技术领域
本发明涉及车辆停车时用电动方式将方向盘的旋转锁定的电动转向锁定装置(ESL)。
背景技术：
近年来，有的车辆为了防止被盗而设置了电动转向锁定装置，用于在停车时以电动方式将方向盘的旋转予以锁定。
作为上述电动转向锁定装置，在例如专利文献1中提出了一种装置，其包括：轴，该轴具有阳螺纹部，并被电动机驱动旋转；锁定限位件，该锁定限位件具有与上述轴的上述阳螺纹部螺合的阴螺纹部，并根据轴的旋转进退移动；以及锁定杆，该锁定杆通过销与上述锁定限位件连结，并与转向轴的凹槽卡合、脱离。
专利文献1：日本专利特开2006－036110号公报
然而，在专利文献1所提出的电动转向锁定装置中，若因历时劣化而使销破损，则不能限制锁定杆的移动，当因对锁定杆施加某种负载而使该锁定杆移动至锁定位置时，转向轴可能会被无意地锁定。
技术实现要素：
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能防止位于开锁位置的锁定构件朝锁定位置移动、从而能可靠地防止转向轴的无意的锁定的电动转向锁定装置。
为了实现上述目的，技术方案1记载的发明的电动转向锁定装置包括：轴，该轴具有阳螺纹部，并被电动机驱动旋转；滑块，该滑块具有与所述阳螺纹部螺合的阴螺纹部，并根据所述轴的旋转进退移动；以及锁定构件，该锁定构件能根据所述滑块的进退移动在与转向轴卡合的锁定位置与解除该卡合的开锁位置之间转动，其特征是，将限位件设成能在与锁定构件的旋转面正交的方向上移动，该限位件与设于所述锁定构件的卡合部卡合以将所述锁定构件保持于开锁位置，并且设置对该限位件朝卡合方向施力的施力元件，利用设于所述滑块的操作部使所述限位件移动，以使该限位件与所述锁定构件的卡合部卡合、脱离。
技术方案2记载的发明是在技术方案1记载的发明的基础上，其特征是，在所述锁定构件上设置移动阻止部，当该锁定构件从锁定位置移动至开锁位置时，所述限位件与所述移动阻止部抵接以阻止所述限位件朝卡合方向移动，从而允许所述锁定构件朝开锁位置转动。
技术方案3记载的发明是在技术方案1或2记载的发明的基础上，其特征是，设置对所述锁定构件朝锁定位置方向施力的施力元件，并且使所述锁定构件的连结部与设于所述滑块的连结孔内卡合，以将所述滑块与所述锁定构件连结，将所述连结孔设为在所述滑块的进退方向上较长的长孔，以允许所述滑块相对于所述锁定构件相对移动，直至解除所述锁定构件的卡合部与所述限位件的卡合。
技术方案4记载的发明是在技术方案1至3中任意技术方案记载的发明的基础上，其特征是，隔着所述锁定构件的旋转面，在一侧设置所述滑块的所述操作部，在另一侧设置对所述限位件施力的所述施力元件，并且将所述限位件配置成能沿与所述锁定构件的旋转面正交的方向在与所述滑块重叠的位置进退移动。
根据技术方案1记载的发明，在锁定构件移动至开锁位置的状态下，限位件与锁定构件卡合以阻止该锁定构件朝锁定方向移动，因此，锁定构件保持于开锁位置，可靠地防止了转向轴的无意的锁定，并可确保较高的安全性。
另外，限位件利用设于使锁定构件转动的滑块的凸部的操作部与锁定构件卡合、脱离，因此，无需另行设置用于使限位件进行动作的致动器等，能实现结构的简化和成本降低。
