CN102112345B - 转向锁定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种转向锁定装置。该转向锁定装置具备：能够在转向轴的锁定位置与开启位置之间移动的锁定构件；以及能够在与锁定构件的移动方向垂直的方向上滑动地配置的滑块。在锁定构件及滑块的至少一方上沿着滑块的滑动方向设有向转向轴直线状地倾斜的倾斜部。伴随滑块的滑动，锁定构件通过倾斜部在锁定位置与开启位置之间位移。根据转向锁定装置，可减小沿着锁定构件的位移方向的高度尺寸而实现小型化，并且能够通过主要部件共用化实现削减成本。

Description

转向锁定装置
技术领域
本发明涉及对汽车用转向轴的旋转进行锁定的转向锁定装置。 
背景技术
作为现有的汽车用转向锁定装置，众所周知的有在WO2006/092186号公报(专利文献1)中公开的装置。在图17～图19表示了该转向锁定装置100的结构。转向锁定装置100具备锁定构件103、蜗轮107、以及销108。锁定构件103通过螺旋弹簧101向汽车的转向轴102的方向加力，并可与转向轴102嵌合。蜗轮107通过蜗杆105与马达104连接，且具有沿轴向螺旋状地倾斜的倾斜面106。销108伴随蜗轮107的旋转而沿着倾斜面106移动。 
若在停车时使马达104向锁定方向旋转，则蜗轮107通过蜗杆105向锁定方向旋转。伴随蜗轮107的旋转，销108在倾斜面106上滑动，锁定构件103从开启位置向锁定位置位移。其结果，锁定构件103的前端与转向轴102嵌合并且转向轴102的旋转被阻止，从而使汽车成为不可操作状态。 
之后，若使马达104向开启方向旋转，则蜗轮107通过蜗杆105向开启方向旋转。伴随蜗轮107的反转，销108在倾斜面106上滑动，锁定构件103从锁定位置向开启位置位移。其结果，解除锁定构件103与转向轴102之间的嵌合，转向轴102可旋转，从而使汽车成为可操作状态。 
但是，在上述转向锁定装置100中，由于需要在蜗轮107上设置螺旋状倾斜面106，因此蜗轮107的轴向尺寸(沿着锁定构件103的位移方向的高度尺寸)变得较大。另外，在与锁定构件103的位移尺寸及位移所需的驱动力不同的多种形式对应的情况下，需要改变倾斜面106的样式。在这种情况下，由于需要制造不同样式的蜗轮107，因此制造成本增多。 
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够减小沿着锁定构件的位移方向的高度尺寸而小型化、并且能够通过主要部件共用化实现削减成本的转向锁定装 置。 
本发明的第一特征在于，一种转向锁定装置，具备：锁定构件，能够在与转向轴配合而阻止该转向轴旋转的锁定位置和不与该转向轴配合而允许该转向轴旋转的开启位置之间移动，并且，通过加力构件向上述转向轴加力；以及能够在与上述锁定构件的移动方向垂直的方向上滑动地配置的滑块。在上述锁定构件及上述滑块的至少一方上沿着上述滑块的滑动方向设置向上述转向轴直线状地倾斜的倾斜部。伴随上述滑块的滑动，上述锁定构件通过上述倾斜部而在上述锁定位置与上述开启位置之间位移。 
在上述转向锁定装置中，在锁定构件的锁定状态下，若滑块在与锁定构件的移动方向垂直的方向(开启方向)上滑动，则锁定构件通过倾斜部以离开转向轴的方式移动，并位移到允许转向轴旋转的开启位置。另外，在锁定构件的开启状态下，若滑块向锁定方向滑动，则锁定构件通过倾斜部向转向轴移动并位移到锁定位置，并通过加力构件的弹性力与转向轴嵌合，从而阻止转向轴的旋转。 
