(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
ステアリングシャフトに係合するロック位置とその係合が解除されるアンロック位置との間を進退移動可能であって、前記ステアリングシャフトの幅方向に対応する幅よりも前記ステアリングシャフトの長手方向の対応する幅の方が大きく形成されているロック部材と、
前記ロック部材に設けられたカム部と、
前記カム部に作用する操作部を備え、電動モータの駆動力によって前記ロック部材をロック位置に作動させるロック作動位置と、前記ロック部材をアンロック位置に作動させるアンロック作動位置との間を進退移動可能であって、前記ステアリングシャフトの長手方向に沿って作動するように配置されているスライダと、
前記カム部に設けられ、前記ステアリングシャフトの長手方向に沿って延在して傾斜した傾斜面と、
前記操作部に設けられ、前記傾斜面に当接して摺動する当接部と、
前記傾斜面と前記当接部との当接が解除されることを許容することにより、前記ロック部材が前記スライダの移動方向と直交する方向において直進移動を行い、前記ロック部材がアンロック位置にある状態で前記スライダの操作部のアンロック作動位置からロック作動位置までの移動を許容し、また、前記スライダの操作部がロック作動位置にある状態で前記ロック部材のアンロック位置からロック位置への移動を許容する許容部と、
を備え、
前記スライダのアンロック作動方向への移動に対して前記ロック部材をアンロック方向に移動させない平坦面が前記傾斜面に連続して設けられていることを、
特徴とする電動ステアリングロック装置。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。
【0015】
(実施形態)
図1は、本発明による電動ステアリングロック装置10の実施形態を示す平面図である。
図2は、
図1の電動ステアリングロック装置10からカバー20を取り除いた状態を示す図であり、ロック状態を示している。
図3は、
図1中に矢印A−Aで示した位置において電動ステアリングロック装置10を切断した断面図であり、アンロック状態を示している。
図4は、
図1中に矢印A−Aで示した位置において電動ステアリングロック装置10を切断した断面図であり、ロック状態を示している。
なお、
図1から
図4を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。
【0016】
電動ステアリングロック装置10は、車両の操舵を行う不図示のステアリングを上端に設けたステアリングシャフト1の外周部に設けられる。電動ステアリングロック装置10は、運転者がキー等によりエンジンを始動操作すると、ステアリングを操舵可能にアンロックする。また、運転者がエンジンを停止操作すると、電動ステアリングロック装置10は、ステアリングを操舵不可能にロック可能とする。
【0017】
車両のステアリングシャフト1は、
図3に示すように、車室内において四角筒状をなすステアリングコラム2の内部に挿通されている。このステアリングコラム2には、電動ステアリングロック装置10の装着位置に貫通孔3が設けられている。また、ステアリングシャフト1には、貫通孔3の形成位置にステアリングシャフト1に対して相対的に移動しないようにカラー4が取り付けられている。カラー4は、円筒形状をしており、その外周部に軸方向に延びる係合凹部5が周方向に所定間隔で並んで形成されている。
【0018】
本実施形態の電動ステアリングロック装置10は、ケース11及びカバー20からなる外装体の内部に、電動モータ26、回転体30、スライダ44、ロック部材49、回転体30の回転位置検出機構及びロック状態検出機構を、プリント基板64と一緒に組み付けて配置したものである。
【0019】
ケース11は、一端が開口した有底四角筒形状をしている。このケース11の底には、カバー20を固定するためのネジ挿通部12が設けられている。また、ケース11には、底から外向きにステアリングシャフト1に向かって突出する装着部13が設けられている。この装着部13はステアリングコラム2の貫通孔3に装着される。この装着部13には、開口端から底側にかけた厚さ方向に延びるロック部材挿通孔14が設けられている。また、ケース11には、中央に回転体30を回動可能に装着するための軸受部16が設けられている。そして、このケース11には、一方の側壁の隅に位置するようにモータ収納部17が設けられており、このモータ収納部17と所定間隔をもってモータ軸支部18が設けられている。また、ケース11には、装着部13を設けた一端とは逆側に位置する端壁に、コネクタ65を外部に露出させるための露出溝19が設けられている。すなわち、本実施形態のケース11は、中央に回転体30を有し、この回転体30の径方向外側にロック部材49が設けられており、回転体30に対してロック部材49と反対側に位置するようにプリント基板64の電子部品66を配置するようにした平面視長方形に形成されている。
