JP2010007823A - Gear locking device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ギヤロック装置に関するものでる。 The present invention relates to a gear lock device.
従来、ギヤロック装置は、ギヤの回転をロックすることにより、ギヤに連結された回転軸の回転をロック状態にするものであり、例えば、自動車の自動変速機等に用いられている。その構成においては、ギヤと、ギヤに対して係脱自在のロックポールと、駆動源となるモータと、そして、モータの駆動力をロックポールに伝達する部材があり、その動力伝達部材には、モータの回転軸に連結したロッドと、ロッドと一体に回転するギヤと、そのギヤの側面に設けられた穴に係合するL字型ロッドと、そのL字型ロッドに嵌合したテーパ状のカムとを備える。また、このカムはスプリングにより一方向に押圧された状態でL字型ポールに嵌合されている。このギヤロック装置は、ハウジングの外側にモータが組み付けられ、その他の構成部材は一つのハウジングの中に組み込まれている構成が、特許文献1にて知られている。
しかしながら、従来のギヤロック装置では、一つのハウジングの中に多数の部品を多方方向から組み付ける必要がある。このため、組み付け性が良くなくコスト高につながる。特に、ハウジングが大型で重量物である場合には問題となってしまう。 However, in the conventional gear lock device, it is necessary to assemble a large number of parts from one direction in one housing. For this reason, the assemblability is not good, leading to high costs. This is a problem particularly when the housing is large and heavy.
また、ハウジングの外側に組み付けたモータの駆動力をハウジングの中にあるロックポールへ伝達するために、ハウジングの中に、モータの回転軸に連結したロッドと、ロッドと一体に回転するギヤと、そのギヤの側面に設けられた穴に係合するL字型ロッドと、そのL字型ロッドに嵌合したテーパ状のカムと、このカムを一方向に押圧するスプリング等が使用され、駆動力を伝達する経路が複雑となり、ギヤロック装置が大きくなるという問題がある。また、それに伴い、ギヤロック装置を備えるハウジングも大きくなってしまう。 Further, in order to transmit the driving force of the motor assembled outside the housing to the lock pole in the housing, a rod connected to the rotating shaft of the motor in the housing, a gear that rotates integrally with the rod, An L-shaped rod that engages with a hole provided on the side surface of the gear, a tapered cam that is fitted to the L-shaped rod, a spring that presses the cam in one direction, and the like are used. There is a problem that the path for transmitting the signal becomes complicated and the gear lock device becomes large. Along with this, the housing including the gear lock device also becomes large.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、従来と比べて組み付け性が良く、小型化が図れるギヤロック装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a gear lock device that can be easily assembled and reduced in size as compared with the conventional art.
上記課題を解決するため、本発明は、開口部を有する第1ハウジングと、該第1ハウジング内に配設された第1回転部材と、回転機構が設けられる第2ハウジングと、該第2ハウジングに配設され、前記回転機構の中の第2回転部材と、前記第2ハウジングに配設され、前記第2回転部材の動きに同期して作動する作動部材と、前記第1または第2ハウジング対して軸支され、前記第1回転部材に対して係脱自在なロックポールと、該ロックポールを一方向に付勢するスプリングとを備えるギヤロック装置において、前記作動部材により、前記スプリングの付勢力に抗して前記ロックポールを押圧して、該ロックポールが前記第1回転部材に係合するよう前記開口部に対して前記第2ハウジングが前記第1ハウジングに組み付けられている構成とした。 In order to solve the above problem, the present invention provides a first housing having an opening, a first rotating member disposed in the first housing, a second housing provided with a rotating mechanism, and the second housing. A second rotating member in the rotating mechanism, an actuating member disposed in the second housing and operating in synchronization with the movement of the second rotating member, and the first or second housing. A gear lock device comprising a lock pole pivotally supported and detachable with respect to the first rotating member, and a spring for biasing the lock pole in one direction, the biasing force of the spring by the operating member The second housing is assembled to the first housing with respect to the opening so that the lock pole is pressed against the opening and the lock pole engages with the first rotating member. And the.
また、前記ロックポールと前記スプリングは、前記第1ハウジングに設けられ、前記第2回転部材と前記作動部材とによりラックアンドピニオン機構を有している構成とした。 The lock pawl and the spring are provided in the first housing and have a rack and pinion mechanism by the second rotating member and the operating member.