根据技术方案2记载的发明，在锁定构件从锁定位置转动至开锁位置的中途，滑块的操作部以使限位件从非卡合位置移动至卡合位置的方式进行动作，但限位件与锁定构件的移动阻止部抵接以阻止限位件朝卡合位置移动，当锁定构件转动至开锁位置而使锁定构件的卡合部与限位件处于能卡合的状态时，限位件利用施力元件的作用力移动至卡合位置，以将锁定构件保持于开锁状态。即，若滑块移动相当于使锁定构件从锁定位置转动至开锁位置的范围的距离，则限位件也从非卡合位置移动至卡合位置，因此，不用增大滑块的移动范围，就能使限位件动作，能实现该电动转向锁定装置的小型化。
根据技术方案3记载的发明，锁定构件与滑块被连结成能相对移动，因此，即便在限位件与锁定构件卡合的状态下，滑块也能从开锁位置朝锁定位置移动，此时，能使限位件从卡合位置朝非开合位置进行动作。此外，当解除锁定构件的卡合部与限位件的卡合时，锁定构件因施力元件的作用力而朝锁定位置方向转动，其连结部与滑块的连结孔的边缘抵接，因滑块移动至锁定位置，使锁定构件也朝锁定位置转动。即，若滑块移动相当于使锁定构件从开锁位置转动至锁定位置的范围的距离，则限位件也从卡合位置移动至非卡合位置，因此，不用增大滑块的移动范围，就能使限位件进行动作，能实现该电动转向锁定装置的小型化。
根据技术方案4记载的发明，将限位件配置成能沿着与锁定构件的旋转面正交的方向在与滑块重叠的位置进退移动，因此，能实现该电动转向锁定装置的小型化。
附图说明
图1是本发明的电动转向锁定装置的分解立体图。
图2是将本发明的电动转向锁定装置的盖和印刷基板拆下表示的俯视图。
图3是本发明的电动转向锁定装置的主要部分的剖视立体图。
图4(a)是表示本发明的电动转向锁定装置的锁定状态的主要部分俯视图，图4(b)是表示本发明的电动转向锁定装置的锁定状态的主要部分剖视图。
图5(a)是表示本发明的电动转向锁定装置的从锁定状态转移至开锁状态的中途的状态的主要部分俯视图，图5(b)是表示本发明的电动转向锁定装置的从锁定状态转移至开锁状态的中途的状态的主要部分剖视图。
图6(a)是表示本发明的电动转向锁定装置的开锁状态的主要部分俯视图，图6(b)是表示本发明的电动转向锁定装置的开锁状态的主要部分剖视图。
图7(a)是表示本发明的电动转向锁定装置的从开锁状态转移至锁定状态的中途的状态的主要部分俯视图，图7(b)是表示本发明的电动转向锁定装置的从开锁状态转移至锁定状态的中途的状态的主要部分剖视图。
(符号说明)
1电动转向锁定装置
2盖
2a盖的销孔
3底座
3A底座的电动机收容部
3B底座的齿轮收容部
3C底座的轴承支承块
3D底座的导轨状凹部
3E底座的基板支承轴套
3F底座的限位件保持块
3a底座的销孔
3b底座的凹部
3c底座的通孔
3d底座的限位件保持孔
3e底座的螺钉孔
4锁定机构
5印刷基板
6保持板
6a保持板的圆孔
7螺钉
8电动机
8a电动机的输出轴
9滑块
9A滑块的凸部
9a滑块的阴螺纹部
9b滑块的连结孔
9c滑块的操作部
10轴
10a轴的阳螺纹部
11小齿轮
12齿轮
13转动轴
14锁定构件
14A锁定构件的抵接部
14B锁定构件的连结部
14C锁定构件的卡合部
14D锁定构件的锁定部
14a锁定构件的移动阻止部
14b锁定构件的轴插通孔
15轴承
16磁体
17弹簧(施力元件)
18限位件
18a限位件的抵接部
18b限位件的斜面部
19弹簧(施力元件)
20销
具体实施方式
以下基于附图说明本发明的实施方式。
