WO2015049951A1 - 電動ステアリングロック装置 - Google Patents

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WO2015049951A1
WO2015049951A1 PCT/JP2014/073471 JP2014073471W WO2015049951A1 WO 2015049951 A1 WO2015049951 A1 WO 2015049951A1 JP 2014073471 W JP2014073471 W JP 2014073471W WO 2015049951 A1 WO2015049951 A1 WO 2015049951A1
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lock
unlocking
cam
section
locking
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PCT/JP2014/073471
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French (fr)
Inventor
浩一朗 杉本
賢二郎 林
Original Assignee
株式会社 アルファ
日産自動車株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/01Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens
    • B60R25/02Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens operating on the steering mechanism
    • B60R25/021Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens operating on the steering mechanism restraining movement of the steering column or steering wheel hub, e.g. restraining means controlled by ignition switch
    • B60R25/0215Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens operating on the steering mechanism restraining movement of the steering column or steering wheel hub, e.g. restraining means controlled by ignition switch using electric means, e.g. electric motors or solenoids

Definitions

  • the present invention relates to an electric steering lock device that restricts rotation of a steering shaft of an automobile.
  • FIG. 1 shows a configuration of an electric steering lock device described in Patent Document 1.
  • the electric steering lock device 101 includes a lock member 150 for prohibiting rotation of the steering shaft 180. Further, the lock member 150 is disposed so as to be movable between a lock position where the tip 151 a of the lock member 150 protrudes from the frame 110 and a lock release position accommodated in the frame 110.
  • the electric steering lock device 101 includes a cam 140 that rotates integrally with the gear 132, and the lock member 150 is urged and held on the cam surface 141 of the cam 140 by urging means (not shown). Accordingly, following the rotation of the gear 132, the lock member 150 moves between the lock position and the lock release position while sliding on the cam surface 141.
  • a detection switch (not shown) for detecting that the lock member 150 is located at the unlock position is necessary.
  • the lock member 150 When the detection switch is installed on the lock member 150, the lock member 150 turns on the detection switch and stops the rotation of the cam 140 when the lock member 150 moves to the unlock position. In the unlocked state with such a configuration, the lock member 150 is held on the inclined surface of the cam surface 141 while being urged by the urging means, so that the cam 140 rotates in the locking direction for some reason. There is a risk.
  • the conventional electric steering lock device 101 is provided with the piezoelectric element 170. Then, with the lock member 150 positioned at the unlock position, the protrusion 171 of the piezoelectric element 170 is brought into pressure contact with the cam surface 141, whereby the rotation of the cam 140 toward the locking side is restricted by the frictional force.
  • the present invention is an electric steering lock that can regulate the rotation of the cam in the unlocked state in the unlocked state without providing a separate part when the lock member is located at the unlocked position.
  • An object is to provide an apparatus.
  • the first aspect of the present invention that achieves the above object is to provide a cam that can be rotated forward and backward in a frame, a lock position that becomes an advancing end while following the cam surface of the rotating cam, and a backward movement.
  • a locking member disposed so as to be movable back and forth between the unlocking position as an end, and the cam surface includes a locking / unlocking section for moving the locking member between the locking position and the unlocking position, and the locking member
  • the rate of change of the cam lift amount with respect to the cam rotation angle in the lock release position interval is higher than the rate of change of the cam lift amount with respect to the cam rotation angle in the locking / unlocking zone.
  • An electric steering lock device configured to be small is provided.
  • the cam surface may be configured such that the rate of change in the unlocking position section is constant.
  • Position detecting means for detecting that the lock member is located at the unlock position may be disposed between the frame and the lock member.
  • the cam surface includes an unlocking stop section configured such that the change ratio is larger than the change ratio in the unlock position section, the unlocking section, the unlock position section, and the unlock position. You may make it arrange
  • the cam surface so that the change rate of the cam lift amount with respect to the cam rotation angle in the unlocking position section is smaller than the change ratio in the locking / unlocking section,
  • the cam does not rotate in the locking direction when the member is located at the unlock position.
  • the rotation of the cam can be regulated without providing another part.
  • the cam surface is configured so that the rate of change of the cam lift amount relative to the cam rotation angle in the unlock position section is constant, the locking / unlocking section and the unlock position section can be smoothly continued. Thereby, it is possible to suppress a hitting sound generated when the locking member that follows the cam surface displaces the locking / unlocking section and the unlocking position section.
  • the position detecting means detects that the lock member is located at the unlock position, the position of the lock member can be accurately grasped. Thus, even when the linkage between the cam and the lock member is removed, it is possible to prevent erroneous determination of the locked state as the unlocked state.
  • the cam surface includes an unlocking stop section configured such that the change rate is larger than the change rate in the unlocking position section, the unlocking section, the unlocking position section, and the unlocking stop.
  • an unlocking stop section configured such that the change rate is larger than the change rate in the unlocking position section, the unlocking section, the unlocking position section, and the unlocking stop.
  • FIG. 1 is a plan view showing an electric steering lock device according to an embodiment of the present invention. It is a front view which shows one Embodiment of this invention and shows an electric steering lock apparatus.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 2 in a locked state.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG. 3 in a locked state.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 in FIG. 2 in a locked state.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 2 in an unlocked state.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 in FIG. 2 in an unlocked state. It is a cam displacement diagram which shows the relationship between the rotation angle of a cam, and a cam lift amount. It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of this embodiment in the state in which the tracking protrusion was located on the lock
  • the steering lock device of the present embodiment is attached as an electric steering lock device 1 to a steering column device (not shown) that houses a steering shaft 80 of an automobile by a fixing means (not shown).
  • the electric steering lock device 1 is mainly composed of a frame 10, a frame cover 20, a driving means 30, a lock member 50, and a control board 60, as shown in FIGS.
  • the frame 10 includes a case portion 11 having a substantially box shape whose one surface (upper surface in FIGS. 4 to 9 and the like) is open, and a cylindrical guide portion 12 disposed on the bottom surface 11a of the case portion 11. Yes.
