JP4857890B2 - ロック装置及びこれを備えた操舵装置 - Google Patents

Description

この発明は、固定部材に対する移動部材の移動を規制するロック状態と、固定部材に対する移動部材の移動を許容するロック解除状態とに切り替えることができるロック装置及びこれを備えた操舵装置に関する。

固定部材に対する移動部材の移動を規制するロック状態と、移動を許容するロック解除状態とに切り替えることができるロック装置を備えているものとして、例えば自動車におけるテレスコ機構を有した操舵装置がある。図１４に示しているように、この操舵装置では、ステアリングロッド１４５を支持しているコラム（移動部材）１４１が、車体側の固定ブラケット（固定部材）１４２に対して車体前後方向に移動自在とされている。そして、ロック装置１５０によって、コラム１４１を固定ブラケット１４２に対してロック状態とロック解除状態に切り替えることができる。

このようなロック装置１５０は、コラム１４１と固定ブラケット１４２とを車幅方向に貫通したシャフト１４３と、このシャフト１４３に固定された操作部としての操作レバー１４４とを有し、操作レバー１４４を回動操作することにより、コラム１４１側の接触部と固定ブラケット１４２側の接触部との間に締め付け力を作用させ、相互間に摩擦力を生じさせることによって、固定ブラケット１４２に対するコラム１４１の移動を規制するロック状態としている。そして、摩擦力のみでは締め付け力が不足する場合、両接触部にラック歯を形成し、これらを噛合させる構造が提案されている（特許文献１、特許文献２）。

特開２００１−５５１５１号公報 特開２００１−２３３２２２号公報

しかし、ラック歯を有する接触部を備えたロック装置において、コラムを移動させる際に、両ラック歯を引き離した状態としても、図１３に示しているように、コラム側のラック歯５１が固定ブラケット側のラック歯５２に対して傾くことで、ラック歯５１，５２の角部Ｊ同士が引っ掛かり、コラムの移動を妨げるおそれがある。このため、スムーズにコラムを移動させることができない場合が生じるという問題点を有している。

そこでこの発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、ラック歯が噛合することで移動部材を固定部材に対して固定することができるロック装置において、移動部材を移動させる際に、両ラック歯が引っ掛かることを防止でき、移動部材を安定して移動させることができるロック装置、及び、これを備えた操舵装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するためのこの発明のロック装置は、固定部材に対する移動部材の移動を規制するロック状態と、固定部材に対する移動部材の移動を許容するロック解除状態とに切り替えるロック装置において、片面にラック歯を形成した第一ラック部材と、これに噛合するラック歯を形成し前記第一ラック部材に対して接離可能に対向している第二ラック部材と、前記第二ラック部材と一体に動作する操作ブロックと、前記第一ラック部材と前記第二ラック部材とを接近させる方向に付勢して両部材のラック歯を噛合させる弾性部材と、前記ラック歯の形成面に直交する軸線回りに回動可能とされ前記操作ブロックを動作させるシャフトと、このシャフトを回動させる操作部と、を備え、前記第一ラック部材と前記第二ラック部材のいずれか一方が前記移動部材と一体移動し、他方が前記移動部材の移動方向について前記固定部材に対してロック状態とされ、前記操作ブロックは、前記シャフトの正方向の回動を当該操作ブロックが前記第一ラック部材から離れる方向の動作に変換させることで、前記弾性部材の付勢力に抗して前記第二ラック部材を前記第一ラック部材から離反させる方向変換手段と、前記シャフトの正方向の回動に連動させて前記操作ブロックを前記第二ラック部材と共に前記第一ラック部材に対して前記シャフトの軸線回りに所定角度回動させる回動手段とを有しているものである。

このロック装置によれば、弾性部材は、第一ラック部材と第二ラック部材と接近させる方向に付勢し両部材のラック歯を噛合させ、両部材が移動できない噛合状態とできる。これにより、第一ラック部材と第二ラック部材のいずれか一方と一体移動する移動部材は、固定部材に対して移動できないロック状態となる。
そして、シャフトをその軸線回りに正方向に回動させることで、操作ブロックの前記方向変換手段により、第二ラック部材を第一ラック部材から離反させることができる。これにより、両部材の両ラック歯の噛合を解くことができ、第一ラック部材と第二ラック部材のいずれか一方と一体移動する移動部材は、固定部材に対して移動可能なロック解除状態となる。
さらに、操作ブロックの前記回動手段により、シャフトをその軸線回りに正方向に回動させ、第二ラック部材を第一ラック部材に対して回動させることで、両ラック歯が相対的に回転した状態、つまり噛合できない状態（非噛合状態）が得られる。これにより、移動部材を移動させる際に、第一ラック部材と第二ラック部材との間において両ラック歯同士が引っ掛かることを防止でき、移動部材を安定して移動させることができる。

