを組み合わせた減速機構により大きな減速比を得ることが出来る。この構成によれば、ホイール２８６に逆入力が加えられた場合でもアクチュエータ２８２の駆動軸が逆回転しにくく、ロックキー１７０を所望の位置に保持することが出来ると共に精度の良い位置決めが可能となる。

ホイール２８６は、内周に設けられた突起２８６ａを有する。また、ホイール２８６は、ウォーム２８４の回転軸と略垂直な回転軸を有することで、ウォーム２８４と同一面内に配置することが可能となり、ロック装置２８０の薄型化、省スペース化を図ることが出来る。

キーロータ２８８は、外周に設けられたロータ突起２８８ａと、ホイール２８６の回転軸とは異なる軸でその一端にロックキー１７０が取り付けられたキー軸２８８ｂと、を有する。ここで、キーロータ２８８の中心軸をホイール２８６の中心軸から離れた位置にすることで、図９に示すように、ロック装置２８０をピニオン４００の中心軸側に近づけることができ、ロック装置２８０を取り付けるハウジング７ａを小型化できる。

ばね２９０は、その一端２９０ａがハウジング２９２の内壁に固定され、その他端２９０ｂがキーロータ２８８の一部に固定されている。

ロック装置２８０が、図１０（ｂ）に示すロック状態からアンロック動作を行う場合、図１０（ａ）に示すように、ホイール２８６が時計回りに回転すると、ホイール２８６の突起２８６ａが、キーロータ２８８のロータ突起８８ａと係合する。そのままホイール２８６が回転するとキーロータ２８８も共に回転し、キー軸２８８ｂの一端に取り付けられたロックキー１７０が係合部１６４（不図示）に係合しないアンロック角度に向けて徐々に回転する。ウォーム２８４とホイール２８６との組み合わせにより高い減速比が得られるため、ホイール２８６が反時計回りに回転しようとする逆入力に対してホイール２８６は動きにくくなる。そのため、ロック装置２８０は、ロックキー１７０の回転角度を、係合部１６４にロックキー１７０が係合しないアンロック角度に保持可能となる。

一方、ロック装置２８０が、図１０（ａ）に示すアンロック状態からロック動作を行う場合、図１０（ｂ）に示すように、ホイール２８６が反時計回りに回転すると、ホイール２８６の突起２８６ａも反時計回りに回転する。そのため、アンロック角度で保持されていたキーロータ２８８がばね２９０の復元力により反時計回りに回転する。その際、キー溝１６２の係合部１６４以外の位置にロックキー１７０がある場合、ロックキー１７０は回転することが出来ないため、ばね２９０の復元力によりキー溝１６２の側壁に当接し溝幅方向に付勢された状態でロックキー１７０は停止する。

その後、出力軸６が、係合部１６４にロックキー１７０が係合可能な位置まで回転すると、ばね２９０の復元力によりキー溝１６２の溝幅方向に付勢されていたロックキー１７０が更に回転し係合部１６４に係合する。この構成により、ロック装置２８０は、ロックキー１７０の回転角度を、係合部１６４にロックキー１７０が係合するロック角度に保持可能となる。

上述のように、本実施形態に係るロック機構４５０によれば、ステアリングシャフトの回転軸に対して垂直方向にロックシャフトが直線移動する従来の方式と比較して、待避位置を確保するための領域が必要なく、省スペースを達成することが出来る。また、ロック装置２８０がギヤ装置７のハウジング７ａに取り付けられているため、ロック装置２８０が壊されると転舵輪を操作できなくなり運転操作が困難となる。その結果、盗難防止効果が向上する。また、ギヤ装置７が車両室内にないため、ロック機構４５０が発見しにくく、更に盗難防止効果が向上する。

