电动转向锁定装置的制作方法

专利名称：电动转向锁定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于锁定汽车等的转向的电动转向锁定装置。
背景技术：
以往，以防盗为目的、用于锁定汽车等的转向的电动转向锁定装置， 在随着转向操作而转动的转向轴外周设置卡合凹部。并且，若驾驶员利用 钥匙等来进行汽车发动机的停止操作，则利用驱动器使可进退的锁定螺栓 进入并与所述卡合凹部卡合，从而，转向轴的转动受到限制、转向被锁定。 另一方面，若驾驶员利用钥匙执行发动机的起动操作，则所述锁定螺栓从 所述卡合凹部后退并解除卡合，从而解除转向轴的转动限制，转向被解锁。 并且，解锁后发动机开始起动。
这种电动转向锁定装置，即使作为控制装置的微机由于异常升温而产 生误动作，也必须可靠地防止行驶中执行锁定动作。另外，万一成为锁定 状态时，必须迅速变成解锁状态。为此，需要利用传感器可靠地检测(把 握)所述锁定螺栓的位置。还有，该传感器还具有检测驱动器的停止定时、 防止驱动器的过度动作的作用。
作为与这种转向锁定装置相关的现有技术文献信息有以下内容。
专利文献l:特开2006—36110号公报
该专利文献中采用的构成是，为了检测锁定螺栓的位置而在该锁定螺 栓或作为与锁定螺栓联动的构件的锁定限制器上配置磁铁，用作为磁性检 测装置的霍尔集成电路检测磁铁的磁性，从而检测锁定螺栓的位置。
不过，该专利文献的电动转向锁定装置，由于随着行驶时的振动而产 生的晃动和各部件的组装误差等，从而有可能使磁铁和霍尔集成电路脱离 检测范围，无意地切换霍尔集成电路的检测状态，有时无法可靠地检测锁 定螺栓的位置。此时，即使例如行驶中成了解锁状态，若无法检测出解锁
状态，则也会产生该电动转向锁定装置的故障判定功能和警报功能进行动 作的误动作。

发明内容
本发明即是鉴于现有的问题而产生的，其目的在于，提供一种抑制磁 铁及磁性检测装置的晃动和组装误差，能够可靠地检测锁定螺栓位置的电 动转向锁定装置。
为了解决所述课题，本发明的第l形式的电动转向锁定装置，包括 能够在与转向轴卡合的锁定位置及解除其卡合的解锁位置之间移动的锁
定螺栓；使所述锁定螺栓移动的驱动器；将所述驱动器的驱动力传递给所 述锁定螺栓，使该锁定螺栓在锁定位置及解锁位置之间移动的传递机构； 和检测所述锁定螺栓的动作位置的位置检测装置，所述电动转向锁定装置 的特征在于，所述位置检测装置包括固定有磁铁的可动构件、配置有检 测所述磁铁的磁力的磁性检测装置的基板、相对于基板以规定间隔保持所 述可动构件并使其能够动作的支架，设有使所述可动构件与所述锁定螺栓 或传递机构的动作联动而进行动作的联动机构，利用所述磁性检测装置检 测所述可动构件的磁铁的磁性，由此通过所述可动构件及传递机构检测所 述锁定螺栓的动作位置。
该电动转向锁定装置中，优选是所述可动构件是以相对于所述基板的 垂线方向为旋转轴心的环状构件，所述联动机构包括在与所述可动构件 同轴上旋转且构成所述传递机构的旋转齿轮上设置的操作部和设置在所 述可动构件上并与所述操作部抵接的承受部。
其次，本发明的第2形式的电动转向锁定装置，包括能够在与转向 轴卡合的锁定位置及解除其卡合的解锁位置之间移动的锁定螺栓；使所述 锁定螺栓移动的驱动器；将所述驱动器的驱动力传递给所述锁定螺栓，使 该锁定螺栓在锁定位置及解锁位置之间移动的传递机构；和检测所述锁定 螺栓的动作位置的位置检测装置，所述电动转向锁定装置的特征在于，所 述传递机构具有使所述锁定螺栓联动的旋转齿轮，所述位置检测装置具 有设有与设置在所述旋转齿轮上的操作部抵接的承受部的可动构件、和 检测该可动构件的动作位置的传感器，在所述操作部和承受部之间设置游 隙，以使所述可动构件相对于所述旋转齿轮的移动以规定的延迟时间联 动，相对于在所述旋转齿轮从锁定侧向解锁侧转动时利用所述传感器检测 到所述旋转齿轮移动到了解锁位置的第l检测位置，在所述旋转齿轮从解 锁侧向锁定侧转动时利用所述传感器检测到所述旋转齿轮脱离了解锁位
置的第2检测位置位于锁定侧。
该电动转向锁定装置是使检测解锁状态的第2检测装置相对于第1检 测位置位于锁定侧，从而，能够更宽地设定从解锁位置向锁定位置一侧移 动时的检测区域。其结果是，即使由于行驶中的振动等而使旋转齿轮或可 动构件有一些移动，也不会利用位置检测装置误判断为从解锁状态脱离。 其结果是，能够可靠地防止由于误动作而造成故障判定功能和警报功能进 行动作。
该电动转向锁定装置中，优选设置移动阻止装置，该移动阻止装置位 于所述第1检测位置和第2检测位置之间，阻止所述旋转齿轮从解锁侧向 锁定侧移动，利用所述驱动器的驱动力解除阻止。这样一来，即使行驶中 施加振动旋转齿轮也被保持在解锁位置，所以在解锁位置(第1检测位置) 进行了一次切换的位置传感器不会在旋转齿轮位于解锁位置的状态下进 行切换。从而，能够提高传感器输出的可靠性。
此时，优选是所述传递机构包括凸轮槽，其设置在所述旋转齿轮及
锁定螺栓之一上，以所述旋转齿轮的旋转轴心为中心大致呈螺旋状旋转，
将所述旋转齿轮的旋转运动转换成所述锁定螺栓的直线运动；和凸轮从动 轮，其设置在所述旋转齿轮及锁定螺栓的另一个上，并在所述凸轮槽内滑 动，所述移动阻止装置由向所述凸轮槽内突出的突部构成，以阻止所述凸 轮从动轮的滑动。这样一来，能够以简单的构成设置移动阻止装置。