さらに、前記作動部材は、先端にテーパ面を有するとともに、前記テーパ面で前記ロックポールを押圧することにより、該ロックポールを前記第1回転部材に係合させる構成とした。 Further, the actuating member has a tapered surface at the tip, and the lock pawl is engaged with the first rotating member by pressing the lock pawl with the tapered surface.
さらに、前記ロックポールと前記スプリングは、前記第2ハウジングに設けられ、前記作動部材は、前記第2回転部材と一体で回転するカムである構成とした。 Furthermore, the lock pole and the spring are provided in the second housing, and the operating member is a cam that rotates integrally with the second rotating member.
本発明では、第1ハウジング内の第1回転部材をロック状態にするための作動部材を第2ハウジングに設け、第2ハウジングは第1ハウジングの外側から組み付けられる構成としたので、第1回転部材とロックポールとによりロック機構を有する第1ハウジングに対して、第2ハウジングと作動部材を備える第2ハウジングとをサブアッセンブリー化して一方向からの組み付けが行え、直接組み付ける部品点数を減らすことができる。また、第2ハウジングを第1ハウジングのスプリングの付勢力に抗してロックポールを押圧することにより、ロックポールが第1回転部材に係合するように第1ハウジングの開口部に対して第2ハウジングを外側から組み付ければ良いので、組み付け性が向上する。 In the present invention, the operating member for locking the first rotating member in the first housing is provided in the second housing, and the second housing is assembled from the outside of the first housing. The second housing and the second housing having the actuating member can be sub-assembled with respect to the first housing having the lock mechanism by the lock pole and the lock member, and can be assembled from one direction, and the number of parts to be directly assembled can be reduced. . Further, the second housing is pressed against the biasing force of the spring of the first housing to press the lock pole, so that the lock pole is engaged with the first rotating member so that the second housing is engaged with the second housing. Since the housing only has to be assembled from the outside, the assemblability is improved.
この場合、ロックポールとスプリングは、第1ハウジングに設けられ、第2回転部材と作動部材とによりラックアンドピニオン機構を構成したので、ロックポールをスプリングの付勢力に抗して作動部材をロックポールに押圧させながら第1ハウジングと第2ハウジングを組み付ける際、第2ハウジング側では第2回転部材と作動部材とによりラックアンドピニオン機構を利用して、組み付け時にモータへの負荷を低減しつつ簡単に組み付けが行える。 In this case, since the lock pole and the spring are provided in the first housing and the rack and pinion mechanism is configured by the second rotating member and the operating member, the operating member is locked against the urging force of the spring. When assembling the first housing and the second housing while being pressed, the rack and pinion mechanism is used on the second housing side by the second rotating member and the actuating member, and the load on the motor is easily reduced during assembly. Can be assembled.
作動部材を作動させるモータからロックポールを係脱させる作動部材までの動力伝達経路を歯車等の回転部材で構成すると、従来のロックギヤ装置と比較して簡素化が可能であり、従来よりもギヤロック装置の小型化が図れる。 If the power transmission path from the motor that operates the operating member to the operating member that engages and disengages the lock pole is constituted by a rotating member such as a gear, it can be simplified as compared with the conventional lock gear device, and the gear lock device than before. Can be miniaturized.
また、作動部材は、先端にテーパ面を有するとともに、作動部材の先端に設けられたテーパ面でロックポールを押圧することにより、ロックポールを第1回転部材に係合させる構成としたことにより、組み付け時に急激な操作力は必要なく、作動部材のテーパ面を利用してロックポールを押圧する力を徐々に増加させてゆき滑らかな組み付けが行え、押圧時にかかるモータへの負荷を低減することができる。 In addition, the operating member has a tapered surface at the tip, and by pressing the lock pole with the tapered surface provided at the tip of the working member, the lock pole is engaged with the first rotating member, Abrupt operating force is not required at the time of assembly, and the force that presses the lock pole can be gradually increased using the tapered surface of the actuating member, enabling smooth assembly and reducing the load on the motor during pressing. it can.
更に、ロックポールとスプリングは、第2ハウジングに設けられ、作動部材は、第1回転部材と一体で回転するカムである構成すれば、第2ハウジングに設けられたカムを利用してカムにより作動部材を押圧して第1ハウジングに組み付けることが可能となり、上記したラックアンドピニオン機構は必要なくなり、第1ハウジングに組み付ける部品点数をさらに減らすことができる。したがって、第1ハウジングを小型化する際に有利となる。 Further, if the lock pole and the spring are provided in the second housing and the operating member is a cam that rotates integrally with the first rotating member, the cam is operated by the cam using the cam provided in the second housing. The member can be pressed and assembled to the first housing, the above-described rack and pinion mechanism is not necessary, and the number of parts to be assembled to the first housing can be further reduced. This is advantageous when the first housing is downsized.