また、前記ロック装置において、前記操作ブロックは、前記第二ラック部材が前記第一ラック部材に対して所定角度回動した状態となる前記シャフトの非ロック位置から、当該シャフトを逆方向に回動させ、前記第一と第二ラック部材の両ラック歯同士が噛合する噛合状態となる前記シャフトのロック位置に戻す途中において、前記操作ブロックを前記第二ラック部材と共に前記第一ラック部材から離反させた状態に維持する位置保持手段を有しているのが好ましい。
これによれば、シャフトをその軸線回りに逆方向に回動させて非ロック位置からロック位置に戻す途中において、シャフトを回動させる前記操作部から操作する人が手を離しても、前記位置保持手段によって、第一ラック部材と第二ラック部材とを離反させた状態に維持して両ラック歯が噛合してしまうことを防ぐことができる。つまり、前記弾性部材の弾性力に抗するために、手動で操作部（シャフト）を持っておく必要がない。

また、このロック装置において、前記操作ブロックは、前記シャフトから突出するピンと内周面が接触する異形ガイド孔を有し、前記方向変換手段、前記回動手段、及び、前記位置保持手段は、前記異形ガイド孔の内周面の各部分で形成され、回動する前記シャフトの前記ピンが前記異形ガイド孔の前記各部分に接触することで、前記操作ブロックが動作するように構成してもよい。
これによれば、方向変換手段、回動手段、及び、位置保持手段による機能を異形ガイド孔により構成することができ、簡単な構成により複数の機能を操作ブロックは備えることができる。

また、前記ロック装置において、前記操作ブロックは、前記シャフトを逆方向に回動させ前記ロック位置にすることで前記噛合状態とさせる際に、前記第二ラック部材のラック歯を前記第一ラック部材に対して前記シャフトの軸線回りに回動させながら当該第一ラック部材のラック歯に噛み合わせるハーフロック防止手段を有しているのが好ましい。
これによれば、シャフトを逆方向に回動させロック位置にする際に、第二ラック部材のラック歯を第一ラック部材に対して、シャフトの軸線回りに回動させながら両ラック歯を噛合させる動作が行われる。これにより、第二ラック部材のラック歯を第一ラック部材のラック歯にねじり入れて噛み合わせる動作を可能とし、両ラック歯の山部と山部とが接触して両者が噛み合わない状態となることを防止できる。

またこのロック装置において、前記操作ブロックは、前記シャフトから突出するピンと内周面が接触する異形ガイド孔を有し、前記方向変換手段、前記回動手段、前記位置保持手段、及び、前記ハーフロック防止手段は、前記異形ガイド孔の内周面の各部分で形成され、回動する前記シャフトの前記ピンが前記異形ガイド孔の前記各部分に接触することで、前記操作ブロックが動作するように構成してもよい。
これによれば、方向変換手段、回動手段、位置保持手段、及び、ハーフロック防止手段による機能を異形ガイド孔により構成することができ、簡単な構成により複数の機能を操作ブロックは備えることができる。

また、前記ロック装置において、前記シャフトを、ロック位置と非ロック位置とうちの少なくとも一方の回動位置に止定する位置決め部材をさらに備えているのが好ましい。
これによれば、シャフトをロック位置と非ロック位置とのうちの少なくとも一方の回動位置に止定することが可能となり、シャフトの回動位置について誤操作を防止できる。

また、この発明の操舵装置は、車体側に固定される固定ブラケットと、ステアリングロッドを支持し前記固定ブラケットに対して移動自在とさているコラム、とを備え、前記固定ブラケットが前記固定部材とされ、前記コラムが前記移動部材とされ、前記ロック装置を備えたものである。
これによればロック装置において、第一ラック部材と第二ラック部材との間において両ラック歯が相対的に回転した状態、つまり噛合できない状態（非噛合状態）とすることによって、ステアリングロッドを支持しているコラムが、車体に固定された固定ブラケットに対して移動可能となるロック解除状態が得られる。そして、この非噛合状態では、コラムを移動させる際に、第一ラック部材と第二ラック部材との間において両ラック歯同士が引っ掛かることを防止でき、コラムを安定して移動させることができる。
また、第一ラック部材と第二ラック部材との間を噛合状態とすることによって、コラムの固定ブラケットに対する移動が規制されたロック状態を得ることができる。そして、この噛合状態では、両ラック歯が噛み合ってコラムを固定ブラケットに強固に固定できる。

この発明によれば、操作ブロックにより、第一ラック部材に対して離反した第二ラック部材を回動させ、両ラック歯が相対的に回転した位置となって噛合できない状態を得ることができるため、固定部材に対して移動部材を移動させる際に、第一ラック部材と第二ラック部材との両ラック歯同士が引っ掛かることを防止でき、移動部材を安定して移動させることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明のロック装置を備えた自動車の操舵装置の概略構成を示している図である。この操舵装置はテレスコ機構を備えたものであり、端部にステアリングホイール４０を取り付けたステアリングロッド４５を回転可能に支持しているコラム４１が、車体側に固定された固定ブラケット４２に対して車両前後方向に移動自在とされている。そして、ロック装置５０によって、固定ブラケット４２に対するコラム４１の移動を規制するロック状態と、固定ブラケット４２に対するコラム４１の移動を許容するロック解除状態とに切り替えることができる。なお、固定ブラケット４２はその取付板４７において車体側と固定される。図１の操舵装置は、図１４に示した従来のものと全体構造は同様であるが、ロック装置において異なる。

