JP4714002B2 - 回転体ロック機構 - Google Patents

Description

本発明は、回転体の回転を規制する回転体ロック機構に関するものである。

近年、車両の車輪を操作するための操舵装置として、ステアリングを転舵機構と機械的に連結せずに、転舵機構に転舵用のアクチュエータを配し、このアクチュエータを、ステアリングの操作方向および操舵角の検出結果に基づいて電気的に制御して、転舵機構にステアリングの操舵角に見合う転舵角を加えて、ステアリングの操作に応じた転舵を行わせる構成としたいわゆるステア・バイ・ワイヤ（Steer By Wire、以後ＳＢＷで表す）方式のものが知られている。このようなＳＢＷ方式の操舵装置では、電気系統が何らかの理由で故障した場合であってもステアリング操作に応じた転舵が可能なように、電気系統の故障時においてステアリングと転舵機構とを機械的に連結させる回転体ロック機構が設けられている。

前記したような回転体ロック機構としては、従来、ステアリング操作により回転するステアリング軸と、転舵装置の入力軸とを遊星歯車機構で連結させたＳＢＷ方式の操舵装置において、電気系統の故障時において、遊星歯車機構のサンギヤ（回転体）にロックレバー（ロック部材）の先端を噛み合わせてサンギヤを回転不能な状態とすることで、ステアリング軸と入力軸とを一体回転可能な状態として、ステアリング軸の回転を機械的に入力軸に伝達させるものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−０２９０１６号公報（段落００４０〜００４２、図３，４）

しかしながら、従来の回転体ロック機構では、サンギヤの歯溝にロックレバーの先端が入りやすくなるようにロックレバーの先端幅を歯溝の幅よりも小さくした場合には、噛み合い時において、ロックレバーの先端と歯溝との間に隙間ができ、これによりサンギヤががたつくといった問題や、そのがたつきにより音が発生したり、ロックレバーが所定の隙間を介して移動してくるサンギヤの歯と衝突することで壊れてしまうといった問題があった。また、このようながたつきを無くすために、歯溝とロックレバーの先端の幅を同じにすると、歯溝にロックレバーの先端が入り難くなるといった問題があった。さらに、このように歯溝とロックレバーの先端の幅を同じにして、歯溝とロックレバーの隙間（がたつき）を無くしたとしても、運転者のステアリング操作によって回動するサンギヤからモーメントが加わることでロックレバーが撓み変形をすると、ステアリングが所定範囲で回動可能となるため、結果的に運転者が「がたつき」を感じてしまう問題もあった。また、このようにロックレバーが撓み変形すると、ロックレバーが壊れてしまうおそれもあった。

そこで、本発明では、噛み合い時における溝とロック部材とのがたつきを抑制することができるとともに、ロック部材を壊れ難くすることができる回転体ロック機構を提供することを主たる目的とする。

前記課題を解決する本発明のうち請求項１に記載の発明は、回転体と、前記回転体の外周面に前記回転体の軸方向の両端面を開口するように形成される複数の溝と、前記回転体の溝の少なくとも一つに嵌合することで前記回転体を停止状態にするロック部材と、前記ロック部材を前記回転体側に押圧させる押圧手段と、を有する回転体ロック機構であって、前記ロック部材は、その少なくとも一部の幅が前記溝の幅よりも小さく形成され、且つ他部の幅が前記溝よりも大きく形成されるテーパ形状部と、前記溝の幅よりも幅狭に形成され、かつ、前記回転体との当接時に前記溝の底面に対して傾斜する斜面を有する第一部分と、前記第一部分よりも幅広に形成され、かつ、前記テーパ形状部を介して前記第一部分に結合する第二部分と、を有するとともに、前記押圧手段によって前記回転体側に押圧される前記第一部分の斜面が、前記溝に当接することで、前記斜面に沿って移動し、前記押圧手段は、前記ロック部材の第一部分を前記回転体側に付勢する弾性部材であり、前記回転体ロック機構は、この弾性部材による押圧力の保持・解放を切替自在な押圧力制御手段と、前記ロック部材を揺動自在に支持する回転軸と、をさらに備え、前記ロック部材は、その第一部分が前記回転軸を中心に揺動自在に構成されるとともに、前記角部と前記斜面との当接による移動を許容する前記回転軸の逃げ孔が形成されていることを特徴とする。

ここで、「押圧力制御手段」とは、弾性部材の付勢力に抗してロック部材の揺動を抑えることができ、かつ、その抑える力を解放することで弾性部材によるロック部材の揺動を許容するようなものをいい、例えばロック部材の先端部や基端部（根元部の端部）の揺動を抑える進退自在なロッドを有するソレノイド、エアシリンダ、油圧シリンダなどを意味する。

請求項１に記載の発明によれば、押圧力制御手段による弾性部材の押圧力の保持が解放されると、弾性部材によってロック部材の第一部分が回転体側に揺動し、これにより幅狭に形成された第一部分が、回転体の溝に所定の隙間を有した状態で挿入されていく。そして、ロック部材の第一部分を回転体の溝に挿入した後、さらに弾性部材によってロック部材が押圧されると、回転体の溝の底面と回転体の端面とで形成される角部に第一部分の斜面が当接することで、その斜面や逃げ孔に沿ってロック部材が先端側に移動して、テーパ形状部が溝の両側部に密着することとなる。そのため、回転体の溝とロック部材とのがたつきが抑制される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転体ロック機構であって、前記押圧力制御手段は、前記ロック部材の基端部を押圧することで、前記ロック部材の第一部分を前記弾性部材の付勢力に抗して前記回転体から離れる方向に揺動させるように構成され、前記押圧力制御手段による押圧によって揺動する前記ロック部材の第一部分と係合することで、その揺動を禁止させて前記ロック部材を前記逃げ孔に沿って初期位置まで戻すように案内するガイド部がさらに設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、回転体の溝にロック部材のテーパ形状部を密着させた後、押圧力制御手段によってロック部材の基端部を押圧すると、ロック部材の第一部分が弾性部材の付勢力に抗して回転体から離れる方向に揺動する。その後、ロック部材の第一部分がガイド部に当接すると、このガイド部によってロック部材の第一部分の揺動が抑えられることで、ロック部材の基端部に加えられている押圧力制御手段からの力がガイド部に沿う方向に働いて、ロック部材がガイド部と逃げ孔に沿って初期位置に復帰することとなる。

請求項１に記載の発明によれば、ロック部材の少なくとも一部にその先端側の幅が溝の幅よりも小さく形成されるテーパ形状部が形成されているので、回転体の溝に対するロック部材の入りやすさを損なうことなく、噛み合い時における溝とロック部材とのがたつきを抑制することができる。さらに、噛み合い時におけるがたつきを抑制することで、ロック後において回転体を回転させようとした場合であっても、回転体の溝を形成する側壁とロック部材とが衝突、離反を繰り返すようなことがないので、ロック部材の耐久性を向上させるとともに打音を低減することができる。

請求項１に記載の発明によれば、ロック部材のテーパ形状部を回転体の溝に圧着させる方向を回転体の略軸方向から行うことができるので、回転体の外周面よりも内側に位置する溝の両側部をテーパ形状部で良好に支持して、安定した回転体の保持を実現できる。

請求項２に記載の発明によれば、ロック部材を初期位置に押圧力制御手段によって自動的に復帰できるので、回転体のロックを解除する作業を迅速に行うことができる。

〔第１の実施形態〕
次に、本発明の第１の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は本発明に係る回転体ロック機構が適用される電動パワーステアリング装置を示す斜視図であり、図２は図１の遊星歯車機構と回転体ロック機構の関係を示す説明図である。また、図３は、第１の実施形態に係る回転体ロック機構を示す側面図（ａ）と、図３（ａ）のロック用ギヤ部を下から見た状態を示す下面図（ｂ）と、図３（ａ）のＸ矢視図（ｃ）である。

まず、図１を参照して、電動パワーステアリング装置（操舵装置）Ｍについて簡単に説明する。なお、本実施形態においては、周知の構造である反力モータＭ１、転舵モータＭ２、ラック・ピニオン機構ＲＰなどの説明は省略することとする。