  • the guide portion 12 has a rectangular tube shape communicating with the storage chamber 13 while opening at the front end side facing the steering shaft 80, and the lock member 50 is housed in the guide hole 14 which is a tubular hole so as to be able to advance and retract. .
  • a stopper receiving portion 15 that engages with a stopper 52f described later is set in the opening portion on the accommodation chamber side of the guide hole 14.
  • the frame cover 20 has a box shape in which one surface (the lower surface in FIGS. 4 to 9 and the like) is open, and a latch receiving portion 21 provided on the inner edge of the opening and a engagement provided on the periphery of the case 11 of the frame 10
  • the frame 10 is assembled by engaging the stopper 11b.
  • the frame cover 20 and the case portion 11 form a storage chamber 13 as a storage space inside.
  • the accommodation chamber 13 accommodates a drive unit 30 that drives the lock member 50 and a control board 60 that controls the operation of the drive unit 30.
  • the drive means 30 includes an electric motor 31 as a drive source, a worm gear (not shown) disposed on the output shaft of the electric motor 31, and a disk-shaped worm wheel 32 formed as a gear meshable with the worm gear. Composed. When the electric motor 31 rotates forward, the worm gear rotates the worm wheel 32 in the unlocking direction, and when the electric motor 31 reverses, the worm gear rotates the worm wheel 32 in the locking direction.
  • the drive means 30 is accommodated in the motor case 33 in a state where the worm gear meshes with the worm wheel 32 and is unitized, and the motor case 33 is disposed in the accommodation chamber 13 together.
  • the worm wheel 32 is provided with a cam 40 on one panel surface thereof.
  • the cam 40 includes a spiral cam groove 42 and an outer peripheral surface 43, and the inner side wall 42 a of the cam groove 42 and the outer peripheral surface 43 are set as the cam surface 41.
  • the cam surface 41 includes a locking-side idle running section 41a, a locking / unlocking section 41b, an unlocking position section 41c, an unlocking stop section 41d, and an unlocking-side idle running section 41e.
  • Each section is continuous in this order.
  • the cam lift amount is a dimension from the rotation center O to the cam surface 41, and in the present embodiment, the cam lift amount is set to be the smallest in the locking side idle running section 41a and the largest in the unlocking side idle running section 41e. .
  • the change rate of the cam lift amount with respect to the rotation angle of the cam 40 in each section of the cam surface 41 is determined based on the cam lift amount of the locking side idle running section 41a.
  • the locking side idle running section 41a corresponds to the locking position of the associated locking member 50, is located at the center of the spiral shape in the cam groove 42, and the cam lift amount is set constant (the movement amount of the locking member 50 is zero). Has been. That is, the change rate of the cam lift amount with respect to the rotation angle of the cam 40 in the locking-side idle running section 41a is set to zero.
  • the locking / unlocking section 41b corresponds to a path along which the associated locking member 50 moves between the locked position and the unlocked position. That is, one side of the locking / unlocking section 41b continues to the locking-side idle running section 41a and the other side continues to the unlocking position section 41c, and the cam lift amount increases from the locking-side idle running section 41a toward the unlocking position section 41c. It is set to be. Further, the change rate of the cam lift amount with respect to the rotation angle of the cam 40 in the locking / unlocking section 41b is set to be different between the lock position side and the unlocking position side of the locking / unlocking section 41b.
  • the rate of change on the lock position side in the locking / unlocking section 41b is set so that the pulling torque increases because the engaging portion 51a at the tip of the lock body 51 retreats from the engaging groove 81 during the unlocking operation.
  • the change rate is set to be relatively small.
  • the change rate on the unlocking position side in the locking / unlocking section 41b is such that the changing rate is such that the locking portion 51a moves backward quickly during the unlocking operation because the engaging portion 51a of the lock body 51 is separated from the engaging groove 81. It is set larger than the lock position.
  • the lock release position section 41c corresponds to the lock release position of the associated lock member 50, and the cam lift amount is set to be constant (the movement amount of the lock member 50 is zero and the change rate of the cam lift amount is zero).
  • the change rate of the cam lift amount with respect to the rotation angle of the cam 40 in the unlocking position section 41c does not need to be zero, and may be set to be at least smaller than the change ratio in the locking / unlocking section 41b.
  • the unlocking stop section 41d is a section for the linked lock member 50 (hanger 52) to turn on the unlock detection switch 62 described later, and is continuous with the unlocking position section 41c.
  • the amount of change in the cam lift amount in the unlocking stop section 41d is determined in consideration of the operation stroke necessary and sufficient for turning on the unlocking detection switch 62, which will be described later, the variation in the operation stroke, the variation in the assembly position, and the like. The dimensions are set so that the detection switch 62 is not damaged. Further, the change rate of the unlocking stop section 41d is set so that a torque necessary for operating the unlocking detection switch 62 is generated.
  • the unlocking idle running section 41e is formed on the outer peripheral surface 43 of the cam 40 continuously to the unlocking position section 41c, and is set to have a constant cam lift.
  • the lock member 50 includes a lock main body 51 that engages an engagement groove 81 provided on the outer peripheral surface of the steering shaft 80,
  • the hanger 52 is detachably linked to the rear end side, which is the retreat side end of the main body 51, and a lock urging member 53 that urges the lock main body 51 from the retreat end side to the advance end side.
  • the lock main body 51 and the hanger 52 which comprise the lock member 50 are arrange
  • the link portion 50 a between the lock main body 51 and the hanger 52 includes a main body side link portion 51 b provided at the rear end of the lock main body 51 and a hanger side link portion 52 b provided at the front end of the hanger 52.
  • the lock member 50 is freely displaced by the driving means 30 between a lock position that is an advance end and a lock release position that is a retracted end.
  • the front end of the lock body 51 protrudes from the guide portion 12 and engages with the engagement groove 81 to restrict the rotation of the steering shaft 80.
  • the front end of the lock main body 51 is retracted into the guide portion 12 and separated from the engagement groove 81, so that the steering shaft 80 can be rotated.
