JP4932511B2 - 電動ステアリングロック装置の組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に適用される電動ステアリングロック装置の組立方法に関する。

従来の電動ステアリングロック装置として、例えば、次のようなものがある。回転モータにより回転するウォームギア、ウォームギアの回転により回転するヘリカルギア、このヘリカルギアの回転と連動して動作するロックアームおよびカム、ステアリングシャフトに対してロック位置とアンロック位置との間で移動されるロックストッパーおよびロックバーがロックボディに収容された構成の電動ステアリングロック装置がある（例えば、特許文献１、２）。

この電動ステアリングロック装置は、回転モータを互いに逆方向に回転させることにより、ロックバーをステアリングシャフトに対してロック位置とアンロック位置との間で移動させる構成とされている。
特開２００４−２３１１２３公報 特開２００３−２７６５６５公報

しかし、特許文献１等の電動ステアリングロック装置によれば、上記示したように、回転モータによりウォームギアを介してヘリカルギアを回転させ、かつ、回転モータを互いに逆方向に回転させる構成としているので、モータ回転毎にヘリカルギアには回転軸方向にスラスト荷重が掛かり、軸受けと強く接触することで衝撃音等の異音を発生させるという問題があった。

本発明の目的は、回転駆動力により歯車機構を介してロックバーをステアリングシャフトに対してロック位置とアンロック位置との間で移動させる際の衝撃音等の異音の発生を抑制できる構成の電動ステアリングロック装置の組立方法を提供することにある。

［１］本発明は、上記目的を達成するために、ブッシュを車両のステアリングコラムポストの取り付け穴部に取り付けられるロックボディの穴部に途中まで挿入 して仮組立てするブッシュ挿入工程と、前記ブッシュ挿入工程後に、前記ロックボディに収容される回転シャフトの少なくとも一端が前記ブッシュの荷重受部を 押しながら所定の位置に組込まれる回転シャフト組込み工程と、を有することを特徴とする電動ステアリングロック装置の組立方法を提供する。

本発明の実施の形態によれば、回転駆動力により歯車機構を介してロックバーをステアリングシャフトに対してロック位置とアンロック位置との間で移動させる 際の衝撃音等の異音の発生を抑制できる構成の電動ステアリングロック装置の組立方法を提供することが可能となる。

（本発明の実施の形態）
図１は、自動車等の車両のステアリングコラムポスト１に装着される本発明の実施の形態に係る電動ステアリングロック装置１０の各構成部品の組立て関係を示す分解斜視図である。

図２は、ステアリングコラムポスト１に装着された状態のステアリングロック装置１０を示すもので、図１に示したステアリングロック装置１０の組立てられた状態における、回転シャフト３０等の中心線を含む断面を示す断面図である。

ステアリングロック装置１０は、ロックボディ２０、回転シャフト３０、ウォームホイール３１、ブッシュ４０、ロックストッパー５０、ロックバー６０、モータ７０、ウォームギア７１等の部品を有して構成されている。

ロックボディ２０は、ロックボディ本体２１とロックボディ蓋２２とを備えている。ロックボディ本体２１とロックボディ蓋２２は、所定の材料で形成されるが、例えば、マグネシウムダイキャスト、あるいは、アルミニウムダイキャストにより形成されている。ロックボディ本体２１は、ステアリングコラムポスト１の所定の位置に取付けられる。このロックボディ本体２１がステアリングコラムポスト１に取付けられた状態では、ロックボディ本体２１の略中央部から突出する後述するロックバー６０が、ステアリングシャフト５の回転をロックするロック位置とロックを解除するアンロック位置との間を移動することにより、ステアリングシャフト５の溝部５ａに係合又は非係合状態とできるよう構成されている。

ロックボディ本体２１とロックボディ蓋２２には、それぞれ後述するブッシュ４０が圧入により嵌合する穴部２１ａ、２２ａが形成されている。この穴部２１ａ、２２ａは、組み立て完了時にブッシュ４０の荷重受部４０ａが穴部２１ａ、２２ａの底に到達しない程度に深く形成されている。

回転シャフト３０には、中間部に、後述するロックストッパー５０に形成された雌ネジ部５０ａと螺合する雄ネジ部３０ａが形成され、また、ギアが形成されたウォームホイール３１が取り付けられている。端部３０ｂは、ブッシュ４０を介して各々ロックボディ本体２１とロックボディ蓋２２により回転摺動可能な状態で両端支持されている。

