(57)【要約】  出力シャフトを有する少なくとも一つのモーターと、出力シャフトに連結されたドライブトレーンと、ドライブトレーンに連結されたロッキング爪と、モーター、ドライブトレーン、ロッキング爪およびロッキングピンを取り囲むハウジングとを含むステアリングシャフト・ロックアクチュエータ。ドライブトレーンは、ロッキング爪およびロッキングピンがハウジングから突出するロックポジションと、ロッキング爪およびロッキングピンがロックポジションに対してハウジングに向かって後退させられた非ロックポジションとの間で、ロッキング爪とロッキングピンとを直線的に動作させるよう構成できる。ロッキング爪は、ロックポジションではステアリングシャフトの回動を阻止するよう位置させることができる。ロッキングピンは、ロックポジションではステアリングシャフト・インターフェースに対してアクチュエータをロックするよう位置させることができる。
2009535254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフト・ロックアクチュエータであって、
出力シャフトを有する少なくとも一つのモーターと、
前記出力シャフトに対して連結されたドライブトレーンと、
前記ドライブトレーンに対して連結されたロッキング爪と、
前記ドライブトレーンに対して連結された少なくとも一つのロッキングピンと、
前記モーター、前記ドライブトレーン、前記ロッキング爪および前記ロッキングピンを少なくとも部分的に取り囲むためのハウジングと、を具備してなり、
前記ドライブトレーンは、
前記ロッキング爪および前記ロッキングピンが前記ハウジングから少なくとも部分的に突出したロックポジションと、
前記ロッキング爪および前記ロッキングピンが前記ロックポジションに対して前記ハウジングに向かって後退させられた非ロックポジションと、
の間で、前記ロッキング爪および前記少なくとも一つのロッキングピンを直線的に動作させるよう構成されており、
前記ロッキング爪は、前記ロックポジションにあるとき、前記ステアリングシャフトの回転動作を阻止するよう位置させられ、かつ、
前記ロッキングピンは、前記ロックポジションにあるとき、ステアリングシャフト・インターフェースに対して前記アクチュエータをロックするよう位置させられるようになっていることを特徴とするステアリングシャフト・ロックアクチュエータ。
【請求項２】
前記ドライブトレーンは、キャリアと、スプリングと、を具備してなり、かつ前記ロッキング爪は、前記スプリングが前記ロッキング爪を前記ロッキングポジションへと付勢している状態で、前記キャリアに対して連結されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングシャフト・ロックアクチュエータ。
【請求項３】
前記ロッキングピンは前記キャリアに対して連結されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングシャフト・ロックアクチュエータ。
【請求項４】
前記ロッキングピンは、前記キャリアの一部を具備してなることを特徴とする請求項１に記載のステアリングシャフト・ロックアクチュエータ。
【請求項５】
前記ロッキング爪は、ピボットポイントを中心として旋回可能なレバーを介して、前記ドライブトレーンに対して連結されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングシャフト・ロックアクチュエータ。
【請求項６】
前記少なくとも一つのロッキングピンは、前記レバーを介して、前記ドライブトレーンに対して連結されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングシャフト・ロックアクチュエータ。
【請求項７】
前記ロッキング爪は、このロッキング爪が障害物に衝突する場合のコックドポジションをさらに有し、かつ、前記スプリングは、前記障害物が排除された際に、前記ロックポジションへと前記ロッキング爪を駆動するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングシャフト・ロックアクチュエータ。
【請求項８】
前記ハウジングは、その表面から突出しかつ前記ステアリングシャフト・インターフェースの対応する係合部と係合するよう配置された、少なくとも一つの固定部を具備してなることを特徴とする請求項１に記載のステアリングシャフト・ロックアクチュエータ。
【請求項９】
ステアリングシャフト・ロックアクチュエータシステムであって、
出力シャフトを有する少なくとも一つのモーターと、
前記出力シャフトに対して連結されたドライブトレーンと、
前記ドライブトレーンに対して連結されたロッキング爪と、
前記ドライブトレーンに対して連結された少なくとも一つのロッキングピンと、
前記モーター、前記ドライブトレーン、前記ロッキング爪および前記ロッキングピンを少なくとも部分的に取り囲むためのハウジングであって、ロッキング爪ガイド部を具備してなるハウジングと、
ステアリングシャフトを受けるための開口部と、前記ハウジングの前記ロッキング爪ガイド部を受けるよう構成されたレセプタクルと、を具備してなるステアリングシャフト・インターフェースと、
を具備してなり、
前記ドライブトレーンは、
前記ロッキング爪が前記ロッキング爪ガイド部から少なくとも部分的に突出しかつ前記ロッキングピンが前記ハウジングから少なくとも部分的に突出したロックポジションと、
前記ロッキング爪および前記ロッキングピンが前記ロックポジションに対して前記ハウジングに向かって後退させられた非ロックポジションと、
の間で、前記ロッキング爪および前記少なくとも一つのロッキングピンを直線的に動作させるよう構成されており、
前記ロッキング爪は、前記ロックポジションにあるときに、前記ステアリングシャフトの回転動作を阻止するよう、前記開口に隣接して位置させられ、かつ、
前記ロッキングピンは、前記ロックポジションにあるときに、前記ステアリングシャフト・インターフェースと連係しかつ前記ステアリングシャフト・インターフェースに対して前記アクチュエータをロックするために、前記レセプタクル開口に隣接して位置させられるようになっていることを特徴とするステアリングシャフト・ロックアクチュエータシステム。
【請求項１０】
前記ドライブトレーンは、キャリアと、スプリングと、を具備してなり、かつ前記ロッキング爪は、前記スプリングが前記ロッキング爪を前記ロッキングポジションへと付勢している状態で、前記キャリアに対して連結されていることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ロッキングピンは前記キャリアに対して連結されていることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ロッキングピンは、前記キャリアの一部を具備してなることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ロッキング爪は、ピボットポイントを中心として旋回可能なレバーを介して、前記ドライブトレーンに対して連結されていることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記少なくとも一つのロッキングピンは、前記レバーを介して、前記ドライブトレーンに対して連結されていることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ロッキング爪は、このロッキング爪が障害物に直面した場合のコックドポジションをさらに有し、かつ、前記スプリングは、前記障害物が排除された際に、前記ロックポジションへと前記ロッキング爪を駆動するよう構成されていることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ハウジングは、その表面から突出しかつ前記ステアリングシャフト・インターフェースの対応する係合部と係合するよう配置された、少なくとも一つの固定部を具備してなることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１７】
車両ステアリングシャフトと、ステアリングシャフト・ロックアクチュエータシステムと、を具備してなるシステムであって、
前記ステアリングシャフト・ロックアクチュエータシステムは、
出力シャフトを有する少なくとも一つのモーターと、
前記出力シャフトに対して連結されたドライブトレーンと、
前記ドライブトレーンに対して連結されたロッキング爪と、
前記ドライブトレーンに対して連結された少なくとも一つのロッキングピンと、
前記モーター、前記ドライブトレーン、前記ロッキング爪および前記ロッキングピンを少なくとも部分的に取り囲むためのハウジングであって、ロッキング爪ガイド部を具備してなるハウジングと、
