JP2013180640A - 電動ステアリングロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過大な負荷が掛かった場合でも収容室内にモータをしっかりと固定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。
【解決手段】モータカバー８０を収容室１２内に組付けた状態で、モータカバー８０の縁部８４の位置が、フレームカバー２０の内側面よりも外側に位置するように、モータカバー８０の寸法が設定され、フレームカバー２０をフレーム１０に組付ける際に、モータカバー８０の縁部８４がフレームカバー２０を押広げるとともに、フレームカバー２０が、フレーム１０の開口面側からモータカバー８０の縁部８４を押える。
【選択図】図３

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、特許文献１に開示されたものが知られている。図７は、特許文献１に記載された電動ステアリングロック装置の構成を示している。この電動ステアリングロック装置１０１は、ステアリングシャフト（図示せず）の回転を禁止するためのロック部材１６０と、駆動源となる電動モータ１３０と、電動モータ１３０の回転運動を直線運動に変換しつつ、電動モータ１３０の駆動力をロック部材に伝える伝達手段１４０とを備えている。

ロック部材１６０は、フレーム１１０から先端が突出するロック位置と、フレーム１１０内に収容されるロック解除位置との間を移動可能に配置されている。

伝達手段１４０は、電動モータ１３０の駆動軸１３０ａに設置されるウォームギヤ１４１と、円盤状のウォームホイール１４２と、ウォームホイール１４２の中心軸１４２ａ上に設けられるスライドギヤ１４５、スライドギヤ１４５に螺合されるスライドナット１４６で構成されている。また、伝達手段１４０は、電動モータ１３０とともにモータケース１８５に収容された状態で、フレーム１１０内に形成される収容室１１２に設置される。また、カバー１２０によって、収容室１１２は封止される。

電動モータ１３０が駆動すると、駆動軸１３０ａの回転がウォームギヤ１４１を通じてウォームホイール１４２に伝わり、スライドギヤ１４５とともに回転する。スライドギヤ１４５が回転すると、スライドナット１４６が中心軸１４２ａの軸方向に移動し、スライドナット１４６とともにロック部材１６０が移動する。

特開２００２−２８３９５７

しかしながら、上述した従来の電動ステアリングロック装置１０１では、ウォームホイール１４２の中心軸１４２ａが、モータケース１８５に軸支されているため、ウォームホイール１４２が回転できない状態で、さらに電動モータ１３０が駆動した場合等、過大な負荷が掛かった場合には、ウォームホイール１４２が傾いて、モータケース１８５が歪み、電動モータ１３０の押さえが不十分になる恐れがあるという問題があった。

本発明は、上記事情を考慮し、部品点数を増大させることなく、過大な負荷が掛かった場合にも収容室内にモータをしっかりと固定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目的とする。

上記目的を達成する請求項１の発明は、一面が開口する箱形形状を有するフレームと、該フレームの箱形形状内に形成される収容室と、該収容室内に配置され、駆動源となるモータと、該モータの駆動軸に配置されるウォームギヤと、略円盤形状を備え、中心軸の一端が該収容室の底部に軸支されつつ、該ウォームギヤに噛合可能に配置されたウォームホイールと、該ウォームホイールの中心軸の他端を軸支しつつ、該モータに当接した状態で該収容室内に配置されるモータカバーと、一面が開口する箱形形状を有し、該収容室の開口部を封止するように該フレームに組付けられるフレームカバーとを備えた電動ステアリング装置であって、前記モータカバーを前記収容室内に組付けた状態で、該モータカバーの縁部の位置が、前記フレームカバーの内側面よりも外側に位置するように、該モータカバーの寸法が設定され、該フレームカバーを前記フレームに組付ける際に、該モータカバーの該縁部が該フレームカバーを押広げるとともに、該フレームカバーが、該フレームの開口面側から該モータカバーの該縁部を押えることを特徴としている。

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、前記フレームの開口縁を構成する側壁に、スリット状の溝部を備え、前記モータカバーの縁部には、該溝部を前記収容室側から貫通し、該フレームの外側へ突出するリブが延設され、該フレームカバーを前記フレームに組付ける際に、該リブが該フレームカバーを押広げることを特徴としている。