図１に示すように、電動パワーステアリング装置Ｍは、ステアリングＳの操作により回転するステアリング軸ＳＡと、転舵機構ＲＭのピニオン軸ＰＡに継ぎ手Ｃ，Ｃおよび連結軸ＣＡを介して連結される入力軸ＩＡとが、遊星歯車機構１を介して連結されている。
そして、この遊星歯車機構１は、回転体ロック機構２が適宜係合することによって、ステアリング軸ＳＡと入力軸ＩＡとを機械的に連結し、または、その解除を行うように構成されている。これにより、通常時においては、ステアリング軸ＳＡが入力軸ＩＡに対して空転することで、ステア・バイ・ワイヤの機能が確保され、電気系統の故障時においては、回転体ロック機構２が遊星歯車機構１に係合することで、ステアリング軸ＳＡと入力軸ＩＡとが機械的に連結されて一体回転することで、バックアップ機能が確保されるようになっている。

続いて、遊星歯車機構１と回転体ロック機構２の関係について図２を参照して説明する。なお、この説明においても、周知である反力モータＭ１からのトルク伝達構造についてはその説明を省略することとする。

図２に示すように、遊星歯車機構１は、入力軸ＩＡに対して相対回転可能となるサンギヤ１１と、このサンギヤ１１の周囲に等ピッチで配設される複数個のプラネタリギヤ１２と、これらのプラネタリギヤ１２を覆うように配設される内歯車１３とを備えて構成されている。
サンギヤ１１は、各プラネタリギヤ１２と噛み合う外歯を有するサンギヤ部１１ａと、回転体ロック機構２のロック部材２１と噛み合うロック用ギヤ部（回転体）１１ｂと、これらを連結させる軸方向延在部１１ｃとを備えて構成されている。ここで、このロック用ギヤ部１１ｂは、回転体ロック機構２の一部を構成しているため、後で詳述する回転体ロック機構２の説明時において詳細に説明することとする。

プラネタリギヤ１２は、入力軸ＩＡが同軸に結合されているキャリア１４の外周部の適所にそれぞれ回転可能に取り付けられており、その内側がサンギヤ１１のサンギヤ部１１ａの外歯と噛み合うとともに、その外側が内歯車１３の内歯と噛み合うように構成されている。
内歯車１３は、その中心にステアリング軸ＳＡが同軸に結合されており、このステアリング軸ＳＡと一体に回転されるようになっている。

以上のように構成される遊星歯車機構１では、サンギヤ１１が回転体ロック機構２でロックされていない状態において、ステアリング操作によりステアリング軸ＳＡが回転すると、内歯車１３の回転に伴ってプラネタリギヤ１２が自転し、このプラネタリギヤ１２の自転に伴ってサンギヤ１１が空転する。これにより、キャリア１４および入力軸ＩＡが非回転状態となるため、ステアリング軸ＳＡと入力軸ＩＡとは機械的に連結されていない状態となる。

また、サンギヤ１１が回転体ロック機構２でロックされた状態においては、ステアリング操作によりステアリング軸ＳＡが回転すると、内歯車１３の回転に伴ってプラネタリギヤ１２が自転しようとするが、サンギヤ１１がロックされていることにより、プラネタリギヤ１２はサンギヤ１１の周りを公転するようになる。そして、このようなプラネタリギヤ１２の公転によりキャリア１４および入力軸ＩＡが回転状態となるため、ステアリング軸ＳＡと入力軸ＩＡとは機械的に連結された状態となる。

回転体ロック機構２は、図３（ａ）に示すように、前記したロック用ギヤ部１１ｂと、このロック用ギヤ部１１ｂの歯溝１１ｄに嵌合することでロック用ギヤ部１１ｂ（サンギヤ１１）を停止状態にするロック部材２１と、このロック部材２１を揺動自在に支持する回転軸２２が固定されるハウジング２３と、ロック部材２１によるサンギヤ１１のロックやその解除を切替自在なソレノイド（押圧力制御手段）２４を主に備えている。なお、以下においては、便宜上、ロック用ギヤ部１１ｂの軸方向を上下方向、ロック部材２１を支持する回転軸２２の軸方向を前後方向とも呼び、これらの上下方向および前後方向に直交する方向を左右方向とも呼ぶこととする。

ロック用ギヤ部１１ｂは、図３（ｂ）に示すように、その外周面に形成された複数の歯溝１１ｄを等ピッチで有しており、各歯溝１１ｄの溝幅（隣り合う歯の根元間の距離）や開き角度はそれぞれ同じ所定の値に設定されている。また、歯溝１１ｄは、その両端（図３（ａ）の上下端）がロック用ギヤ部１１ｂの軸方向の両端面１１ｅ，１１ｆに開口するように形成されている。

ロック部材２１は、図３（ａ）および（ｃ）に示すように、歯溝１１ｄの溝幅よりも幅狭に形成される先端部２１ａと、この先端部２１ａよりも幅広に形成される根元部２１ｂと、根元部２１ｂから先端部２１ａ側へ向かって先細りとなるテーパ形状部２１ｃとを備えて構成されている。

先端部２１ａは、図３（ａ）に示すように、ロック用ギヤ部１１ｂ側（左側）へ向かって尖る楔形状となっている。すなわち、この先端部２１ａの左側部分には、歯溝１１ｄの底面１１ｇおよびロック用ギヤ部１１ｂの端面１１ｅに対して傾斜する（詳しくは、下方に向かうにつれて右方に傾斜する）斜面２１ｄが形成されている。なお、この斜面２１ｄは、ロック部材２１の先端部２１ａが左側に揺動した際において、ロック用ギヤ部１１ｂの端面１１ｅと歯溝１１ｄの底面１１ｇとで形成される角部１１ｈに当接する位置に形成されるようになっており、これにより、ロック部材２１は、その回転運動が規制されて、斜面２１ｄに沿って左上側（先端側）に移動するようになっている。

根元部２１ｂには、右側に延びる楔形状のテール部（基端部）２１ｅが形成されており、このテール部２１ｅにソレノイド２４のロッド２４ａが係合するようになっている。また、根元部２１ｂの適所には、回転軸２２に揺動自在かつ摺動自在に係合する長孔（逃げ孔）２１ｆが、先端部２１ａの斜面２１ｄと平行となるように形成されている。さらに、この長孔２１ｆの右隣には、後記するトーションスプリング２５によって常時反時計回りに付勢されているばね係合部２１ｇが長孔２１ｆに沿うように形成されている。

回転軸２２は、その両端が後記するハウジング２３の回転軸支持部２３ｃに固定されるとともに、その適所（ハウジング２３とロック部材２１の間）にロック部材２１の先端部２１ａをロック用ギヤ部１１ｂ側に押圧（付勢）するためのトーションスプリング（押圧手段、弾性部材）２５の中空部分がセットされるようになっている。

ハウジング２３は、ソレノイド２４を取り付けるためのソレノイド取付部２３ａと、このソレノイド取付部２３ａから左上に傾斜するように形成されるガイド斜面（ガイド部）２３ｂと、ソレノイド取付部２３ａの下面とガイド斜面２３ｂからロック部材２１側に延びて回転軸２２を支持するとともに、トーションスプリング２５の一方のアーム部（ばね係合部２１ｇと係合するアーム部とは反対側のアーム部）を支持する回転軸支持部２３ｃとを備えて構成され、その適所が図示せぬ車体に固定されるようになっている。

そして、ガイド斜面２３ｂは、図５（ｂ）に示すように、ロック部材２１の長孔２１ｆの右下端部と回転軸２２とが係合し、かつ、ロック部材２１の右上の角部２１ｈがガイド斜面２３ｂに係合した状態において、ロック部材２１の長孔２１ｆと平行となるような角度で形成されている。これにより、ロック用ギヤ部１１ｂの角部１１ｈとロック部材２１の斜面２１ｄとの当接によって左上に移動したロック部材２１をソレノイド２４の押圧によって時計回りに揺動させたときに、このロック部材２１の右上の角部２１ｈがガイド斜面２３ｂに係合することで、このガイド斜面２３ｂによってロック部材２１の揺動が禁止され、このロック部材２１が長孔２１ｆとガイド斜面２３ｂに沿って初期位置まで戻るように案内されるようになっている。

