JP5268780B2 - Electric steering lock device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等のステアリングをロックするための電動ステアリングロック装置に関するものである。 The present invention relates to an electric steering lock device for locking a steering of an automobile or the like.
この種の電動ステアリングロック装置は、ステアリング操作に伴って回動するステアリングシャフトの外周に係合凹部が設けられている。そして、この電動ステアリングロック装置は、運転者がキー等により自動車のエンジンの停止操作をすると、電動モータの駆動によってロック部材が進出し、係合凹部に係合する。これにより、ステアリングは、ステアリングシャフトの回動が規制されることによりロックされる。一方、電動ステアリングロック装置は、運転者がキー等によりエンジンの始動操作をすると、電動モータの駆動によってロック部材が後退し、係合凹部との係合が解除される。これにより、ステアリングは、ステアリングシャフトの回動規制が解除されることによりアンロックされる。なお、エンジンは、アンロック後に始動される。 In this type of electric steering lock device, an engagement recess is provided on the outer periphery of a steering shaft that rotates in accordance with a steering operation. In the electric steering lock device, when the driver performs a stop operation of the engine of the automobile with a key or the like, the lock member advances by the drive of the electric motor and engages with the engagement recess. Thus, the steering is locked by restricting the rotation of the steering shaft. On the other hand, in the electric steering lock device, when the driver starts the engine with a key or the like, the lock member is retracted by the drive of the electric motor, and the engagement with the engagement recess is released. Thus, the steering is unlocked by releasing the rotation restriction of the steering shaft. The engine is started after unlocking.
このような電動ステアリングロック装置が特許文献1に記載されている。この特許文献1の電動ステアリングロック装置は、電動モータの駆動力で回転するカムギアを備えている。このカムギアには、渦巻き形状をなすカム溝が設けられている。このカム溝には、ロック部材の係合ピンが係合されている。そして、ロック部材は 電動モータの駆動によりカム溝に沿って係合ピンが外周側に移動することにより進出する。また、ロック部材は、電動モータの駆動によりカム溝に沿って係合ピンが中心側に移動することにより後退する構成となっている。
Such an electric steering lock device is described in
しかしながら、この電動ステアリングロック装置は、外形がロック部材の進退方向に沿って長く延びて形成されているため、ステアリングシャフトの横には、径方向に延びるように電動ステアリングロック装置を配設するための大きなスペースが必要になる。また、電動ステアリングロック装置は、その配置位置によっては衝突時に運転者の膝と干渉する恐れがある。 However, since this electric steering lock device has an outer shape that extends long along the advancing / retreating direction of the lock member, the electric steering lock device is disposed beside the steering shaft so as to extend in the radial direction. A large space is required. Further, the electric steering lock device may interfere with the driver's knee at the time of collision depending on the arrangement position.
本発明は、従来の問題に鑑みてなされたもので、ステアリングシャフトの横に径方向に延びる大きな配設スペースを必要としない薄型化が可能な電動ステアリングロック装置を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of the conventional problems, and it is an object of the present invention to provide an electric steering lock device capable of being thinned without requiring a large arrangement space extending radially in the side of the steering shaft. It is.
