JP2019026174A - ロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡易な構造のロック装置を提供する。【解決手段】ロック装置３０は、モータ３２の駆動により回転軸Ｏ４周りを周回する周回ピン４５と、当該周回ピン４５の回転軸Ｏ４周りの周回に伴い、ロック対象の変位を規制するロック位置とロック対象の変位を許容するアンロック位置との間で変位するロックストッパ３５を有するノックカム機構５０と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、ロック装置に関する。

従来、車両に採用されるロック装置が周知である。このようなロック装置は、ステアリングシャフトの回転を許容する状態と規制する状態とを切り替えたり、給電口に挿入されている給電プラグの引き抜きを許容する状態と規制する状態とを切り替えたり、給電口を閉塞しているリッドの開放状態へ移行を許容する状態と規制する状態とを切り替えたりする。

特許文献１のロック装置は、モータの回転をウォーム＆ホイールにより減速させたホイールの回転をロックピンのロック位置とアンロック位置との間の直線往復変位に変換する回動ピースを備える。回動ピースは、ホイールと一体回転するものであって、ホイールの回転方向に傾斜面（スロープ）を有する。そのスロープには、ロックピンに設けられる係止突起が挿入されている。これにより、回動ピースが回転すると、係止突起がスロープにより案内されて、ロックピンがロック位置とアンロック位置との間で直線往復変位する。

特許文献１のロック装置は、給電プラグの引き抜きを許容する状態と規制する状態とを切り替えるものである。このため、給電プラグの操作を通じて、ロック位置に位置するロックピンは、アンロック位置へ向かう方向へ押圧されることがある。

特許文献１のロック装置に採用される回動ピースは、ロックピンがアンロック位置へ向かう方向へ押圧される力を受けて回転しないように強度受け面を備える。

特開２０１４−１２０２２９号公報

上記説明したように、特許文献１のロック装置は、回転運動を往復直線運動に変換するとともに、ロックピンをロック位置に維持するために、回転ピース及びロックピンに採用される形状が複雑であり、製造や組み付けに時間を要していた。

本発明の目的は、より簡易な構造のロック装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、ロック装置は、モータの駆動により特定の回転軸周りを周回する周回部材と、前記周回部材の前記回転軸周りの周回に伴い、ロック対象の変位を規制するロック位置と前記ロック対象の変位を許容するアンロック位置との間で変位するロックストッパを有するノックカム機構と、を備えることを要旨とする。

この構成によれば、周回部材は、回転軸周りを周回することにより、ノックカム機構をノックすることが可能となる。ノックカム機構は、信頼性に優れ且つ簡易な構成である。したがって、この構成を採用すれば、従来のような汎用品ではないスロープ構造の構成を採用することなく、ロック対象のロックとアンロックとを切り替えることができる。すなわち、従来よりも簡易な構成で従来と同じ機能を発揮される。したがって、ロック装置の製造や組み付けにかかる工数も少ない。

上記構成において、前記モータのモータ軸と前記周回部材との間に介在される減速機構を備える。
この構成によれば、モータを小型化することができる。ひいては、ロック装置全体を小型化することができる。

本発明のロック装置は、より簡易な構造となり、製造や組み付けに要する時間が短縮されるという効果を有する。

車両に搭載されるロック装置の斜視図。 （ａ）はロック装置単体の斜視図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図。 ロック装置単体の斜視図。 アンロック状態におけるロック装置のモータ軸方向から見た側面図。 ロック状態におけるロック装置のモータ軸方向から見た側面図。

以下、給電プラグロック装置の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１に示すように、例えばプラグインハイブリッド車や電気自動車等のバッテリ搭載型の車両１は、外部の充電設備（住宅電源、充電スタンド等）からバッテリへの充電が許容されている。

具体的には、車体３の側部には、給電口４と、当該給電口４を開閉するリッド５が設けられている。給電口４には、充電設備から延びる給電プラグ６との接続が許容されるインレット７が設けられている。インレット７は、給電口４の内部の給電口フレーム８に凹設された穴部９内に配置されている。インレット７には、インレット７側の電気的な接続部１１が設けられている。

