DE10392415T5

DE10392415T5 - Elektrische Lenkradschlossvorrichtung

Info

Publication number: DE10392415T5
Application number: DE2003192415
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Suzuki; Tomoyuki Toyota Funayama; Toshio Toyota Asahi; Tomoo Toyota Kakegawa
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2005-07-07
Also published as: US7260963B2; GB2401595A; US20050138977A1; GB2401595A9; GB0420790D0; JP2003276565A; GB2401595B; WO2003080408A1; JP3811416B2

Abstract

Elektrische Lenkradschlossvorrichtung zur wahlweisen Verriegelung eines bewegbaren Bauteils (25), welches in Abhängigkeit von einem Lenkrad bewegbar ist, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:
einen Motor (11);
eine Rotationswelle (40), welche wahlweise in eine erste Richtung und in eine zu der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung drehbar ausgebildet ist und erste Gewindegänge (45) aufweist;
einen bewegbaren Körper (50), welcher zweite Gewindegänge (52) aufweist, die in einem Gewindeeingriff mit den ersten Gewindegängen stehen, welcher längs einer Achse der Rotationswelle bewegbar ist, wenn sich die Rotationswelle dreht und die zweiten Gewindegänge mit den ersten Gewindegängen in Gewindeeingriff sind, welcher in eine dritte Richtung bewegbar ist, wenn sich die Rotationswelle in die erste Richtung dreht, und welcher in eine zu der dritten Richtung entgegengesetzte vierte Richtung bewegbar ist, wenn sich die Rotationswelle in die zweite Richtung dreht; und
ein Verriegelungsteil (22), welches an den bewegbaren Körper gekoppelt ist, welches zwischen...

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Lenkradschlossvorrichtung für Kraftfahrzeuge.
HINTERGRUND
Eine übliche elektrische Lenkradschlossvorrichtung weist eine Verriegelungsstange auf, die von einer an einen Motor gekoppelten Nocke angetrieben wird. Die Verriegelungsstange ist zwischen einer Verriegelungsstellung, in der sie mit der Lenkwelle eines Fahrzeugs in Eingriff steht, und einer unverriegelten Stellung, in der sie nicht mit der Lenkwelle in Eingriff steht, bewegbar. Wenn die Verriegelungsstange mit der Lenkwelle in Eingriff steht, ist die Lenkwelle so verriegelt, dass die Lenkwelle nicht betätigbar ist. Wenn die Verriegelungsstange mit der Lenkwelle nicht in Eingriff steht, ist die Lenkwelle unverriegelt, so dass die Lenkwelle betätigbar ist.
Wenn der Motor weiterläuft, wenn die Verriegelungsstange in der Verriegelungsstellung oder in der unverriegelten Stellung steht, kann der Motor überlastet werden. In diesem Zusammenhang wurde eine elektrische Lenkradschlossvorrichtung vorgeschlagen, die mit einer Kupplungseinrichtung ausgerüstet ist. Die Kupplungseinrichtung ist in dem Energieübertragungsweg zwischen dem Motor und der Nocke angeordnet, um Energieübertragung zwischen dem Motor und der Nocke wahlweise zu blockieren.
