JP3810327B2

JP3810327B2 - 操舵軸のロック装置

Info

Publication number: JP3810327B2
Application number: JP2002051529A
Authority: JP
Inventors: 茂孝金目; 教郎細見; 健一青田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2022-02-27
Also published as: FR2836435A1; US20030160413A1; FR2836435B1; DE10307472A1; US7127921B2; JP2003252175A; DE10307472B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の非使用時に操舵軸の回転をロックするロック装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車には駐車中における盗難の防止を目的として、操舵輪（ステアリングホイール）の回転を舵取機構に伝達するための操舵軸をロックするロック装置が装備されている。
【０００３】
図４は従来における操舵軸のロック装置の要部を示す断面図である。従来のロック装置は例えば、特開昭５７−１９１１４９号公報等にて開示されているように、操舵輪１００に連結してある操舵軸１０１を支持する上部軸ハウジング１０７の上部にエンジンキーのキーシリンダ１０９を固着しており、キーシリンダ１０９にはキーシリンダ１０９の動作により上部軸ハウジング１０７内へ進入するロックキー１０８を連結してある。また、ロックキー１０８が進入した場合に係合するキー溝１１０を、操舵軸１０１の周面に固着してあるカラー１１１に形成しており、ロックキー１０８及びキー溝１１０が係合した場合に操舵軸１０１の回転をロックする。
【０００４】
また、自動車には衝突等によって操舵輪１００に過大な外力が操舵軸１０１の軸方向に加わった場合に、外力の要因となった衝突の衝撃を和らげるための衝撃吸収機構も装備されている。
【０００５】
一般的な衝撃吸収機構は、上端に操舵輪１００を連結してあり、下端が開口した中空の上部軸１０２と、上部軸１０２に対して相対回転が不可能に、軸長方向への移動が可能に上端を上部軸１０２の下端に内嵌された下部軸１０３と、下部軸１０３の上部軸１０２に内嵌された部分の外周に備えられる周溝及び該周溝に対応して上部軸１０２に形成してある貫通穴に充填され、上部軸１０２及び下部軸１０３を軸長方向に拘束する合成樹脂材よりなるストッパ１０５と、上部軸１０２を回転可能に、軸長方向へ相対移動不可能に支持する上部軸ハウジング１０７と、下部軸１０３を回転可能に支持し、上部軸ハウジング１０７の下端に上端を内嵌された下部軸ハウジング１０６と、上部軸ハウジング１０７及び下部軸ハウジング１０６の嵌合部に介された筒状の衝撃エネルギー吸収体１０４とを備える。
【０００６】
このような構成により衝突等によって操舵輪１００に過大な外力が操舵軸１０１の軸長方向に加わった場合は、ストッパ１０５が上部軸１０２及び下部軸１０３の境界面において剪断され、上部軸１０２が下部軸１０３に対して軸長方向に相対移動可能な状態となる。これにより操舵輪１００に加わった外力は上部軸１０２、止め輪１１２及び上部軸ハウジング１０７を介して衝撃エネルギー吸収体１０４に伝達され、衝撃エネルギー吸収体１０４により外力のエネルギーを吸収しながら上部軸１０２及び上部軸ハウジング１０７が下部軸ハウジング１０６に対して予め設けたストロークの範囲内で下側へ移動し、外力の要因となった衝突の衝撃を吸収する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したロック装置及び衝撃吸収機構は電動パワーステアリング装置を備える車両にも採用されており、電動パワーステアリング装置は操舵補助用のモータを備え、モータの回転に従動する減速歯車機構の従動歯車を操舵軸の下部軸の中途に固着してあるものがある。
【０００８】
上述した電動パワーステアリング装置を備える車両においては従動歯車を操舵軸の下部軸の中途に固着してあるために、操舵補助用のモータ及び減速歯車機構を操舵軸の中途に配設していない車両に対して、衝撃吸収機構のストロークの通常以上の確保が難しく、更なる衝突安全性向上のためのストロークの増加の要求に応えることができない。
【０００９】
また、操舵輪に衝撃的な回転力を繰り返し加えることにより、ロックキー及びキー溝の側面を繰り返し衝突させ、キー溝を破損して操舵しようとしても、キー溝を破壊できない強度を確保する必要もある。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、操舵軸の下部軸の中途に歯車を固着してある場合に、衝撃吸収機構のストロークを従来より多く確保できる操舵軸のロック装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、操舵輪に衝撃的な回転力を繰り返し加えても係合部の側面が破損しない操舵軸のロック装置を提供することを目的とする。