【0020】
カバー20は、ケース11の上端開口を閉塞する長方形状の平板からなる。このカバー20は、回転体30とスライダ44及び電動モータ26と対応する位置がそれぞれ膨出されている。カバー20には、軸受部16と対応する位置に同様の軸受部24が設けられている。また、カバー20には、軸受部24を中心として回転体30を覆う隔壁部25が突設されている。この隔壁部25は、ロック部材49の側を切り欠いた平面視略C字形状に形成されている。
【0021】
電動モータ26は、回転体30及びスライダ44を介してロック部材49を作動させるための駆動手段である。この電動モータ26は、電力が供給されると、その通電方向によって出力軸27がロック作動方向(正転)又はアンロック作動方向(逆転)に回転する。この出力軸27には、螺旋状の歯が形成されたウォームギア28が設けられている。この電動モータ26は、ケース11のモータ収納部17に収納され、出力軸27の先端がモータ軸支部18に回転可能に支持される。また、この電動モータ26は、ターミナルベース29によってプリント基板64に電気的に接続されている。このターミナルベース29は、電力を供給するための一対の電極をインサート成形によって内部に一体的に形成した樹脂製の部材である。
【0022】
回転体30は、電動モータ26の駆動力によって回転する。この回転体30は、樹脂製のウォームホイール33と金属製のカム部材39とを備えている。そして、この回転体30は、カム部材39をウォームホイール33に対して回転軸31の延在する方向に重ね、相対的に回転不可能に連結する構成としている。なお、この回転体30の回転軸31は、ウォームホイール33及びカム部材39とはさらに別体の棒材により構成している。この回転軸31の上端近傍には、スライダ44を離脱不可能に装着するための鍔部32が設けられている。
【0023】
ウォームホイール33は、ポリアセタール等の樹脂材料により形成されている。このウォームホイール33は、
図3に示すように、一端開口の有底筒形状に形成されている。このウォームホイール33の外周面には、周方向に連続する凹凸からなるギア形状が形成されており、ウォームギア28と噛み合っている。このウォームホイール33の内部底には、カム部材39を相対的に移動不可能に連結するための嵌合形状が設けられている。また、ウォームホイール33には、不図示の回転位置検出機構を構成する不図示の磁石が設けられている。
【0024】
カム部材39は、亜鉛合金等の非磁性体の金属材料により形成されており、使用による経時的な摩耗に対する耐久性を向上したものである。このカム部材39は、ウォームホイール33の内部に装着可能な直径の略円柱形状に形成されている。このカム部材39には、上方に開口したカム溝40が形成されている。また、カム部材39の底には、ウォームホイール33の嵌合形状に嵌合する嵌合形状が設けられており、カム部材39は、ウォームホイール33と一体となって回転する。
【0025】
カム溝40は、スライダ44を介してロック部材49を作動させるために、中心から径方向外側に向けて螺旋状に形成されている。カム部材39が
図2における反時計回りに回転されることによりスライダ44の従動ピン46を径方向内向きに移動させ、ロック作動を実行する。一方、カム部材39が
図2における時計回りに回転されることによりスライダ44の従動ピン46を径方向外向きに移動させて、アンロック作動を実行する。
【0026】
回転体30(ウォームホイール33及びカム部材39)の回転位置は、不図示の回転位置検出機構により検出される。回転位置検出機構は、ウォームホイール33に設けられた不図示の磁石と、プリント基板64に設けられた一対のホール素子(不図示)を有しており、いずれのホール素子により磁石の磁力を検出したか否かにより、回転体30がロック位置にあるのか、アンロック位置にあるのかを検出する。
【0027】
スライダ44は、回転体30の回転に連動し、回転体30の回転軸31に対して直交する方向であって、かつ、ステアリングシャフト1の延在する方向に沿って移動する。このスライダ44には、一端近傍にスライダ44の移動方向である長手方向に沿って延びるガイド孔45が設けられている。このガイド孔45には、回転軸31が上方から貫通しており、スライダ44の可動範囲を規制している。このように、本実施形態の電動ステアリングロック装置10は、簡単な構成でスライダ44を確実に保持し、安定した作動状態を得ることができる。また、このスライダ44の一端には、カム部材39のカム溝40に挿入される従動ピン46が設けられている。この従動ピン46は金属製であり、スライダ44とは別体で設けられ、カシメにより固定されている。また、この従動ピン46は、組付状態ではカム溝40において、回転体30の回転軸31を中心としてロック部材49と直径方向逆側に位置するように配置されている。さらに、スライダ44には、従動ピン46と逆側に位置する他端に、ロック部材49を操作してロック動作及びアンロック動作を行わせる操作部47が設けられている。本実施形態の操作部47は、後述の傾斜面51に当接する軸(ピン)として形成された当接部48を有している。この当接部48は、操作部47により両持ちされた状態で取り付けられている。
