JP4866392B2 - Steering lock device - Google Patents
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Description
本発明は、アクチュエータにより往復運動するロックピンの先端をステアリングシャフトの外周に形成した凹部に係合させることで、前記ステアリングシャフトを回転不能にロックするステアリングロック装置に関する。 The present invention relates to a steering lock device that locks the steering shaft in a non-rotatable manner by engaging the tip of a lock pin that reciprocates with an actuator with a recess formed on the outer periphery of the steering shaft.
ステアリングシャフトの係合凹部に係合可能なロックピン(ロックボルト)の外周面に形成した螺旋状のカム溝と、ロックピンの外周に回転自在に嵌合する円筒状の回転体の内周面に形成した縦溝との間にボール(カムフォロア)を配置し、電動モータで回転体を往復回転させることでロックピンを往復動させ、ステアリングシャフトの回転をロックおよびアンロックするものが、下記特許文献1により公知である。
ところで上記従来のものは、ロックピンがステアリングシャフトの係合凹部に強く噛み込んだ状態で、電動モータで回転体を回転させてロックピンを引き抜こうとすると、回転体の縦溝の底部がボールに強く押し付けられて窪むように摩耗する可能性があった。このように回転体の縦溝の底部が摩耗すると、ステアリングシャフトをアンロックすべくロックピンを引き上げようとしても、縦溝の底部の摩耗分だけロックピンの引き上げ量が小さくなりアンロックが不能になる虞がある。これを回避するには、ロックピンの螺旋状のカム溝の長さを長くして可動ストロークを増加させれば良いが、このようにするとロックピンが長くなってステアリングロック装置が大型化する問題がある。 By the way, in the above-mentioned conventional one, when the lock pin is strongly bitten in the engagement recess of the steering shaft, when the rotary body is rotated by the electric motor and the lock pin is pulled out, the bottom of the vertical groove of the rotary body becomes the ball. There was a possibility that it would be worn down by being pressed strongly. If the bottom of the vertical groove of the rotating body wears in this way, even if an attempt is made to pull up the lock pin to unlock the steering shaft, the amount of lock pin lift is reduced by the amount of wear at the bottom of the vertical groove, and unlocking is impossible. There is a risk of becoming. In order to avoid this, the length of the spiral cam groove of the lock pin can be increased to increase the movable stroke. However, if this is done, the lock pin becomes longer and the steering lock device becomes larger. There is.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ステアリングロック装置のアクチュエータを大型化することなく、そのアンロックを確実に行うことを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to surely unlock the steering lock device without increasing the size of the actuator.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、アクチュエータにより往復運動するロックピンの先端をステアリングシャフトの外周に形成した凹部に係合させることで、前記ステアリングシャフトを回転不能にロックするステアリングロック装置であって、前記アクチュエータは、電動モータと、前記ロックピンの外周に嵌合して前記電動モータにより回転する筒状部材と、前記筒状部材の内周面および前記ロックピンの外周面の一方に設けられ、前記筒状部材の回転運動を前記ロックピンの軸方向の往復運動に変換するカム手段とを備えるものにおいて、前記筒状部材の回転運動を前記ロックピンを前記凹部から引き抜く方向の運動に変換する補助カム手段を、前記筒状部材の内周面および前記ロックピンの外周面の他方に設けたことを特徴とするステアリングロック装置が提案される。 In order to achieve the above object, according to the invention described in claim 1, the steering shaft is rotated by engaging the tip of a lock pin reciprocated by an actuator with a recess formed in the outer periphery of the steering shaft. A steering lock device that locks in an impossible manner, wherein the actuator includes an electric motor, a cylindrical member that is fitted to an outer periphery of the lock pin and is rotated by the electric motor, an inner peripheral surface of the cylindrical member, and the And a cam means provided on one of the outer peripheral surfaces of the lock pin for converting the rotational motion of the cylindrical member into the reciprocating motion of the lock pin in the axial direction, wherein the rotational motion of the cylindrical member is the lock pin. Auxiliary cam means for converting the movement into a direction of pulling out the recess from the recessed portion includes an inner peripheral surface of the cylindrical member and an outer peripheral surface of the lock pin. Steering lock device characterized in that provided in the proposed.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記補助カム手段は、前記カム手段により前記ロックピンが前記凹部から引き抜かれた後に作用することを特徴とするステアリングロック装置が提案される。
According to the invention described in
尚、実施の形態のカム溝14eは本発明のカム手段に対応し、実施の形態のカム面17dは本発明の補助カム手段に対応する。
The
請求項1の構成によれば、アクチュエータによりロックピンを前進させ、その先端をステアリングシャフトの外周に形成した凹部に係合させることで、ステアリングシャフトを回転不能にロックすることができ、逆にアクチュエータによりロックピンを後退させ、その先端をステアリングシャフトの外周に形成した凹部から離脱させることで、ステアリングシャフトのロックを解除することができる。 According to the configuration of the first aspect, the lock pin is advanced by the actuator, and the tip of the lock pin is engaged with the recess formed on the outer periphery of the steering shaft, so that the steering shaft can be locked so as not to rotate. Thus, the lock of the steering shaft can be released by retracting the lock pin and releasing the tip of the lock pin from the recess formed on the outer periphery of the steering shaft.