  • the lock main body 51 is made of a plate-like hard member, and the front end is set to an engagement portion 51 a that engages with the engagement groove 81, and the rear end is set to a main body side link portion 51 b that links to the hanger 52.
  • the main body side link portion 51b includes a main body side neck portion 51c that extends in the slide direction, and a main body side link projection portion 51d that protrudes perpendicularly to the slide direction from the rear end of the main body side neck portion 51c. It is formed into a shape.
  • the hanger 52 is composed of a member having a lower load resistance than the lock body 51.
  • the hanger 52 includes a hanger side linkage portion 52b, a follow-up projection 52e, a stopper 52f, and a switch arm portion 52g.
  • the hanger side linkage portion 52b is disposed at the front end of the hanger 52, and is formed into an L-shaped projection by the hanger side neck portion 52c and the hanger side linkage projection 52d.
  • the hanger side neck portion 52 c is thinner than the other general portions of the hanger 52 and extends in the sliding direction of the lock member 50.
  • the hanger side link protrusion 52d is provided so as to protrude from the front end of the hanger side neck 52c while being orthogonal to the slide direction.
  • the follow-up protrusion 52e is located at the rear end of the hanger 52 and protrudes toward the worm wheel 32.
  • the follower protrusion 52e is disposed in the cam groove 42 in a state where the lock member 50 is assembled in the guide hole 14 and the worm wheel 32 is installed in the storage chamber 13.
  • the follower protrusion 52 e receives the urging force of the lock urging member 53 and follows the cam surface 41 while abutting.
  • the stopper 52f protrudes on the rear end side of the hanger 52 and on the back side of the surface on which the tracking protrusion 52e is disposed.
  • the stopper 52f slides together with the hanger 52.
  • the stopper 52f is formed so as to engage with the stopper receiving portion 15 in the locking direction at the lock position.
  • the switch arm 52g is a square extending along the rotation surface of the worm wheel 32 at the rear end of the hanger 52 while being orthogonal to the sliding direction of the hanger 52. It consists of a columnar cantilever.
  • the switch arm 52g abuts on an operation unit 61a of a lock detection switch 61 described later, and turns on a lock detection switch 61 described later.
  • the lock urging member 53 is formed of a wound spring and is disposed in a compressed state between the retracted end wall 14a of the guide hole 14 and the retracted end 51e on the back side of the main body side linkage portion 51b. Then, the hanger 52 and the lock body 51 are urged in a direction away from each other by the compression reaction force of the lock urging member 53, and the linked state is maintained. Moreover, the lock member 50 can be expanded and contracted by such a linkage structure.
  • the control board 60 supplies electric power to the electric motor 31 from the outside and controls forward rotation, reverse rotation, and stop.
  • a lock detection switch 61 and an unlock detection switch 62 are arranged on the control board 60.
  • the lock detection switch 61 and the unlock detection switch 62 are composed of momentary switches that are turned on only while the operation portion is being pressed.
  • the lock detection switch 61 is a switch that detects that the lock member 50 has moved from the unlock position to the lock position. Further, the lock detection switch 61 is disposed on the control board 60 in the vicinity of the stopper receiving portion 15 along the sliding direction of the lock member 50 (hanger 52).
  • the unlock detection switch (position detection means) 62 is a switch that detects that the lock member 50 (hanger 52) has moved from the lock position to the lock release position. Further, the unlock detection switch 62 is disposed on the control board 60 on the extension line on the retracted end side along the sliding direction of the lock member 50 (hanger 52).
  • the control board 60 supplies power so that the electric motor 31 rotates normally.
  • the electric motor 31 rotates in the forward direction
  • the worm wheel 32 rotates in the unlocking direction (clockwise in FIG. 11) via the worm gear.
  • the follow-up projection 52e moves on the cam surface 41 while unlocking the unlocking section 41b while unlocking the urging force of the lock urging member 53.
  • the position section 41c and the unlocking stop section 41d are followed in this order. As a result, the lock member 50 moves from the lock position to the lock release position.
  • the unlocking detection switch 62 does not turn on in the unlocking section 41b for some reason, and the follow-up protrusion 52e follows the unlocking idle running section 41e.
  • the control board 60 determines that an abnormality has occurred, and the control board 60 forces the electric motor 31 within the unlocking side idle running section 41e. Stop.
  • the lock main body 51 is located at the unlocked position where it is drawn into the guide hole. For this reason, the engagement between the engagement portion 51a of the lock body 51 and the engagement groove 81 of the steering shaft 80 is released, and the steering shaft 80 can be rotated.
  • the follow-up projection 52e is located on the unlocking stop section 41d of the cam surface 41. That is, the lock member 50 is held at a position further retracted than the lock release position.
  • the unlocking stop section 41d is set so that the cam lift amount decreases toward the lock release position section 41c. For this reason, when the worm wheel 32 and the worm gear are disengaged for some reason, the worm wheel 32 is rotated in the locking direction by the urging force of the lock urging member 53, and the follow-up protrusion 52e is in the unlocking position section 41c. It is possible to move to.
  • the control board 60 supplies power so that the electric motor 31 is reversed.
  • the electric motor 31 rotates in the reverse direction
  • the worm wheel 32 rotates in the locking direction (counterclockwise in FIG. 11) via the worm gear.
  • the following protrusion 52e follows the unlocking stop section 41d, the unlocking position section 41c, and the unlocking section 41b on the cam surface 41 in this order by the biasing force of the lock biasing member 53.
  • the lock member 50 moves from the unlock position to the lock position.
  • the switch arm 52g comes into contact with the operation unit 61a of the locking detection switch 61, and the locking detection switch 61 is turned on. become. Then, the ON signal of the lock detection switch 61 is input to the control board 60, the power from the control board 60 to the electric motor 31 is stopped, and the electric motor 31 is stopped. Then, the lock member 50 is held at the lock position. As shown in FIGS. 4 to 6, in the electric steering lock device 1 in which the lock member 50 is held in the lock position, the engaging portion 51a of the lock main body 51 is engaged with the engaging groove 81 of the steering shaft 80, The rotation of the steering shaft 80 is restricted.
