JP2009107551A - 電動ステアリングロック装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】カム溝の傾斜角度および長さなどの設定の自由度を向上することができる。
【解決手段】ステアリングシャフトに係合してステアリングの回転を阻止するロック位置からその係合が解除されるアンロック位置まで移動可能なロックボルト4と、ロックボルト4を内部に回転軸方向に移動可能に配置する回転部材5と、ロックボルト4に設けられ周方向に対して傾斜した2つのカム溝51、52と回転部材5に設けられカム溝51、52内を摺動する2つのカムフォロワ67とを備え、回転部材5の回転によってカムフォロワ67をカム溝51、52内で移動させることによりロックボルト4を回転部材5の回転軸方向に移動させるカム機構とを備えた電動ステアリングロック装置において、一方のカム溝51を、他方のカム溝52に対してロックボルト4の移動方向側にずらして設けた。
【選択図】図8
【解決手段】ステアリングシャフトに係合してステアリングの回転を阻止するロック位置からその係合が解除されるアンロック位置まで移動可能なロックボルト4と、ロックボルト4を内部に回転軸方向に移動可能に配置する回転部材5と、ロックボルト4に設けられ周方向に対して傾斜した2つのカム溝51、52と回転部材5に設けられカム溝51、52内を摺動する2つのカムフォロワ67とを備え、回転部材5の回転によってカムフォロワ67をカム溝51、52内で移動させることによりロックボルト4を回転部材5の回転軸方向に移動させるカム機構とを備えた電動ステアリングロック装置において、一方のカム溝51を、他方のカム溝52に対してロックボルト4の移動方向側にずらして設けた。
【選択図】図8
Description
本発明は、車両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10及び図11に示すように、ケース本体101とこのケース本体101の下方を被うケースカバー102とから成るケース103を有する。このケース103内には、モータ104と、このモータ104の出力軸105の回転を伝達するウオーム106と、このウオーム106に噛み合うウオームホイール107と、このウオームホイール107の回転で変移するカム機構と、このカム機構によって直線移動されるロック用のロックボルト108が収納されている。
前記カム機構は、ロックボルト108の円柱状部108aの外周面に周方向に対して傾斜して設けられたカム溝109と、ウオームホイール107の内周面に設けられた縦溝110に保持されたカムフォロワ111とからなり、モータ104の回転によってウォーム106およびウオームホイール107が回転すると、カムフォロワ111がカム溝109内を移動することにより、ケース103のロックボルト挿通孔112よりロックボルト108が進退移動し、ステアリングシャフト(図示せず)を係止するロック位置とステアリングシャフトに係止しないロック解除位置との間で変移するように構成されている。
図12は、特許文献1のロックボルト108の円柱状部108a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108の先端側(すなわちステアリングシャフト側)に相当する一方、図中の下側がロックボルト108の後端側に相当する。この2つのカム溝109a、109bは、対向する位置に周方向におよそ180°ずれて設けられている。この場合、一方のカム溝109aと他方のカム溝109bとを干渉しないように形成する必要があるため、カム溝109a、109bの傾斜角度および長さなどの設定に制約があった。また、図12に示すように、カム溝109a、109b同士の干渉を防ぐために、カム溝109a、109bの傾斜角度を途中で変更した場合には、傾斜角度が変わる段差部にカムフォロワ111が衝突することで衝突打音が発生するという問題があった。
本発明は、従来の問題に鑑みてなされたもので、カム溝の傾斜角度および長さなどの設定の自由度を向上することができる電動ステアリングロック装置を提供することを課題とするものである。
前記課題を解決するため、本発明の電動ステアリングロック装置は、ステアリングシャフトに係合してステアリングの回転を阻止するロック位置からその係合が解除されるアンロック位置まで移動可能なロックボルトと、該ロックボルトを内部に回転軸方向に移動可能に配置する回転部材と、前記ロックボルトに設けられ周方向に対して傾斜した2つのカム溝と前記回転部材に設けられ前記カム溝内を摺動する2つのカムフォロワとを備え、前記回転部材の回転によって前記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前記回転部材の回転軸方向に移動させるカム機構とを備えた電動ステアリングロック装置において、前記一方のカム溝を、前記他方のカム溝に対して前記ロックボルトの移動方向側にずらして設けた構成としている。