以上、本発明を上述の各実施形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。

第１の実施形態に係るロック機構を備えるに好適な車両操舵装置の一例を模式的に示した構成概略図である。 図２（ａ）は、第１の実施形態に係るロック機構を備えたメインシャフトを回転軸に対して垂直な方向から見た側面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）とは９０°異なる方向から見た側面図である。 図２に示すロック機構近傍を拡大した模式図である。 図４（ａ）は、第１の実施形態に係るロック装置のロック状態を示す模式図である。図４（ｂ）は、第１の実施形態に係るロック装置のアンロック状態を示す模式図である。 図４（ａ）のＡ−Ａ断面を矢印方向から見た側方図である。 図６（ａ）は、第２の実施形態に係るロック装置を取り付けたハンドル近傍を模式的に示した断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 図７（ａ）は、第３の実施形態に係るロック装置の模式図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すロック装置の断面図である。 図８（ａ）は、第４の実施形態に係るロック装置を取り付けた電動パワーステアリング装置におけるウォームホイール近傍の模式図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。 第５の実施形態に係るロック装置を取り付けたギヤ装置近傍を模式的に示した断面図である。 図１０（ａ）は、第５の実施形態に係るロック装置のアンロック状態を示す模式図である。図１０（ｂ）は、第５の実施形態に係るロック装置のロック状態を示す模式図である。 図１０（ｂ）のＤ−Ｄ断面を矢印方向から見た側方図である。

符号の説明

１ 車両操舵装置、 ２ ハンドル、 ３ 転舵輪、 ４ 伝達比可変機構、 ４ａ ハウジング、 ５ 入力軸、 ６ 出力軸、 ７ ギヤ装置、 ７ａ ハウジング、 ８ タイロッド、 １０ 操舵角センサ、 ２０ 操舵制御器、 ２１ 回転センサ、 ２２ 車速センサ、 ３０ モータ、 ３１ ステータ、 ３２ ロータ、 ３３ 回転軸、 ４０ 減速機、 ５０ ロック機構、 ６０ メインシャフト、 ６２ キー溝、 ６４ 係合部、 ７０ ロックキー、 ７２ 円筒部材、 ８０ ロック装置、 ８２ アクチュエータ、 ８４ ウォーム、 ８６ ホイール、 ８８ キーロータ、 ８８ａ ロータ突起、 ８８ｂ キー軸、 ９２ ハウジング。

Claims (6)

1. ハンドル側の回転を転舵輪側に伝達する回転軸の回転を制限するロック機構であって、
   前記回転軸の軸を中心に環状に設けられた環状溝と、
   前記環状溝の内部に回転可能に配置された係合部材と、
   前記係合部材を前記環状溝の溝幅方向に回転させる回転手段と、を備え、
   前記環状溝は、部分的に溝幅を大きく形成した係合部を有し、
   前記回転手段は、係合部材の回転角度を、前記係合部に前記係合部材が係合するロック角度と、前記係合部に前記係合部材が係合しないアンロック角度とで保持可能である、
   ことを特徴とするロック機構。
2. 前記係合部材は、少なくとも一方向における横幅が前記環状溝の前記係合部以外における溝幅より狭く形成されており、前記一方向における横幅を前記環状溝の溝幅の方向に向けることにより前記回転軸の回転を許容し、その状態から回転して前記係合部に係合することにより前記回転軸の回転を制限する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のロック機構。
3. 前記回転手段は、
   回転駆動力を発生する駆動源と、
   前記駆動源からの回転を減速して前記係合部材の回転として伝達する減速機構と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載のロック機構。
4. 前記減速機構は、
   前記駆動源の駆動軸に設けられたウォームと、
   前記ウォームと噛み合いウォームの回転に伴い回転するホイールと、
   前記係合部材の回転角度が前記アンロック角度となるように前記ホイールの回転を規制する規制部と、
   前記係合部材が前記アンロック角度から前記ロック角度になる向きに付勢力を発生する付勢部材と、
   を有することを特徴とする請求項３に記載のロック機構。
5. 前記回転手段は、
   外部からの回転操作により回転する回転部材と、
   前記回転部材からの回転を前記係合部材の回転として伝達する伝達部材と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載のロック機構。
6. 前記減速機構は、
   前記駆動源の駆動軸に設けられたウォームと、
   前記ウォームと噛み合いウォームの回転に伴い回転するホイールと、
   前記ホイールの軸中心と異なる軸中心を有し、前記係合部材を回転支持するロータと、
   前記係合部材が前記アンロック角度から前記ロック角度になる向きに付勢力を発生する付勢部材と、
   を有することを特徴とする請求項３に記載のロック機構。

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