アクチュエータはロックピンの外周に嵌合して電動モータにより回転する筒状部材を備えており、筒状部材の内周面およびロックピンの外周面のうち、一方に筒状部材の回転運動をロックピンの軸方向の往復運動に変換するカム手段を設け、他方に筒状部材の回転運動によりロックピンを凹部から引き抜く補助カム手段を設けたので、カム手段でロックピンを凹部から引き抜くことができない場合でも、補助カム手段でロックピンを凹部から確実に引き抜くことができ、しかもカム手段および補助カム手段を筒状部材およびロックピンに振り分けて設けることで、アクチュエータの小型化を図ることができる。 The actuator includes a cylindrical member that fits on the outer periphery of the lock pin and rotates by an electric motor, and locks the rotational movement of the cylindrical member on one of the inner peripheral surface of the cylindrical member and the outer peripheral surface of the lock pin. The cam means for converting the pin to reciprocating movement in the axial direction is provided, and the auxiliary cam means for pulling out the lock pin from the recess by the rotational movement of the cylindrical member is provided on the other side, so the lock pin cannot be pulled out from the recess by the cam means. Even in this case, the lock pin can be reliably pulled out from the recess by the auxiliary cam means, and the actuator can be reduced in size by distributing the cam means and the auxiliary cam means to the cylindrical member and the lock pin.
また請求項2の構成によれば、カム手段によりロックピンが凹部から引き抜かれた後に補助カム手段が作用するので、補助カム手段を小型化することができるだけでなく、補助カム手段が作動することによるアクチュエータの負荷の増大を最小限に抑えることができる。 According to the second aspect of the present invention, since the auxiliary cam means acts after the lock pin is pulled out from the recess by the cam means, the auxiliary cam means can be reduced in size and the auxiliary cam means can be operated. The increase in the load on the actuator due to can be minimized.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1〜図8は本発明の実施の形態を示すものであり、図1はステアリングロック装置の縦断面図(ロック状態)、図2は図1の2−2線断面図、図3は図1の3−3線断面図、図4は図1の4−4線断面図、図5は筒状部材の内周面の展開図、図6は図1に対応する作用説明図(正常時のアンロック状態)、図7は図1に対応する作用説明図(摩耗時のアンロック状態)、図8はカム面およびガイドピンの作用説明図である。 1 to 8 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a steering lock device (locked state), FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG. 1, FIG. 5 is a developed view of the inner peripheral surface of the cylindrical member, and FIG. 6 is an operation explanatory view corresponding to FIG. 7 is an operation explanatory diagram corresponding to FIG. 1 (unlocked state at the time of wear), and FIG. 8 is an operation explanatory diagram of the cam surface and the guide pin.
図1〜図4に示すように、図示せぬステアリングホイールに接続されたステアリングシャフト11の外周に固定されたカラー12の外周に、軸方向に延びる複数本(実施の形態では9本)の溝状の凹部12a…が形成される。
As shown in FIGS. 1 to 4, a plurality of (9 in the embodiment) grooves extending in the axial direction on the outer periphery of the
車体側に固定されたアクチュエータAはアクチュエータハウジング13を備えており、その内部に大径部14a、小径部14bおよび係合部14cを有する円形断面のロックピン14が、その軸線をステアリングシャフト11の軸線に対して直交させた状態で収納される。ロックピン14の大径部14aの上部がアクチュエータハウジング13の上側のガイド孔13aに摺動自在に嵌合するとともに、ロックピン14の小径部14baがアクチュエータハウジング13の下側のガイド孔13bに摺動自在に嵌合し、ロックピン14の係合部14cはカラー12の凹部12a…に係合可能にアクチュエータハウジング13から下向きに突出する。