图1是本发明的电动转向锁定装置的分解立体图，图2是将上述电动转向锁定装置的盖和印刷基板拆下表示的俯视图，图3是上述电动转向锁定装置的主要部分的剖视立体图，图4(a)是表示上述电动转向锁定装置的锁定状态的主要部分俯视图，图4(b)是表示上述电动转向锁定装置的锁定状态的主要部分剖视图，图5(a)是表示上述电动转向锁定装置的从锁定状态转移至开锁状态的中途的状态的主要部分俯视图，图5(b)是表示上述电动转向锁定装置的从锁定状态转移至开锁状态的中途的状态的主要部分剖视图，图6(a)是表示上述电动转向锁定装置的开锁状态的主要部分俯视图，图6(b)是表示上述电动转向锁定装置的开锁状态的主要部分剖视图，图7(a)是表示上述电动转向锁定装置的从开锁状态转移至锁定状态的中途的状态的主要部分俯视图，图7(b)是表示上述电动转向锁定装置的从开锁状态转移至锁定状态的中途的状态的主要部分剖视图。
本发明的电动转向锁定装置1通过电动方式对未图示的转向轴(方向盘)的旋转进行锁定/开锁，其安装于圆筒状的未图示的转向柱。另外，虽未图示，但在转向柱内以能旋转的方式插入转向轴，在该转向轴的上端连结着方向盘，上述转向轴的下端部与转向齿轮箱连结。此外，若驾驶员旋转操作方向盘，则该旋转经由转向轴传递到转向齿轮箱，设于该转向齿轮箱内的齿条轴在车宽度方向上移动，该移动经由联杆传递到转向轮即左右的前轮，从而使该前轮转向。
此外，如图1所示，电动转向锁定装置1由盖2、收容于该盖2内的底座3、安装于该底座3的锁定机构4和印刷基板5等构成。
上述盖2由非磁性体即镁合金等金属成形为矩形箱状，在其相对向的侧面的下部两侧形成有圆孔状的销孔2a(图1中仅图示出两个)。
上述底座3是从盖2的下表面开口部组装于盖2的构件，在其相对向的侧部的两侧(与盖2的上述销孔2a对应的部位)形成有圆孔状的销孔3a(图1中仅图示出两个)。此外，在该底座3上一体形成有电动机收容部3A、齿轮收容部3B、彼此分离立设的一对轴承支承块3C、在这些轴承支承块3C之间沿长边方向形成的直线状的导轨状凹部3D、三根圆柱状的基板支承轴套3E、限位件保持块3F等。另外，如图1及图2所示，弯曲成L字状的保持板6利用插通其圆孔6a的螺钉7安装于底座3的侧部。
然而，组装于底座3的上述锁定机构4由驱动源即电动机8、被支承成能在与该电动机8的输出轴8a平行的方向(图2的上下方向)上移动的滑块9、配置于该滑块9的移动方向上的轴10、固结于电动机8的输出轴8a端部的小直径的小齿轮11、固结于轴10的一端的大直径的齿轮12、利用转动轴13以能转动的方式轴支承于底座3的锁定构件14等构成。
在上述滑块9上与电动机8的输出轴8a平行地贯穿设置有阴螺纹部9a，形成于上述轴10的长边方向中间部的阳螺纹部10a与该阴螺纹部9a螺合。此外，轴10的从滑块9突出的两端部被轴承15支承成能旋转，该轴承15嵌入形成于底座3的上述轴承支承块3C的上端的凹部3b。此处，在滑块9上形成有其移动方向(图2的上下方向)较长的长孔状的连结孔9b，在滑块9的上表面上埋设有位置检测用的磁体16。另外，块状的凸部9A朝下方一体地突设在滑块9的下部，在该凸部9A的端面上如图4(a)所示形成有斜面状的操作部9c。
另外，如图1及图3所示，在上述锁定构件14上形成有朝径向外侧延伸成枝状的抵接部14A、连结部14B、卡合部14C及锁定部14D，卡合部14C的外端面形成移动阻止部14a。在该锁定构件14上形成有圆孔状的轴插通孔14b，利用插通该轴插通孔14b的上述转动轴13将锁定构件14以能转动的方式轴支承于底座3的侧部，并且锁定构件14被卷绕安装于转动轴13的作为施力元件的弹簧17朝锁定方向(图4(b)的逆时针方向)施力。这样，在锁定构件14以能转动的方式轴支承于底座3的状态下，如图4(b)所示，该锁定构件14的连结部14B与形成于滑块9的连结孔9b卡合，锁定部14D面向形成于底座3的底部的通孔3c。