另外，优选是还具有检测第3检测位置的第2传感器，所述第3检测 位置用于判断在所述锁定螺栓从解锁侧向锁定侧转动时通过所述旋转齿 轮该锁定螺栓的前端是否从所述转向轴的卡合凹部的开口端脱离。这样一 来，能够判断锁定螺栓是否动作到认为大致安全的位置。
再有，本发明的第3形式的电动转向锁定装置，包括能够在与转向 轴卡合的锁定位置及解除其卡合的解锁位置之间移动的锁定螺栓；使所述 锁定螺栓移动的驱动器；将所述驱动器的驱动力传递给所述锁定螺栓，使
该锁定螺栓在锁定位置及解锁位置之间移动的传递机构；和检测所述锁定 螺栓的动作位置的位置检测装置，所述电动转向锁定装置的特征在于，所 述位置检测装置具有设有与设置在所述锁定螺栓或与锁定螺栓联动的所 述传递机构的构件上的操作部抵接的承受部的可动构件、和检测该可动构 件的动作位置的传感器，在所述操作部和承受部之间设置游隙，以使所述 可动构件相对于所述锁定螺栓的移动以规定的延迟时间联动，相对于在所 述锁定螺栓从锁定侧向解锁侧移动时利用所述传感器检测到所述锁定螺 栓移动到了解锁位置的第l检测位置，在所述锁定螺栓从解锁侧向锁定侧 转动时利用所述传感器检测到所述旋转齿轮脱离了解锁位置的第2检测位 置位于锁定侧。 发明效果
本发明的第l形式的电动转向锁定装置中，利用支架将固定有磁铁的 可动构件相对于配置有磁性检测装置的基板以规定间隔保持，并使其能够 进行动作，从而，能够不受锁定螺栓或传递机构的晃动的影响，将磁性检 测装置和磁铁的间隔保持一定。其结果是，能够提高经由可动构件及传递 机构检测锁定螺栓位置的精度。
另外，构成为使可动构件环状旋转的结构，从而能够减小可动构件的 移动空间。其结果是，能够谋求电动转向锁定装置本身的小型化。
本发明的第2及第3形式的电动转向锁定装置中，使检测解锁状态的第 2检测位置相对于第1检测位置位于锁定侧，从而，能够更宽地设定检测区 域。其结果是，不会由于行驶中的振动等而误判断为从解锁状态脱离，从 而，能够可靠地防止由于误动作而造成故障判定功能和警报功能进行动 作。


图1是表示本发明的实施方式的电动转向锁定装置的分解立体图。 图2 (A)是表示锁定状态的主要部分截面图，(B)是表示解锁状态 的主要部分截面图。
图3是表示拆下盖的状态的主要部分仰视图。 图4是壳体的立体图。
图5是盖的立体图。
图6是锁定螺栓和凸轮构件的分解立体图。
图7是旋转齿轮的立体图。
图8是保持构件的立体图。
图9是可动构件的立体图。
图IO是支架的立体图。
图11是表示凸轮构件的凸轮槽和各磁性传感器的切换的关系的时间图。
图12 (A) ~ (F)是表示从锁定状态进行解锁动作时的迁移的概略图。 图13 (A) ~ (F)是表示从解锁状态进行锁定动作时的迁移的概略图。 图中，l一转向轴，2—卡合凹部，10 —壳体，23 —盖，32—锁定螺栓， 33 —卡合凸部，37—凸轮构件，42 —凸轮槽(传递机构)，43 —突部，44 一驱动器，45—电动马达，46 —蜗杆，47—旋转齿轮(传递机构)，48 — 蜗轮部，51—纵槽，53 —操作部，54—凸轮从动轮(传递机构)，61 —可 动构件，62—磁铁，64—承受部，65 —基板，68A 68C—磁性传感器(磁 性检测装置)，69 —微机(控制装置)，70—支架。
具体实施例方式
以下，参照

本发明的实施方式。
图1 图3表示本发明的实施方式的电动转向锁定装置(以下简称为"锁 定装置"。)。该锁定装置配置在随着没有图示的转向机构的转动操作而转 动的转向轴l周围，与用于起动或停止发动机等的键操作或起动旋钮操作 联动动作。还有，在该转向轴l上与现有同样在圆周方向的规定位置形成 卡合凹部2。
本实施方式的锁定装置，具有一端开口的壳体10和闭塞该壳体10的开 口的盖23，具备位于所述转向轴1的卡合凹部2上而固定的外壳。并且在该 外壳的内部收容有与所述卡合凹部2卡合的锁定螺栓32、作为该锁定螺栓 32的驱动装置的驱动器44、将驱动器44的驱动力传递给锁定螺栓32的传递 机构、和检测所述锁定螺栓32的动作位置的位置检测机构。
所述壳体10形成一端开口的托盘形状，在其开口端设置用于定位后述
的盖23的卡合台阶部11。在该壳体10的一侧设置与具有半圆状保持部12a 的托架12协同动作而外嵌在转向轴1上的保持部13。在该壳体10中，如图2 及图4所示，通过突出设置隔壁从而划分设有配置后述的旋转齿轮47及蜗 杆46的齿轮配置部14和配置电动马达45的马达配置部15。齿轮配置部14其 中心设置在与保持部13的中心径方向对应的位置。并且，在该齿轮配置部 14的中心设有呈凸状突出的定位凸部16，贯通该定位凸部16设置能够进退 地插通锁定螺栓32的插通孔17。另外，在定位凸部16的周围突出设有限制 旋转齿轮47的转动的限制部18。进而，如图3所示，设有与从马达配置部 15贯通配置的电动马达45的输出轴抵接、防止旋转时该输出轴挠曲的防止 挠曲部14a。再有，壳体10上，在与其开口端相反侧的闭塞面，设有用于 螺旋紧固基板65及保持构件55而配置的多个轮毂(boss) 19，同时在位于 齿轮配置部14的相反侧的侧壁上设有露出连接器67的缺口部20。还有，图 4中符号21是用于螺旋紧固并固定盖23的螺旋紧固部。另外，符号22是用 于将壳体10配置在车辆上的托架部。