図３（ａ）に示すように、ソレノイド２４は、軸方向に沿って進退するロッド２４ａと、このロッド２４ａを進退（伸縮）させる駆動機構（コイル等）を内蔵した本体部２４ｂとを備えて構成されている。そして、ソレノイド２４は、そのロッド２４ａを最も伸ばした状態とすることで、トーションスプリング２５による付勢力（押圧力）をロッド２４ａで保持して、ロック部材２１の先端部２１ａをロック用ギヤ部１１ｂから離した状態に維持させるとともに、ロッド２４ａを縮ませることで、今まで抑えていたトーションスプリング２５の付勢力を解放して、ロック部材２１の先端部２１ａをロック用ギヤ部１１ｂ側に揺動させるように機能している。

次に、第１の実施形態に係る回転体ロック機構２の動作について説明する。参照する図面において、図４は、第１の実施形態に係る回転体ロック機構の動作を示す図であり、非ロック状態を示す側面図（ａ）と、非ロック状態が解除されてロック部材の先端部がロック用ギヤ部の歯溝の底面に当接した状態を示す側面図（ｂ）である。また、図５は、第１の実施形態に係る回転体ロック機構の動作を示す図であり、ロック部材がその先端部の斜面に沿って移動する状態を示す側面図（ａ）と、ロック状態となるロック部材のテール部をソレノイドで押圧した状態を示す側面図（ｂ）である。

図４（ａ）に示すように、回転体ロック機構２は、通常時においてソレノイド２４に電流が供給されていることによって、最大に伸びた状態となるロッド２４ａでトーションスプリング２５の付勢力によるロック部材２１の反時計回りの揺動を抑えて、ロック部材２１をロック用ギヤ部１１ｂから離した状態に維持させている。そして、電気系統が何らかの原因で故障したときは、図４（ｂ）に示すように、ソレノイド２４への電流供給が止められて、ロッド２４ａが最大に縮んだ状態まで退避することで、ロッド２４ａによるトーションスプリング２５の付勢力の保持が解放される。これにより、トーションスプリング２５によってロック部材２１の先端部２１ａが反時計回りに揺動して、幅狭に形成された先端部２１ａが、ロック用ギヤ部１１ｂの歯溝１１ｄに所定の隙間を有した状態で挿入されていく。

そして、ロック部材２１の先端部２１ａがロック用ギヤ部１１ｂの歯溝１１ｄに挿入された後、さらにトーションスプリング２５によってロック部材２１が付勢されると、ロック用ギヤ部１１ｂの歯溝１１ｄの角部１１ｈに先端部２１ａの斜面２１ｄが押圧されることで、図５（ａ）に示すように、斜面２１ｄや長孔２１ｆに沿ってロック部材２１が左上に移動して、ロック部材２１のテーパ形状部２１ｃが歯溝１１ｄの両側部１１ｊに密着する。これにより、ロック用ギヤ部１１ｂの歯溝１１ｄとロック部材２１とのがたつきが抑制されることとなる。

また、故障していた電気系統が復帰してソレノイド２４に再び電流が供給されると、ロック状態となっているロック部材２１は、そのテール部２１ｅがロッド２４ａによって押圧されることで、その先端部２１ａがトーションスプリング２５の付勢力に抗して時計回りに揺動する。その後、図５（ｂ）に示すように、ロック部材２１の先端部２１ａの右上の角部２１ｈがガイド斜面２３ｂに当接すると、このガイド斜面２３ｂによってロック部材２１の揺動が抑えられることで、ロック部材２１のテール部２１ｅに加えられているロッド２４ａからの力がガイド斜面２３ｂに沿う方向に働いて、ロック部材２１がガイド斜面２３ｂと長孔２１ｆに沿って初期位置（図４（ａ）参照）に復帰することとなる。

以上によれば、第１の実施形態において、次のような効果を得ることができる。
ロック部材２１の先端部２１ａがロック用ギヤ部１１ｂの歯溝１１ｄの幅より小さく形成されるとともに、先端部２１ａの歯溝１１ｄへの挿入後はテーパ形状部２１ｃが歯溝１１ｄに密着するので、歯溝１１ｄに対するロック部材２１の入りやすさを損なうことなく、噛み合い時における歯溝１１ｄとロック部材２１とのがたつきを抑制することができる。

ロック部材２１のテーパ形状部２１ｃをロック用ギヤ部１１ｂの歯溝１１ｄに圧着させる方向をロック用ギヤ部１１ｂの略軸方向から行うことができるので、ロック用ギヤ部１１ｂの外周面よりも内側に位置する歯溝１１ｄの両側部１１ｊをテーパ形状部２１ｃで良好に支持して、安定したロック用ギヤ部１１ｂの保持を実現できる。
ソレノイド２４によってロック部材２１を初期位置に自動的に復帰できるので、ロック用ギヤ部１１ｂのロックを解除する作業を迅速に行うことができる。

なお、本発明は、第１の実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
第１の実施形態では、ロック部材２１を揺動させる構造としたが、本発明はこれに限定されず、例えばロック部材をロック用ギヤ部の径方向に沿って真っ直ぐ移動させるようにしてもよい。なお、この場合は、ロック部材をロック用ギヤ部の径方向に移動させるためのスライド機構や、ロック部材を左上に移動させるためのスライド機構などを適宜設ければよい。

第１の実施形態では、テーパ形状部２１ｃを平面状に形成したが、本発明はこれに限定されず、例えば曲面状や微小な階段状に形成してもよい。
第１の実施形態では、ロック用ギヤ部１１ｂの一つの歯溝１１ｄにロック部材２１を嵌合させたが、本発明はこれに限定されず、例えばロック部材を二股に形成し、その二股の部分に、それぞれ前記実施形態の先端部２１ａとテーパ形状部２１ｃを形成したロック部材を２つの歯溝に嵌合させるようにしてもよい。

第１の実施形態では、ソレノイド２４でロック部材２１のテール部２１ｅをその揺動方向において押圧する構造とすることで、ロック部材２１をソレノイド２４によってロック状態から非ロック状態にするように構成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ソレノイド２４のロッド２４ａを、ロック部材２１を揺動自在に支持する回転軸２２の軸方向に沿って進退させるように構成することで、単に、ロッド２４ａによってロック部材２１の反時計回りの揺動を禁止・許容するようにしてもよい。なお、この構造では、ロック状態から非ロック状態にロック部材２１を戻すには、手動で行う必要があるので、第１の実施形態のように構成するのが望ましい。

第１の実施形態では、ロック用ギヤ部１１ｂの歯溝１１ｄを、その軸方向に貫通する同一幅の単純な溝形状としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６（ａ）に示すように、ロック用ギヤ部ＲＧの歯溝ＴＤを、ロック部材２１の形状に対応する形状に形成してもよい。詳しくは、ロック用ギヤ部ＲＧの歯溝ＴＤを、ロック部材２１の先端部２１ａの幅よりも若干広く、かつ、ロック部材２１の根元部２１ｂの幅よりも狭く形成される先端係合溝ＴＤ１と、ロック部材２１のテーパ形状部２１ｃに合致する形状のテーパ係合溝ＴＤ２とを有した形状としてもよい。この構造によれば、ロック部材２１がロック用ギヤ部ＲＧ側に倒されると、まず、その先端部２１ａが歯溝ＴＤの先端係合溝ＴＤ１に入り込む。このとき、先端係合溝ＴＤ１が先端部２１ａよりも幅広に形成されているので、ロック部材２１は、歯溝ＴＤに入りやすくなっている。その後、先端部２１ａの斜面２１ｄが、歯溝ＴＤの底面とロック用ギヤ部ＲＧの端面とで形成される角部に当接すると、第１の実施形態と同様にロック部材２１がその先端側へ移動する。そして、このようにロック部材２１が移動することにより、図６（ｂ）に示すように、ロック部材２１のテーパ形状部２１ｃと歯溝ＴＤのテーパ係合溝ＴＤ２とが面接触により強固に係合することとなる。そのため、このような構造にすれば、ロック用ギヤ部ＲＧの回動をより強固に規制することができる。