【００１２】
さらに、電動により操舵軸のロックができる操舵軸のロック装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る操舵軸のロック装置は、操舵軸に従動側歯車を固着しており、前記操舵軸のハウジング内に進入するロック部と、該ロック部が進入した場合に前記ロック部の進入端と係合する係合部とを備え、前記ロック部及び係合部が係合した場合に前記操舵軸の回転をロックする操舵軸のロック装置において、前記係合部は、前記従動側歯車の環状の歯部の内側に嵌合された保持体の側面の外周近傍に、周方向に複数形成してあることを特徴とする。
【００１４】
第１発明においては、ロック部を減速歯車機構付近に配設できることから、エンジンキーのキーシリンダからロック機能関連部を削除できるので、エンジンキーのキーシリンダを小型化又は別位置、例えば、フロントパネルに配設できる。よって、衝撃吸収機構のストロークを拡大できる。
【００１５】
第２発明に係る操舵軸のロック装置は、前記係合部は前記ロック部の進入端が進入できる穴部であることを特徴とする。
【００１６】
第２発明においては、操舵軸の周面でなく、減速歯車機構の従動歯車の側面に係合部を形成してあることから、係合部の側面の肉厚が十分に確保できるので、操舵輪に衝撃的な回転力を繰り返し加えても係合部の側面が破損しない。
【００１７】
第３発明に係る操舵軸のロック装置は、前記ロック部は電動式アクチュエータに連結してあることを特徴とする。
【００１８】
第３発明においては、ロック部を減速歯車機構付近に配設することにより、エンジンキーのキーシリンダをフロントパネルに配設した場合でも、ロック部の進入を電気的に制御できることから、エンジンキーの操作に連動して操舵軸のロックができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る操舵軸のロック装置が操舵軸をロックしている状態における操舵軸のロック装置の要部を示す断面図、図２は図１のII−II線の要部を示す断面図である。
【００２０】
図において２は操舵軸を表し、操舵軸２は上部軸２０、筒部２０ａ、トーションバー２１及び下部軸２２により構成されている。上部軸２０の上端には操舵輪１を連結してある。上部軸２０の下端から所定長の部分は筒状としており、筒部２０ａの上端を内嵌してある。筒部２０ａにはトーションバー２１の上部を挿入しており、筒部２０ａ及びトーションバー２１の上端は上部軸２０の下端に同軸的にピン結合してある。下部軸２２は筒状をしており、トーションバー２１の下部は下部軸２２に挿入されている。トーションバー２１の下端は下部軸２２の下端に同軸的に連結してある。下部軸２２の上部は筒部２０ａの下部の外側に遊嵌しており、下部軸２２の下端は、図示していない車輪に繋がる舵取機構に連結してある。
【００２１】
筒部２０ａ及び下部軸２２の遊嵌位置付近にはトルクセンサ３を配設してある。トルクセンサ３は、上部軸２０及び下部軸２２の相対回転変位量によって操舵輪１に加わる操舵トルクを検出する。上部軸２０及び下部軸２２の相対回転変位は操舵トルクによりトーションバー２１が捩れることで発生する。トルクセンサ３が検出した操舵トルクに基づいて駆動される操舵補助用のモータ４の出力軸にはウォーム５１を連結しており、ウォーム５１に噛合するウォームホイール５２は下部軸２２に固着してある。筒部２０ａ、下部軸２２、トルクセンサ３及びウォームホイール５２は、ハウジング８内に収容されている。
【００２２】
ウォームホイール５２は、ウォーム５１に噛合する複数の歯を有する合成樹脂製、例えばナイロン樹脂製の環状の歯部５２ａと、歯部５２ａの内側に嵌合してある金属製の保持体５２ｂとを備え、保持体５２ｂの中心部に穿設してある貫通孔に下部軸２２を嵌合固定してある。保持体５２ｂの上側の側面の外周付近には、本発明に係るロック装置のロック部６ａが係合する係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．を複数形成してある。夫々の係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．は保持体５２ｂの側面の中心から放射状に形成した扇形状の穴である。
【００２３】