本発明は、前記課題を解決するための手段として、電動モータの駆動力によって回転し、ギア部の外周縁に沿って形成されたカム面の上面から当該ギア部材の回転軸の延び方向に沿って突出して設けられたカム部が形成された回転軸の延び方向に沿って変位するカム面を有する略円盤状のギア部材と、該ギア部材を収容する一端が開口したケースと、前記ケースに収容され、一端側に前記ギア部材のカム面と摺接する従動部と、他端側に前記ステアリングシャフトに係合するロック部と、中間部に前記ギア部材の径方向に沿って延在するように前記ケースに回転自在に軸支された回動軸となる軸部とを有するとともに前記ギア部材の回転による前記カム面の変位に連動して回動することにより、前記ギア部材の回転軸の延び方向に沿って突出して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移動可能なロック部材とを備えた構成としたものである。
As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention rotates along the extending direction of the rotating shaft of the gear member from the upper surface of the cam surface that is rotated by the driving force of the electric motor and is formed along the outer peripheral edge of the gear portion. A substantially disc-shaped gear member having a cam surface that is displaced along the extending direction of the rotating shaft formed with a cam portion that protrudes in a projecting manner, a case having an open end that accommodates the gear member, and the case A driven portion that is accommodated and slidably contacts the cam surface of the gear member on one end side, a lock portion that engages with the steering shaft on the other end side, and an intermediate portion that extends along the radial direction of the gear member And a shaft portion serving as a rotation shaft that is rotatably supported by the case, and rotating in conjunction with the displacement of the cam surface due to the rotation of the gear member. Projects along the direction of extension A lock position engaging the steering shaft Te is obtained by a structure in which a movable locking member between an unlocked position where the engagement is released.
この電動ステアリングロック装置では、ロック部材を、ギア部材の回転軸の延び方向に沿って突出させるため、ギア部材の径方向がステアリングシャフトの長手側に沿うように電動ステアリングロック装置をステアリングシャフトに対して配置できる。すなわち、ステアリングシャフトの径方向に対する電動ステアリングロック装置の薄型化が可能となる。その結果、ステアリングシャフト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、電動ステアリングロック装置に運転者の膝が干渉することはない。 In this electric steering lock device, since the lock member is projected along the extending direction of the rotation shaft of the gear member, the electric steering lock device is attached to the steering shaft so that the radial direction of the gear member is along the longitudinal side of the steering shaft. Can be arranged. That is, it is possible to reduce the thickness of the electric steering lock device with respect to the radial direction of the steering shaft. As a result, a large space extending in the radial direction on the outer peripheral portion of the steering shaft becomes unnecessary. Thus, the driver's knee does not interfere with the electric steering lock device.
また、前記ケースの開口を塞ぐように組みつけられるカバーを設け、前記軸部は前記カバーの押さえ部が当接することによって、前記ケースからの脱落が阻止されるよう保持されるようにすることが好ましい。Further, a cover that is assembled so as to close the opening of the case may be provided, and the shaft portion may be held so as to be prevented from falling off the case by abutting a pressing portion of the cover. preferable.
このようにすれば、組付け状態においては、カバーの押さえ部がロック部材の軸部の上面に当接して、軸部がケースのロック部材軸支部から脱落することを阻止することが可能となる。
In this way, in the assembled state, it is possible to prevent the pressing portion of the cover from coming into contact with the upper surface of the shaft portion of the lock member and the shaft portion from falling off the lock member shaft support portion of the case. .
さらに、前記ロック部材の軸部に装着されるとともに、一端が前記カバー側に位置する前記ロック部材の側面に係合し、他端が前記カバーの内面に係止した捻りコイルバネを設け、前記ロック部材をロック位置へ向けて付勢するとともに、前記従動部を前記ギア部材に向けて付勢する構成とすることが好ましい。Furthermore, a torsion coil spring is provided which is attached to the shaft portion of the lock member, has one end engaged with a side surface of the lock member located on the cover side, and the other end engaged with the inner surface of the cover. It is preferable that the member is biased toward the lock position and the driven portion is biased toward the gear member.
このようにすれば、ロック状態においては、コイルバネの付勢力によってロック部材がステアリングシャフト側に向けて付勢された状態が維持されるため、ロック部材のロック状態を維持することが可能となる。
In this way, in the locked state, the state in which the lock member is urged toward the steering shaft side by the urging force of the coil spring is maintained, so that the lock state of the lock member can be maintained .
また、前記従動部は、前記ギア部材に向かって突出して前記ロック部材に一体的に設けられ、その端面が略半円柱状に形成されているとともに、前記カム面によって直接、操作されることが好ましい。Further, the driven portion protrudes toward the gear member and is provided integrally with the lock member, and its end surface is formed in a substantially semi-cylindrical shape and can be directly operated by the cam surface. preferable.