Für eine schnelle und sichere Verriegelung und Entriegelung der Lenkwelle ist es wünschenswert, die Antriebskraft des Motors zu erhöhen. Die herkömmliche Kupplungseinrichtung ist jedoch so aufgebaut, dass sie wahrscheinlich sogar mit einer relativ kleinen Belastung außer Eingriff gebracht wird. Deshalb kann die Antriebskraft des Motors nicht so groß ausgelegt werden.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Lenkradschlossvorrichtung zu schaffen, die einen Motor vor Überlastung schützen und die Antriebskraft des Motors erhöhen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine elektrische Lenkradschlossvorrichtung zur wahlweisen Verriegelung eines bewegbaren Bauteils vor, welches in Abhängigkeit von einem Lenkrad bewegbar ist. Die elektrische Lenkradschlossvorrichtung weist Folgendes auf: einen Motor, eine Rotationswelle, einen bewegbaren Körper und ein Verriegelungsteil. Die Rotationswelle ist wahlweise in eine erste Richtung und in eine zu der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung drehbar. Die Rotationswelle weist erste Gewindegänge auf. Der bewegbare Körper weist zweite Gewindegänge auf, die in einem Gewindeeingriff mit den ersten Gewindegängen stehen. Der bewegbare Körper ist längs einer Achse der Rotationswelle bewegbar, wenn sich die Rotationswelle dreht und die zweiten Gewindegänge mit den ersten Gewindegängen in Gewindeeingriff stehen. Der bewegbare Körper ist in eine dritte Richtung bewegbar, wenn sich die Rotationswelle in die erste Richtung dreht. Der bewegbare Körper ist in eine zu der dritten Richtung entgegengesetzte vierte Richtung bewegbar, wenn sich die Rotationswelle in die zweite Richtung dreht. Das Verriegelungsbauteil ist an den bewegbaren Körper gekoppelt. Das Verriegelungsteil ist zwischen einer Verriegelungsstellung, in der es mit dem bewegbaren Bauteil zur Verriegelung des bewegbaren Bauteils in Eingriff steht, und einer unverriegelten Stellung, in der es zur Entriegelung des bewegbaren Bauteils außer Eingriff mit dem bewegbaren Bauteil steht, in Übereinstimmung mit Verstellung des bewegbaren Körpers bewegbar. Das Verriegelungsteil ist von der Verriegelungsstellung in die unverriegelte Stellung bewegbar, wenn sich der bewegbare Körper in die dritte Richtung bewegt. Das Verriegelungsteil ist von der unverriegelten Stellung in die Verriegelungsstellung bewegbar, wenn sich der bewegbare Körper in die vierte Richtung bewegt. Wenn sich die Rotationswelle in die erste Richtung dreht und das Verriegelungsteil in der unverriegelten Stellung steht, ermöglichen die ersten Gewindegänge den zweiten Gewindegängen außer Eingriff von den ersten Gewindegängen zu kommen. Dieses ermöglicht Drehen der Rotationswelle in die erste Richtung, wobei die zweiten Gewindegänge außer Eingriff von den ersten Gewindegängen sind.
Die vorliegende Erfindung schafft außerdem eine weitere elektrische Lenkradschlossvorrichtung zur wahlweisen Verriegelung eines bewegbaren Bauteils, welches in Abhängigkeit von einem Lenkrad bewegbar ist. Die elektrische Lenkradschlossvorrichtung weist Folgendes auf: einen Motor, ein Rotationsbauteil, eine Rotationswelle, eine Kupplungseinrichtung, einen bewegbaren Körper und ein Verriegelungsteil. Das Rotationsbauteil ist durch den Motor drehbar. Die Rotationswelle ist wahlweise in eine erste Richtung und in eine zu der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung drehbar. Die Rotationswelle weist erste Gewindegänge auf. Die Kupplungseinrichtung ist zwischen der Rotationswelle und dem Rotationsbauteil angeordnet und verbindet die Rotationswelle wahlweise mit dem Rotationsbauteil. Wenn die Kupplungseinrichtung die Rotationswelle mit dem Rotationsbauteil verbindet, wird Rotation des Rotationsbauteils auf die Rotationswelle übertragen. Der bewegbare Körper weist zweite Gewindegänge auf, die in einem Gewindeeingriff mit den ersten Gewindegängen stehen. Der bewegbare Körper ist längs der Achse der Rotationswelle bewegbar, wenn das Rotationsbauteil die Rotationswelle dreht und die zweiten Gewindegänge mit den ersten Gewindegängen in Gewindeeingriff stehen. Der bewegbare Körper ist in eine dritte Richtung bewegbar, wenn das Rotationsbauteil die Rotationswelle in die erste Richtung dreht. Der bewegbare