另外，由于利用滑块的滑动使锁定构件向转向轴位移，因此不需要像现在这样在蜗轮上设置使锁定构件位移的螺旋状的倾斜面，从而可减小沿着锁定构件的位移方向的高度尺寸而实现小型化。 
另外，由于只通过更换滑块便能够改变锁定构件的位移量及位移所必需的驱动力，因此能够通过主要部件共用化实现削减成本。 
本发明的第二特征在于，一种转向锁定装置，具备：锁定构件，能够在与转向轴配合而阻止该转向轴旋转的锁定位置和不与该转向轴配合而允许该转向轴旋转的开启位置之间移动地配置；以及滑块，该滑块贯通上述锁定构件、并能够沿着与上述锁定构件的移动方向垂直的方向在锁定端与开启端之间滑动地配置。在上述滑块向该锁定端滑动时，在上述锁定构件及上述滑块的抵接部位的至少一方上沿着上述滑块的滑动方向设置向上述转向轴直线状地倾斜的锁定倾斜部。另外，在上述抵接部位的至少一方上沿着上述滑块的滑动方向设置向上述转向轴直线状地倾斜的开启倾斜部。在上述滑块向上述锁定端滑动时，上述锁定构件通过上述锁定倾斜部的倾斜位移到上述锁定位置。另外，在上述滑块向上述开启端滑动时，上述锁定构件通过上述开启倾斜部的倾斜位移到上述开启位置。。 
在上述转向锁定装置中，在锁定构件的锁定状态下，若滑块在与锁定构件的移动方向垂直的方向(开启方向)上滑动，则锁定构件通过倾斜部以离开转向轴的方式移动，并位移到允许转向轴旋转的开启位置。另外，在锁定构件的开启状态下，若滑块向锁定方向滑动，则锁定构件通过倾斜部向转向轴移动并位移到锁定位置，并与转向轴嵌合，从而阻止转向轴的旋转。 
另外，由于利用滑块的滑动使锁定构件向转向轴位移，因此不需要像现在这样在蜗轮上设置使锁定构件位移的螺旋状的倾斜面，从而可减小沿着锁定构件的位移方向的高度尺寸而实现小型化。 
另外，由于只通过更换滑块便能够改变锁定构件的位移量及位移所必需的驱动力，因此能够通过主要部件共用化实现削减成本。 
另外，锁定构件伴随滑块的滑动而移动并与转向轴嵌合，从而阻止转向轴的旋转，即使在锁定构件在移动中卡住的情况下，锁定构件也能够通过滑块强制地移动，因此能够可靠地使锁定构件移动。 
在此，优选上述转向锁定装置还具备：沿着上述滑块的滑动方向配设在该滑块上的齿条；以及与上述齿条啮合、并且通过驱动源的驱动向开启方向或锁定方向旋转的蜗轮。 
这样一来，由于通过利用驱动源的驱动使蜗轮向开启方向或锁定方向旋转而驱动设于滑块上的齿条，因此能够使滑块顺利地滑动。 
或者在此，优选上述转向锁定装置还具备根据上述滑块的滑动进行工作的检测单元，通过上述检测单元的工作检测上述锁定构件的位置。 
这样一来，由于通过根据滑块的滑动进行工作的检测单元检测锁定构件的位移位置，因此与锁定构件利用检测单元直接检测位移位置的情况相比，能够容易地配设检测单元。 
另外，在此，优选上述检测单元沿着上述滑块的侧面配置。 
这样一来，通过将检测单元沿着滑块的侧面配置，能够抑制滑块的高度尺寸(沿着锁定构件的位移方向的高度尺寸)。 
或者在此，优选上述滑块的滑动方向位于相对于上述转向轴的轴向扭转的位置(skew)。 
这样一来，由于将滑块的滑动方向设定为相对于转向轴的轴向“扭转的位置”，因此能够抑制被引导的滑块的高度尺寸(沿着锁定构件的位移方向的高度尺寸)。另外，由于将滑块的滑动方向设定为相对于转向轴的轴向“扭转的位置”，因此与将滑块的滑动方向和转向轴的轴向在空间内平行地设置的情况相比，能够将滑块的冲程设定得比较长。因此，能够实现转向锁定装置的小型化。另外，能沟通过将滑块的倾斜部设定得更长来增大锁定构件的位移尺寸，或通过将滑块的倾斜部的坡度设定得小来增加锁定构件的位移所必需的驱动力。 
附图说明
图1是表示本发明的转向锁定装置的一实施方式(锁定状态)的俯视图。 