  • the lock body 51 may be engaged with the engagement groove 81 before the lock detection switch 61 is turned on. Even in such a case, since the lock main body 51 is pressed against the bottom of the engagement groove 81 and the lock urging member 53 is compressed and contracted, only the hanger 52 advances, so that there is no inconvenience.
  • the locking detection switch 61 does not turn on in the locking / unlocking section 41b, and the tracking protrusion 52e follows the locking side idle running section 41a.
  • the control board 60 determines that an abnormality has occurred, and the control board 60 causes the electric motor 31 to move within the locking-side idle running section 41a. Stop forcibly. Further, the lock member 50 restricts the stopper 52f from coming into contact with the stopper receiving portion 15 to advance the lock member 50 beyond the lock position.
  • the cam lift amount in the unlocking position section 41c is constant, and the change rate of the cam lift amount with respect to the rotation angle of the cam 40 in the unlocking position section 41c is higher than the change ratio in the locking / unlocking section 41b.
  • the cam surface 41 so that the cam lift amount in the lock release position section 41c is constant, the locking / unlocking section 41b and the lock release position section 41c can be smoothly continued. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of a hitting sound when the locking member 50 that follows the cam surface 41 is displaced between the locking / unlocking section 41b and the unlocking position section 41c.
  • the position of the lock member 50 can be accurately grasped by the configuration in which the unlock detection switch (position detection means) 62 detects that the lock member 50 is located at the unlock position. Accordingly, even when the linkage between the cam 40 and the lock member 50 is removed, it is possible to prevent erroneous determination of the locked state as the unlocked state.
  • the change rate of the unlocking stop section 41d is configured to be greater than the change rate in the unlocking position section 41c, the unlocking section 41b, the unlocking position section 41c, and the unlocking stop section 41d are arranged in this order. Accordingly, the rotation of the cam 40 in the unlocking direction can be stopped at the position where the lock member 50 is retracted from the unlock position. Thereby, in the unlocked state, the lock member 50 can be held at a position retracted from the lock release position in the frame 10.
  • the cam surface 41 is configured so that the cam lift amount in the unlocking position section 41c is constant, but as shown by the broken line in FIG.
  • the cam surface 41 may be configured so that the cam lift amount in the lock release position section 41c ′ decreases as the cam rotation angle increases. In such a configuration, for some reason, the worm wheel 32 can be freely rotated in the locking direction, and the worm wheel 32 is rotated by the urging force of the lock urging member 53, so that the follower protrusion 52e is released.