ステアリングシャフトを受けるための開口部と、前記ハウジングの前記ロッキング爪ガイド部を受けるよう構成されたレセプタクルと、を具備してなるステアリングシャフト・インターフェースと、
を具備してなり、
前記ドライブトレーンは、
前記ロッキング爪が前記ロッキング爪ガイド部から少なくとも部分的に突出しかつ前記ロッキングピンが前記ハウジングから少なくとも部分的に突出したロックポジションと、
前記ロッキング爪および前記ロッキングピンが前記ロックポジションに対して前記ハウジングに向かって後退させられた非ロックポジションと、
の間で、前記ロッキング爪および前記少なくとも一つのロッキングピンを直線的に動作させるよう構成されており、
前記ロッキング爪は、前記ロックポジションにあるときに、前記ステアリングシャフトの回転動作を阻止するよう、前記開口に隣接して位置させられ、かつ、
前記ロッキングピンは、前記ロックポジションにあるときに、前記ステアリングシャフト・インターフェースと連係しかつ前記ステアリングシャフト・インターフェースに対して前記アクチュエータをロックするために、前記レセプタクル開口に隣接して位置させられるようになっていることを特徴とするシステム。
【請求項１８】
前記ドライブトレーンは、キャリアと、スプリングと、を具備してなり、かつ、前記ロッキング爪は、前記スプリングが前記ロッキング爪を前記ロッキングポジションへと付勢している状態で、前記キャリアに対して連結されていることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ロッキングピンは前記キャリアに対して連結されていることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ハウジングは、その表面から突出しかつ前記ステアリングシャフト・インターフェースの対応する係合部と係合するよう配置された、少なくとも一つの固定部を具備してなることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を使用していないときに、車両のステアリングシャフトをロックするためのステアリングシャフト・ロックアクチュエータに関する。
【０００２】
本願は、2006年4月27日に提出された米国仮特許出願シリアルNo.60/745,755号の出願日の利益を主張するものであり、その内容は、この引用によって、本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
自動車産業においては、車両イグニションが停止され、そしてキーが外されたときに、ステアリングシャフトの回転を阻止するために車両のステアリングシャフトをロックすることによって、盗難防止機能を実現するのが望ましいであろう。公知のシステムは、ステアリングコラムに組み込まれたキードイグニションシステムを使用する。キーがイグニションから外されたとき、イグニションスイッチに組み込まれた機械式ステアリングシャフト・ロック機構は、ステアリングシャフトを適所にてロックするよう作動させられる。他の車両は、キーレスシステム、あるいはキードイグニションシステムがステアリングコラムと関係付けられていないシステムを使用する。こうした形態に関しては、機械的にはイグニションスイッチの一部ではないアクチュエータが、ステアリングシャフトをロックしたりロック解除したりするために使用できる。
【０００４】
ある公知のステアリングシャフト・ロックアクチュエータにおいては、非ロックポジションからロックポジションへと、アクチュエータによってロッキング部材を動作させることができる。ロックポジションにあるときには、ロッキング部材は、ステアリングシャフトをロックするために、ステアリングシャフトの凹部と係合できる。この凹部は、ステアリングシャフトに対して結合されてもよい、歯付き／スプラインリングの隣接する歯／スプラインによって形成されてもよい。アクチュエータがロッキング部材をロックポジションへと駆動しようとするとき、障害物(たとえば歯付きリングの歯)に直面することがある。アクチュエータモーターは、障害物が排除されたとき、モーターがロッキング部材をロックポジションへと駆動するよう、作動状態のままとなるであろう。これがモーターにストレスを与え、アクチュエータの早期の故障につながることがある。アクチュエータの故障は、車両が使用されていない状況でのステアリングシャフトのロック不全、および／または、通常の運転状況でのステアリングシャフトの誤ったロックを引き起こし得るが、これは、もちろん、重大な安全上の問題であろう。
【０００５】
これとは別に、たとえば車両が動いているときにステアリングシャフトが決して誤ってロックされないことを保証するために安全手段が設けられることが望ましいであろう。盗難防止保護を実現するために、ロック状態にあるときには、ステアリングシャフトをロックするよう構成されたアクチュエータは、容易な取り外しを阻止するよう構成されることが、さらに望ましいであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
こうした機能の一つ以上を、簡単で、信頼性が高く、かつ／またはコスト効率のよい様式で実現するシステムおよび方法が求められている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施形態の特徴および利点は、以下の詳細な説明および図面(同じ参照数字は同じ部材を意味する)から明らかとなるであろう。
【０００８】
以下の詳細な説明は、図示する実施形態に関連するものであるが、その数多くの代替例、変更例および変形例は当業者にとって明らかであろう。したがって、特許請求の範囲に記載の事項は、広く解釈されるべきである。
【０００９】
本明細書における説明は、さまざまな例証的実施形態に関連する。本明細書で説明する実施形態は、限定ではなく、実例として提示したに過ぎないことを理解されたい。本発明は、その趣旨および範囲から逸脱することなく、さまざまなシステム組み込むことが可能である。
【００１０】
図１Ａ〜図１Ｃを参照すると、非ロックポジション(図１Ａ)、コックド(cocked)ポジション(図１Ｂ)およびロックポジション(図１Ｃ)にある、本発明に基づく代表的なステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２が、ブロック図形式で示されている。ステアリングシャフト・アクチュエータ１０２は、ステアリングシャフト１１０をロックしたり、ロック解除したりするためロッキング爪１０８を突出させたり、後退させるために、ギアトレーンを介して、一つ以上の可逆駆動モーターに対して接続されたロッキング爪１０８を備えていてもよい。ある代表的実施形態では、歯付きリング１４０が、ステアリングシャフト１１０の周囲を取り囲むように、ステアリングシャフト１１０に対して取り付けられてもよい。便宜上、歯１４２および１４０を有する歯付きリング１４０の一部分のみを図示している。他の実施形態では、一つ以上のスロットがステアリングシャフト１１０に設けられてもよい。ステアリングシャフト１１０は、このステアリングシャフト１１０上の歯付きリング１４０と係合状態となるようロッキング爪１０８を突出させることによってロック可能である。
【００１１】
図１Ａは、非ロックポジションにあるステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２を示しており、このポジションでは、ロッキング爪１０８は歯付きリング１４０から離れるように後退させられた状態にある。非ロックポジションでは、ステアリングシャフト１１０は、ロッキング爪１０８によって邪魔されることなく、自由に回転することができる。図１Ｂはコックドポジションにあるステアリング・ロックアクチュエータ１０２を示しており、このポジションでは、ロッキング爪１０８は歯付きリング１４０に向かって突出しているが、障害物によって、隣接する歯１４２,１４４の間の凹部１４３内に入り込むのが阻止されている。ある実施例では、障害物は、ロッキング爪１０８が凹部１４３内に突出しようとするとき、このロッキング爪１０８が歯の一つ、たとえば歯１４２に当接するよう、ロッキング爪１０８と歯付きリング１４０の歯１４２,１４４とが適切に整列しない場合に生じ得る。
【００１２】
有利なことを言えば、ステアリング・ロックアクチュエータ１０２はロストモーションデバイス(たとえば、ある実施形態では圧縮スプリング)を備えることができ、これは、障害物が排除されるとロッキング部材１０８を駆動するのに十分な蓄積エネルギーをコックドポジションにおいて有する。したがって、アクチュエータおよびその中のモーターは、ロッキング爪１０８がコックドポジションにあるときには、電力の供給を断つことが可能である。たとえば、ステアリングシャフト１１０が、図１Ｂに示すそのポジションから、図１Ｃに示すそのポジションへと反時計回りに回動させられたとき、ロストモーションデバイスは、歯付きリング１４０の歯１４２と歯１４４との間の凹部１４３内に、ロックポジションとなるように完全に突出するよう、ロッキング爪１０８を押しやることができる。