給電プラグ６は、ケーブル線１４と、ケーブル線１４の先端に配置された充電コネクタ１５とを備える。充電コネクタ１５の先端部には、インレット７との接続口となる筒状の接続部１６が設けられている。充電コネクタ１５をインレット７に接続するとき、接続部１６がインレット７の内部に挿し込まれる。充電コネクタ１５がインレット７に接続されたとき、接続部１６の内部に設けられた端子部（図示略）がインレット７の接続部１１と電気接続される。

給電プラグ６（充電コネクタ１５）は、充電コネクタ１５をインレット７に接続したときの抜け止めとなるロックアーム１７が設けられている。ロックアーム１７は、その先端部に設けられた係止爪１８と、ロックアーム１７を作動させるときに操作する操作部１９とを備える。ロックアーム１７は、充電コネクタ１５内の付勢部によって閉じ側に常時付勢されており、その付勢に抗して操作部１９を操作することで開き側に回動する。充電コネクタ１５は、インレット７に接続されたとき、ロックアーム１７の係止爪１８がインレット７の上部に設けられる係止部２０に係止されることにより、インレット７から抜け止めされる。

図２（ａ）及び図２（ｂ）、並びに図３に示すように、車体３には、インレット７に接続された給電プラグ６の操作部１９を操作しても給電プラグ６とインレット７との接続状態を維持するロック状態と、これら両者の接続状態の解消を許容するアンロック状態とを切り替える給電プラグ６のロック装置３０が設けられている。ロック装置３０は、インレット７の上方に設けられている。当該ロック装置３０は、インレット７と一体で車体３に取り付けられていてもよいし、インレット７とは別々に車体３に取り付けられていてもよい。

ロック装置３０は、ケース３１と、当該ケース３１の内部に設けられるモータ３２、及びロック機構３３を備える。
図２（ａ）及び図３に示すように、モータ３２は、そのモータ軸３２ａが車幅方向外側に向かって延びる態様でケース３１に固定されている。モータ３２は、当該モータ３２と隣接するようにケース３１に固定される基板３４に設けられる図示しないロック制御部により、その駆動が制御される。ロック制御部は、インレット７と給電プラグ６とが接続されて、その接続を示す信号を認識した場合、モータ３２を駆動させる。また、ロック制御部は、外部よりインレット７と給電プラグ６との接続を解除させる旨示す信号を認識した場合、モータ３２を駆動させる。本例において、モータ３２が駆動したときのモータ軸３２ａの回転方向は、図４及び図５における反時計方向の一方向である。なお、モータ３２の駆動時におけるモータ軸３２ａの回転方向は、反時計方向に限定されるものではなく、時計方向であってもよい。また、インレット７と給電プラグ６との接続に伴うモータ３２の駆動時と、外部よりインレット７と給電プラグ６との接続を解除させる旨示す信号の認識に伴うモータ３２の駆動時とで、モータ軸３２ａの回転方向が逆であってもよい。

なお、インレット７と給電プラグ６との接続を解除させる旨示す信号は、インレット７近傍、電子キー、或いは車体３の内部等に設けられるスイッチが操作されることにより生成される。

モータ３２の駆動に伴うモータ軸３２ａの回転運動は、ロック機構３３及びケース３１との協働によりロック機構３３の一部を構成するロックピン３５の直線運動に変換される。

これにより、ロックピン３５は、ケース３１の下部に設けられる円筒部３１ａより下側に突出するロック位置（図５参照）と、当該ロック位置と比較して円筒部３１ａからの突出長が短いアンロック位置（図４参照）との間で変位する。なお、図２（ｂ）に示すように、ロック位置に位置するロックピン３５は、インレット７と接続されている給電プラグ６のロックアーム１７と当接又は近接する。一方、アンロック位置に位置するロックピン３５は、ロックアーム１７が開き側へ回動したときに当該ロックピン３５と接触しない。すなわち、アンロック位置に位置するロックピン３５は、ロックアーム１７の開き側への回動を許容する。