ロック部６ａは係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．に進入できる略四角断面形状の棒であり、ロック部６ａの一端部は電動式アクチュエータ６を構成するソレノイドの可動鉄心に連結してある。可動鉄心は電動式アクチュエータ６に内蔵された図示していないスプリングによりロック部６ａの一端部から他端部の方向に付勢されており、ソレノイドは通電することで可動鉄心をロック部６ａの他端部から一端部の方向へ磁着する。電動式アクチュエータ６はソレノイドの可動鉄心の動作方向が上下となるように、ロック部６ａの他端部を下側としてハウジング８にネジ６ｂ，６ｂによって固着してある。固着位置はロック部６ａが上から下へハウジング８内に進入した場合にロック部６ａの他端部が係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．のいずれか１つに進入できる位置としてある。ソレノイドへの通電又は通電の停止は適宜位置に配設してある制御部７が制御する。ソレノイドへの通電は所定の操作、例えば、エンジンキーのオン操作又は車両のエンジンキーに設けてあるワイヤレスのオートロックボタンを押すこと等により行い、ソレノイドへの通電の停止は所定の操作、例えば、エンジンキーのオフ操作又は車両のエンジンキーに設けてあるワイヤレスのオートロックボタンを再度押すこと等により行う。
【００２４】
本実施の形態では、ウォームホイール５２を合成樹脂製の歯部５２ａと、金属製の保持体５２ｂとにより構成されるものとしたが、これに限らず、全体が金属製のもの又は全体が合成樹脂製のものでもよい。また、係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．を複数で扇形状としたが、これに限らず、単数でも円形でもよい。また、係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．は穴としているが、これに限らず、突部でもよい。さらに、係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．は保持体５２ｂの上側の側面に備えたが、下側の側面に備えてもよい。
【００２５】
また、ロック部６ａを電動式アクチュエータ６のソレノイドの可動鉄心に連結してあるが、これに限らず、他のもの、例えばモータ及び歯車機構で構成されるものにロック部６ａを連結してもよい。
【００２６】
以上の構成の如く、ロック部６ａは電動式アクチュエータ６により進入可能としてあるので、制御部７が電動式アクチュエータ６のソレノイドへの通電を停止した場合は可動鉄心の上側への磁着が停止し、電動式アクチュエータ６のスプリングにより、可動鉄心に連結してあるロック部６ａをハウジング８内に進入させる。ロック部６ａがハウジング８内に進入することによりウォームホイール５２の側面に形成してある係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．のいずれか１つに進入して係合し、操舵軸２をロックする。ウォームホイール５２の回転位置により、係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．を形成していない部分の側面がロック部６ａの下側に位置した場合に、ロック部６ａをハウジング８内に進入させたときは、ロック部６ａは前記スプリングによりウォームホイール５２の側面に押し付けられた状態となる。この状態において操舵輪１を回転した場合は、ロック部６ａの下側に係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．のいずれか１つが位置したときに、ロック部６ａが係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．のいずれか１つに進入して係合し、操舵軸２をロックする。
【００２７】
図３は本発明に係る操舵軸のロック装置がロックを解除している状態の操舵軸のロック装置の要部を示す断面図である。
【００２８】
図において２は操舵軸を表し、操舵軸２のロック状態からロックを解除すべく、所定の操作、例えば、エンジンキーのオン操作又は車両のエンジンキーに設けてあるワイヤレスのオートロックボタンを押すこと等により制御部７が電動式アクチュエータ６のソレノイドに通電した場合は、電動式アクチュエータ６のスプリングが発生する付勢力に打ち勝って可動鉄心をソレノイドが上側へ磁着することにより、可動鉄心に連結してあるロック部６ａを後退させる。ロック部６ａが後退することによりロック部６ａ及び係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．の係合が解除され、操舵軸２のロックが解除される。
【００２９】
上述したように操舵軸のロック装置の係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．を、操舵軸２に固着してあるウォームホイール５２の側面に備え、ロック部６ａ及び電動式アクチュエータ６を、係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．に係合できる位置に配設することにより、エンジンキーのキーシリンダからロック機能関連部を削除できるので、エンジンキーのキーシリンダを小型化又は別位置、例えば、フロントパネルに配設できる。これにより、縮小又は削減できたキーシリンダの操舵軸の軸長方向の長さを衝撃吸収機構のストロークに反映し、拡大できる。衝撃吸収機構のストロークを拡大することにより、衝突等による衝撃によって上部軸ハウジングが衝撃エネルギー吸収体によって衝撃のエネルギーを吸収されながら移動する距離が長くなる。よって、従来より衝撃のエネルギーがより多く吸収される衝撃吸収機構を実現できる。
