JP4583368B2 - 自動車のステアリングシャフトをロックする装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動モーターにより正逆回転でき回転位置ディテクターと一緒で機能するコントロール部材を使うことにより、ロック位置とフリー位置の間で前後運動が可能でありステアリングシャフトのロック用切り欠き部と一緒で機能するロックバーを使って、自動車のステアリングシャフトの回転をロックするための装置に関するものである。

自動車用ステアリングシャフトが回転しないようにするためのロックするような装置は、種々の構成が知られている。

自動車用ステアリングシャフトの回転をロックするこの種の公知の装置では、コイル圧縮バネによりステアリングシャフトのロック位置に向かって負荷を受けるロックバーと一緒で機能させるために偏心体を有しており、コントロール部材は電動モーターの後に配置した減速歯車の出力軸と回転しないように堅く接続している。ステアリングシャフトのロック位置またはステアリングシャフトのフリー位置にそれぞれ関連配置したコントロール部材の両方の回転位置は、二つの非接触スイッチまたは二つのマイクロスイッチを使って確認され、それとエレクトロニクスの制御回路に所属する減速歯車の出力歯車が一緒で機能し、その回路を使って電動モーター、ロック位置からフリー位置へのロックバーが設計どおりに動かないときに働くアラーム装置、自動車エンジンの点火装置やスターターを制御する。（米国特許第４ ６４３ ００９号）

自動車用ステアリングシャフトの回転をロックする言及する種類の別の公知の装置では、コントロール部材の回転軸に平行に延伸するロックバーを動かすために、コントロール部材が螺旋形状に走る外側ストロークカーブを有している。さらに、コントロール部材は、ステアリングシャフトとは反対のロックバー終端の後に、電動モーターの出力軸にあるウォームギアと噛み合う外歯を有している。１回転後にコントロール部材を止めるために、外歯の近くにストロークカーブとロックバーに対向した側で、コントロール部材が電気マイクロスイッチと一緒で機能する。（ドイツ特許公開第１００ ２２ ８３０号）。

自動車用ステアリングシャフトの回転をロックする最初に挙げた種類である別の公知である二つの装置では、コントロール部材は、コントロール部材の回転軸に同軸または平行に配置したロックバーを動かすために、螺旋状に走る内側または外側ストロークカーブ、および電動モーターの出力軸にあるウォームギアないし電動モーターの後に配置した平歯車が噛み合う外歯を備えている。外歯とコントロール部材の他端ないしコントロール部材の外側ストロークカーブの間でコントロール部材の回転軸の周りに、コントロール部材の種々の回転位置を検知するために、コントロール部材にある対応カムを使って作動させる電気マイクロスイッチないし電気的なスイッチ要素（スナップスイッチおよび／またはマイクロスイッチ）を配分している。（ドイツ特許公開第１０１ ３３ ４０８号）

米国特許第４ ６４３ ００９号 ドイツ特許公開第１００ ２２ ８３０号 ドイツ特許公開第１０１ ３３ ４０８号

本発明の課題は、できるだけコンパクトであり、それにより必要とするスペースが少ないことを特徴とする、最初に述べた種類の装置を提供することである。

本発明では、特許請求項１の特徴部分に記載の特徴により、この課題を解決する。本発明による利点ある装置の構成については、残りの特許請求項に記載している。

以下において、自動車のステアリングシャフトの回転をロックする本発明による装置の好ましい実施形態を、例示的に図を使って記述する。

自動車のステアリングシャフト１の回転をロックする図示の装置には、ステアリングシャフト１に固定したロックブッシュ４にある溝形状のロック用切り欠き部３と一緒で機能するロックバー２がある。ステアリングシャフト１とロックブッシュ４は、ロックバー２のための貫通開口部のついた再掲しない外装パイプにより囲まれている。

ロックバー２は四角の断面をしており、経路５に相当するケース６の断面内で軸方向に動けるように支持されている。経路５の幅広側の両側面７、８はそれぞれ、ステアリングシャフト１およびそれと同軸の外装パイプに共通の長手軸９に直角な面において延伸している。ケース６は、経路５から離れた側でカバー１０により閉じられた組立用開口部１１が設けられており、外装パイプに固定されている。

ロックバー２は、図１、２で分かるように、ステアリングシャフト１に対向した終端１２でロックブッシュ４の切り欠き部３で噛み合っておりステアリングシャフト１が回転できないロック位置、および図３、４で分かるように、ロックバー２の終端１２がロックブッシュ４のロック用切り欠き部３で噛み合わずステアリングシャフト１をフリーにすることによりステアリングシャフトが回転できるフリー位置の間を、前後運動することができる。

ロックバー２をフリー位置、そして反対方向でロック位置に軸方向移動するための役割をしているのは、正逆回転できる電動モーター１３を使って正逆回転可能な円形のコントロールディスク１４であり、そのディスクは一方の側面１５でロックバー２と、そして他方の側面１６で回転位置ディテクター１７と一緒で機能し、電動モーター１３で駆動するウォームギア１９が噛み合う外歯１８を有している。