所述盖23如图2及图5所示，形成闭塞所述壳体10的开口端的一端开口 的托盘形状，在其开口端设置与卡合台阶部11卡合的卡合部24。在该盖23 上与所述齿轮配置部14对应地设置定位旋转齿轮47端部的定位筒部25。该 定位筒部25设置成其轴心与凸轮配置部14的中心一致，在其前端缘设有与 旋转齿轮47的前端内周缘卡合的嵌合凸部26。另外，在定位筒部25的内周 面，在圆周方向以规定间隔(90度)设置用于阻止后述凸轮构件37的旋转、 使其沿轴方向进退的导向槽27。再有，在定位筒部25的中心设置插通保持 图1所示的弹簧28的保持筒部29，弹簧28作为施力装置经由凸轮构件37施 力以使锁定螺栓32从插通孔17进入。还有，在与缺口部20对应的位置，设 置用于在闭塞状态定位连接器67的定位凸部30。另外，在与螺旋紧固部21 对应的位置也同样设置螺旋紧固部31。
所述锁定螺栓32如图2及图6所示，为能够贯通插入所述插通孔17中的 四棱柱形状，在其上端设有插入卡止在卡合凹部2中的卡合凸部33。并且， 利用后述的驱动器44及传递机构，在进入而与卡合凹部2卡合的锁定位置 及后退而解除其卡合的解锁位置之间移动，同时利用弹簧28经由凸轮构件 37被向进入方向施力。另外，在该锁定螺栓32的下端设置插入后述的凸轮 构件37中与之卡止的安装凸部34。在该安装凸部34上设置插入图1所示的 卡止销35的卡止孔36。
本实施方式的锁定螺栓32具备由所述卡止销35连结的独立的凸轮构 件37。该凸轮构件37为其下部配置在盖23的定位筒部25内、上部配置在后 述的旋转齿轮47内部的大致圆柱状。在该凸轮构件37的下端外周部，在圆 周方向以规定间隔突出设有贯通插入定位筒部25的导槽27中的导向凸部 38。另外，在该凸轮构件37的下端，如图1所示，向上凹陷地设有收容保 持筒部29及弹簧28的圆形的弹簧收容凹部39。再有，在凸轮构件37的上端， 如图6所示，向下凹陷地设有安装锁定螺栓32的安装凸部34的矩形的安装 凹部40，同时贯通设有与卡止孔36—致的卡止孔41。并且，在凸轮构件37 的外周部，径方向上对置地设有一对以与其轴心相同的旋转齿轮47的旋转 轴心为中心、呈大致螺旋状旋转的凹陷成大致半圆形状的凸轮槽42。该凸 轮槽42将旋转齿轮47的旋转动力经由该凸轮构件37转换成锁定螺栓32的 直线运动。该凸轮槽42— (下)端的规定区域被预先设定为基于锁定螺栓 32的转向轴1的锁定区域，另一 (上)端的规定区域被预先设定为基于锁 定螺栓32的转向轴1的解锁区域。并且，在该解锁区域的边界部分设有向 上突出而位于凸轮槽42内的突部43。还有，关于该凸轮槽42及突部43后面 更详细地说明。
所述驱动器44为用于移动锁定螺栓32的动力源，由配置在马达配置部 15内的电动马达45和配置在该电动马达45的输出轴上的作为螺旋齿轮的 蜗杆46构成。所述电动马达45使用能够进行使凸轮构件37进入的正转动作 和使凸轮构件37后退的反转动作的构成。
所述传递机构如图1及图2所示，包括设置在凸轮构件37上的所述凸轮 槽42、以将该凸轮构件37能够进退地配置在内部的状态利用驱动器44的驱 动而转动的旋转齿轮47和配置在该旋转齿轮47上并使所述凸轮构件37移 动的凸轮从动轮54。
所述旋转齿轮47如图2及图7所示，具备外周部形成有与蜗杆46的齿啮 合的多个斜齿的蜗轮部48。该蜗轮部48形成比壳体10的齿轮配置部14小一 些的外径。另外，在该蜗轮部48的内部一体成形有与其旋转轴心同轴、直 径比连结锁定螺栓32的凸轮构件37大一些的内筒49。并且，作为该旋转齿
轮47—端的蜗轮部48的端部和作为另一端的内筒49的端部之间的尺寸 (即、旋转齿轮47的整个高度)，比组装状态的壳体10的齿轮配置部14的 底和盖23的定位筒部25的前端之间的尺寸形成得大一些。内筒49在其内部 收容凸轮构件37并使其能够沿旋转轴心移动，其内径比壳体10的定位凸部 16的外径形成得大一些，外径与盖23的定位筒部25的外径大致相同。并且， 在该内筒49的一 (下)端开口的内周缘，设有外嵌在定位筒部25的嵌合凸 部26上的嵌合凹部50。另外，在该内筒49的一端内周面，径方向上对置地 设有一对从开口缘沿轴方向延伸的凹陷成大致半圆形状的纵槽51。还有， 在该内筒49的另一端缘，突出设置与壳体10的限制部18抵接从而被限制转 动的抵接部(没有图示)。再有，在蜗轮部48的下端(图7中为上端)面内 周缘设有用于维持将该旋转齿轮47组装在壳体10上的状态的保持台阶部 52，在该保持台阶部52的规定区域还设有用于使后述的可动构件61联动而 转动的操作部53。还有，关于该操作部53后面更详细地说明。
所述凸轮从动轮(camfollower) 54由球状钢球构成，如图2所示，配 置在旋转齿轮47的纵槽51中。并且，在从该纵槽51中突出的部分嵌入凸轮 构件37的凸轮槽42的状态下，若旋转齿轮47旋转则纵槽51进行圆周方向的 旋转，从而沿着限制其不能旋转的凸轮构件37的凸轮槽42滑动，经由该凸 轮构件37使锁定螺栓32沿着旋转齿轮47的旋转轴心进退。
所述电动马达45及旋转齿轮47利用保持构件55保持着组装在壳体10 中的状态。该保持构件55如图2及图8所示，包括覆盖壳体10的齿轮配置部 14的第1闭塞部56及覆盖马达配置部15的第2闭塞部57。第1闭塞部56具备 内径比旋转齿轮47的保持台阶部52大一些的贯通孔58，同时在一面(图8 的下面)上突出设置与围绕壳体10的齿轮配置部14的隔壁的内面嵌合的框 部59。另外，第1闭塞部56上在与驱动器44的蜗杆46对应的位置设置圆弧 状鼓出部60。第2闭塞部57为覆盖电动马达45上与壳体10的底相反侧的面 的形状。还有，该保持构件55通过螺旋紧固而固定在壳体10的轮毂19上。
