JP5204620B2 - 電動アクチュエータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両等に使用される電動アクチュエータ装置に関する。

車両のステアリングシャフトをモータの動力によってロックしたり、アンロックしたりする電動ステアリングロック装置には、電動アクチュエータ装置が内蔵されている。この種の従来の電動ステアリングロック装置としては、特許文献１に開示されたものがある。この電動ステアリングロック装置１００は、図１０、図１１及び図１２に示すように、ケース本体１０１とこのケース本体１０１の下方を被うケースカバー１０２とから成るケース１０３を有する。このケース１０３内には、モータ１０４と、このモータ１０４の出力軸１０５の回転を伝達するウオーム１０６と、このウオーム１０６に噛み合うウオームホイール１０７と、このウオームホイール１０７の回転で変移するカム機構と、このカム機構によって直線移動されるロック用のロックボルト１０８が収納されている。

前記ウォームホイール１０７は、略円筒形状であり、ケース本体１０１とケースカバー１０２とにそれぞれ設けられた円筒状部１０１ａ、１０２ａによってケース１０３で回転可能に保持される。このウォームホイール１０７の内部には、ロックボルト１０８が回転軸方向に沿って進退可能に配置されている。

また、ケースカバー１０２には、ロックボルト１０８がウォームホイール１０７と一緒に連れ回りすることを阻止するため、ロックボルト１０８の外周面に設けられた係合凸部１１３がスライド可能に係合する係合溝１１４が設けられている。

前記カム機構は、ロックボルト１０８の円柱状部１０８ａの外周面に周方向に対して傾斜して設けられたカム溝１０９と、ウオームホイール１０７の内周面に設けられた縦溝１１０に保持されたカムフォロワ１１１とからなり、モータ１０４の回転によってウオーム１０６およびウオームホイール１０７が回転すると、カムフォロワ１１１がカム溝１０９内を移動することにより、ケース１０３のロックボルト挿通孔１１２よりロックボルト１０８が進退移動し、ステアリングシャフト（図示せず）を係止するロック位置とステアリングシャフトに係止しないロック解除位置との間で変移するように構成されている。

特開２００６−０１５９８４号公報

この特許文献１の電動ステアリングロック装置１００においては、モータの出力軸１０５に取り付けられるウオーム１０６には、ウオームホイール１０７との噛合によってスラスト荷重が発生する。例えば、図１０において、ウオームホイール１０７が反時計周りに回転するように出力軸１０５およびウオーム１０６を正回転させると、ウオームホイール１０７からウオーム１０６に加わるスラスト反力は、モータの出力軸１０５をモータから突出させる側に向けてスラスト方向に作用する。一方、ウオームホイール１０７が時計周りに回転するように出力軸１０５およびウオーム１０６を逆回転すると、ウオームホイール１０７からウオーム１０６に加わるスラスト反力は、モータの出力軸１０５をモータ方向へ向けてスラスト方向に作用する。このモータの反転動作によってモータの出力軸１０５にはスラスト方向にガタつきが発生し、モータの寿命が低下する原因の１つとなっている。

この電動ステアリングロック装置１００においては、モータを収納するケース１０３の端部１１７、１１８を出力軸１０５の先端および後端に当接するように構成することで、モータの出力軸１０５のスラスト方向のガタつきを防止するようにしているが、ケース１０３には製造時に寸法のバラツキが生じるため、モータの出力軸１０５とケース１０３の端部１１７、１１８との間には、余裕を持ってある程度のスキを設ける必要がある。そのため、寸法のバラツキによりスキが大きくなると、上記特許文献１の電動ステアリングロック装置１００の構造では、このスキによるスラスト方向のガタを防止することができない。また、モータ作動時に出力軸１０５がケース１０３に衝突することによって発生する衝突打音（コツコツ音）も防止することができないという問題があった。

上記した事情に鑑み、本発明は、モータの出力軸のガタつきを防止し、モータ作動時の出力軸による衝突打音の発生を防止できる電動アクチュエータ装置を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明の電動アクチュエータ装置は、ケースの内部に、出力軸を有するモータと、該出力軸に取り付けられるウォームと、 該ウォームに噛合するウォームホイール部を備えた回転部材とを備えた電動アクチュエータ装置において、前記出力軸の先端に当接する規制面を備え、該規制面が前記出力軸の先端を出力軸のスラスト方向に押し込むようにスプリングの付勢力によって変移する軸受部材と、前記ケースに前記軸受部材を移動可能に収納する収納部を設け、該収納部内において前記スプリングの付勢力によって付勢される前記軸受部材の作動方向を、前記モータの出力軸のスラスト方向と交差する方向に設定した構成としている。

この電動アクチュエータ装置によれば、スプリングの付勢力によって軸受部材を移動させることでモータの出力軸と軸受部材との隙間を少なくすることができる。これにより、軸受部材の規制面によってモータの出力軸の隙間を少なくすることができ、出力軸のスラスト方向のガタを確実に防止できる。その結果、モータ作動時の出力軸による衝突打音の発生を防止することが可能となる。

