JP2009234582A - 車両のステアリングロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングシャフトを囲繞するステアリングコラムに固定されるハウジングと、ステアリングシャフトに係合する位置およびその係合を解除する位置間での直線的な往復移動を可能としてハウジングに支承されるロックピンと、ハウジング内に固定支持される電動モータと、回転運動を直線運動に変換することを可能として電動モータおよびロックピン間に介装される動力変換手段とを備える車両のステアリングロック装置において、新規な構造を提供する。
【解決手段】動力変換手段１９が、電動モータ１８によって回転駆動されるねじ軸３８と、ロックピン１６とともに軸線方向に移動することを可能としつつ軸線まわりの回転を規制されてねじ軸３８に螺合するナット３９とで構成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両のステアリングロック装置に関し、特に、ステアリングシャフトを囲繞するステアリングコラムに固定されるハウジングと、ステアリングシャフトに係合する位置およびその係合を解除する位置間での直線的な往復移動を可能として前記ハウジングに支承されるロックピンと、前記ハウジング内に固定支持される電動モータと、回転運動を直線運動に変換することを可能として電動モータおよび前記ロックピン間に介装される動力変換手段とを備え、キーなしでロックおよびロック解除を切換え可能としたスマートエントリーシステムに好適に用いられるステアリングロック装置の改良に関する。

従来、かかるステアリングロック装置は、たとえば特公昭６３−５９９０３号公報等で知られており、このものでは、たとえば電動モータの出力を減速するための遊星ギヤ機構と、該遊星ギヤ機構の最終ギヤおよびスライダー間に設けられるカム機構とで構成される動力変換手段、電動モータ、スライダおよびロックピンがハウジングにそれぞれ直接支持されている。

特公昭６３−５９９０号公報

本願の発明は、ステアリングシャフトを囲繞するステアリングコラムに固定されるハウジングと、ステアリングシャフトに係合する位置およびその係合を解除する位置間での直線的な往復移動を可能として前記ハウジングに支承されるロックピンと、前記ハウジング内に固定支持される電動モータと、回転運動を直線運動に変換することを可能として電動モータおよび前記ロックピン間に介装される動力変換手段とを備える車両のステアリングロック装置において、前記動力変換手段が、前記電動モータによって回転駆動されるねじ軸と、前記ロックピンとともに軸線方向に移動することを可能としつつ軸線まわりの回転を規制されて前記ねじ軸に螺合するナットとで構成されることを特徴とする。

ステアリングロック装置の縦断面図であって図２の１−１線に沿う断面図である。 図１の２−２線断面図である。 ステアリングロック装置の分解斜視図である。 内挿ユニットをハウジングに挿入する前の状態での図３に対応した斜視図である。 図３とは見る方向を異ならせて内挿ユニットの一部を示す分解斜視図である。 図１の６−６線拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

先ず図１〜図３において、このステアリングロック装置は、たとえばスマートエントリーシステムにおいて、携帯送・受信器を携帯した車両ユーザが車両に乗り込むのに応じてステアリングシャフト１１の回動を可能とすべくロック状態を解除し、前記携帯送・受信器を携帯した車両ユーザが車両から退出するのに応じてステアリングシャフト１１の回動を阻止すべくロック状態となるように作動するものである。

このステアリングロック装置は、前記ステアリングシャフト１１を囲繞する円筒状のステアリングコラム１２に固定されるハウジング１３と、ステアリングシャフト１１に係合する位置およびその係合を解除する位置間での直線的な往復移動を可能としてハウジング１３に支承されるロックピン１６と、該ロックピン１６の往復移動方向と同一方向での往復摺動を可能としてハウジング１３に支承されてロックピン１６に連結されるスライダ１７と、ハウジング１３に固定支持される電動モータ１８と、回転運動を直線運動に変換することを可能として電動モータ１８およびスライダ１７間に介装される動力変換手段１９と、スライダ１７のロック側への作動開始タイミングを定めるソレノイド２０と、電動モータ１８およびソレノイド２０を制御する電子制御ユニット２１とを備える。