このようにすれば、回転式のロック部材を作動させるギア部材を簡単に構成することが可能となり、ギア部材のカム面によってロック部材が直接操作されるため、少ない部品点数にて電動ステアリングロック装置を構成することが可能であり、製造コストを低減できる。In this way, the gear member for operating the rotary lock member can be easily configured, and the lock member is directly operated by the cam surface of the gear member, so that the electric steering lock device with a small number of parts is possible. The manufacturing cost can be reduced.
本発明の電動ステアリングロック装置では、ロック部材をギア部材の回転軸の延び方向に沿って突出させるため、ギア部材の径方向がステアリングシャフトの長手側に沿うように電動ステアリングロック装置をステアリングシャフトに対して配置できる。すなわち、ステアリングシャフトの径方向に対する電動ステアリングロック装置の薄型化が可能となる。その結果、ステアリングシャフト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、電動ステアリングロック装置に運転者の膝が干渉することはない。そのため、運転者の足元のスペースを広く確保でき、車両が衝突したときの安全性を向上させることができる。 In the electric steering lock device of the present invention, the lock member is protruded along the extending direction of the rotation shaft of the gear member. Can be placed against. That is, it is possible to reduce the thickness of the electric steering lock device with respect to the radial direction of the steering shaft. As a result, a large space extending in the radial direction on the outer peripheral portion of the steering shaft becomes unnecessary. Thus, the driver's knee does not interfere with the electric steering lock device. Therefore, a wide space can be secured for the driver's feet, and safety when the vehicle collides can be improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る電動ステアリングロック装置(以下「ロック装置」と略する。)10を示す。このロック装置10は、車両の操舵を行う図示しないステアリングを上端に配設したステアリングシャフト1(図5に図示)の外周部に配設される。そして、このロック装置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とともに、エンジンを停止操作すると、ステアリングを操舵不可能にロック可能とする。
FIG. 1 shows an electric steering lock device (hereinafter abbreviated as “lock device”) 10 according to an embodiment of the present invention. The
まず、車両のステアリングシャフト1は、図5(A)に示すように、円柱状をなし、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、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が配設されている。カラー4は円筒形状をなし、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をもって設けられている。
First, as shown in FIG. 5A, the
本実施形態のロック装置10は、ケース11およびカバー18からなる外装体の内部に、電動モータ23、ギア部材30、および、ロック部材40を配設したものである。
In the