また、軸受部材は、出力軸のスラスト方向と交差する方向に収納部内に移動可能に配置されているため、作動中に仮にモータの出力軸に対してスラスト方向に軸受部材に向けて強いスラスト荷重が作用したとしても、軸受部材に係る荷重の一部は収納部の側面によって受け止められ、残りの荷重はスプリングの付勢力に抗するように軸受部材に作用する。すなわち、軸受部材をスプリングの付勢力に抗して移動させる方向に作用する荷重を減少させることができるため、軸受部材の位置ズレを防止することができる。また、固定部と軸受部材との固定部分への荷重が低減され、固定部による軸受部材の固定状態が解除されることが防止できる。

この電動アクチュエータ装置では、前記軸受部材の規制面は、前記出力軸のスラスト方向と直交して面するように設け、かつ、当該軸受部材の作動方向については、前記規制面に対して所定角度で傾斜させる構成としてもよい。

このようにすれば、規制面によって出力軸の軸心を正面から受けることができ、モータ作動時の出力軸の軸心のブレを防止することができる。これにより、ウォームとウォームホイールとの噛み合い不良等が防止できる。

また、本発明の電動アクチュエータ装置は、ケースの内部に、出力軸を有するモータと、該出力軸に取り付けられるウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイール部を備えた回転部材とを備えた電動アクチュエータ装置において、前記出力軸の先端に当接する規制面を備え、該規制面が前記出力軸の先端を出力軸のスラスト方向に押し込むようにスプリングの付勢力によって変移する第１軸受部材と、ケース内部に仮収納することで前記出力軸の後端を当接させる当接面と、所定位置に収納することによって前記出力軸の後端を当接させる凹面を有する第２軸受部材と、前記モータを前記ケース内の所定の位置に保持するモータカバーと、を設け、前記モータカバーには、前記ケースへの組み付けによって、前記第１軸受部材の移動を阻止する固定部と、前記第２軸受部材を仮収納位置から収納位置に押し入れる軸受保持部とを設けた構成としている。

このように構成することにより、ケース本体に対してモータを配設した後、第２軸受部材、および、第１軸受部材とスプリングを順次組付けるとき、出力軸の前端は第１軸受部材に当接させた状態で、第２軸受部材の先端部分を第２収納部に挿入した仮収納の状態とすることができ、出力軸の後端を当接させておくことができる。

そして、モータカバーを配設するとき、モータカバーによって第２軸受部材を押し入れることで、第１軸受部材の移動がモータカバーによって固定されると同時に、モータの出力軸の後端が、第２軸受部材の凹部の底面に当接可能になる。このことから、第１、第２軸受部材と出力軸との間に、第２軸受部材の凹部に応じ、軸受けとしての適度な隙間を設けることができ、第１軸受部材と出力軸との間をモータの出力軸の回動時に負荷が掛からない程度の間隔に設定することができる。また、モータカバーのケースへの組付けにより、モータカバーの固定部によって軸受部材の移動が阻止されるため、軸受部材は、出力軸の先端が当接する状態でケース本体に対して固定され、作動中に軸受部材が固定された位置から位置ズレすることを防止できる。

本発明の電動アクチュエータ装置では、モータの出力軸のスラスト方向のガタつきを確実に防止でき、その結果、モータ作動時の出力軸による衝突打音の発生を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

図１および図２は、本発明に係る実施形態の電動アクチュエータ装置を採用した電動ステアリングロック装置（以下「ロック装置」と略する。）を示す。このロック装置は、図示しないステアリングの回動操作に伴って回動するステアリングシャフトの周囲に配設され、エンジン等を始動または停止させるためのプッシュスイッチやカードキーの操作に連動して動作するものである。なお、このステアリングシャフトには、従来と同様に、周方向の所定位置に係合凹部が形成されている。

本実施形態のロック装置は、一端開口のケース本体１およびケースカバー２とからなるケース３を備え、これらの内部にロックボルト４と、回転部材５と、該回転部材５の回転運動をロックボルト４の進退運動に変換するカム機構と、アクチュエータであるモータ６と、モータカバー７と、前記モータ６の作動を制御する制御基板８とが配設されている。

前記ケース本体１は、図３に示すように、一端を開口した矩形状の容器からなり、モータ６を配設するモータ配設部１１と、ロックボルト４および回転部材５を配設するロック機構配設部１２と、ケースカバー２をネジ止めして固定するためのネジ孔１３と、制御基板８をネジ止めして固定するための基板用ボス１４と、モータカバー７をネジ止めして固定するためのモータカバー用ネジ孔１５が形成されたものである。

前記モータ配設部１１は、モータ６を配設するもので、図３および図５ａに示すように、その閉塞面にはモータ６の外形に沿うモータ収納凹部１６と、該モータ収納凹部１６に連通してモータ６の出力軸６８に取り付けられたウォーム６９を収納するウォーム収納凹部１７と、モータ６の出力軸６８の先端部分を回動可能に保持する断面略Ｕ字状の軸保持部１８とが一直線上に並んで形成されている。軸保持部１８の前端側（モータ収納凹部１６とは反対側）には、後述する第１軸受部材７１を移動可能に収納する第１収納部１９（収納部）が前記軸保持部１８に連通して設けられている。第１収納部１９は、略三角柱状に凹設されており、軸保持部１８の端部側に面してウォーム収納凹部１７の長手方向、すなわちモータ６装着時のモータ６の出力軸６８のスラスト方向と直交するように設けられた第１側面１９ａと、該第１側面１９ａに対して所定角度第１側面１９ａ側に傾斜して対向して設けられた第２側面１９ｂと、該第２側面１９ｂとおよそ直交して設けられた第３側面１９ｃとを有する。一方、モータ収納凹部１６の後端側には、モータ６の出力軸６８の後端に対応する位置に所定の長さだけモータ配設部１１が延長されて形成された第２収納部２０（図５ａに図示）が設けられている。