図２は、操舵装置に取り付けられたこの発明のロック装置の構成を説明する図である。この図は、ロック装置５０を図１の取付板４７側から見た図であり、その取付板４７を二点鎖線で示している。また、この図２において、右側がステアリングホイール４０側である。
このロック装置５０は、コラム４１と固定ブラケット４２とを車幅方向に貫通し軸線回りに回動可能なシャフト４３と、このシャフト４３の端部に固定され当該シャフト４３を回動させる操作部としての操作レバー４４と、コラム４１側に固定の第一ラック部材１と、固定ブラケット４２側に固定の第二ラック部材２と、第一ラック部材１に接離可能とされた第二ラック部材２を当該第一ラック部材１側へ接近させる方向に付勢する弾性部材４とを有している。このロック装置５０は、図２に示している状態で、第一ラック部材１とこれに対向する第二ラック部材２との間に、弾性部材４によって締め付け力を作用させ、コラム４１が固定ブラケット４２に対して移動できないロック状態となっている。

図６は図２のＶＩ−ＶＩ断面における図である。図２と図６において、第一ラック部材１は矩形の平板状部材とされており、その一面側がコラム４１の一部である取付部材４１ａと固定されており、他面側の全長にわたってラック歯１１を形成している。第二ラック部材２は円形の平板状部材とされており、その一面側の全長にわたって、第一ラック部材１のラック歯１１に噛み合うラック歯１２を形成している。これら両ラック歯１１，１２は、第一ラック部材１と第二ラック部材２のそれぞれにおいて、面に沿って一方向に凹凸が連続した波形として形成されている。また、第一ラック部材１のラック歯１１の全長（図６における左右方向の長さ）は、第二ラック部材２のラック歯１２の全長よりも長くされている。

図２において、第二ラック部材２の他面側に操作ブロック３が溶接などで固定されており、第二ラック部材２と操作ブロック３とは一体に動作することができるようになっている。
図２と図６に示しているように、第一ラック部材１及びコラム４１の取付部材４１ａには、軸方向に延びる長孔６が貫通形成されている。また、第二ラック部材２の中央部には円形の貫通孔７が形成されている。操作ブロック３は図８に示しているように、小径の内筒部材８と、これより大径の外筒部材９とを有する二重筒構造とされている。このうち外筒部材９が第二ラック部材２に固定されている。そして、図２において、前記長孔６、前記貫通孔７、及び、前記操作ブロック３を、シャフト４３が挿通している。

このシャフト４３は、コラム４１の他方側の取付部材４１ｂに形成された長孔６ａを挿通し、さらに、固定ブラケット４２の左右壁部材４２ａ，４２ｂに形成された孔を挿通し、固定ブラケット４２の外方まで直線的に延びている。シャフト４３の一端部には前記操作レバー４４が固定されており、他端部にはストッパ１３が固定されている。このストッパ１３と固定ブラケット４２の一方の壁部材４２ａとの間に、弾性圧縮変形した弾性部材（圧縮コイルバネ）１４が介在している。また、固定ブラケット４２の他方の壁部材４２ｂにはシャフト４３の回動位置を定める位置決め部材１０が固定されており、シャフト４３はこの位置決め部材１０に形成された貫通孔を挿通している。なお、シャフト４３の軸線は、第一と第二ラック部材１，２の歯形成面に対して直交している。

前記位置決め部材１０には谷部１０ａ，１０ｂが形成されており、シャフト４３から径方向外方へ突出した位置決めピン１５がこの谷部１０ａ，１０ｂの一方に係止している。前記ストッパ１３、弾性部材１４、位置決め部材１０、及び、位置決めピン１５により、シャフト４３は固定ブラケット４２に対して、その軸線方向について移動が制限されており、また、シャフト４３は固定ブラケット４２に軸線方向に直交する方向、つまり、コラム４１の軸方向について固定されている。
さらに、このシャフト４３に外嵌した状態となる第二ラック部材２及びこれに固定された操作ブロック３は、第一ラック部材１に対してシャフト４３の軸線方向に沿って接近又は離反することができるが、当該軸線方向に直交する方向について、固定ブラケット４２に固定された状態となる。

シャフト４３の中間部にはフランジ板１６が固定されており、フランジ板１６と前記操作ブロック３との間に弾性圧縮変形された弾性部材（圧縮コイルバネ）４が介在している。シャフト４３は、固定ブラケット４２に対して軸線方向の移動が制限されていることから、弾性部材４は、当該操作ブロック３を介して第二ラック部材２を第一ラック部材１に接近させる方向に付勢することができ、第一ラック部材１と第二ラック部材２との両ラック歯１１，１２を噛合状態とできる。これにより、第一ラック部材１を固定しているコラム４１は固定ブラケット４２に対して固定される（図２の状態）。

そして、シャフト４３は操作ブロック３をも挿通しており、シャフト４３から径方向に突出したコントロールピン１７と操作ブロック３とは接触している。これにより、シャフト４３の回動によってコントロールピン１７が操作ブロック３を押圧し、当該操作ブロック３を動作させることができる。後にその動作を詳しく説明するが、シャフト４３の回動によって操作ブロック３を動作させることで、この操作ブロック３に固定した第二ラック部材２は移動でき、例えば、前記弾性部材４の弾性力に抗して第二ラック部材２を第一ラック部材１から離反させ、さらに、第二ラック部材２を第一ラック部材１に対して回転させ、両ラック歯１１，１２が噛み合わない非噛合状態を得ることができる（図４の状態）。