〔第２の実施形態〕
以下に、本発明の第２の実施形態について説明する。この実施形態は第１の実施形態の回転体ロック機構２を変更したものなので、第１の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。参照する図面において、図７は、第２の実施形態に係る回転体ロック機構を示す側面図（ａ）と、平面図（ｂ）である。

図７（ａ）に示すように、回転体ロック機構３は、第１の実施形態と同様のソレノイド２４を備える他、第１の実施形態とは異なるロック用ギヤ部（回転体）３１やロック部材３２を備えて構成されている。

ロック用ギヤ部３１は、図７（ｂ）に示すように、その外周面に形成された複数の歯溝３１ａを等ピッチで有しており、各歯溝３１ａは、所定の小さな幅で形成される内側幅狭部３１ｂと、この内側幅狭部３１ｂよりも幅広となり、かつ、ロック用ギヤ部３１の外周面に開口するように形成される外側幅広部３１ｃと、内側幅狭部３１ｂから外側幅広部３１ｃに向かって徐々に広がるように形成されるテーパ形状部３１ｄとを有する形状に形成されている。

図７（ａ）に示すように、ロック部材３２は、回転軸２２やトーションスプリング（図示せず）によって常時反時計回りの方向に付勢されている点は第１の実施形態と同様となっているが、その形状が第１の実施形態とは異なっている。具体的に、このロック部材３２は、回転軸２２と回転自在に係合する中央部３２ａと、この中央部３２ａから上側（ロック用ギヤ部３１側）に向かうにつれて先細となる先端部３２ｂと、中央部３２ａから下側に向かうにつれて先細となる基端部３２ｃとを有している。そして、この先端部３２ｂは、前記したロック用ギヤ部３１の歯溝３１ａに合致する形状となるように形成されている。具体的に、この先端部３２ｂは、図７（ｂ）に示すように、歯溝３１ａの内側幅狭部３１ｂに合致する形状となる幅狭部３２ｅと、外側幅広部３１ｃに幅方向において合致し、かつ、外側幅広部３１ｃの深さよりも短い長さで形成される幅広部３２ｆと、テーパ形状部３１ｄに合致する形状となるテーパ形状部３２ｇを有した形状となっている。

次に、第２の実施形態に係る回転体ロック機構３の動作について説明する。
ロック部材３２が図示せぬトーションスプリングによって反時計回りに押圧されると、ロック用ギヤ部３１の外側幅広部３１ｃに対して、ロック部材３２の幅狭部３２ｅが、所定の隙間を有した状態で挿入されていく。そして、この挿入時において歯溝３１ａの中心とロック部材３２の先端部３２ｂの中心とがずれた状態である場合には、ロック部材３２が前記トーションスプリングによってさらに押圧されると、ロック部材３２のテーパ形状部３２ｇとロック用ギヤ部３１の歯３１ｅの角部とが当接することによって、ロック部材３２が歯溝３１ａに合致するように移動して、その幅広部３２ｆと歯溝３１ａの外側幅広部３１ｃとが合致することとなる。そのため、その後は、ロック部材３２が、歯溝３１ａの外側幅広部３１ｃに沿って挿入されていくことによって、ロック部材３２と歯溝３１ａが合致することとなる。なお、ロック部材３２の幅広部３２ｆの幅が、歯溝３１ａの外側幅広部３１ｃの幅よりも小さく形成されている場合には、ロック部材３２は、そのテーパ形状部３２ｇで案内されて歯溝３１ａの外側幅広部３１ｃ内に挿入されると、外側幅広部３１ｃの一方の壁に寄せられた状態となるが、この場合であっても、ロック部材３２の幅狭部３２ｅが歯溝３１ａのテーパ形状部３１ｄに当接することで、このテーパ形状部３１ｄによってロック部材３２が歯溝３１ａの中心側に案内されて、ロック部材３２の幅狭部３２ｅと歯溝３１ａの内側幅狭部３１ｂが合致することとなる。

以上によれば、第２の実施形態において、次のような効果を得ることができる。
ロック部材３２は、歯溝３１ａの外側幅広部３１ｃの幅よりも小さく形成される幅狭部３２ｅと、幅狭部３２ｅから徐々に広がっていくテーパ形状部３２ｇと、テーパ形状部３２ｇの幅広側に歯溝３１ａの外側幅広部３１ｃに合致する幅広部３２ｆとを有しているので、ロック用ギヤ部３１の歯溝３１ａに対するロック部材３２の入りやすさを損なうことなく、噛み合い時における歯溝３１ａとロック部材３２とのがたつきを抑制することができる。

ロック用ギヤ部３１の歯溝３１ａは、ロック部材３２の幅狭部３２ｅの幅よりも大きく形成される外側幅広部３１ｃと、外側幅広部３１ｃから内側に向かって徐々に先細りとなるテーパ形状部３１ｄと、テーパ形状部３１ｄの内側端縁にロック部材３２の幅狭部３２ｅに合致する内側幅狭部３１ｂが形成されているので、ロック部材３２の幅広部３２ｆの幅が歯溝３１ａの外側幅広部３１ｃの幅よりも小さく形成されている場合であっても、ロック用ギヤ部３１の歯溝３１ａに対するロック部材３２の入りやすさを損なうことなく、噛み合い時における歯溝３１ａとロック部材３２とのがたつきを抑制することができる。

なお、本発明は、第２の実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
第２の実施形態では、ロック部材３２の先端部３２ｂを幅狭部３２ｅ、幅広部３２ｆ、テーパ形状部３２ｇで構成したが、本発明はこれに限定されず、ロック部材３２の先端部３２ｂを全て幅狭部３２ｅの幅で形成してもよい。この場合であっても、歯溝３１ａが前記した形状で形成されている以上、歯溝３１ａに対するロック部材３２の入りやすさを損なうことなく、噛み合い時における歯溝３１ａとロック部材３２とのがたつきを抑制することができる。また、逆に、ロック部材３２の形状は変えずに、歯溝３１ａを全て外側幅広部３１ｃの幅で形成した場合も、歯溝３１ａに対するロック部材３２の入りやすさを損なうことなく、噛み合い時における歯溝３１ａとロック部材３２とのがたつきを抑制することができる。

〔第３の実施形態〕
以下に、本発明の第３の実施形態について説明する。この実施形態は第１の実施形態の回転体ロック機構２を変更したものなので、第１の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。参照する図面において、図８は、第３の実施形態に係る回転体ロック機構を示す側面図（ａ）と、平面図（ｂ）である。

図８（ａ）に示すように、回転体ロック機構４は、第１の実施形態と同様のソレノイド２４を備える他、第１の実施形態とは異なるロック用ギヤ部（回転体）４１やロック部材４２を備えて構成されている。

ロック用ギヤ部４１は、図８（ｂ）に示すように、その外周面に、所定の高さで形成される第１の歯４１ａと、この第１の歯４１ａよりも低く形成される第２の歯４１ｂとが、ロック部材４２と合致する歯溝４１ｃを介して交互に配設されるように形成されている。

図８（ａ）に示すように、ロック部材４２は、回転軸２２やトーションスプリング（図示せず）によって常時反時計回りの方向に付勢されている点は第１の実施形態と同様となっているが、その形状が第１の実施形態とは異なっている。具体的に、このロック部材４２は、単なる矩形の棒状に形成されており、その適所が回転軸２２によって回転自在に支持されることで揺動自在となっている。

また、ロック部材４２と歯溝４１ｃとの嵌合部分の近傍には、ロック用ギヤ部４１から回転方向の力を受けるロック部材４２を歯溝４１ｃ付近で挟持（支持）する支持部材４３が設けられている。具体的に、二つの支持部材４３は、ロック用ギヤ部４１の回転方向において歯溝４１ｃに嵌合するロック部材４２を挟み込むことが可能な位置に配設されており、それぞれ矩形の板状に形成されるとともに、ロック部材４２が進入してくる側の角部が面取りされた斜面部４３ａとなっている。