所述位置检测机构如图1及图2所示，具备与旋转齿轮47联动的可动构 件61和安装有检测该可动构件61的动作位置的磁性传感器68A 68C的基 板65，用于通过检测可动构件61的旋转位置，从而经由该可动构件61、旋 转齿轮47及凸轮构件37检测锁定螺栓32的动作位置。
所述可动构件61如图2及图9所示，是外嵌在旋转齿轮47的内筒49上、 与作为相对于后述基板65的垂线方向的该旋转齿轮47的旋转轴心同轴且 能够旋转的环状结构。该可动构件61上，在配置在盖23侧的一面(图9中 上面)设有固定大致呈C字形状的磁铁62的配置凹部63。另外，在相反侧 的一面设有与旋转齿轮47的操作部53抵接的承受部64。还有，关于磁铁62 及承受部64后面更详细地说明。
所述基板65如图1及图2所示，安装有连接器67、磁性传感器68A 68C 及作为控制装置的微机69，它们由众所周知的图形电路连接。在该基板65 上，如图1及图2所示，在与旋转齿轮47的内筒49对应的位置设有内径大于 该内筒49外径的贯通孔66。还有，该基板65和电动马达45经由导线电连接。
所述连接器67用来连接没有图示的对方连接器，从而，从汽车输入用 于使电动马达45等动作的电力和用于将电动马达45锁定动作或解锁动作 的控制信号，同时将利用位置检测机构检测出的锁定螺栓32的动作位置的 检测信号向外部输出。
所述磁性传感器68A 68C由作为磁性检测装置的与现有同样的霍尔 集成电路构成，在检测出可动构件上配置的磁铁62的磁力的状态下输出 Low信号，在没有检测出磁力的状态下输出Hi信号。还有，关于各磁性传 感器68A 68C的配置位置，后面更详细地说明。另外，磁性传感器68A 68C 并不限定于霍尔集成电路，也可以使用MR元件和磁性电阻元件等。
所述微机69按照存储在内置的作为存储装置的ROM中的程序，正转及 反转控制电动马达45，从而，使锁定螺栓32进行锁定动作及解锁动作。在 此之际，发挥根据磁性传感器68A 68C的检测状态检测可动构件61的动作 位置的位置判断装置的作用。另外，还发挥根据各磁性传感器68A 68C的 检测状态检测任一个磁性传感器68A 68C有无故障的故障判断装置的作 用。
还有，所述可动构件61如图2及图10所示，由支架70相对于基板65以 规定间隔保持，并使其能够动作(转动)。该支架70具备接触基板65这样 配置的底座71。在该底座71上设有比旋转齿轮47的内筒49稍大、比基板65 的贯通孔66及可动构件61的内径小的贯通孔，从该贯通孔的内周缘向上下 突出地设置筒部73。在底座71和筒部73的边界部分，在位于与基板65相反
侧的非接触面一侧，为了降低随着在放置可动构件61的状态下转动而带来 的摩擦阻力，同时将可动构件61和基板65的间隔设定为规定的间隔，而设 置鼓出部74。另外，在位于非接触面侧的筒部73的端部，设有贯通可动构 件61的内周面并在壳体10侧与该可动构件61卡止、用于保持该可动构件61 并使其能够转动的保持爪部75。再有，在位于接触面侧的筒部73的端部设 有贯通基板65的贯通孔66、在盖23侧与该基板65卡止的卡止爪部76。 接下来，关于凸轮构件37的凸轮槽42的具体构成进行说明。 所述凸轮槽42如图11的展开图所示，包括从下端向上以缓坡度的倾斜 角度(和水平线形成的角约5度)延伸的第l延伸设置部42a、从该第l延伸 设置部42a的端以比该第l延伸设置部42a陡坡度的倾斜角度(和水平线形 成的角约43度)延伸的第2延伸设置部42b和从该第2延伸设置部42b的端沿 水平方向延伸的第3延伸设置部42c。该凸轮槽42其下端(左)侧构成基于 锁定螺栓32的锁定位置、上端(右)侧构成基于锁定螺栓32的解锁位置。 具体地说，在凸轮从动轮54不沿着旋转齿轮47的纵槽51上下活动的状态 下，若该凸轮从动轮54位于凸轮槽42的下侧，则成为凸轮构件37如图2(A) 所示向上移动的锁定状态，若该凸轮从动轮54位于凸轮槽42的上侧，则成 为凸轮构件37如图2 (B)所示向下移动的解锁状态。还有，相对于凸轮槽 42而言，图11中实线所示的凸轮从动轮54的滑动位置(高度)为锁定螺栓
、即，本l施方式中,釆用:构成是以锁定l寧栓32的卡合凸部33进入转 向轴l的卡合凹部2内的状态在缓坡度的第l延伸设置部42a上进退，以卡合 凸部33脱离卡合凹部2的状态在陡坡度的第2延伸设置部42b上进退。在此， 在锁定螺栓32的进退动作中，若卡合凸部33进入卡合凹部2内，则在它们 之间产生摩擦阻力。为此，在卡合凸部33进入卡合凹部2内的状态下，使 卡合余量逐渐增减地进退，在卡合凸部33脱离卡合凹部2的状态下迅速进 退，以能够降低对电动马达45施加的负载。
另一方面，图11中，凸轮从动轮54位于凸轮槽42下端的状态，是旋转 齿轮47的抵接部与壳体10的限制部18—端抵接的位置，凸轮从动轮54位于 凸轮槽42上端的状态是抵接部与限制部18另一端抵接的位置。换言之，基 于本实施方式中抵接部及限制部18的圆周方向的尺寸设定，构成为只要旋
