JP2003276564A - 電動ステアリングロック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの過負荷を防止できる電動ステアリン
グロック装置を提供することである。 【解決手段】 電動ステアリングロック装置では、回転
体２０が、ギア機構を介して電動モータに駆動連結され
ている。回転体２０には、中心に向って渦巻き状に形成
された渦巻き突条２３が形成されている。また、隣り合
う渦巻き突条２３の間には、渦巻状のカム溝２１が形成
されている。回転体２０が回転すると、カムフォロア２
２がカム溝２１内を移動し、ロックバーは上下方向に往
復運動するようになっている。また、電動モータが駆動
し続けると、カムフォロア２２がカム溝２１から外れ、
回転体２０は空回りし続ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用の電動ス
テアリングロック装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動ステアリングロック装置は、
電動モータ等の駆動力により、ロックバーがステアリン
グシャフトに係脱する構成になっている。具体的には、
電動モータが、ギア等からなる操舵系機構を介してカム
に駆動連結され、カムの回転とともにロックバーが上下
方向に往復移動するようになっている。ステアリングシ
ャフトは、ロックバーが下側に移動したロック位置にあ
るとき回転不能となり、ロックバーが上側に移動したア
ンロック位置にあるとき回転可能となる。この場合、ロ
ックバーがロック位置またはアンロック位置にある状態
で電動モータが駆動し続けると、電動モータに過負荷が
かかる。このような過負荷を防止するために、操舵機構
のギアにクラッチ機構を設けた方法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ステアリン
グシャフトを迅速かつ確実にロックまたはアンロックす
るためには、電動モータの駆動力を高くするのが望まし
い。しかしながら、電動モータの駆動力を大きくする
と、前記クラッチは小さな負荷でも切れやすい機構とな
っているため、クラッチ機構を設けた方法ではロックバ
ーをステアリングシャフトに係脱させるのに必要な電動
モータの駆動力を制限していた。また、ギアにクラッチ
機構を配置すると、ステアリングロック装置全体が大型
化かつ複雑化するため、ステアリングポストという限ら
れたスペース内での配置が困難であった。

【０００４】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、電動モータの過負荷を防止できる
とともに、電動モータの駆動力を高くすることができる
電動ステアリングロック装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、ステアリング操作に伴っ
て連動する可動部材に対して電動モータの駆動力でロッ
ク手段を係脱させることにより、前記ステアリングをロ
ックするようにした電動ステアリングロック装置におい
て、前記電動モータに渦巻き状のカム溝を有する回転体
を駆動連結し、前記カム溝内に挿入されるカムフォロア
を前記ロック手段に設け、回転体の回転に伴い、カム溝
に沿って移動するカムフォロアが同カム溝の端部に達し
たとき、前記カム溝とカムフォロアとの係合を解除する
構成としたことをその要旨とする。

【０００６】この構成にすれば、電動モータが駆動し続
けると、カムフォロアがカム溝の端部に達するが、カム
フォロアがカム溝から外れる。このため、回転体は空回
りすることととなり、電動モータへの過負荷がなくな
る。しかも、カム溝に沿って移動するカムフォロアがカ
ム溝の端部を除く箇所にあるとき、回転体が回転しても
カムフォロアがカム溝から外れにくい。そのため、電動
モータの駆動力をある程度高くする設定することが可能
となる。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記カムフォロアを前記カム溝の底面
に押圧する弾性部材を備えることをその要旨とする。こ
の構成にすれば、カム溝に挿入されたカムフォロアが、
弾性部材の弾性力によってカム溝の底面に押し付けられ
ることから、回転体が回転中にカム溝から外れにくくな
る。このため、電動モータの駆動力をよりいっそう高く
設定することができる。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、前記回転体は、その中心部付
近に位置する前記カム溝を浅くする傾斜面を有している
ことをその要旨とする。この構成にすれば、回転体の外
縁部から中心部付近にかけてカム溝を浅くする傾斜面を
設けた場合に比べ、カム溝に沿って移動するカムフォロ
アがカム溝の端部を除く箇所にあるとき、カム溝からカ
ムフォロアがよりいっそう外れにくくなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した電動ス
テアリングロック装置１０の一実施形態を図に従って説
明する。