以下に本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施形態の全体構成を示す正面図である。図1(a)は、ギヤロック装置100のギヤロック状態を示しており、図1(b)は、ギヤロック解除状態を示している。
FIG. 1 is a front view showing the overall configuration of the first embodiment of the present invention. 1A shows a gear lock state of the
ギヤロック装置100は、一部の側面に開口部2を有する第1ハウジング1を備えており、この第1ハウジング1の中に、回転軸3aに回転可能に軸支された第1回転部材(第1ギヤ)3を備えている。また、第1ハウジング1の中には、第1ハウジング1に軸21aに軸支され、軸21aを中心として回動して第1回転部材3に対し係脱自在なロックポール21と、一端が第1ハウジング1に挿入支持され、他端がロックポール21に設けられた係止部に係止され、ロックポール21を図1に示す反時計方向に一方向に付勢するスプリング22を備えている。
The
第1ハウジング1内の第1回転部材3は、外周部に歯先3bと歯溝3cを有している。また、ロックポール21は、第1ハウジング1に軸支される軸21aを有しており、図1に示す形状を呈し、第1回転部材3の歯溝3cに対して係脱自在な爪部21bが略中間位置に設けられていると共に、第2突起部21cを軸21aと反対側の端部に有する。スプリング22は、ロックポール21が第1回転部材3から離脱する方向、つまり、図1において、21aを中心にロックポール21が時計回りに回動する方向に付勢力が働くようになっている。
The
第2ハウジング11は、側面に設けられた開口部2に対して挿入される第1突起部11aを有し、第2ハウジング11の外部に図2に示すモータ31が設けられる。第2ハウジング11の内部には、モータ31の回転軸12から駆動力を伝えるための第2回転部材(ギヤ)13と、第2回転部材13と噛合して同期して軸方向に作動する直線状の作動部材14を備えている。第1の実施形態では、第2回転部材13として、図1に図示されるように、ギヤ13a、ギヤ13b、ギヤ13c、ギヤ13d、ギヤ13eを用いて、減速機構を構成する。作動部材14は、減速機構の最終のギヤ13eをピニオンギヤとしたラックギヤ14aを有し、第2回転部材13の動きに同期して動作する。また、作動部材14は棒形状であり、第2ハウジング11の第1突起部11aから作動部材14は図1の(a)、(b)の如く、突出しており、突出した先端のロックポール21と係合する側はテーパ面14bとなっている。このテーパ面14bにより、ロックポール21を徐々に押圧し変位させることが可能である。
The
第2ハウジング11は、図1に示されるように、第1ハウジング1の開口部2に対して第1突起部11aを挿入して組み付けられ、その後、複数のボルト41a、41bによって、第1ハウジング1に対して一方向から組み付けられる。この場合、第1ハウジング1と第2ハウジング11は共にサブアッセンブリー化され、その後、両者の組み付けが行える構成となっている。
As shown in FIG. 1, the
図1の(a)は、ギヤロック状態を示している。すなわち、作動部材14が第2ハウジング11に対して突出した状態で、ロックポール21をスプリング22の付勢力の抗して押圧させることにより、ロックポール21が第1回転部材3に係合している。この状態ではギヤロックが成された状態となる。一方、図1の(b)は、ギヤロック解除状態を図示している。すなわち、作動部材14が第2ハウジング11に対して、第2ハウジング内の作動部材14が移動を行う移動空間に退避して引っ込んでいる状態を示している。この状態では、作動部材14はロックポール21を押圧せず、ロックポール21はスプリング22の付勢力により軸21aを中心として時計回り方向に回動して、(b)に示す最上点となり、第1回転部材3から離脱した状態とすることができる。
FIG. 1A shows the gear lock state. That is, the
上記したロックポール21が第1回転部材3に係合・離脱する動作は、モータ31の駆動力により、モータ31の回転軸12からの回転を複数のギヤにより減速する第2回転部材13を介して、作動部材14を作動させることで、作動部材14をラックアンドピニオン機構により一方向に往復運動させることにより切り替えが可能である。作動部材14が第2ハウジングから突出する場合には、作動部材14の先端のテーパ面14bがロックポール21の第2突起部21cに当接し、ロックポール21の第2突起部21cはテーパ面14b、さらにはテーパ面14bを超えた位置からは側面14cに摺接させ、作動部14を突出させる。
The operation of engaging and disengaging the
さらに、第2回転部材13のギヤ13dと最終段のギヤ13eの間には、待ち機構15が設けられている。待ち機構15は、第1回転部材3の外周に設けられた歯溝3cとロックポール21の爪部21bが係合するタイミングを調整するためのものであり、バネの弾性力を利用したものである。ロックポール21の爪部21bが第1回転部材3の歯先3bにぶつかって歯溝3Cに嵌らないときは、作動部材14が第2ハウジングに対して突出する動作が止まり、歯溝3cに入る状態になるまで待機する。その後、第1回転部材3が回転し、第1回転部材3の歯溝3cがロックポール21の爪21bに噛み合う位置まで回転すると、ロックポール21の爪部21bが第1回転部材3の歯溝3cとしっかりと係合する。これにより、ロックポール21と第1回転部材3との係合を滑らかに行うことができる。