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、該リブに対向する前記フレームカバー内面の部位に、該リブの先端部を収容可能な凹溝を備えたことを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３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、前記リブと前記溝部が、前記モータの駆動軸の延長線上に設定されたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、モータカバーを収容室内に組付けた状態で、モータカバーの縁部の位置が、フレームカバーの内側面よりも外側に位置するように、モータカバーの寸法が設定されるとともに、フレームカバーをフレームに組付ける際に、モータカバーの縁部がフレームカバーを押広げつつ、フレームカバーが、フレームの開口面側からモータカバーの縁部を押える構成としたことで、部品点数を増大することなく、且つ作業工程を複雑にすることもなく、モータカバーを収容室内に固定できるので、ウォームホイールに過大な負荷が掛かった場合にもモータを収容室内に固定することができる。

請求項２の発明によれば、フレームの側壁にスリット状の溝部を備えつつ、モータカバーの縁部にリブを延設し、フレームカバーをフレームに組付ける際に、リブがフレームカバーを押広げる構成としたことによって、部品点数を増大することなく、モータカバーの位置決めを容易に行なうことができる。

請求項３の発明によれば、フレームカバーをフレームに組付ける際に、リブの先端部が凹溝に収容されつつ、リブがフレームカバーを押広げることで、リブが凹溝に密着するとともに、凹溝の縁に形成される段部がリブの先端部に係合する構成としたことによって、フレームカバーがリブによって押広げられた状態で、フレームに固定されるため、モータが動作することによる振動を押さえるとともに、フレームカバーのガタ付き音の発生を防止することができる。

請求項４の発明によれば、リブと溝部が、モータの駆動軸の延長線上に設定されたことによって、駆動反力によってモータが収容室から浮こうとする力を押さえて、収容室内にモータを固定することができる。

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を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態を示し、カバーと制御基板を除いた電動ステアリングロック装置のロック解除状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態を示し、カバーを組付ける前の電動ステアリングロック装置を示す図２のIII-IV線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態を示し、カバーを組付けた後の電動ステアリングロック装置を示す図２のIII-IV線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態を示し、図４のV部を拡大した要部拡大図である。 電動モータからウォームホイールに過大な負荷が加わった状態を示す図２のVI-VI線に沿った断面図である。 従来技術の電動ステアリングロック装置を示す概要図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のステアリングロック装置は、電動ステアリングロック装置１として、自動車のステアリングシャフト（図示せず）を収容するステアリングコラム装置（図示せず）に取付けられる。電動ステアリングロック装置１は、図１〜図５に示すように、フレーム１０、フレームカバー２０、電動モータ３０、伝達手段４０、スライド部材５０、ロック部材６０、制御基板７０とで主に構成されている。

フレーム１０は、ステアリングコラム装置に跨るように配置される一対の脚部１１を有しているとともに、一面（図１などの上面）が開口する箱形形状を有し、フレーム１０の開口部を覆うフレームカバー２０で覆われることで収容空間が形成される収容室１２が内部に設けられている。

収容室１２には、駆動源である電動モータ３０と、電動モータ３０の駆動力を後述するスライド部材５０に伝える伝達手段４０と、伝達手段４０を介して駆動され、後述するロック部材６０に対して垂直な方向にスライドするスライド部材５０と、先端がフレーム１０の底面から出入りしてステアリングシャフトに対して嵌合可能なロック部材６０と、電動モータ３０の動作を制御する制御基板７０とが収容されている。

そして、施錠状態では、ロック部材６０がフレーム１０から突出し、ロック部材６０の先端部６２ａがステアリングシャフトの円周面と係合し、ステアリングシャフトの回転を規制する。また、解錠状態では、ロック部材６０がフレーム１０内に収容され、ステアリングシャフトからは離間しているので、ステアリングシャフトの回転を許容する。

フレーム１０は、収容室１２の底部に円形の凹部からなるフレーム側ホイール受部１３を備えており、フレーム側ホイール受部１３に、後述するウォームホイール４２の中心軸４２ａの一端が、回動可能に配置される。また、収容室１２のフレーム側ホイール受部１３の近傍には、電動モータ３０が配置されるモータ受部１４が設けられている。フレーム１０の開口縁を構成する側壁１５には、側壁１５の高さ方向に沿って形成され、開口縁側の端部が開口するスリット状の溝部１６が設けられている。また、フレーム１０は、ステアリングシャフトの軸方向に対して垂直な方向へ延びると共に、収容室１２の底部から一対の脚部１１の間に貫通する貫通孔１７を備え、この貫通孔１７には、ハンガー部材６１ロック本体６２ととからなるロック部材６０が挿通される。