【００１３】
図２には、本発明に基づくステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ａのある代表的実施形態を示す。ステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ａは、たとえば図１Ａ〜１Ｃに示すように、非ロックポジション、コックドポジションおよびロックポジションへと、矢印２００によって示す方向に、実質的に直線的に、ロッキング爪１０８ａを動作させるよう構成可能である。
【００１４】
図示する代表的実施形態は、第１および第２の可逆駆動モーター２０２,２０４を備える。モーター２０２および２０４は、関係付けられたウォームドライブ２０６,２０８を介して、共通のギアトレーン２１０を駆動するよう構成可能である。ギアトレーン２１０は、各モーター２０２,２０４と関連付けられたウォームギア２１２,２１４を備えていてもよい。だが、こうした構成は必須のものではなく、モーター２０２,２０４は同一のウォームギアを駆動するよう構成されてもよい。ウォームギア２１２,２１４は、今度は、共通の複合(compound)ギア２１６を駆動できる。ギアトレーン２１０のためのその他の形態も利用可能である。たとえば、単一のウォームギアは複合ギアとして作用することができ、あるいは複数の複合ギアを直列配置で使用することもできる。機能は、システムギアレシオへの影響を除いて同じであろう。より多くのギアを用いることで、より高い減速比が実現されるであろう。
【００１５】
(複数の複合ギアが存在する場合に)トレーンにおける最後の複合ギア２１６は、出力ラック２１８を駆動できる。出力ラック２１８、スプリング２２０およびロッキング爪１０８ａは、カートリッジ２２２内に取り込まれてもよい。これらの部品が、モーションサブアセンブリを形成していてもよく、これによって、出力ラック２１８が駆動された際に、それはスプリング２２０を押圧し、今度は、これがロッキング爪１０８ａを押圧する。ロッキング爪１０８ａは、突出した際に、図１に関して先に説明したようなステアリングシャフトにおけるステアリングシャフト１１０の凹部１４３(たとえば歯付きリング１４０の歯１４２,１４４間のスペースなど)に入り込むことができる。ロッキング爪１０８ａが係合させられたとき、ステアリングシャフトはロックされ、そして回動しなくなる。
【００１６】
図示する代表的実施形態では、ウォームギアステージは逆駆動不可能である。モーター２０２,２０４はシステムを両方向に駆動できるが、ギアトレーン２１０のステージに対して加えられた力(すなわちトルク)は、モーター２０２,２０４を逆駆動できない。一つのモーターにのみ給電された場合、別のモーターウォームは逆駆動できず、ギアトレーン２１０は動作しない。モーター２０２,２０４が別個に制御される場合、ステアリングシャフトアクチュエータシステム１０２ａは本質的に安全機能を備える。なぜなら、両方のモーター２０２,２０４が同時に同じ方向に給電された場合にのみ、ステアリング・ロックアクチュエータシステム１０２ａはステアリングシャフト１１０をロックするからである。
【００１７】
図３は、本発明に基づくステアリングシャフト・ロックアクチュエータを制御するのに使用可能な電気的制御回路の一実施形態をブロック図形式で示している。コントローラー３０４は、プリント回路基板(ＰＣＢ)(図示せず)上に設けることができるが、これはステアリング・ロックアクチュエータのパッケージング／ハウジングと一体化可能であり、かつ、それによってロッキング爪１０８ａの位置を制御するために、モーター２０２,２０４を別個に駆動するための、さまざまな入力信号を受けることが可能である。ある実施形態では、モーター２０２,２０４を別個に駆動するために、異なる駆動信号を別個の制御回路によって供給することができ、これによってフェイルセーフ機能がもたらされる。たとえば、専用ライン上の別個の入力信号によって一つのモーターが駆動させられ、そしてシリアル通信バス上の暗号メッセージによって別のモーターが駆動させる場合、両方の入力信号が存在しない限り、本システムは機能しないであろう。
【００１８】
ある実施形態では、コントローラー３０４はマイクロコントローラーを備えていてもよい。ＰＣＢ上の一つ以上のセンサー３１０(たとえばホール効果センサー)が、出力ラックあるいはロッキング爪に対して結合された磁石２３０のようなアクティベータによって作動させられてもよい。これらセンサー３１０は、ロッキング爪１０８ａがステアリングシャフトと係合状態(ロック状態)にあるか、あるいは非係合状態(非ロック状態)にあるかを判定するのに使用できる。センサー３１０の一つ以上は、関連付けられた機械的または光学的アクティベータによって作動させられる機械式スイッチまたは光学式スイッチとして構成できる。
【００１９】
コントローラー３０４はまた、メモリー３０６からの情報を貯蔵しかつ引き出すことができる。電力源３０２はコントローラー３０４のための電力を供給でき、そしてさらに、シリアルデータバス(たとえばLIN、CANあるいはJ1850バス)を介してアクチュエータに接続された別個の車輌入力部からの専用のＩ／Ｏラインを提供できる。その他の入力もまたコントローラー３０４に対して供給可能であり、たとえばロックポジションに向かってロッキング爪１０８を駆動するためのユーザーコマンドもまた、コントローラー３０４によって受信可能である。
【００２０】
図４は、本発明に基づくステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｂの他の実施形態を概略的に示している。ステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｂは、たとえば図１Ａ〜図１Ｃに大まかに示すように、非ロックポジション、コックドポジションおよびロックポジションの間で、矢印４００の方向に実質的に直線的にロッキング爪１０８ｂを動作させるよう構成できる。図示する実施形態では、ステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｂは、二つの以上の駆動モーター２０２ｂ,２０４ｂを備えることができる。モーター２０２ｂ,２０４ｂは、たとえば結合されたモーターピニオン４０６ｂ,４０８ｂを介して、共通のギアトレーン２１０ｂを駆動することができる。ギアトレーン２１０ｂは、モーターピニオン４０６ｂ,４０８ｂによって駆動される、単一のスパーギア４１２ｂを備えていてもよい。スパーギア４１２ｂは、このスパーギア４１２ｂの回転によってウォーム４０２ｂの対応する回転が生じるように、ウォーム４０２ｂに対して結合可能である。
【００２１】
スプリング、ロッキング爪１０８ｂおよびドライブナットを取り込むためのキャリア２２２ｂを設けることができる。モーター２０２ｂ,２０４ｂと、結合されたモーターピニオン４０４ｂ,４０８ｂとは、スパーギア４１２ｂを駆動することができるが、このスパーギア４１２ｂは今度はウォーム４０２ｂを駆動することができる。ウォーム４０２ｂが回転するとき、キャリア２２２ｂは、実質的に直線動作で、ウォーム４０２ｂのネジに沿って駆動され、これによってキャリア２２２ｂは、ロックポジションと非ロックポジションとの間で、矢印４００の方向に移動させられる。ロッキング爪２０８ｂは、キャリア２２２ｂに配置されたスロット４２４内でスライドするよう構成されたロールピン４２３を備えていてもよく、しかも、上述したように、ロストモーションを実現するためにスプリングによって後退させられてもよい。
【００２２】
キャリア２２２ｂはまた、以下でより詳しく説明するように、このキャリア２２２ｂと共に動作するように、かつ、ステアリングシャフト・インターフェースの少なくとも一部と係合するに構成された一つ以上のインターロックピン(たとえば第１および第２のインターロックピン４３０,４３２)を備えていてもよい。本発明のロストモーション機能は、ロッキング爪１０８ｂの状態に関係なく、インターロックピン４３０,４３２がステアリングシャフト・インターフェースと係合することを可能とするであろう。たとえば、ロストモーション機能は、たとえロッキング爪１０８ｂが図１Ｂに大まかに示すようにブロック／コックドポジションにある場合でさえ、インターロックピン４３０,４３２がステアリングシャフト・インターフェースと係合することを可能とするであろう。なぜなら、スプリングは、ロッキング爪１０８ｂがコックドあるいはブロックポジションにおいて静止している間、十分なエネルギーを蓄えることが可能であり、そしていったん障害物が排除されると、ロッキング爪１０８ｂを駆動するからである。さらに言えば、キャリア２２２ｂは一つ以上の磁石２３０ｂを備えていてもよい。磁石３２０ｂは、ロッキング爪１０８ｂがステアリングシャフトと係合状態(ロック状態)にあるか、あるいは非係合状態(非ロック状態)にあるかを判定するために、上述したように一つ以上のセンサーを作動させるのに使用可能である。センサーの一つ以上は、関係付けられた機械的または光学的アクティベータによって作動させられる機械式スイッチまたは光学式スイッチとして構成できる。