转齿轮47在不足360度(本实施方式中约250度)的规定范围(以下称为"转 动范围")内，就能够正转及反转。
这种凸轮槽42中，能够认定利用锁定螺栓32使转向轴1成为锁定状态 的区域，考虑行驶中由于振动等产生的位置偏离是必然的，还必须考虑锁 定螺栓32及转向轴1的刚性，设定为能够可靠地维持锁定状态的高度(卡 合余量)。另外，能够认定为解锁状态的区域，必须考虑行驶中由于振动 等产生的位置偏离，设定为卡合凸部33确实不进入卡合凹部2的高度(后 退量)。
为此，本实施方式中除了所述条件以外，还包括停止电动马达45的动 作后的惯性动作，将停止后旋转齿轮47的抵接部不与壳体10的限制部18抵 接的最低范围设定为锁定区域。另外，将第2延伸设置部42b延伸到能够满 足所述条件的高度，包括停止电动马达45动作后的惯性动作，在停止后旋 转齿轮47的抵接部不与壳体10的限制部18抵接的最低范围设定所述第3延 伸设置部42c，将该第3延伸设置部42c内设定为解锁区域。再有，在作为 解锁区域的起点位置的第2及第3延伸设置部42b、 42c的边界部分，形成作 为阻止凸轮从动轮54在凸轮槽42内滑动的移动阻止装置的所述突部43。还 有，该第3延伸设置部42c，基于设有所述突部43的构成而构成为纵向宽度 比其他延伸设置部42a、 42b大。另外，基于该突部43能够形成以下构成， 在利用弹簧28施力以使向锁定侧进入的凸轮构件37中，在行驶中的振动下 凸轮从动轮54不能越过突部43从解锁位置向锁定位置一侧滑动，通过施加 电动马达45的驱动力从而能够越过突部43从解锁位置向锁定位置一侧滑 动。
接下来，关于旋转齿轮47的操作部53及可动构件61的承受部64具体说明。
这些操作部53及承受部64构成用于使可动构件61与旋转齿轮47联动 而转动的联动机构。它们如图3所示，以相互的一端抵接的状态对正形成 大致C字形状，在相互的另一端之间形成规定间隔的游隙P (本实施方式中 约18度)，如此分别形成由以同一点为中心的圆环的一部分构成的圆弧形 状。从而形成的构成是，若使电动马达45动作，则旋转齿轮47旋转，以旋 转其游隙P的距离所需要的延迟时间，可动构件61联动旋转。
接下来，关于配置在可动构件61上的磁铁62和配置在基板65上的磁性 传感器68A 68C具体说明。
首先，本实施方式中，如图11所示，利用主要的第1磁性传感器68A 经由可动构件61、旋转齿轮47及凸轮构件37检测锁定螺栓32的动作位置， 即检测是在锁定区域内移动、还是在解锁区域内移动双方。另外，利用辅 助的第2磁性传感器68B检测锁定螺栓32的卡合凸部33是否为从转向轴1的 卡合凹部2的开口端完全脱离的状态。再有，利用第2辅助的第3磁性传感 器68C，检测锁定螺栓32是否在解锁区域内移动。从而，可以构成为，即 使磁性传感器68A 68C的任意一个发生故障，也能够用其他2个可靠地检 测锁定螺栓32是否移动到解锁区域一侧。再有，也可以构成为，利用磁性 传感器68A 68C，能够检测锁定螺栓32是否移动到锁定区域一侧。可是， 若考虑汽车行驶的安全为第l，则锁定螺栓32位于解锁区域内的状态最安 全，在其他区域还不能说能够可靠地确保安全，从而，本实施方式中形成 检测解锁侧的构成。
并且，当操作部53及承受部64之间不存在游隙P时，包括磁铁62的可 动构件61在与旋转齿轮47的转动范围相同的范围内转动。在该条件下，利 用第1磁性传感器68A检测锁定螺栓位于锁定区域内及解锁区域内的任意 一个，首先在旋转齿轮47位于锁定侧端部的状态下，磁铁62设定为一端62a 从第1磁性传感器68A再向锁定侧延伸锁定区域的范围量(参照图12(A))。 从而，可动构件61向解锁侧转动，磁铁62的一端62a超过第l磁性传感器68A 的时点成为作为锁定区域边界的锁定判断位置。同样，在旋转齿轮47位于 解锁侧端部的状态下，磁铁62设定为另一端62b从第1磁性传感器68A再向 解锁侧延伸解锁区域的范围量(参照图13 (A))。从而，可动构件61向锁 定侧转动，磁铁62的另一端62b超过第l磁性传感器68A的时点成为作为解 锁区域边界的解锁判断位置。为此，在可动构件61上配置从一端62a延伸 到另一端62b的C字形状的磁铁62，以使成为这样的设定位置。
接着，旋转齿轮47从锁定侧向解锁侧移动时，设定延迟时间以使伴随 着磁铁62的磁场的检测误差范围全部位于解锁区域内。并且，在操作部53 及承受部64之间形成相当于该延迟时间的游隙P。
其结果是，在旋转齿轮47解锁旋转(动作)之际，设定利用第l磁性
传感器68A检测到旋转齿轮47旋转到了解锁区域(位置)的第l解锁检测位 置。同样，在旋转齿轮47锁定旋转之际，设定利用第1磁性传感器68A检测 到旋转齿轮47脱离了解锁区域的第2解锁检测位置。并且，设定成该第2解 锁检测位置比第l解锁检测位置更位于锁定侧。本实施方式中，以作为解 锁区域边界的解锁判断位置为基准，设定成第l解锁检测位置位于解锁侧、 第2解锁检测位置位于锁定侧。并且，所述突部43位于第1解锁检测位置和 第2解锁检测位置之间。
另外，在旋转齿轮47锁定旋转之际，设定利用第1磁性传感器68A检测 到旋转齿轮47旋转到了锁定区域的第1锁定检测位置。同样，在旋转齿轮 47解锁旋转之际，设定利用第1磁性传感器68A检测到旋转齿轮47脱离了锁 定区域的第2锁定检测位置。并且，设定成该第2锁定检测位置比第1锁定 检测位置更位于解锁侧。本实施方式中，以作为锁定区域边界的锁定判断 位置为基准，设定成第l锁定检测位置位于锁定侧、第2锁定检测位置位于
