(57)【要約】【課題】  ストッパ部が当接して係止する時に発生する応力を分散し、応力集中を避けることができ、出力ギヤを所定の範囲内で回転させた後で確実に停止できるアクチュエータ装置を提供する。【解決手段】  出力シャフト部２４の外周面２４ｃを内周面１３ｃで回転自在に支持する円筒状の軸受部１３をケース本体１２に設け、この外周面２４ｃから円弧状に突出するストッパ部２７を形成し、軸受部１３には、ストッパ部２７との干渉を防止して出力ギヤ２３の回転を許容する円環状の溝１３ｂを形成するとともに、軸受部１３の外周面１３ｄから外側に円弧状にそれぞれ突出する一対の円弧部１３ｅ，１３ｅ間にケース本体１２のストッパ部１４ｑを形成し、このストッパ部１４の係止面１４ａと円環状の溝１３ｂとで形成される角部１４ｂを、曲率半径が大きい湾曲形状に形成した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ収容部及びギヤ収容部を有したケースと、このケースのモータ収容部に収容されるモータと、前記ケースのギヤ収容部に回転自在に収容され、前記モータの駆動軸によって回転駆動される出力ギヤが備えられ、この出力ギヤに前記ケースに回転自在に支持される出力シャフト部と出力カム部が設けられると共に、該出力シャフト部にストッパ部を設ける一方、この出力シャフト部に設けたストッパ部が係止されて前記出力ギヤの回転範囲を規制するストッパ部を前記ケースに設けたアクチュエータ装置において、
前記出力ギヤの出力シャフト部の外周面が回転自在に支持される内周面を有する円筒状の軸受部を前記ケースに設け、前記出力シャフト部のストッパ部が該出力シャフト部の外周面から円周方向に所定の幅寸法を持って円弧状に突出させて形成すると共に、前記円筒状の軸受部には、前記出力シャフト部のストッパ部との干渉を防止して前記出力ギヤの回転を許容する円環状の溝を形成し、前記円筒状の軸受部の外周面から該軸受部の円周方向に所定の間隔を有して円弧状にそれぞれ突出する一対の円弧部が形成され、前記出力シャフト部のストッパ部が当接係止される該ケースのストッパ部の係止面と前記円環状の溝とで形成される角部を曲率半径の大きな湾曲形状としたことを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項２】
請求項１記載のアクチュエータ装置であって、
前記出力シャフトのストッパ部を前記出力シャフト部の外周面と前記出力ギヤのギヤ部の下面との間に一体形成し、且つ、前記ケースのストッパ部を該ケースの円筒状の軸受部に一体形成すると共に、前記出力シャフトのストッパ部は前記ケースの円筒状の軸受部に形成した円環状の溝の底面上を摺動させるようにしたことを特徴とするアクチュエータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両のステアリングシャフトをロックしたり、アンロックするステアリングロック装置に用いて好適なアクチュエータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアクチュエータ装置としてのステアリングロック装置のケースは、モータ収容部及びギヤ収容部を有したケース本体と、このケース本体のモータ収容部及びギヤ収容部を覆うカバーとで構成されている。そして、このケース本体は、モータ収容部に収容されるモータと、モータの駆動軸の回転によって減速ギヤを介して回転駆動される出力ギヤと、ケースのギヤ収容部に配置されたリミットスイッチを備えている。この出力ギヤには、出力ギヤの中心部に固定されて出力ギヤと共に回転駆動される出力シャフトと、この出力シャフトに取り付けられ、車両のステアリングシャフトをロック又はアンロックする際に用いる出力カムが設けられている。また、ケース本体のギヤ収容部にはリミットスイッチが備えられ、出力ギヤの軸部に一体的に形成されたカム部によって、オンまたはオフ操作される。
【０００３】
また、出力ギヤの上面には、カバーの内面に突設された突起に当接係止される突起を設けてある。この出力ギヤの突起がカバーの突起に当接して係止されると、出力ギヤの軸部のカム部がリミットスイッチをオンしてモータの通電がオフされる。この出力ギヤの突起がカバーの突起に係止される時の衝撃を吸収するために、カバーの突起には弾性体が取り付けられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１５４６７４号公報