【００３０】
また、従来の操舵軸のロック装置の係合部は操舵軸の周面に備えるが、本発明に係る操舵軸のロック装置においては係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．をウォームホイール５２の側面に備える。よって、操舵輪１に衝撃的な回転力を繰り返し加えることによりロック部６ａが係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．の側面に繰り返し衝突しても、係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．の側面に十分な肉厚があるので、係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．の側面は破損しない。また、従来よりも操舵軸２の軸芯から離れた位置でロック部６ａ及び係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．を係合できるので、操舵輪１に加わる回転トルクを同一としても、従来より係合位置が軸心から離れた長さの分、ロック部６ａに作用する荷重が低くなる。このため、ロック部６ａの強度を従来より低くできることから、ロック部６ａを小型化できるので、ロック部６ａを連結して進入させるもの自体、例えば電動式アクチュエータ６も小型のものを使用できる。
【００３１】
さらに、係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．を数多く形成することにより、係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．を形成していない部分のウォームホイール５２の側面がロック部６ａの下側に位置してロックできずに操舵輪１を回転してロック部６ａ及び係合部５２ｃ，５２ｃ，．．．を係合する場合の操舵輪１の回転角を小さくできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように、第１発明に係る操舵軸のロック装置においては、ロック部を減速歯車機構付近に配設できることから、エンジンキーのキーシリンダからロック機能関連部を削除できるので、エンジンキーのキーシリンダを小型化又は別位置、例えば、フロントパネルに配設できる。よって、衝撃吸収機構のストロークを拡大できる。また、従来より操舵軸の軸芯から離れた位置でロック部及び係合部を係合できることから、ロック部及び該ロック部を進入させるものを従来より小型化できる操舵軸のロック装置を提供できる。
【００３３】
また、第２発明に係る操舵軸のロック装置においては、操舵軸の周面でなく、従動側歯車の側面に係合部を形成してあることから、係合部の側面の肉厚が十分に確保できるので、操舵輪に衝撃的な回転力を繰り返し加えても係合部の側面が破損しない操舵軸のロック装置を提供できる。
【００３４】
さらに、第３発明に係る操舵軸のロック装置においては、ロック部を減速歯車機構付近に配設することにより、エンジンキーのキーシリンダをフロントパネルに配設した場合でも、ロック部の進入を電気的に制御できることから、エンジンキーの操作に連動して操舵軸のロックができる操舵軸のロック装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る操舵軸のロック装置が操舵軸をロックしている状態の操舵軸のロック装置の要部を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線の要部を示す断面図である。
【図３】本発明に係る操舵軸のロック装置がロックを解除している状態の操舵軸のロック装置の要部を示す断面図である。
【図４】従来における操舵軸のロック装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
２操舵軸
６電動式アクチュエータ
６ａロック部
６ｂネジ
７制御部
８ハウジング
５２ウォームホイール（歯車）
５２ｃ係合部（穴部）

Claims

操舵軸に従動側歯車を固着しており、前記操舵軸のハウジング内に進入するロック部と、該ロック部が進入した場合に前記ロック部の進入端と係合する係合部とを備え、前記ロック部及び係合部が係合した場合に前記操舵軸の回転をロックする操舵軸のロック装置において、
前記係合部は、前記従動側歯車の環状の歯部の内側に嵌合された保持体の側面の外周近傍に、周方向に複数形成してあることを特徴とする操舵軸のロック装置。
前記係合部は前記ロック部の進入端が進入できる穴部であることを特徴とする請求項１記載の操舵軸のロック装置。
前記ロック部は電動式アクチュエータに連結してあることを特徴とする請求項１又は２に記載の操舵軸のロック装置。