【００２３】
図５は、ステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｂを収容するためのアクチュエータハウジング５００の一実施形態を示す。アクチュエータハウジング５００は、底部５０４に対して固定されるよう構成された上部５０２を備えていてもよい。ハウジング５００はまた、上部５０２と底部５０４との間に配置されるよう、そして塵埃がハウジング５００内に侵入し、ステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｂに悪影響を及ぼすのを軽減しかつ／または阻止するよう構成されたシール５０６を備えていてもよい。上部５０２および底部５０４は、結合されても、載置されても、あるいはさもなければ、溶着、接着、一つ以上のファスナー(たとえば開口５０８内に収容されるよう構成されたファスナー)など(ただし、これには限定されない)を含む当業者には公知の何らかの方法で互いに固定されてもよい。ハウジング５００は、車両とステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｂとの間で情報を送受信するための一つ以上の電気コネクターインターフェース５１０を備えていてもよい。
【００２４】
ロッキング爪１０８ｂは、このロッキング爪１０８ｂの少なくとも一部が、突出すなわちロックポジションにあるときには、アクチュエータハウジング５００を越えて突出可能であるように、アクチュエータハウジング５００内に収容可能である。アクチュエータハウジング５００はまた、ロッキング爪１０８ｂの一部およびインターロックピン４３０,４３２を少なくとも部分的に収容するよう構成可能なロッキング爪ガイド部５１２を備えていてもよい。ロッキング爪ガイド部５１２は、アクチュエータハウジング５００の一体的特徴部として設けることが可能であり、あるいは、アクチュエータハウジング５００に対して固定できる別体要素として設けることが可能である。
【００２５】
ある実施形態では、ロッキング爪ガイド部５１２は、ロッキング爪１０８ｂの少なくとも一部が、突出すなわちロックポジションにあるときには、ロッキング爪ガイド部５１２を越えて突出可能であるように、ロッキング爪１０８ｂの一部を少なくとも部分的に収容するようなサイズおよび形状とされた開口５１４を備えることが可能である。ロッキング爪ガイド部５１２はまた、キャリア２２２ｂがステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｂが外れるのを阻止するように動作させられたとき、インターロックピン４３０,４３２の少なくとも一部がロッキング爪ガイド部５１２を越えて突出可能であるように、インターロックピン４３０,４３２の一部を少なくとも部分的に収容するよう構成された一つ以上の開口５１８を備えていてもよい。開口５１８は、インターロックピン４３０,４３２がロッキング爪ガイド部５１２の外側部分５２２から少なくとも部分的に没するように形成された一つ以上のアンダーカット５２０内に設けられてもよい。
【００２６】
図６を参照すると、ステアリングシャフト・インターフェース６００は、ロッキング爪ガイド部５１２の少なくとも一部を収容するためのハウジングレセプタクル６０２を備えていてもよい。ある実施形態によれば、ステアリングシャフト・インターフェース６００は、鋳造または成形要素として提供することができ、しかもそれをステアリングシャフト１１０が貫通可能な開口６０４を備えていてもよい。ロッキング爪１０８ｂが(図１Ｃに大まかに示すように)ロックポジションにあるときにステアリングシャフトをロックするために、スプラインあるいは歯付きリング１４０は、ロッキング爪１０８ｂに実質的に隣接して配置されるよう構成できる。ハウジングレセプタクル６０２は、ロッキング爪ガイド部５１２の複数の側面を少なくとも部分的に取り囲むようなサイズおよび形状とされたキャビティ６０７を備えていてもよい。ハウジングレセプタクル６０２はまた、概してキャビティ６０７の第１の開口６１１の少なくとも一部に沿って延在する、少なくとも一つのタブ(たとえば第１および第２のタブ６０９,６１０)を備えていてもよい。第１の開口６１１は、ロッキング爪ガイド部５１２の一部を係合状態で収容するよう構成可能である。タブ６０９,６１０は、インターロックピン４３０,４３２の少なくとも一部を受けかつそれと係合すると共にステアリングシャフト・インターフェース６００に対してロッキング爪ガイド部５１２を(したがってステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｂを)捕らえるよう構成された一つ以上のインターロック機構６０６を備えることができる。
【００２７】
図７は、ステアリングシャフト・インターフェース６００のハウジングレセプタクル６０２内に係合状態で収容されかつ捕らえられたロッキング爪ガイド部５１２を示している。図から明らかであるように、ロッキング爪ガイド部５１２は、ハウジングレセプタクル６０２の第２の開口６１２を経て、キャビティ６０７内へと、概ね矢印Ａの方向に移動できる。ハウジングレセプタクル６０２のタブ６０９,６１０は、ロッキング爪ガイド部５１２がハウジングレセプタクル６０２内に着座するまで、ロッキング爪ガイド部５１２のアンダーカット５２０内に係合状態で収容可能である。ハウジングレセプタクル６０２内にいったん着座すると、インターロックピン４３０,４３２は、このインターロックピン４３０,４３２がハウジングレセプタクル６０２のインターロックピン機構６０と係合するまでロックポジションに向かってキャリア２２２ｂを動かすことによって、ロッキング爪ガイド部５１２の開口５１８を経て外側に突出可能である。いったんインターロックピン４３０,４３２がハウジングレセプタクル６０２のインターロックピン機構６０６と係合すると、ロッキング爪ガイド部５１２は(したがってステアリングシャフト・ロックアクチュエータ６０２は)、ステアリングシャフト・インターフェース６００に対して動けなくなる。この結果、ステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｂは、ステアリングシャフトから外すことができなくなる。
【００２８】
図８は、ブラケットとして打ち抜かれたステアリングシャフト・インターフェース６００ｂの一実施形態を示す。ステアリングシャフト・インターフェースブラケット６００ｂは、それをステアリングシャフト１１０が貫通可能な開口６０４ｂと、ロッキング爪１０８ｂがロックポジションにあるときステアリングシャフトをロックするために実質的にロッキング爪１０８ｂに隣接して配置されたスプラインあるいは歯付きリング１４０を備えていてもよい。ステアリングシャフト・インターフェースブラケット６００ｂはまた、ロッキング爪ガイド部５１２のアンダーカット５２０を受けるよう構成されたハウジングレセプタクル６０２ｂを備えていてもよい。ハウジングレセプタクル６０２ｂはまた、ロッキング爪ガイド部５１２が(したがってステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｂが)ステアリングシャフト・ブラケットインターフェース６００ｂに対して捕らえられ、そしてステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｂがステアリングシャフトから外せないように、図９に最もよく示されているような、インターロックピン４３０,４３２を受けるよう構成されたインターロック機構６０６ｂを備えていてもよい。
【００２９】