此外，如图2及图3所示，如上所述构成的锁定机构4的电动机8嵌入底座3的电动机收容部3A并被收容在横置状态下，固结于该电动机8的输出轴8a的小齿轮11收容于底座3的齿轮收容部3B。
另外，通过轴承15利用底座3的轴承支承块3C对以螺合的方式插通滑块9的轴10的两端进行支承，从而将滑块9以能移动的方式支承于底座3，通过使突设于滑块9下部的凸部9A与底座3的导轨状凹部3D嵌合来进行滑块9的止转，并使滑块9能一边被导轨状凹部3D引导，一边沿着轴10的长边方向(图2的上下方向)移动。另外，利用上述保持板6防止滑块9的上浮。此外，固结于轴10端部的上述齿轮12如图2所示收纳于底座3的齿轮收纳部3B，该齿轮12与上述小齿轮11彼此啮合。
然而，在形成于底座3的上述限位件保持块3F上形成有横向较长的长孔状的限位件保持孔3d，如图1及图3所示，限位件保持孔3d从限位件保持块3F的侧部延伸至导轨状凹部3D。在该限位件保持孔3d中插入板状的限位件18。该限位件18被保持成能在与锁定构件14的旋转面正交的方向(图4(a)的上下方向)上移动，并被压缩安装于其与上述保持板6之间的作为施力元件的弹簧19朝卡合方向(图4(a)的上方)施力。此处，如图4(a)所示，在限位件18上形成有凸状的抵接部18a，在该限位件18的前端形成有被斜向切割的斜面部18b，该斜面部18b与形成于滑块9的凸部9A的斜面状的上述操作部9c卡合。
在以上说明的锁定机构4和限位件18安装于底座3后，将图1所示的印刷基板5载置于在底座3上立设的三根上述基板支承轴套3E，该印刷基板5通过将从上方插通在该印刷基板5的三处形成的圆孔状的螺钉插通孔5a的未图示的螺钉旋紧至形成于基板支承轴套3E上部的螺钉孔3e而水平安装于底座3。另外，虽未图示，但在印刷基板5的下表面的对应于锁定位置和开锁位置的部位设有对埋设于滑块9上表面的上述磁体6的磁力进行检测以检测出锁定/开锁的霍尔元件等磁检测元件。
此外，安装有锁定机构4、限位件18及印刷基板5的底座3通过从盖2的下表面开口部组装到盖2内、并在形成于底座3侧部的总计四个销孔3a和形成于盖2侧部的总计四个销孔2a中分别压入销20(参照图1)而固定于盖2，从而完成该电动转向锁定装置1的组装作业。另外，在这样组装完电动转向锁定装置1的状态下，如图4(a)所示，隔着锁定构件14的旋转面，在一侧配置有滑块9的操作部9c，在另一侧配置有对限位件18进行施力的弹簧19，限位件18被配置成能沿着与锁定构件14的旋转面正交的方向在与滑块9重叠的位置进退移动。
接着，根据图4～图7来说明上述结构的电动转向锁定装置1的动作(锁定/开锁动作)。
在未图示的发动机停止的状态下，如图4所示，滑块9位于图4的左极限的锁定位置，被弹簧17朝图4的逆时针方向施力的锁定构件14的连结部14B与滑块9的连结孔9b的边缘抵接，并且锁定构件14的抵接部14A与底座3底面的通孔3c的边缘抵接，因此，锁定构件14位于图示的锁定位置。当像这样锁定构件14位于锁定位置时，该锁定构件14的锁定部14D如图4(b)所示从底座3的通孔3c朝外部突出并与未图示的转向轴的凹槽卡合，因此，转向轴的旋转被锁定。当转向轴的旋转被这样锁定时，不能旋转操作固结于该转向轴上端的未图示的方向盘，藉此，可防止车辆的被盗。另外，在该锁定状态下，限位件18位于与锁定构件14的卡合部14C不卡合的非卡合位置。