图2是沿着图1中的Ⅱ-Ⅱ线的剖视图。 
图3是表示本发明的转向锁定装置的一实施方式(开启状态)的俯视图。 
图4是沿着图3中的Ⅳ-Ⅳ线的剖视图。 
图5是表示本发明的转向锁定装置的一实施方式(锁定状态)的主视图。 
图6是沿着图5中的Ⅵ-Ⅵ线的剖视图。 
图7是表示本发明的转向锁定装置的一实施方式(开启状态)的主视图。 
图8是沿着图7中的Ⅷ-Ⅷ线的剖视图。 
图9是本发明的转向锁定装置的一实施方式的侧视图。 
图10(a)是沿着图9中的X-X线的剖视图(锁定状态)，图10(b)是沿着图9中的X-X线的剖视图(开启状态)。 
图11是表示本发明的转向锁定装置的一实施方式的壳体及罩的分解立体图。 
图12是表示本发明的转向锁定装置的一实施方式的壳体的俯视图。 
图13是表示本发明的转向锁定装置的一实施方式的吊架构件的立体图。 
图14是表示本发明的转向锁定装置的一实施方式的杆构件的立体图。 
图15是表示本发明的转向锁定装置的一实施方式的滑块的立体图。 
图16是表示本发明的转向锁定装置的一实施方式的蜗轮的主视图。 
图17是表示现有的转向锁定装置的俯视图。 
图18是沿着图17的ⅩⅧ-ⅩⅧ线的剖视图。 
图19是沿着图17的ⅪⅩ-ⅪⅩ线的剖视图。 
具体实施方式
下面，参照图1～图16说明本发明的转向锁定装置的一实施方式。另外，图1及图3表示卸下罩的状态下的转向锁定装置的内部。 
如图1～图16所示，本实施方式的汽车用转向锁定装置1具有互相组合的罩2及壳体3(参照图11)，并安装在容纳转向轴(未图示)的转向柱装置A(参照图5及图7)上。 
在壳体3的内部形成有向一侧(图2上方等)开口的部件容纳室3a。壳体3具有以横跨转向柱装置A的方式配置的一对支脚部3b、3c(参照图5及图7)。在部件容纳室3a内容纳有作为驱动源的马达4、蜗轮5、滑块6、吊架构件7、锁定主体8以及印刷电路板9。蜗轮5通过马达4向开启方向或锁定方向旋转。滑块6通过蜗轮5而由马达4驱动，从而在与锁定主体8垂直的方向上滑动。吊架构件7与滑块6配合。锁定主体8与吊架构件7连接。由吊架构件7及锁定主体8构成锁定构件。锁定主体8的前端从壳体3的底面突出并与转向轴嵌合。印刷电路板9配设在这些结构部件的上侧。 
在部件容纳室3a的底部形成有引导后述的滑块6的槽64f的导轨3d。导轨3d位于相对于转向轴的轴向“扭转的位置”，与上述轴向(直线L)所成的角度为规定角度α(＞0)(参照图12)。滑块6可在导轨3d的锁定端E1(图1的状态)及开启端E2(图3的状态)之间滑动(参照图12)。另外，位于“扭转的位置”的两直线所成的角度是在沿两直线间的最短距离平行移动一直线并与另一直线交叉时的交角。 
在壳体3上形成有在与上述轴向垂直的方向上延伸且从部件容纳室3a的底部向转向柱装置A贯通的贯通孔。贯通孔由长方形的第一孔3e与长方形的第二孔3f构成(参照图12)。将锁定主体8及吊架构件7插入第一孔3e。将吊架构件7插入第二孔3f。如图12所示，第一孔3e位于贯通孔的转向柱装置A侧。第一孔3e的截面积比较小，且在与上述轴向(直线L)垂直的方向上延伸。第二孔3f位于贯通孔的部件容纳室3a侧。第二孔3f的截面积比较大，且在与滑块6的滑动方向(导轨3d)垂直的方向上延伸。 
在罩2上一体地设有从罩2的背面向内侧突出的轮毂2a(参照图10(a) 及图10(b))。另外，壳体3具备轮毂板31、轮毂弹簧32、轮毂壳体33。轮毂板31与轮毂2a配合。轮毂弹簧32使轮毂板31向锁定主体8加力。轮毂壳体33保持轮毂弹簧32。如图10(a)所示，在将罩2安装在壳体3上的状态下，通过轮毂2a与轮毂板31配合，将轮毂板31离开锁定主体8地被保持。 