另一方面，齿轮从动轮54滑动到了第l及第2延伸设置部42a、 42b的边 界部分的位置是能够判断卡合凸部33是否进入卡合凹部2、用于判断没有 完全进入的认为比较安全的状态的准解锁判断位置。另外，在设定了基于 游隙P的检测延迟时间的可动构件61中，从锁定侧向解锁侧转动时的检测 位置比从解锁侧向锁定侧转动时的检测位置更位于解锁侧。
为此，第2磁性传感器68B设定成，从解锁侧向锁定侧转动时的第3检 测位置包含检测误差范围、以所述准解锁判断位置为基准位于解锁侧。从 而，形成的构成是利用第2磁性传感器68B能够判断锁定螺栓32是否动作到 认为大致安全的位置。
另外，第3磁性传感器68C形成的构成是，能够在与第1磁性传感器68A 不同的位置检测锁定螺栓32是否位于解锁区域内。并且，对于具有基于游 隙P的检测延迟时间的可动构件61而言，设定成从锁定侧向解锁侧转动时 的检测位置包含检测误差范围、以所述解锁判断位置为基准位于解锁侧。 另外，从解锁侧向锁定侧转动时的检测位置包含检测误差范围、以所述解 锁判断位置为基准位于锁定侧。从而，即使第1磁性传感器68A发生故障时， 也能够可靠地检测锁定螺栓32位于认为确实安全的解锁区域。
接下来，关于所述锁定装置的解锁动作及锁定动作进行说明。
要使所述锁定螺栓32从锁定状态成为解锁状态，在图2 (A)所示的锁 定状态下，电动马达45被正转驱动。于是，如图3所示，经由蜗杆46使旋 转齿轮47逆时针转动，位于凸轮槽42下端附近的凸轮从动轮54—边在凸轮 槽42内滑动或旋转一边移动。可是，由于凸轮从动轮54位于旋转齿轮47的 纵槽51内，不能沿圆周方向移动，因此，随着旋转齿轮47的旋转，锁定螺 栓32开始向后退方向移动。
在此之际，当凸轮从动轮54沿着凸轮槽42的第l延伸设置部42a移动 时，锁定螺栓32从锁定位置比较缓慢地后退。从而，能够增大锁定螺栓32 的卡合凸部33从转向轴1的卡合凹部2拔出时的拔出负载。因此，对转向轴 l施加转向(据无切0)力矩，能够在卡合凹部2的内面与卡合凸部33的外 面压接的状态下也可靠地拔出锁定螺栓32。另外，能够废除用于增大拔出 负载的减速齿轮等，同时能够使电动马达45小型化。其结果是能够谋求锁 定装置整体的小型化。
接下来，随着旋转齿轮47的旋转，凸轮从动轮54沿着凸轮槽42的第2 延伸设置部42b移动时，锁定螺栓32比较快地后退。如此，前端从转向轴l 的卡合凹部2拔出后加快锁定螺栓32的动作，由此能够縮短电动马达45的 动作时间。再有，还能够缩短解除转向的锁定后到发动机起动的时间，能 够提高用户的便利性。
这样一来，锁定螺栓32从锁定位置移动到解锁位置，由此能够解除锁 定螺栓32的卡合凸部33相对于转向轴1的卡合凹部2的卡合。其结果是解除 转向轴l的转动限制，成为图2 (B)所示的解锁状态。
反之，要使锁定螺栓32从解锁状态成为锁定状态，在解锁状态下，电 动马达45被反转驱动。于是，如图3所示，经由蜗杆46使旋转齿轮47顺时 针转动，凸轮从动轮54沿凸轮槽42内移动。在此之际，若凸轮从动轮54位 于第3延伸设置部42c的端部，则与突部43抵接阻碍其移动。可是，利用由 电动马达45产生的旋转齿轮47的旋转驱动力克服弹簧28的施力，使凸轮构 件37沿轴方向向下移动，凸轮从动轮54越过突部43进入第2延伸设置部42b 一侧。
其后，锁定螺栓32又随着弹簧28的施力从图2 (B)所示的解锁位置进入到图2 (A)所示的锁定位置。从而，锁定螺栓32的卡合凸部33进入转向 轴1的卡合凹部2内进行卡合，转向轴l转动受到限制成为锁定状态。
在此之际，转向轴1的卡合凹部2与锁定螺栓32的卡合凸部33不一致的 情况很多。这种情况下，由于不能使锁定螺栓32进入卡合凹部2内，从而， 不能成为图2 (A)所示的锁定状态。可是，随着转动旋转齿轮47而产生的 凸轮从动轮54和凸轮槽42的滑动，能够与上述同样进行，只在凸轮从动轮 54沿着纵槽51向下移动的点上不同。并且，若在此状态下转向轴l旋转、 卡合凹部2与锁定螺栓32—致，则依靠弹簧28的施力能够成为图2 (A)所 示的锁定状态。
接下来，关于随着所述锁定动作及解锁动作产生的旋转齿轮47和可动 构件61的联动、及基于可动构件61的磁性传感器68A 68C的开、关动作进 行说明。
如图12 (A)所示，在凸轮从动轮54位于凸轮槽42下端的锁定状态下， 第1 第3磁性传感器68A 68C全部成为开状态。并且，若微机69进行解锁 动作、正转驱动电动马达45使旋转齿轮47逆时针旋转，则如图12 (B)所 示，旋转齿轮47转动游隙P的量，操作部53与可动构件61的承受部64抵接。 在此状态下，第1 第3磁性传感器68A 68C全部维持开状态。
接着，若旋转齿轮47进一步逆时针旋转，则操作部53推压承受部64， 从而，可动构件61与旋转齿轮47联动逆时针旋转。并且，如图12 (C)所 示，若配置在可动构件61上的磁铁62的一端62a越过第l磁性传感器68A， 则第1磁性传感器68A由于不能检测磁性，从而成为关状态。还有，第2及 第3磁性传感器68B、 68C维持开状态。