前記ロック機構配設部１２は、ロックボルト４および回転部材５を配設するもので、ケースカバー２の取付方向に沿って貫通するロックボルト挿通孔２２が設けられている。また、前記ロックボルト挿通孔２２の周囲には、該ロックボルト挿通孔２２を中心として円環状をなすように内方に突出して、回転部材５を回転可能に支持する回転保持部２３が設けられている。回転保持部２３内の前記ロックボルト挿通孔２２を挟んで対向する位置には、それぞれ、後述するロックボルト４の係合部５０を進退可能に保持する２つの回転阻止孔２４（回転阻止部およびロックボルト保持部）が設けられている。この回転阻止孔２４は、断面略四角形状でロックボルト挿通孔２２の貫通方向に対して平行に穿設されている。そして、径方向内側の面が奥に向かうにしたがって対向する面側に傾斜して形成され、開口部の断面形状が一番大きくなるように設定されている。また、回転保持部２３の外側の外周部には回転部材５の上面が当接する段部２５が設けられている。この段部２５の外周面の所定の位置には回動部材の回転範囲を規制する規制凸部２６が径方向に突出して設けられている。

前記ケースカバー２は、ケース本体１の開口を閉塞するもので、図４に示すように、ケース本体１のネジ孔１３に対応する位置にネジ挿通孔３１を設けたものである。このケースカバー２には、ロック機構配設部１２の回転保持部２３と対応する位置には、回転部材５の下側端面を保持する円筒状凹部３２が設けられている。この円筒状凹部３２の底面中心には、ロックボルト４を進出方向に付勢するロックボルト用スプリング４４を外嵌して装着するスプリング取付軸３３が突設されている。また、ケースカバー２には、円筒状凹部３２と反対側に位置する側壁と直交する側壁に、電気接続用のコネクタ９１を露出するための切欠部３４が設けられている。

前記ロックボルト４は、回転部材５の内部に回転部材５の回転軸方向に進退可能に配置されるもので、図１、図２および図４に示すように、ロックボルト挿通孔２２に挿通可能な四角柱形状のロック部材４１と、該ロック部材４１を進退駆動するカム部材４２とからなる。

ロック部材４１の上端には、ステアリングシャフトの係合凹部に挿入係止される係合凸部４３が設けられている。このロック部材４１は、回転部材５およびカム機構を介してモータ６によって、ステアリングシャフトの側に進出されて係合凹部に係合するロック位置、および、後退してその係合が解除されるアンロック位置の間を進退するように移動される。また、係合凸部４３が係合凹部に対して周方向に一致しない場合には、ロックボルト用スプリング４４によって進出方向に付勢され、一致するとその付勢力でもって進出して係合される。ロック部材４１は、図２に示すように、カム部材４２と連結するため装着凸部４５が下部に突設されている。この装着凸部４５は断面矩形状をなし、軸方向に対して直交方向に位置する対向面にかけて連結孔４６が設けられている。

前記カム部材４２は、後述する回転部材５の内部に配置される略円柱状のものである。このカム部材４２には、ロック部材４１の軸心に沿った上下端にかけて貫通する貫通孔４７が設けられている。この貫通孔４７は、上部が装着凸部４５と一致する矩形状をなし、連結孔４６と対応する位置には連結ピン４８を貫通させる連結孔４９が設けられている。また、貫通孔４７の下部は、付勢部材であるロックボルト用スプリング４４の端部を挿入する円錐形状となっている。このロックボルト用スプリング４４の端部は、貫通孔４７の上部に装着したロック部材４１の端面により位置決めされる。また、カム部材４２の上面には、貫通孔４７を挟んで対向する位置に、ケース本体１の回転阻止孔２４に進退可能に進入し、周方向に係合してケース本体１に対するカム部材４２の回転を阻止する２つの係合部５０が突設されている。この係合部５０は、ケース本体１の回転阻止孔２４の形状とほぼ同様の形状であって、回転阻止孔２４に対して僅かに小さく設けられている。詳細には、この係合部５０は、カム部材４２の外周面とほぼ一致する面に沿ってロック部材４１の進出方向に対して平行に突出して設けられ、径方向内側の面が突出方向に向かうにしたがって対向する面に向けて傾斜して先細り形状となるように形成されている。また、この係合部５０は、ロックボルト４のロック位置からアンロック位置までの移動距離の長さよりも長く形成されており、ロックボルト４がアンロック位置に移動した場合でも、回転阻止孔２４と係合部５０との係合可能状態は維持される。また、このカム部材４２は、係合部５０が回転阻止孔２４の径方向外側面によって保持されることで、ロックボルト４の作動軸に対する傾きが防止されている。