当驾驶员从上述状态将未图示的发动机启动开关接通，电动转向锁定装置1从外部的控制器接收到开锁信号时，利用设于印刷基板5的未图示的控制部驱动电动机8，该电动机8的输出轴8a被驱动朝一个方向旋转。这样，电动机8的输出轴8a的旋转便被小齿轮11和齿轮12减速并被传递至轴10，因此，该轴10被驱动旋转。
当如上所述轴10被驱动旋转时，设有与该轴10的阳螺纹部10a螺合的阴螺纹部9a的滑块9朝开锁方向(图5的箭头方向)移动，与该滑块9的连结孔9b的边缘卡合的锁定构件14克服弹簧17的作用力以转动轴13为中心朝图5的箭头方向(顺时针方向)转动。另外，同时，前端的斜面部18b与形成于滑块9的凸部9A的操作部9c卡合的限位件18因弹簧19的作用力而朝卡合方向(图5(a)的上方)移动，如图5(a)、图5(b)所示，该限位件18的抵接部18a与锁定构件14的移动阻止部14a抵接。
当如上所述限位件18的抵接部18a与锁定构件14的移动阻止部14a抵接时，阻止限位件18朝卡合方向移动，维持锁定构件14与限位件18不卡合的非卡合状态，因此，允许锁定构件14的进一步的转动。此外，当滑块9进一步朝锁定方向(图5的箭头方向)移动时，连结部14B与该滑块9的连结孔9b的边缘卡合的锁定构件14克服弹簧17的作用力以转动轴13为中心朝图5的箭头方向(顺时针方向)转动至图6所示的开锁位置。在该开锁状态下，如图6所示，锁定构件14的卡合部14C脱离限位件18，因此，解除该锁定构件14的移动阻止部14a与限位件18的抵接部18a的抵接，限位件18因弹簧19的作用力而朝卡合方向移动并与锁定构件14的卡合部14C卡合，因此，阻止了锁定构件14朝锁定方向(图6的逆时针方向)的转动，从而该锁定构件14可维持开锁状态。因此，可靠地防止了转向轴的无意的锁定，可确保较高的安全性。
此外，当锁定构件14位于图6所示的开锁位置时，该锁定构件14的锁定部14D如图6(b)所示从底座3的通孔3C缩入底座3内，以解除与未图示的转向轴的凹槽的卡合，因此，转向轴(方向盘)能自由地旋转，驾驶员能进行转向操作。
然而，车辆停止，当驾驶员将发动机启动开关断开以切断发动机时，电动转向锁定装置1从外部的控制器接收到锁定信号，设于印刷基板5的未图示的控制部启动电动机8，以驱动输出轴8a朝反方向旋转。这样，电动机8的输出轴8a的旋转便被小齿轮11和齿轮12减速并传递至轴10，因此，该轴10被驱动旋转，设有与其阳螺纹部10a螺合的阴螺纹部9a的滑块9朝锁定方向(图7的箭头方向)移动。
当如上所述滑块9朝锁定方向移动时，前端的斜面部18b与形成于该滑块9的凸部9A的斜面状的操作部9c卡合的限位件18克服弹簧19的作用力朝非开合方向(图7(a)的箭头方向)移动。此时，限位件18与锁定构件14的卡合部14C卡合，因此，锁定构件14因转动被限制而保持于开锁位置，但在滑块9上形成有长孔状的连结孔9b，因此，即便锁定构件14的转动被锁定，也只有滑块9能在锁定方向(图7的箭头方向)上移动。
然后，滑块9朝锁定方向进一步移动，与该滑块9的移动联动，限位件18朝非卡合方向(图7的箭头方向)进一步移动，当该限位件18与锁定构件14的卡合部14C的卡合如图7所示被解除时，锁定构件14利用弹簧17的作用力以转动轴13为中心朝图7(b)的逆时针方向(箭头方向)转动。此外，当滑块9移动至锁定位置时，如图4所示，锁定构件14也转动至锁定位置，形成该锁定构件14的连结部14B与滑块9的连结孔9b的边缘卡合的锁定状态，在该锁定状态下，锁定构件14的锁定部14D如图4(b)所示从底座3的通孔3c朝外部突出并与未图示的转向轴的凹槽卡合，因此，转向轴的旋转被锁定。当转向轴的旋转被这样锁定时，不能旋转操作固结于该转向轴上端的未图示的方向盘，藉此，可防止车辆的被盗。