Further, a
図2は、ギヤロック装置100の上面図である。第2ハウジング11には、モータ31とともに、モータ31の作動を制御する制御装置32が備えられている。この制御装置32は、モータ31を駆動させる電力入力端子33と、内部に図示していない制御回路を有している。この制御装置32は、制御回路内に所定の入力信号が入ったときにモータ31に対して通電が行われるように構成されている。この場合、モータ31にブラシ付モータを用いた場合には、電力入力端子33から、単純に通電しただけではモータ31を回転駆動させることができない。したがって、悪意をもつ操作者が、バッテリを準備して、ギヤロック装置のロック状態を解除する際に、ブラシ付モータのコイルに単純に通電しただけではモータを回転駆動させることができないようになっている。例えば、上記したようなギヤロック装置100を自動車の自動変速機に用いた場合には、自動車盗難防止の効果が得られる。
FIG. 2 is a top view of the
次に、図3を用いて、本発明の第2実施形態の構成について説明する。図3の(a)は、ギヤロック状態を示しており、図3の(b)は、ギヤロック解除状態を示している。 Next, the configuration of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a gear lock state, and FIG. 3B shows a gear lock release state.
ギヤロック装置100は、側面に開口部2を有する第1ハウジング1を備えており、この第1ハウジング1の中に第1回転部材3を備えている。
The
第1回転部材は、回転軸3aに回転自在に軸支され、外周に歯先3bと歯溝3cを有している。
The first rotating member is rotatably supported on the
第2ハウジング11には、モータ31が外部に装着されており、モータ31の回転軸12からの回転を複数のギヤ13a〜13dにより減速機構を構成し、モータ回転を減速する第2回転部材13と、第2回転部材13と同期して作動する作動部材14とを備えている。作動部材14はモータ31の回転軸12と一体に回転するカムを使用しており、カムは1箇所径の大きさが大きくなっておりギヤ13dと同軸で回転するようになっている。
A
一方、第2ハウジング11の中には、第2ハウジング11に対して軸支された状態で回動し、先端が開口部2から突出して第1回転部材3に対して係脱自在な作動部材(ロックポール)21と、ロックポール21を一方向(図3の(a)において、反時計回りの方向)に付勢するスプリング22を備えている。スプリング22はコイルスプリングを使用しており、一端はロックポール21の側面に係止され、他端は第2ハウジング11の内側に一体で形成されている突起に係止されている。第2実施形態においては、ロックポール21は、第2ハウジング11の内側に形成された第1ハウジング1の開口部2の大きさに対応した大きさで設けられた開口内において軸21aに軸支されて回動自在になっている。ロックポール21は第1回転部材3の歯溝3cに対して係脱自在な爪部21bがカムと係合する面の反対側に第1回転部材3に対して対向して設けられている。ロックポール21にかけられたスプリング22は、ロックポール21が第1回転部材3に対して離脱方向(図3において、反時計廻りの方向)に付勢力が働く構成となっている。
On the other hand, in the
上記した構成の第1ハウジング1と第2ハウハウジング11は、図3に(a)に示されるように、ロックポール21が第1ハウジング1の開口部2を介してカムの回転によりロックポール21を図3の(b)に示す状態から(a)に示す状態とすることでロックポール21を第1回転部材3に対して噛合させ一方向から組み付けられる。この状態で、第2ハウジング11は、複数のボルト41a、41bによって第1ハウジング1に固定される。
As shown in FIG. 3A, the
図3の(a)では、ギヤロック装置100のギヤロック状態を示している。すなわち、作動部材14であるカムが外周のカム面によりレバー状のロックポール21の爪部21bとは反対側に設けられた側面の被押圧部を押圧する。これによって、カムにより押圧されたロックポール21により第1回転部材を押圧し、ロックポール21が第1回転部材3の歯溝3cにしっかりと係合する状態をつくることができる。一方、図3の(b)は、ギヤロック解除状態を示している。すなわち、モータ31によりカム14を回転させ、カム14がロックポール21を押圧しない(b)のような状態にすると、スプリング22の付勢力により、ロックポール21が第1回転部材3から離脱させることができる。
3A shows a gear lock state of the