【００１０】図１、図２（ａ），（ｂ）に示すように、
電動ステアリングロック装置１０は、車室内に設けられ
たステアリングポストに取り付けられている。この電動
ステアリングロック装置１０は、車載バッテリー等の電
源により正逆方向に回転する電動モータ１１を備えてお
り、その駆動軸１２上にはウォーム１３が取り付けられ
ている。ウォーム１３に噛合されるウォームホイール１
４は、電動ステアリングロック装置１０を収容する本体
ケース５に支持された従動軸１５を介して回転体２０に
駆動連結されている。回転体２０の中心部には中空状の
シャフト２６が突設され、その内部に前記従動軸１５が
挿入されている。そして、電動モータ１１の駆動力は、
駆動軸１２、ウォーム１３、ウォームホイール１４、従
動軸１５を介して回転体２０に伝達されるようになって
いる。

【００１１】図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）
に示すように、前記ウォームホイール１４と回転体２０
との間には、ロックストッパ３１が設けられている。ロ
ックストッパ３１の中央部に形成された長孔３１ａにシ
ャフト２６が遊挿されることにより、ロックストッパ３
１は上下方向に沿って移動可能となっている。

【００１２】ロックストッパ３１の下端部には、ロック
バー３２が設けられている。このロックバー３２の先端
部は、図示しないステアリング操作に伴って連動する可
動部材としてのステアリングシャフト４０の外周面に形
成された係合凹部４１に係合する。この係合によって、
ステアリングシャフト４０はロックされるようになって
いる。

【００１３】ロックバー３２の上端面には、軸線方向に
沿って延びる挿入孔３２ａが形成され、その内部にはロ
ックストッパ３１の下端部が摺動可能に挿入されてい
る。ロックストッパ３１の外周面下端部には２つの係合
凸部３１ｂが形成されており、その係合凸部３１ｂがロ
ックバー３２の上部側に透設された２つの係合孔３２ｂ
に挿入されている。これにより、ロックストッパ３１と
ロックバー３２とが上下方向に沿って相対的に移動でき
るように連結されている。

【００１４】前記ロックバー３２の挿入孔３２ａ内に
は、その底部に形成された段差部に支持されるコイルス
プリング３３が収容されている。コイルスプリング３３
は、その上端がロックストッパ３１の下端面に突設され
た挿入部３１ｃにはめ込まれており、ロックバー３２の
先端面をステアリングシャフト４０の外周面に対して常
時接触するように付勢している。尚、本実施形態では、
ロック手段は、前記ロックストッパ３１、前記ロックバ
ー３２、前記コイルスプリング３３とから構成されてい
る。

【００１５】図４、図５に示すように、前記回転体２０
の一側面には、その中心部周りに渦巻き状をなす渦巻き
突条２３が形成されている。回転体２０の径方向におい
て隣り合う渦巻き突条２３の間には、渦巻状のカム溝２
１が形成されている。カム溝２１の深さは、回転体２０
の中心部付近を除いて同じとなっている。回転体２０の
中心部付近におけるカム溝２１の底部は傾斜面（図４、
５に示す網掛け部）２７を有しており、この傾斜面２７
があることによって、カム溝２１は回転体２０の中心側
に向かうほど浅くなっている。そして、回転体２０の中
心側におけるカム溝２１の底面は、渦巻き突条２３の中
心側平坦部２８に通じている。渦巻き突条２３の中心側
平坦部２８の幅は、カム溝２１の中心側端部２１ａ付近
で最も大きく、そこから回転体２０の中心側に向かうほ
ど次第に小さくなっている。つまり、渦巻き突条２３の
中心側平坦部２８の幅は、図５に示す反時計回りに向か
うほどに小さくなっている。

【００１６】図２（ａ），（ｂ）に示すように、ロック
ストッパ３１の上端部側面において前記回転体２０と対
峙する箇所には、カムフォロア収容凹部３４が形成さ
れ、その内部には前記カム溝２１に挿入されるカムフォ
ロア２２が収容されている。回転体２０の回転に伴って
カムフォロア２２がカム溝２１に沿って移動すること
で、見かけ上、カムフォロア２２は上下方向に往復移動
する。そして、カムフォロア２２の移動に追従するよう
にロックバー３２も上下方向に沿って移動する。なお、
カム溝２１の幅は、そこにカムフォロア２２が挿入され
ることから、カムフォロア２２の外径よりも幾分大きく
設定されている。カム溝２１の深さ（渦巻き突条２３の
高さ）は、カムフォロア２２がカム溝２１から容易に外
れることがない程度に設定されている。

【００１７】そして、カムフォロア２２が、カム溝２１
内の中心部付近で停止したとき、ロックバー３２は図３
（ａ）に示すロック位置に配置される。このロック位置
においては、ロックバー３２がステアリングシャフト４
０の係合凹部４１に挿入される。これに対して、カムフ
ォロア２２が、回転体２０の外縁部付近で停止したと
き、ロックバー３２は図３（ｂ）に示すアンロック位置
に配置される。アンロック位置においては、ロックバー
３２がステアリングシャフト４０の係合凹部４１から引
き抜かれる。

