(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
【0012】
図1は、本実施形態に係るステアリングロック装置の詳細を示す分解斜視図であり、
図2は、
図1に示した一部構成を互いに組み付けた場合の斜視図である。また、
図3、
図4及び
図5は、
図1に示した構成の一部を示す拡大図である。
図6は、
図2に示した一部構成の上面図である。
【0013】
図1及び
図2に示すように、本実施形態に係るステアリングロック装置1は、概略的に、フレーム部材10と、モータ20と、ウォーム30と、二段ギア40と、メインギア50と、カム部材60と、ロッド70と、モータカバー80と、プリント基板90と、カバー100とから構成されている。
【0014】
このようなステアリングロック装置1は、モータ20の動作に伴って、ウォーム30、二段ギア40、メインギア50、及びカム部材60を動作させて、ステアリングシャフト(後述する
図10の符号SS)が挿通されるステアリングポスト(後述する
図10の符号SP)の開口(後述する
図10の符号O)に対してロッド70を挿抜させる。ロッド70の挿入状態においてはステアリングシャフトの回転を規制するロック状態となり、ロッド70が抜かれた状態においては規制を解除するアンロック状態となる。以下、各部について詳細に説明する。
【0015】
図1に示すフレーム部材10は、ステアリングロック装置1の各種の部品を支持する金属製の部材であって、板状の平面部11と、平面部11に対して立設する壁部やねじ穴を有する螺子受け部等とを備えている。
【0016】
図1及び
図3に示すように、モータ20は、モータシャフト21を有し、電力供給を受けてモータシャフト21を回転させるものである。このモータ20は、フレーム部材10に搭載されると共に、モータシャフト21がフレーム部材10の平面部11に沿って延びるように配置されている。
【0017】
ここで、フレーム部材10には、モータ収容部12(
図1参照)が形成されている。モータ収容部12は、モータ20の側面22の形状に合致する一対の湾曲壁12aと、モータ20の前面23及び後面24に接触等する前壁12b及び後壁12cとから構成されている。モータ収容部12の前壁12bには、モータシャフト21が通過する上方開放されたU字溝12dが形成されている。また、モータ収容部12の後壁12cには円形開口12eが形成されている。ここで、
図1に示すように、モータ20の後面24にはモータシャフト21を保持する円筒形状の突出部24aを有している。後壁12cの円形開口12eにはモータ20の円筒形状の突出部24aが嵌るようになっている。
【0018】
図1及び
図3に示すウォーム30は、金属又は樹脂からなる螺子状の歯車であって、モータシャフト21の先端側に取り付けられている。
図1に示す二段ギア40は、歯数が異なる第1ギア41と第2ギア42とが同軸の回転軸43を有して二段に重なって一体に設けられた金属又は樹脂製の歯車である。二段ギア40のうち第1ギア41はウォーム30に噛み合って配置されており、第2ギア42はメインギア50に噛み合って配置されている。第1ギア41と第2ギア42との歯数は、第1ギア41の方が多く、第2ギア42の方が少なくされている。この二段ギア40は、ウォーム30の回転に伴ってフレーム部材10の平面部11に沿って回転するようになっている。
【0019】
メインギア50は、二段ギア40の第2ギア42に噛み合う金属又は樹脂製の歯車であり、二段ギア40と同様にフレーム部材10の平面部11に沿って回転する構成となっている。このメインギア50は、多数の内歯が形成されており、多数の内歯が第2ギア42と噛み合うようになっている。
【0020】
ここで、フレーム部材10には、メインギア収容部13が形成されている。メインギア収容部13は、メインギア50の外形状に沿った壁部13a,13bと底面13cとによって構成されており、これらの壁部13a,13bと底面13cとによって略円形状の溝部が形成され、この溝部にメインギア50が嵌る構成となっている。底面13cは、平面部11と平行であって、平面部11と面一又は異なる高さで形成されている。また、メインギア収容部13の底面13cの中央にはメインギア50の回転軸13dが上方に向けて突出している。このような構成であるため、メインギア50は回転軸13dを中心とし回転軸13d又は壁部13a,13bに摺動するように回転することとなる。なお、メインギア収容部13の底面13cには、
図5に示すように、二段ギア40の回転軸40aについても設けられている。この回転軸40aは、回転軸13dよりも第2壁部13b側に設けられており、二段ギア40は、この回転軸40aを中心に回転することとなる。
【0021】
図1及び