  • the follower protrusion 52e when the follower protrusion 52e moves from the locking / unlocking section 41b to the lock release position section 41c, the follower protrusion 52e does not follow the cam surface 41 at the boundary portion between the two sections and jumps. In other words, a hitting sound may occur. Therefore, it may be configured to notify the operator that the electric steering lock device 1 has been unlocked by the unlocking operation by generating a hitting sound so that the operator can hear it.
  • the momentary switch is used as the unlocking detection switch (position detection means), but the present invention is not limited to this, and it is possible to adopt a configuration using various sensors and obtain the same effects. be able to.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lock And Its Accessories (AREA)

Abstract

 電動ステアリングロック装置(1)は、フレーム(10)内に正転、逆転可能に配置されたカム(40)と、回転するカム(40)のカム面(41)に追従しつつ、進出端となるロック位置と、後退端となるロック解除位置との間を進退自在に配置されたロック部材(50)とを備える。カム面(41)に、ロック部材(50)をロック位置とロック解除位置の間を移動させる施解錠区間(41b)と、ロック部材(50)をロック解除位置に保持するロック解除位置区間(41c)とを備える。ロック解除位置区間(41c)におけるカム(40)の回転角度に対するカムリフト量の変化割合が、施解錠区間(41b)におけるカム(40)の回転角度に対するカムリフト量の変化割合よりも小さくなるように構成する。

Description

電動ステアリングロック装置
 本発明は、自動車のステアリングシャフトの回転を制限する電動ステアリングロック装置に関する。
 この種の従来の電動ステアリングロック装置として、特開2009-35163号公報(特許文献1)に開示されたものが知られている。図1は、特許文献1に記載された電動ステアリングロック装置の構成を示している。この電動ステアリングロック装置101は、ステアリングシャフト180の回転を禁止するためのロック部材150を備えている。また、ロック部材150は、ロック部材150の先端151aがフレーム110から突出するロック位置と、フレーム110内に収容されるロック解除位置との間を移動可能に配置されている。電動ステアリングロック装置101は、歯車132と一体に回転するカム140を備えており、付勢手段(図示せず)によって、ロック部材150がカム140のカム面141に付勢保持される。これにより、歯車132の回転に追従して、ロック部材150がカム面141上を摺動しつつ、ロック位置とロック解除位置との間を移動する。
特開2009-35163号公報
 ところで、上述のような電動ステアリングロック装置101では、歯車132の回転を停止させるために、ロック解除位置にロック部材150が位置していることを検知する検知スイッチ(図示せず)が必要となる。
 検知スイッチをロック部材150に対して設置した場合、ロック部材150がロック解除位置に移動したところで、ロック部材150が検知スイッチをONにし、カム140の回転が停止する構成となる。このような構成におけるロック解除状態では、ロック部材150が、カム面141の傾斜面上に、付勢手段によって付勢された状態で保持されるため、何らかの理由で、カム140が施錠方向に回転するおそれがある。
 このような問題に対して、上記従来の電動ステアリングロック装置101では、圧電素子170を設置している。そして、ロック部材150がロック解除位置に位置した状態で、圧電素子170の突出部171をカム面141上に圧接させることで、摩擦力によってカム140の施錠側への回転を規制している。
 しかしながら、上述した従来の電動ステアリングロック装置101では、何らかの理由によって、圧電素子170が破損した場合には、圧電素子170がカム140を圧接できなくなってしまうため、問題が解決されてはいない。
 本発明は、上記事情を考慮し、ロック部材がロック解除位置に位置した状態で、別部品を設けることなく、解錠状態でのカムの施錠方向への回転を規制することができる電動ステアリングロック装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成する本発明の第1のアスペクトは、フレーム内に正転、逆転可能に配置されたカムと、回転する該カムのカム面に追従しつつ、進出端となるロック位置と、後退端となるロック解除位置との間を進退自在に配置されたロック部材とを備え、前記カム面は、前記ロック部材をロック位置とロック解除位置の間を移動させる施解錠区間と、該ロック部材をロック解除位置に保持するロック解除位置区間と、を備えつつ、ロック解除位置区間におけるカムの回転角度に対するカムリフト量の変化割合が、施解錠区間におけるカムの回転角度に対するカムリフト量の変化割合よりも小さくなるように構成された電動ステアリングロック装置を提供する。
 前記ロック解除位置区間における前記変化割合が一定となるように、前記カム面を構成してもよい。
 前記フレーム、および前記ロック部材との間に該ロック部材が前記ロック解除位置に位置することを検知する位置検出手段を配置してもよい。
 前記カム面は、前記変化割合が、前記ロック解除位置区間における該変化割合よりも大きくなるように構成された解錠停止区間を備えつつ、前記施解錠区間、前記ロック解除位置区間、該解錠停止区間の順で配置するようにしてもよい。
 本発明の第1のアスペクトによれば、ロック解除位置区間におけるカムの回転角度に対するカムリフト量の変化割合が、施解錠区間における変化割合よりも、小さくなるようにカム面を設定することによって、ロック部材がロック解除位置に位置した状態で、カムが施錠方向に回転することがなくなる。これによって、別部品を設けることなく、カムの回転を規制することができる。
 ロック解除位置区間におけるカムの回転角度に対するカムリフト量の変化割合が一定となるように、カム面を構成した場合には、施解錠区間とロック解除位置区間とを滑らかに連続することができる。これによって、カム面を追従するロック部材が施解錠区間とロック解除位置区間とを変位する際に発生する打音を抑制することができる。
 ロック部材がロック解除位置に位置することを、位置検出手段が検知する構成とした場合には、ロック部材の位置を正確に把握できる。これによって、カムとロック部材との連係が外れてしまった場合であっても、施錠状態を解錠状態と誤判断することを防止することができる。
 カム面が、前記変化割合が、前記ロック解除位置区間における該変化割合よりも大きくなるように構成された解錠停止区間を備えつつ、前記施解錠区間、前記ロック解除位置区間、該解錠停止区間の順で配置するようにした場合には、解錠停止区間内で、カムの解錠方向の回転を停止することが可能となる。これによって、解錠状態において、ロック解除位置よりもフレーム内に引っ込んだ位置にロック部材を保持することができる。