【0028】
回転体30のカム溝40、従動ピン46、及び従動ピン46を結合したスライダ44は、回転体30を構成するウォームホイール33の回転によって変位し、ロック部材49をロック作動及びアンロック作動させるためのカム機構を構成する。
【0029】
本実施形態のロック部材49には、スライダ44の直線的な移動が操作部47と傾斜面51とにより移動方向が変換されて伝えられて、ロック部材49は、スライダ44の移動方向と直交する方向において直進移動を行う。この直進移動により、ロック部材49が、ステアリングシャフト1の係合凹部5に係合するロック位置、及び、ステアリングシャフト1の係合凹部5と係合しないアンロック位置間を、回転軸31の軸方向に沿って進退する。
【0030】
図5は、ロック部材49の斜視図である。
ロック部材49は、ステアリングシャフト1の幅方向に対応する幅W1よりもステアリングシャフト1の長手方向の対応する幅W2の方が大きく形成されている。なお、本実施形態のロック部材49は、板状の形状をしているが、必ずしも完全な板状の形状とする必要はなく、例えば、ロック部材49の板面から突出する形状等が設けられていてもよい。
【0031】
ロック部材49は、ステアリングシャフト1の係合凹部5に係合する係合部49aを有した第1ブロック体49−1と、カム部53の傾斜面51を有する第2ブロック体49−2とを備えている。
図3から
図5に示すように、第2ブロック体49−2は、第1ブロック体49−1に対してステアリングシャフト1の長手方向に沿った方向、かつ、ロック部材49のアンロック方向側にずらして前記第1ブロック体49−1とー体的に形成されている。また、第1ブロック体49−1のアンロック方向側の段部49bの空間には、第1ブロック体49−1をロック位置に向けて付勢するスプリング60が配置されている。一方、第2ブロック体49−2には、操作部47の当接部48との関係でカム部53としての主要な機能を有する傾斜面51が形成されている。傾斜面51は、第2ブロック体49−2に開口された開口部52の上方においてステアリングシャフト1の長手方向に沿って延在して傾斜している。具体的には、傾斜面51は、回転軸31に近いほどステアリングシャフト1に近づくように形成されており、当接部48との関係でカムとして作用する。この傾斜面51と当接部48との関係により、スライダ44の直進移動が90°方向を変えてロック部材49の直進移動に変換されてロック位置とアンロック位置との間でロック部材49が移動可能となる。
【0032】
また、傾斜面51の回転軸31に近い側の端部には、ステアリングシャフト1の長手方向に平行に形成された平坦面51aが傾斜面51に連続して形成されている。この平坦面51aに当接部48が当接している状態では、スライダ44がアンロック作動方向(
図3中における右方向)へ移動したとしても、ロック部材49は、アンロック方向に移動させられない。
【0033】
また、開口部52は、当接部48が傾斜面51から相対的に離れた位置に移動可能となるように形成された空間である許容部としての機能も有している。すなわち、開口部52は、当接部48の傾斜面51に接触している側とは反対側にも十分な空間を確保するように開口されている。この開口部52の許容部としての機能により、傾斜面51と当接部48との当接が解除されることが許容される。よって、この開口部52の許容部としての機能により、ロック部材49がアンロック位置にある状態でスライダ44の操作部47のアンロック作動位置からロック作動位置までの移動が許容され、また、スライダ44の操作部47がロック作動位置にある状態でロック部材49のアンロック位置からロック位置への移動が許容される。
【0034】
ロック部材49の係合部49aは、ロック部材49の直進移動によって、ロック部材挿通孔14を貫通してステアリングシャフト1の係合凹部5に係合可能であり、かつ、ロック部材挿通孔14内に没入して係合凹部5との係合が解除される。
【0035】
ロック部材49の位置は、不図示のロック状態検出機構により検出される。ロック状態検出機構は、不図示のアンロック検出スイッチを備えており、ロック部材49がアンロック位置に移動するとこのスイッチが短絡して、ロック部材49がアンロック位置に移動したことを検出する。
【0036】
プリント基板64は、ケース11のネジ挿通部12上に載置され、カバー20との間に挟持された状態で配置されている。プリント基板64には、複数の電子部品が実装されており、プリント基板64は、ターミナルベース29により電動モータ26と電気的に接続されている。
また、ケース11には、車両のメインコントローラに対して双方向で信号を送受信し、かつ、電動モータ26を駆動するための電力を受けるためのコネクタ65が実装されている。