この電動ステアリングロック装置によれば、一方のカム溝と他方のカム溝との干渉を防止することができ、カム溝の傾斜角度および長さなどの設定の自由度を向上することができる。
この電動ステアリングロック装置では、前記一方のカム溝を、前記他方のカム溝に対して、少なくとも、前記ロックボルトの移動方向に前記他方のカム溝の始点から終点までの高さ間隔を有するように設けてもよい。
この電動ステアリングロック装置によれば、一方のカム溝が他方のカム溝に干渉することがなく、さらに、カム溝の傾斜角度および長さを自由に設定することが可能となる。
この電動アクチュエータ装置では、前記ロックボルトは、ステアリングシャフトと係合するロック部材と、前記カム溝が形成されたカム部材とを有するとともに、前記ロック部材を外部まで貫通させるロックボルト挿通孔を備えたケース本体と該ケース本体の開口を閉鎖するケースカバーとによって構成されるケース内に収納され、さらに、前記ロックボルトには、前記ケース本体に設けられたロックボルト保持部に保持されて前記ロックボルトの作動軸に対する傾きを阻止する係合部を前記ロック部材とは別に設けてもよい。
このようにすれば、2つのカム溝を高さ方向にずらして設けた場合、ロックボルトがカムフォロワから力を受ける作用点もロックボルトの作動軸方向にずれることになり、ロックボルトには、ロックボルトの作動軸を傾けるように力が作用する場合があるが、ロックボルトの係合部がケース本体のロックボルト保持部によって保持されるため、ロックボルトの傾きを阻止することができる。これにより、ロックボルトの傾きによって生じる引っ掛かり等の作動不良を防止することができる。
本発明のステアリングロック装置では、一方のカム溝と他方のカム溝との干渉を防止することができ、カム溝の傾斜角度および長さなどの設定の自由度を向上することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図1および図2は、本発明に係る実施形態の電動ステアリングロック装置(以下「ロック装置」と略する。)を示す。このロック装置は、図示しないステアリングの回動操作に伴って回動するステアリングシャフトの周囲に配設され、エンジン等を始動または停止させるためのプッシュスイッチやカードキーの操作に連動して動作するものである。なお、このステアリングシャフトには、従来と同様に、周方向の所定位置に係合凹部が形成されている。
本実施形態のロック装置は、一端開口のケース本体1およびケースカバー2とからなるケース3を備え、これらの内部にロックボルト4と、回転部材5と、該回転部材5の回転運動をロックボルト4の進退運動に変換するカム機構と、アクチュエータであるモータ6と、モータカバー7と、前記モータ6の作動を制御する制御基板8とが配設されている。
前記ケース本体1は、図3に示すように、一端を開口した矩形状の容器からなり、モータ6を配設するモータ配設部11と、ロックボルト4および回転部材5を配設するロック機構配設部12と、ケースカバー2をネジ止めして固定するためのネジ孔13と、制御基板8をネジ止めして固定するための基板用ボス14と、モータカバー7をネジ止めして固定するためのモータカバー用ネジ孔15が形成されたものである。
前記モータ配設部11は、モータ6を配設するもので、図3および図5に示すように、その閉塞面にはモータ6の外形に沿うモータ収納凹部16と、該モータ収納凹部16に連通してモータ6の出力軸68に取り付けられたウォーム69を収納するウォーム収納凹部17と、モータ6の出力軸68の先端部分を回動可能に保持する断面略U字状の軸保持部18とが一直線上に並んで形成されている。軸保持部18の前端側(モータ収納凹部16とは反対側)には、後述する第1軸受部材71を移動可能に収納する第1収納部19(収納部)が前記軸保持部18に連通して設けられている。第1収納部19は、略三角柱状に凹設されており、軸保持部18の端部側に面してウォーム収納凹部17の長手方向、すなわちモータ6装着時のモータ6の出力軸68のスラスト方向と直交するように設けられた第1側面19aと、該第1側面19aに対して所定角度第1側面19a側に傾斜して対向して設けられた第2側面19bと、該第2側面19bとおよそ直交して設けられた第3側面19cとを有する。一方、モータ収納凹部16の後端側には、モータ6の出力軸68の後端に対応する位置に所定の長さだけモータ配設部11が延長されて形成された第2収納部20(図5に図示)が設けられている。