図4に示すメインギア50は、円の一部をなす円弧状に内歯を有した円弧状(略半円形状)のギアとなっている。このため、メインギア50は、円の残り部分(略半円形状のメインギア50を除く部分)にスペース51を確保する形状となっており、メインギア50の円周領域52のうちスペース51の部分には、ストッパ14(
図1及び
図2参照)を形成することができる。このストッパ14は、
図1及び
図2からも明らかなように、第1壁部13aから回転軸13dに向かってメインギア収容部13内に突出して設けられており、メインギア50に接触して過度な回転を規制するものである。
【0022】
より詳細に説明すると、メインギア50は、略半円形状となるギアのうち径方向に延びる部位が、解錠側ストッパ部50a及び施錠側ストッパ部50bとして機能するようになっている。また、フレーム部材10のストッパ14についても、解錠側ストッパ部14aと施錠側ストッパ部14bとを有している(
図6参照)。メインギア50が後述の回転方向RD1に回転するとロッド70が動作して解錠状態となる。この際、メインギア50の解錠側ストッパ部50aと、ストッパ14の解錠側ストッパ部14aとが接触して、過度なメインギア50等の回転が防止される。同様に、メインギア50が後述の回転方向RD2に回転するとロッド70が動作して施錠状態となる。この際、メインギア50の施錠側ストッパ部50bと、ストッパ14の施錠側ストッパ部14bとが接触して、過度なメインギア50等の回転が防止される(
図6に示す状態)。
【0023】
図1及び
図4に示すカム部材60は、メインギア50の回転に伴って平面部11に沿って回転動作する部材であって、本実施形態においてはメインギア50の上部においてメインギア50と一体に設けられている。このカム部材60は、
図4に示すように傾斜部61を備えている。傾斜部61は、メインギア50の回転方向に沿って延びると共に平面部11に対して傾斜したものとなっている。この傾斜部61は、傾斜下方側の第1傾斜部61aと傾斜上方側の第2傾斜部61bとからなる。ここで、カム部材60の傾斜下方側が先頭となるように回転する方向を一方の回転方向RD1と称し、一方の回転方向と反対となる方向を他方の回転方向RD2と称する。
【0024】
図6に示すように、第1傾斜部61aの幅(カム部材60の回転中心からの距離)w1は、第2傾斜部61bの幅w2よりも小さくされている。すなわち、カム部材60の傾斜部61は、一方の回転方向RD1側の幅が、他方の回転方向RD2側の幅よりも小さくされている。
【0025】
図1に示すロッド70は、板状の金属部材であって、カム部材60の傾斜部61と当接可能な当接部71と、ステアリングシャフトの開口に挿抜される挿抜部72とを備えている。さらに、ステアリングロック装置1は、ロッド70を所定方向に付勢してロッド70をステアリングシャフト側の開口に挿入状態とするためのバネ部材73を備えている。なお、バネ部材73はフレーム部材10に形成された一対の円弧壁15によって保持された状態となっている(
図1及び
図2参照)。
【0026】
ここで、
図2に示す例においては、ロッド70がステアリングシャフト側の開口に挿入されたロック状態となっている。この状態から、メインギア50が回動し、これに伴ってカム部材60が一方の回転方向RD1に回転したとする。この場合、まずカム部材60の傾斜部61が当接部71に当接する。そして、更にカム部材60が一方の回転方向RD1に回転すると、カム部材60は、バネ部材73の付勢力に抗してロッド70を所定方向とは反対方向に押し上げることとなる。これにより、ロッド70の挿抜部72はステアリングシャフト側の開口から抜かれることとなり、ステアリングロック装置1はアンロック状態となる。
【0027】
図7は、
図1に示したモータカバー80の拡大斜視図であって、(a)はモータカバー80の上方斜視図であり、(b)はモータカバー80の下方斜視図であり、(c)は
図7(b)のC矢視図である。
図7(a)及び
図7(b)に示すモータカバー80は、圧入壁81と、シャフト受け部82とを備えている。
【0028】
圧入壁81は、モータ20がモータ収容部12に配置された状態において、モータ20の前面23とモータ収容部12の前壁12bとの間に圧入される部位である。この圧入壁81が圧入されることでモータ20は固定されることとなる。この圧入壁81には、第1U字溝81aと、第2U字溝81bと、突起81cとが形成されている。
【0029】
第1U字溝81aは、圧入壁81の下端から上方に向けて切り欠かれた溝であって、モータ20の前面23に形成された円筒形状の突出部23aが嵌る大きさとなっている。第2U字溝81bは、第1U字溝81a内において、圧入壁81の下端から上方に向けて切り欠かれた溝である。この第2U字溝81bは、モータシャフト21の通過用の溝である。突起81cは、モータカバー80の裏面側から突出しており、圧入壁81が圧入された場合に前壁12bのU字溝12dに嵌り込むようになっている。よって、モータシャフト21は、前壁12bのU字溝12dとモータカバー80の突起81cとにより、その位置が限定されることとなる。
