JP2014507324A - 自動車の電動ステアリングコラムロック装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車のステアリングコラム用の盗難防止装置に関する。この盗難防止装置において、可動インデクサ（６０）は、この可動インデクサが盗難防止装置のカムの少なくとも１つのカム（２３）と係合するように、この可動インデクサ（６０）を戻す復帰ばね（６２）を有し、可動インデクサ（６０）の復帰ばね（６２）と、盗難防止装置の掛け金（３０）の復帰ばね（４０）とは別体である。
【選択図】図１ｃ

Description

本発明は、自動車の電動ステアリングコラムロック装置に関する。

自動車の電動ステアリングコラムロックについては、多くの構造が公知である。まず、モータと、歯車に設けられたカムまたは傾斜面によってロック用掛け金を動かす歯車とを備えるステアリングコラムロックが提案されている。前記歯車は、モータの出力軸と平行な軸の周りを回転するか、またはモータの出力軸と直交する軸の周りを回転する。

この場合、掛け金は、歯車の形状に応じて、ステアリングコラムに向かって摺動し、ステアリングコラムのロック位置へ移動する。

従来、掛け金は、ステアリングコラムのシャフトの外面に設けられた長手方向溝に嵌合することによって、このシャフトを動かなくするようになっている。このため、シャフトの外面には、角度を成して分散されている幾つかの溝が設けられている。隣り合う２つの溝を分けているシャフトの外面の部分は、歯と呼ばれる。掛け金が、ステアリングコラムのシャフトの外面と当接する突き出し位置にある場合、溝に嵌合してこのシャフトを動かなくしているか、または歯に当接している。歯に当接している場合は、ステアリングコラムのシャフトは、回転を妨げられていない。しかし、一般に行われているように、シャフトに連結されているステアリングホイールを操作すると、シャフトが短く角移動した後、自動的にこのシャフトは動かないようにされる。シャフトの小さい角移動により、掛け金の位置に合わせてこの溝が配置され、掛け金が溝に嵌合されるからである。

電動ステアリングロック装置の場合、ロック解除位置およびロック位置と呼ばれる位置を定めることは、それらの位置に到達した時に、モータの電源を切るために必要不可欠である。従って、掛け金に関係する指標装置およびインデクサが設けられている。すなわち、モータは、掛け金がロック解除位置またはロック位置に到達したときだけ、電源を切られる。ロック位置においては、掛け金は、歯の上にあるか、または溝の中にあるので、２つの選択肢がありうる。第１の選択肢は、溝の中にある掛け金に関してロック位置を定めることであり、この位置は、掛け金の最低位置に相当する。このようにロック位置の指標を構成すると、掛け金が溝の中になくて、歯の上にある場合、掛け金は、その最低位置に到達できていないので、ロック位置を検出できない。従って、モータは回転し続ける。こうなることを防ぐために、歯の上にある掛け金に関して、ロック位置を定めることが好ましい。このようにロック位置の指標を構成すると、モータは、掛け金が最低レベル、すなわち溝の中に到達していない位置において停止する。掛け金が歯の上から溝の中に到達するまでの差を補償するために、ある期間、モータを回転させ続けるようにとの規定が設けられている。しかし、この追加の回転により、歯車は、当接位置に達し、その当接面に、機械力を繰り返し加える恐れがある。

本発明の目的は、上記の欠点を多少とも解決するとともに、ステアリングコラムの底部の狭い空間に収容することができるコンパクトな電動ステアリングロック装置を提供することである。

上記の目的は、本発明による、自動車のステアリングコラムのロック構成、およびロック解除構成を採用することができる、自動車用の電動ステアリングコラムロックにより達成される。このステアリングロックは、
−歯車を駆動するモータと、
−歯車の少なくとも１つの面に配置された少なくとも１つのカムと、
−ステアリングコラムのロック位置とロック解除位置との間を移動することができる掛け金であって、
●ロック位置において、一端がステアリングコラムの要素と当接するメインバーと、
●カムによって、掛け金がステアリングコラムのロック位置とロック解除位置との間を動かされるように、カムと当接する掛け金の部分と、
●掛け金をロック位置に戻す復帰ばねとを備え、
−ステアリングロックに関して、ステアリングコラムのロック構成を制御するカムの位置を検出するために、少なくとも１つのセンサと相互作用する可動インデクサとを備え、
少なくとも１つのカムと当接する可動インデクサを戻す復帰ばねを備えていることと、可動インデクサの復帰ばねと掛け金の復帰ばねとは、異なっていることとを特徴としている。