また、前記位置決め部材１０について説明すると、その操作レバー４４側の面には、二つの谷部１０ａ，１０ｂとこれらの間の一つの山部を有する凹凸面が、１８０°の位相差をもって二組形成されている。谷部１０ａから山部、この山部から谷部１０ｂはそれぞれ滑らかな傾斜面で連続しており、前記弾性部材１４による軸線方向の弾性力がシャフト４３に作用することで、このシャフト４３から径方向外方へ突出した位置決めピン１５は、斜面を滑り、谷部１０ａ，１０ｂのうちのいずれか一方に自動的に止定される。
そして、前記位置決めピン１５が一つの前記谷部１０ａに係止された状態（図２の状態）で、シャフト４３は、第一ラック部材１と第二ラック部材２とが前記噛合状態となるロック位置に位置固定される。また、操作レバー４４によってシャフト４３を９０°回動させることによって、前記弾性部材１４の弾性力に抗して前記位置決めピン１５が山部を乗り越え、他の谷部１０ｂに係止された状態（図４の状態）となり、この状態で、シャフト４３は、第一ラック部材１と第二ラック部材２とが前記非噛合状態となる非ロック位置に位置固定される。このように、位置決め部材１０は、シャフト４３の回動位置を定めることができる。
この位置決め部材１０により、シャフト４３をロック位置又は非ロック位置に止定することが可能となり、シャフト４３の回動位置について誤操作を防止できる。

次に、操作ブロック３の構造について説明する。図９（ａ）は、操作ブロック３を構成する小径の内筒部材８を展開した図であり、図９（ｂ）は大径の外筒部材９を展開した図である。
図８と図９において、内筒部材８には１８０°離れて第一、第二の孔１８ａ，１８ｂが形成されている。第一の孔１８ａは、隅部がアール形状とされた略矩形とされ、かつ、その一辺に孔中央に向かって突出したカム部２１を有している異形状とされている。第二の孔１８ｂは隅部がアール形状とされた略矩形とされている（図９（ａ）参照）。
外筒部材９には１８０°離れて第三、第四の孔１９ａ，１９ｂが形成されている。第三の孔１９ａは、隅部がアール形状とされた略矩形とされている。第四の孔１９ｂは凹凸部のある異形状とされている（図９（ｂ）参照）。

第一の孔１８ａにおいて、弾性部材４側（図２参照）の辺から第二ラック部材２側へ突出している台形のカム部２１が形成されている。このカム部２１は、シャフト４３の軸線に直交する面に沿った頂部３２と、傾斜した斜辺部３１とを有している。
第四の孔１９ｂにおいて、弾性部材４側（図２参照）の隅部から順に、コントロールピン１７ｂが嵌合する円弧形状の第一凹部２６、第二ラック部材２側へ突出している突起部２７、第二ラック部材２側へ傾斜している傾斜部２８、コントロールピン１７ｂが嵌合する半円形状の第二凹部２９、そして、傾斜部２８に対向した辺が介在して凹形状の曲線部３０が形成され、この曲線部３０は前記第一凹部２６と滑らかに連続している。

また、内筒部材８には内ピン２３が径方向外方へ突出して形成されており、このピン内２３を挿通させる長孔２４及び外ピン２５が外筒部材９に形成されている。内ピン２３と外ピン２５との間には弾性部材２２（図８）が介在しており、内ピン２３は外筒部材９の長孔２４にガイドされ、内筒部材８と外筒部材９とは前記弾性部材２２に抗して相対的に回動できる。なお、内筒部材８は外筒部材９に対して軸線方向について拘束された状態とされており、内筒部材８と外筒部材９とは軸線方向について一体的に移動する。

また、図８において、前記シャフト４３には１８０°離れて第一のコントロールピン１７ａと第二のコントロールピン１７ｂとが固定されている。そして、内筒部材８及び外筒部材９からなる二重筒構造の操作ブロック３において、第一の孔１８ａと第三の孔１９ａとを第一のコントロールピン１７ａが挿通し、第二の孔１８ｂと第四の孔１９ｂとを第二のコントロールピン１７ｂが挿通した状態にある。これにより、シャフト４３をその軸線回りに回動させることで、第一と第二のコントロールピン１７ａ，１７ｂのそれぞれが、第一から第四の孔１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂにおける各部分に接触し、内筒部材８及び外筒部材９を動作させることができる。そして、外筒部材９は第二ラック部材２と固定されており、外筒部材９が動作することによって第二ラック部材２も一体として動作することができる。