図３（ａ）、（ｂ）は、ブッシュ４０の平面図、側面図であり、（ｃ）は、（ａ）図におけるＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｄ）は、（ｂ）図におけるＡ部拡大図である。また、図３（ｅ）は、ブッシュ４０をロックボディ本体２１またはロックボディ蓋２２の穴部２１ａ、２２ａに圧入した状態を示す平面図である。

ブッシュ４０は、ばね性を有する材質、例えば、ステンレス鋼により形成され、ロックボディ本体２１とロックボディ蓋２２と穴部２１ａ、２２ａに所定のはめあいで嵌合して装着されている。ブッシュ４０は、荷重受部４０ａ、取付爪部４０ｂ、軸受爪部４０ｃを有して形成されている。荷重受部４０ａは、回転シャフト３０の端部３０ｂとの接触面となっており、この接触面側から略垂直方向に各々３つの取付爪部４０ｂと軸受爪部４０ｃが交互に並んで突設されている。

取付爪部４０ｂは、ロックボディ本体２１またはロックボディ蓋２２に形成された穴部２１ａ、２２ａと圧入により嵌合できるように、荷重受部４０ａから取付爪部先端部４０ｄにかけて開いた形状とされている。例えば、各々の取付爪部先端部４０ｄは荷重受部４０ａにおける寸法よりも０．２ｍｍだけ外側へ傾斜している。また、図３（ｄ）に示すようにプレス加工時の抜き方向を図示矢印の方向にすることで穴部２１ａ、２２ａに圧入される面がカエリ面となり、シャープエッジ部４０ｅが穴部２１ａ、２２ａに食い込むことで容易には脱落しない形状とされている。

軸受爪部４０ｃは、回転シャフト３０を回転摺動可能な状態で支持するように、荷重受部４０ａから軸受爪部先端部４０ｆにかけて狭まる形状とされている。軸受爪部４０ｃは３つの爪部で回転シャフト３０の外周面を支持するが、例えば、各々の軸受爪部先端部４０ｆは荷重受部４０ａにおける寸法よりも０．１ｍｍだけ内側へ傾斜している。尚、軸受爪部先端部４０ｆの最先端の部分は、回転シャフト３０との組み立て作業を容易にするため、例えば、各々０．２ｍｍだけ外側へ傾斜している。

上記した回転シャフト３０は、回転シャフト３０の外周面が３つの軸受爪部４０ｃにより隙間なく回転摺動可能な状態で支持されていると共に、その端部３０ｂがブッシュ４０を介して各々ロックボディ本体２１とロックボディ蓋２２により隙間なくブッシュ４０の荷重受部４０ａと回転摺動可能な状態で接している。これにより、回転シャフト３０は、ラジアルおよびスラスト両方向に隙間なく回転摺動可能な状態で支持される。

ロックストッパー５０は、雌ネジ部５０ａで回転シャフト３０の雄ネジ部３０ａと螺合し、回転シャフト３０の回転により、回転シャフト３０の軸方向に移動可能とされている。ロックストッパー５０は、後述するロックバー６０と第１のバネ８０を介して連結されている。また、ロックストッパー５０が、ロックバー６０とステアリングシャフト５との非係合方向（アンロック方向）へ移動しすぎても、回転シャフト３０の雄ネジ部３０ａとロックストッパー５０の雌ネジ部５０ａとが螺合できるように、第１のバネ８０による付勢力と反対方向の付勢力をロックストッパー５０に付与するよう、第２のバネ８１がコントローラケース８４に備えられている。尚、ロックストッパー５０の下部には、ロックストッパー５０の位置をホールＩＣ８２で検知するためのマグネット８３が装着されている。

ロックバー６０は、第１のバネ８０を介してロックストッパー５０と連結され、回転シャフト３０の回転により、ステアリングシャフト５の溝部５ａに対して係合又は非係合状態となるようロック位置とアンロック位置との間を移動可能とされている。

駆動源としてのモータ７０は、コントローラケース８４、スペーサ８５を介してロックボディ本体２１に取り付けられ、モータ７０の軸にはウォームギア７１が装着され、このウォームギア７１は回転シャフト３０に取り付けられたウォームホイール３１と螺合している。これにより、モータ７０の回転は、ウォームギア７１およびウォームホイール３１を介して回転シャフト３０に伝達される。

（本発明の実施の形態に係る電動ステアリングロック装置の組立て方法）
ロックボディ本体２１に対して、同一方向から（図１では右側から）、ブッシュ４０、ロックバー６０、第１のバネ８０、ロックストッパー５０、回転シャフト３０、コントローラケース８４、第２のバネ８１、モータ７０、スペーサ８５、ブッシュ４０、ロックボディ蓋２２を組み込んで行く。