ハウジング１３は、ステアリングコラム１２とは反対側を開放した有底筒状のハウジング主体１４と、該ハウジング主体１４の開放端を閉鎖するようにしてハウジング主体１４に結合されるカバー板１５とから成り、ハウジング主体１４がステアリングコラム１２に固定される。

ステアリングコラム１２側でハウジング主体１４の端壁には、ステアリングコラム１２の側壁に設けられた嵌合孔２２に嵌合する突部１４ａが一体に突設されており、該突部１４ａを含む部分で前記端壁には、ロックピン１６を摺動可能に嵌合させる摺動孔２３が設けられ、ステアリングシャフト１１の外周には前記ロックピン１６を係合させ得る係合凹部２４が設けられる。

図４を併せて参照して、ハウジング１３には内挿ユニット２５が収容されており、この内挿ユニット２５は、ハウジング主体１４およびカバー板１５間に挟持されて前記ハウジング１３のハウジング主体１４内に収容される挿入体２６に、ロックピン１６、スライダ１７、電動モータ１８、ソレノイド２０、動力変換手段１９、電子制御ユニット２１およびバスバー組立体２７が組付けられることで構成される。

挿入体２６は、第１および第２ケース部材２８，２９が結合されて成るケース３０と、第２ケース部材２９とは反対側で第１ケース部材２８に一体に形成されたほぼ平坦な支持壁部３１と、横断面四角形の筒状に形成されて前記支持壁部３１に一体にかつ略直角に連設される収納壁部３２とを有するものであり、挿入体２６をハウジング１３に収容したときに、前記支持壁部３１とハウジング主体１４との間には、該ハウジング主体１４に設けられた摺動孔２３に連なる作動孔３３が前記ロックピン１６およびスライダ１７を摺動可能に嵌合せしめるようにして形成され、前記収納壁部３２は支持壁部３１を前記作動孔３３との間に介在させる位置でハウジング１３内に配置される。

動力変換手段１９は、電動モータ１８の出力軸１８ａに固定されるウォームギヤ３６と、該ウォームギヤ３６に噛合するウォームホイール３７と、該ウォームホイール３７とともに回転するねじ軸３８と、軸線まわりの回転を規制されるとともに軸線方向の移動を許容されて前記ねじ軸３８に螺合するナット３９とで構成されるものであり、このような動力変換手段１９および電動モータ１８は、前記ケース３０内に収納される。

電動モータ１８は、第１および第２ケース部材２８，２９の少なくとも一方に固定支持されてケース３０内に収納されるものであり、この実施例では第１および第２ケース部材２８，２９間に挟持されることで電動モータ１８が固定支持される。また電動モータ１８の出力軸１８ａに一端が同軸に連なるウォームギヤ３６の他端は第１および第２ケース部材２８，２９間に挟まれることで回転自在に支承される。

ウォームギヤ３６に噛合するウォームホイール３７と、たとえば二条ねじが外周に刻設されるねじ軸３８とは一体に形成されており、第１および第２ケース部材２８，２９は、一体であるウォームホイール３７およびねじ軸３８を軸方向両側から挟むようにして相互に結合される。

図５を併せて参照して、第１ケース部材２８には、横断面形状を直角四辺形とした有底筒状のガイド筒４０が、前記ナット３９をその軸線まわりの回転を阻止しつつ軸方向移動可能に収容するようにして一体に設けられており、該ガイド筒４０の端壁および第２ケース部材２９で両端が支承される支軸４１で、前記ウォームホイール３７およびねじ軸３８が回転可能に支承される。

前記ガイド筒４０は、第１ケース部材２８と一体である支持壁部３１と、ハウジング主体１４との間に形成された前記作動孔３３内に配置されるものであり、該ガイド筒４０の側壁には、前記ナット３９の両側に配置される一対の連結孔４２，４２が、該ナット３９の軸方向移動方向に沿って延びるようにして設けられる。一方、ナット３９には、前記両連結孔４２，４２にそれぞれ臨む一対の連結部４３，４３が設けられる。