【0030】
シャフト受け部82は、モータシャフト21の先端を支持する部位であって、モータシャフト21の先端を受け入れるシャフト受け溝82aを有している。シャフト受け溝82aは、フレーム部材10にモータ20を設置した後に圧入壁81の圧入と同時にモータシャフト21の先端が嵌るように、下方が開放された溝となっている。
【0031】
さらに、
図7(a)及び
図7(b)に示すモータカバー80は、ギア軸受け部83と、抑え部84とを備えている。ギア軸受け部83は、二段ギア40の回転軸43の受け部となる部位であって、回転軸43が嵌る軸受け孔83aが裏面側に形成されている。抑え部84は、メインギア50とカム部材60との回動に伴う浮き上がりを抑える部位であって、
図7(c)に示すように半球状(断面R形状)となる接触部84aを備えている。この接触部84aがメインギア50とカム部材60との回転軸RAを抑える構成となっている。この抑え部84により、メインギア50及びカム部材60が浮いてしまい、メインギア50がメインギア収容部13から離脱してしまうことを防止することとなる。特に、接触部84aのR部分が回転軸RAに当たることにより、たとえメインギア50の回転軸RAが傾いても安定して回転軸RAを抑えることができる。
【0032】
加えて、モータカバー80は側方に延びる固定部85を備えている。固定部85は裏面側に円形の開口85aが形成されている。この開口85aには、フレーム部材10に形成された円筒突起16aが嵌り込むようになっている。このため、固定部85は、モータカバー80を固定する1手段として機能する。
【0033】
図1に示すプリント基板90は、モータ20を駆動させる回路等を搭載するものである。ここで、
図4に示すように、カム部材60の他方の回転方向RD2側には、マグネット収容部110が一体に形成されている。このマグネット収容部110には、
図1に示すようにマグネットMが収容されると共に、マグネットケースMCが取り付けられるようになっている。プリント基板90には、このマグネットMの位置を検知してメインギア50及びカム部材60の回転量を検出可能な回路が搭載されている。
【0034】
また、プリント基板90には、フレーム部材10に形成された2つの円筒突起16b,16cが嵌り込む貫通孔91,92と、螺子SC1,SC2が挿通される2つの螺子穴93,94とが形成されている。2つの螺子穴93,94は、フレーム部材10に形成された2つの螺子受け部17a,17bと対応しており、2本の螺子SC1,SC2は、プリント基板90の螺子穴93,94を介して、フレーム部材10の螺子受け部17a,17bまで到達して、これらを締結することとなる。
【0035】
ここで、モータカバー80には、貫通孔86が形成されている。この貫通孔86には、2つの螺子受け部17a,17bのうち、第1の螺子受け部17aが挿入されるようになっている。モータカバー80は、第1の螺子受け部17aが挿入されることで、その位置が固定される。すなわち、第1の螺子受け部17aは、モータカバー80を固定する1手段として機能する。
【0036】
図8は、第1の螺子受け部17a、モータカバー80、及びプリント基板90の積層状態を示す断面図である。
図8に示すように、第1の螺子受け部17aは、モータカバー80の貫通孔86に挿入された状態において、その上端がモータカバー80よりも突出した状態となっている(
図8においてはαだけ突出している)。ここで、モータカバー80は樹脂製でありフレーム部材10は金属製であることから、上記突出状態とすることによりプリント基板90を剛性の高い金属製のフレーム部材10に取り付けることができる。
【0037】
図1に示すカバー100は、フレーム部材10と共に各種部品を収納するものであって、側面に複数の開口101が形成されている。この複数の開口101には、フレーム部材10に形成された突起18が嵌り込むようになっており、突起18が開口101に嵌り込むことでカバー100はフレーム部材10に対して取り付けられる。
【0038】
特に本実施形態に係るステアリングロック装置1は、
図6に示すように、メインギア50をその回転軸RA(
図4参照)に沿って平面視した場合に、ウォーム30の全部及びロッド70の挿抜部72の一部がメインギア50の円周領域52内に収まるようになっている。なお、本実施形態においては、ウォーム30と挿抜部72との双方が円周領域52内に収まっているが、これに限らず、いずれか一方のみが収まるようになっていてもよい。さらに、ウォーム30は全部が円周領域52内に収まっているが、これに限らず、一部のみが円周領域52内に収まっていてもよい。同様に、挿抜部72は、一部が円周領域52内に収まっているが、これに限らず、全部が円周領域52内に収まっていてもよい。