【０００５】
【特許文献２】特開２００３−２７６５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来のステアリングロック装置では、出力ギヤの回動範囲を例えば３００゜程度に設定した場合に、ストッパ部である出力ギヤの突起とカバーの突起を小さく形成しなければならない。そのため、出力ギヤを係止する際のカバーの突起にかかる応力が大きくなり、且つカバーの突起の角部に応力集中が発生する。これにより、カバーが変形し、このカバーの変形によってカバーの突起が浮き上がり、出力ギヤの突起とカバーの突起との係止がずれてしまい、出力ギヤの停止位置が正規の位置に規制されずに設定された回動範囲以上に出力ギヤが回転される場合があった。これに対処するために、カバーの突起に弾性体を取り付けて出力ギヤの突起との係止時の衝撃を吸収するようにしているが、カバーの突起に弾性体を取り付けるので、部品点数が増えてコスト高になっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、ケースと出力ギヤの双方のストッパ部を小さく形成しても、ケースのストッパ部にかかる応力を小さくできると共に、ケースのストッパ部にかかる応力を分散してストッパ部の角部の応力集中を回避することができ、その結果、出力ギヤを常に所定の範囲で回転させた後に、予め定められた位置に確実に停止させることができる安価なアクチュエータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、モータ収容部及びギヤ収容部を有したケースと、このケースのモータ収容部に収容されるモータと、前記ケースのギヤ収容部に回転自在に収容され、前記モータの駆動軸によって回転駆動される出力ギヤが備えられ、この出力ギヤに前記ケースに回転自在に支持される出力シャフト部と出力カム部が設けられると共に、該出力シャフト部にストッパ部を設ける一方、この出力シャフト部に設けたストッパ部が係止されて前記出力ギヤの回転範囲を規制するストッパ部を前記ケースに設けたアクチュエータ装置において、前記出力ギヤの出力シャフト部の外周面が回転自在に支持される内周面を有する円筒状の軸受部を前記ケースに設け、前記出力シャフト部のストッパ部が該出力シャフト部の外周面から円周方向に所定の幅寸法を持って円弧状に突出させて形成すると共に、前記円筒状の軸受部には、前記出力シャフト部のストッパ部との干渉を防止して前記出力ギヤの回転を許容する円環状の溝を形成し、前記円筒状の軸受部の外周面から該軸受部の円周方向に所定の間隔を有して円弧状にそれぞれ突出する一対の円弧部が形成され、前記出力シャフト部のストッパ部が当接係止される該ケースのストッパ部の係止面と前記円環状の溝とで形成される角部を曲率半径の大きな湾曲形状としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載のアクチュエータ装置であって、前記出力シャフトのストッパ部を前記出力シャフト部の外周面と前記出力ギヤのギヤ部の下面との間に一体形成し、且つ、前記ケースのストッパ部を該ケースの円筒状の軸受部に一体形成すると共に、前記出力シャフトのストッパ部は前記ケースの円筒状の軸受部に形成した円環状の溝の底面上を摺動させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、出力ギヤの出力シャフト部の外周面を内周面で回転自在に支持する円筒状の軸受部をケースに設け、出力シャフト部の外周面から円弧状に突出するストッパ部を形成し、円筒状の軸受部には、出力シャフト部のストッパ部との干渉を防止して出力ギヤの回転を許容する円環状の溝を形成すると共に円筒状の軸受部から外側にそれぞれ突出する一対の円弧部を形成し、この一対の円弧部間にケースのストッパ部を形成し、このストッパ部の係止面と円筒状の軸受部の円環状の溝とで形成される角部を曲率半径の大きい湾曲形状に形成したことにより、出力シャフト部のストッパ部とケースのストッパ部が当接して係止する際に、ケースのストッパ部の係止面にかかる応力が分散され、応力集中の発生が確実に回避される。このため、ケースの変形を確実に防止することができ、出力ギヤを常に所定の範囲内で正確かつ確実に回転させた後で停止することができる。