続いて、ロック機構３３について詳述する。
図３、図４、及び図５に示すように、ロック機構３３は、第１ギヤ４１、第２ギヤ４２、第３ギヤ４３、第４ギヤ４４、周回ピン４５、受け部４６、及びノックカム機構５０を備える。ノックカム機構５０は、ロックピン３５を有するとともに受け部４６に連結されている。

第１ギヤ４１は、モータ軸３２ａに取り付けられるいわゆる平歯車である。なお、モータ３２は、そのモータ軸３２ａが車両幅方向外側に向かって延びる態様で、ケース３１に固定されている。

第２ギヤ４２は、第１ギヤ４１の車両前方側に設けられ、当該第１ギヤ４１と外接状態で噛合する平歯車である。第２ギヤ４２の回転軸Ｏ２は、モータ軸３２ａと平行に延びるように設定されている。

第３ギヤ４３は、第２ギヤ４２の車両幅方向内面に設けられ、第２ギヤ４２のピッチ円直径よりも小さなピッチ円直径を有する平歯車である。なお、第３ギヤ４３は、その回転軸が第２ギヤ４２の回転軸Ｏ２と一致するように設けられている。

第４ギヤ４４は、第２ギヤ４２の車両幅方向内側且つ第３ギヤ４３の車両前方側に設けられ、当該第３ギヤ４３と外接状態で噛合する平歯車である。第４ギヤ４４の回転軸Ｏ４は、モータ軸３２ａ及び第２ギヤ４２の回転軸Ｏ２と平行に延びるように設定されている。

なお、これら第２ギヤ４２、第３ギヤ４３、及び第４ギヤ４４は、それぞれとケース３１との間の図示しない軸支構造を通じて、ケース３１に対して相対回転可能とされている。

周回ピン４５は、第４ギヤ４４の車両幅方向内面に突設される円柱状の部材である。周回ピン４５は、第４ギヤ４４の回転軸Ｏ４上ではなく、回転軸Ｏ４から径方向外側にずれた位置に設けられている。第４ギヤ４４の回転軸Ｏ４は、車両幅方向に延びている。したがって、第４ギヤ４４が回転するとき、周回ピン４５は、回転軸Ｏ４周りを周回する。言い換えれば、第４ギヤ４４が回転軸Ｏ４を中心として回転するとき、周回ピン４５は、上下方向に変位する。

受け部４６は、車両前後方向の延びる受け板４６ａと、当該受け板４６ａの前後方向両端部が上方向に向かって折り曲げられてなる受け端部４６ｂと、受け板４６ａの前後方向中央部から下方に向かって延びる円柱４６ｃを備える。受け端部４６ｂ同士の距離は、周回ピン４５の周回直径よりも若干長く設定されている。

図３、図４、及び図５に示すように、ノックカム機構５０は、スレーブ５１、第１カム５２、第２カム５３、スプリング５４、及びロックピン３５を備える。ノックカム機構５０は、いわゆるノック式のボールペンに採用される周知のノックカム機構と同様の機械構成である。このため、構成について簡易的な説明に留める。

受け部４６は、その円柱４６ｃが第１カム５２の筒内を挿通し、第２カム５３の筒内に固定されている。これら第１カム５２及び第２カム５３は、ケース３１の円筒部３１ａに設けられるスレーブ５１の筒内に収容されている。スレーブ５１、第１カム５２、及び第２カム５３は、それぞれが周知のカム構造を有する。第２カム５３の下端部は、ロックピン３５と当接している。より正確には、ロックピン３５は、円柱部３５ａとその上部に連続するフランジ３５ｂとを有し、フランジ３５ｂの上部と第２カム５３の下端部とが当接している。なお、フランジ３５ｂの下端面と円筒部３１ａの下底部との間には、コイル状のスプリング５４が弾性圧縮状態で介在されている。なお、スプリング５４の内部には、ロックピン３５の円柱部３５ａが挿通されている。円柱部３５ａは、ケース３１の円筒部３１ａの下端部から下方に突出する。