従来技術の電動ステアリングロック装置を示す概要断面図である。 本発明の一実施形態を示し、電動ステアリングロック装置を示す平面図である。 本発明の一実施形態を示し、電動ステアリングロック装置を示す正面図である。 施錠状態における図2の4-4線に沿った断面図である。 施錠状態における図3の5-5線に沿った断面図である。 施錠状態における図2の6-6線に沿った断面図である。 解錠状態における図2の4-4線に沿った断面図である。 解錠状態における図3の5-5線に沿った断面図である。 解錠状態における図2の6-6線に沿った断面図である。 カムの回転角とカムリフト量との関係を示すカム変位線図である。 追従突起が施錠側空走区間上に位置した状態における本実施形態の要部を示す概要断面図である。 追従突起が施解錠区間上に位置した状態における本実施形態の要部を示す概要断面図である。 追従突起がロック解除位置区間上に位置した状態における本実施形態の要部を示す概要断面図である。 追従突起が解錠停止区間上に位置した状態における本実施形態の要部を示す概要断面図である。 追従突起が解錠側空走区間上に位置した状態における本実施形態の要部を示す概要断面図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のステアリングロック装置は、電動ステアリングロック装置1として、自動車のステアリングシャフト80を収容するステアリングコラム装置(図示せず)に固定手段(図示せず)によって取付けられる。電動ステアリングロック装置1は、図2~図9に示すように、フレーム10、フレームカバー20、駆動手段30、ロック部材50、制御基板60とで主に構成されている。
 フレーム10は、一面(図4~図9などの上面)が開口する略箱形形状を有するケース部11と、ケース部11の底面11aに配設される筒状のガイド部12とを備えている。ガイド部12は、先端側がステアリングシャフト80に面して開口しつつ、収容室13に連通する角筒形状を備え、筒孔であるガイド孔14内にロック部材50が進退自在に収容されている。また、ガイド孔14の収容室側開口部には、後述するストッパ52fと係合するストッパ受部15が設定されている。
 フレームカバー20は、一面(図4~図9などの下面)が開口する箱形状を備え、開口部の内縁に設けた係止受部21と、フレーム10のケース部11周縁に設けられた係止部11bとを係合することで、フレーム10に組付けられる。また、フレームカバー20は、ケース部11とともに、内部に収容空間としての収容室13を形成する。そして、収容室13には、ロック部材50を駆動する駆動手段30と、駆動手段30の動作を制御する制御基板60とが収容されている。
 駆動手段30は、駆動源である電動モータ31と、電動モータ31の出力軸に配置されるウォームギヤ(図示せず)と、ウォームギヤと噛合可能な歯車に形成された円盤状のウォームホイール32とで構成される。そして、電動モータ31が正転することで、ウォームギヤがウォームホイール32を解錠方向に回動し、電動モータ31が逆転することで、ウォームギヤがウォームホイール32を施錠方向に回動する。駆動手段30は、ウォームギヤがウォームホイール32に噛合した状態で、モータケース33に収容されてユニット化され、モータケース33ごと収容室13に配置される。
 ウォームホイール32は、その一方の盤面にカム40を備えている。カム40は、螺旋状のカム溝42と、外周面43とで構成され、カム溝42の内側側壁42aと、外周面43とがカム面41に設定されている。
 カム面41は、図10の実線に示すように、施錠側空走区間41a、施解錠区間41b、ロック解除位置区間41c、解錠停止区間41d、および解錠側空走区間41eで構成され、各区間がこの順番で連続している。なお、カムリフト量は、回転中心Oからカム面41までの寸法で、本実施形態では、施錠側空走区間41aで最も小さく、解錠側空走区間41eで最も大きくなるように設定されている。また、カム面41の各区間におけるカム40の回転角度に対するカムリフト量の変化割合は、施錠側空走区間41aのカムリフト量を基準として、大小を判断する。
 施錠側空走区間41aは、連係するロック部材50のロック位置に対応しており、カム溝42における螺旋形状の中心部分に位置し、カムリフト量が一定(ロック部材50の移動量ゼロ)に設定されている。つまり、施錠側空走区間41aにおける、カム40の回転角度に対するカムリフト量の変化割合はゼロに設定されている。
 施解錠区間41bは、連係するロック部材50がロック位置とロック解除位置との間で移動する経路に対応している。つまり、施解錠区間41bの一側が施錠側空走区間41aに、他側がロック解除位置区間41cにそれぞれ連続するとともに、施錠側空走区間41aからロック解除位置区間41cに向かうに従って、カムリフト量が大きくなるように設定されている。また、施解錠区間41bにおけるカム40の回転角度に対するカムリフト量の変化割合は、施解錠区間41bのロック位置側とロック解除位置側では異なるように設定されている。施解錠区間41bにおけるロック位置側の変化割合は、解錠操作時に、ロック本体51の先端の係合部51aが係合溝81に係合した状態から後退するため、引抜きトルクが大きくなるように、変化割合が比較的小さく設定されている。施解錠区間41bにおけるロック解除位置側の変化割合は、ロック本体51の係合部51aが係合溝81から離間していることから、解錠操作時に、速やかに後退するように、変化割合がロック位置側よりも大きく設定されている。
 ロック解除位置区間41cは、連係するロック部材50のロック解除位置に対応しており、カムリフト量が一定(ロック部材50の移動量ゼロ、カムリフト量の変化割合がゼロ)に設定されている。なお、ロック解除位置区間41cにおけるカム40の回転角に対するカムリフト量の変化割合は、ゼロである必要はなく、少なくとも施解錠区間41bにおける変化割合よりも、小さくなるように設定されていればよい。
 解錠停止区間41dは、連係するロック部材50(ハンガー52)が後述する解錠検知スイッチ62をONにするための区間で、ロック解除位置区間41cに連続している。解錠停止区間41d内のカムリフト量の変化量は、後述する解錠検知スイッチ62をONするために必要十分な操作ストローク、操作ストロークのばらつき、組付位置のばらつき等を考慮しつつ、解錠検知スイッチ62を破損しない寸法に設定されている。また、解錠停止区間41dの変化割合は、解錠検知スイッチ62を操作するために必要なトルクが発生するように設定されている。
 解錠側空走区間41eは、ロック解除位置区間41cに連続して、カム40の外周面43に形成され、カムリフト量一定に設定されている。
 ロック部材50は、図5,6,8,9に示すように、進出側端部となる前端がステアリングシャフト80の外周面に設けられた係合溝81に係合するロック本体51と、ロック本体51の後退側端部となる後端側に係脱可能に連係するハンガー52と、ロック本体51を後退端側から進出端側へ付勢するロック付勢部材53とで構成されている。そして、ロック部材50を構成するロック本体51とハンガー52は、連係した状態で、ガイド部12のガイド孔14内に進退自在に配置される。つまり、ロック本体51とハンガー52との連係部分50aは、ロック本体51の後端に設けられる本体側連係部51b、およびハンガー52の前端に設けられるハンガー側連係部52bで構成されている。これにより、ロック部材50は、駆動手段30によって進出端となるロック位置と、後退端となるロック解除位置との間を自在に変位する。なお、ロック位置では、ロック本体51の前端がガイド部12から突出して係合溝81に係合し、ステアリングシャフト80の回動を制限する。また、ロック解除位置では、ロック本体51の前端がガイド部12内に後退して係合溝81から離間し、ステアリングシャフト80の回動が可能となる。