ケース11は、図1および図3に示すように、一端開口の有底四角筒形状をなす。このケース11の底には、上方を開放したU字形状の溝を有する一対のロック部材軸支部12が設けられている。また、このケース11には、ギア部材30を回動可能に装着するための軸受部13が設けられている。さらに、このケース11には、軸受部13の近傍にモータ収納部14が設けられるとともに、該モータ収納部14と所定間隔をもってモータ軸支部15が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
カバー18は、図1および図5(A)に示すように、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。カバー18の内面には、組付状態でロック部材軸支部12に対向する一対の押さえ部(図示せず)が突設されている。また、カバー18には、軸受部13と対向する位置に同様の軸受部19が設けられている。さらに、カバー18には、軸受部19とは反対側の端部に、後述するロック部材40のロック部43が外部に対して出没可能なロック部材挿通孔20が設けられている。ロック部材挿通孔20の外側縁部には、カバー18の上面(外面)から略四角筒状に突出し、ステアリングコラム2の貫通孔3内に嵌合する装着部21が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 5A, the
電動モータ23は、ギア部材30を介してロック部材40を作動させるための駆動手段である。この電動モータ23は、ケース11内に配設されている図示しない配線を介して電力を供給されて車両に搭載された図示しない制御回路により正逆回転される。電動モータ23は、電力が供給されると、その通電方向によって出力軸24がロック作動方向(正転)またはアンロック作動方向(逆転)に回転する。この出力軸24には、螺旋状の歯が形成されたウォーム25が配設されている。この電動モータ23は、図3に示すように、ケース11のモータ収納部14に収納され、出力軸24の先端がモータ軸支部15に回転可能に支持される。
The
ギア部材30は、電動モータ23の駆動力によって回転するものである。このギア部材30は、図2、および、図5(A)に示すように、外周部にウォーム25の歯と噛み合うはす歯が形成された円盤状のギア部31と、該ギア部31の上面から突設されたカム部32とを備えている。ギア部31の軸心には回転軸33が貫通して固定されている。ギア部材30は、組付け状態において、この回転軸33の両端がケース11およびカバー18の軸受部13、19にそれぞれ軸支されることで、ケース11内で回転可能に軸支されている。
The
カム部32は、ギア部31の外周縁に沿っておよそ270度近くにわたってギア部31の上面から略円筒状に突出して設けられている。カム部32の上面は、後述するロック部材40の従動部42と摺接するカム面34となっている。このカム面34は、ギア部材30の軸方向に直交する平面に対して鋭角をなす斜め方向に延伸して、螺旋の一部をなすように形成されている。すなわち、ロック部材40の従動部42と摺接するカム面34が、ギア部材30の回転によってギア部材30の回転軸33の延び方向に沿って変位するように形成されている。また、カム面34の両端には、ギア部材30の周方向に延びる非作動面35a、35bが設けられている。非作動面35aは、ギア部31の上面をもって構成されている。
The
なお、本実施形態のギア部材30においては、カム面34を形成するカム部32を、略円盤状のギア部31の外周縁に沿う上面からギア部材30の回転軸33の延び方向に沿って略円筒状に突出して設けるようにしている。この構成によれば、ギア部材30の回転軸33からカム部32までの距離(半径)をより長くとることができる。すなわち、ギア部材30の周方向に沿ったカム部32のカム面34の長さを長く取ることができる。これにより、カム面34の変位量に対してカム面34の傾斜角をより小さくすることが可能となり、ロック部材40の従動部42とカム面34との摩擦を低減でき、従動部42およびカム面34の消耗を低減できる。また、カム部32がギア部材30から突出して設けられているため、カム部32を手指で摘んで、ギア部材30をケース11等に組み付けることが可能となり、組付け性も向上できる。
In the
ロック部材40は、ギア部材30のカム面34の軸方向への変位によって回動し、ロック部材40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、および、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移動するものである。具体的には、ロック部材40は、図2、図3および図5(A)に示すように、略長板状であり、ロック部材40のおよそ中央には、両側面から突出する軸部41が設けられている。軸部41は、ケース11のロック部材軸支部12によって軸支され、図5(A)、(B)に示す位置で、回転自在に保持されている。また組付け状態においては、ケース11のロック部材軸支部12に対向するカバー18の押さえ部(図示せず)がロック部材40の軸部41の上面に当接して、軸部41がケース11のロック部材軸支部12から脱落することを阻止している。ロック部材40は、前記ギア部材30の径方向に沿って延在し、かつ、ギア部材30の接線方向に沿って延びて配設されている。また、ロック部材40の軸部41は、ギア部材30の回転軸33の軸線と平行な線に対しておよそ直交する方向に延びるように設定されている。すなわち、ロック部材40は、軸部41を回転中心とする回転移動によって、その両端がおよそギア部材30の軸線方向に沿って移動するように構成されている。