如上所述，根据本发明的电动转向锁定装置1，在锁定构件14移动至开锁位置的状态下，限位件18与锁定构件14卡合以阻止该锁定构件14朝锁定方向移动，因此，锁定构件14保持于开锁位置，可靠地防止了转向轴的无意的锁定，并可确保较高的安全性。
另外，限位件18利用设于使锁定构件14转动的滑块9的凸部9A的操作部9c与锁定构件14卡合、脱离，因此，无需另行设置用于使限位件18进行动作的致动器等，能实现结构的简化和成本降低。
此外，在本发明的电动转向锁定装置1中，在锁定构件14从锁定位置旋转至开锁位置的中途，滑块9的操作部9c以使限位件18从非卡合位置移动至卡合位置的方式进行动作，但限位件18与锁定构件14的移动阻止部14a抵接来阻止限位件18朝卡合位置移动，当锁定构件14转动至开锁位置以使该锁定构件14的卡合部14C与限位件18处于能卡合的状态时，限位件18因弹簧19的作用力而移动至卡合位置，以将锁定构件14保持在开锁状态。即，若滑块9移动相当于使锁定构件14从锁定位置旋转至开锁位置的范围的距离，则限位件18也从非卡合位置移动至卡合位置，因此，不用增大滑块9的移动范围，就能使限位件18进行动作，能实现该电动转向锁定装置1的小型化。
顺便提一下，在欲利用限位件18将锁定构件14保持于开锁位置的情况下，需采用以下结构：在锁定构件14移动至开锁位置之后，使限位件18进行动作，以使该限位件18与锁定构件14的卡合部14C卡合。在该情况下，滑块9需在使锁定构件14移动至开锁位置之后、进一步移动来使限位件18进行动作，因此，滑块9的工作范围变大，产生转向锁定装置1大型化这样的问题，但根据本发明，能通过采用上述结构来实现电动转向锁定装置1的小型化。
另外，在本发明的电动转向锁定装置1中，锁定构件14和滑块9通过滑块9的长孔状的连结孔9b被连结成能相对移动，因此，即便在限位件18与锁定构件14卡合的状态下，滑块9也能从开锁位置朝锁定位置移动，此时，能使限位件18从卡合位置朝非卡合位置进行动作。此外，当解除锁定构件14的卡合部14C与限位件18的卡合时，锁定构件14因弹簧17的作用力而朝锁定位置方向转动，其连结部14B与滑块9的连结孔9b的边缘抵接，因滑块9移动至锁定位置，使锁定构件14也朝锁定位置转动。即，若滑块9移动相当于使锁定构件14从开锁位置旋转至锁定位置的范围的距离，则限位件18也从卡合位置移动至非卡合位置，因此，不用增大滑块9的移动范围，就能使限位件18进行动作，能实现该电动转向锁定装置1的小型化。
顺便提一下，在使锁定构件14从开锁位置朝锁定位置移动的情况下，需要首先使限位件18进行动作以解除锁定构件14与限位件18的卡合，之后，使锁定构件14朝锁定位置侧进行动作。在该情况下，滑块9需在使限位件18从卡合位置移动至非卡合位置之后、进一步进行动作来使锁定构件14从开锁位置转动至锁定位置，因此，滑块9的工作范围变大，产生电动转向锁定装置1大型化这样的问题，但根据本发明，能通过采用上述结构来实现电动转向锁定装置1的小型化。
此外，在本发明的电动转向锁定装置1中，将限位件18配置成沿着与锁定构件14的旋转面正交的方向在与滑块9重叠的位置进退移动，因此，能实现该电动转向锁定装置1的小型化。