上記したロックポール21が第1回転部材3に係合・離脱する動作は、モータ31の駆動力により成される。即ち、モータ31の回転軸12からの回転を複数のギヤ13a〜13dにより減速する減速機構を介して、カム14を作動させることにより切り替えられる。カム14の径の大きくなったカム面の先端部14dが、ロックポール21の爪部21aを有する面の背面21dを押圧し、更にカム14の先端部14aが背面21dに沿って摺接しながらロックポール21を開口部2の方へと押し出し、カム14の先端部14dがロックポール21の軸21aに対して反対側に形成され、カムの回転を抑制するストッパとして機能する第3突起部21eに当接するまで回転する。さらに、第2回転部材13のギヤ13dとカム14の間には、第1実施形態と同様な待ち機構15が設けられている。この待ち機構15は、第1回転部材3の外周部の歯溝3cとロックポール21の爪部21bが係合するタイミングを調整するものであり、バネの弾性力を利用したものである。ロックポール21の爪部21bが第1回転部材3の歯先3bにぶつかって歯溝3cに嵌らないときはカム14の回転動作が止まり、歯溝3cに入る状態になるまで待機する。その後、第1回転部材3が回転し、第1回転部材3の歯溝3cがロックポール21の爪21bに噛み合う位置まで回転すると、ロックポール21の爪21bが第1回転部材3の歯溝3cと係合する。これにより、ロックポール21と第1回転部材3との係合が滑らかに行われる。
The above-described operation of engaging / disengaging the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記した構成は本発明の一例を示した過ぎず、本発明を上記実施形態に限定するものではない。例えば、上記実施形態では、第2ハウジングの組み付け方向は、ギヤの回転面の対して垂直方向に取り付けられているが、水平方向に取り付ける構成とすることもできる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the above-mentioned structure has shown only an example of this invention and does not limit this invention to the said embodiment. For example, in the above-described embodiment, the assembly direction of the second housing is attached in the vertical direction with respect to the rotation surface of the gear, but may be configured in the horizontal direction.
1 第1ハウジング
2 開口部
3 第1回転部材
11 第2ハウジング
13 第2回転部材
14 作動部材
21 ロックポール
22 スプリング
31 モータ
100 ギヤロック装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該第1ハウジング内に配設された第1回転部材と、
回転機構が設けられる第2ハウジングと、
該第2ハウジングに配設され、前記回転機構の中の第2回転部材と、
前記第2ハウジングに配設され、前記第2回転部材の動きに同期して作動する作動部材と、
前記第1または第2ハウジング対して軸支され、前記第1回転部材に対して係脱自在なロックポールと、
該ロックポールを一方向に付勢するスプリングと、
を備えるギヤロック装置において、
前記作動部材により、前記スプリングの付勢力に抗して前記ロックポールを押圧して、該ロックポールが前記第1回転部材に係合するよう前記開口部に対して前記第2ハウジングが前記第1ハウジングに組み付けられていることを特徴とするギヤロック装置。 A first housing having an opening;
A first rotating member disposed in the first housing;
A second housing provided with a rotation mechanism;
A second rotating member disposed in the second housing and in the rotating mechanism;
An actuating member disposed in the second housing and actuating in synchronization with the movement of the second rotating member;
A lock pole pivotally supported with respect to the first or second housing and detachable with respect to the first rotating member;
A spring that biases the lock pole in one direction;
In a gear lock device comprising:
The actuating member presses the lock pawl against the biasing force of the spring, and the second housing moves the first housing relative to the opening so that the lock pawl engages the first rotating member. A gear lock device assembled to a housing.
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