接着，随着可动构件61的联动，如图12 (D)所示，若磁铁62的一端 62a继续越过第2磁性传感器68B，则第2磁性传感器68B由于不能检测磁性， 从而成为关状态。还有，其他的第1磁性传感器68A维持关状态，第3磁性 传感器68C维持开状态。
接着，随着可动构件61的联动，如图12 (E)所示，若磁铁62的一端 62a继续越过第3磁性传感器68C ，则磁铁62的另 一端62b大致同时越过第1 磁性传感器68A。从而，第3磁性传感器68C由于不能检测磁性，从而成为
关状态，第1磁性传感器68A再次检测磁性从而成为开状态。还有，其他的 第2磁性传感器68B维持关状态。
并且，微机69经由磁性传感器68A 68C检测该图12 (E)的状态，从 而判断为凸轮从动轮54到达解锁区域，经由旋转齿轮47及凸轮构件37锁定 螺栓32成为解锁状态，并停止电动马达45。还有，旋转齿轮47及可动构件 61依靠惯性动作如图12 (F)所示旋转。还有，在此状态下，第l磁性传感 器68A维持开状态，第2及第3磁性传感器68B、 68C维持关状态。
另一方面，在与图12 (F)相同的图13 (A)所示的解锁状态下，若微 机69反转驱动电动马达45，使旋转齿轮47顺时针旋转，则如图13 (B)所 示，旋转齿轮47转动在旋转齿轮47的操作部53和可动构件61的承受部64的 相反侧形成的游隙P量，操作部53与承受部64抵接。在此状态下，第l磁性 传感器68A维持开状态，第2及第3磁性传感器68B、 68C维持关状态。
接着，若旋转齿轮47进一步顺时针旋转，则操作部53推压承受部64， 从而，可动构件61与旋转齿轮47联动顺时针旋转。并且，如图13 (C)所 示，配置在可动构件61上的磁铁62的另一端62b越过第l磁性传感器68A， 磁铁62的一端62a大致同时越过第3磁性传感器68C。从而，第l磁性传感器 68A成为关状态，第3磁性传感器68C成为开状态。还有，其他的第2磁性 传感器68B维持关状态。
接着，随着可动构件61的联动，如图13 (D)所示，若磁铁62的一端 62a继续越过第2磁性传感器68B，则第2磁性传感器68B成为开状态。还有， 其他的第1磁性传感器68A维持关状态，第3磁性传感器68C维持开状态。
接着，随着可动构件61的联动，如图13 (E)所示，若磁铁62的一端 62a继续越过第1磁性传感器68A，则第1磁性传感器68A再次成为开状态。 还有，其他的第2、第3磁性传感器68B、 68C维持开状态。
并且，微机69经由磁性传感器68A一8C检测该图12 (E)的状态，从 而判断为凸轮从动轮54到达锁定区域，经由旋转齿轮47及凸轮构件37锁定 螺栓32成为锁定状态，并停止电动马达45。还有，旋转齿轮47及可动构件 61依靠惯性动作如图13 (F)所示旋转。还有，在此状态下，第1 第3磁性 传感器68A 68C全部维持开状态。
此外，当除了第1磁性传感器68A以外的其他磁性传感器68B、 68C任 意一个发生故障时，根据第1磁性传感器68A的检测继续控制，从而，能够 充分确保安全性。另一方面，当第1磁性传感器68A发生故障时，利用第3 磁性传感器68C能够判断锁定螺栓32是否后退到了解锁区域，同时利用第2 磁性传感器68B能够判断锁定螺栓32的卡合凸部33是否进入转向轴1的卡 合凹部2内。
本发明的电动转向锁定装置中，将固定有磁铁62的可动构件61相对于 配置有磁性检测传感器68A 68C的基板65利用支架70以规定间隔保持，并 使其能够进行动作，从而，能够不受锁定螺栓32或传递机构的晃动的影响， 将磁性传感器68A 68C和磁铁62的间隔保持一定。其结果是，能够提高经 由可动构件61、旋转齿轮47及凸轮构件37检测锁定螺栓32位置的精度。另 外，由于构成为使可动构件61呈环状旋转，从而能够减小可动构件61的移 动空间。其结果是能够谋求电动转向锁定装置本身的小型化。
另外，由于使检测解锁状态的第2解锁检测位置相对于第1解锁检测位 置位于锁定侧，从而，能够更宽地设定从解锁位置向锁定位置侧移动时的 检测区域。其结果是，即使由于行驶中的振动等旋转齿轮47或可动构件61 有一些移动，也不会利用位置检测装置误判断为从解锁状态脱离。其结果 是，能够可靠地防止由于误动作而造成故障判定功能和警报功能进行动 作。
而且，本实施方式中在第1解锁检测位置和第2解锁检测位置之间作 为移动阻止装置设置了突部43，从而，即使行驶中施加振动旋转齿轮47 也保持在解锁位置。从而，通过一次第1解锁检测位置而切换成解锁状态 的第1磁性传感器68A不会在旋转齿轮47位于解锁区域的状态下切换成 脱离解锁区域的状态。从而，能够提高传感器输出的可靠性。
还有，本发明的电动转向锁定装置，并不限定于所述实施方式的构成， 可进行各种变更。
例如，所述实施方式中，作为检测可动构件的动作位置的传感器适用 了检测磁铁62的磁性的结构，不过，也可以采用检测微型开关等物理性 结构的构成。当然，传感器并不限定于3个，其个数根据需要能够适当选 择，关于根据这些检测进行的控制按照要求设计即可。
另外，将凸轮槽42设置在了圆柱状的凸轮构件37上，将凸轮从动轮 54配置在了旋转齿轮47的纵槽51中，不过，也可以将凸轮槽设置在旋转 齿轮47上，将凸轮从动轮54配置在与凸轮构件37相当的锁定螺栓32的 圆柱部上。