Körper ist in eine zu der dritten Richtung entgegengesetzte vierte Richtung bewegbar, wenn das Rotationsbauteil die Rotationswelle in die zweite Richtung dreht. Das Verriegelungsteil ist an den bewegbaren Körper gekoppelt. Das Verriegelungsteil ist zwischen einer Verriegelungsstellung, in der es mit dem bewegbaren Bauteil zur Verriegelung des bewegbaren Bauteils in Eingriff steht, und einer unverriegelten Stellung, in der es zur Entriegelung des bewegbaren Bauteils außer Eingriff mit dem bewegbaren Bauteil steht, in Übereinstimmung mit Verstellung des bewegbaren Körpers bewegbar. Das Verriegelungsteil ist von der Verriegelungsstellung in die unverriegelte Stellung bewegbar, wenn sich der bewegbare Körper in die dritte Richtung bewegt. Das Verriegelungsteil ist von der unverriegelten Stellung in die Verriegelungsstellung bewegbar, wenn sich der bewegbare Körper in die vierte Richtung bewegt. Die Kupplungseinrichtung trennt die Rotationswelle und das Rotationsbauteil von einander, wenn das Rotationsbauteil die Rotationswelle in die zweite Richtung dreht und das Verriegelungsteil in der Verriegelungsstellung steht. Dieses ermöglicht Rotation des Rotationsbauteils, wobei die Rotationswelle und das Rotationsbauteil von einander getrennt sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine elektrische Lenkradschlossvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine Querschnittansicht, die einen wesentlichen Abschnitt der elektrischen Lenkradschlossvorrichtung nach 1 zeigt;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen weiteren wesentlichen Abschnitt der elektrischen Lenkradschlossvorrichtung nach 1 zeigt;
4A bis 4C sind schematische grafische Darstellungen zur Erläuterung des Betriebs der elektrischen Lenkradschlossvorrichtung nach 1, wenn die Antriebswelle eines elektrischen Motors rückläufige Rotation beibehält;
5A ist eine Seitenansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Verbindung zwischen einem Schneckenrad und einer Rotationswelle in der elektrischen Lenkradschlossvorrichtung nach 1 aufgehoben ist;
5B ist eine Seitenansicht, die eine Lenkwelle zeigt, die durch die elektrische Lenkradschlossvorrichtung nach 1 verriegelt ist;
5C ist eine Seitenansicht, welche die Lenkwelle zeigt, die durch die elektrische Lenkradschlossvorrichtung nach 1 entriegelt ist;
5D ist eine Seitenansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Verbindung zwischen der Rotationswelle und einem Hubteil in der elektrischen Lenkradschlossvorrichtung nach 1 aufgehoben ist;
6 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Abschnitt der elektrischen Lenkradschlossvorrichtung nach 5A darstellt;
7 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Abschnitt der elektrischen Lenkradschlossvorrichtung nach 5D darstellt;
8 ist eine Querschnittsansicht, die wesentliche Abschnitte einer elektrischen Lenkradschlossvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform wird nun mit Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben.
Eine in 1 gezeigte elektrische Lenkradschlossvorrichtung 10 ist an einer nicht dargestellten Lenksäule eines Fahrzeugs angebracht. Die elektrische Lenkradschlossvorrichtung 10 ist in einem Gehäuse 46 (siehe 2) eingebracht. 2 zeigt nur einen Teil des Gehäuses 46.
Wie in 1 dargestellt ist, weist die elektrische Lenkradschlossvorrichtung 10 einen Elektromotor 11 auf, welcher von einer im Fahrzeug angebrachten Batterie betrieben wird. Der Betrieb des Elektromotors 11 wird von einer nicht dargestellten Steuereinheit gesteuert, einer solchen wie ein Mikrokontroller. Eine Schnecke 13 ist auf einer Antriebswelle 12 des Elektromotors 11 aufgebracht. Die Schnecke 13 dreht sich zusammen mit der Antriebswelle 12. Die Schnecke 13 steht in Eingriff mit einem Rotationsbauteil oder einem Schneckenrad 30 und dreht das Schneckenrad 30. Das Schneckenrad 30 wird auf einer Tragplatte 14 getragen, die an dem Gehäuse 46 befestigt ist.
Wie 2 und 3 zeigen, ist der proximale Endabschnitt (Abschnitt mit großem Durchmesser) einer Rotationswelle 40 in die Mitte des Schneckenrads 30 eingesetzt. Die eingesetzte Rotationswelle 40 ist längs der Achse der Rotationswelle 40 bewegbar. Das Schneckenrad 30 und die Rotationswelle 40 sind koaxial angeordnet.