コントロールディスク１４は、ロックバー２のケースカバー１０に対向した側で、ステアリングシャフト１から離れた位置にあるロックバー２の終端２０の近くに配置され、ケース６内でケース６の円筒状突起２１で回転できるように支持されており、その突起はコントロールディスク１４の中央にある軸受け穴２２と嵌合し、ロックバー２をガイドするケース６の経路５にある幅広側の両側面７、８と直角に延伸している。径の小さい円筒状突起２１にコントロールディスク１４が、ケースカバー１０の径の大きい円筒状突起２３により軸方向に固定されている。

ロックバー２に隣接するコントロールディスク１４の側面１５に、コントロールディスク１４の軸受け穴２２を中心として渦巻いておりステアリングシャフトから離れた終端２０でロックバー２から側方に突き出ている円筒状ピン２５に噛み合う螺旋溝２４を設けているので、ケースの突起２１が決めるコントロールディスク１４の回転軸を中心にラジアル方向にコントロールディスク１４が一方向または反対方向に回転する時に、ロックバー２は一方向または反対方向にアキシャル方向で動く。

コントロールディスク１４の外歯１８に噛み合うウォームギア１９は、電動モーター１３の出力軸２６に固定されている。電動モーター１３はケース６内でロックバー２の傍に配置されており、その出力軸２６はロックバー２の幅狭側の側面２７、２８に平行に延伸している。

コントロールディスク１４のロックバー２とは反対側にある側面１６に、前に突き出ている螺旋鍔２９を設けており、その鍔はコントロールディスク１４の軸受け穴２２を中心に渦巻いており、回転位置ディテクター１７と一緒で機能して、すなわち、ケース６内でケース突起２１に平行な軸３０の周りに揺動可能でバネの負荷を受けている２アームの揺動レバー３１を通じて電気スイッチ３２と一緒で機能して、ロックバー２のロック位置に相当するコントロールディスク１４の回転位置だけでなく、ロックバー２のフリー位置に相当するコントロールディスク１４の回転位置でもスイッチ３２を作動する。ロックバー２がフリー位置となると、別の電気スイッチ３３がロックバー２の側面にあるピン形状の突起３４により作動する。両方の電気スイッチ３２、３３は、ケース６内で固定されケースカバー１０に平行なラックプレート３５に配置されている。

ステアリングシャフト１の回転をロックする前述の装置の機能方法は、特に図２と４から明らかに分かる。

図２で示すロック位置から矢印Ａの方向で軸方向に、図４で示すフリー位置にロックバー２を移動するために、電動モーター１３のスイッチをいれると、その出力軸２６はウォームギア１９を通じてコントロールディスク１４を矢印Ｂの方向に回転し、ロックバー２のピン２５がコントロールディスク１４の螺旋溝２４内で、コントロールディスク１４の回転軸（軸受け穴２２）に近づくように移動する。そのときコントロールディスク１４の螺旋鍔２９が揺動レバー３１を、図２で示す位置から矢印Ｃの方向で図４に示す位置に揺動移動して、ケース６内でロックバー２に平行に動くことができるスライダー３６を通じて電気スイッチを遮断し、そしてロックバー２がそのフリー位置に達すると再び接続する。

図４で示すフリー位置から矢印Ｄの方向で軸方向に、図２のロック位置にロックバー２を移動するために、電動モーター１３のスイッチをいれると、その出力軸２６はウォームギア１９を通じてコントロールディスク１４を矢印Ｅの方向に回転し、ロックバー２のピン２５がコントロールディスク１４の螺旋溝２４内で、コントロールディスク１４の回転軸（軸受け穴２２）から離れるように移動する。そのときコントロールディスク１４の螺旋鍔２９が、揺動レバー３１を図４で示す位置から矢印Ｆの方向で図２に示す位置に揺動移動して、スライダー３６を通じて電気スイッチ３２を遮断し、そしてロックバー２がそのロック位置に達すると再び接続する。

両方のコンタクトスイッチ３２、３３を電気またはエレクトロニクスによる制御回路に接続し、それを使って例えば、電動モーター１４、ロック位置からフリー位置への設計どおりでないロックバー２の動きの時および／またはフリー位置からロック位置への設計どおりでないロックバー２の動きの時に働く光学的および／または音響的アラーム装置、ステアリングシャフト１の回転をロックする装置がついた自動車のエンジンの点火装置および／またはスターター、などを制御する。