ここで、回転シャフト３０には予めウォームホイール３１が取り付けられているものとしている。また、ブッシュ４０を、ロックボディ本体２１とロックボディ蓋２２の穴部２１ａ、２２ａに取付爪部４０ｂの途中まで圧入して仮組み立ての状態とする、ブッシュ挿入工程を設けるのが好ましい。また、ロックバー６０、第１のバネ８０、ロックストッパー５０をサブアッセイとして予め仮組み立ての状態としておくのが好ましい。

図４（ａ）は、各部品が同一方向から組み込まれた状態で、ロックボディ本体２１に対してロックボディ蓋２２が接合して固定されていない状態である。一方、図４（ｂ）は、図４（ａ）で各部品が組み込まれた状態において、ロックボディ本体２１とロックボディ蓋２２を所定の位置関係となるよう両側から押し、ネジ等により固定して組み立てられた状態を示す図である。この工程により、回転シャフト３０の端部３０ｂがブッシュ４０の荷重受部４０ａを押しながらブッシュ４０が穴部２１ａ、２２ａに圧入され、回転シャフト３０の端部３０ｂとブッシュ４０の荷重受部４０ａとの間に隙間（スラストがた）がない状態で組み立てが行なわれる（回転シャフト組込み工程）。尚、この回転シャフト組込み工程後においても、ブッシュ４０の荷重受部４０ａは穴部２１ａ、２２ａの底には到達していない。

上記の工程（図４（ｂ））では、回転シャフト３０の雄ネジ部３０ａとロックストッパー５０の雌ネジ部５０ａとはまだ螺合していない、すなわち、空回り状態である。ここで、ロックバー６０の先端に負荷をかけて第１のバネ８０を介してロックストッパー５０に回転シャフト３０と螺合する方向に負荷をかける。この状態で、ロックバー６０をステアリングシャフト５の溝部５ａに対して非係合状態（アンロック状態）となる方向に移動させるようにモータ７０を回転させることで、回転シャフト３０の雄ネジ部３０ａとロックストッパー５０の雌ネジ部５０ａとが螺合し、図２に示した組立て状態となる（螺合工程）。

以上の各工程により、電動ステアリングロック装置１０の組立てが完了し、この状態でステアリングコラムポスト１に装着することができる。

（本発明の実施の形態に係る電動ステアリングロック装置の作用）
ロックバー６０がステアリングシャフト５の溝部５ａに係合した状態（図２）において、「ＡＣＣ」、「ＯＮ」、「ＳＴＡＲＴ」等の位置へ車両のスイッチ操作をすると、モータ７０が所定の回転方向に回転し、ウォームホイール３１、回転シャフト３０、ロックストッパー５０を介してロックバー６０が駆動され、ロックバー６０とステアリングシャフト５の係合が解除されて非係合状態となる。この動作の過程で、モータ７０は、高速で回転（例えば、９６００ｒｐｍ）し、これにより、回転シャフト３０は反動により、その端部３０ｂとブッシュ４０の荷重受部４０ａと間で大きな力を受ける。しかし、端部３０ｂと荷重受部４０ａとは隙間なく回転摺動可能な状態で接しており、ガタのない状態であるので、上記の動作においても衝撃音等の異音を発生させることはない。また、ラジアル方向も同様である。また、ブッシュ４０は、例えば、ステンレス鋼により形成されているので、長期間の使用においても回転シャフト３０の回転による削れや磨耗等の問題は生じない。

図５は、ロックバー６０がステアリングシャフト５の溝部５ａに係合していない非係合状態を示す図である。ロックバー６０がステアリングシャフト５の溝部５ａと非係合の状態において、「ＬＯＣＫ」位置へ車両のスイッチ操作をすると、モータ７０が上記示した動作と反対の回転方向に回転し、ウォームホイール３１、回転シャフト３０、ロックストッパー５０、および第１のバネ８０を介してロックバー６０が駆動され、ロックバー６０とステアリングシャフト５の溝部５ａとが係合して係合状態となる。この場合においても、上記と同様に、回転シャフト３０は反動により、その端部３０ｂとブッシュ４０の荷重受部４０ａと間で大きな力を受けるが、端部３０ｂと荷重受部４０ａとは隙間なく回転摺動可能な状態で接しており、ガタのない状態であるので、上記の動作において衝撃音等の異音を発生させることはない。尚、溝部５ａの位置がロックバー６０の位置と合致していない場合は、ステアリングシャフト５の回転により溝部５ａの位置がロックバー６０の位置と合致した段階で第１のバネ８０の付勢力によりロックバー６０とステアリングシャフト５の溝部５ａとが係合することで係合状態となる。