The actuator A fixed to the vehicle body side includes an
ロックピン14の大径部14aの上端面に設けたバネ座14dと、アクチュエータハウジング13の内面に設けたバネ座13cとの間にコイルスプリング15が縮設されており、このコイルスプリング15の弾発力でロックピン14はアクチュエータハウジング13から下向きに突出する方向に付勢される。ロックピン14の上部に植設した回り止めピン16が、アクチュエータハウジング13にロックピン14の軸方向に形成した回り止め溝13dに摺動自在に嵌合する。これにより、ロックピン14は回転することなく、その軸方向に往復動することがきる。
A
合成樹脂で円筒状に形成された筒状部材17がロックピン14の大径部14aの外周に嵌合し、アクチュエータハウジング13のガイド面13e,13fによって回転自在に支持される。筒状部材17の外周に一体に形成されウオームホイール18が、アクチュエータハウジング13の内部に収納した電動モータ19の出力軸19aに設けたウオーム20に噛合する。従って、電動モータ19を正逆転駆動すると、ウオーム20およびウオームホイール19を介して筒状部材17が正逆転する。
A
ロックピン14の外周面に螺旋状のカム溝14eが約360°に亘って形成されており、そのカム溝14eと協働して2個のボール21,21を保持する2本のボール保持溝17a,17bが、筒状部材17の内周面に位相を180°ずらした状態で軸線方向に形成される。ボール保持溝17a,17bの上端は筒状部材17の上端に開口しており、螺旋状のカム溝14eに合わせて、一方のボール保持溝17aの下端は高く、他方のボール保持溝17aの下端は低くなっている。
A
図1、図4および図5から明らかなように、筒状部材17の上部内周面には、長い方のボール保持溝17bと一部交差し、かつ筒状部材17の上端に開口するように、一周弱に亘って凹部17cが形成されており、この凹部17cの下縁に螺旋状のカム面17dと、そのカム面17dの周方向両側の平坦面17e,17fとが形成される。カム面17dの上側の一部および上側の平坦面17fには、摩耗を防止するための金属板よりなるライナー22が埋め込まれる。一方、ロックピン14の外周には、前記カム面17dおよび上側の平坦面17fに当接可能なガイドピン23が植設される。尚、図4において位相を示す4本のラインA,B,C,Dは、図5の展開図のラインA,B,C,Dに対応する。
As apparent from FIGS. 1, 4, and 5, the upper inner peripheral surface of the
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
図1はステアリングシャフト11のロック状態を示しており、アクチュエータハウジング13から下向きに突出するロックピン14の下端の係合部14cがステアリングシャフト11のカラー12の凹部12a…の何れか一つに係合することで、ステアリングシャフト11を回転不能にロックする。このロック状態では、カム溝14eに係合する2個のボール21,21が筒状部材17の2本のボール保持溝17a,17b内を上方に移動し、回り止めピン16が筒状部材17の回り止め溝13d内を上方に移動し、かつガイドピン23が筒状部材17の凹部17c内を上方に移動すると、ロックピン14の係合部14cが凹部12aから上方に離脱する可能性があるが、実際にはコイルスプリング15の弾発力が、ボール21,21がボール保持溝17a,17bの底部に当接する位置までロックピン14を押し下げることで、その係合部14cが凹部17cから離脱するのを防止している。
FIG. 1 shows a locked state of the
図6に示すように、上記ロック状態から電動モータ19をロック解除方向に駆動すると、ウオーム20およびウオームホイール18を介して筒状部材17が回転し、その内周面に形成したボール保持溝17a,17bに係合するボール21,21も一体に回転する。このとき、ロックピン14に設けた回り止めピン16が回り止め溝13dに係合することで、ロックピン14は回転を抑制されて軸方向の移動を許容されるため、ボール保持溝17a,17bと一体に回転するボール21,21にカム溝14eを押し上げられたロックピン14がコイルスプリング15を圧縮しながら上昇し、その係合部14cをステアリングシャフト11の凹部12aから離脱させてステアリングホイールを回転可能にアンロックすることができる。
As shown in FIG. 6, when the
逆に、図6に示すアンロック状態から電動モータ19をロック方向に駆動すると、図1に示すように、ウオーム20およびウオームホイール18を介して筒状部材17が回転することで、ボール21,21およびカム溝14eの係合によりロックピン14が下向きに駆動され、これをコイルスプリング15の弾発力がアシストすることで、ロックピン14の係合部14cを凹部12aに係合させてステアリングホイールを回転不能にロックすることができる。
Conversely, when the
尚、ロックピン14が上下動する過程で、ロックピン14に植設したガイドピン23に対して筒状部材17が相対回転するが、図8(A)に示すように、正常時においてはガイドピン23が筒状部材17に形成した凹部17cの下縁のカム面17dに当接することはない。また筒状部材17が回転すると、ボール21,21も紙面の手前側および向こう側に移動するが、図6および図7において便宜的にボール21,21を紙面上の位置に描いている。
In the process of moving the
ところで、ステアリングホイールを限界位置まで切った状態で、ロックピン14の係合部14cがステアリングシャフト11の凹部12aが係合してロック状態になったような場合、アンロック状態にすべく筒状部材17を回転させたときに、ロックピン14を引き上げるのに大きな荷重が必要なため、ボール保持溝17a,17bの底部にボール21,21が強く押し付けられて該底部が次第に摩耗する(図6および図7の網かけ部参照)。このようにボール保持溝17a,17bの底部が摩耗すると、コイルスプリング15の弾発力でボール21,21がボール保持溝17a,17bの摩耗した底部に押し付けられるため、図6に鎖線で示すように、筒状部材17が所定量回転してロックピン14を引き上げようとしても、ロックピン14の引き上げ量が前記摩耗量だけ減少することで、ロックピン14の係合部14cの下端がステアリングシャフト11の凹部12aに引っ掛かり、ロック解除が不能になる問題がある。