次に、第３の実施形態に係る回転体ロック機構４の動作について説明する。
ロック部材４２の先端部が前記トーションスプリングによってロック用ギヤ部４１側に押圧されると、ロック部材４２の先端部は、まず、第１の歯４１ａと第１の歯４１ａとの間の大きな隙間αに挿入されていく。そして、ロック部材４２を隙間αに挿入した後、さらにロック部材４２を押圧すると、ロック部材４２は、例えば第２の歯４１ｂの先端に当接する。ただし、この際にまだロック用ギヤ部４１の回転が継続されていると、その回転に伴ってロック部材４２から第２の歯４１ｂが離れていくことによって、最終的には第１の歯４１ａと第２の歯４１ｂとで形成される歯溝４１ｃに合致することとなる。また、このようにロック部材４２と歯溝４１ｃとが嵌合した後、さらにロック用ギヤ部４１の回転が継続されると、ロック部材４２にロック用ギヤ部４１から回転力が加わるが、ロック部材４２が歯溝４１ｃの近傍において支持部材４３で支持されることで、ロック部材４２に加わるモーメントは最小限に抑えられることとなる。

以上によれば、第３の実施形態において、次のような効果を得ることができる。
第１の歯４１ａと第１の歯４１ａとの間で大きな隙間αが形成されるとともに、第１の歯４１ａよりも低い第２の歯４１ｂと第１の歯４１ａによってロック部材４２に合致する歯溝４１ｃが形成されるので、ロック用ギヤ部４１の歯溝４１ｃに対するロック部材４２の入りやすさを損なうことなく、噛み合い時における歯溝４１ｃとロック部材４２とのがたつきを抑制することができる。
ロック部材４２と歯溝４１ｃとの嵌合時には、支持部材４３によってロック部材４２が支持されるので、この嵌合時においてロック用ギヤ部４１に回転力が加わったとしても、ロック部材４２を良好に支持してロック部材４２の補強を行うことができる。
支持部材４３に斜面部４３ａが形成されるので、ロック部材４２がロック用ギヤ部４１に向かって揺動する際に、このロック部材４２を、支持部材４３の角部に引っ掛けずに、スムーズに歯溝４１ｃへ挿入させることができる。

〔第４の実施形態〕
以下に、本発明の第４の実施形態について説明する。この実施形態は第３の実施形態の回転体ロック機構４のロック部材４２の先端形状やロック用ギヤ部４１の歯溝４１ｃの形状を変更したものなので、第３の実施形態と同様の構成要素（ソレノイド等）については、その説明を省略する。参照する図面において、図９は、第４の実施形態に係る回転体ロック機構を示す図であり、歯溝へのロック部材の挿入前の状態を示す部分拡大図（ａ）と、歯溝とロック部材の嵌合状態を示す部分拡大図（ｂ）である。

図９（ａ）に示すように、ロック用ギヤ部（回転体）４４は、その外周面に、第３の実施形態とは異なる形状の歯溝４４ａが複数形成されている。具体的に、この歯溝４４ａは、その底面に、中央部が径方向外側に向かって膨出する楔形状部４４ｂが形成される形状となっている。

ロック部材４５は、樹脂などの弾性体をその材料とし、ロック用ギヤ部４４の歯溝４４ａの幅よりも小さな幅で形成されている。そして、ロック部材４５には、そのロック用ギヤ部４４側の部分に、二股に分かれた嵌合アーム部（可動部）４５ａが形成されるようになっている。嵌合アーム部４５ａは、撓み変形自在となっており、その先端部には、図９（ｂ）に示す撓み変形時において楔形状部４４ｂの斜面４４ｃと歯溝４４ａの側面４４ｄとの間に嵌め込まれる爪部４５ｂが形成されるようになっている。

なお、このように広がった爪部４５ｂに接する楔形状部４４ｂの角度φは、爪部４５ｂが広がった際に歯溝４４ａの隅部から楔形状部４４ｂの先端へと滑りださないように、以下の式を満たすような値にするのが望ましい。
μ ＝ ｔａｎφ（μ；静摩擦係数）

次に、第４の実施形態に係るロック部材４５の作用について説明する。
図９（ａ）に示すように、ロック部材４５が図示せぬトーションスプリングによってロック用ギヤ部４４側に押圧されると、ロック部材４５は、その嵌合アーム部４５ａを閉じた状態（二つの嵌合アーム部４５ａがロック用ギヤ部４４の歯溝４４ａの幅内に収まる状態）に維持しつつ、歯溝４４ａ内に挿入されていく。そして、ロック部材４５を歯溝４４ａに挿入した後、さらにロック部材４５を押圧すると、図９（ｂ）に示すように、その嵌合アーム部４５ａの爪部４５ｂが歯溝４４ａの楔形状部４４ｂの斜面４４ｃと接触することによって歯溝４４ａの幅方向に広がって、楔形状部４４ｂの斜面４４ｃと歯溝４４ａの側面４４ｄとの間に嵌め込まれることとなる。

以上によれば、第４の実施形態において、次のような効果を得ることができる。
嵌合アーム部４５ａが歯溝４４ａの楔形状部４４ｂと接触したときにのみ広がって歯溝４４ａの隅部に合致するため、歯溝４４ａに対するロック部材４５の入りやすさを損なうことなく、噛み合い時における歯溝４４ａとロック部材４５とのがたつきを抑制することができる。

なお、本発明は、第４の実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
第４の実施形態では、可動部を楔形状部４４ｂと接触することで広がる嵌合アーム部４５ａとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１０（ａ）に示すように、可動部を、ロック部材５１に対して移動自在となる移動部材５２と、移動部材５２のロック部材５１に対する移動に応じてその移動方向に縮むとともに、その移動方向に直交する方向に伸びるリンク機構５３とで構成するようにしてもよい。具体的に、移動部材５２は、ロック部材５１の一側面５１ａにスライド自在に係合し、かつ、その移動方向に沿って延びる長板状に形成されている。そして、この移動部材５２は、その一端側（ロック用ギヤ部５４側；図１０（ｂ）参照）の適所にリンク機構５３の一つの節部５３ｃを回動自在に支持するリンク機構支持ピン５２ａが設けられるとともに、その他端側の適所に、ロック部材５１に設けられたリンク機構支持ピン５１ｂを貫通させ、かつ、移動時においてこのリンク機構支持ピン５１ｂに摺動自在となる長孔５２ｂが形成されている。また、移動部材５２の中央部には、ロック部材５１にその幅方向（歯溝５４ａの幅方向；図１０（ｂ）参照）に並ぶように設けられる二つの移動方向決定ピン５１ｃと摺動自在に係合する二つの長孔５２ｃが形成されている。

リンク機構５３は、同一長さの四つの連結アーム５３ａの両端をそれぞれ重ね合わせるとともに、その重ね合わせた部分を四つのピン５３ｂ，５３ｂ，５２ａ，５１ｂで回動自在に支持することで、四つの節部５３ｃを有する構造となっている。そして、これらの節部５３ｃのうちの一つが、リンク機構支持ピン５２ａを介して移動部材５２に固定されるとともに、その対角線上に位置する節部５３ｃがリンク機構支持ピン５１ｂを介してロック部材５１に固定されることで、ロック部材５１に対する移動部材５２の移動に応じて、リンク機構５３がロック部材５１の幅方向において伸縮するようになっている。

このような構造によれば、図１０（ｂ）に示すように、ロック部材５１が図示せぬトーションスプリングによってロック用ギヤ部５４側に押圧されると、ロック部材５１は、そのリンク機構５３の幅が歯溝５４ａの幅よりも小さくなった状態で維持されることで、歯溝５４ａ内に所定の隙間を介して挿入されていく。そして、ロック部材５１を歯溝５４ａに挿入した後、さらにロック部材５１を押圧すると、図１０（ｃ）に示すように、その移動部材５２の先端が歯溝５４ａの底面と接触することによってリンク機構５３が幅方向に広がって歯溝５４ａの両側面に合致することとなる。そのため、このような構造であっても、歯溝５４ａに対するロック部材５１の入りやすさを損なうことなく、噛み合い時における歯溝５４ａとロック部材５１とのがたつきを抑制することができる。

また、可動部の変形例としては、図１１（ａ）に示すように、可動部を、ロック部材６１に対して揺動自在となる二つの揺動アーム６２としてもよい。具体的に、この変形例は、以下に示す構造となっている。