ノックカム機構５０は、スレーブ５１、第１カム５２、第２カム５３、及びロックピン３５の各係合関係、並びにスプリング５４の弾性力により、受け部４６が下方へ変位するたびに、ロックピン３５の位置を、図４に示す円筒部３１ａから下方への突出長が短いアンロック位置と、図５に示す下方への突出長が長いロック位置との間で切り替える。

次に、ロック装置３０の動作及びその効果について説明する。
まず、ロック装置３０がアンロック状態にある場合について説明する。図４に示すように、ロック装置３０のアンロック状態とは、ロックピン３５がアンロック位置、円筒部３１ａから下方への突出長が短い位置にある状態を言う。

ロック装置３０がアンロック状態において、給電プラグ６とインレット７とが接続されてモータ３２が駆動すると、モータ軸３２ａが当該モータ軸３２ａを中心として図４中の反時計方向に回転する。これにより、モータ軸３２ａと一体回転する第１ギヤ４１と外接状態で噛合する第２ギヤ４２は、回転軸Ｏ２を中心に時計方向に回転する。また、第３ギヤ４３も回転軸Ｏ２を中心に時計方向に回転する。

すると、第３ギヤ４３に外接状態で噛合する第４ギヤ４４は、回転軸Ｏ４を中心に反時計方向に回転する。これにより、第４ギヤ４４の車両幅方向内面に突設されている周回ピン４５は、回転軸Ｏ４周りを反時計方向に周回する。この周回により、周回ピン４５は、図４に示す位置から一旦下方へ変位した後、上方へ変位し、元の位置まで復帰する。

この周回ピン４５の一連の上下動は、受け部４６を介してノックカム機構５０に伝達される。すなわち、周回ピン４５の上下動により、受け部４６は、下方へ変位する。これにより、ロックピン３５は、図４に示すアンロック位置から図５に示すロック位置へ変位する。

ロックピン３５がロック位置からアンロック位置へ向かう力を受けても、ロックピン３５の位置（ロック位置）が維持されることは、周知のノックカム機構より明らかである。すなわち、ロックピン３５の上方への変位が規制されるので、これ以上のロックアーム１７の開き方向への変位が規制される。したがって、ロックアーム１７の係止爪１８とインレット７の係止部２０との係止関係が解消されないので、給電プラグ６とインレット７との接続状態が維持される。

なお、外部よりインレット７と給電プラグ６との接続を解除させる旨示す信号を認識した場合、ロック装置３０は、ロック状態からアンロック状態へと移行する。この場合、モータ３２は、アンロック状態からロック状態へ移行する際と同様に、図５中の反時計方向にモータ軸３２ａを回転させる。これにより、周回ピン４５が上下動し、受け部４６を下方へ変位させることは言うまでもない。したがって、ロックピン３５は、図５に示すロック位置から図４に示すアンロック位置へ変位する。

これにより、操作部１９を操作すれば、ロックアーム１７の開き方向へ回動し、インレット７と給電プラグ６との接続を解除させることが可能となる。
以上説明したように、ロック装置３０は、回転軸Ｏ４周りを周回することに伴い上下動する周回ピン４５と、周知のノックカム機構５０という信頼性に優れ且つ簡易な構成とを採用することにより、回転運動を直線運動に変換してロックピン３５をアンロック位置とロック位置との間で変位させている。また、ノックカム機構５０は、ロックピン３５がロック位置からアンロック位置へ向かう力を受けても、ロックピン３５をロック位置に維持させることができる。

このように、本例のロック装置３０は、従来のような汎用品ではないスロープ構造の構成を採用することなく、ロックピン３５のロック位置からアンロック位置への変位を規制する状態とこれを許容する状態とを切り替えることができる。すなわち、ロック装置３０は、従来よりも簡易な構成で従来と同じ機能を発揮される。したがって、ロック装置の製造や組み付けにかかる工数も少ない。