フレームカバー２０は、一面（図１などの下面）が開口する箱形状を備え、開口縁に設けた係止部２１と、フレーム１０の収容室１２周縁に設けられた係止受部１８とを係合することで、フレームカバー２０がフレーム１０に固定される。また、溝部１６に対向するフレームカバー２０の内面には、凹溝２２が形成されている。

電動モータ３０は、後述するモータカバー８０によって覆われることで、フレーム１０のモータ受部１４に固定されている。

伝達手段４０は、ウォームギヤ４１と、ウォームホイール４２とで構成されている。ウォームギヤ４１は、電動モータ３０の駆動軸３０ａに組付けられ、駆動軸３０ａとともに回転する。

ウォームホイール４２は、図１、図３に示すように、大径ギヤ部４３、小径ギヤ部４４、および中心軸４２ａで構成されている。大径ギヤ部４３は、略円盤形状を備え、円周面上に歯が設けられた歯車で、ウォームギヤ４１と噛合可能に構成されている。また、ウォームホイール４２には、小径ギヤ部４４が大径ギヤ部４３と一体に隣接されている。小径ギヤ部４４は、大径ギヤ部４３よりも小径の略円盤形状を備えた歯車で、スライド部材５０のラック部５３と噛合可能に設定された歯が、円周面上に設けられている。中心軸４２ａは、大径ギヤ部４３と小径ギヤ部４４は、中心が一致するように設けられ、これらの中心に中心軸４２ａが設定されている。そして、ウォームホイール４２は、大径ギヤ部４３がウォームギヤ４１と噛合しつつ、小径ギヤ部４４が後述するスライド部材５０のラック部５３と噛合した状態で、中心軸４２ａの一端がフレーム側ホイール受部１３に軸支された状態で、電動モータ３０とともに収容室１２に収容される。また、収容室１２に収容された電動モータ３０と伝達手段４０は、収容室１２の開口面側からモータカバー８０によって覆われている。これにより、電動モータ３０は、収容室１２内に固定され、ウォームホイール４２は、中心軸４２ａの他端が、モータカバー８０のカバー側ホイール受部８１によって軸支される。

モータカバー８０には、図１に示すように、カバー側ホイール受部８１近傍に配置された貫通孔からなる固定孔８２と、鉤爪からなる係止爪８３と、縁部から延びるリブ８４とを備えている。そして、固定孔８２には後述する制御基板７０とともに固定ネジ９１が貫通して収容室１２の底部１２ａに螺合し、モータカバー８０は収容室１２に固定される。また、係止爪８３が、収容室１２の底部に形成される係合孔（図示せず）と係合し、モータカバー８０は収容室１２に固定される。

リブ８４は、電動モータ３０の駆動軸３０ａの延長線上に位置しつつ、図３〜図５に示すように、フレーム１０の側壁１５に当接するモータカバー８０の縁部に、溝部１６を収容室１２側から貫通しつつ、フレーム１０の外側へ突出するように延設されている。リブ８４の寸法は、モータカバー８０を収容室１２内に組付けた状態で、リブ８４の先端が、フレームカバー２０の内側面に設けられた凹溝２２よりも外側に位置するように、突出量ｄが設定されている。そして、フレームカバー２０をフレーム１０に組付ける際に、リブ８４の先端部８４ａが凹溝２２に収容されつつ、リブ８４がフレームカバー２０を押広げることで、凹溝２２が矢印Ａ方向に向かってリブ８４に密着するとともに、凹溝２２の縁に形成される段部２３がリブ８４の先端部８４ａに係合する。

スライド部材５０は、図１に示すように、基部５１と、基部５１の一端からスライド部材５０のスライド方向に沿って突出する腕部５２と、基部５１の他端にスライド方向に沿って延設され、小径ギヤ部４４と噛合するラック部５３とから構成されている。なお、スライド部材５０のスライド方向は、収容室１２の底部１２ａに沿って、ロック部材６０に対して垂直な方向に設定されている。腕部５２は、基部５１側の根元部分から先端部分に向かって次第にステアリングシャフトの方向へ傾斜する変位部５４を備えている。そして、スライド部材５０がスライドすることで、ロック部材６０が変位部５４の斜面に沿って移動するため、ロック部材６０がステアリングシャフトの回転を阻止するロック位置と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位する。

ロック部材６０は、スライド部材５０と係合するハンガー部材６１と、ハンガー部材６１に連結され、先端がフレーム１０の底面から出入りしてステアリングシャフトに対して嵌合可能なロック本体６２とで構成されている。