また、ケースのストッパ部の係止面にかかる応力が小さくなることにより、ストッパ部を小さく形成することが可能になり、出力ギヤの回動範囲を大きく設定できる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、出力シャフトのストッパ部を出力シャフト部の外周面と出力ギヤのギヤ部の下面との間に一体形成し、且つ、ケースのストッパ部を該ケースの円筒状の軸受部に一体形成したことにより、出力シャフト部のストッパ部とケースのストッパ部を小さなスペースに設置することができ、全体の小型薄型化を図ることができる。これにより、出力ギヤの回動範囲を大きく設定することができると共に、出力シャフト部のストッパ部とケースのストッパ部が当接して係止する時にケースのストッパ部にかかる応力を確実に低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の実施例１に係るステアリングロック装置を表面側から見た分解斜視図、図２は同ステアリングロック装置を底面側から見た分解斜視図、図３は同ステアリングロック装置のケース本体の平面図、図４は同ステアリングロック装置に用いられる出力ギヤを底面側から見た斜視図、図５は同出力ギヤの底面図、図６は同ケース本体の内部を示す平面図、図７（ａ）は上記ケース本体のストッパ部の拡大部分説明図、図７（ｂ）は同ストッパ部の改良前の拡大部分説明図、図８は同ケース本体のストッパ部と出力ギヤのストッパ部の係止状態を示す平面図である。
【００１４】
図１〜図３に示すように、ステアリングロック装置（アクチュエータ装置）１０のケース１１は、モータ収容部１２ａ及び該モータ収容部１２ａに連通するギヤ収容部１２ｂが配置され、且つ、該ギヤ収容部１２ｂに軸受部１３が配置された合成樹脂製で箱形のケース本体１２と、このケース本体１２のモータ収容部１２ａ及びギヤ収容部１２ｂを覆うと共に軸受部１６が形成され、ケース本体１２の全体を覆ってビス１８で締結固定される合成樹脂製のカバー１５から構成されている。このケース本体１２のモータ収容部１２ａにはモータ２０が収容されており、そのアーマチュア軸（駆動軸）２１の両端と中途部は各軸受部１９ａ，１９ｂ，１９ｃを介して回転自在に支持されている。さらに、アーマチュア軸２１の先端側にはウォーム２２を形成してあり、このウォーム２２はギヤ収容部１２ｂ内に入り込んでいる。尚、アーマチュア軸２１に取り付けられた図示しないアーマチュアのアーマチュアコイルに電流が供給されると、該アーマチュアが正回転又は逆回転され、アーマチュアコイルに供給された電流が遮断されると、電磁制動回路が形成されてアーマチュアコイルに電磁制動電流が流れるようになっている。
【００１５】
また、図１〜図３に示すように、ケース本体１２のギヤ収容部１２ｂには、モータ２０のアーマチュア軸２１に形成されたウォーム２２に噛合し回転駆動される合成樹脂製の出力ギヤ２３が回転自在に収容されている。この出力ギヤ２３は、支軸を成す出力シャフト部２４と、この出力シャフト部２４の中央に一体突出形成され、モータ２０のアーマチュア軸２１のウォーム２２に噛合するギヤ部２５と、出力シャフト部２４の下面２４ｄに一体突出形成される出力カム部２６とが備えられている。この出力カム部２６は、後述するケース本体１２の底壁１２ｃに形成された円筒状の軸受部１３より外側に露出するようになっており、図示しないステアリングシャフトをロック及びアンロックする際に用いられる。
【００１６】
図１〜図４に示すように、出力ギヤ２３の出力シャフト部２４の小径部２４ａの上端２４ｂはカバー１５に形成された軸受部１６に回転自在に支持されている。また、出力シャフト部２４の大径部２４ｃ（外周面２４ｃ）はケース本体１２の底壁１２ｃに一体突出形成された円筒状の軸受部１３に回転自在に支持されている。出力ギヤ２３のギヤ部２５の下面２５ａは円筒状の軸受部１３の上面１３ａに摺動自在に載置されていると共に、出力シャフト部２４の外周面２４ｃが円筒状の軸受部１３の内周面１３ｃに摺動自在に支持されている。
【００１７】
また、図１，図４に示すように、出力ギヤ２３のギヤ部２５は出力シャフト部２４の小径部２４ａと外周面２４ｃとの間に一体形成されている。さらに、図２，図４，図５に示すように、出力シャフト部２４の外周面２４ｃとギヤ部２５の下面２５ａで形成された角部には、後述するケース本体１２のストッパ部１４に当接係止される円弧状でブロック状のストッパ部２７を一体突出形成してある。このストッパ部２７は、出力シャフト部２４の外周面２４ｃから円周方向に所定の幅寸法を持って円弧状に突出させて形成される。