カム部材４２の外周部には、螺旋状をなすように旋回する略半円形状に窪んだカム溝５１、５２が径方向に対向するように一対設けられ、一方側の第１カム溝５１は他方側の第２カム溝５２に対しておよそ第２カム溝５２の高さ以上、ロックボルト４の進出方向側にずれて設けられるとともに、周方向に１８０°ずれて設けられている。このカム溝５１、５２は、回転部材５の回転動力を該カム部材４２を介してロックボルト４の直線運動に変換するものである。

図８は、カム部材４２の外周面の展開図を示し、図中の等間隔の縦線は１０度毎の角度線であり、図中の上下方向が高さ方向を示し、上側がロックボルト４の先端側（すなわちステアリングシャフト側）に相当する一方、図中の下側がロックボルト４の後端側に相当する。このカム溝５１、５２は、一端（下端）の所定領域がロックボルト４によるステアリングシャフトのロック領域５３（始点）として予め設定され、他端（上端）の所定領域がロックボルト４によるステアリングシャフトのアンロック領域５４（終点）として予め設定されている。そして、これらロック領域５３とアンロック領域５４の間の傾斜部５５の傾斜角度により、ロックボルト４の進退速度が設定される。本実施形態においては、第１カム溝５１を、第２カム溝５２に対して第２カム溝５２のロック領域５３からアンロック領域５４までの上下方向の高さ以上、ロックボルト４の進退方向側にずらして設けているため、第１カム溝５１と第２カム溝５２との干渉を防止することができ、各カム溝５１、５２の傾斜部５５の傾斜角度および長さを自由に設定することが可能となっている。そのため、傾斜部５５の傾斜角度をスペース不足のため途中で変更する必要もなく、一定の角度に設定することも可能である。このように、傾斜部５５の傾斜角を一定とした場合には、カムフォロワ６７が傾斜途中の段差部に衝突することがないため、カムフォロワ６７と段差部との衝突打音の発生をなくすことができる。

前記回転部材５は、カム部材４２より若干大きい内径の円筒状のもので、ケース本体１とケースカバー２との間に挟み込むように、軸方向に移動されることなく、周方向に回転可能に支持されるものである。具体的には、この回転部材５には、図２および図４に示すように、その一端（上端）にケース本体１の回転保持部２３の外周部に嵌合する外嵌部６１が設けられている。また、回転部材５の上部には、外嵌部６１の外周面から径方向に断面Ｌ字形状に突出し、外周部に軸方向に沿って延びる複数のはす歯（図示せず）を形成したウォームホイール部６２が設けられている。このウォームホイール部６２は、図５ａに示すように、ケース本体１への取付状態で、接線方向に延びるように配設されたウォーム６９の歯と噛み合うことにより、該回転部材５を軸線を中心として回転させる。また、ウォームホイール部６２の上面には、ケース本体１の規制凸部２６に係合して、回転部材５の回動範囲を規制する規制受部６３（図４に図示）が突設されている。さらに、回転部材５の内周面には、下端から軸方向に沿って上向きに延びる略半円形状に窪んだ縦溝６４、６５が、径方向に対向するように一対設けられている。一方側の縦溝６４は、図２に示すように、第２カム溝５２に対応する位置まで延びて設けられ、他方側の縦溝６５は、第１カム溝５１に対応する位置まで一方側の縦溝６４よりも上方まで長く延びて設けられている。

前記カムフォロワ６７は、球状のスチールボールからなり、図２に示すように、回転部材５の各縦溝６４、６５にそれぞれ配設される。そして、この縦溝６４、６５から突出した部分が、カム部材４２の各カム溝５１、５２に嵌められた状態で、回転部材５が回動されると、縦溝６４、６５が周方向に回転されることにより、回転不可能に規制されたカム部材４２の各カム溝５１、５２に沿って摺動し、該カム部材４２を介してロックボルト４を、回転部材５の回転軸心に沿って進退させる。

上記のように、本実施形態においては、回転部材５の回転力をロックボルト４に伝達し、該ロックボルト４をロック位置およびアンロック位置の間で移動させるカム機構をロックボルト４に設けたカム溝５１、５２と、回転部材５とカム部材４２との間に配設されたカムフォロワ６７とによって構成している。

前記モータ６は、ロックボルト４を移動させるための動力源であり、ケース本体１のモータ収納凹部１６にモータカバー７を介して配設されるものである。このモータ６は、ロックボルト４を進出させる正転作動と、ロックボルト４を後退させる逆転作動とが可能なもので、その出力軸６８には、図５ａに示すように、外周面に軸方向に沿った螺旋状の歯（図示せず）を形成したねじ歯車であるウォーム６９が配設されている。この出力軸６８の先端および後端は、後述する第１軸受部材７１および第２軸受部材７７に当接して、出力軸６８のスラスト方向のガタつきが規制される。