The
ロック部材40には、ギア部材30側の一端部に、下向き(ギア部材30側)に突出する従動部42が設けられている。この従動部42は、ギア部材30のカム面34と摺接するものであり、その端面が略半円柱状に丸みを帯びて形成され、カム面34と従動部42との摺動抵抗が小さくなるように形成されている。
The
ロック部材40の他端側には、上向き(ステアリングシャフト1側)に突出するロック部43が設けられている。ロック部43は、ロック部材40が軸部41を中心としてロック方向に回動すると、ギア部材30の回転軸33の延び方向に沿って突出し、ロック部材挿通孔20を貫通してステアリングシャフト1の係合凹部5に係合する。また、ロック部43は、ロック部材40が軸部41を中心としてアンロック方向に回動すると、ロック部材挿通孔20内に没入して係合凹部5との係合が解除される。ロック部材40は、付勢部材であるスプリング44によって、図2、および、図5(A)に示すロック位置へ回動するように付勢されている。スプリング44は、ロック部材40の一方の軸部41に装着された捻りコイルバネであり、一端がロック部材40の従動部42側の上面、および、他端がカバー18の内面に係止することで、ロック部材40のロック部43をロック位置へ向けて付勢するとともに、他端側の従動部42をギア部材30に向けて付勢している。
On the other end side of the
前記構成のロック装置10は、四角筒状をなすステアリングコラム2の貫通孔3を有する壁面に配設される。この際、図5(A)に示すように、カバー18の上面から突出した装着部21を貫通孔3に挿通させる。これにより、直方体形状をなすロック装置10の上面が、ステアリングコラム2の壁面に沿って延びるように配設される。この状態では、ギア部材30の回転軸33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。すなわち、ロック装置10を、ステアリングシャフト1に対してギア部材の径方向がステアリングシャフト1の長手側に沿うように配置できるため、ステアリングシャフト1の径方向に対するロック装置10の薄型化が可能となる。
The
また、本実施形態のロック装置10は、ロック部材40が、ギア部材30の径方向に沿って延在するように配置されているため、ロック装置10の全体の薄型化が可能である。
Moreover, since the
さらに、本実施形態のロック装置10においては、ロック部材40を回転作動式としているため、ロック部材40のロック部43の上下方向の作動量および作動トルクは、従動部42から軸部41までの長さ、および、軸部41からロック部43までの長さ、をそれぞれ適宜調整することで変更が可能である。この場合、例えば、ロック部材40のロック部43の作動量を調整するためにロック部材40の全長を長く設定しても、本実施形態のロック装置10においては、ロック部材40がギア部材30の径方向に沿って延在するように配置されているため、ロック部材40はロック装置10のギア部材30の径方向に沿って延びるのみであり、ロック装置10がギア部材30の回転軸33方向に大型化することを抑制できる。すなわち、ステアリングシャフト1の径方向に対するロック装置10の薄型化を維持しつつ、設計の自由度を向上できる。
Furthermore, in the
次に、ロック装置10の作動について具体的に説明する。
Next, the operation of the
図2、および、図5(A)に示すロック状態で、電動モータ23に電力が供給されて電動モータ23が正転すると、ウォーム25を介してギア部材30が時計回りに回転する。ギア部材30が時計周りに回転すると、ロック部材40の従動部42は、カム部32における非作動面35aを摺接した後、カム面34を経て非作動面35bに至る。従動部42がカム部32の非作動面35aを摺接する際には、非作動面35aがギア部材30の回転軸33に対して直交する平面状をなすため、ギア部材30の回転軸33に沿った変位はない。そして、従動部42がカム面34に至ると、カム面34が徐々にギア部材30の回転軸33に沿ってステアリングシャフト1側に変位するため、従動部42は、カム面34に押圧されてギア部材30の回転軸33方向に沿ってステアリングシャフト1側に移動される。これにより、ロック部材40は、軸部41を中心としてスプリング44の付勢力に抗してアンロック位置に向けて回動する。その後、従動部42が非作動面35bに至ると、非作動面35bがギア部材30の回転軸33に対して直交する平面状をなすため、ロック部材40の従動部42は、ギア部材30の回転軸33方向に沿った変位が停止する。その結果、ロック部材40の回転作動も停止する。
In the locked state shown in FIG. 2 and FIG. 5A, when electric power is supplied to the