（本発明の実施の形態による効果）
ロックバー６０とステアリングシャフト５の溝部５ａとの係合および非係合動作においては、モータ７０により回転シャフト３０が高速で回転し、回転シャフト３０には大きな反動が発生する。しかし、本発明の実施の形態によれば、ブッシュ４０と回転シャフト３０とのスラスト方向の隙間およびラジアル方向の隙間がないので、上記動作による衝撃音等の異音の発生が大幅に抑制される。

また、例えば、ステンレス鋼により形成されたブッシュ４０を軸受けとして使用するので、長期間の使用においても回転シャフト３０の回転による削れや磨耗等の問題は生じない。

また、ブッシュ４０の取付爪部４０ｂにシャープエッジ部４０ｅを形成するようにしたので、ロックボディ本体２１またはロックボディ蓋２２の穴部２１ａ、２２ａへの仮組み立て工程において容易には脱落しないという効果を有する。

また、電動ステアリングロック装置の組立方法において、ブッシュ４０をロックボディ２０（ロックボディ本体２１とロックボディ蓋２２）の穴部２１ａ、２２ａに途中まで挿入して仮組立てするブッシュ挿入工程と、このブッシュ挿入工程後に、ロックボディ２０に収容される回転シャフト３０の端部３０ｂがブッシュ４０の荷重受部４０ａを押しながら所定の位置に組込まれる回転シャフト組込み工程とを有するようにしたので、ブッシュ４０の荷重受部４０ａは回転シャフト３０の端部３０ｂに押されながら穴部２１ａ、２２ａに圧入される。これにより、回転シャフト３０の端部３０ｂとブッシュ４０との隙間がない状態で回転シャフト３０を回転摺動可能な状態で容易に組立てることができる。

図１は、自動車等の車両のステアリングコラムポスト１に装着される本発明の実施の形態に係る電動ステアリングロック装置１０の各構成部品の組立て関係を示す分解斜視図である。 図２は、ステアリングコラムポスト１に装着された状態のステアリングロック装置１０を示すもので、図１に示したステアリングロック装置１０の組立てられた状態における、回転シャフト３０等の中心線を含む断面を示す断面図である。 図３（ａ）、（ｂ）は、ブッシュ４０の平面図、側面図であり、（ｃ）は、（ａ）図におけるＡ−Ａ断面を示す断面図、（ｄ）は、（ｂ）図におけるＡ部拡大図である。また、図３（ｅ）は、ブッシュ４０をロックボディ本体２１またはロックボディ蓋２２の穴部２１ａ、２２ａに圧入した状態を示す平面図である。 図４（ａ）は、各部品が同一方向から組み込まれた状態で、ロックボディ本体２１に対してロックボディ蓋２２が接合して固定されていない状態である。図４（ｂ）は、図４（ａ）で各部品が組み込まれた状態において、ロックボディ本体２１とロックボディ蓋２２を所定の位置関係となるよう両側から押し、ネジ等により固定して組み立てられた状態を示す図である。 図５は、ロックバー６０がステアリングシャフト５の溝部５ａに係合していない非係合状態を示す図である。

符号の説明

１ ステアリングコラムポスト
５ ステアリングシャフト
５ａ 溝部
１０ ステアリングロック装置
２０ ロックボディ
２１ ロックボディ本体
２２ ロックボディ蓋
２１ａ、２２ａ 穴部
３０ 回転シャフト
３０ａ 雄ネジ部
３０ｂ 端部
３１ ウォームホイール
４０ ブッシュ
４０ａ 荷重受部
４０ｂ 取付爪部
４０ｃ 軸受爪部
４０ｄ 取付爪部先端部
４０ｅ シャープエッジ部
４０ｆ 軸受爪部先端部
５０ ロックストッパー
５０ａ 雌ネジ部
６０ ロックバー
７０ モータ
７１ ウォームギア
８０ 第１のバネ
８１ 第２のバネ

Claims (1)

1. ブッシュを車両のステアリングコラムポストの取り付け穴部に取り付けられるロックボディの取り付け穴部に途中まで挿入して仮組立てするブッシュ挿入工程と、
   前記ブッシュ挿入工程後に、前記ロックボディに収容される回転シャフトの少なくとも一端が前記ブッシュの荷重受部を押しながら所定の位置に組込まれる回転シャフト組込み工程と、
   を有することを特徴とする電動ステアリングロック装置の組立方法。