第１軸受部材７１は、ケース本体１の第１収納部１９内に収納され、モータ６の出力軸６８の先端に当接して、出力軸６８のスラスト方向のガタの発生を防止するものであり、ポリアセタール等の樹脂材料にて形成されている。第１軸受部材７１は、図１および図５ａに示すように、断面略くさび形のブロック体であり、広い一端面側には、スプリング７５を位置決めするスプリング位置決め部７２が突設され、他端に向かうにしたがって両側面の間隔が狭くなるように形成されている。この両側面の対向角度は、第１収納部１９の第１側面１９ａと第２側面１９ｂの対向角度と同様に設定されており、第１側面１９ａに対応する側の面が、モータ６の出力軸６８の先端に当接する規制面７４となっている。すなわち、第１軸受部材７１を第１収納部１９の第１側面１９ａに沿って配置した場合には、規制面７４が常にモータ６の出力軸６８のスラスト方向と直交するように面するように構成されている。また、この第１軸受部材７１は、第１収納部１９の第２側面１９ｂが進行方向に向かうにしたがってモータ６側に傾斜しており、第２側面１９ｂの面方向に沿ってスプリング７５の付勢力によって付勢されている。したがって、第１軸受部材７１はスプリング７５の付勢力によってモータ６の出力軸６８をスラスト方向に押し込む方向にも変移する。さらに、第１軸受部材７１のモータカバー７に対向する面（図５において下面側）には、モータ６の出力軸６８のスラスト方向に延びる山部がスラスト方向と直交する方向に複数列配列されて設けられた変形可能な変形部７６を備えている。

第２軸受部材７７は、ケース本体１の第２収納部２０内に収納され、モータ６の出力軸６８の後端に当接して、出力軸６８のスラスト方向のガタの発生を防止するものであり、ポリアセタール等の樹脂材料にて形成されている。この第２軸受部材７７は、略直方体形状であり、第２収納部２０内に嵌入して固定される。

モータカバー７は、モータ６をケース本体１のモータ配設部１１内に脱落不能に収納するためのものであり、図６に示すように、モータ６の外形に沿うモータ収納凹部８１と、モータ６の一部に当接するモータ押え部８２と、ウォーム６９を収納するウォーム収納凹部８３と、モータ６の出力軸６８の軸保持部１８からの抜け出しを阻止する軸押え部８４とが後端側から前端側へ向けて一直線上に並んで形成されている。軸押え部８４の前方側には、断面菱形の外形線部分をモータ６の配置方向に向けて突出し、先端部が鋭角に形成された固定部８５が設けられている。この固定部８５は、モータカバー７をケース本体１に組み付けたときに、第１軸受部材７１の変形部７６に押し付けられる。これにより、第１軸受部材７１の変形部７６が変形して固定部８５が変形部７６に食い込み、第１軸受部材７１はその位置に固定され、第１軸受部材７１がその固定された位置から位置ズレすることが防止される。また、モータ収納凹部８１内には、モータ６のプラス端子およびマイナス端子に制御基板８から延びて接続される図示しないモータ電極を挿通する電極挿通穴８６が設けられている。さらに、モータ収納凹部８１の後方側には、第２軸受部材７７に当接して、第２軸受部材７７の脱落を防止する第２軸受部材保持部８７が突設されている。さらに、ウォーム収納凹部８３の側方には、ロックボルト４および回転部材５を貫通配置させる挿通孔８８が設けられている。また、ケース本体１のモータカバー用ネジ孔１５に対応する位置にそれぞれネジ孔８９が形成されている。

前記制御基板８は、モータ６の動作を制御する図示しないマイコン（ＣＰＵ）と、回転部材５を介してロックボルト４の進出位置を検出するための図示しないマイクロスイッチと、車両に搭載したメインマイコン（ＥＣＵ）に接続するためのコネクタ９１と、該コネクタ９１によって外部のバッテリに接続される図示しないモータ電極などが実装されている。また、ケース本体１への組付け状態で、前記ロックボルト４および回転部材５を貫通配置する挿通孔９２が設けられている。さらに、ケース本体１の基板用ボス１４に対応する位置には、ネジ止めのためのネジ孔９３が形成されている。なお、マイクロスイッチによるロックボルト４の進出位置の検出方法については、本発明と直接関係がないため詳細な説明は省略する。

前記構成のロック装置を組み立てる場合には、まず、回転部材５に対してロック部材４１とカム部材４２とを一体に連結したロックボルト４とカムフォロワ６７とを組み付ける。この時、ロックボルト４は、回転部材５の下端開口から上方開口に向けて貫通させて組み付けるが、ロックボルト４の係合部５０がロック部材４１の突出方向側に突出して設けられているため、組付け時に係合部５０が回転部材５に干渉することがない。これにより、組付け性を向上でき、回転部材５に係合部５０との干渉を防止する溝部等を形成する必要もない。

次に、これらをケース本体１のロック機構配設部１２に配設する（図５ａ参照）。続いて、ケース本体１に対してモータ６を配設した後、第２軸受部材７７、および、第１軸受部材７１とスプリング７５を順次組付け、モータカバー７を配設し、該モータカバー７をケース本体１に対してネジ止めして固定する。その後、ケース本体１の開口部に制御基板８を配設し、該制御基板８をケース本体１に対してネジ止めして固定する。最後に、ケース本体１に対してケースカバー２を装着してネジ止めにより固定する。