在马达4的旋转轴41上固定有与蜗轮5啮合的蜗杆42。如图16所示，在蜗轮5上设有与蜗轮5一体旋转的驱动齿轮51。 
如图15所示，滑块6由基体61、一对凸轮62及63、臂64、齿条65构成。一对凸轮62、63设在基体61的一端(上部)。臂64从基体61的一端延伸设置。齿条65在基体61的另一端(下部)向滑块6的滑动方向延伸设置。齿条65与上述驱动齿轮51啮合。 
臂64由基端部64a、前端部64b、倾斜部64c(滑块6的倾斜部)一体地构成。基端部64a及前端部64b分别沿着滑块6的滑动方向延伸。倾斜部64c介于基端部64a及前端部64b之间。倾斜部64c从基端部64a向前端部64b逐渐地向转向轴侧倾斜(参照图2及图4)。 
另外，在臂64的壳体3侧(图15的下侧)的面上沿着臂64的长度方向形成有槽64f。导轨3d插入槽64f内，从而滑块6的滑动由导轨3d引导。在滑块6滑动时，通过使锁定主体8沿着倾斜部64c移动，锁定主体8在阻止转向轴旋转的锁定位置P1(参照图10(a))与允许转向轴旋转的开启位置P2(参照图10(b))之间位移。另外，在倾斜部64c的罩2侧(图15的上侧)的面上形成有开启部64d(滑块6侧的开启倾斜部)。另外，在倾斜部64c的壳体3侧(图15的下侧)的面上形成有锁定部64e(滑块6侧的锁定倾斜部)。 
如图13所示，吊架构件7由基体72与连接部73构成。在基体72上形成有滑块6插通的插通孔71。连接部73从基体72的下端突出并与锁定主体8连接。基体72的长度方向与导轨3d垂直地配置。另一方面，连接部73的长度方向与转向轴的轴向(直线L)垂直地配置。在基体72及连接部73之间设有与后述的锁定主体8的臂81、82配合的切口部74、75。插通孔71的横向的内宽设定得比滑块6的臂64的宽度稍大。在插通孔71的上边缘形成有开启部71a(锁定部件的开启倾斜部)。在插通孔71的下边缘形成有锁定部71b(锁定部件的锁定倾斜部)。插通孔71内边缘(开启部71a及锁定部71b)的倾斜角度与滑块6的倾斜部64c的倾斜角度相同。 
在基体72的罩2侧的端面(上面)上形成有接受第一螺旋弹簧(加力构件)76的一端的孔77。另外，在连接部73的转向柱装置A侧的端面(下面)上形成有接受第二螺旋弹簧78的一端的孔79(参照图2及图4等)。 
如图14所示，在锁定主体8的一端上设有向吊架构件7(图14上方)突出的一对臂81、82。在臂81、82的根部设有接受吊架构件7的连接部73的切口部83、84。在锁定主体8的罩2侧的端面(上面)上形成有接受第二螺旋弹簧78的另一端的孔85。 
在印刷电路板9上沿着滑块6的侧面64g设有根据滑块6的滑动进行工作的检测开关(检测单元)91～93(参照图1及图3)。如图1所示，若第一检测开关91与滑块6的第一凸轮62配合而进行工作，则检测出锁定主体8位于锁定位置P1。另外，如图3所示，若第二检测开关92与第一凸轮62配合而进行工作且第三检测开关93与第二凸轮63配合而进行工作，则检测出锁定主体8位于开启位置P2。另外，检测开关91～93可以是接触型(机械式)或非接触型(例如霍尔式传感器)中的任一种。另外，检测开关的个数根据所要求的安全性等方式而设定。由于滑块6由导轨3d及槽部64f引导，因此检测开关91～93沿着滑块6的两侧面64g配置。 
接着，说明转向锁定装置1的组装顺序。首先，使吊架构件7从横向与锁定主体8连接。此时，连接部73与切口部83、84配合，臂81、82与切口部74、75配合。另外，使臂64插通插通孔71。将组装后的滑块6、吊架构件7及锁定主体8容纳在壳体3的部件容纳室3a内。此时，锁定主体8及吊架构件7的连接部73通过第二孔3f插入第一孔3e。另外，吊架构件7的基体72插入第二孔3f。滑块6的基体61配设在部件容纳室3a的导轨3d上。 