Eine bogenförmige Nut oder eine Führungsnut 35, die sich in einer bogenförmigen Gestalt um die zentrale Achse des Schneckenrads 30 erstreckt, ist an der oberen Fläche des Schneckenrads 30 gebildet, in welchem die Rotationswelle 40 eingesetzt ist. Eine äußere Seitenfläche 35e der Führungsnut 35 in der radialen Richtung des Schneckenrads 30 und der Boden der Führungsnut 35 sind durch das Schneckenrad 30 gebildet. Eine innere Seitenfläche 35d der Führungsnut 35 wird durch die Umfangsfläche der Rotationswelle gebildet. Wie in 3 gezeigt weist die Führungsnut 35 ein Anfangsende 35a und ein Abschlussende 35b auf, sowie einen Mittelpunktswinkel von ungefähr 270 Grad. Eine orthogonal zu der ausgedehnten Richtung der Führungsnut 35 angeordnete Eingriffsfläche 35c ist am Anfangsende 35a der Führungsnut 35 ausgebildet.
Die Breite der Führungsnut 35 ist gleichförmig bis auf den Abschnitt der Führungsnut 35, der nahe am Abschlussende 35b angeordnet ist. Insbesondere ist die Breite der Führungsnut 35 gleichförmig zwischen dem Anfangsende 35a und dem Abschnitt der Führungsnut 35, welcher 35 Grad entfernt von dem Abschlussende 35b angeordnet ist. Der Abschnitt der äußeren Seitenfläche 35c, der nahe dem Abschlussende 35b angeordnet ist, kommt näher an die innere Seitenfläche 35d heran, wenn diese sich dem Abschlussende 35b nähert. An dem Abschlussende 35b überlagern sich die innere Seitenfläche 35d und die äußere Seitenfläche 35e der Führungsnut 35 einander.
Das Schneckenrad 30 weist einen ersten Ausnehmungsabschnitt 32 an dem Abschnitt der Führungsnut 35 auf, welcher zu dem Anfangsende 35a korrespondiert. Das Schneckenrad 30 weist weiterhin einen zweiten Ausnehmungsabschnitt 33 an dem Abschnitt der Führungsnut 35 auf, welcher 180 Grad von dem ersten Ausnehmungsabschnitt 32 entfernt angeordnet ist.
Die Eingriffsfläche 35c ist auf derselben Ebene angeordnet wie ein Abschnitt der Wandfläche, der den ersten Ausnehmungsabschnitt 32 bildet, und sie ist an diesen Abschnitt der Wandfläche angebunden.
Wie in 2 und 3 dargestellt ist, können das Schneckenrad 30 und die Rotationswelle 40 durch einen Stift 44 verbunden werden, der orthogonal zur Achse der Rotationswelle 40 angeordnet ist. Der Stift 44 ist in ein Durchgangsloch 43 eingesetzt, das in dem proximalen Endabschnitt der Rotationswelle 40 vorgesehen ist. Der eingesetzte Stift 44 ist längs der Achse des Durchgangslochs 43 orthogonal zu der Achse der Rotationswelle 40 verschiebbar. Das Durchgangsloch 43 erstreckt sich in der radialen Richtung der Rotationswelle 40 und weist einen ersten Endabschnitt 43a und einen zweiten Endabschnitt 43b auf. Die Länge des Stifts 44 ist länger als die Länge des Durchgangslochs 43. Dementsprechend ist mindestens ein Endabschnitt des Stifts 44 außerhalb des Durchgangslochs 43 angeordnet. Mit anderen Worten, der Stift 44 steht von der Umfangsfläche der Rotationswelle 40 in der radialen Richtung der Rotationswelle 40 hervor. Da der Stift 44 in dem Durchgangsloch 43 verschiebbar ist, erstreckt sich der außerhalb des Durchgangslochs 43 angeordnete Endabschnitt des Stifts 44 nach außen in Bezug auf die Umfangsfläche der Rotationswelle 40 oder ist in Bezug zu dieser eingezogen.
Der Endabschnitt des Stifts 44, der außerhalb des Durchgangslochs 43 angeordnet ist, steht in Eingriff mit dem ersten Ausnehmungsabschnitt 32 oder mit dem zweiten Ausdehnungsabschnitt 33 in einer außer Eingriff bringbaren Weise. Wenn der außerhalb des Durchgangslochs 43 angeordnete Endabschnitt des Stifts 44 mit dem ersten Ausnehmungsabschnitt 32 oder mit dem zweiten Ausdehnungsabschnitt 33 in Eingriff steht, ist die Rotationswelle 40 mit dem Schneckenrad 30 gekoppelt, und die Rotationswelle 40 dreht sich um ihre eigenen Achse gemäß der Rotation des Schneckenrads 30. Der erste Ausnehmungsabschnitt 32 und der Stift 44 haben die Funktion einer Kupplungseinrichtung zur wahlweisen Verbindung der Rotationswelle 40 mit dem Schneckenrad 30.