このように組み付けたロック装置では、モータ６の出力軸６８の先端は第１軸受部材７１に当接するように保持され、該出力軸６８の後端も第２軸受部材７７に当接するように保持される。また、第１軸受部材７１は、スプリング７５の付勢力によって出力軸６８をスラスト方向に押し込む方向に変移するように構成されるため、第１軸受部材７１と出力軸６８の先端との隙間を適宜定めることができる。その後、第１軸受部材７１は、図７に示すように、モータカバー７の組付けによって、モータカバー７の固定部８５が圧接して第１軸受部材７１の変形部７６を変形させて嵌り込むことで、出力軸６８の先端と回動時に負荷がかからない程度の隙間を有するように当接した状態でケース本体１に対して固定されるため、作動中に第１軸受部材７１が位置ズレすることが防止される。この結果、出力軸６８のスラスト方向のガタツキを確実に防止することができる。

さらに、第１軸受部材７１は、出力軸６８のスラスト方向と交差する方向に第１収納部１９内に移動可能に配置されているため、作動中に仮にモータ６の出力軸６８に対してスラスト方向に第１軸受部材７１に向けて強い荷重が作用したとしても、第１軸受部材７１に係る荷重の一部は第１収納部１９の第２側面１９ｂによって受け止められ、残りの荷重はスプリング７５の付勢力に抗するように第１軸受部材７１に作用する。すなわち、第１軸受部材７１をスプリング７５の付勢力に抗して移動させる方向に作用する荷重を減少させることができる。そのため、固定部８５と変形部７６との嵌合部分への荷重が低減され、変形部７６のさらなる変形が防止される。これにより、固定部８５と変形部７６との嵌合状態を維持することが可能となり、第１軸受部材７１の固定状態を維持することが可能となる。さらにまた、モータ６の出力軸６８の先端をスラスト方向に対して直行する規制面７４によって出力軸６８の先端を受けているため、出力軸６８の軸心を正面から受けることができ、モータ作動時の出力軸６８の軸心のブレを防止することができる。これにより、ウォーム６９とウォームホイール部６２との噛み合い不良等が防止できる。

本実施形態のロック装置は、上記のようにして組み立てられるが、第２軸受部材７７は、図５ｂに示すように構成することによって、第１、第２軸受部材７１，７７とモータ６の出力軸６８との間に適度な隙間を設けることができる。
すなわち、ケース本体１に対してモータ６を配設した後、第２軸受部材７７、および、第１軸受部材７１とスプリング７５を順次組付けるが、このとき、第２軸受部材７７は、その先端部分を第２収納部２０に挿入した仮収納の状態とし、出力軸６８の後端を図５ｂに示す点線６８ａの位置に当接させておく。
なお、出力軸６８の前端は第１軸受部材７１に当接させた状態とする。

そして、モータカバー７を配設するとき、その第２軸受保持部８７によって第２軸受部材７７を押し入れ（図１及び図５ｂにおいて上方向）、第２軸受部材７７を確実に第２収納部２０に収納させる。このように組み付けると、第１軸受部材７１の移動が固体部８５によって固定されると同時に、モータ６の出力軸６８の後端が、図５ｂに示す位置６８ｂの如く、第２軸受部材７７の凹部７７ａの底面に当接可能になる。

このことから、第１、第２軸受部材７１、７７と出力軸６８との間に、第２軸受部材７７の凹部７７ａに応じ、軸受けとしての適度な隙間を設けることができ、例えば、第１軸受部材７１と出力軸１８との間をモータ６の出力軸６８の回動時に負荷が掛からない程度（約０．２ｍｍ）の間隔に設定することができる。

続いて、以上の構成からなるロック装置の動作について説明する。

図２に示すようにロック装置がロック状態にあるときに、モータ６が正転駆動されることにより出力軸６８に取り付けられたウォーム６９もモータ６側からみて時計周り方向に回転し、ウォームホイール部６２がウォーム６９に噛み合う回転部材５がアンロック方向（図５ａ中、時計回り方向）に回転し始める。この時、ウォームホイール部６２からウォーム６９に加わるスラスト反力は、モータ６の出力軸６８を第２軸受部材７７側に向けてスラスト方向に作用するが、モータ６の出力軸６８の後端は第２軸受部材７７に隙間無く当接するため、出力軸６８がガタつくことはない。

このように回転部材５が回転し始めると、図８中のロック領域５３にあったカムフォロワ６７がカム溝５１、５２内を摺動または回転しながら移動するが、カムフォロワ６７は縦溝６４、６５の端部に位置していて上方には移動できず、また、ロックボルト４は係合部５０が回転阻止孔２４に係合して回転不能な状態となっているため、回転部材５の回転によってロックボルト４が下方に移動し始める。カムフォロワ６７がカム溝５１、５２の傾斜部５５に沿って移動するとき、ロックボルト４はロック位置から後退する。

回転部材５がおよそ２５０度回転したとき、回転部材５がアンロック位置まで回転したことを図示しないマイクロスイッチによって検知され、このスイッチ信号を受けてモータ６の正転駆動が停止されるが、モータ６や回転部材５の慣性回転によりカムフォロワ６７はカム溝５１、５２のモータ停止位置Ｂからアンロック領域５４内に少し入り込んで停止する。このとき、ロックボルト４は、図９に示すように、その先端がカバー本体１内に引っ込んだアンロック位置まで後退している。

このようにして、ロックボルト４がロック位置からアンロック位置に移動することで、ステアリングシャフトの係合凹部に対するロックボルト４の先端の係合が解除され、ステアリングシャフトの回動規制が解除されてステアリングがアンロック状態になる。