接着，将蜗轮5配设在部件容纳室3a内的规定位置。此时，驱动齿轮51与滑块6的齿条65啮合。将马达4配设在蜗轮5的附近并使旋转轴41的蜗杆42与蜗轮5啮合。另外，将印刷电路板9配置在部件容纳室3a内的上部并进行配线。将印刷电路板9螺栓固定在部件容纳室3a内后，将罩2覆盖在壳体3上而覆盖部件容纳室3a。 
接着，将轮毂板31从壳体3的底面侧插入壳体3内，并使轮毂板31与罩 2的轮毂2a配合。另外，将轮毂弹簧32及轮毂壳体33插入壳体3内。 
如上所述，组装完转向锁定装置1后，以一对支脚部3b、3c横跨转向柱装置A的方式将转向锁定装置1安装在转向柱装置A上。 
接着，说明上述转向锁定装置1的动作。在图1、图2、图5、图6及图10(a)所示的锁定主体8锁定时，滑块6位于导轨3d的锁定端E1侧，滑块6的前端部64b及倾斜部64c与吊架构件7的插通孔71配合。因此，与吊架构件7连接的锁定主体8位于锁定位置P1。也就是说，锁定主体8从壳体3的底面突出并与转向轴嵌合。其结果，转向轴的旋转被阻止，从而将汽车保持为不可操作状态。 
另外，若在组装后从壳体3上卸下罩2，则轮毂2a与轮毂板31分离，轮毂板31通过轮毂弹簧32向锁定主体8移动。其结果，轮毂板31的前端与锁定主体8的配合孔8a配合。由此，由于能够阻止锁定主体8在轴向上移动并通过锁定主体8将转向轴保持在锁定状态，因此能够提高停车中的防盗性。 
接着，若通过输出开启信号使马达4向开启方向旋转，则齿条65通过旋转轴41、蜗杆42及蜗轮5而由驱动齿轮51驱动。其结果，滑块6沿着壳体3的导轨3d从锁定端E1向开启端E2移动。由此，在滑块6的开启部64d与吊架构件7的开启部71a接触的状态下，吊架构件7通过倾斜部64c移动。其结果，锁定主体8与吊架构件7联动而向离开转向轴的方向位移。 
接着，若马达4进一步向开启方向旋转，则成为图3、图4、图7、图8及图10(b)所示的开启状态，锁定主体8被引到壳体3内且位移到开启位置P2，从而允许转向轴旋转而使汽车成为可操作状态。此时，滑块6滑动到开启端E2侧时，通过第二检测开关92与第一凸轮62接触而进行工作、并且第三检测开关93与第二凸轮63接触而进行工作，检测出锁定主体8位于开启位置P2，从而成为可起动发动机的待机状态。 
接着，通过输出锁定信号而再次返回锁定状态时，若通过马达4的驱动而使蜗轮5向锁定方向旋转，则锁定主体8追随滑块6而向锁定位置P1位移。此时，吊架构件7及锁定主体8通过第一螺旋弹簧76及第二螺旋弹簧78向转向柱装置A加力。由此，在锁定部64e与锁定部71b接触的状态下，吊架构件7通过倾斜部64c移动，从而锁定主体8联动并向转向轴位移。其结果，锁 定主体8与转向轴嵌合而阻止转向轴旋转，使汽车成为不可操作状态。此时，在锁定主体8不与转向轴的配合槽配合而与配合槽之间的外周面抵接的情况下，在之后转向轴旋转时，锁定主体8通过第二螺旋弹簧78的加力而与转向轴的配合槽配合，从而转向轴的旋转被阻止。 
在本实施方式中，在滑块6滑动时，通过沿着滑块6的滑动方向而向转向轴直线状地倾斜的倾斜部64c使吊架构件7及锁定主体8移动，并使锁定主体8向转向轴位移。因此，不需要像现在这样在蜗轮上设置使锁定构件位移的螺旋状的倾斜面，从而能够减小沿着锁定构件的位移方向的高度尺寸而实现小型化。另外，由于只通过更换滑块6便能够改变锁定主体8的位移量及位移所必需的驱动力，因此能够由主要部件共用化实现削减成本。 