前記ロック機構配設部12は、ロックボルト4および回転部材5を配設するもので、ケースカバー2の取付方向に沿って貫通するロックボルト挿通孔22が設けられている。また、前記ロックボルト挿通孔22の周囲には、該ロックボルト挿通孔22を中心として円環状をなすように内方に突出して、回転部材5を回転可能に支持する回転保持部23が設けられている。回転保持部23内の前記ロックボルト挿通孔22を挟んで対向する位置には、それぞれ、後述するロックボルト4の係合部50を進退可能に保持する2つの回転阻止孔24(回転阻止部およびロックボルト保持部)が設けられている。この回転阻止孔24は、断面略四角形状でロックボルト挿通孔22の貫通方向に対して平行に穿設されており、径方向内側の面が奥に向かうにしたがって対向する面側に傾斜して形成され、開口部の断面形状が一番大きくなるように設定されている。また、回転保持部23の外側の外周部には回転部材5の上面が当接する段部25が設けられ、この段部25の外周面の所定の位置には回動部材の回転範囲を規制する規制凸部26が径方向に突出して設けられている。
前記ケースカバー2は、ケース本体1の開口を閉塞するもので、図4に示すように、ケース本体1のネジ孔13に対応する位置にネジ挿通孔31を設けたものである。このケースカバー2には、ロック機構配設部12の回転保持部23と対応する位置には、回転部材5の下側端面を保持する円筒状凹部32が設けられている。この円筒状凹部32の底面中心には、ロックボルト4を進出方向に付勢するロックボルト用スプリング44を外嵌して装着するスプリング取付軸33が突設されている。また、ケースカバー2には、円筒状凹部32と反対側に位置する側壁と直交する側壁に、電気接続用のコネクタ91を露出するための切欠部34が設けられている。
前記ロックボルト4は、回転部材5の内部に回転部材5の回転軸方向に進退可能に配置されるもので、図1、図2および図4に示すように、ロックボルト挿通孔22に挿通可能な四角柱形状のロック部材41と、該ロック部材41を進退駆動するカム部材42とからなる。
ロック部材41の上端には、ステアリングシャフトの係合凹部に挿入係止される係合凸部43が設けられている。このロック部材41は、回転部材5およびカム機構を介してモータ6によって、ステアリングシャフトの側に進出されて係合凹部に係合するロック位置、および、後退してその係合が解除されるアンロック位置の間を進退するように移動される。また、係合凸部43が係合凹部に対して周方向に一致しない場合には、ロックボルト用スプリング44によって進出方向に付勢され、一致するとその付勢力でもって進出して係合される。ロック部材41は、図2に示すように、カム部材42と連結するため装着凸部45が下部に突設されている。この装着凸部45は断面矩形状をなし、軸方向に対して直交方向に位置する対向面にかけて連結孔46が設けられている。
前記カム部材42は、後述する回転部材5の内部に配置される略円柱状のものである。このカム部材42には、ロック部材41の軸心に沿った上下端にかけて貫通する貫通孔47が設けられている。この貫通孔47は、上部が装着凸部45と一致する矩形状をなし、連結孔46と対応する位置には連結ピン48を貫通させる連結孔49が設けられている。また、貫通孔47の下部は、付勢部材であるロックボルト用スプリング44の端部を挿入する円錐形状のものである。このロックボルト用スプリング44の端部は、貫通孔47の上部に装着したロック部材41の端面により位置決めされる。また、カム部材42の上面には、貫通孔47を挟んで対向する位置に、ケース本体1の回転阻止孔24に進退可能に進入し、周方向に係合してケース本体1に対するカム部材42の回転を阻止する2つの係合部50が突設されている。この係合部50は、ケース本体1の回転阻止孔24の形状とほぼ同様の形状であって、回転阻止孔24に対して僅かに小さく設けられている。詳細には、この係合部50は、カム部材42の外周面とほぼ一致する面に沿ってロック部材41の進出方向に対して平行に突出して設けられ、径方向内側の面が突出方向に向かうにしたがって対向する面に向けて傾斜して先細り形状となるように形成されている。また、この係合部50は、ロックボルト4のロック位置からアンロック位置までの移動距離の長さよりも長く形成されており、ロックボルト4がアンロック位置に移動した場合でも、回転阻止孔24と係合部50との係合可能状態は維持される。また、このカム部材42は、係合部50が回転阻止孔24の径方向外側面によって保持されることで、ロックボルト4の作動軸に対する傾きが防止されている。