図１０は、本発明に基づくステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｃの他の実施形態を示す。ステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｃは、ハウジング５００ｃ内に配置可能であり、かつ、たとえば図１Ａ〜１Ｃに大まかに示すような非ロックポジション、コックドポジションおよびロックポジションの間でロッキング爪１０８ｂを動作させるよう構成可能である。ステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｂはキャリア２２２ｃ(図１１)を備えていてもよいが、これは、スプリング１００４、ロッキング爪１０８ｃおよびドライブナット１００６を捕らえるため、ピボットポイント１００２を中心としてハウジング５００ｃに対して連結されたレバー１０００として提供されてもよい。ドライブナット１００６は、レバー１０００の第１の部分１００８の第１の端部付近に結合されてもよい。レバー１０００の第１の部分１００８は、ピボットポイント１００２を中心としてハウジング５００ｃに対して連結可能な第２の部分１０１０に対して、ある角度をなして配置されてもよい。
【００３０】
一つ以上のモーター２０２ｃ,２０４ｃおよび結合されたモーターピニオン４０６ｃ,４０８ｃはスパーギア４１２ｃを駆動でき、このスパーギア４１２ｃが今度はウォーム４２０ｃを駆動する。ウォーム４２０ｃが回転するとき、レバー１０００内のドライブナット１００６は、ウォーム４０２ｃのネジ山に沿って移動し、レバー１０００をピボットポイント１００２を中心として回動させ、かつロッキング爪１０８ｃを概して矢印１０１２の方向に沿って動作させるよう構成されている。ロッキング爪１０８ｃは、図１１に示す後退した非ロックポジションと、図１２に示す突出したロックポジションとの間で動作可能である。さらに言えば、ロッキング爪１０８ｃは、ロッキング爪１０８ｃおよびステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｃが、いったん障害が排除されるとロッキング爪１０８ｃをロックポジションに向かって駆動するために、(図１３に大まかに示すような)コックドすなわちブロックポジションにおいて十分な蓄積エネルギーを有するロストモーションデバイスを形成するように、上述したとおりスプリング１００４によってレバー１０００に対して連結可能である。したがって、ステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｃおよびその内部のモーター２０２ｃ,２０４ｃは、ロッキング爪１０８ｃがロックポジションにあるときには、電力の供給を断つことが可能であり、しかもスプリングは、ロッキング爪１０８ｃをロックポジションまで完全に突出させることができる。
【００３１】
図１４は、本発明に基づくステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｄのさらに別な実施形態を示す。ステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｄはハウジング５００ｄ内に配置可能であり、しかも非ロックポジション、コックドポジションおよびロックポジションの間で、ロッキング爪ガイド部５１２ｂ内のロッキング爪１０８ｄを動作させるよう構成可能である。ロッキング爪ガイド部５１２ｂは、ロッキング爪１０８ｄの少なくとも一部が、突出すなわちロックポジションにあるときには、ロッキング爪ガイド部５１２を越えて突出できるように、ロッキング爪１０８ｄの一部を少なくとも部分的に収容するようなサイズおよび形状とされた開口５１４ｂを備えることができる。ある実施形態によれば、ロッキング爪ガイド部５１２は、アクチュエータハウジング５００ｄの一体的特徴部として提供でき、あるいは別体要素として提供できる。ハウジング５００ｄはまた、一つ以上の電気コネクターインターフェース５１０ｂを備えていてもよい。
【００３２】
キャリア２２２ｄ(図１４および図１５)は、ピボットポイント１００２を中心としてハウジング５００ｄに対して連結されたレバー１０００ｂとして提供できる。レバー１０００ｂは、概ね平坦な底面１４００を有するものとして提供可能であり、しかもスプリング１００４、ドライブナット１００６、ロッキング爪１０８ｄおよび一つ以上のインターロックピン(たとえば、レバー１０００ｂから概ね外側に突出する第１および第２のインターロックピン４３０ｂ,４３２ｂ)を取り込むことができる。一つ以上のモーター２０２ｄ,２０４ｄおよび結合されたモーターピニオン４０６ｄ,４０８ｄはスパーギア４１２ｄを駆動できるが、このスパーギア４１２は今度はウォーム４０２ｄを駆動でき、これによってレバー１０００２ｂに結合されたドライブナット１００６は、ウォーム４０２ｄのネジ山に沿って移動させられる。ドライブナット１００６がウォーム４０２ｄに沿って移動するとき、レバー１０００ｂはピボットポイント１００２を中心として回動することができ、しかもロッキング爪１０８ｄおよびインターロックピン４３０ｂ,４３２ｂは、それぞれ、概ね矢印１０１２ｂおよび円弧１５００の方向に沿って動作できる。ロッキング爪１０８ｄおよびインターロックピン４３０ｂ,４３２ｂは、図１５に示す後退した非ロックポジションと、図１４に示す突出したロックポジションとの間で動作可能である。ロッキング爪１０８ｃはまた、このロッキング爪１０８ｄとステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｄとが、ロッキング爪１０８ｄがコックドあるいはブロックポジションにある場合には、上述したロストモーションデバイスを形成するように、上述したとおりスプリング１００４によってレバー１０００ｂに対して連結可能である。
【００３３】
ステアリングシャフト・インターフェース６００ｃ(図１６)は、ロッキング爪ガイド部５１２ｂの少なくとも一部を収容するためのハウジングレセプタクル６０２ｂを含むものとして提供でき、しかもそれは、概ねハウジング５００ｄの底面１４０５に沿って延在可能である。ステアリングシャフト・インターフェース６００ｃは、当業者には公知の何らかの手法(たとえば、それに限定されるものではなくが、ファスナーなど)によってステアリングシャフトに対して連結可能であり、かつ、ハウジング５００ｄの少なくとも一部の周りに延在するよう構成された一つ以上のインターロック機構６０６ｂを備えていてもよく、かつ、ステアリングシャフト・インターフェース６００ｃに対してハウジング５００ｄを概ね保持可能である。代表的な実施形態において、インターロック機構６０６ｂは、ハウジング５００ｄの一部を係合状態で収容するよう構成された「Ｃ」形チャネルあるいは溝を備えていてもよい。ステアリングシャフト・インターフェース６００ｃはまた、レバー１０００ｂに対して連結されたインターロックピン４３０ｂ,４３２ｂを受けるよう構成された一つ以上のスロットあるいは開口１４０７を備えていてもよい。レバー１０００ｂが後退ポジションからロックポジションへと動くとき、インターロックピン４３０ｂ,４３２ｂは、ステアリングシャフト・インターフェース６００ｃの開口１４０７内に、少なくとも部分的に進入する。インターロック機構６０６ｂと開口１４０７内に収容されたインターロックピン４３０ｂ,４３２ｂとは協働で、ステアリングシャフト・インターフェース６００ｃに対してハウジング５００ｄを捕らえ、そしてロッキング爪１０８ｄがステアリングシャフトから外れるのを阻止する。
【００３４】
図１７は、本発明に基づくステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｅのさらなる実施形態を示す。ステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｅは概して、図１１〜１６に示すステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２に対応するが、ハウジング５００ｅは扁平なものとして提供されてもよい。ハウジング５００ｅの全高Ｈは上記ハウジングに比べて低減されてもよい。この結果、ステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｅは、パッケージサイズが制限要因である広範囲の用途において有用となるであろう。
【００３５】
図１８は、本発明に基づくステアリングシャフト・ロックアクチュエータの他の実施形態の分解図である。ステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｆは、ハウジング１８００内に配置されてもよく、かつ、たとえば図１Ａ〜１Ｃに大まかに示すような、非ロックポジション、コックドポジションおよびロックポジションの間でロッキング爪１０８ｆを動作させるよう構成できる。図示する代表的実施形態１０２ｆは、ウォームギア１８０２およびその出力部に連結されたスラストプレート１８０４を有する単一の可逆モーター２０２ｆを備える。ウォームギア１８０２は、軸１８０８を中心とした回転に関して固定された複合ギア１８０６と噛み合い係合状態にある。複合ギアは出力ギア１８１０を駆動する。出力ギアは、それに対して結合されたスラストワッシャー１８１２を有していてもよく、そしてそれはキャリア１８１６に対して結合された第２のウォームギア１８１４を駆動する。