ロック部材６１には、その一側面６１ａの先端側（ロック用ギヤ部６３側）に、その幅方向において並ぶように二つの揺動中心ピン６４が設けられるとともに、これらの揺動中心ピン６４よりも先端側の位置に、揺動アーム６２の揺動を抑える支持部材６５が設けられている。

揺動アーム６２は、略円弧状に形成される板状体であり、その外周面６２ａが互いに向き合うように（その端部６２ｂ，６２ｃが互いに反対方向を向くように）配設されるとともに、その略中央部（円弧形状の略頂部）に、前記した揺動中心ピン６４と遊嵌する遊嵌孔６２ｄが形成されている。また、この遊嵌孔６２ｄには、二つの鍵型ばね６６の一端がそれぞれ取り付けられている。そして、このように構成される揺動アーム６２は、図１１（ａ）および図１１（ｃ）に示すように、その一端部６２ｂが揺動中心ピン６４を中心に揺動することで開閉する構造となっており、最大に閉じた状態において二つの揺動アーム６２の幅（ロック部材６１の幅方向において二つの揺動アーム６２の一端部６２ｂの最外縁となる部分の間の長さ）がロック用ギヤ部６３の歯溝６３ａの幅よりも小さくなり、最大に開いた状態において各揺動アーム６２の一端部６２ｂがロック用ギヤ部６３の歯溝６３ａの両側面と密着するようになっている。なお、各揺動アーム６２が閉状態から開状態に可動する際において各揺動アーム６２の他端部６２ｃ同士が干渉しないように、各揺動アーム６２は、図１１（ｂ）に示すように、揺動中心ピン６４の軸方向にずれて配設されている。

揺動中心ピン６４は、円柱状のピンであり、その外周面には、二つの鍵型ばね６６の他端をそれぞれ取り付けられている。
鍵型ばね６６は、その一端が揺動アーム６２に取り付けられるとともに、その他端が揺動中心ピン６４に取り付けられることで、揺動アーム６２の一端部６２ｂ側を常時支持部材６５に付勢するように作用している。

このような構造によれば、図１１（ａ）に示す状態のロック部材６１が図示せぬトーションスプリングによってロック用ギヤ部６３側に押圧されると、ロック部材６１は、各揺動アーム６２が鍵型ばね６６により閉じた状態とされていることで、歯溝６３ａ内に所定の隙間を介して挿入されていく。そして、ロック部材６１を歯溝６３ａに挿入した後、さらにロック部材６１を押圧すると、揺動アーム６２の一端部６２ｂが歯溝６３ａの底面と接触することによって、その一端部６２ｂが揺動中心ピン６４との隙間を縮めるように押し付けられつつ外側に開いていき、図１１（ｃ）に示すように、最大に開いた状態となると歯溝６３ａの両側面に合致することとなる。そのため、このような構造であっても、歯溝６３ａに対するロック部材６１の入りやすさを損なうことなく、噛み合い時における歯溝６３ａとロック部材６１とのがたつきを抑制することができる。

〔第５の実施形態〕
以下に、本発明の第５の実施形態について説明する。この実施形態は第３の実施形態の回転体ロック機構４のロック部材４２の先端形状やロック用ギヤ部４１の構造を変更したものなので、第３の実施形態と同様の構成要素（ソレノイド等）については、その説明を省略する。参照する図面において、図１２は、第５の実施形態に係る回転体ロック機構を示す平面図（ａ）と、ロック用ギヤ部の詳細を示す分解斜視図（ｂ）である。

図１２（ａ）に示すように、回転体ロック機構７は、第３の実施形態とは異なるロック用ギヤ部７１やロック部材７５を主に備えて構成されている。
ロック用ギヤ部７１は、図１２（ｂ）に示すように、同軸上に相対回転可能に重なる小径ギヤ部（第２回転体）７２および大径ギヤ部（第１回転体）７３と、これらを所定の中立位置に常時維持（弾発）させるための二つのコイルばね（弾性部材）７４とを備えて構成されている。

小径ギヤ部７２は、その外周面に、所定の高さで形成される第１の歯７２ａと、この第１の歯７２ａよりも低く形成される第２の歯７２ｂとを有しており、これらの歯７２ａ，７２ｂは、ロック部材７５よりも幅広に形成される歯溝７２ｃを介して交互に配設されるように形成されている。また、小径ギヤ部７２の中心には、所定の径となる中心孔７２ｄが形成されるとともに、この中心孔７２ｄを挟んで対向する位置に互いに平行となるように形成される長孔７２ｅが形成されている。

大径ギヤ部７３は、その中心に小径ギヤ部７２の中心孔７２ｄに回動自在に係合する回動軸７３ａが形成されるとともに、この回動軸７３ａを挟んで対向する位置に互いに平行となるように形成される長孔７３ｂが形成されている。なお、この長孔７３ｂは、大径ギヤ部７３の回動軸７３ａに小径ギヤ部７２を留め金７６で抜け止めしつつ取り付けた際において、小径ギヤ部７２の長孔７２ｅと略一致するようになっている（図１２（ａ）参照）。また、大径ギヤ部７３の外周面には、所定の高さで形成される第１の歯７３ｃと、この第１の歯７３ｃよりも低く形成される第２の歯７３ｄとを有しており、これらの歯７３ｃ，７３ｄは、ロック部材７５よりも幅広に形成される歯溝７３ｅを介して交互に配設されるように形成されている。さらに、これらの歯７３ｃ，７３ｄの先端面や歯溝７３ｅの底面は、図１２（ａ）に示すように、小径ギヤ部７２の各歯７２ａ，７２ｂの先端面や歯溝７２ｃの底面よりも径方向外側に所定量オフセットされた位置に形成されるようになっている。また、小径ギヤ部７２の各歯７２ａ，７２ｂと、大径ギヤ部７３の各歯７３ｃ，７３ｄは、小径ギヤ部７２および大径ギヤ部７３がコイルばね７４によって中立位置に維持されている際においては、周方向で所定量ずれるようになっており、そのずれ量は、小径ギヤ部７２の第１の歯７２ａと大径ギヤ部７３の第２の歯７３ｄとの間で形成される隙間βや、小径ギヤ部７２の第２の歯７２ｂと大径ギヤ部７３の第１の歯７３ｃとの間で形成される隙間γが、ロック部材７５の幅ｂ以下の長さとなるように設定されている。

コイルばね７４は、小径ギヤ部７２の長孔７２ｅおよび大径ギヤ部７３の長孔７３ｂで形成される空間内に配設されており、その空間内において小径ギヤ部７２と大径ギヤ部７３とに架け渡されるようにこれらに固定されている。具体的には、図１２（ａ）において、小径ギヤ部７２の上側の長孔７２ｅの左端部と、大径ギヤ部７３の上側の長孔７３ｂの右端部とにコイルばね７４の両端が固定されるとともに、小径ギヤ部７２の下側の長孔７２ｅの右端部と、大径ギヤ部７３の下側の長孔７３ｂの左端部とにコイルばね７４の両端が固定されるようになっている。これにより、小径ギヤ部７２に対して大径ギヤ部７３を中立位置から回転方向へずらすと、二つのコイルばね７４がともに縮み変形または伸び変形し、これらのコイルばね７４がその変形状態から元の状態へ復帰することで小径ギヤ部７２に対して大径ギヤ部７３が中立位置に復帰するようになっている。

ロック部材７５は、所定の幅ｂの矩形断面を有する形状で形成されており、その先端側（ロック用ギヤ部７１側）の一方の角部が、中立位置に位置する小径ギヤ部７２の第１の歯７２ａの角部と、大径ギヤ部７３の第１の歯７３ｃの角部で形成される段差部に引っ掛からないように、面取りされて所定のテーパ面７５ａとして形成されている。なお、ロック部材７５の先端側の角部の他方については、中立位置に位置する小径ギヤ部７２の第１の歯７２ａの角部と、大径ギヤ部７３の第１の歯７３ｃの角部で形成される段差部に引っ掛かるという問題が生じないので、面取りは不要となっている。