図示し説明した実施形態を変化させることは充分に可能である。それで、コントロールディスク１４は必ずしもウォームギア１９を使って駆動する必要はなく、その代わりに電動モーター１３で駆動する小歯車を、相応して構成したコントロールディスク１４の外歯１８に噛み合わせることもある。またコントロールディスク１４に、ロックバー２と一緒で機能させるために螺旋溝２４の代わりに突き出た螺旋溝を、および／または回転位置ディテクター１７と一緒に機能させるために前に突き出た螺旋鍔２９の代わりに螺旋溝をもたせる、または全く異なる方法で一方の側１５でロックバー２と他方の側１６で回転位置ディテクター１７と一緒で機能させることもできる。回転位置ディテクター１７は、必ずしもロックバー２のロック位置とフリー位置に相当するコントロールディスク１４の両回転位置を検出する必要がなく、コントロールディスク１４のどれか一つの希望する回転位置またはいずれかの希望する回転位置を検出することもある。また、回転位置ディテクター１７を、別の形で構成、別の部品で構成することもあり、例えば一つまたは複数の電気コンタクトスイッチとくにマイクロスイッチの他に又は代わりに、一つまたは複数の位置センサーまたは無接点スイッチ（磁界センサー、とくにホールセンサー、フォトセンサーなど）で構成することもある。

特に図５、６で明らかに分かるように、外歯１８、および外歯１８の両側、すなわち、深い螺旋溝２４を設けたコントロールディスク１４の側面１５および突き出た螺旋鍔２９を設けた側面１６上で平坦でお互いに平行な表面３７、３８のあるコントロールディスク１４は比較的薄く、それにより図１〜４で示すように、ステアリングシャフト１の回転をロックする装置を、特に簡素にそして相応して小さいスペースの構成にできる。ロックバー２とラックプレート３５との間隔を非常に小さくでき、ケース６を相応して薄く保つことができる。

以上のようなコントロールディスク１４により、電動モーター１３をロックバー２の近くに配置することが可能になるので、コントロールディスク１４の外歯１８と噛み合うウォームギア１９のついた出力軸２６は、ロックバー２に平行に延伸し、それが、ケース６そしてそれにより図１〜４で示すステアリングシャフト１の回転をロックする装置を出来るだけ小さい寸法にすることに同様に好都合となる。

図２のＩ-Ｉ線に沿った長手方向断面で、ロックバーはロック位置にある状態を示す図である。 図１の矢印IIから見た遠視外観図で、ケース、ケースカバー、ラックプレートがなく、ステアリングシャフトもない状態を示す図である。 図１同じ長手方向断面で、ロックバーはフリー位置にある状態を示す図である。 図３の矢印IVから見た遠視外観図で、ケース、ケースカバー、ラックプレートがなく、ステアリングシャフトもない状態を示す図である。 螺旋溝を設けたコントロールディスク側面の遠視外観図である。 螺旋鍔を設けたコントロールディスク側面の遠視外観図である。

Claims (5)

1. 電動モーター（１３）により正逆回転でき回転位置ディテクター（１７）を作動するコントロール部材を使うことにより、ロック位置とフリー位置の間で前後運動が可能であり、且つステアリングシャフト（１）のロック用切り欠き部（３）と噛み合い又は噛み合い解除するロックバー（２）を使って、自動車のステアリングシャフト（１）の回転をロックするための装置において、
   前記コントロール部材は円形のコントロールディスク（１４）として形成され、コントロールディスク（１４）の一方の側（１５）にはロックバー（２）が配置され、コントロールディスク（１４）の他方の側（１６）には回転位置ディテクター（１７）が配置され、
   コントロールディスク（１４）は、ロックバー（２）に隣接する前記一方の側（１５）でロックバー（２）を作動し、且つ、回転位置ディテクター（１７）に隣接する前記他方の側（１６）で回転位置ディテクター（１７）を作動し、
   前記コントロールディスク（１４）が、回転位置ディテクター（１７）に隣接する側（１６）に、回転位置ディテクター（１７）を作動するためにコントロールディスク（１４）の回転軸（２１）の周りで渦巻いている螺旋鍔（２９）を有しており、
   前記螺旋鍔（２９）は、前記ロックバー（２）のロック位置に対応するコントロールディスクの回転位置及び前記ロックバー（２）のフリー位置に対応するコントロールディスクの回転位置において、前記螺旋鍔（２９）と前記回転位置ディテクター（１７）との間に配置された２アームの揺動レバー（３１）を介して、前記回転位置ディテクター（１７）を作動する、
   ことを特徴とする装置。
2. コントロールディスク（１４）に、電動モーター（１３）で駆動するウォームギア（１９）又は電動モータ（１３）で駆動する小歯車と噛み合わせるための外歯（１８）を設けていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. ロックバー（２）が、コントロールディスク（１４）の回転軸（２１）に対してラジアル方向に前後移動できることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. コントロールディスク（１４）に、電動モーター（１３）で駆動するウォームギア（１９）と噛み合わせるための外歯（１８）を設け、ロックバー（２）が、コントロールディスク（１４）の回転軸（２１）に対してラジアル方向に前後移動でき、電動モーター（１３）をロックバー（２）の近くに配置し、コントロールディスク（１４）の外歯（１８）に噛み合うウォームギア（１９）が、ロックバー（２）に平行に延伸する電動モーター（１３）の出力軸（２６）に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. コントロールディスク（１４）が、ロックバー（２）に隣接する側（１５）に、ロックバー（２）を作動するためにコントロールディスク（１４）の回転軸（２１）の周りで渦巻いている螺旋溝（２４）または螺旋鍔を有することを特徴とする請求項３または４に記載の装置。

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