シャフト４３の回動による内筒部材８及び外筒部材９の動作について説明する。
図１０は、内筒部材８及び外筒部材９、これらに接触する第一と第二のコントロールピン１７ａ，１７ｂの動作を説明するものであり、内筒部材８及び外筒部材９について展開した状態での説明図である。なお、この図は径方向外側から外筒部材９を見た図である。つまり、図１０では外筒部材９の裏に内筒部材８が隠れた状態である。
図１０の（ａ）の状態は図２及び図３の状態に対応している。なお、図３は図２のロック装置５０を反対側から見た断面図である。この状態では、第一ラック部材１と第二ラック部材２との両ラック歯１１，１２が噛合状態にある。つまり、操作レバー４４がロック位置とされ、コラム４１が固定ブラケット４２に固定されたロック状態である。なお、図１０（ａ）に示している仮想の基準線Ｌと操作ブロック３（外筒部材９）との間の隙間ｇ１は、第一ラック部材１と第二ラック部材２との噛合状態にある両ラック歯１１，１２の隙間（図７（ａ）参照）に対応している。

この状態では、第二のコントロールピン１７ｂは、第四の孔１９ｂの第一凹部２６に嵌合している。また、第一凹部２６の端部に前記突起部２７が形成されており、この第四の孔１９ｂにおける第一凹部２６及び突起部２７は、第二のコントロールピン１７ｂを第一凹部２６内に位置保持させるレバー保持手段として機能している。
また、外筒部材９に固定された第二ラック部材２は第一ラック部材１と両ラック歯１１，１２において噛合状態にあるため（図２と図３参照）、外筒部材９はシャフト４３の軸線回りの回動できない状態にある。この状態からシャフト４３を正方向（矢印ｒ０方向）に回動させることで、図１０（ｂ）に示しているように、第二のコントロールピン１７ｂは外筒部材９に対して周方向に回動移動し、この第二のコントロールピン１７ｂは前記突起部２７を乗り越え、第四の孔１９ｂの傾斜部２８に沿って移動する。

第二のコントロールピン１７ｂが傾斜部２８に沿って移動することで、外筒部材９（操作ブロック３）は第一ラック部材１から離れる軸線方向に移動する。これにより、外筒部材９と固定の第二ラック部材２は前記弾性部材４の弾性力に抗して第一ラック部材１から離れる動作をし、前記隙間ｇ１は大きくなり隙間ｇ２となり、この隙間は徐々に大きくなる。
つまり、前記傾斜部２８は、シャフト４３の正方向の回動を外筒部材９（操作ブロック３）が第一ラック部材１から離れる方向の動作に変換する方向変換手段として機能し、第二ラック部材２を第一ラック部材１から離反させることができる。
なお、前記正方向の回動は、操作レバー４４側から操作ブロック３方向をシャフト４３の軸線方向に見て反時計回りに行われる回動としている。

この際、図１０（ｂ）に示しているように、第一のコントロールピン１７ａは、内筒部材８に形成されているカム部２１の斜辺部３１と接触し、このカム部２１を押し、内筒部材８は弾性部材２２（図８参照）の弾性力に抗して外筒部材９に対して回動する。

そして、第二のコントロールピン１７ｂが傾斜部２８に沿って移動し、図１０（ｃ）から（ｄ）に示しているように、第二凹部２９に到達することで、第一ラック部材１と第二ラック部材２とは離反して両ラック歯１１，１２の噛合が解けた状態となる。この状態では、仮想の基準線Ｌと操作ブロック３との間は最大の隙間ｇ４となる。また、図１０（ａ）から（ｄ）までは、外筒部材９は回動方向について位置変化せず初期位置のままにある。

第二凹部２９に到達した第二のコントロールピン１７ｂは、シャフト４３をさらに所定角度だけ回動させることで、第二凹部２９を押圧し、図１０（ｅ）に示しているように、外筒部材９を、回動方向についての前記初期位置から、所定の回動移動量Ｒ１だけ回動させる。また、この回動は前記弾性部材４のねじり弾性力に抗して行われる。これにより、外筒部材９は第二ラック部材２と共に、噛合が解けている第一ラック部材１に対して前記回動移動量Ｒ１だけ回動した状態となる。この状態では、第一ラック部材１のラック歯１１と第二ラック部材２のラック歯１２とは、シャフト４３の軸線を中心として位相が異なった状態（図１２（ｂ）参照）となり、たとえ第二ラック部材２が第一ラック部材１に接近したり、第二ラック部材２が第一ラック部材１側へ傾いたりしても、両ラック歯１１，１２同士が従来のように角部において引っ掛かることを阻止できる。

このように前記第二凹部２９は、シャフト４３の正方向の回動に連動させて外筒部材９を第二ラック部材２と共に第一ラック部材１に対して所定角度回動させることができる回動手段として機能し、第一ラック部材１と第二ラック部材２との両ラック歯１１，１２を非噛合状態に維持することができる（図１２（ｂ）参照）。

また、この状態では、図４と図５に示しているように、位置決め部材１０の谷部１０ｂにシャフト４３から突出した位置決めピン１５が係止した状態とされており、シャフト４３は非ロック位置に保持されており、この状態が維持されている。つまり、第一ラック部材１のラック歯１１と第二ラック部材２のラック歯１２とはシャフト４３の軸線を中心として位相が異なった状態のままとされている。
これにより、第一ラック部材１は第二ラック部材２に対して前記長孔６によって移動自在となり、第一ラック部材１に固定されたコラム４１が、固定ブラケット４２に対して移動可能とされたロック解除状態となるとともに、コラム４１を移動させる際に、第一ラック部材１と第二ラック部材２との間でラック歯１１，１２が引っ掛かることを防止でき、コラム４１を安定して移動させることができる。