カム部材42の外周部には、螺旋状をなすように旋回する略半円形状に窪んだカム溝51、52が径方向に対向するように一対設けられ、一方側の第1カム溝51は他方側の第2カム溝52に対しておよそ第2カム溝52の高さ以上、ロックボルト4の進出方向側にずれて設けられるとともに、周方向に180°ずれて設けられている。このカム溝51、52は、回転部材5の回転動力を該カム部材42を介してロックボルト4の直線運動に変換するものである。
図8は、カム部材42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、図中の上下方向が高さ方向を示し、上側がロックボルト4の先端側(すなわちステアリングシャフト側)に相当する一方、図中の下側がロックボルト4の後端側に相当する。このカム溝51、52は、一(下)端の所定領域がロックボルト4によるステアリングシャフトのロック領域53(始点)として予め設定され、他(上)端の所定領域がロックボルト4によるステアリングシャフトのアンロック領域54(終点)として予め設定されている。そして、これらロック領域53とアンロック領域54の間の傾斜部55の傾斜角度により、ロックボルト4の進退速度が設定される。本実施形態においては、第1カム溝51を、第2カム溝52に対して第2カム溝52のロック領域53からアンロック領域54までの上下方向の高さ以上、ロックボルト4の進退方向側にずらして設けているため、第1カム溝51と第2カム溝52との干渉を防止することができ、各カム溝51、52の傾斜部55の傾斜角度および長さを自由に設定することが可能となっている。そのため、傾斜部55の傾斜角度をスペース不足のため途中で変更する必要もなく、一定の角度に設定することも可能である。このように、傾斜部55の傾斜角を一定とした場合には、カムフォロワ67が傾斜途中の段差部に衝突することがないため、カムフォロワ67と段差部との衝突打音の発生をなくすことができる。
前記回転部材5は、カム部材42より若干大きい内径の円筒状のもので、ケース本体1とケースカバー2との間に挟み込むように、軸方向に移動されることなく、周方向に回転可能に支持されるものである。具体的には、この回転部材5には、図2および図4に示すように、その一(上)端にケース本体1の回転保持部23の外周部に嵌合する外嵌部61が設けられている。また、回転部材5の上部には、外嵌部61の外周面から径方向に断面L字形状に突出し、外周部に軸方向に沿って延びる複数のはす歯(図示せず)を形成したウォームホイール部62が設けられている。このウォームホイール部62は、図5に示すように、ケース本体1への取付状態で、接線方向に延びるように配設されたウォーム69の歯と噛み合うことにより、該回転部材5を軸線を中心として回転させる。また、ウォームホイール部62の上面には、ケース本体1の規制凸部26に係合して、回転部材5の回動範囲を規制する規制受部63(図4に図示)が突設されている。さらに、回転部材5の内周面には、下端から軸方向に沿って上向きに延びる略半円形状に窪んだ縦溝64、65が、径方向に対向するように一対設けられている。一方側の縦溝64は、図2に示すように、第2カム溝52に対応する位置まで延びて設けられ、他方側の縦溝65は、第1カム溝51に対応する位置まで一方側の縦溝64よりも上方まで長く延びて設けられている。
前記カムフォロワ67は、球状のスチールボールからなり、図2に示すように、回転部材5の各縦溝64、65にそれぞれ配設される。そして、この縦溝64、65から突出した部分が、カム部材42の各カム溝51、52に嵌められた状態で、回転部材5が回動されると、縦溝64、65が周方向に回転されることにより、回転不可能に規制されたカム部材42の各カム溝51、52に沿って摺動し、該カム部材42を介してロックボルト4を、回転部材5の回転軸心に沿って進退させる。
尚、本実施形態においては、回転部材5の回転力をロックボルト4に伝達し、該ロックボルト4をロック位置およびアンロック位置の間で移動させるカム機構を、ロックボルト4に設けたカム溝51、52と、回転部材5とカム部材42との間に配設されたカムフォロワ67とによって構成している。
前記モータ6は、ロックボルト4を移動させるための動力源であり、ケース本体1のモータ収納凹部16にモータカバー7を介して配設されるものである。このモータ6は、ロックボルト4を進出させる正転作動と、ロックボルト4を後退させる逆転作動とが可能なもので、その出力軸68には、図5に示すように、外周面に軸方向に沿った螺旋状の歯(図示せず)を形成したねじ歯車であるウォーム69が配設されている。この出力軸68の先端および後端は、後述する第1軸受部材71および第2軸受部材77に当接して、出力軸68のスラスト方向のガタつきが規制される。