次に、第５の実施形態に係る回転体ロック機構７の動作について説明する。参照する図面において、図１３は、第５の実施形態に係る回転体ロック機構の動作を示す図であり、歯溝へのロック部材の挿入前の状態を示す部分拡大図（ａ）と、ロック部材のテーパ部が二つの歯の角部に当接した状態を示す部分拡大図（ｂ）と、ロック部材のテーパ部により二つの歯を押し戻した状態を示す部分拡大図（ｃ）と、大径ギヤ部が中立位置に戻った状態を示す部分拡大図（ｄ）である。また、図１４は、図１３の各ギヤ部が逆回転するときの回転体ロック機構の動作を示す図であり、大径ギヤ部にロック部材が当接した状態を示す部分拡大図（ａ）と、大径ギヤ部に対して小径ギヤ部が相対回転する状態を示す部分拡大図（ｂ）と、小径ギヤ部が中立位置に戻った状態を示す部分拡大図（ｃ）である。

図１３（ａ）に示すように、ロック部材７５が図示せぬトーションスプリングによってロック用ギヤ部７１側に押圧されると、ロック部材７５は、まず、大径ギヤ部７３の隣り合う二つの第１の歯７３ｃ，７３ｃの間の大きな隙間に挿入されていく。このとき、図１３（ｂ）に示すように、大径ギヤ部７３の第１の歯７３ｃの角部と小径ギヤ部７２の第１の歯７２ａの角部に、ロック部材７５のテーパ面７５ａが当接した場合には、このロック部材７５は、大径ギヤ部７３および小径ギヤ部７２の各歯７３ｃ，７２ａの角部で形成される段差部に引っ掛からずに、そのテーパ面７５ａで各歯７３ｃ，７２ａを今まで回転していた方向とは逆方向に押し戻す。そして、テーパ面７５ａで押し戻される各歯７３ｃ，７２ａは、ロック部材７５の側面部７５ｂまで押し戻されると、その側面部７５ｂで保持されることとなる。ただし、この保持は、まず最初に大径ギヤ部７３側の歯７３ｃに対して行われるため、その後もまだテーパ面７５ａで押し戻されている小径ギヤ部７２の歯７２ａは、大径ギヤ部７３の歯７３ｃに対して相対移動することとなり、その結果、図１３（ｃ）に示すように、小径ギヤ部７２の第１の歯７２ａと大径ギヤ部７３の第２の歯７３ｄとで形成される隙間が広げられることとなる。

そして、前記したように広げられた隙間にロック部材７５が挿入した後、各ギヤ部７２，７３に加えられていた回転力が無くなると、図１３（ｄ）に示すように、大径ギヤ部７３がコイルばね７４（図１２参照）の付勢力により中立位置に戻されることで、ロック部材７５が、小径ギヤ部７２の第１の歯７２ａと大径ギヤ部７３の第２の歯７３ｄによって挟持されることとなる。

なお、前記したように挿入時にロック部材７５のテーパ面７５ａと、各歯７３ｃ，７２ａの角部とが当接しない場合、前記と同様の動作が実現される。すなわち、例えば、大径ギヤ部７３の第２の歯７３ｄの先端にロック部材７５の先端が当接する場合であっても、各ギヤ部７２，７３がともに回転することでロック部材７５に対して第２の歯７３ｄが遠ざかっていき、かつ、第１の歯７３ｃ，７２ａが近づいてくることによって、いずれは図１３（ｃ）の状態となるため、その後ロック部材７５が各歯７２ａ，７３ｄで挟持されることとなる。

また、前記した回転方向とは逆方向に各ギヤ部７２，７３を回転させた場合であっても、前記と同様の作用効果を奏することとなる。簡単に説明すると、図１４（ａ）に示すように、ロック部材７５は、まず、最初に大径ギヤ部７３の第１の歯７３ｃと当接することで、大径ギヤ部７３の動きを抑え、これにより、図１４（ｂ）に示すように、大径ギヤ部７３に対して小径ギヤ部７２が相対回転して、小径ギヤ部７２の第２の歯７２ｂと大径ギヤ部７３の第１の歯７３ｃとで形成される隙間が広げられる。そして、このように広げられた隙間にロック部材７５が挿入した後、図１４（ｃ）に示すように、小径ギヤ部７２が中立位置に戻ることによって、ロック部材７５が各歯７２ｂ，７３ｃによって挟持されることとなる。

以上によれば、第５の実施形態において、次のような効果を得ることができる。
ロック部材７５が、小径ギヤ部７２の第１の歯７２ａと大径ギヤ部７３の第２の歯７３ｄとで形成される隙間を広げた後、その広がった隙間に挿入されるとともに、挿入後は、大径ギヤ部７３が中立位置に戻ることで広げた隙間が元に戻って、その両側の歯７２ａ，７３ｄによって挟持されるので、溝（歯７２ａ，７３ｄ間の溝）に対するロック部材７５の入りやすさを損なうことなく、噛み合い時における前記溝とロック部材７５とのがたつきを抑制することができる。
小径ギヤ部７２の第１の歯７２ａの先端面と大径ギヤ部７３の第１の歯７３ｃとの先端面とが径方向においてオフセットされるとともに、各歯７２ａ，７３ｃが回転方向においてオフセットされているので、ギヤ部７２，７３側に移動してくるロック部材７５を、二つの歯７２ａ，７３ｃの角部で受け止めることができる場合があり、この場合は、ロック部材７５から各ギヤ部７２，７３に加わる衝撃応力を低減することができる。

なお、本発明は、第５の実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
第５の実施形態では、ロック部材７５側にテーパ面７５ａを形成したが、本発明はこれに限定されず、図１５に示すように、段差の下側の部分を構成する小径ギヤ部７２の第１の歯７２ａの角部を面取りするようにしてもよい。これによれば、テーパ面を設けないロック部材８５であっても、前記実施形態と同様に、ロック部材８５が段差部に引っ掛かることを防止することができる。

また、小径ギヤ部７２の形状は、第５の実施形態に限定されず、例えば図１６（ａ）に示すような形状としてもよい。具体的に、このギヤ部８２は、その先端面が大径ギヤ部７３の第１の歯７３ｃの先端面と面一となり、かつ、その両側面が中立位置において第１の歯７３ｃの両側面からはみ出るように形成される幅広歯８２ｃと、大径ギヤ部７３の歯溝７３ｅの底面よりも径方向内側にオフセットした位置に形成される底面を有する歯溝８２ｅを有した構造となっている。なお、ロック部材８５は、図１２に示すような各ギヤ部７２，７３による段差を考慮する必要がないので、単なる矩形形状となっている。

このような構造によれば、図１６（ａ）に示すように、ロック部材８５を歯溝８２ｅへ挿入していくと、図１６（ｂ）に示すように、このロック部材８５は、まず、ギヤ部８２の幅広歯８２ｃに当接することで、このギヤ部８２の回転を止める。このようにロック部材８５がギヤ部８２の動きを止めると、図１６（ｃ）に示すように、このギヤ部８２に対して大径ギヤ部７３が相対回転することで、ギヤ部８２の幅広歯８２ｃと大径ギヤ部７３の第２の歯７３ｄとによって形成される隙間が広げられることとなる。そして、その後、各ギヤ部７３，８２に加えていた回転力を無くすと、図１６（ｄ）に示すように、大径ギヤ部７３が中立位置に戻ることで、各歯８２ｃ，７３ｄによってロック部材８５が挟持されることとなる。そのため、溝（歯８２ｃ，７３ｄ間の溝）に対するロック部材８５の入りやすさを損なうことなく、噛み合い時における前記溝とロック部材８５とのがたつきを抑制することができる。

また、第５の実施形態では、大径ギヤ部７３の歯７３ｃ，７３ｄの先端面や歯溝７３ｅの底面を、小径ギヤ部７２の各歯７２ａ，７２ｂの先端面や歯溝７２ｃの底面よりも径方向外側に所定量オフセットさせているが、本発明はこれに限定されず、図１７（ａ）〜（ｄ）に示すように、径方向にオフセットさせないようにしてもよい。この場合には、第５の実施形態と同様の効果を奏する他、第５の実施形態のように中立位置に位置する小径ギヤ部７２の第１の歯７２ａの角部と、大径ギヤ部７３の第１の歯７３ｃの角部で形成される段差部にロック部材７５が引っ掛かるということがないので、ロック部材７５のテーパ面７５ａを不要とすることもでき、その分加工コストを低減できるといった効果も奏することとなる。