制御基板７０には、スライド部材５０のスライド動作に応じて作動する複数の検出スイッチ（図示せず）がスライド部材５０の側面に位置するように配設されている。これら検出スイッチを構成するロック検出スイッチが、ロック位置へ移動するスライド部材５０に当接して作動し、ロック本体６２がフレーム１０から突出するロック位置にあることを検出する。また、検出スイッチを構成する解除検出スイッチが、ロック解除位置へ移動するスライド部材５０に当接して作動し、ロック本体６２がフレーム１０内に収容されるロック解除位置にあることを検出する。

次に、上記電動ステアリングロック装置１の組立て手順を説明する。まずハンガー部材６１とロック本体６２とを連結ピン６３で連結し、ロック部材６０を組み立てる。次に、ハンガー部材６１とスライド部材５０とを連係させて、組立体を組み立て、ロック部材６０をフレーム１０の貫通孔１７に挿入しつつ、スライド部材５０を収容室１２内の所定の位置に配置する。

次いで、電動モータ３０の駆動軸３０ａにウォームギヤ４１を組み付け、電動モータ３０をモータ受部１４に配置する。そして、ウォームホイール４２の大径ギヤ部４３をウォームギヤ４１に噛合させつつ、小径ギヤ部４４をラック部５３に噛合させながら、中心軸４２ａの一端をフレーム側ホイール受部１３に配置する。

次いで、モータカバー８０のリブ８４を溝部１６に挿通しつつ、係止爪８３を係合孔に係止する。そして、制御基板７０をモータカバー８０に重ねて配置して配線を行ない、制御基板７０をモータカバー８０とともに、固定ネジ９１によって収容室１２に固定する（図３参照）。

次いで、図４、図５に示すように、フレームカバー２０をフレーム１０に組み付け、リブ８４でフレームカバー２０を押広げつつ、フレームカバー２０の係止部２１と、フレーム１０の係止受部１８とを係合する。

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。施錠時には、ハンガー部材６１がスライド部材５０の腕部５２の先端部分に係合し、ロック部材６０の先端が、フレーム１０から突出する。また、解錠時には、ハンガー部材６１がスライド部材５０の腕部５２の基端部分に係合し、ロック部材６０の先端が、フレーム１０内に収容される。そして、電動モータ３０の正転、逆転によって、ウォームホイール４２の回転方向が変わり、スライド部材５０が往復動する。そして、スライド部材５０の往復動によって、ハンガー部材６１がスライド部材５０の腕部５２を摺動し、ロック本体６２の先端が、フレーム１０から突没する。

ところで、解錠動作を行なう際に、ロック本体６２の先端が、ステアリングシャフトとフレーム１０との間で噛み込まれてしまい、なかなか引き抜くことができなくなる場合がある。このような場合には、ロック本体６２が引抜かれるまで、ハンガー部材６１に連係するスライド部材５０はスライドできず、ラック部５３に噛合するウォームホイール４２は回動できないまま、電動モータ３０の駆動力が付加され続ける。

ウォームホイール４２は、図６に示すように、大径ギヤ部４３が小径ギヤ部４４よりもモータカバー８０側に位置した状態で、フレーム側ホイール受部１３とカバー側ホイール受部８１とで軸支されている。このため、噛合するラック部５３によって回動できないまま、電動モータ３０の駆動力がウォームホイール４２に付加されると、電動モータ３０の駆動力が矢印Ｂの方向へ倒れる力に変換されて、ウォームホイール４２に付加される。

すると、フレーム１０のフレーム側ホイール受部１３よりも機械的強度が低いため、モータカバー８０が矢印Ｂの方向へ引張られて、モータカバー８０のカバー側ホイール受部８１とは反対側部分（図６右側の部位）が電動モータ３０から離間し、浮く方向（矢印Ｃの方向）に撓み変形する。

モータカバー８０は、モータ受部１４に配置された電動モータ３０に、フレーム１０の開口側（図６の上方）から当接しつつ配置されることで、電動モータ３０の駆動反力を押えている。しかしながら、モータカバー８０が電動モータ３０から離間し、浮いてしまうと、駆動反力によって電動モータ３０がモータ受部１４から浮いてしまい、電動モータ３０の押さえが不十分になる恐れがある。