また、本発明によるステアリングロックは、単独で、または技術的に可能な組み合わせとして保持しうる次の特徴を、１つ以上有することができる。
−可動インデクサは、磁石を備え、少なくとも１つのセンサは、ホール効果センサである。
−センサは、機械的コミュテータであり、可動インデクサは、少なくとも１つの機械的コミュテータと接触することができる表面素子を備えている。
−可動インデクサは、掛け金に設けたガイド孔の中に、移動可能に取り付けられている。
−掛け金の復帰ばねは、掛け金と可動インデクサとの相対位置によって、その圧縮が変化しないように、掛け金とステアリングロックの固定要素との間に取り付けられている。
−モータの出力軸と、掛け金の移動方向と、可動インデクサの移動方向とは、平行である。
−掛け金および可動インデクサは、歯車のカムの形状により、同じ側から当接しており、カムに対して同じ方向に動くようになっている。

また、本発明は、ステアリングコラムの回転を補助するモジュールにも関し、このモジュールは、ステアリングコラムに旋回力を加える補助モータを備えており、前記の特徴のいずれか１つを有しているステアリングロックを備えることを特徴としている。

また、本発明は、自動車のステアリングコラムと、前記の特徴のいずれか１つを有しているステアリングロックとからなるアセンブリにも関する。

さらに、本発明は、自動車のステアリングコラムと、前記の特徴を有するステアリングコラムの回転を補助するモジュールとの複合センブリにも関し、ステアリングコラムは、ロック位置において掛け金と係合する周辺リングギアを備えており、この周辺リングギアは、補助モータから送られるステアリングコラム旋回力を受け取るようになっている。

本発明の他の特徴、目的および利点は、添付の図を参照して行う以下の詳細な説明を読むことにより、明らかになると思う。

本発明の好ましい実施形態による、自動車のステアリングコラムのロック解除状態におけるステアリングロックの図である。 本発明の好ましい実施形態による、自動車のステアリングコラムのロック状態におけるステアリングロックの図である。 本発明の好ましい実施形態による、自動車のステアリングコラムのロック状態へ移る途中のステアリングロックの図である。 ロック解除状態におけるステアリングコラムの図である。 ロック状態におけるステアリングコラムの図である。 ＲＴＬ（レディ・トゥ・ロック、ロック直前）状態におけるステアリングコラムの図である。 本発明の好ましい実施形態による、ステアリングコラムと、ステアリングコラムの回転を補助するモジュールとからなる複合アセンブリの概略斜視図である。

図１ａに示すステアリングロックは、ウォーム１５と一体をなす出力シャフトを備えるモータ１０と、ウォーム１５に噛合している歯車２０と、摺動可能に取り付けられている掛け金３０とを備えている。これら各要素は、図示していないハウジング内に収容されている。

歯車２０は、モータ１０の出力軸と直交するシャフト２１の周りを回転するように取り付けられており、歯車の幾何的平面では、モータの出力軸は見えない。

歯車２０は、図示していないステアリングコラムの方を向いている第１の面２２を有し、この第１の面２２は、歯底円内の部分に、掛け金３０と当接するカム２３を備えている。従って、掛け金３０は、メインバー３１に加えて、カム２３が歯車２０とともに旋回するとき、カム２３の進路に、端部３３を割り込ませるようになっている側方突起３２を有している。側方突起３２は、掛け金３０をロック位置に戻す復帰ばね４０により、カム２３に押し付けられている。従って、掛け金３０の側方突起３２とカム２３とが当接することにより、メインバー３１は、ステアリングコラムの外側のリングギア５０に近付けられるようになっている。

図示していない別の実施形態においては、カム２３は傾斜に置換されている。

また、ステアリングロックは、ハウジングの中に収容され、かつ電子回路の形態で有利に具体化されている制御ユニットを備えている。制御ユニットは、通常どおりにモータ１０の制御を実施し、かつインデクセーション装置から供給される情報も考慮して制御を行う。

このインデクセーション装置は、掛け金のメインバー３１が、ロックおよびロックを解除することができる位置に、歯車が到達したことを電動制御ユニットに通知することができる。この情報に応えて、前記制御ユニットは、モータを停止させるべく命令する。

このインデクセーション装置は、図示していない２つのセンサと相互に作用する可動インデクサ６０を基本的に備えている。この２つのセンサの一方は、ロック解除位置を検出するようになっており、他方は、ロック位置を検出するようになっている。