このようにしてロック部材40がアンロック位置に向けて回動すると、先端のロック部43は、ギア部材30の回転軸33の延び方向に略沿って移動するように、ロック部材挿通孔20内に没入する。その結果、図5(B)に示すように、ロック部43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。
When the
そして、電動モータ23への通電開始から所定時間経過すると、車両の制御回路からの電力の供給が停止され、電動モータ23が停止してギア部材30は、図4及び図5(B)に示すアンロック位置に停止する。なお、ギア部材30が何らかの理由によってアンロック位置を超えてさらに時計回りに回転してしまうと、ロック部材40の従動部42は非作動面35bから脱落し、従動部42が非作動面35aと摺接する位置まで移動可能となり、ロック部材40がロック作動する恐れがある。これを防止するため、非作動面35bの反時計回り方向側の端部に、ロック部材40の従動部42と係合してギア部材30の所定以上の回転を防ぐストッパ部を突設して設けるようにしてもよい。
Then, when a predetermined time has elapsed from the start of energization of the
一方、図4、および、図5(B)に示すアンロック状態で、電動モータ23に電力が供給されて電動モータ23が逆転すると、ウォーム25を介してギア部材30が反時計回りに回転する。ギア部材30が反時計周りに回転すると、ロック部材40の従動部42は、カム部32における非作動面35bを摺接した後、カム面34を経て非作動面35aに至る。従動部42がカム部32の非作動面35bを摺接する際には、非作動面35aがギア部材30の回転軸33に対して直交する平面状をなすため、ギア部材30の回転軸33に沿った変位はない。そして、従動部42がカム面34に至ると、カム面34が徐々にギア部材30の回転軸33に沿ってギア部31側に変位するため、従動部42は、スプリング44の付勢力によってギア部材30側に移動される。これにより、ロック部材40は、軸部41を中心としてロック位置に向けて回動する。その後、従動部42が非作動面35aに至ると、非作動面35aがギア部材30の回転軸33に対して直交する平面状をなすため、ロック部材40の従動部42は、ギア部材30の回転軸33方向に沿った変位が停止する。その結果、ロック部材40の回転作動も停止する。
On the other hand, when electric power is supplied to the
このようにしてロック部材40がロック位置に向けて回動すると、先端のロック部43は、ギア部材30の回転軸33の延び方向に沿って移動するように、ロック部材挿通孔20から外部に向けて突出する。その結果、ロック部材40は、図5(A)に示すように、ロック部43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。
When the
そして、電動モータ23への通電開始から所定時間経過すると、車両の制御回路からの電力の供給が停止され、電動モータ23が停止してギア部材30は図2、および図5(A)に示すロック位置に停止する。このロック状態においては、スプリング44の付勢力によってロック部材40のロック部43がステアリングシャフト1側に向けて付勢された状態が維持されるため、ロック部材40のロック状態が維持される。
Then, when a predetermined time has elapsed from the start of energization of the
このように、本発明のロック装置10は、ロック部材40をギア部材30の回転軸33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、ギア部材の径方向がステアリングシャフトの長手側に沿うようにロック装置10をステアリングシャフト1に対して配置できる。すなわち、ステアリングシャフト1の径方向に対するロック装置10の薄型化が可能となる。その結果、ロック装置10を配設するために、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、配設したロック装置10に運転者の膝が干渉することはない。
As described above, the locking
また、本実施形態のロック装置10では、ギア部材30に設けたカム面34によって直接ロック部材40を作動させる構成としているため、少ない部品点数にてロック装置10を構成することが可能であり、製造コストを低減できる。
Further, in the
1・・・ステアリングシャフト、10・・・電動ステアリングロック装置、23・・・電動モータ、30・・・ギア部材、33・・・回転軸、34・・・カム面、40・・・ロック部材、41・・・軸部、42・・・従動部、43・・・ロック部。
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