Erste Gewindegänge oder Außengewindegänge 45 sind an einer Position aufgebracht, die auf halbem Weg längs der Axialrichtung der Rotationswelle 40 angeordnet ist. Zweite Gewindegänge oder Innengewindegänge 52 sind an einem bewegbaren Körper vorgesehen, das heißt an einem Hubteil 50, welches in einem Gewindeeingriff mit dem Außengewindegängen 45 gebracht werden kann. Mit den Innengewindegängen 52 des Hubteils 50, die mit den Außengewindegängen 45 der Rotationswelle 40 in Eingriff stehen, haben die Rotationswelle 40 und das Hubteil 50 die Funktion einer Zustell- bzw. Bewegungsschraubeneinrichtung zur Umsetzung der Rotationsbewegung der Rotationswelle 40 in eine hin- und hergehende Bewegung des Hubteils 50. Das Hubteil 50 bewegt sich längs der Achse der Rotationswelle 40 in einer hin- und hergehenden Bewegung.
Ein Verschlussanschlag 21 ist an dem Hubteil 50 befestigt. Ein Verschlussteil oder eine Verriegelungsstange 22 ist an dem Verschlussanschlag 21 über eine erste Schraubenfeder 23 gekoppelt. Die erste Schraubenfeder 23 zwingt den Verschlussanschlag 21 und die Verriegelungsstange 22 in eine Richtung, um sie von einander entfernt zu positionieren. Eine zweite Schraubenfeder 15 ist zwischen der Tragplatte 14 und dem Hubteil 50 angeordnet. Die zweite Schraubenfeder 15 zwingt das Hubteil 50 längs der Achse der Rotationswelle 40 in eine Richtung, um sie von einander entfernt zu positionieren.
Ein Anschlag 60 ist in dem Gehäuse 46 so vorgesehen, dass er einem distalen Ende 40a der Rotationswelle 40 gegenüber liegt. Das distale Ende 40a der Rotationswelle 40 ist an dem Anschlag 60 anstoßbar ausgebildet. Wenn das distale Ende 40a der Rotationswelle 40 an dem Anschlag 60 anstößt, wird die Abwärtsbewegung der Rotationswelle 40 längs ihrer eigenen Achse in 2 begrenzt. Wenn das distale Ende 40a der Rotationswelle 40 an dem Anschlag 60 anstößt, wird der außerhalb des Durchgangslochs 43 angeordnete Endabschnitt des Stifts 44 mit dem ersten Ausnehmungsabschnitt 32 oder mit dem zweiten Ausnehmungsabschnitt 33 in Eingriff gebracht.
Im Folgenden wird der Betrieb der elektrischen Lenkradschlossvorrichtung 10 erläutert.
Die elektrische Lenkradschlossvorrichtung 10 verriegelt wahlweise ein bewegbares Bauteil, das heißt eine Lenkwelle 25, die in Abhängigkeit von einem nicht dargestellten Lenkrad bewegt wird. Im Zeitpunkt der Verriegelung, steht wie in 5B dargestellt ein distales Ende 22a der Verriegelungsstange 22 mit einem an der Lenkwelle 25 vorgesehen Ausnehmungsabschnitt 25a in Eingriff. Im Zeitpunkt der Verriegelung stößt normalerweise das distale Ende 40a der Rotationswelle 40 an den Anschlag 60, wobei es bewirkt, dass der außerhalb des Durchgangslochs 43 angeordnete Endabschnitt des Stifts 44 mit dem ersten Ausnehmungsabschnitt 32 oder mit dem zweiten Ausnehmungsabschnitt 33 in Eingriff gebracht wird (siehe 2). Wenn die Lenkwelle 25 verriegelt ist, kann das Lenkrad nicht mehr betätigt werden. Im Weiteren wird die Stellung der Verriegelungsstange 22 als „Verriegelungsstellung" bezeichnet, wenn das distale Ende 22a der Verriegelungsstange 22 in Eingriff mit dem Ausnehmungsabschnitt 25a steht.