【００１８】図２（ａ），（ｂ）に示すように、前記ロ
ックストッパ３１に形成されたカムフォロア収容凹部３
４内には、弾性部材としての第２スプリング３６が配設
されている。この第２スプリング３６によってカムフォ
ロア２２の先端面が、カム溝２１の底面に対して常時押
圧されている。

【００１９】本体ケース５とロックストッパ３１の上端
面との間には、ロックストッパ３１を下方に常時付勢し
ている付勢部材としての第１スプリング３５が設けられ
ている。この第１スプリング３５は、ロックストッパ３
１を介してカムフォロア２２を回転体２０の中心部側へ
と常に付勢している。従って、カム溝２１からカムフォ
ロア２２が外れることで、回転体２０が空回り状態とな
っているとき、空回り状態となるときの回転方向と逆方
向に回転体２０が回転されることで、カムフォロア２２
は再びカム溝２１内に復帰させることが可能となる。な
お、第１スプリング３５及び第２スプリング３６の付勢
力は、回転体２０の回転により、カムフォロア２２がカ
ム溝２１に沿って円滑に移動できる程度に設定されてい
る。

【００２０】次に、電動ステアリングロック装置１０の
動作を図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）に従っ
て説明する。ロックされた車両のステアリングをアンロ
ックする際、電動モータ１１が一方向に回動されると、
ウォーム１３やウォームホイール１４等のギア機構を介
して、回転体２０は図３（ａ）に示す反時計回りに回転
し、カムフォロア２２は回転体２０の中心部付近から上
昇する。そして、ロックバー３２の先端部はステアリン
グシャフト４０の係合凹部４１から外れ、図２（ｂ）、
図３（ｂ）に示すアンロック位置に移動する。この結
果、車両のステアリングがアンロックされる。

【００２１】アンロックされた車両のステアリングを再
びロックする際、電動モータ１１が他方向に回動される
と、回転体２０は図３（ｂ）に示す時計回りに回転し、
カムフォロア２２は、回転体２０の外縁部付近から下降
する。そして、ロックバー３２の先端部はステアリング
シャフト４０の係合凹部４１に係合し、図２（ａ）、図
３（ａ）に示すロック位置に移動する。この結果、車両
のステアリングがロックされる。

【００２２】車両のステアリングがロック状態にあると
き、電動モータ１１が回転し続けた場合、回転体２０が
図６（ａ），（ｂ）に示す時計回りに回転すると、カム
フォロア２２は、カム溝２１の傾斜面２７に沿って移動
し、カム溝２１の中心側端部２１ａに到達する。やが
て、カムフォロア２２は、カム溝２１の中心側端部２１
ａから抜け出し、カム溝２１との係合が解除される。カ
ム溝２１から外れたカムフォロア２２は、中心側平坦部
２８上をシャフト２６の外周に沿って移動する。仮に、
カムフォロア２２が中心側平坦部２８上から中心側のカ
ム溝２１に落下した場合、回転体２０が回転すると、カ
ムフォロア２２は、傾斜面２７を上がって中心側平坦部
２８に到達する。そして、カムフォロア２２は、再び中
心側平坦部２８上をシャフト２６の外周に沿って周回す
る。この一連の動作が繰り返されることにより、電動モ
ータ１１が駆動し続ける限り、回転体２０は、空回りし
続けるので、ロックバー３２はロック位置に保持され続
けることとなる。

【００２３】車両のステアリングがアンロック状態にあ
るとき、電動モータ１１が回転し続けた場合、回転体２
０が図７（ａ），（ｂ）に示す反時計回りに回転する
と、カムフォロア２２は、カム溝２１の外周側端部２１
ｂに到達する。やがて、カムフォロア２２は、カム溝２
１外周側端部２１ｂから抜け出し、カム溝２１との係合
が解除される。カム溝２１から外れたカムフォロア２２
は、外周側の渦巻き突条２３の外側側壁２４に沿って移
動する。そして、カムフォロア２２が、渦巻き突条２３
の外周側端部２３ｂに到達した後に、中心側に隣り合う
渦巻き突条２３の外側側壁２４に落下する。これは、カ
ムフォロア２２が第１スプリング３５の弾性力によっ
て、回転体２０の中心側に付勢されているからである。
そして、カムフォロア２２は、回転体２０の外周縁に沿
って周回する。この一連の動作が繰り返されることによ
り、電動モータ１１が駆動し続ける限り、回転体２０は
空回りし続けるので、ロックバー３２はアンロック位置
に保持され続けることとなる。