前記各実施形態では、回転体ロック機構の適用場所をＳＢＷ方式の電動パワーステアリング装置としたが、本発明はこれに限定されず、例えば各実施形態に係る回転体ロック機構を、駐車時の誤動作防止のために自動変速機に用いられる遊星歯車機構のサンギヤをロックする構造（いわゆる車軸ロック構造）に利用してもよい。また、複数の動力源（ハイブリッド）を遊星歯車で切り替えるためのロック機構や、可変舵角機構の失陥時に用いるロック機構などに本発明を適用してもよい。

各実施形態では、回転体をギヤとしてロック部材が係合する溝を歯溝としたが、本発明はこれに限定されず、回転体はギヤ形状でなく、単に所定個数の溝が形成されたものであってもよい。

本発明に係る回転体ロック機構が適用される電動パワーステアリング装置を示す斜視図である。 図１の遊星歯車機構と回転体ロック機構の関係を示す説明図である。 第１の実施形態に係る回転体ロック機構を示す側面図（ａ）と、図３（ａ）のロック用ギヤ部を下から見た状態を示す下面図（ｂ）と、図３（ａ）のＸ矢視図（ｃ）である。 第１の実施形態に係る回転体ロック機構の動作を示す図であり、非ロック状態を示す側面図（ａ）と、非ロック状態が解除されてロック部材の先端部がロック用ギヤ部の歯溝の底面に当接した状態を示す側面図（ｂ）である。 第１の実施形態に係る回転体ロック機構の動作を示す図であり、ロック部材がその先端部の斜面に沿って移動する状態を示す側面図（ａ）と、ロック状態となるロック部材のテール部をソレノイドで押圧した状態を示す側面図（ｂ）である。 第１の実施形態に係る回転体ロック機構のロック用ギヤ部の変形例を示す図であり、ロック用ギヤ部の歯溝形状の詳細を示す部分拡大図（ａ）と、図６（ａ）のＺ−Ｚ断面図（ｂ）である。 第２の実施形態に係る回転体ロック機構を示す側面図（ａ）と、平面図（ｂ）である。 第３の実施形態に係る回転体ロック機構を示す側面図（ａ）と、平面図（ｂ）である。 第４の実施形態に係る回転体ロック機構を示す図であり、歯溝へのロック部材の挿入前の状態を示す部分拡大図（ａ）と、歯溝とロック部材の嵌合状態を示す部分拡大図（ｂ）である。 第４の実施形態に係る回転体ロック機構の変形例を示す図であり、ロック部材の詳細を示す分解斜視図（ａ）と、歯溝へのロック部材の挿入前の状態を示す部分拡大図（ｂ）と、歯溝とロック部材の嵌合状態を示す部分拡大図（ｃ）である。 第４の実施形態に係る回転体ロック機構の変形例を示す図であり、ロック部材の詳細を示す分解斜視図（ａ）と、歯溝へのロック部材の挿入前の状態を示す部分拡大図（ｂ）と、歯溝とロック部材の嵌合状態を示す部分拡大図（ｃ）である。 第５の実施形態に係る回転体ロック機構を示す平面図（ａ）と、ロック用ギヤ部の詳細を示す分解斜視図（ｂ）である。 第５の実施形態に係る回転体ロック機構の動作を示す図であり、歯溝へのロック部材の挿入前の状態を示す部分拡大図（ａ）と、ロック部材のテーパ部が二つの歯の角部に当接した状態を示す部分拡大図（ｂ）と、ロック部材のテーパ部により二つの歯を押し戻した状態を示す部分拡大図（ｃ）と、大径ギヤ部が中立位置に戻った状態を示す部分拡大図（ｄ）である。 図１３の各ギヤ部が逆回転するときの回転体ロック機構の動作を示す図であり、大径ギヤ部にロック部材が当接した状態を示す部分拡大図（ａ）と、大径ギヤ部に対して小径ギヤ部が相対回転する状態を示す部分拡大図（ｂ）と、小径ギヤ部が中立位置に戻った状態を示す部分拡大図（ｃ）である。 第５の実施形態の変形例を示す部分拡大図である。 第５の実施形態の変形例を示す図であり、歯溝へのロック部材の挿入前の状態を示す部分拡大図（ａ）と、幅広歯にロック部材が当接した状態を示す部分拡大図（ｂ）と、ギヤ部に対して大径ギヤ部が相対回転する状態を示す部分拡大図（ｃ）と、大径ギヤ部が中立位置に戻った状態を示す部分拡大図（ｄ）である。 第５の実施形態の変形例を示す図であり、歯溝へのロック部材の挿入前の状態を示す部分拡大図（ａ）と、小径ギヤ部に相当する第１の回転体のギヤ部にロック部材が当接した状態を示す部分拡大図（ｂ）と、大径ギヤ部に相当する第２の回転体のギヤ部に対して第１の回転体のギヤ部が相対回転する状態を示す部分拡大図（ｃ）と、第２の回転体のギヤ部が中立位置に戻った状態を示す部分拡大図（ｄ）である。

符号の説明

１ 遊星歯車機構
２ 回転体ロック機構
１１ サンギヤ
１１ａ サンギヤ部
１１ｂ ロック用ギヤ部（回転体）
１１ｄ 歯溝
１１ｅ 端面
１１ｇ 底面
１１ｈ 角部
１１ｊ 両側部
２１ ロック部材
２１ａ 先端部
２１ｂ 根元部
２１ｃ テーパ形状部
２１ｄ 斜面
２１ｅ テール部
２１ｆ 長孔
２１ｇ 係合部
２１ｈ 角部
２２ 回転軸
２３ ハウジング
２３ａ ソレノイド取付部
２３ｂ ガイド斜面
２３ｃ 回転軸支持部
２４ ソレノイド
２４ａ ロッド
２４ｂ 本体部
２５ トーションスプリング（押圧手段）

Claims (2)

1. 回転体と、
   前記回転体の外周面に前記回転体の軸方向の両端面を開口するように形成される複数の溝と、
   前記回転体の溝の少なくとも一つに嵌合することで前記回転体を停止状態にするロック部材と、
   前記ロック部材を前記回転体側に押圧させる押圧手段と、
   を有する回転体ロック機構であって、
   前記ロック部材は、
   その少なくとも一部の幅が前記溝の幅よりも小さく形成され、且つ他部の幅が前記溝よりも大きく形成されるテーパ形状部と、
   前記溝の幅よりも幅狭に形成され、かつ、前記回転体との当接時に前記溝の底面に対して傾斜する斜面を有する第一部分と、
   前記第一部分よりも幅広に形成され、かつ、前記テーパ形状部を介して前記第一部分に結合する第二部分と、
   を有するとともに、前記押圧手段によって前記回転体側に押圧される前記第一部分の斜面が、前記溝に当接することで、前記斜面に沿って移動し、
   前記押圧手段は、前記ロック部材の第一部分を前記回転体側に付勢する弾性部材であり、
   前記回転体ロック機構は、
   この弾性部材による押圧力の保持・解放を切替自在な押圧力制御手段と、
   前記ロック部材を揺動自在に支持する回転軸と、をさらに備え、
   前記ロック部材は、
   その第一部分が前記回転軸を中心に揺動自在に構成されるとともに、前記角部と前記斜面との当接による移動を許容する前記回転軸の逃げ孔が形成されていることを特徴とする回転体ロック機構。
2. 前記押圧力制御手段は、
   前記ロック部材の基端部を押圧することで、前記ロック部材の前記第一部分を前記弾性部材の付勢力に抗して前記回転体から離れる方向に揺動させるように構成され、
   前記押圧力制御手段による押圧によって揺動する前記ロック部材の前記第一部分と係合することで、その揺動を禁止させて前記ロック部材を前記逃げ孔に沿って初期位置まで戻すように案内するガイド部がさらに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転体ロック機構。

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