図２ａは、ロック解除位置を示しており、この位置は、掛け金３０のメインバー３１がステアリングコラムの外側リングギアから離れている位置に相当する。図２ｂおよび図２ｃからも分かるように、ステアリングコラムのリングギア５０は、歯５２によって両側を囲まれている溝５１からなっている。ステアリングコラムは、掛け金３０のメインバー３１がリングギア５０の隙間に入って、溝５１の奥にあるときにロックされる。このようにして、リングギア５０、従ってステアリングコラムは、回転を阻止される。ある条件のもとでは、歯車はロック位置に到達しているけれども、掛け金３０のメインバー３１は、リングギア５０の歯５２に当接していることがある。この位置は、ＲＴＬ（レディ・トゥ・ロック）位置と呼ばれる。この位置においては、ステアリングコラムは回転することができる。しかし、従来と同じように、ステアリングコラムに連結されているステアリングホイールを操作すると、ステアリングコラムが短く角移動し、掛け金３０のメインバー３１の位置に合わせて溝５１を設け、掛け金３０のメインバー３１をこの溝５１に嵌合させることができる。この嵌合は、掛け金の復帰ばね４０の協力によって行われる。

可動インデクサ６０は、掛け金３０の摺動線と長手方向に平行に延びるバーからなり、可動インデクサ６０の先端部６１は、歯車２０上のカム２３を押す。可動インデクサ６０は、その第２の端部に好ましく配置されている復帰ばね６２によって、先端部６１でカム２３を押し続ける。また、この第２の端部には、磁石６３が配置されている。２つのインデクセーションセンサは、ホール効果タイプか、またはリードスイッチタイプである。別の実施形態においては、可動インデクサ６０の第２の端部に、ボスが配置されており、２つの磁気センサは、機械的コミュテータによって置換されている。このような構成により、可動インデクサ６０は、歯車２０の回転に伴い、カム２３の輪郭に沿って動き、掛け金３０の摺動方向と平行に移動する。

コンパクトさの要件に関して有利な１つの実施形態においては、可動インデクサ６０は、掛け金３０の側方突起３２に設けられているガイド孔３４の中を自由に摺動するように配置されている。

図１ａおよび図２ａに示すロック解除位置から出発して、図１ｂおよび図２ｂ、あるいは図１ｃおよび図２ｃに示すロック位置に到達するまで、歯車２０は、時計方向に回転する。掛け金３０の側方突起３２の端部３３と可動インデクサの先端部６１は、両方とも、当初はカム２３の輪郭に沿って動き、それぞれ掛け金３０、および可動インデクサ６０を同じ方向に平行に摺動させるようになっている。図１ｃおよび図２ｃに示すように、可動インデクサ６０は、掛け金３０の側方突起３２に設けられているガイド孔３４の中を自由に摺動するので、可動インデクサ６０は、ロック位置に到達することができる一方で、メインバー３１は、ＲＴＬ（レディ・トゥ・ロック）位置にある。この場合、モータは、インデクセーション装置のセンサの１つから、停止命令を受け取るようになっている。

１つの有利な実施形態においては、ステアリングコラムロックは、ステアリングコラムの回転を電動補助するモジュールを形成する構成要素である。ステアリングロックをステアリングコラムの旋回を電動補助するモジュールに統合すると、泥棒が好んで行動を取るインストルメントパネルから特に遠い、ステアリングコラムの特に低い部分、かつ自動車の特に近づき難い部分にステアリングロックが来るので、安全性に関して有利である。

図３に示すように、この場合、電動補助モジュールは、補助モータ７０を備え、この補助モータ７０は、その出力シャフト７５が、ステアリングコラムと平行になるように向けられている。補助モータ７０の出力シャフト７５は、ステアリングコラムを回転させるために、ステアリングコラムを囲むリングギア５０と係合する周辺歯車を有している。リングギア５０は、単一のリングギアを駆動に加えて、不動化にも用いられるように掛け金が係合するリングギアであり、前述の補助モジュールを実装するために必要な空間要件をさらに軽減している。

ステアリングロックと補助モータは、掛け金と補助モータの出力シャフト７５とがぶつからないように、ステアリングコラムに関して径方向に対向して位置している。電動補助モジュールは、ステアリングコラムの旋回補助および不動化制御のために、同一の電子制御ユニットを使用しており、これにより、ステアリングロックがロック位置にあるとき、補助モータを制御しないようにしている。

この例では、ステアリングコラムロック７１は、ステアリングコラムの回転を電動補助するモジュールの一部である。制御ユニットは、電動補助およびステアリングコラムのロックに共通であり、掛け金のロックを解除するために駆動力を制御するとき、ステアリングコラムにわずかな回転運動を加える制御ロジックを有利に備えている。従って、このわずかな動きによって、掛け金とステアリングコラムとの間、例えば掛け金とリングギア５０の歯の外縁との間などの摩擦保持力が除去され、自動車に電源が入るたびに、掛け金は確実に摺動するようになっている。