 ロック本体51は、板状の硬質な部材からなり、前端が係合溝81に係合する係合部51aに設定され、後端がハンガー52と連係する本体側連係部51bに設定されている。本体側連係部51bは、スライド方向に延設される本体側首部51cと、本体側首部51cの後端からスライド方向に対して直交しつつ、突出する本体側連係突部51dとで、L字形状に形成されている。
 ハンガー52は、ロック本体51よりも耐荷重の低い部材で構成されている。ハンガー52は、ハンガー側連係部52b、追従突起52e、ストッパ52f、およびスイッチ腕部52gを備えている。
 ハンガー側連係部52bは、ハンガー52の前端に配置されており、ハンガー側首部52cとハンガー側連係突部52dとによって、L字状の突起に形成されている。
 ハンガー側首部52cは、ハンガー52の他の一般部よりも細く、且つロック部材50のスライド方向に延設されている。
 ハンガー側連係突部52dは、ハンガー側首部52cの前端からスライド方向に対して直交しつつ、突設されている。
 追従突起52eは、ハンガー52の後端に位置し、ウォームホイール32に向かって突設されている。追従突起52eは、ロック部材50をガイド孔14内に組付け、ウォームホイール32を収容室13に設置した状態で、カム溝42内に配置される。そして、ウォームホイール32が正転、または逆転すると、追従突起52eは、ロック付勢部材53の付勢力を受けて、カム面41に当接しつつ、追従する。
 ストッパ52fは、ハンガー52の後端側、且つ追従突起52eが配置された面の裏面側に突設されている。ストッパ52fは、ハンガー52とともにスライドする。また、ストッパ52fは、ロック位置で、ストッパ受部15に施錠方向に対して係合するように形成されている。
 スイッチ腕部52gは、図11~図15に示すように、ハンガー52の後端部に、ハンガー52のスライド方向に対して直交しつつ、ウォームホイール32の回転面に沿って延設される四角柱状の片持ち梁からなる。スイッチ腕部52gは、ロック部材50がロック解除位置からロック位置へ移動した際に、後述する施錠検知スイッチ61の操作部61aに当接し、後述する施錠検知スイッチ61をONにする。
 ロック付勢部材53は、巻バネからなり、ガイド孔14の後退端壁14aと、本体側連係部51bの背面側の後退端51eとの間に、圧縮された状態で配置される。そして、ロック付勢部材53の圧縮反力によって、ハンガー52とロック本体51は、互いに離間する方向に付勢されつつ、連係した状態が保持される。また、このような連係構造によって、ロック部材50は伸縮可能となっている。
 制御基板60は、電力を外部から電動モータ31に供給し、正転、逆転、停止の制御を行なっている。また、制御基板60には、施錠検知スイッチ61と解錠検知スイッチ62とが配置されている。これら施錠検知スイッチ61と解錠検知スイッチ62とは、操作部分が押されている間だけONになるモーメンタリスイッチで構成されている。
 施錠検知スイッチ61は、ロック部材50がロック解除位置からロック位置へ移動したことを検知するスイッチである。また、施錠検知スイッチ61は、ロック部材50(ハンガー52)のスライド方向に沿って、ストッパ受部15近傍の制御基板60上に配置されている。
 解錠検知スイッチ(位置検出手段)62は、ロック部材50(ハンガー52)がロック位置からロック解除位置へ移動したことを検知するスイッチである。また、解錠検知スイッチ62は、ロック部材50(ハンガー52)のスライド方向に沿って、後退端側の延長線上の制御基板60上に配置されている。
 次に、上記構成において、電動ステアリングロック装置1の動作を説明する。まず、図4~図6に示されるように、ロック部材50がロック位置に保持された電動ステアリングロック装置1では、ロック本体51がガイド部12から突出している。これによって、ロック本体51の係合部51aがステアリングシャフト80の係合溝81に係合し、ステアリングシャフト80の回動を規制する。
 そして、施錠状態の電動ステアリングロック装置1に、車体側から解錠信号が入力されると、制御基板60は電動モータ31が正転するように電力を供給する。電動モータ31が正転すると、ウォームギヤを介してウォームホイール32が解錠方向(図11における時計回り)に回動する。ウォームホイール32が解錠方向に回動すると、図11~図15に示すように、ロック付勢部材53の付勢力に抗いつつ、追従突起52eがカム面41上を施解錠区間41b、ロック解除位置区間41c、解錠停止区間41dの順に追従する。これによって、ロック部材50がロック位置からロック解除位置へ移動する。
 また、追従突起52eが解錠停止区間41dに差掛かると、ハンガー52の後退端52hが解錠検知スイッチ62の操作部62aに当接し、解錠検知スイッチ62がONになる。そして、解錠検知スイッチ62のON信号が制御基板60に入力されて、制御基板60から電動モータ31への電力が止まり、電動モータ31が停止する。これによって、ロック部材50は、ロック解除位置に保持される。
 なお、解錠操作時に、何らかの理由で、施解錠区間41bで解錠検知スイッチ62がONにならず、追従突起52eが解錠側空走区間41e上を追従することが考えられる。このような場合、電動モータ31の作動時間が設定された時間よりも長くなるため、制御基板60が異常と判断し、解錠側空走区間41e内で、制御基板60が電動モータ31を強制的に停止する。
 また、解錠操作時に、ロック本体51が係合溝81に噛込んでしまい、ロック解除位置に移動できない場合が考えられる。このような場合も、電動モータ31の作動時間が設定された時間よりも長くなるため、制御基板60が異常と判断し、制御基板60が電動モータ31を強制的に停止する。
 解錠状態の電動ステアリングロック装置1では、図7~図9に示されるように、ロック本体51がガイド孔14内部に引込まれたロック解除位置に位置している。このため、ロック本体51の係合部51aとステアリングシャフト80の係合溝81との係合が解除され、ステアリングシャフト80の回動が可能となっている。なお、追従突起52eは、カム面41の解錠停止区間41d上に位置している。つまり、ロック部材50は、ロック解除位置よりもさらに後退した位置に保持されている。
 ところで、解錠停止区間41dは、そのカムリフト量がロック解除位置区間41cに向かって小さくなるように設定されている。このため、何らかの理由によって、ウォームホイール32とウォームギヤとの噛合が外れた場合には、ロック付勢部材53の付勢力によってウォームホイール32が施錠方向に回転し、追従突起52eがロック解除位置区間41cに移動することが考えられる。
 しかしながら、追従突起52eは、解錠停止区間41dからロック解除位置区間41cに移動したとしても、ロック解除位置区間41cにおけるカムリフト量の変化割合がゼロのため、施解錠区間41bまで移動することはない。つまり、何らかの理由によって、ウォームホイール32とウォームギヤとの噛合が外れたとしても、ロック付勢部材53の付勢力によって、ロック部材50がロック解除位置よりもロック位置側へ進出することはない構成となっている。