再有，所述实施方式中，将使可动构件61联动的操作部53设置在了 旋转齿轮47上，不过，本发明并不限定于此构成。例如，也可以在直线 动作的锁定螺栓32上设置操作部53。此时，将可动构件61与锁定螺栓 32对置地能够直线动作地配置在基板65等上。并且，在可动构件61上隔 开包括所述游隙P的间隔的规定间隔设置2个承受部64、 64，在这一对 承受部64、 64之间装有所述锁定螺栓32的操作部53。从而，能够与所述 实施方式同样，形成可动构件61相对于锁定螺栓32的移动以规定的延迟 时间联动这样的构成。
权利要求
1.一种电动转向锁定装置，包括能够在与转向轴卡合的锁定位置及解除其卡合的解锁位置之间移动的锁定螺栓；使所述锁定螺栓移动的驱动器；将所述驱动器的驱动力传递给所述锁定螺栓，使该锁定螺栓在锁定位置及解锁位置之间移动的传递机构；和检测所述锁定螺栓的动作位置的位置检测装置，所述电动转向锁定装置的特征在于，所述位置检测装置包括固定有磁铁的可动构件、配置有检测所述磁铁的磁力的磁性检测装置的基板、相对于基板以规定间隔保持所述可动构件并使其能够动作的支架，设有使所述可动构件与所述锁定螺栓或传递机构的动作联动而进行动作的联动机构，利用所述磁性检测装置检测所述可动构件的磁铁的磁性，由此通过所述可动构件及传递机构检测所述锁定螺栓的动作位置。
2. 根据权利要求l所述的电动转向锁定装置，其特征在于， 所述可动构件是以相对于所述基板的垂线方向为旋转轴心的环状构件，所述联动机构包括在与所述可动构件同轴上旋转且构成所述传递机 构的旋转齿轮上设置的操作部和设置在所述可动构件上并与所述操作部 抵接的承受部。
3. —种电动转向锁定装置，包括能够在与转向轴卡合的锁定位置及解除其卡合的解锁位置之间移动 的锁定螺栓；使所述锁定螺栓移动的驱动器；将所述驱动器的驱动力传递给所述锁定螺栓，使该锁定螺栓在锁定位 置及解锁位置之间移动的传递机构；和检测所述锁定螺栓的动作位置的位置检测装置， 所述电动转向锁定装置的特征在于，所述传递机构具有使所述锁定螺栓联动的旋转齿轮，所述位置检测装置具有设有与设置在所述旋转齿轮上的操作部抵接 的承受部的可动构件、和检测该可动构件的动作位置的传感器，在所述操作部和承受部之间设置游隙，以使所述可动构件相对于所述 旋转齿轮的移动以规定的延迟时间联动，相对于在所述旋转齿轮从锁定侧向解锁侧转动时利用所述传感器检 测到所述旋转齿轮移动到了解锁位置的第l检测位置，在所述旋转齿轮从 解锁侧向锁定侧转动时利用所述传感器检测到所述旋转齿轮脱离了解锁 位置的第2检测位置位于锁定侧。
4. 根据权利要求3所述的电动转向锁定装置，其特征在于， 设有移动阻止装置，该移动阻止装置位于所述第1检测位置和第2检测位置之间，阻止所述旋转齿轮从解锁侧向锁定侧移动，利用所述驱动器 的驱动力解除阻止。
5. 根据权利要求4所述的电动转向锁定装置，其特征在于， 所述传递机构包括凸轮槽，其设置在所述旋转齿轮及锁定螺栓之一上，以所述旋转齿轮 的旋转轴心为中心大致呈螺旋状旋转，将所述旋转齿轮的旋转运动转换成所述锁定螺栓的直线运动；和凸轮从动轮，其设置在所述旋转齿轮及锁定螺栓的另一个上，并在所 述凸轮槽内滑动，所述移动阻止装置由向所述凸轮槽内突出的突部构成，以阻止所述凸 轮从动轮的滑动。
6. 根据权利要求3~5中任意一项所述的电动转向锁定装置，其特征 在于，还具有检测第3检测位置的第2传感器，所述第3检测位置用于判断 在所述锁定螺栓从解锁侧向锁定侧转动时通过所述旋转齿轮该锁定螺栓 的前端是否从所述转向轴的卡合凹部的开口端脱离。
7. —种电动转向锁定装置，包括 能够在与转向轴卡合的锁定位置及解除其卡合的解锁位置之间移动的锁定螺栓；使所述锁定螺栓移动的驱动器；将所述驱动器的驱动力传递给所述锁定螺栓，使该锁定螺栓在锁定位 置及解锁位置之间移动的传递机构；和检测所述锁定螺栓的动作位置的位置检测装置， 所述电动转向锁定装置的特征在于，所述位置检测装置具有设有与设置在所述锁定螺栓或与锁定螺栓联 动的所述传递机构的构件上的操作部抵接的承受部的可动构件、和检测该 可动构件的动作位置的传感器，在所述操作部和承受部之间设置游隙，以使所述可动构件相对于所述 锁定螺栓的移动以规定的延迟时间联动，相对于在所述锁定螺栓从锁定侧向解锁侧移动时利用所述传感器检 测到所述锁定螺栓移动到了解锁位置的第l检测位置，在所述锁定螺栓从 解锁侧向锁定侧转动时利用所述传感器检测到所述旋转齿轮脱离了解锁 位置的第2检测位置位于锁定侧。
全文摘要
本发明抑制磁铁及磁性检测装置的晃动和组装误差，可靠地检测锁定螺栓位置。电动转向锁定装置包括能够在锁定位置及解锁位置之间移动的锁定螺栓(32)、使锁定螺栓(32)移动的驱动器(44)、将驱动器(44)的驱动力传递给锁定螺栓(32)的传递机构(47、54)和检测锁定螺栓(32)的动作位置的位置检测装置。位置检测装置包括固定有磁铁(62)的可动构件(61)、配置有检测磁铁(62)的磁力的磁性检测装置(68A～68C)的基板(65)、相对于基板(65)以规定间隔保持可动构件(61)并使其能够动作的支架(70)。设有使可动构件(61)与锁定螺栓(32)或传递机构的动作联动而进行动作的联动机构(63、64)。
文档编号B60R25/02GK101168361SQ20071018481
公开日2008年4月30日 申请日期2007年10月29日 优先权日2006年10月27日
发明者谷冈大辅, 野间秀树 申请人:株式会社有信