Im Zeitpunkt der Entriegelung der verriegelten Lenkwelle 25 dreht die Steuereinheit die Antriebswelle 12 des Elektromotors 11 vorwärts. Dann dreht sich die Rotationswelle 40 über die Schnecke 13, das Schneckenrad 30 und den Stift 44 vorwärts. Da die Außengewindegänge 45 mit den Innengewindegängen 52 zu diesem Zeitpunkt in einem Gewindeeingriff stehen, wirkt die Bewegungskraft in die durch den Pfeil B in 2 bezeichnete Richtung auf die Rotationswelle 40, welche sich vorwärts dreht. Da das distale Ende 40a der Rotationswelle 40 an dem Anschlag 60 anstößt, ändert die Rotationswelle 40 jedoch nicht ihre axiale Stellung, aber verstellt das Hubteil 50 in die durch den Pfeil A in 2 bezeichnete Richtung gegen die Druckkraft der zweiten Schraubenfeder 15. Dieses bewirkt, dass das distale Ende 22a der Verriegelungsstange 22 so verstellt wird, dass es außer Eingriff mit dem Ausnehmungsabschnitt 25a der Lenkwelle 25 kommt, wie in 5C dargestellt ist. Als ein Ergebnis ist die Lenkwelle unverriegelt, so dass sie drehbar ist. Im Weiteren wird die Stellung der Verriegelungsstange 22 als „Entriegelungsstellung" bezeichnet, wenn das distale Ende 22a der Verriegelungsstange 22 nicht mit dem Ausnehmungsabschnitt 25a in Eingriff steht.
In einem Fall, bei dem die Antriebswelle 12 ein weiteres Vorwärtsdrehen beibehält, nachdem die Verriegelungsstange 22 die Entriegelungsstellung erreicht hat, kommen die Innengewindegänge 52 schließlich außer Eingriff mit den Außengewindegängen 45, wie in 5D und 7 dargestellt ist. Als ein Ergebnis wird die Verbindung zwischen der Rotationswelle 40 und dem Hubteil 50 aufgehoben, und die Rotationswelle 40 kann in einem Leerlaufzustand sein, wobei die Bewegung des Hubteils 50 angehalten ist. Bei entriegelter Lenkwelle 25 kann der Elektromotor 11 deshalb die Antriebswelle 12 vorwärts drehen, ohne dass er überlastet wird.
Die Innengewindegänge 52, die außer Eingriff mit den Außengewindegängen 45 stehen, werden von der zweiten Schraubenfeder 15 auf die Außengewindegänge 45 hin gedrückt. Wenn die Antriebswelle 12 in umgekehrter Laufrichtung gedreht wird, wenn die Verbindung zwischen der Rotationswelle 40 und dem Hubteil 50 aufgehoben ist, werden die Außengewindegänge 45 und die Innengewindegänge 52 so schnell in einen Gewindeeingriff zusammen gebracht. Dieses stellt die Verbindung der Rotationswelle 40 mit dem Hubteil 50 so her, dass das Hubteil 50 in Abhängigkeit von der Drehung der Rotationswelle 40 bewegbar wird.
Zum Zeitpunkt der Verriegelung der entriegelten Lenkwelle 25 dreht die Steuereinheit die Antriebswelle 12 des Elektromotors 11 in die umgekehrte Richtung. Dann bewegt die umgekehrt rotierende Rotationswelle 40 das Hubteil 50 in die durch den Pfeil B in 2 bezeichnete Richtung. Dieses bewirkt, dass das distale Ende 22a der Verriegelungsstange 22 sich so verstellt, dass es mit dem Ausnehmungsabschnitt 25a der Lenkwelle 25 in Eingriff gebracht wird, wie in 5B gezeigt ist. Als ein Ergebnis wird ein Verdrehen der Lenkwelle 25 blockiert.
In einem Fall, in dem die Antriebswelle 12 ein weiteres umgekehrtes Drehen beibehält, nachdem die Verriegelungsstange 22 die Verriegelungsstellung erreicht hat, kommen die Außengewindegänge 45 außer Eingriff mit den Innengewindegängen 52. Die mit der Lenkwelle 25 in Eingriff stehende Verriegelungsstange 22 kann sich jedoch nicht weiter auf die Lenkwelle 25 zu bewegen. Deshalb verschiebt sich, wie in 5A und 6 dargestellt ist, die Rotationswelle 40 in die durch den Pfeil C in 6 bezeichnete Richtung längs ihrer Achse. Dementsprechend wird der außerhalb des Durchgangslochs 43 angeordnete Endabschnitt des Stifts 44 mit den Ausnehmungsabschnitten 32, 33 außer Eingriff gebracht, wobei das Schneckenrad 30 und die Rotationswelle 40 von einander getrennt werden. Der Endabschnitt des Stifts 44, der außer Eingriff mit den Ausnehmungsabschnitten 32, 33 gebracht wurde, wird in die Führungsnut 35 eingebracht. Zu diesem Zeitpunkt kommt ein Abschnitt der Außengewindegänge 45 in Gewindeeingriff mit den Innengewindegängen 52.