【００１８】
さらに、図１，図３に示すように、出力シャフト部２４の小径部２４ａには、カム部２８が一体突出形成されている。図２に示すように、このカム部２８に対向するカバー１５の内面１５ａ内には、カム部２８によってオン又はオフ操作されるリミットスイッチ（スイッチ手段）３０が取り付けられている。
【００１９】
図１，図６〜図８に示すように、ケース本体１２に一体に設けた円筒状の軸受部１３には、出力シャフト部２４のストッパ部２７との干渉を防止して出力ギヤ２３の回転を許容する円環状の溝１３ｂを形成してある。また、この円筒状の軸受部１３には、出力ギヤ２３を予め定められた所定の角度だけ回転させるように該出力ギヤ２３の回転範囲を規制するストッパ部１４を一体突出形成してある。即ち、円筒状の軸受部１３の外周面１３ｄから該軸受部１３の円周方向に所定の間隔を有して外側に円弧状にそれぞれ突出する一対の円弧部１３ｅ，１３ｅを一体突出形成してあり、この一対の円弧部１３ｅ，１３ｅ間に該軸受部１３の外周面１３ｄから内周面１３ｃに向けて円弧状のストッパ部１４を一体突出形成してある。
【００２０】
出力シャフト部２４のストッパ部２７は、円筒状の軸受部１３の円環状の溝１３ｂの底面１３ｆ上を摺動して、ケース本体１２のストッパ部１４の一方の係止面１４ａ又は他方の係止面１４ａに当接係止されるようになっている。
【００２１】
図７（ａ）に示すように、このストッパ部１４の前後の係止面１４ａと１４ａとの円筒状の軸受部１３の円環状の溝１３ｂとで形成される各角部１４ｂは、Ｕ字状に凹むように湾曲しており、湾曲形状の各角部１４ｂは、図７（ｂ）に示す円筒状の軸受部１３の外周面１３ｄに円弧部１３ｅが一体突出形成されていないストッパ部１４′の角部１４ｂ′のものよりも大きな曲率半径を持つ湾曲形状に形成されている。
【００２２】
以上実施形態のステアリングロック装置１０によれば、モータ２０の図示しないアーマチュアコイルに電流が供給されると、アーマチュア軸２１のウォーム２２が回転し、このウォーム２２に噛合されている出力ギヤ２３及び出力ギヤ２３の出力シャフト部２４が回転される。
【００２３】
図８に示すように、出力ギヤ２３が予め定められた所定の角度だけ回転すると、出力シャフト部２４のストッパ部２７がケース本体１２のストッパ部１４の係止面１４ａに当接して係止される。この時点で、出力ギヤ２３の回転は停止される。この際、出力ギヤ２３の出力シャフト部２４に一体突出形成されたカム部２８によりカバー１５の内面１５ａに配置されているオフ状態（ＯＦＦ）のリミットスイッチ３０の操作レバー部３０ａが押されて該リミットスイッチ３０がオン状態（ＯＮ）になる。この出力ギヤ２３の停止する位置は、カム部２８でリミットスイッチ３０のＯＮにより、モータ２０に位置検出信号が出力されて通電がＯＦＦされ、アーマチュアコイルに供給された電流が遮断される。
【００２４】
ケース本体１２のストッパ部１４の係止面１４ａと円筒状の軸受部１３の円環状の溝１３ｂの底面１３ｆ及び内周面１３ｃとで形成される角部を大きな湾曲形状にしたことにより、ストッパ部２７が係止面１４ａに当接して係止される際に、ストッパ部１４の係止面１４ａにかかる応力が分散され、応力集中の発生が確実に回避される。それゆえ、出力ギヤ２３を常に所定の範囲内で正確かつ確実に回転させた後で停止させることができ、ケース本体１２の撓み等の変形を確実に防止することができる。さらに、ストッパ部１４の角部１４ｂを囲んで一対の円弧部１３ｅ，１３ｅが軸受部１３に形成されることにより、ストッパ部１４にかかる応力をさらに分散させることができる。したがって、ケース本体１２のストッパ部１４を小さく形成しても該ストッパ部１４の強度を保つことができ、また、従来のように、カバーの突起に衝撃吸収用の弾性体を取り付ける必要がないため、その分、部品点数を削減することができると共に、低コスト化を図ることができる。さらに、この出力ギヤ２３のストッパ部２７がケース本体１２のストッパ部１４に当接係止する際に、ケース本体１２のストッパ部１４にかかる応力を低減させる効果は、図９のグラフより明らかである。
【００２５】