【００３６】
キャリアは、スプリング１８１８を介して、それに対して連結されたロッキング爪１０８ｆを有していてもよい。図示する代表的実施形態においては、キャリアおよびロッキング爪は概してＵ字形であり、しかもブロックされたロッキング爪状態に適応するためのロストモーション機能を実現するために、図１９に示すようなインターロック様式で配置されている。スプリング１８１８は、ロッキング爪をキャリアの外側脚部１８２４に向かって付勢するために、キャリア１８１６に対して固定された一端と、ロッキング爪の内側脚部１８２２に当接状態で配置された他端１８２０とを有するトーションスプリングであってもよい。
【００３７】
モーター、軸、スラストワッシャー、複合ギアおよび出力ギアは、ハウジング１８００の底部１８２６内に収容可能であり、そしてハウジングの底部に対して固定されたリテーナ１８２８によって、その内部で保持可能である。リテーナ１８２８は、これに限定されるわけではないが開口１８３２内に収容されるよう構成されたファスナーなどを含む、当業者には公知の何らかの手法で、ハウジング底部に対して固定できる。プリント回路基板１８３４はリテーナ１８２８に接続可能であり、しかもそれは、キャリアの関連する開口内に配置された磁石１８３６を検出するためのホール効果センサーおよび関連する電子部品を備えていてもよい。車両とステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｆとの間で情報を受信しかつ／または送信するために、一つ以上の電気コネクターインターフェース１８３８が回路基盤に接続されてもよい。ハウジングのカバー部１８４０は、アクチュエータコンポーネントを少なくとも部分的に取り囲むために、これに限定されるわけではないが開口１８４４内に収容されるよう構成されたファスナー１８４２などを含む、当業者には公知の何らかの手法で、ハウジングの底部１８２６に対して固定できる。
【００３８】
ハウジングの底部は、その側面に一つ以上のロッキングタブ１８４６,１８４８を、そしてその底に一つ以上のロッキングポスト１８５０,１８５２を備えていてもよい。これらロッキングタブおよびロッキングポストは、アクチュエータをインターフェースに対して固定するのを助けるよう、ステアリングシャフト・インターフェースの関連する機構との噛み合い係合のために配置可能である。一つ以上のファスナー開口１８５４,１８５６が、ハウジングの底部の底を貫通するように延在していてもよい。
【００３９】
カバー部は、ロッキング爪ガイド部１８５４およびロックピン開口１８５６を備えていてもよい。モーターが第１の回転方向に作動させられたとき、キャリアのロックピン部１８５８は、ロックピン開口１８５６を経て、少なくとも部分的に突出することができ、しかもロッキング爪１０８ｆはロッキング爪ガイド部１８５４のロッキング爪開口１８６０を経て外側に突出できる。モーターが第１の方向とは逆の第２の方向に作動させられたとき、キャリアのロッキングピン部およびロッキング爪はハウジング１８００内に後退できる。プリント回路基板のホール効果センサーは、キャリアが完全に突出したポジションにあるときに第１の入力を、そしてキャリアが完全に後退したポジションにあるときに第１の出力とは異なる第２の出力を提供するよう構成できる。ホール効果センサーの出力は、こうして、キャリアおよびロッキング爪のポジションに関する指標を提供する。
【００４０】
図２０および図２１は、関連するステアリングシャフト・インターフェース２０００に対して結合されたステアリングシャフト・ロックアクチュエータ１０２ｆを示している。図示する代表的な実施形態においては、インターフェースは、ハウジング１８００のロッキング爪ガイド部１８５８を収容するためのレセプタクル開口２００２を含むブラケットとして構成されている。インターフェース２０００はまた、ハウジングの両側のロッキングタブ１８４６,１８４８を受けるために配置されたロッキングタブスロット２００４,２００６と、ハウジングの底のロッキングポスト１８５０,１８５２を受けるために配置されたロッキングポスト開口２１００,２１０２を備える。図示する実施形態はまた、ハウジングの底のファスナー開口１８５４,１８５６との整列のために配置されたファスナー開口２１０４,２１０６を備える。
【００４１】
アクチュエータは、ロッキングタブ１８４６,１８４８をインターフェースの関連するロッキングタブスロット２００４,２００６と整列させ、そしてハウジングのロッキング爪ガイド部１８５８をレセプタクル開口２００２を経て挿入することによって、インターフェース２０００に対して組み付けることができる。ハウジングは、続いて、ロッキングタブをロッキングタブスロットの下向き返し部分内に押し込むために、そしてロッキングポストをブラケットのロッキングピン開口内に押し込むために、下方に押しやられることになる。図２１に示すように、ファスナーは、ブラケットの開口を通り、ハウジングのファスナー開口を通り、そしてハウジングの底部の裏面のファスナー凹部２１０４内へ位置させることができる。アクチュエータは、たとえば、ファスナーにナット１８７０をねじ込むことによって、インターフェースに対して固定できる。
【００４２】
たとえば図２０に示すようにモーターがキャリアを完全に突出させるように作動させられた場合、キャリアのロッキングピン部１８５８は、ハウジングから外側に、そして少なくとも部分的にブラケットのレセプタクル開口２００２内に突出する。ロッキングピン部がレセプタクル開口内に突出することで、ロッキングタブをロッキングタブスロットから、そしてロッキングポストをロッキングポスト開口から引き抜くのに要するであろう、インターフェース２０００に対するアクチュエータの動作が阻止される。たとえアクチュエータをハウジングに対して固定するファスナーが取り外されても、ロッキングピン部１８５８がレセプタクル開口内に突出している場合、アクチュエータは、当該アクチュエータおよび／またはブラケットを破壊することなく、ブラケットから取り外すことはできない。これは、アクチュエータ１０２ｆが容易に動作不能となったり、取り外されたりするのを阻止することによって、盗難防止機能を実現する。たとえば図２２に示すようにキャリアが後退ポジションにあるとき、ロッキングピン部１８５８はレセプタクル開口から引き抜かれている。インターフェースに対するアクチュエータの垂直動作はこうして可能となり、そしていったんファスナーが外されると、ハウジングをブラケットから外すことができる。
【００４３】
図２３に示すように、インターフェースは、それをステアリングシャフト１１０が貫通できるステアリングシャフト・レセプタクル開口２３００を備えていてもよい。ステアリングシャフト上のスプラインリング２３０２は、ロッキング爪ガイド部１８５４に隣接して配置できる。キャリアが完全に突出させられたとき、ロッキング爪１０８ｆの部分は、ロッキング爪ガイド部１８５８から外側に、そしてスプラインリング２３０２のスプライン間のスペース内に突出できる。ロッキング爪がこのポジションに存在することで、スプラインリング２３０２およびそれに対して取り付けられたステアリングシャフトの回転が阻止される。
【００４４】
ロッキング爪とキャリアとの間にもたらされるロストモーションは、爪がブロックされた状況に適応する。キャリアが完全に突出したとき爪１０８ｆがスプラインリング２３０２のスプラインと係合する場合、スプリング１８１８の付勢に抗するロッキング爪１０８ｆとキャリア１８１６との間の相対動作によって、ロッキング爪はコックドポジションに置かれる。ロッキング爪１０８ｆとスプラインとの係合を外すためにステアリングシャフトを回転させた際、スプリング１８１８は、ステアリングシャフトをロックするために、スプライン間のスペース内へと外側にロッキング爪を押しやる。
【００４５】
図２４は、本発明に基づくステアリングシャフト・ロックアクチュエータを制御するのに利用可能な電気的制御回路の他の実施形態２４００をブロック図形式で示す。図示する代表的実施形態は、システムコネクター２４０２と、電力源２４０４と、シリアルインターフェース回路２４０６と、コントローラー２４０８と、メモリー２４１０と、モーター駆動部２４１２とを備える。電力源、シリアルインターフェース回路、コントローラーおよびマイクロコントローラーは、プリント回路基板、たとえばプリント回路基板１８３４上に設けることができるが、これは、スプリングロックアクチュエータのパッケージング／ハウジングと一体化することが可能である。ロッキング爪のポジションを検出するための一つ以上のホール効果センサーもまた、プリント回路基板上に配置できる。
【００４６】