第1軸受部材71は、ケース本体1の第1収納部19内に収納され、モータ6の出力軸68の先端に当接して、出力軸68のスラスト方向のガタの発生を防止するものであり、ポリアセタール等の樹脂材料にて形成されている。第1軸受部材71は、図1および図5に示すように、断面略くさび形のブロック体であり、広い一端面側には、スプリング75を位置決めするスプリング位置決め部72が突設され、他端に向かうにしたがって両側面の間隔が狭くなるように形成されている。この両側面の対向角度は、第1収納部19の第1側面19aと第2側面19bの対向角度と同様に設定されており、第1側面19aに対応する側の面が、モータ6の出力軸68の先端に当接する規制面74となっている。すなわち、第1軸受部材71を第1収納部19の第1側面19aに沿って配置した場合には、規制面74が常にモータ6の出力軸68のスラスト方向と直交するように面するように構成されている。また、この第1軸受部材71は、第1収納部19の第2側面19bが進行方向に向かうにしたがってモータ6側に傾斜する方向に第2側面19bの面方向に沿ってスプリング75の付勢力によって付勢されている。したがって、第1軸受部材71はスプリング75の付勢力によってモータ6の出力軸68をスラスト方向に押し込む方向にも変移する。さらに、第1軸受部材71の上面には、モータ6の出力軸68のスラスト方向に延びる山部がスラスト方向と直交する方向に複数列配列されて設けられた変形可能な変形部76を備えている。
第2軸受部材77は、ケース本体1の第2収納部20内に収納され、モータ6の出力軸68の後端に当接して、出力軸68のスラスト方向のガタの発生を防止するものであり、ポリアセタール等の樹脂材料にて形成されている。この第2軸受部材77は、略直方体形状であり、第2収納部20内に嵌入して固定される。
モータカバー7は、モータ6をケース本体1のモータ配設部11内に脱落不能に収納するためのものであり、図6に示すように、モータ6の外形に沿うモータ収納凹部81と、モータ6の一部に当接するモータ押え部82と、ウォーム69を収納するウォーム収納凹部83と、モータ6の出力軸68の軸保持部18からの抜け出しを阻止する軸押え部84とが後端側から前端側へ向けて一直線上に並んで形成されている。軸押え部84の前方側には、断面菱形の外形線の部分のみが内部方向に向けて突出して形成された固定部85が設けられている。この固定部85は、モータカバー7をケース本体1に組み付けると、第1軸受部材71の変形部76に押し付けられる。これにより、第1軸受部材71の変形部76が変形して固定部85が変形部76に嵌りこみ、第1軸受部材71はその位置に固定され、第1軸受部材71の位置ズレが防止される。また、モータ収納凹部81内には、モータ6のプラス端子およびマイナス端子に制御基板8から延びて接続される図示しないモータ電極を挿通する電極挿通穴86が設けられている。さらに、モータ収納凹部81の後方側には、第2軸受部材77に当接して、第2軸受部材77の脱落を防止する第2軸受部材保持部87が突設されている。さらに、ウォーム収納凹部83の側方には、ロックボルト4および回転部材5を貫通配置させる挿通孔88が設けられている。また、ケース本体1のモータカバー用ネジ孔15に対応する位置にそれぞれネジ孔89が形成されている。
前記制御基板8は、モータ6の動作を制御する図示しないマイコン(CPU)と、回転部材5を介してロックボルト4の進出位置を検出するための図示しないマイクロスイッチと、車両に搭載したメインマイコン(ECU)に接続するためのコネクタ91と、該コネクタ91によって外部のバッテリに接続される図示しないモータ電極などが実装されている。また、ケース本体1への組付け状態で、前記ロックボルト4および回転部材5を貫通配置する挿通孔92が設けられている。さらに、ケース本体1の基板用ボス14に対応する位置には、ネジ止めのためのネジ孔93が形成されている。なお、マイクロスイッチによるロックボルト4の進出位置の検出方法については、本発明と直接関係がないため詳細な説明は省略する。
前記構成のロック装置を組み立てる場合には、まず、回転部材5に対してロック部材41とカム部材42とを一体に連結したロックボルト4とカムフォロワ67とを組み付ける。この時、ロックボルト4は、回転部材5の下端開口から上方開口に向けて貫通させて組み付けるが、ロックボルト4の係合部50がロック部材41の突出方向側に突出して設けられているため、組付け時に係合部50が回転部材5に干渉することがない。これにより、組付け性を向上でき、回転部材5に係合部50との干渉を防止する溝部等を形成する必要もない。