制御ユニットは、補助モータ７０とステアリングロック７１との共通のハウジング８０の中に配置された電子回路により、有利に実施される。電子回路は、ステアリングロック固有のハウジングの外側に、有利に配置することができる。この制御ユニットによるステアリングロックの制御の実施に加えて、この例においては、上述のように、可動インデクサ位置センサから受信する出力信号に示される掛け金の位置を考慮して制御するようになっている。

本発明の趣旨から逸脱することなく、多くの変更を本発明に加えることができる。

１０ モータ
１５ ウォーム
２０ 歯車
２１ シャフト
２２ 第１の面
２３ カム
３０ 掛け金
３１ メインバー
３２ 側方突起
３３ 端部
３４ ガイド孔
４０ 復帰ばね
５０ リングギア
５１ 溝
５２ 歯
６０ 可動インデクサ
６１ （可動インデクサの）先端部
５２ 復帰ばね
６３ 磁石
７０ 補助モータ
７１ ステアリングロック
７５ 出力シャフト
８０ ハウジング

Claims (10)

1. 自動車のステアリングコラムのロック構成およびロック解除構成を採用することができる自動車の電動ステアリングコラムロック装置であって、
   −歯車（２０）を駆動するモータ（１０）と、
   −前記歯車の少なくとも１つの面に配置されている少なくとも１つのカム（２３）と、
   −前記ステアリングコラムのロック位置とロック解除位置との間を移動することができる掛け金（３０）であって、
   ロック位置において、一端が前記ステアリングコラムの要素と当接するメインバー（３１）と、
   前記カムによって、前記掛け金が前記ステアリングコラムのロック位置とロック解除位置との間を動かされるように、前記カムに当接する前記掛け金の部分とを備え、
   前記掛け金（３０）は、復帰ばね（４０）により、ロック位置に戻すように付勢され、
   −前記ステアリングロックに関して、前記ステアリングコラムのロックを制御する前記プロファイルの位置を検出するために、少なくとも１つのセンサと相互作用する可動インデクサ（６０）とを備え、
   前記少なくとも１つのカム（２３）と当接する前記可動インデクサ（６０）を戻す復帰ばね（６２）を備えていること、及び前記可動インデクサ（６０）の復帰ばね（６２）と前記掛け金（３０）の前記復帰ばね（４０）とは、異なっていることとを特徴とするステアリングロック装置。
2. 前記可動インデクサ（６０）は磁石（６３）を備え、かつ前記少なくとも１つのセンサは、ホール効果センサであることを特徴とする請求項１に記載のステアリングロック装置。
3. 前記少なくとも１つのセンサは、機械的コミュテータであり、前記可動インデクサ（６０）は、前記少なくとも１つの機械的コミュテータと接触することができる表面素子を備えていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングロック装置。
4. 前記可動インデクサ（６０）は、前記掛け金（３０）に設けられたガイドに、移動可能に、取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のステアリングロック装置。
5. 前記掛け金（３０）の復帰ばね（４０）は、その圧縮が、前記掛け金（３０）と前記可動インデクサ（６０）との相対的位置に依存しないように、前記掛け金（３０）と前記ステアリングロックの固定要素との間に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のステアリングロック装置。
6. 前記モータの出力軸と、前記掛け金の移動方向と、前記可動インデクサの移動方向は、平行であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のステアリングロック装置。
7. 前記掛け金（３０）および前記可動インデクサ（６０）は、前記歯車（２０）における前記カム（２３）に、前記カム（２３）と同じ側から当接しており、前記カム（２３）に対して同じ方向に移動しうるようになっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のステアリングロック装置。
8. ステアリングコラムの回転を補助するモジュールであって、旋回力を前記ステアリングコラムに加える補助モータ（７０）を備え、かつ請求項１〜７のいずれか１項に記載のステアリングロック装置を備えていることを特徴とするモジュール。
9. 自動車のステアリングコラムと、請求項１〜７のいずれか１項に記載のステアリングロック装置とからなっていることを特徴とするアセンブリ。
10. 自動車のステアリングコラムと、請求項８に記載のステアリングコラム装置の回転を補助するモジュール（７０、８０）との複合アセンブリであって、前記ステアリングコラムは、ロック位置において、前記掛け金が係合するリングギア（５０）を備え、前記リングギア（５０）は、前記補助モータ（７０）から伝達されるステアリングコラム旋回力を受け取るようになっていることを特徴とする複合アセンブリ。

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