なお、第二ラック部材２の第一ラック部材１に対する回動角度θ（図１２（ｂ）参照）、つまり前記回動移動量Ｒ１に相当する回動角度θは、第二ラック部材２のラック歯１２における一条の歯が、第一ラック部材１のラック歯１１における隣り合う二条の歯に跨って存在できる角度とされており、例えばθ＝８°〜１５°程度とすることができる。

そして、このロック解除状態で、固定ブラケット４２に対してコラム４１を移動させ、所望の位置においてコラム４１を固定ブラケット４２に固定させるロック動作を、このロック装置５０で行う。
図１１がこのロック動作を説明する図である。なお、図１１（ｅ）は図１０（ｅ）と同じ状態である。なお、第二コントロールピン１７ｂが第二凹部２９に達すると、第一のコントロールピン１７ａと内筒部材８のカム部２１とは離れた状態となり、弾性部材２２（図８）の弾性復元力によって内筒部材８は回りに回動し、外筒部材９に対してもとの位置に戻る。

図４と図５の状態から、操作レバー４４を操作し、非ロック位置にあるシャフト４３を時計回り（矢印ｒ１方向）に回動させると第一のコントロールピン１７ａが回動し、弾性部材４の回転方向の弾性復元力によって、図１１（ｅ）の状態から、外筒部材９は回動移動量Ｒ１について戻る方向に回動し、当該外筒部材９は回動方向の前記初期位置に戻る。この初期位置では、第一ラック部材１と第二ラック部材２とは離れた状態（隙間ｇ４）であるが、両部材１，２はシャフト４３の軸線を中心とした位相が同じ状態（図１２（ａ）の状態）に戻り、両ラック歯１１，１２は噛合可能となる相対角度位置にある。い１１，１２において説明ルピン１７ａは前記カム部２１の斜面

さらに、シャフト４３の回動を続けると、図１１の（ｆ）に示しているように、第一のコントロールピン１７ａは内筒部材８側に形成された第一の孔１８ａのカム部２１の頂部３２に接触した状態でスライド移動する。これにより、反対側にある第二のントロールピン１７ｂは傾斜部２８から離れた状態が維持される。この状態は、第一のコントロールピン１７ａがカム部２１の頂部３２に接触している範囲について、つまり、当該頂部３２の長さに対応した距離を第一のコントロールピン１７ａが移動するまで（図１１（ｇ）まで）維持される。この状態では、仮想の基準線Ｌと外筒部材９（操作ブロック３）との間は最大である前記隙間ｇ４が保たれた状態にある。

すなわち、前記カム部２１は、第一ラック部材１と第二ラック部材２とが非噛合状態であるシャフト４３の非ロック位置（図４と図５の状態）から、当該シャフト４３を時計回り方向に回動させ、第一ラック部材１と第二ラック部材２とを両ラック歯１１，１２において噛合状態とさせるシャフト４３のロック位置（図２と図３）に戻す途中において、操作ブロック３を第二ラック部材２と共に第一ラック部材１から離反させた状態に維持する位置保持手段として機能している。これにより、シャフト４３を非ロック位置からロック位置に戻す途中において、第一ラック部材１と第二ラック部材２との両ラック歯１１，１２は離反した状態にあり、両者が噛合することを防ぐことができる。

そして、操作レバー４４及びシャフト４３を時計回りに回動させてロック位置とする手前で、第二のコントロールピン１７ｂは、第四の孔１９ｂに凹形に形成されている曲線部３０に接触する。そして、操作レバー４４及びシャフト４３をロック位置まで回動させる際に、次の動作が行われる。

シャフト４３をロック位置まで回動させることで、図１１（ｇ）から（ｉ）のように、第二のコントロールピン１７ｂが前記曲線部３０を押圧し、回動方向についての前記初期位置にあった外筒部材９を時計回りに僅かに回動させ、第二ラック部材２を第一ラック部材１に対して最大として回動移動量Ｒ２だけ回動させた状態を得ている。これと共に、図１１（ｇ）において仮想の基準線Ｌとの間で最大の隙間ｇ４が保たれた状態にあった操作ブロック３は、図１１（ｈ）から（ｉ）のように、第一のコントロールピン１７ａが前記カム部２１の頂部３２と外れで斜辺部３１と接触することで、前記弾性部材４の弾性力によって操作ブロック３は第一ラック部材１に接近する方向へ移動し、仮想の基準線Ｌとの間の隙間が小さくされ（隙間ｇ５）、最終的に、第一ラック部材１と第二ラック部材２との噛合状態にある両ラック歯１１，１２の隙間（ｇ１）となる。