システムコネクター(たとえばコネクター２４０２)は、制御回路２４００に対して入力／出力信号をつなぐのに適した、いかなるコネクターインターフェース(たとえば８ピン業界標準コネクター)であってもよい。電力源２４０４は、コントローラーを作動させるための安定した直流供給電圧(たとえば直流５Ｖ)を提供するために、システムコネクターを経て受け取った入力電圧(たとえば直流１２Ｖ)を調整できる。ある実施形態では、電力源は連続的に機能できる。
【００４７】
シリアルインターフェース回路２４０６は、コントローラーに対する車両バスのシリアルデータ用のインターフェースを提供できる。シリアルインターフェース回路は、車両バス用の保護回路を含んでいてもよい。ある実施形態では、シリアルバスは、電力源に起動または停止信号を供給することによって、電力源を作動させたり停止させたりするよう構成できる。
【００４８】
コントローラー２４０８は、入力信号に応じて、モーター駆動部を制御するマイクロコントローラーを備えていてもよい。コントローラーに対するアナログ入力が、電力ピンの電気的状況をモニターするために使用可能である。一つ以上のセンサー２４１４からの入力は、ロッキング爪の状態(たとえば突出しているか後退しているか)、および／またはロックあるいは非ロック状態へとアクチュエータを駆動させるか否かを判定するのに有用な、他の条件(たとえば車速、車両ドア開／閉状態など)を判定するのに使用可能である。センサー２４１４は、いかなる公知の形態(たとえば磁気式、機械式、光学式、音響式など、あるいはその組み合わせ)をとることもできる。ホール効果センサーが使用される場合、センサーは、リニアかつ／またはデジタルホール効果センサーであってもよい。センサー自体の状態だけでなくセンサー出力をコントローラーがモニターすることを可能とするために二線式(two-wire)ホール効果センサーを使用可能である。他の入力、たとえば、ロックポジションに向かってロッキング爪１０８を駆動するためのユーザーコマンド、車両の盗難が報告された場合にステアリングシャフトのロックを開始するための遠隔車両セキュリティシステムからの無線受信入力などもまた、コントローラー２４０８に対して供給することが可能である。
【００４９】
その入力に応答して、コントローラー２４０８は、モーター駆動回路２４１２に対して制御信号を提供できる。モーター駆動回路は、アクチュエータをロック状態(ロッキング爪が突出した状態)または非ロック状態(ロッキング爪が後退した状態)へと駆動するために、制御信号に応答して、一つ以上のモーターを駆動するよう構成できる。ある実施形態では、モーターを駆動するための大電流スイッチングは、二つの機械式リレー２４１８,２４２０によって実施できる。ロックリレー２４１８は、アクチュエータをロック状態へと駆動するために使用でき、かつ、アンロックリレー２４２０はアクチュエータを非ロック状態へと駆動するために使用できる。
【００５０】
作動時、非ロック状態へとアクチュエータを駆動するために、車両制御モジュールからのアンロックコマンドが、システムコネクターにおいて受信される。このアンロックコマンドに応答して、コントローラーは、たとえば適当なソフトウェア、ハードウェアおよび／またはファームウェアを用いて、アンロックリレー２４２０を作動させるアンロック信号を提供でき、そしてアクチュエータを非ロックポジションへと駆動することができる。ロッキング爪が非ロックポジションへと動いたことをセンサー入力が示す場合、アンロックリレー２４２０は、コントローラーからの制御信号によって停止させられる。
【００５１】
アクチュエータをロック状態へと駆動するために、コードメッセージがシステムコネクターにおいて受信され、そしてシリアルインターフェース回路を経てコントローラーに供給されてもよい。コントローラーは、コード化メッセージが正確なロックメッセージであると確かめられ、かつ、ロッキングのための車両条件(たとえば車速、ドア状態、車両出力、イグニション状態など)がセンサーからの入力から、決定されたとおりに満たされた場合だけ、たとえば適当なソフトウェア、ハードウェアおよび／またはファームウェアを用いて、ロックリレー２４１８にロックコマンドを提供するよう構成できる。ある実施形態では、ロッキングのための条件は、ロッキングプロセスを通じてロッキング条件が満たされていることを保証するために、たとえば１ｍｓ間隔で、連続してモニターすることが可能である。ロッキング条件が満足されなければ、ロッキングプロセスは中断されるであろう。
【００５２】
ロックリレー２４１８を制御しかつロック状態へとアクチュエータを駆動するための電力は、システムコネクターを経て、外部電源から供給できる。ロッキングリレーコイル用のアースはまた、システムコネクターを経て、外部電源によって提供できる。ロックコマンドを受けたとき、ロックリレー２４１８はアクチュエータをロック状態へと駆動できる。ロッキング爪がロック状態を実現したことをセンサー出力が示すとき、コントローラーは、リレーを開き、そしてモーターを停止させるために、ロックリレー２４１８にコマンドを送信できる。続いて、アクチュエータがロックされたことを知らせるために、コントローラーは車両制御モジュールにメッセージを送信できる。
【００５３】
電気制御回路および方法の実施形態は、コントローラーによって実行されるコンピュータープログラム製品として具現化できる。そうした具現化には(限定ではなく)、システムおよび方法に関して本明細書で先に説明した機能の全てあるいは一部を実現する一連のコンピューター指令を伴う。一連のコンピューター指令は、機械読み取り可能な媒体、たとえば半導体、磁気式、光学式あるいはその他のメモリーデバイスに蓄積でき、しかも通信技術、たとえば光学式、赤外線式、マイクロ波式、あるいはその他の伝送技術を用いて伝送できる。そうしたコンピュータープログラム製品は、取り外しできる機械読み取り可能な媒体(たとえば、ディスケット、ＣＤ‐ＲＯＭ)として提供されても、コンピューターシステムに(たとえばシステムＲＯＭあるいは固定ディスクに)プレロードされても、あるいはネットワーク(たとえばインターネットあるいはワールドワイドウェブ)上のサーバーあるいは電子ブリテンボードから提供されてもよいことは明らかである。
【００５４】
当業者であれば、そうしたコンピューターインストラクションは、多くのコンピューターアーキテクチャーあるいはオペレーティングシステムと共に使用するための、さまざまなプログラミング言語によって記述できることは明らかである。たとえば、好ましい実施形態は、手順プログラミング言語(たとえば「Ｃ」)あるいはオブジェクト指向プログラミング言語(たとえば「Ｃ++」あるいはJava(登録商標))を用いて実施できる。本発明の代替実施形態は、事前プログラムハードウェア要素、ファームウェアとして、あるいはハードウェア、ソフトウェアおよびファームウェアの組み合わせとして実施できる。
【００５５】
本発明の一態様によれば、出力シャフトを有する少なくとも一つのモーターと、出力シャフトに対して連結されたドライブトレーンと、ドライブトレーンに対して連結されたロッキング爪と、ドライブトレーンに対して連結された少なくとも一つのロッキングピンと、モーター、ドライブトレーン、ロッキング爪およびロッキングピンを少なくとも部分的に取り囲むためのハウジングとを具備してなるステアリングシャフト・ロックアクチュエータが提供される。ドライブトレーンは、ロッキング爪およびロッキングピンがハウジングから少なくとも部分的に突出したロックポジションと、ロッキング爪およびロッキングピンがロックポジションに対してハウジングに向かって後退させられた非ロックポジションとの間で、ロッキング爪および少なくとも一つのロッキングピンを直線的に動作させるよう構成可能である。ロッキング爪は、ロックポジションにあるとき、ステアリングシャフトの回転動作を阻止するよう位置させることができ、かつ、ロッキングピンは、ロックポジションにあるとき、ステアリングシャフト・インターフェースに対してアクチュエータをロックするよう位置させることができる。
【００５６】
本発明の他の態様によれば、出力シャフトを有する少なくとも一つのモーターと、出力シャフトに対して連結されたドライブトレーンと、ドライブトレーンに対して連結されたロッキング爪と、ドライブトレーンに対して連結された少なくとも一つのロッキングピンと、モーター、ドライブトレーン、ロッキング爪およびロッキングピンを少なくとも部分的に取り囲むためのハウジングであってロッキング爪ガイド部を具備してなるハウジングと、ステアリングシャフトを受けるための開口部とハウジングのロッキング爪ガイド部を受けるよう構成されたレセプタクルとを具備してなるステアリングシャフト・インターフェースとを具備してなるステアリングシャフト・ロックアクチュエータシステムが提供される。ドライブトレーンは、ロッキング爪がロッキング爪ガイド部から少なくとも部分的に突出しかつロッキングピンがハウジングから少なくとも部分的に突出したロックポジションと、ロッキング爪およびロッキングピンがロックポジションに対してハウジングに向かって後退させられた非ロックポジションとの間で、ロッキング爪および少なくとも一つのロッキングピンを直線的に動作させるよう構成可能である。ロッキング爪は、ロックポジションにあるときに、ステアリングシャフトの回転動作を阻止するよう、開口に隣接して位置させることができ、かつ、ロッキングピンは、ロックポジションにあるときに、ステアリングシャフト・インターフェースと連係しかつステアリングシャフト・インターフェースに対してアクチュエータをロックするために、レセプタクル開口に隣接して位置させることができる。本発明のさらに他の態様によれば、車両ステアリングシャフトとステアリングシャフト・ロックアクチュエータシステムとを含むシステムとして提供される。