スライダ１７は、前記支持壁部３１とは反対側を開放した箱形に形成されて前記作動孔３３に収納されており、このスライダ１７のステアリングコラム１２側の端部には、ロックピン１６に一体に設けられた略Ｌ字形のフック部１６ａを係合させる係止壁４４が設けられる。而してスライダ１７およびロックピン１６がハウジング１３外にあるときには、フック部１６ａの係止壁４４への係合および係合解除は自在に操作し得るのであるが、フック部１６ａを係止壁４４に係合させた状態のスライダ１７およびロックピン１６がハウジング１３内に収納されると、図１で示すように、フック部１６ａがハウジング主体１４の内面に摺接した状態となるので、フック部１６ａおよび係止壁４４の係合状態を解除することは不可能である。

またスライダ１７には、該スライダ１７およびロックピン１６間に介装されるばね４５が収容されるものであり、このばね４５は、スライダ１７の係止壁４４にロックピン１６のフック部１６ａを係合させる方向にロックピン１６を付勢するばね力を発揮する。而してスライダ１７がステアリングシャフト１１側に近接移動したときには、前記ばね４５のばね力によりロックピン１６がステアリングシャフト１１に係合する方向に移動し、またスライダ１７がステアリングシャフト１１から遠ざかる側に移動したときには、係止壁４４でフック部１６ａが押されることによりロックピン１６がステアリングシャフト１１から遠ざかる方向に移動することになる。而してステアリングシャフト１１の係合凹部２４が、摺動孔２３からずれた位置にあるときに、スライダ１４がステアリングシャフト１１側に近接移動したときには、ロックピン１６が前記ばね４５のばね力によってステアリングシャフト１１の外周に弾発的に接触しており、係合凹部２４を摺動孔２３に対応させる位置にステアリングシャフト１１が回動するのに応じて、ロックピン１６が係合凹部２４に係合することになる。

前記ロックピン１６とは反対側で前記スライダ１７には、前記ガイド筒４０を両側から挟むように配置される一対の連結腕部１７ａ，１７ａが一体に設けられており、これらの連結腕部１７ａ，１７ａの先端部内側には、前記ガイド筒４０の連結孔４２，４２に臨むように配置されているナット３９の連結部４３，４３に係脱可能に係合する略Ｕ字形の係合部４６，４６が設けられる。

図６をさらに併せて参照して、前記収納壁部３２には、ソレノイド２０が収納されるものであり、該ソレノイド２０に設けられたステー４７がねじ部材４８で収納壁部３２に締結されることで、ソレノイド２０の収納壁部３２内の位置が固定される。

ソレノイド２０の中心部に対応する位置で支持壁部３１には貫通孔４９が設けられており、ソレノイド２０が備えるロッド５０が、前記貫通孔４９に挿通される。一方、スライダ１７には、ロックピン１６をステアリングシャフト１１の係合凹部２４から離脱させたロック解除位置にあるときに前記貫通孔４９に対応する係合凹部５１が設けられており、非通電状態に在るソレノイド２０は貫通孔４９から突出させたロッド５０の先端を前記係合凹部５１に係合させており、この状態では、ロックピン１６をステアリングシャフト１１の係合凹部２４に係合させる方向にスライダ１７が移動することは阻止される。而してソレノイド２０を通電状態とすると、ロッド５０が前記係合凹部５１から離脱する方向に作動し、これによりロックピン１６をステアリングシャフト１１の係合凹部２４に係合させる方向にスライダ１７が移動することが可能となる。

前記バスバー組立体２７は、収納壁部３２を囲むようにして略Ｌ字の断面形状を有するように形成される合成樹脂製の支持板５５に複数の金属製のバスバー５６…の大部分が埋設されて成るものであり、支持板５５は前記支持壁部３１に弾発係合される。而して支持板５５を支持壁部３１に弾発係合した状態で、前記各バスバー５６…のうち必要なバスバー５６…は電動モータ１８に電気的に接続される。

前記ソレノイド２０のロッド５０には、収納壁部３２に設けられたスリット５４を貫通して前記バスバー組立体２７の支持板５５側に突出する作動腕５２の基端が固定されており、この作動腕５２の先端を接触可能とした検出子５３ａを有するマイクロスイッチ５３が、前記支持板５５に固定される。而してマイクロスイッチ５３は、ソレノイド２０を通電状態としてロッド５０が係合凹部５１から離脱する方向に充分に作動したとき、すなわちロックピン１６をステアリングシャフト１１の係合凹部２４に係合させる方向にスライダ１７が移動することが可能となったときに作動腕５２を検出子５３ａで検出する位置で前記支持板５５に固定される。