つまり、シャフト４３を時計回りに回動させロック位置にすることで第一ラック部材１と第二ラック部材２とを噛合状態とさせる際に、前記曲線部３０は、第二ラック部材２のラック歯１２を第一ラック部材１に対して（回動移動量Ｒ２を最大として）回動させながら当該第一ラック部材１のラック歯１１に噛み合わせる動作を行う。この動作によれば、第二ラック部材２のラック歯１２を第一ラック部材１のラック歯１１にねじり入れて噛み合わせる動作が可能となり、両ラック歯１１，１２の山部と山部とが接触して両者が噛み合わない状態となる、いわゆるハーフロックを防止できる。このように曲線部３０においてはハーフロック防止手段としての機能を有している。

そして、シャフト４３をロック位置（図２と図３）とすると、位置決め部材１０の谷部１０ａにシャフト４３から突出した位置決めピン１５が係止するによって、この状態は保持される。
また、この状態では図１１（ｉ）に示しているように、第二のコントロールピン１７ｂは第一凹部２６内にあり、突起部２７は当該第二のコントロールピン１７ｂの位置を保持している（レバー保持手段）。なお、この図１１（ｉ）は図１０（ａ）の状態と同じである。

以上のように図１０と図１１において、内筒部材８における第一の孔１８ａ及び外筒部材９における第三の孔１９ｂはそれぞれ、内周に凹凸部などを有した異形ガイド孔とされており、この異形ガイド孔の内周面にシャフト４３から突出した第一と第二のコントロールピン１７ａ，１７ｂが接触する。そして、回動するシャフト４３の第一と第二のコントロールピン１７ａ，１７ｂが、前記異形ガイド孔の各部分に接触することで、操作ブロック３は第二ラック部材２を一体として様々な動作を行う。

すなわち、操作ブロック３は、第一の孔１８ａ及び第三の孔１９ｂにより、外筒部材９に固定された第二ラック部材２を各種動作させる機能を有しており、具体的には前記のとおりである。このように、第三の孔１９ｂにおいて、第一の凹部２６と突起部２７とによるレバー保持手段、前記傾斜部２８による方向変換手段としての機能、及び、前記第二の凹部２９による回動手段、並びに、第一の孔１８ａにおいて、前記カム部２１による位置保持手段、及び、前記曲線部３０によるハーフロック防止手段としての機能を、操作ブロック３は備えている。
これらレバー保持手段、方向変換手段、回動手段、位置保持手段、及び、ハーフロック防止手段が、異形ガイド孔とされた第一の孔１８ａ及び第三の孔１９ｂのそれぞれの内周面の各部分で形成されていることにより、操作ブロック３は簡単な構成により複数の機能を備えたものとなる。

以上の構成を備えたロック装置よれば、操作レバー４４の操作によってシャフト４３をロック位置（図２と図３の状態）とすることで、弾性部材４が、第一ラック部材１と第二ラック部材２と接近させる方向に付勢し両部材１，２のラック歯１１，１２を噛合させ、両部材１，２が移動できない状態とできる。これにより、コラム４１に固定の第一ラック部材１と、固定ブラケット４２に対してシャフト４３の軸線方向に直交する方向について固定とされた第二ラック部材２との両ラック歯１１，１２が噛合状態（図７（ａ））にあることで、コラム４１は、固定ブラケット４２に対して移動できないロック状態となる。

そして、操作レバー４４の操作によってシャフト４３を非ロック位置（図４と図５の状態）とすることで、両ラック歯１１，１２との噛合が解け、さらに、両ラック歯１１，１２が所定角度で回動した非噛合状態となり、第一ラック部材１及びコラム４１の長孔６がシャフト４３にガイドされて、第一ラック部材１及びコラム４１は、長孔６の長手方向に沿って移動することができる。

以上のロック装置を備えた車両用の操舵装置によれば、ロック装置において、操作レバー４４の操作によってシャフト４３を回動させ、第一ラック部材１と第二ラック部材２との間を非噛合状態とすることによって、ステアリングロッド４５を支持しているコラム４１が、車体に固定された固定ブラケット４２に対して移動可能となるロック解除状態が得られる。また、操作レバー４４の操作によってシャフトを逆に回動させ、第一ラック部材１と第二ラック部材２との間を噛合状態とすることによって、コラム４１が固定ブラケット４２に対して移動が規制されたロック状態が得られる。

そして、前記非噛合状態では、コラム４１を移動させる際に、第一ラック部材１と第二ラック部材２との間において両ラック歯１１，１２同士は相互離れた状態で、所定の回動角度を有して位相が異なった状態（図１２（ｂ））とされているため、両ラック歯１１，１２同士が従来のように角部で引っ掛かることを防止できる。これにより、コラム４１を安定して移動させることができる。以上のように、コラム４１を長孔６の範囲内で前後変位させることで、テレスコピック調整が可能となる。そしてロック装置において両ラック歯１１，１２を噛合状態とすれば、両ラック歯１１，１２が噛合してコラム４１を固定フランジ４２に強固に固定できる。

また、本発明のロック装置は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良く、前記の実施の形態ではテレスコ機構におけるロック装置として説明したが、チルト機構におけるロック装置とすることもできる。この場合、図２において、例えば、第一ラック部材１と第二ラック部材２とにおけるラック歯１１，１２の歯の長手方向の向きを９０°変更し、さらに、長孔６の長手方向を９０°変更したものを形成すればよい。