【0037】
電動ステアリングロック装置10は、四角筒状に形成されたステアリングコラム2の貫通孔3を有する壁面に取り付けられる。
図3に示すように、ケース11の底面から突出した装着部13は、貫通孔3に挿入されて、直方体形状のケース11の底面がステアリングコラム2の壁面に沿って延びるように配置される。この状態では、回転体30の回転軸31がステアリングシャフト1の軸線を含む平面に対して略直交方向に延びるように位置する。言い換えれば、スライダ44の移動方向がステアリングシャフト1の軸線と略平行に延びるように位置する。
【0038】
本実施形態の電動ステアリングロック装置10は、ロック部材49と回転体30とを、ステアリングシャフト1の軸線に沿った方向に並べて配置しているので、全体の薄型化が可能である。また、傾斜面51がステアリングシャフト1の長手方向に沿って延在して傾斜させて形成されているので、傾斜面51の長さを長く取ることが可能となり、ロック部材49の作動ストロークを十分に得ることができる。これにより、スライダ44の操作部47側に傾斜面を設ける必要がなくなり、スライダ44をロック部材49の作動方向に薄くでき、その結果、電動ステアリングロック装置10の薄型化が可能となる。さらに、第1ブロック体49−1と第2ブロック体49−2とを上述したように位置をずらして構成し、第1ブロック体49−1のアンロック方向側の段部49bの空間に第1ブロック体49−1をロック位置に向けて付勢するスプリング60を配置したので、スプリング60を配置しても装置の高さ方向(ロック部材の作動方向)の長さを短くでき、装置全体を薄くできる。
【0039】
次に、電動ステアリングロック装置10の動作について説明する。
図3に示すアンロック状態で、運転者がキー等によりエンジンを停止操作すると、メインコントローラの駆動信号によりマイコンが電動モータ26を正転させ、ロック作動が実行される。そうすると、ウォームギア28を介して回転体30が反時計回りに回転させられる。
【0040】
回転体30がロック作動方向に回転すると、スライダ44の従動ピン46は、カム溝40にしたがってスライダ44とともにロック部材49に近寄る向き(
図3中における左向き)に移動する。スライダ44がロック部材49に近寄る向きに移動すると、操作部47の当接部48もロック部材49に近寄る向きに移動し、当接部48と傾斜面51との当接位置が変化する。ロック部材49は、スプリング60によりステアリングシャフト1に向かう向きに付勢されているので、スライダ44のロック部材49に近寄る向きへの移動に応じてロック部材49は、ステアリングシャフト1に向かう向き、すなわちロック位置に向けて移動する。
【0041】
ロック部材49がロック位置に向けて移動すると、先端の係合部49aは、回転体の回転軸31の軸方向に沿ってロック部材挿通孔14を貫通(進出)する。その結果、係合部49aは、
図4に示すように、係合部49aと対応するステアリングシャフト1のカラー4の係合凹部5に係合し、ロック状態となる。なお、このロック作動時に係合部49aと係合凹部5がステアリングシャフト1の径方向において位置が一致しない場合、カラー4の最外周面上に係合部49aが当接した状態となる。このとき、許容部として開口部52が大きく形成されているので、当接部48は、アンロック作動位置からロック作動位置までの移動が可能である。よって、スライダ44は、アンロック作動位置からロック作動位置に移動でき、電動モータ26のロック作動を完結できる。したがって、従来のようにロック部材を2分割してその間にスプリングを設けて構成するといった複雑な構成が不要であり、装置を小型化できる。また、許容部は、当接部48が傾斜面51から相対的に離れた位置に移動可能となるように形成された空間であればよいので、例えば、本実施形態のようにロック部材49に所定の孔を設けるだけでよく、簡単に構成できる。
【0042】
なお、カラー4の最外周面上に係合部49aが当接した状態では、運転者がステアリングを回転操作することが可能である。そして、その回転操作時にステアリングシャフト1を介してカラー4が回動し、係合部49aが係合凹部5に一致すると、スプリング60の付勢力でロック部材49がロック位置に移動し、
図4に示すように係合部49aが係合凹部5に係合する。このとき、開口部52が大きく形成されているので、スライダ44の当接部48がロック作動位置にある状態でも、ロック部材49のアンロック位置からロック位置への移動が許容される。
【0043】
一方、
図4に示すロック状態で、運転者がキー等によりエンジンを始動操作すると、メインコントローラの駆動信号によりマイコンが電動モータ26を逆転させ、アンロック作動が実行される。そうすると、ウォームギア28を介して回転体30が時計回りに回転させられる。
【0044】
回転体30がアンロック作動方向に回転すると、スライダ44の従動ピン46は、カム溝40にしたがってスライダ44とともにロック部材49から離れる向き(