前記バスバー組立体２７の支持板５５および収納壁部３２間で支持壁部３１には、スライダ１７の作動方向と平行に延びるスリット５８が設けられており、スライダ１７に一体に設けられた作動腕５９が該スリット５８に挿通される。一方、バスバー組立体２７の支持板５５には、作動腕５９の先端を接触可能とした検出子６０ａ，６１ａを有するマイクロスイッチ６０，６１が固定されており、一方のマイクロスイッチ６０は、ロックピン１６をステアリングシャフト１１の係合凹部２４に係合させる位置にスライダ１７があるときに作動腕５９を検出子６０ａで検出する位置で前記支持板５５に固定され、他方のマイクロスイッチ６１は、ロックピン１６をステアリングシャフト１１の係合凹部２４から離脱させた位置にスライダ１７があるときに作動腕５９を検出子６１ａで検出する位置で前記支持板５５に固定される。すなわち一対のマイクロスイッチ６０，６１で、スライダ１７およびロックピン１６が、ロック位置およびロック解除位置のいずれにあるかを判断することができる。

電子制御ユニット２１は、合成樹脂から成る基板６２に図示しないマイクロチップ等の電気部品が装着されるとともに各電気部品間を結ぶプリント配線が施されて成るものであり、バスバー組立体２７の支持板５５および収納壁部３２を覆うように配置される基板６２に、前記支持板５５が備える結合ボス５５ａ、ならびに前記収納壁部３２が備える結合ボス３２ａ…が弾発的に嵌合されることにより、バスバー組立体２７のバスバー５６…のいくつかに接続されるようにして電子制御ユニット２１が挿入体２６に組付られる。

しかも電子制御ユニット２１の基板には、コネクタ６３が一体に設けられており、ハウジング１３におけるハウジング主体１４の開口端側端部には、内挿ユニット２５をハウジング１３に収納したときに前記コネクタ６３を臨ませる開口部６４が設けられている。

次にこの実施例の作用について説明すると、回転運動を直線運動に変換することを可能として電動モータ１８およびスライダ１７間に介装される動力変換手段１９は、電動モータ１８の出力軸１８ａに固定されるウォームギヤ３６と、該ウォームギヤ３６に噛合するウォームホイール３７と、該ウォームホイール３７とともに回転するねじ軸３８と、軸線まわりの回転を規制されるとともに軸線方向の移動を許容されてねじ軸３８に螺合するナット３９とで構成されており、ナット３９にスライダ１７が係合されている。

このような動力変換手段１９では、ウォームギヤ３６およびウォームホイール３７の噛合により電動モータ１８の出力を減速し、ウォームホイール３７とともに回転するねじ軸３８にナット３９を螺合させることで電動モータ１８の回転運動をスライダ１７の直線運動に変換するようにしており、動力変換手段１９を、４つの部品すなわちウォームギヤ３６、ウォームホイール３７、ねじ軸３８およびナット３９で構成することにより、部品点数の削減を図ることが可能となるとともに、動力変換手段１９およびハウジング１３のコンパクト化を図ることが可能となり、ステアリングロック装置を車両に搭載する際の配置上の自由度を増大することができる。

またねじ軸３８およびウォームホイール３７が一体に形成されるものであるので、動力変換手段１９を構成する部品の点数をさらに低減することができるとともに、ねじ軸３８およびウォームホイール３７の連結剛性を高めることができる。

ところで、ハウジング１３内には、相互に結合される第１および第２ケース部材２８，２９から成るケース３０が収納されるものであり、電動モータ１８および前記動力変換手段１９は、第１および第２ケース部材２８，２９の少なくとも一方、この実施例では両方で電動モータ１８が固定支持されるとともに、動力変換手段１９の構成部品であるウォームギヤ３６、ウォームホイール３７、ねじ軸３８およびナット３９が第１および第２ケース部材２８，２９の少なくとも一方で作動可能に支持されるようにしてケース３０内に収納され、第１ケース部材２８には、スライダ１７の動力変換手段１９への連結を可能とした一対の連結孔４２，４２が設けられている。