次に、これらをケース本体1のロック機構配設部12に配設する(図5参照)。ついで、ケース本体1に対してモータ6を配設した後、第2軸受部材77、および、第1軸受部材71とスプリング75を順次組付け、モータカバー7を配設し、該モータカバー7をケース本体1に対してネジ止めして固定する。その後、ケース本体1の開口部に制御基板8を配設し、該制御基板8をケース本体1に対してネジ止めして固定する。最後に、ケース本体1に対してケースカバー2を装着してネジ止めにより固定する。
このように組み付けたロック装置では、モータ6の出力軸68の先端は第1軸受部材71に当接して保持され、該出力軸68の後端は、第2軸受部材77に当接して保持される。また、第1軸受部材71は、スプリング75の付勢力によって出力軸68をスラスト方向に押し込む方向に変移するように構成されるため、第1軸受部材71と出力軸68の先端との隙間をなくすことができ、確実に出力軸68のスラスト方向のガタツキを防止することができる。さらに、第1軸受部材71は、図7に示すように、モータカバー7の組付けによって、モータカバー7の固定部85が第1軸受部材71の変形部76を変形させて嵌り込むことで、出力軸68の先端と当接した状態でケース本体1に対して固定されるため、作動中に第1軸受部材71が位置ズレすることが防止される。さらに、第1軸受部材71は、出力軸68のスラスト方向と交差する方向に第1収納部19内に移動可能に配置されているため、作動中に仮にモータ6の出力軸68に対してスラスト方向に第1軸受部材71に向けて強い荷重が作用したとしても、第1軸受部材71に係る荷重の一部は第1収納部19の第2側面19bによって受け止められ、残りの荷重はスプリング75の付勢力に抗するように第1軸受部材71に作用する。すなわち、第1軸受部材71をスプリング75の付勢力に抗して移動させる方向に作用する荷重を減少させることができる。そのため、固定部85と変形部76との嵌合部分への荷重が低減され、変形部76のさらなる変形が防止される。これにより、固定部85と変形部76との嵌合状態を維持することが可能となり、第1軸受部材71の固定状態を維持することが可能となる。さらにまた、モータ6の出力軸68の先端をスラスト方向に対して直行する規制面74によって出力軸68の先端を受けているため、出力軸68の軸心を正面から受けることができ、モータ作動時の出力軸68の軸心のブレを防止することができる。これにより、ウォーム69とウォームホイール部62との噛み合い不良等が防止できる。
続いて、以上の構成からなるロック装置の動作について説明する。
図2に示すようにロック装置がロック状態にあるときに、モータ6が正転駆動されることにより出力軸68に取り付けられたウォーム69もモータ6側からみて時計周り方向に回転し、ウォームホイール部62がウォーム69に噛み合う回転部材5がアンロック方向(図5中、時計回り方向)に回転し始める。この時、ウォームホイール部62からウォーム69に加わるスラスト反力は、モータ6の出力軸68を第2軸受部材77側に向けてスラスト方向に作用するが、モータ6の出力軸68の後端は第2軸受部材77に隙間無く当接しているため、出力軸68がガタつくことはない。
このように回転部材5が回転し始めると、図8中のロック領域53にあったカムフォロワ67がカム溝51、52内を摺動または回転しながら移動するが、カムフォロワ67は縦溝64、65の端部に位置していて上方には移動できず、また、ロックボルト4は係合部50が回転阻止孔24に係合して回転不能な状態となっているため、回転部材5の回転によってロックボルト4が下方に移動し始める。カムフォロワ67がカム溝51、52の傾斜部55に沿って移動するとき、ロックボルト4はロック位置から後退する。
回転部材5がおよそ250度回転したとき、図示しないマイクロスイッチが回転部材5がアンロック位置まで回転したことを検知し、このスイッチ信号を受けてモータ6の正転駆動が停止されるが、モータ6や回転部材5の慣性回転によりカムフォロワ67はカム溝51、52のモータ停止位置Bからアンロック領域54内に少し入り込んで停止する。このとき、ロックボルト4は、図9に示すように、その先端がカバー本体1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4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の係合凹部に対するロックボルト4の先端の係合が解除され、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状態になる。