By the way, when the engaging
しかしながら本実施の形態によれば、ボール保持溝17a,17bの底部が摩耗してロックピン14の位置が正常時よりも低くなると、ロック解除すべくカム溝14eおよびボール21,21によってロックピン14を引き上げる過程で、図7および図8(B)に示すように、ロックピン14に設けたガイドピン23が筒状部材17の内面に形成したカム面17dに当接し、ガイドピン23と共にロックピン14がカム面17dに沿って引き上げられることで、ロックピン14の係合部14cをステアリングシャフト11の凹部12aから離脱させてロック解除することができる。
However, according to the present embodiment, when the bottoms of the
このように、ボール保持溝17a,17bの底部が摩耗しても、カム面17dおよびガイドピン23でロック解除することができるので、カム溝14eのストロークを必要以上に大きくする必要がなくなり、アクチュエータAの小型化に寄与することができる。しかも、ガイドピン23が当接するカム面17dおよび平坦面17fに金属製のライナー22を埋め込んだので、その部分の摩耗を抑制することができる。
Thus, even if the bottoms of the
またボール21,21を案内するカム溝14eをロックピン14側に設け、ガイドピン23を案内するカム面17dを筒状部材17側に設けたので、カム溝14eおよびカム面17dの両方をロックピン14側あるいはガイドピン23側に設ける場合に比べてアクチュエータAの小型化を図ることができる。
Since the
そしてカム面17dおよびガイドピン23は、ボール保持溝17a,17bの底部が摩耗しない限り接触することはなく、またボール保持溝17a,17bの底部が摩耗しても、ロックピン14の係合部14cをステアリングシャフト11の凹部12aから引き抜く最終段階でのみ接触するので、その接触部に作用する摩擦力が電動モータ19の負荷になるのを最小限に抑えることができる。
The
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施の形態ではカム手段(カム溝14e)をロックピン14側に設け、補助カム手段(カム面17d)を筒状部材17側に設けているが、その位置関係を逆にすることができる。
For example, in the embodiment, the cam means (
また実施の形態ではボール21,21の数が2個であるが、1個あるいは3個以上であっても良い。
In the embodiment, the number of
またロックピン14の係合部14cがステアリングシャフト11の凹部12aから引き抜かれた直後にカム面17dおよびガイドピン23を作用させてもよく、このようにすればカム面17dおよびガイドピン23の接触部に作用する摩擦力が電動モータ19の負荷になるのをより一層低減することができる。
Alternatively, the
A アクチュエータ
11 ステアリングシャフト
12a 凹部
14 ロックピン
14e カム溝(カム手段)
17 筒状部材
17d カム面(補助カム手段)
19 電動モータ
A
17
19 Electric motor
Claims (2)
前記アクチュエータ(A)は、電動モータ(19)と、前記ロックピン(14)の外周に嵌合して前記電動モータ(19)により回転する筒状部材(17)と、前記筒状部材(17)の内周面および前記ロックピン(14)の外周面の一方に設けられ、前記筒状部材(17)の回転運動を前記ロックピン(14)の軸方向の往復運動に変換するカム手段(14e)とを備えるものにおいて、
前記筒状部材(17)の回転運動を前記ロックピン(14)を前記凹部(12a)から引き抜く方向の運動に変換する補助カム手段(17d)を、前記筒状部材(17)の内周面および前記ロックピン(14)の外周面の他方に設けたことを特徴とするステアリングロック装置。 Steering to lock the steering shaft (11) in a non-rotatable manner by engaging the tip of a lock pin (14) reciprocated by an actuator (A) with a recess (12a) formed on the outer periphery of the steering shaft (11). A locking device,
The actuator (A) includes an electric motor (19), a cylindrical member (17) that is fitted to the outer periphery of the lock pin (14) and is rotated by the electric motor (19), and the cylindrical member (17 ) And a cam means for converting the rotational movement of the tubular member (17) into the axial reciprocation of the lock pin (14). 14e),
An auxiliary cam means (17d) for converting the rotational movement of the cylindrical member (17) into a movement in a direction of pulling out the lock pin (14) from the concave portion (12a) is provided on the inner peripheral surface of the cylindrical member (17). And a steering lock device provided on the other outer peripheral surface of the lock pin (14).
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