 次に、解錠状態の電動ステアリングロック装置1に、制御基板60を介して車体側から施錠信号が入力されると、制御基板60は電動モータ31が逆転するように電力を供給する。そして、電動モータ31が逆転すると、ウォームギヤを介してウォームホイール32が施錠方向(図11における反時計回り)に回動する。ウォームホイール32が施錠方向に回動すると、ロック付勢部材53の付勢力によって、追従突起52eがカム面41上の解錠停止区間41d、ロック解除位置区間41c、施解錠区間41bの順に追従し、ロック部材50がロック解除位置からロック位置へ移動する。
 追従突起52eが施解錠区間41b上を追従している途中で、ロック部材50がロック位置に到達すると、スイッチ腕部52gが施錠検知スイッチ61の操作部61aに当接し、施錠検知スイッチ61がONになる。そして、施錠検知スイッチ61のON信号が制御基板60に入力されて、制御基板60から電動モータ31への電力が止まり、電動モータ31が停止する。そして、ロック部材50は、ロック位置に保持される。図4~図6に示されるように、ロック部材50がロック位置に保持された電動ステアリングロック装置1では、ロック本体51の係合部51aがステアリングシャフト80の係合溝81に係合し、ステアリングシャフト80の回動を規制する。
 なお、ロック位置に移動する際に、ロック本体51の係合部51aが、ステアリングシャフト80の係合溝81を構成する突起部82に乗上げた場合には、ロック付勢部材53が圧縮されて縮み、ロック本体51が突起部82に乗上げたままの状態で、ハンガー52はロック位置へ移動する。そして、ステアリングシャフト80が回動し、突起部82がロック本体51の係合部51aからずれると、ロック付勢部材53の付勢力によって、係合部51aが係合溝81に係合し、ステアリングシャフト80の回動を制限する。
 また、施錠検知スイッチ61の操作ストロークのばらつき、および組付位置のばらつきによって、施錠検知スイッチ61がONになる前にロック本体51が係合溝81に係合するおそれがある。このような場合も、ロック本体51が係合溝81の底部に押付けられて、ロック付勢部材53が圧縮されて縮みつつ、ハンガー52のみが進出するため、不都合が生じることはない。
 また、何らかの理由で、施解錠区間41bで施錠検知スイッチ61がONにならず、追従突起52eが施錠側空走区間41a上を追従することが考えられる。このような場合には、電動モータ31の作動時間が設定された時間よりも長くなるため、制御基板60が異常と判断し、施錠側空走区間41a内で、制御基板60が電動モータ31を強制的に停止する。さらに、ロック部材50は、ストッパ52fがストッパ受部15に当接し、ロック部材50がロック位置よりも先へ進出することを規制する。
 以上の構成により、本実施形態では、ロック解除位置区間41cにおけるカムリフト量を一定とし、ロック解除位置区間41cにおけるカム40の回転角度に対するカムリフト量の変化割合が、施解錠区間41bにおける変化割合よりも小さくなるようにカム面41を設定することによって、ロック部材50がロック解除位置に位置した状態で、カム40が施錠方向に回転することがなくなる。これによって、別部品を設けることなく、カム40の回転を規制することができる。
 また、ロック解除位置区間41cにおけるカムリフト量が一定となるように、カム面41を構成することによって、施解錠区間41bとロック解除位置区間41cとを滑らかに連続することができる。これによって、カム面41を追従するロック部材50が施解錠区間41bとロック解除位置区間41cとの間で変位する際に打音の発生を抑制することができる。
 ロック部材50がロック解除位置に位置することを、解錠検知スイッチ(位置検出手段)62が検知する構成としたことによって、ロック部材50の位置を正確に把握できる。これによって、カム40とロック部材50との連係が外れてしまった場合であっても、施錠状態を解錠状態と誤判断することを防止することができる。
 解錠停止区間41dの変化割合が、ロック解除位置区間41cにおける変化割合よりも大きくなるように構成されつつ、施解錠区間41b、ロック解除位置区間41c、解錠停止区間41dの順で配置されたことによって、ロック部材50がロック解除位置よりも後退した位置で、カム40の解錠方向の回転を停止することができる。これによって、解錠状態において、フレーム10内のロック解除位置よりも後退した位置にロック部材50を保持することができる。
 なお、本実施形態では、図10の実線に示すように、ロック解除位置区間41cにおけるカムリフト量が一定となるように、カム面41が構成されているが、図10の破線に示すように、カムの回転角度が大きくなるに従って、ロック解除位置区間41c′におけるカムリフト量が小さくなるようにカム面41を構成しても良い。このような構成とした場合には、何らかの理由によって、ウォームホイール32の施錠方向への回動が自在となり、ロック付勢部材53の付勢力によってウォームホイール32が回転して、追従突起52eが解錠停止区間41dからロック解除位置区間41cに移動した際に、さらに、追従突起52eがロック解除位置区間41cから施解錠区間41bへ移動するには、カム40がロック付勢部材53の付勢力に抗いつつ、施錠方向に回動しなければならない。このような回動は、動力がなければ不可能なため、本実施形態よりもさらにロック部材50がロック位置へ不用意に移動するおそれがなくなり、本実施形態よりもさらに安全性を高めることができる。
 また、このような構成では、追従突起52eが施解錠区間41bからロック解除位置区間41cに移動する際に、両区間の境界部分で追従突起52eがカム面41上を追従しきれずに、跳ねてしまい、打音が発生する場合が生じる。そこで、操作者に聞こえるように打音を発生させることで、解錠操作によって電動ステアリングロック装置1が解錠されたことを操作者に報知する構成としても良い。
 さらに、本実施形態では、解錠検知スイッチ(位置検出手段)として、モーメンタリスイッチを用いているが、これに限らず様々なセンサを用いた構成とすることが可能で、同様の作用効果を得ることができる。

Claims (4)

  1.  フレーム内に正転、逆転可能に配置されたカムと、
     回転する該カムのカム面に追従しつつ、進出端となるロック位置と、後退端となるロック解除位置との間を進退自在に配置されたロック部材とを備え、
     前記カム面は、
     前記ロック部材をロック位置とロック解除位置の間を移動させる施解錠区間と、
     該ロック部材をロック解除位置に保持するロック解除位置区間と、
    を備えつつ、
     ロック解除位置区間におけるカムの回転角度に対するカムリフト量の変化割合が、施解錠区間におけるカムの回転角度に対するカムリフト量の変化割合よりも小さくなるように構成されたことを特徴とする電動ステアリングロック装置。
  2.  請求項1記載の電動ステアリングロック装置であって、
     前記ロック解除位置区間における前記変化割合が一定となるように、前記カム面が構成された電動ステアリングロック装置。
  3.  請求項1、または請求項2記載の電動ステアリングロック装置であって、
     前記フレーム、および前記ロック部材との間に該ロック部材が前記ロック解除位置に位置することを検知する位置検出手段が配置された電動ステアリングロック装置。
  4.  請求項3記載の電動ステアリングロック装置であって、
     前記カム面は、
     前記変化割合が、前記ロック解除位置区間における該変化割合よりも大きくなるように構成された解錠停止区間を備えつつ、
     前記施解錠区間、前記ロック解除位置区間、該解錠停止区間の順で配置された電動ステアリングロック装置。
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