一方、このロック装置をロック状態にするには、モータ6を逆転駆動する。これにより、出力軸68に取り付けられたウォーム69もモータ6側からみて反時計周り方向に回転し、ウォームホイール部62がウォーム69に噛み合う回転部材5がロック方向(図5中、反時計回り方向)に回転し始める。この時、ウォームホイール部62からウォーム69に加わるスラスト反力は、モータ6の出力軸68を第1軸受部材71側に向けてスラスト方向に作用するが、モータ6の出力軸68の先端は第1軸受部材71に隙間無く当接しているため、出力軸68がガタつくことはない。
このように回転部材5が回転し始めると、図8中のアンロック領域54にあったカムフォロワ67がカム溝51、52内を摺動または回転しながら移動し、回転部材5の回転およびロックボルト用スプリング44の付勢力によってロックボルト4が上方に移動し始める。カムフォロワ67がカム溝51、52の傾斜部55に沿って移動するとき、ロックボルト4はアンロック位置からロック位置に向けて移動する。
回転部材5がおよそ250度回転したとき、図示しないマイクロスイッチが回転部材5がロック位置まで回転したことを検知し、このスイッチ信号を受けてモータ6の逆転駆動が停止されるが、モータ6や回転部材5の慣性回転によりカムフォロワ67はカム溝51、52のモータ停止位置Aからロック領域53内に少し入り込んで停止する。これにより、ロックボルト4の先端がステアリングシャフトの係合凹部内に進入して係合し、ステアリングシャフトは回動規制されてステアリングはロック状態になる。
なお、ロックボルト4に設けられたカム溝51、52が周方向に傾斜して設けられているため、回転部材5の回転によりカムフォロワ67がこのカム溝51、52内を移動すると、ロックボルト4には回転部材5と同じ方向に回転するように回転力が作用する。このロックボルト4の回転は、ロックボルト4の係合部50と回転阻止孔24との係合によって阻止されるが、この係合部50と回転阻止孔24との間に隙間があると、ロックボルト4の回転範囲が大きくなり、係合部50が回転阻止孔24に衝突した際の衝突打音が大きくなる。
これに対して、本実施形態のロック装置においては、回転部材5はケース本体1側に設けられた回転保持部23に外嵌して回転可能に保持され、ロックボルト4は、回転部材5の内周面によって保持されている。すなわち、ロックボルト4は回転部材5を介して間接的にケース本体1によって位置決めされた状態となっている。したがって、このケース本体1側に回転阻止孔24を設けることにより、回転阻止孔24に対するロックボルト4の位置ズレを小さくできる。これによって、ロックボルト4の係合部50と回転阻止孔24とのスキを小さく設定することが可能となり、回転部材5の回転によるロックボルト4の係合部50と回転阻止孔24との衝突打音を小さくすることが可能となる。
また、本実施形態のロック装置では、2つのカム溝51、52をロックボルト4の作動軸方向にずらして設けているため、カムフォロワ67から力を受ける作用点もロックボルト4の作動軸方向にずれることになる。この作用点には、カム溝51、52の断面形状が半円状であることから、ロックボルト4を作動軸に沿って移動させる力とロックボルト4を径方向内側へ押し込む力とが作用する。このため、ロックボルト4には、ロックボルト4の作動軸を傾けるように力が作用するが、ロックボルト4に設けられた係合部50がロックボルト保持部である回転阻止孔24の径方向外側面によって保持されているため、ロックボルト4の傾きを阻止でき、ロックボルト4の傾きによって生じるロック部材41とロックボルト挿通孔22との引っ掛かり等による作動不良を防止することができる。また、この係合部50と回転阻止孔24の径方向外側面との隙間についても、上述した理由と同様に、回転阻止孔24をケース本体1側に設けることで回転阻止孔24に対するロックボルト4の位置ズレを小さくでき、その結果、係合部50と回転阻止孔24の径方向外側面とのスキを小さくすることが可能となる。これにより、ロックボルト4の傾きをさらに防止することができる。
なお、本発明のステアリングロック装置は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、ロック部材41とカム部材42とを連結してロックボルト4を構成しているが、ロック部材41とカム部材42とを一体成形してもよい。
前記実施形態では、カム機構を、ロックボルト4に設けたカム溝51、52と、回転部材5とカム部材42との間に配設されたカムフォロワ67とによって構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、カム溝51、52を回転部材5の内周面に設け、ロックボルト4側にカムフォロワ67を固定するようにしてカム機構を構成してもよい。また、カムフォロワ67は、球状のスチールボールに限定されるものではなく、例えば、ピンなどを回転部材5、または、ロックボルト4に固定するようにしてもよい。