一方、このロック装置をロック状態にするには、モータ６を逆転駆動する。これにより、出力軸６８に取り付けられたウォーム６９もモータ６側からみて反時計周り方向に回転し、ウォームホイール部６２がウォーム６９に噛み合う回転部材５がロック方向（図５ａ中、反時計回り方向）に回転し始める。この時、ウォームホイール部６２からウォーム６９に加わるスラスト反力は、モータ６の出力軸６８を第１軸受部材７１側に向けてスラスト方向に作用するが、モータ６の出力軸６８の先端は第１軸受部材７１に隙間無く当接するため、出力軸６８がガタつくことはない。

このように回転部材５が回転し始めると、図８中のアンロック領域５４にあったカムフォロワ６７がカム溝５１、５２内を摺動または回転しながら移動し、回転部材５の回転およびロックボルト用スプリング４４の付勢力によってロックボルト４が上方に移動し始める。カムフォロワ６７がカム溝５１、５２の傾斜部５５に沿って移動するとき、ロックボルト４はアンロック位置からロック位置に向けて移動する。

回転部材５がおよそ２５０度回転したとき、回転部材５がロック位置まで回転したことを図示しないマイクロスイッチによって検知され、このスイッチ信号を受けてモータ６の逆転駆動が停止されるが、モータ６や回転部材５の慣性回転によりカムフォロワ６７はカム溝５１、５２のモータ停止位置Ａからロック領域５３内に少し入り込んで停止する。これにより、ロックボルト４の先端がステアリングシャフトの係合凹部内に進入して係合し、ステアリングシャフトは回動規制されてステアリングはロック状態になる。

なお、ロックボルト４に設けられたカム溝５１、５２が周方向に傾斜して設けられているため、回転部材５の回転によりカムフォロワ６７がこのカム溝５１、５２内を移動すると、ロックボルト４には回転部材５と同じ方向に回転するように回転力が作用する。このロックボルト４の回転は、ロックボルト４の係合部５０と回転阻止孔２４との係合によって阻止されるが、この係合部５０と回転阻止孔２４との間に隙間があると、ロックボルト４の回転範囲が大きくなり、係合部５０が回転阻止孔２４に衝突した際の衝突打音が大きくなる。

これに対して、本実施形態のロック装置においては、回転部材５はケース本体１側に設けられた回転保持部２３に外嵌して回転可能に保持され、ロックボルト４は、回転部材５の内周面によって保持されている。すなわち、ロックボルト４は回転部材５を介して間接的にケース本体１によって位置決めされた状態となっている。したがって、このケース本体１側に回転阻止孔２４を設けることにより、回転阻止孔２４に対するロックボルト４の位置ズレを小さくできる。これによって、ロックボルト４の係合部５０と回転阻止孔２４とのスキを小さく設定することが可能となり、回転部材５の回転によるロックボルト４の係合部５０と回転阻止孔２４との衝突打音を小さくすることが可能となる。

また、本実施形態のロック装置では、２つのカム溝５１、５２をロックボルト４の作動軸方向にずらして設けているため、カムフォロワ６７から力を受ける作用点もロックボルト４の作動軸方向にずれることになる。この作用点には、カム溝５１、５２の断面形状が半円状であることから、ロックボルト４を作動軸に沿って移動させる力とロックボルト４を径方向内側へ押し込む力とが作用する。このため、ロックボルト４には、ロックボルト４の作動軸を傾けるように力が作用するが、ロックボルト４に設けられた係合部５０がロックボルト保持部である回転阻止孔２４の径方向外側面によって保持されているため、ロックボルト４の傾きを阻止でき、ロックボルト４の傾きによって生じるロック部材４１とロックボルト挿通孔２２との引っ掛かり等による作動不良を防止することができる。また、この係合部５０と回転阻止孔２４の径方向外側面との隙間についても、上述した理由と同様に、回転阻止孔２４をケース本体１側に設けることで回転阻止孔２４に対するロックボルト４の位置ズレを小さくでき、その結果、係合部５０と回転阻止孔２４の径方向外側面とのスキを小さくすることが可能となる。これにより、ロックボルト４の傾きをさらに防止することができる。

なお、本発明のステアリングロック装置は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、ロック部材４１とカム部材４２とを連結してロックボルト４を構成しているが、ロック部材４１とカム部材４２とを一体成形してもよい。

前記実施形態では、カム機構を、ロックボルト４に設けたカム溝５１、５２と、回転部材５とカム部材４２との間に配設されたカムフォロワ６７とによって構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、カム溝５１、５２を回転部材５の内周面に設け、ロックボルト４側にカムフォロワ６７を固定するようにしてカム機構を構成してもよい。また、カムフォロワ６７は、球状のスチールボールに限定されるものではなく、例えば、ピンなどを回転部材５、または、ロックボルト４に固定するようにしてもよい。

前記実施形態では、第１カム溝５１を、第２カム溝５２に対して、第２カム溝５２の高さ以上、ロックボルト４の進出方向側にずらして設けるように構成しているが、これに限定されるものではなく、第１カム溝５１を、第２カム溝５２に対して、僅かに（第２カム溝５２の高さ以下）ロックボルト４の進出方向側にずらして設けるようにしてもよい。このように構成しても、第１カム溝５１と第２カム溝５２との間に所定の距離を設けることができるため、第１カム溝５１と第２カム溝５２との干渉を防止でき、各カム溝５１、５２の傾斜角度および長さなどの設定の自由度を向上することができる。