【0039】
次に、本実施形態に係るステアリングロック装置1の作用等について説明する。まず、本実施形態に係るステアリングロック装置1は以下のような理由からコンパクト化された構造となる。
【0040】
本実施形態に係るステアリングロック装置1は、メインギア50を平面視した場合に、ウォーム30の全部と挿抜部72の一部とがメインギア50の円周領域52内に収まっている。このため、メインギア50に重なるようにウォーム30とロッド70とを配置させることとなり、コンパクト化を図っている。
【0041】
特に、本実施形態においてウォーム30は、
図2からも明らかなように、モータカバー80よりも所定方向側に位置しており、高さ方向においてカム部材60の上端面を超えることがない。すなわち、ウォーム30は、メインギア50の円周領域52内に収まり、且つ、カム部材60の上端面よりも高さが低く配置されることから、ウォーム30をメインギア50の円周領域52に重なるように配置したとしても、厚みを増加させることなく、一層のコンパクト化を図っている。
【0042】
更に、モータシャフト21が平面部11に沿って延びると共に、二段ギア40及びメインギア50が平面部11に沿って回転することから、全体的に平面的な構造とし、コンパクト化を図っている。
【0043】
加えて、内歯を有したメインギア50を備えるため、メインギア50の円周領域52内に二段ギア40の一部(
図6では一部であるが全部でも可)を配置することとなり、両者を平面部11に沿って隣り合わせる場合と比較すると、更なるコンパクト化を図ることとなる。
【0044】
さらに、本実施形態においてはメインギア50上に二段ギア40を配置してコンパクト化を図ることができることから、メインギア50の径を大きくすることにもつながる。このため、メインギア50の実質的な歯数(メインギア50が円形歯車であったとすると存在するはずの歯数)を多くすることができ、減速比を大きくすることも可能となる。これにより、コンパクト化に伴うロッド70の動作力低下についても抑制することとなる。
【0045】
一例を説明すると、本実施形態において二段ギア40の第1ギア41は歯数が2X(Xは任意の整数)であり、第2ギア42の歯数がXとなっているとする。さらに、メインギア50は円弧状歯車であることから、実際の歯数はYであるが、メインギア50が円形歯車であったと仮定したときの実質的な歯数は例えば2Yとなっている。よって、このような歯数であると、減速比は(2X/1)×(2Y/X)=4Yとすることができる。
【0046】
図9は、二段ギア40に代えて一段の歯車を採用し、且つ、内歯を有するメインギア50に代えて外歯のメインギアを採用したときの概略図である。
図9に示すように、本実施形態と同様のスペース内に一段の歯車G1と、外歯のメインギアG2とを設置し、これらを平面部11に沿って隣り合わせたとする。さらに、一段の歯車G1については第2ギア42と同様の歯数であるXとしたとする。この場合において、外歯のメインギアG2については内歯のメインギア50よりも径が小さくなることから、歯数を極力多く構成したとしてもメインギア50の実質歯数と同程度の2Yとなる。このため、減速比は(X/1)×(2Y/X)=2Yとなり、ロッドの動作力は本実施形態と比較すると例えば半分に低下してしまう。一方、本実施形態と同程度の減速比を実現するためには、メインギアG2の歯数を4Yとする必要があり、メインギアG2の巨大化を招くことから、コンパクト化が困難となる。
【0047】
以上より、本実施形態に係るステアリングロック装置1は、コンパクト化を図るだけでなく、コンパクト化に伴うロッド70の動作力の低下についても抑制することとなる。
【0048】
また、本実施形態においてはメインギア50を円弧状歯車として構成しているため、円周領域52の残り部分となるスペース51にストッパ14を配置したり、ロッド70の一部を配置したりすることができ、コンパクト化を図っている。
【0049】
さらに、本実施形態においてはロッド70を引き抜くときの初期動作力を向上させる構成となっている。
図10は、ステアリングシャフトのロック状態とアンロック状態とを示す概略断面図であって、(a)はロック状態を示し、(b)はアンロック状態を示している。
図10(a)及び
図10(b)に示すように、ステアリングシャフトSSが挿通されるステアリングポストSPには開口Oが形成されている。ステアリングシャフトSSは、径方向外側に突出する複数(例えば6つ)の突起部SSPが形成されている。開口Oにロッド70の挿抜部72が挿入されると、挿抜部72はステアリングシャフトSSの突起部SSP間まで到達し、ステアリングシャフトSSは突起部SSP間での回転動作しかできず、ロック状態となる。このロック状態において、挿抜部72は、突起部SSPの側壁SSLに接触している場合もあり得ることから、ロッド70を引き抜く際の初期動作力は高いことが好ましい。