前記実施形態では、第1カム溝51を、第2カム溝52に対して、第2カム溝52の高さ以上、ロックボルト4の進出方向側にずらして設けるように構成しているが、これに限定されるものではなく、第1カム溝51を、第2カム溝52に対して、僅かに(第2カム溝52の高さ以下)ロックボルト4の進出方向側にずらして設けるようにしてもよい。このように構成しても、第1カム溝51と第2カム溝52との間に所定の距離を設けることができるため、第1カム溝51と第2カム溝52との干渉を防止でき、各カム溝51、52の傾斜角度および長さなどの設定の自由度を向上することができる。
前記実施形態では、ロックボルト4の係合部50をロック部材41の進出方向に対して平行に突出して設け、ケース本体1側の回転阻止部を前記係合部50を受け入れる回転阻止孔24としているが、これに限定されるものではなく、例えば、係合部50を凹部とし、回転阻止部を係合部50へ向けて突出した凸部としてもよい。
前記実施形態では、第1軸受部材71自体をスプリング75の付勢力によってモータ6の出力軸68をスラスト方向に押し込む方向に移動するように構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、第1軸受部材71をスプリング75の付勢力によってモータ6の出力軸68のスラスト方向と直交する方向に移動するように構成し、第1軸受部材71に出力軸68をスラスト方向に押し込むように変移するスラスト方向と直交する面に対して傾斜した規制面を設けるようにしてもよい。
前記実施形態では、第1軸受部材71に変形部76を設けるとともに、モータカバー7に固定部85を設けて、第1軸受部材71を所定の位置に固定するように構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、モータカバー7、または、第1軸受部材71にゴム部材、あるいは、両面テープなどを貼り付け、他方側の部材を密着あるいは接着することで第1軸受部材71を固定するようにしてもよい。また、場合によっては、ケース本体の開口を閉鎖するケースカバーによって、モータをケース本体に対して脱落不能に保持し、固定部をこのケースカバーに設けてもよい。
1・・・ケース本体、2・・・ケースカバー、3・・・ケース、4・・・ロックボルト、5・・・回転部材、22・・・ロックボルト挿通孔、24・・・回転阻止孔(ロックボルト保持部)、50・・・係合部、51、52・・・カム溝、67・・・カムフォロワ。
Claims (3)
- ステアリングシャフトに係合してステアリングの回転を阻止するロック位置からその係合が解除されるアンロック位置まで移動可能なロックボルトと、該ロックボルトを内部に回転軸方向に移動可能に配置する回転部材と、前記ロックボルトに設けられ周方向に対して傾斜した2つのカム溝と前記回転部材に設けられ前記カム溝内を摺動する2つのカムフォロワとを備え、前記回転部材の回転によって前記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前記回転部材の回転軸方向に移動させるカム機構とを備えた電動ステアリングロック装置において、前記一方のカム溝を、前記他方のカム溝に対して前記ロックボルトの移動方向側にずらして設けたことを特徴とする電動ステアリングロック装置。
- 前記一方のカム溝を、前記他方のカム溝に対して、少なくとも、前記ロックボルトの移動方向に前記他方のカム溝の始点から終点までの高さ間隔を有するように設け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。
- 前記ロックボルトは、ステアリングシャフトと係合するロック部材と、前記カム溝が形成されたカム部材とを有するとともに、前記ロック部材を外部まで貫通させるロックボルト挿通孔を備えたケース本体と該ケース本体の開口を閉鎖するケースカバーとによって構成されるケース内に収納され、さらに、前記ロックボルトには、前記ケース本体に設けられたロックボルト保持部に保持されて前記ロックボルトの作動軸に対する傾きを阻止する係合部を前記ロック部材とは別に設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の電動ステアリングロック装置。
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2007
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