【００２４】本実施形態によれば、以下のような効果を
得ることができる。 （１）カムフォロア２２がカム溝２１の中心側端部２１
ａまたは外周側端部２１ｂに到達した後に、カムフォロ
ア２２はカム溝２１から外れるようになっている。この
ようにすることで、ステアリングがロックまたはアンロ
ックされた状態で、回転体２０を空回りさせることがで
きる。このため、電動モータ１１が駆動し続けたとして
も、電動モータ１１に過負荷がかかることはない。

【００２５】（２）カムフォロア２２の先端部は、第２
スプリング３６の付勢力により、カム溝２１の内奥側に
常時押圧されている。このため、回転体２０の回転時
に、カムフォロア２２がカム溝２１内から外れにくくな
っているため、電動モータ１１の駆動力を高く保持する
ことができる。

【００２６】（３）カム溝２１は、回転体２０の中心付
近において傾斜面２７を有している。このようにするこ
とで、回転体２０の外周側から中心部付近にかけて、カ
ム溝２１の深さを浅くする傾斜面２７を形成した場合に
比べ、カムフォロア２２がカム溝２１からよりいっそう
外れにくくなる。このため、電動モータ１１の駆動力を
さらに高く設定することができるので、ロックバー３２
をロック位置又はアンロック位置に迅速かつ確実に移動
させることができる。

【００２７】なお、本実施形態は以下のように変更して
もよい。 ・前記実施形態では、傾斜面２７は、回転体２０の中心
部付近にのみ設けられている。しかし、回転体２０の中
心部付近のみならず、外周側から中心部付近にかけて徐
々に溝深さを浅くするようにして、傾斜面２７を設けて
も良い。

【００２８】次に、上記実施形態及び別例によって把握
される技術的思想を以下に記載する。 （１） 前記カムフォロアの外周面を前記回転体の中心
側に向けて付勢する付勢部材を備えることを特徴とする
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動ステアリング
ロック装置。

【００２９】（２）カムフォロアは、その断面形状が略
円形状であることを特徴とする請求項１〜３または技術
的思想（１）に記載の電動ステアリングロック装置。こ
の構成にすれば、カムフォロアがカム溝に沿ってスムー
ズに移動することができるため、ロック手段の円滑な往
復運動を行うことができる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
電動モータの過負荷を防止できるとともに、電動モータ
の駆動力を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態における電動ステアリングロック装
置の斜視図。

【図２】（ａ）は電動ステアリングロック装置のロック
状態を示す部分断面図。（ｂ）は電動ステアリングロッ
ク装置のアンロック状態を示す部分断面図。

【図３】（ａ）は電動ステアリングロック装置のロック
状態を示す正面図。（ｂ）は電動ステアリングロック装
置のアンロック状態を示す正面図。

【図４】回転体の斜視図。

【図５】回転体の正面図。

【図６】（ａ）はロック時における回転体の空回り状態
を説明するための図。（ｂ）は（ａ）に示す回転体を時
計回りに約９０度回転させたときの状態を示す図。

【図７】（ａ）はアンロック時における回転体の空回り
状態を説明するための図。（ｂ）は（ａ）に示す回転体
を反時計回りに約１０度回転させたときの状態を示す
図。

【符号の説明】

１１…電動モータ、１０…電動ステアリングロック装
置、２０…回転体、２１…カム溝、２２…カムフォロ
ア、２７…傾斜面、３１・・・ロックストッパ（ロック手
段）、３２…ロックバー（ロック手段）、３３・・・コイ
ルスプリング（ロック手段）、３６…第２スプリング
（弾性部材）、４０…ステアリングシャフト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 舟山 友幸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 旭 利夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 掛川 智央 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング操作に伴って連動する可動
   部材に対して電動モータの駆動力でロック手段を係脱さ
   せることにより、前記ステアリングをロックまたはアン
   ロックするようにした電動ステアリングロック装置にお
   いて、 前記電動モータに渦巻き状のカム溝を有する回転体を駆
   動連結し、前記カム溝内に挿入されるカムフォロアを前
   記ロック手段に設け、回転体の回転に伴い、カム溝に沿
   って移動するカムフォロアが同カム溝の端部に達したと
   き、前記カム溝とカムフォロアとの係合を解除する構成
   とし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２】 前記カムフォロアを前記カム溝の底面に
   押圧する弾性部材を備えることを特徴とする請求項１に
   記載の電動ステアリングロック装置。
3. 【請求項３】 前記回転体は、その中心部付近に位置す
   る前記カム溝を浅くする傾斜面を有していることを特徴
   とする請求項１又は２に記載の電動ステアリングロック
   装置。