【0050】
ここで、本実施形態においては、
図6に示すように、第1傾斜部61aの幅w1が第2傾斜部61bの幅w2よりも小さくされている。また、各傾斜部61a,61bにて発生する力(ロッド70を引き上げる力)は回転中心から各傾斜部61a,61bまでの距離に依存する。このため、第1傾斜部61aの方が第2傾斜部61bよりも大きな力でロッド70を引き抜くことができ、アンロック状態への移行に支障がない初期動作力を実現することとなる。
【0051】
このようにして、本実施形態に係るステアリングロック装置1によれば、メインギア50を平面視した場合、ウォーム30の全部及びロッド70の一部(ウォーム30とロッド70との少なくとも一方の部材の少なくとも一部でも可)がメインギア50の円周領域52に収まるため、メインギア50に対してウォーム30やロッド70を重ねて配置することとなり、コンパクト化を図ることが可能なステアリングロック装置1を提供することができる。
【0052】
また、モータシャフト21が平面部11に沿って延びると共に、二段ギア40及びメインギア50の双方が平面部11に沿って回転するため、全体を平面的な構造としコンパクト化を図ることができる。さらに、ウォーム30に噛み合う第1ギア41と内歯を有するメインギア50に噛み合う第2ギア42とからなる二段ギア40を備えているため、メインギア50に重なって二段ギア40を配置でき(円周領域52内に二段ギア40の少なくとも一部を配置でき)、両者を平面部11に沿って隣り合わせる場合と比較すると、更なるコンパクト化を図ることができる。従って、コンパクト化を図ることが可能なステアリングロック装置1を提供することができる。
【0053】
しかも、二段ギア40をメインギア50上(円周領域52内)に配置できることから、メインギア50の径を大きくすることにもつながり、メインギア50の実質的な歯数を多くして減速比を高くすることが可能となる。これにより、コンパクト化によるロッド70の動作力の低下も抑えることができる。
【0054】
さらに、傾斜部61は、一方の回転方向RD1側における回転中心からの幅w1が、他方の回転方向RD2側における回転中心からの幅w2よりも小さくされているため、傾斜部61を一方の回転方向RD1側に回動させる際には、幅w1が小さいことによりロッド70に作用する力の向上を図り、ロッド70を所定方向と反対方向に移動させる際の初期的な力を大きくすることができる。これにより、ロッド70がステアリングシャフトSSの開口側壁OL等に接触しており、ロッド70を引き抜いて規制を解除する状態へ移行するときに必要となる初期的な力を実現することができる。
【0055】
加えて、メインギア50は、円弧状に内歯を有する円弧状ギアであるため、円の残り部分にはスペース51を作ることとなり、このスペース51にストッパ14を設けるなど、他の部材を配置でき、一層のコンパクト化を図ることができる。
【0056】
以上、本発明に係るステアリングロック装置を実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能であれば他の技術を組み合わせてもよい。
【0057】
例えば、上記実施形態においてステアリングロック装置1は、ロッド70がステアリングポストSPの開口Oに突き刺さる構成を想定しているが、これに限らず、ロッド70により他部材を動作させ、その他部材が開口Oに突き刺さるようになっていてもよい。さらに、上記実施形態に係るロッド70の挿抜部72は、ステアリングシャフトSS側の開口に挿抜されれば
図10に示した構成に限らず、例えばステアリングシャフトSSに設けられた開口に挿抜される構成であってもよいし、ロック状態とできれば他の構成であってもよい。
【0058】
また、本実施形態においては、ロッド70の動作力を向上させる観点から二段ギア40を採用しているが、これに限らず、例えば二段ギア40に代えて、例えば高さ方向に縦長となる一段ギアを採用してもよい。また、略半円形状の外歯を有するメインギアを採用し、円の残りのスペースを利用してウォーム30やロッド70の一部等を円周領域内に収めるようにしてもよい。さらには、円形形状の外歯を有するメインギアと二段ギア(又は縦長の一段ギア)を採用し、ウォーム30の全部又は一部を円周領域内に収めるようにしてもよい。
【0059】
加えて、本実施形態において傾斜部61は、第1傾斜部61aと第2傾斜部61bとを有して2通りの幅w1,w2となっているが、これに限らず、3通り以上の幅であってもよいし、幅が連続的に変化する態様であってもよい。