根据本实施方式，由于通过马达4的驱动使蜗轮5向开启方向或锁定方向旋转而驱动设于滑块6的齿条65。因此能够使滑块6顺利地滑动。 
根据本实施方式，锁定主体8伴随滑块6的滑动而移动并与转向轴嵌合，从而阻止转向轴旋转。另外，由于即使锁定主体8在移动中被卡住，锁定主体8也能够通过滑块6强制地移动，因此能够可靠地使锁定主体8移动。 
根据本实施方式，利用根据滑块6的滑动而进行工作的检测开关91～93，可通过滑块6的位置检测出锁定主体8的位移位置。因此，与利用检测单元直接检测锁定主体8的位移位置相比，能够容易地配设检测开关91～93。此时，由于锁定主体8追随滑块6的移动，因此能够可靠地检测锁定主体8的位置。另外，由于检测开关91～93沿着滑块6的侧面64g配置，因此能够抑制装置整体沿着锁定主体8的位移方向的高度尺寸。另外，在根据锁定主体8的位移而使检测单元工作的情况下，由于沿着锁定主体8的位移方向的高度尺寸比较小，因此检测单元的设置场所被限制，导致检测单元的设置困难。 
根据本实施方式，由于将壳体3的导轨3d配置在相对于转向轴的轴向“扭转的位置”，因此能够抑制被导轨3d引导的滑块6的高度尺寸(也就是说，沿着锁定主体8的位移方向的高度尺寸)。另外，由于位于“扭转的位置”的壳体3的导轨3d与转向轴的轴向(直线L)所成的角度为规定角度α(＞0)，因此与导轨3d和转向轴的轴向(直线L)在空间内平行的情况相比，能够将导轨3d的长度尺寸即滑块6的冲程设定得比较长。因此，能够进一步实现转 向锁定装置1的小型化。另外，通过将滑块6的倾斜部64c设定得更长而增大锁定主体8的位移量、或通过将滑块6的倾斜部64c的坡度设定得小而能够增加锁定主体8的位移所必需的驱动力。 

Claims (5)

1.一种转向锁定装置，其特征在于，
具备：锁定构件，能够在与转向轴配合而阻止该转向轴旋转的锁定位置和不与该转向轴配合而允许该转向轴旋转的开启位置之间移动地配置；以及
滑块，其能够沿着与上述锁定构件的移动方向垂直的方向在锁定端与开启端之间滑动地配置，
其中，该滑块贯通上述锁定构件的插通孔并与所述锁定构件在抵接部位抵接，
上述锁定构件及上述滑块的至少一方在所述抵接部位设置锁定倾斜部，该锁定倾斜部沿着上述滑块的滑动方向向上述转向轴直线状地倾斜，
上述锁定构件及上述滑块的至少一方在上述抵接部位设置开启倾斜部，该开启倾斜部沿着上述滑块的滑动方向向上述转向轴直线状地倾斜，
在上述滑块向上述锁定端滑动时，上述锁定构件通过上述锁定倾斜部的倾斜位移到上述锁定位置，
在上述滑块向上述开启端滑动时，上述锁定构件通过上述开启倾斜部的倾斜位移到上述开启位置。
2.根据权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，
还具备：沿着上述滑块的滑动方向配设在该滑块上的齿条；以及
与上述齿条啮合、并且通过驱动源的驱动向开启方向或锁定方向旋转的蜗轮。
3.根据权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，
还具备根据上述滑块的滑动进行工作的检测单元，
通过上述检测单元的工作检测上述锁定构件的位置。
4.根据权利要求3所述的转向锁定装置，其特征在于，
上述检测单元沿着上述滑块的侧面配置。
5.根据权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，
上述滑块的滑动方向位于相对于上述转向轴的轴向扭转的位置。
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