図4中における右向き)に移動する。スライダ44がロック部材49から離れる向きに移動すると、操作部47の当接部48もロック部材49から離れる向きに移動し、当接部48と傾斜面51との当接位置が変化する。これにより、ロック部材49は、傾斜面51の傾斜にしたがってステアリングシャフト1から離れる向き、すなわちアンロック位置に向けてスプリング60の付勢力に抗して移動する。
【0045】
ロック部材49がアンロック位置に向けて移動すると、先端の係合部49aは、回転体の回転軸31の軸方向に沿って移動してロック部材挿通孔14内に没入する。その結果、
図3に示すように、係合部49aがステアリングシャフト1の係合凹部5から完全に離反(係合解除)し、アンロック状態となる。
【0046】
ここで、上述したように、傾斜面51に連続して平坦面51aが設けられているので、部品の製造誤差等によってスライダ44の移動量が装置毎に異なっても、ロック部材49がアンロック位置を越えて作動することを防ぐことができる。その結果、ロック部材49のアンロック方向側にロック部材49との衝突を回避する空間を用意しておく必要がなくなり、その分、装置を薄型化できる。
【0047】
以上説明したように、本実施形態によれば、スライダ44が電動モータ26の駆動力によって進退作動すると、スライダ44の操作部47の当接部48がロック部材49のカム部の傾斜面51と摺動し、ロック部材49が傾斜面51の傾斜にしたがって直線的に進退移動する。これにより、従来の回転作動式のロック部材と比べて、ロック部材49をステアリングシャフト1の係合凹部5から引き抜くのに要する軌跡、すなわち移動量が減少し、ロック部材49をステアリングシャフト1の係合凹部5から引き抜く時間を短くできる。
【0048】
また、スライダ44をステアリングシャフト1の長手方向に沿って作動するように配置し、ロック部材49の傾斜面51をステアリングシャフト1の長手方向に延びるように構成したので、傾斜面51の長さを長く取ることが可能となり、ロック部材49の作動ストロークを十分に得ることができる。これにより、スライダ44の操作部47側に傾斜面を設ける必要がなくなり、スライダ44をロック部材49の作動方向に薄くでき、その結果、電動ステアリングロック装置10の薄型化が可能となる。
【0049】
さらに、ロック部材49に設けたカム部53に許容部としての開口部52を設けることで、ロック部材49とステアリングシャフト1の係合凹部5との位置が合わない場合にも、スライダ44は、ロック作動位置からアンロック作動位置に移動でき、電動モータ26のアンロック作動を完結できる。したがって、従来のようにロック部材を2分割してその間にスプリングを設けて構成する必要がなく、装置を小型化できる。
【0050】
また、許容部は、当接部48が傾斜面51から相対的に離れた位置に移動可能となるように形成された空間であればよいので、ロック部材49に所定の孔を設けるだけで、簡単に構成できる。
【0051】
さらに、平坦面51aが傾斜面51に連続して設けられているので、部品の製造誤差等によってスライダ44の移動量が装置毎に異なっても、ロック部材49がアンロック位置を越えて作動することを防ぐことができる。その結果、ロック部材49のアンロック方向側にロック部材49との衝突を回避する空間を用意しておく必要がなくなり、その分、装置を薄型化できる。
【0052】
さらにまた、ロック部材49は、ステアリングシャフト1に係合する係合部49aを有する第1ブロック体49−1と、カム部を有する第2ブロック体49−2とを備え、第2ブロック体49−2は、第1ブロック体49−1に対してステアリングシャフト1の長手方向に沿った方向、かつ、ロック部材49のアンロック方向側にずらして第1ブロック体49−1とー体的に形成されており、第1ブロック体49−1のアンロック方向側の段部49bの空間に第1ブロック体49−1をロック位置に向けて付勢するスプリング60が配置されている。よって、本実施形態の電動ステアリングロック装置10は、装置の高さ方向(ロック部材の作動方向)の長さを短くでき、装置を薄型化できる。
【0053】
また、本発明の電動ステアリングロック装置10は、ロック部材49を回転体30の回転軸31の延び方向に沿って突出させ、ステアリングシャフト1に係合するように構成しているため、回転体30をステアリングシャフト1に沿って配置できる。その結果、電動ステアリングロック装置10を配置するために、ステアリングシャフト1の外周部に径方向に延びる大きなスペースが不要となる。よって、配置した電動ステアリングロック装置10に運転者の膝が干渉することを防止することができる。
【0054】
さらに、回転体30を樹脂製のウォームホイール33と金属製のカム部材39とで構成しているため、カム部材39の耐久性を向上しつつ、軽量化を図ることができる。
【0055】
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。