また、本例のロック装置３０は、モータ３２の駆動に伴うモータ軸３２ａの回転を、第１ギヤ４１、第２ギヤ４２、第３ギヤ４３、及び第４ギヤ４４の各ギヤを介して減速させた後、周回ピン４５及び受け部４６を通じてノックカム機構５０に伝達させている。これにより、モータ３２をより小型化することができる。ひいては、ロック装置３０全体を小型化することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、ノックカム機構５０の構成は、図２〜図５の各図に示す形状のものに限らない。ノックカム機構であれば、適宜変更可能である。

・上記実施形態において、モータ３２の駆動に伴うモータ軸３２ａの回転は、第１ギヤ４１、第２ギヤ４２、第３ギヤ４３、及び第４ギヤ４４の各ギヤを介して減速させていたが、モータ軸３２ａに直接周回ピン４５に相当する周回部材を取り付けてもよい。

一方で、さらに減速比を大きなものとするために、よりギヤを多段化させてもよい。
・上記実施形態において、図４及び図５に示すように、１回のモータ３２の駆動により、周回ピン４５は、回転軸Ｏ４を中心としたときに１０時の位置から反時計方向に回り１０時の位置まで周回、正確には完全周回した。これに代えて、例えば、周回ピン４５が回転軸Ｏ４を中心とした１０時の位置から反時計方向に回り、２時の位置まで周回するいわゆる半周回するようにモータ３２が駆動してもよい。この場合、モータ３２は、次の駆動時に逆転する構成であればよい。

・上記実施形態において、周回ピン４５は、円柱状とされたが、特定の回転軸を周回してノックカム機構５０をノックする構成であれば、その形状は適宜変更可能である。
・上記実施形態において、ロック装置３０は、モータ３２をはじめとする構成を収容するケース３１を有していた。当該ケース３１は、外部環境からロック装置３０の各構成を保護していたが、一部構成が露出するように開口部を有していてもよい。

・上記実施形態において、ロック装置３０は、給電プラグ６のインレット７から許可無く抜けることを抑制するロック装置であったが、インレット７を閉塞したり開放したりするリッド５のロック装置として適用してもよいし、インレット７に限らず、車両１に設けられる開閉対象のロックとアンロックとを切り替えるロック装置として適用してもよい。車両１の開閉対象に限らず、車両１を操舵する際に操作されるステアリングのロックとアンロックとを切り替えるステアリングロック装置として適用してもよい。

Ｏ２…回転軸、Ｏ４…回転軸（特定の回転軸）、１…車両、３…車体、４…給電口、５…リッド、６…給電プラグ、７…インレット、８…給電口フレーム、９…穴部、１１…接続部、１４…ケーブル線、１５…充電コネクタ、１６…接続部、１７…ロックアーム、１８…係止爪、１９…操作部、２０…係止部、３０…ロック装置、３１…ケース、３１ａ…円筒部、３２…モータ、３２ａ…モータ軸、３３…ロック機構、３５…ロックピン、３５ａ…円柱部、３５ｂ…フランジ、４１…第１ギヤ、４２…第２ギヤ、４３…第３ギヤ、４４…第４ギヤ、４５…周回ピン（周回部材）、４６…受け部、５０…ノックカム機構、５１…スレーブ、５２…第１カム、５３…第２カム、５４…スプリング。

Claims (2)

1. モータの駆動により特定の回転軸周りを周回する周回部材と、
   前記周回部材の前記回転軸周りの周回に伴い、ロック対象の変位を規制するロック位置と前記ロック対象の変位を許容するアンロック位置との間で変位するロックストッパを有するノックカム機構と、を備えるロック装置。
2. 前記モータのモータ軸と前記周回部材との間に介在される減速機構を備える請求項１に記載のロック装置。