この発明のロック装置を備えた自動車の操舵装置の概略構成を示している図である。 操舵装置に取り付けられたロック装置の構成を説明する図であり、噛合状態の図である。 図２のロック装置を反対側から見た断面図である。 操舵装置に取り付けられたロック装置を説明する図であり、非噛合状態の図である。 図４のロック装置を反対側から見た断面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ断面における図である。 第一ラック部材と第二ラック部材の両ラック歯における噛合を説明する図である。 操作ブロックにおける断面図である。 操作ブロックを構成する小径の内筒部材及び大径の外筒部材をそれぞれ展開した図である。 ロック解除動作について、内筒部材と外筒部材、及び、これらに接触する第一と第二のコントロールピンを説明するものであり、展開した状態の説明図である。 ロック動作について、内筒部材と外筒部材、及び、これらに接触する第一と第二のコントロールピンを説明するものであり、展開した状態の説明図である。 ロック装置の機能を説明する図であり、第一ラック部材と第二ラック部材との位置関係を示す図である。 従来技術の課題を説明する説明図である。 従来のロック装置を備えた自動車の操舵装置の概略構成を示している図である。

符号の説明

１ 第一ラック部材
２ 第二ラック部材
３ 操作ブロック
４ 弾性部材
６ 長孔
８ 内筒部材
９ 外筒部材
１０ 位置決め部材
１１ ラック歯
１２ ラック歯
１７ａ，１７ｂ コントロールピン
４１ コラム（移動部材）
４２ 固定ブラケット（固定部材）
４３ シャフト
４４ 操作レバー（操作部）
４５ ステアリングロッド
５０ ロック装置

Claims (7)

1. 固定部材に対する移動部材の移動を規制するロック状態と、固定部材に対する移動部材の移動を許容するロック解除状態とに切り替えるロック装置において、
   片面にラック歯を形成した第一ラック部材と、これに噛合するラック歯を形成し前記第一ラック部材に対して接離可能に対向している第二ラック部材と、前記第二ラック部材と一体に動作する操作ブロックと、前記第一ラック部材と前記第二ラック部材とを接近させる方向に付勢して両部材のラック歯を噛合させる弾性部材と、前記ラック歯の形成面に直交する軸線回りに回動可能とされ前記操作ブロックを動作させるシャフトと、このシャフトを回動させる操作部と、を備え、前記第一ラック部材と前記第二ラック部材のいずれか一方が前記移動部材と一体移動し、他方が前記移動部材の移動方向について前記固定部材に対してロック状態とされ、
   前記操作ブロックは、前記シャフトの正方向の回動を当該操作ブロックが前記第一ラック部材から離れる方向の動作に変換させることで、前記弾性部材の付勢力に抗して前記第二ラック部材を前記第一ラック部材から離反させる方向変換手段と、前記シャフトの正方向の回動に連動させて前記操作ブロックを前記第二ラック部材と共に前記第一ラック部材に対して前記シャフトの軸線回りに所定角度回動させる回動手段と、を有していることを特徴とするロック装置。
2. 前記操作ブロックは、前記第二ラック部材が前記第一ラック部材に対して所定角度回動した状態となる前記シャフトの非ロック位置から、当該シャフトを逆方向に回動させ、前記第一と第二ラック部材の両ラック歯同士が噛合する噛合状態となる前記シャフトのロック位置に戻す途中において、前記操作ブロックを前記第二ラック部材と共に前記第一ラック部材から離反させた状態に維持する位置保持手段を有している請求項１に記載のロック装置。
3. 前記操作ブロックは、前記シャフトから突出するピンと内周面が接触する異形ガイド孔を有し、前記方向変換手段、前記回動手段、及び、前記位置保持手段は、前記異形ガイド孔の内周面の各部分で形成され、
   回動する前記シャフトの前記ピンが前記異形ガイド孔の前記各部分に接触することで、前記操作ブロックが動作する請求項２に記載のロック装置。
4. 前記操作ブロックは、前記シャフトを逆方向に回動させ前記ロック位置にすることで前記噛合状態とさせる際に、前記第二ラック部材のラック歯を前記第一ラック部材に対して前記シャフトの軸線回りに回動させながら当該第一ラック部材のラック歯に噛み合わせるハーフロック防止手段を有している請求項２に記載のロック装置。
5. 前記操作ブロックは、前記シャフトから突出するピンと内周面が接触する異形ガイド孔を有し、前記方向変換手段、前記回動手段、前記位置保持手段、及び、前記ハーフロック防止手段は、前記異形ガイド孔の内周面の各部分で形成され、
   回動する前記シャフトの前記ピンが前記異形ガイド孔の前記各部分に接触することで、前記操作ブロックが動作する請求項４に記載のロック装置。
6. 前記シャフトを、ロック位置と非ロック位置とうちの少なくとも一方の回動位置に止定する位置決め部材をさらに備えている請求項１〜５のいずれか一項に記載のロック装置。
7. 車体側に固定される固定ブラケットと、ステアリングロッドを支持し前記固定ブラケットに対して移動自在とさているコラム、とを備え、前記固定ブラケットが前記固定部材とされ、前記コラムが前記移動部材とされ、請求項１〜６のいずれか一項に記載のロック装置を備えたことを特徴とする操舵装置。

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