【００５７】
本明細書で採用した用語および表現は、説明のための用語として用いており、限定ではなく、そして、そうした用語および表現の使用に関して、図示しかつ説明した特徴(あるいはその一部)の等価物を除外する意図はなく、そして特許請求の範囲の中で、さまざまな変更が可能であることを理解されたい。さらに、本明細書で説明した実施形態のさまざまな特徴は、本明細書で説明した一つ以上の他の実施形態の特徴と組み合わせたり、あるいは置き換えたりすることができる。その他の変更例、変形例および代替例もまた実施可能である。したがって特許請求の範囲の記載は、全てのそうした等価物を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１Ａ】そのロッキング部材が後退した非ロックポジションにあるステアリングシャフト・ロックアクチュエータのブロック図である。
【図１Ｂ】コックドポジションにあるステアリングシャフト・ロックアクチュエータのブロック図である。
【図１Ｃ】図１Ｂの障害物が排除されて、そのロッキング部材が完全に突出したロックポジションにあるステアリングシャフト・ロックアクチュエータのブロック図である。
【図２】ステアリングシャフト・ロックアクチュエータの第１実施形態の概略図である。
【図３】本発明に基づくステアリングシャフト・ロックアクチュエータを制御するために使用可能な電気制御回路の一実施形態のブロック図である。
【図４】ステアリングシャフト・ロックアクチュエータの他の実施形態のギアトレーン部の斜視図である。
【図５】ハウジング内に収容された図４のアクチュエータ部分の斜視図である。
【図６】非組み立て状態でのアクチュエータおよびステアリングシャフト・インターフェースの一実施形態の斜視図である。
【図７】組み立て状態での図６に示すアクチュエータおよびステアリングシャフト・インターフェースの斜視図である。
【図８】組み立て状態でのアクチュエータハウジングおよびステアリングシャフト・インターフェースの他の実施形態の斜視図である。
【図９】図８に示すアクチュエータハウジングおよびステアリングシャフト・インターフェースとの間のインターフェースの拡大図である。
【図１０】ステアリングシャフト・ロックアクチュエータの他の実施形態の斜視図である。
【図１１】後退ポジションでの図１０に示すステアリングシャフト・ロックアクチュエータの側部斜視図である。
【図１２】ロックポジションでの図１０に示すステアリングシャフト・ロックアクチュエータの側部斜視図である。
【図１３】ブロックポジションでの図１０に示すステアリングシャフト・ロックアクチュエータの側部斜視図である。
【図１４】ステアリングシャフト・ロックアクチュエータのさらに他の実施形態の斜視図である。
【図１５】後退ポジションでの図１４に示すステアリングシャフト・ロックアクチュエータの側部斜視図である。
【図１６】ロックポジションでの図１４に示すステアリングシャフト・ロックアクチュエータの底部斜視図である。
【図１７】扁平なステアリングシャフト・ロックアクチュエータおよびアクチュエータハウジングの上部斜視図である。
【図１８】ステアリングシャフト・ロックアクチュエータのさらに他の実施形態の分解図である。
【図１９】図１８に示すステアリングシャフト・ロックアクチュエータのギアトレーン部分の斜視図である。
【図２０】ロックすなわち突出ポジションであって、かつ、ステアリングシャフト・インターフェースに対して組み付けられた、図１８に示すステアリングシャフト・ロックアクチュエータの斜視図である。
【図２１】ステアリングシャフト・インターフェースに対して組み付けられた、図１８に示すステアリングシャフト・ロックアクチュエータの底部斜視図である。
【図２２】非ロックすなわち後退ポジションであって、かつ、ステアリングシャフト・インターフェースに対して組み付けられた、図１８に示すステアリングシャフト・ロックアクチュエータの斜視断面図である。
【図２３】ロックすなわち突出ポジションであって、かつ、ステアリングシャフト・インターフェースに対して組み付けられた、図１８に示すステアリングシャフト・ロックアクチュエータの斜視断面図である。
【図２４】本発明に基づくステアリングシャフト・ロックアクチュエータを制御するのに利用可能な電気制御回路の他の実施形態のブロック図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０２  ステアリングシャフト・ロックアクチュエータ
１０８  ロッキング爪
１１０  ステアリングシャフト
１４０  歯付きリング
１４２,１４４  歯
１４３  凹部
２０２,２０４  駆動モーター
２０６,２０８  ウォームドライブ
２１０  ギアトレーン
２１２,２１４  ウォームギア
２１６  複合ギア
２１８  出力ラック
２２０  スプリング
２２２  カートリッジ
２２２ｂ  キャリア
２３０  磁石
３０２  電力源
３０４  コントローラー
３０６  メモリー
３１０  センサー
４０２ｂ  ウォーム
４０６ｂ,４０８ｂ  モーターピニオン
４１２  スパーギア
４２０ｃ  ウォーム
４２３  ロールピン
４２４  スロット
４３０,４３２  インターロックピン
５００  アクチュエータハウジング
５０６  シール
５０８  開口
５１０  電気コネクターインターフェース
５１２  ロッキング爪ガイド部
５１４,５１８  開口
５２０  アンダーカット
６００  ステアリングシャフト・インターフェース
６００ｂ  ステアリングシャフト・インターフェースブラケット
６０２  ハウジングレセプタクル
６０４  開口
６０６  インターロック機構
６０７  キャビティ
６０９,６１０  タブ
６１１,６１２  開口
１０００  レバー
１００２  ピボットポイント
１００４  スプリング
１００６  ドライブナット
１８００  ハウジング
１８０２  ウォームギア
１８０４  スラストプレート
１８０６  複合ギア
１８０８  軸
１８１０  出力ギア
１８１２  スラストワッシャー
１８１４  第２のウォームギア
１８１６  キャリア
１８１８  スプリング
１８２２,１８２４  脚部
１８２６  底部
１８２８  リテーナ
１８３２  開口
１８３４  プリント回路基板
１８３６  磁石
１８３８  電気コネクターインターフェース
１８４０  カバー部
１８４２  ファスナー
１８４４  開口
１８４６,１８４８  ロッキングタブ
１８５０,１８５２  ロッキングポスト
１８５４,１８５６  ファスナー開口
１８５８  ロッキング爪ガイド部
１８６０  ロッキング爪開口
１８７０  ナット
２０００  ステアリングシャフト・インターフェース
２００２  レセプタクル開口
２００４,２００６  ロッキングタブスロット
２１００,２１０２  ロッキングポスト開口
２１０４,２１０６  ファスナー開口
２３００  ステアリングシャフト・レセプタクル開口
２３０２  スプラインリング
２４００  制御回路
２４０２  システムコネクター
２４０４  電力源
２４０６  シリアルインターフェース回路
２４０８  コントローラー
２４１０  メモリー
２４１２  モーター駆動回路
２４１４  センサー
２４１８,２４２０  リレー
【図１Ａ】
2009535254.tif 000003
【図１Ｂ】
2009535254.tif 000004
【図１Ｃ】
2009535254.tif 000005
【図２】
2009535254.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2009535254.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
2009535254.tif 000028
【国際調査報告】
2009535254.tif 000029
2009535254.tif 000030
2009535254.tif 000031