前記実施形態では、ロックボルト４の係合部５０をロック部材４１の進出方向に対して平行に突出して設け、ケース本体１側の回転阻止部を前記係合部５０を受け入れる回転阻止孔２４としているが、これに限定されるものではなく、例えば、係合部５０を凹部とし、回転阻止部を係合部５０へ向けて突出した凸部としてもよい。

前記実施形態では、第１軸受部材７１自体にスプリング７５の付勢力を与え、モータ６の出力軸６８を、出力軸６８に直交させた規制面に当接させ、出力軸６８をスラスト方向に押し込む方向に移動するように構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、第１軸受部材７１の規制面は、出力軸６８をスラスト方向と直交する面に対して所定の角度で傾斜させるように設けてもよい。

前記実施形態では、第１軸受部材７１に変形部７６を設けるとともに、モータカバー７に固定部８５を設けて、第１軸受部材７１を所定の位置に固定するように構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、モータカバー７、または、第１軸受部材７１にゴム部材、あるいは、両面テープなどを貼り付け、他方側の部材を密着あるいは接着することで第１軸受部材７１を固定するようにしてもよい。また、場合によっては、ケース本体の開口を閉鎖するケースカバーによって、モータをケース本体に対して脱落不能に保持し、固定部をこのケースカバーに設けてもよい。

前記実施形態では、本発明の電動アクチュエータ装置を電動ステアリングロック装置に採用した例を示しているが、これに限定されるものではなく、本発明の構造は、あらゆる分野で利用される電動アクチュエータ装置に採用が可能である。

本発明の実施形態に係る電動アクチュエータ装置を採用した電動ステアリングロック装置を示す分解斜視図である。 図１の電動ステアリングロック装置のロック状態を示す断面図である。 ケース本体の開口側から見た斜視図である。 カム機構およびケースカバーの分解斜視図である。 図２を底面側から見た平面図である。 上記した電動ステアリングロック装置に備える第２軸受部材の斜視図である。 モータカバーの斜視図である。 図５にモータカバーを取り付けた状態を示す平面図である。 ロックボルトのカム部材の外周面展開図である。 図１の電動ステアリングロック装置のアンロック状態を示す断面図である。 従来例の電動ステアリングロック装置の横断面図である。 従来例の電動ステアリングロック装置の縦断面図である。 従来例の電動ステアリングロック装置のロックボルトの外周面展開図である。

符号の説明

３・・・ケース、５・・・回転部材、６・・・モータ、６２・・・ウォームホイール部、６８・・・出力軸、６９・・・ウォーム、７１・・・第１軸受部材（軸受部材）、７４・・・規制面、７５・・・スプリング。

Claims (5)

1. ケースの内部に、出力軸を有するモータと、該出力軸に取り付けられるウォームと、 該ウォームに噛合するウォームホイール部を備えた回転部材とを備えた電動アクチュエータ装置において、前記出力軸の先端に当接する規制面を備え、該規制面が前記出力軸の先端を出力軸のスラスト方向に押し込むようにスプリングの付勢力によって変移する軸受部材と、前記ケースに前記軸受部材を移動可能に収納する収納部を設け、該収納部内において前記スプリングの付勢力によって付勢される前記軸受部材の作動方向を、前記モータの出力軸のスラスト方向と交差する方向に設定したことを特徴とする電動アクチュエータ装置。
2. 前記軸受部材の規制面は、前記出力軸のスラスト方向と直交して面するように設け、かつ、当該軸受部材の作動方向については、前記規制面に対して所定角度で傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータ装置。
3. ケースの内部に、出力軸を有するモータと、該出力軸に取り付けられるウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイール部を備えた回転部材とを備えた電動アクチュエータ装置において、
   前記出力軸の先端に当接する規制面を備え、該規制面が前記出力軸の先端を出力軸のスラスト方向に押し込むようにスプリングの付勢力によって変移する第１軸受部材と、
   ケース内部に仮収納することで前記出力軸の後端を当接させる当接面と、所定位置に収納することによって前記出力軸の後端を当接させる凹面を有する第２軸受部材と、
   前記モータを前記ケース内の所定の位置に保持するモータカバーと、を設け、
   前記モータカバーには、前記ケースへの組み付けによって、前記第１軸受部材の移動を阻止する固定部と、前記第２軸受部材を仮収納位置から収納位置に押し入れる軸受保持部とを設けたことを特徴とする電動アクチュエータ装置。
4. 前記ケースに前記第１軸受部材を移動可能に収納する収納部を設け、該収納部内において前記スプリングの付勢力によって付勢される前記第１軸受部材の作動方向を、前記モータの出力軸のスラスト方向と交差する方向に設定したことを特徴とする請求項３に記載の電動アクチュエータ装置。
5. 前記第１軸受部材の規制面は、前記出力軸のスラスト方向と直交して面するように設け、かつ、当該第１軸受部材の作動方向については、前記規制面に対して所定角度で傾斜させたことを特徴とする請求項４に記載の電動アクチュエータ装置。

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