即ち、本実施形態Ａでは、モータ２０のアーマチュア軸２１のウォーム２２と出力ギヤ２３のモジュールが０．６、ギヤ比が１：６５（ウォーム１条、一段減速）で、ギヤ部２５の外径を４０．７ｍｍ、歯底径を３７．８ｍｍとした場合に、出力シャフト部２４の直径をＰＶ値と摩耗限度より２８．２ｍｍとし、角部１４ｂを大きな湾曲形状（Ｒ形状）としたことにより、ケース本体１２の円弧状のストッパ部１４の外径を３７ｍｍの位置までもっていくことができる。それゆえ、図７（ｂ）に示す比較例Ｂの場合、即ち外径を３２．２ｍｍとした改良前のストッパ部１４′を備えたものでは、負荷トルクを６Ｎ・ｍとした時の応力値ｇが、約１４５ＭＰａとなるのに対し、本実施形態Ａの場合は約９０ＭＰａとなる。このため、本願発明Ａのストッパ部１４と比較例Ｂのストッパ部１４′の大きさは同じであるが、本願発明Ａの方がストッパ部１４にかかる応力を分散することができるため、応力値を低減させることができる。
【００２６】
また、出力ギヤ２３のストッパ部２７を出力シャフト部２４の外周面２４ｃと出力ギヤ２３のギヤ部２５の下面２５ａとの間に一体突出形成し、ケース本体１２のストッパ部１４をケース本体１２の円筒状の軸受部１３の内周面１３ｃに一体突出形成したことにより、出力ギヤ２３のストッパ部２７とケース本体１２のストッパ部１４を小さなスペースに設置することができ、ステアリングロック装置１０全体の小型薄型化を図ることができる。さらに、応力値が小さくなることにより、ストッパ部１４，２７を小さく形成することが可能となり、出力ギヤ２３の回動範囲を大きく設定できると共に、出力ギヤ２３のストッパ部２７とケース本体１２のストッパ部１４が当接して係止する時にかかる応力値を確実に低減させることができる。
【００２７】
また、ケース本体１２の変形のよってケース本体１２のストッパ部１４が浮き上がり、出力ギヤ２３のストッパ部２７とケース本体１２のストッパ部１４との係止がずれ、出力ギヤ２３の停止位置が正規の位置に規制されずに設定された回動範囲以上に出力ギヤ２３が回転されることがなくなり、さらに、カム部２８がリミットスイッチ３０を乗り越えてしまう現象を確実に防止することができ、このカム部２８によりリミットスイッチ３０を確実にオン又はオフ操作することができる。
【００２８】
尚、前記実施形態によれば、出力ギヤのストッパ部が当接係止される相手側のストッパ部をケースを構成するケース本体側に形成したが、ケースを構成するカバー側に形成してもしても良いことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態のステアリングロック装置を表面側から見た分解斜視図である。
【図２】上記ステアリングロック装置を底面側から見た分解斜視図である。
【図３】上記ステアリングロック装置のケース本体の平面図である。
【図４】上記ステアリングロック装置に用いられる出力ギヤを底面側から見た斜視図である。
【図５】上記出力ギヤの底面図である。
【図６】上記ケース本体の内部を示す平面図である。
【図７】（ａ）は上記ケース本体のストッパ部の拡大部分説明図、（ｂ）は同ストッパ部の改良前の拡大部分説明図である。
【図８】上記ケース本体のストッパ部と出力ギヤのストッパ部の係止状態を示す平面図である。
【図９】上記ケース本体のストッパ部の場合と同ストッパ部の改良前の場合の応力値を比較したブラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ステアリングロック装置（アクチュエータ装置）
１１  ケース
１２  ケース本体（ケース）
１２ａ  モータ収容部
１２ｂ  ギヤ収容部
１３  円筒状の軸受部
１３ｂ  円環状の溝
１３ｃ  内周面（周面）
１３ｄ  外周面
１３ｅ，１３ｅ  一対の円弧部
１３ｆ  底面
１４  ストッパ部
１４ａ  係止面
１４ｂ  角部
１５  カバー（ケース）
２０  モータ
２１  アーマチュア軸（駆動軸）
２３  出力ギヤ
２４  出力シャフト部
２４ｃ  大径部（外周面）
２５  ギヤ部
２５ａ  下面
２６  出力カム部
２７  ストッパ部
【図１】
2006082757.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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