したがって電動モータ１８および動力変換手段１９を予め収納したケース３０をハウジング１３内に組み付けることで、動力変換手段１９およびスライダ１７を連結しつつ電動モータ１８および動力変換手段１９のハウジング１３への組付けが完了することになり、組立性を向上することができる。しかも電動モータ１８および動力変換手段１９の作動音は、ケース３０およびハウジング１３で二重に遮蔽されるので、優れた消音性を得ることができる。

また動力変換手段１９を収納するケース３０を構成する第１および第２ケース部材２８，２９は、ウォームホイール３７およびねじ軸３８を軸方向両側から挟むものであり、第１ケース部材２８には、ナット３９をその軸線まわりの回転を阻止しつつ軸方向移動可能に収容する有底筒状のガイド筒４０が一体に設けられ、該ガイド筒４０の端壁および第２ケース部材２９で両端が支承される支軸４１で前記ウォームホイール３７およびねじ軸３８が回転可能に支承されるので、動力変換手段１９の構成部品の支持構造を簡略化することができる。

しかもナット３９に設けられた一対の連結部４３，４３を臨ませる一対の連結孔４２，４２がガイド筒４０に設けられており、両連結部４３，４３にスライダ１７が係脱可能に係合されるので、ナット３９およびスライダ１７を容易に連結することができる。

ところで、ハウジング１３は、ステアリングコラム１２とは反対側を開放した形状を有してステアリングコラム１２に固定されるハウジング主体１４と、該ハウジング主体１４の開放端を閉鎖してハウジング主体１４に結合されるカバー板１５とから成るものであり、開放状態にあるハウジング主体１４には、内挿ユニット２５が挿入され、この挿入ユニット２５は、ハウジング主体１４にカバー板１５を結合したときにハウジング１３に収容されることになる。

而して前記内挿ユニット２５は、ハウジング主体１４およびカバー板１５間に挟持されてハウジング１３のハウジング主体１４内に収容される挿入体２６に、ロックピン１６、スライダ１７、電動モータ１８、ソレノイド２０、動力変換手段１９、電子制御ユニット２１およびバスバー組立体２７が組付けられることで構成されるものであり、ロックピン１６、スライダ１７、電動モータ１８、ソレノイド２０、動力変換手段１９、電子制御ユニット２１およびバスバー組立体２７をハウジング１３外で挿入体２６に組み付ければよいので、ロックピン１６、スライダ１７、電動モータ１８、ソレノイド２０、動力変換手段１９、電子制御ユニット２１およびバスバー組立体２７をハウジング１３に組み付ける際の組立性を向上することができる。

しかも電子制御ユニット２１および電動モータ１８間を電気的に接続するバスバー組立体２７も内挿ユニット２５の一部を構成しており、電子制御ユニット２１をハウジング１３内に収容するようにしてステアリングロック装置をコンパクトに構成するようにした上で、電動モータ１８および電子制御ユニット２１の電気的接続作業をハウジング１３外で容易に行なうことができるようにして組立性を一層向上することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

１１・・・ステアリングシャフト
１２・・・ステアリングコラム
１３・・・ハウジング
１６・・・ロックピン
１８・・・電動モータ
１９・・・動力変換手段
３８・・・ねじ軸
３９・・・ナット

Claims (1)

1. ステアリングシャフト（１１）を囲繞するステアリングコラム（１２）に固定されるハウジング（１３）と、ステアリングシャフト（１１）に係合する位置およびその係合を解除する位置間での直線的な往復移動を可能として前記ハウジング（１３）に支承されるロックピン（１６）と、前記ハウジング（１３）内に固定支持される電動モータ（１８）と、回転運動を直線運動に変換することを可能として電動モータ（１８）および前記ロックピン（１６）間に介装される動力変換手段（１９）とを備える車両のステアリングロック装置において、前記動力変換手段（１９）が、前記電動モータ（１８）によって回転駆動されるねじ軸（３８）と、前記ロックピン（１６）とともに軸線方向に移動することを可能としつつ軸線まわりの回転を規制されて前記ねじ軸（３８）に螺合するナット（３９）とで構成されることを特徴とする車両のステアリングロック装置。

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