しかしながら、本実施形態では、モータカバー８０のリブ８４の先端部８４ａが、フレームカバー２０の凹溝２２に収容されつつ、リブ８４がフレームカバー２０を押広げることで、リブ８４が凹溝２２に密着するとともに、凹溝２２の縁に形成された段部２３がリブ８４の先端部８４ａに係合する。これにより、過大な負荷が掛かり、モータカバー８０が変形しようとした場合にも、モータカバー８０が電動モータ３０から浮くことが無くなり、電動モータ３０の押さえが不十分になることはない。

以上、本発明では、モータカバー８０を収容室１２内に組付けた状態で、モータカバー８０のリブ８４が、フレーム１０の外側に突出するように、寸法が設定され、フレームカバー２０をフレーム１０に組付ける際に、リブ８４がフレームカバー２０を押広げつつ、フレームカバー２０が、フレーム１０の開口面側からリブ８４を押える構成としたことで、部品点数を増大することなく、且つ作業工程を複雑にすることもなく、モータカバーを収容室内に固定でき、ウォームホイールに過大な負荷が掛かった場合にも電動モータ３０を確実に収容室内に固定することができる。

また、フレーム１０の側壁１５にスリット状の溝部１６を備えつつ、モータカバー８０の縁部にリブ８４を延設し、フレームカバー２０をフレーム１０に組付ける際に、リブ８４がフレームカバー２０を押広げる構成としたことによって、部品点数を増大することなく、モータカバー８０の位置決めを容易に行なうことができる。

加えて、フレームカバー２０をフレーム１０に組付ける際に、リブ８４の先端部８４ａが凹溝２２に収容されつつ、リブ８４がフレームカバー２０を押広げることで、リブ８４が凹溝２２に密着するとともに、凹溝２２の縁に形成される段部２３がリブ８４の先端部に係合する構成としたことによって、フレームカバー２０がリブ８４によって押広げられた状態で、フレーム１０に固定されるため、電動モータ３０が動作することによる振動を押さえるとともに、フレームカバー２０のガタ付き音の発生を防止することができる。

さらに、リブ８４が、電動モータ３０の駆動軸３０ａの延長線上に位置するモータカバー８０の縁部に、溝部１６を収容室１２側から貫通しつつ、フレーム１０の外側へ突出するように延設されたことによって、駆動反力によって電動モータ３０がモータ受部１４から浮こうとする力を効果的に押さえ込むことができる。

また、フレーム１０の側壁１５に当接するモータカバー８０の縁部に、リブ８４を延設することによって、フレームカバー２０を組み付けるだけで、制御基板７０を避けつつ、フレームカバー２０の凹溝２２を構成する段部２３をリブ８４の先端部８４ａに係合させることができる。

１…電動ステアリングロック装置
１０…フレーム
１２…収容室
１２ａ…底部
１５…側壁
１６…溝部
２０…フレームカバー
２２…凹溝
３０…モータ
３０ａ…駆動軸
４１…ウォームギヤ
４２…ウォームホイール
４２ａ…中心軸
８０…モータカバー
８４…リブ（縁部）
８４ａ…先端部

Claims (4)

1. 一面が開口する箱形形状を有するフレームと、該フレームの箱形形状内に形成される収容室と、該収容室内に配置され、駆動源となるモータと、該モータの駆動軸に配置されるウォームギヤと、略円盤形状を備え、中心軸の一端が該収容室の底部に軸支されつつ、該ウォームギヤに噛合可能に配置されたウォームホイールと、該ウォームホイールの中心軸の他端を軸支しつつ、該モータに当接した状態で該収容室内に配置されるモータカバーと、一面が開口する箱形形状を有し、該収容室の開口部を封止するように該フレームに組付けられるフレームカバーとを備えた電動ステアリング装置であって、
   前記モータカバーを前記収容室内に組付けた状態で、該モータカバーの縁部の位置が、前記フレームカバーの内側面よりも外側に位置するように、該モータカバーの寸法が設定され、
   該フレームカバーを前記フレームに組付ける際に、該モータカバーの該縁部が該フレームカバーを押広げるとともに、
   該フレームカバーが、該フレームの開口面側から該モータカバーの該縁部を押え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、
   前記フレームの開口縁を構成する側壁に、スリット状の溝部を備え、
   前記モータカバーの縁部には、該溝部を前記収容室側から貫通し、該フレームの外側へ突出するリブが延設され、
   該フレームカバーを前記フレームに組付ける際に、該リブが該フレームカバーを押広げ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、
   該リブに対向する前記フレームカバー内面の部位に、該リブの先端部を収容可能な凹溝を備え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１〜請求項３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、
   前記リブと前記溝部が、前記モータの駆動軸の延長線上に設定され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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