Der in 4A dargestellte Endabschnitt des Stifts 44, welcher aus dem ersten Endabschnitt 43a des Durchgangslochs 43 hervorsteht, stößt an die äußere Seitenfläche 35e der Führungsnut 35 an, wenn sich das Schneckenrad 30 aus dem in 4A gezeigten Zustand heraus um 180 Grad im Uhrzeigersinn entsprechend der umgekehrten Drehung der Antriebswelle 12 dreht. Wenn sich das Schneckenrad 30 weiter im Uhrzeigersinn dreht, wird der Endabschnitt des Stifts 44 in das Durchgangsloch 43 eingezogen bzw. hinein bewegt, während er auf der äußeren Seitenfläche 35e der Führungsnut 35 wie in 4B gezeigt gleitet. Wenn sich das Schneckenrad 30 weiter um 60 Grad im Uhrzeigersinn aus dem in 4B gezeigten Zustand heraus dreht, steht der Stift 44 nicht aus dem ersten Endabschnitt 43a des Durchgangslochs 43 hervor, sondern steht nur aus dem zweiten Endabschnitt 43b wie in 4C gezeigt hervor. Wenn sich das Schneckenrad 30 weiter im Uhrzeigersinn aus dem in 4C gezeigten Zustand heraus dreht, gleitet der aus dem zweiten Endabschnitt 43b hervorstehende Endabschnitt des Stifts 44 auf der äußeren Seitenfläche 35e der Führungsnut 35 und wird in das Durchführungsloch 43 hinein gezogen. Das Schneckenrad 30, dessen Verbindung mit der Rotationswelle 40 auf diese Weise aufgehoben wird, kann in Bezug auf die Rotationswelle 40 leerlaufen. Deshalb kann der Elektromotor 11 ein umgekehrtes Drehen der Antriebswelle 12 beibehalten, ohne dass er überlastet wird, während die Lenkwelle 25 verriegelt ist.
Wenn die Antriebswelle 12 vorwärts gedreht wird, während die Verbindung zwischen dem Schneckenrad 30 und der Rotationswelle 40 aufgehoben ist, dreht sich das Schneckenrad 30 in den 4A bis 4C im entgegengesetzten Uhrzeigersinn. Der Endabschnitt des Stifts 44, der sich außerhalb des Durchgangslochs 43 befindet, läuft in der Führungsnut gemäß der Vorwärtsdrehung der Antriebswelle 12 und stößt schließlich an die Eingriffsfläche 35c, wie in 4A gezeigt ist. Dementsprechend wird die Rotationswelle 40 drehbar zusammen mit dem Schneckenrad 30 gemäß der Vorwärtsdrehung der Antriebswelle 12. Wenn sich die Rotationswelle 40 zusammen mit dem Schneckenrad 30 im umgekehrten Uhrzeigersinn aus dem in 4A dargestellten Zustand heraus dreht, bewegt sich die Rotationswelle 40 in 6 abwärts entlang ihrer eigenen Achse. Als ein Ergebnis tritt der Abschnitt des Stifts 44, der an die Eingriffsfläche 35c anstößt, in den ersten Ausnehmungsabschnitt 32 ein. Wenn sich die Rotationswelle 40 verstellt, bis dass das distale Ende 40a der Rotationswelle 40 an dem Anschlag 60 anstößt, wird das Hubteil 50 in Abhängigkeit von der Drehung der Rotationswelle 40 bewegbar.
Die vorliegende Ausführungsform weist die folgenden Vorteile auf.
Wenn die Antriebswelle 12 weiterhin eine Vorwärtsdrehung beibehält, wobei die Verriegelungsstange 22 in der Entriegelungsstellung steht, kann die Rotationswelle 40 in Bezug auf das Hubteil 50 leerlaufen. Sogar wenn die Antriebswelle 12 ihre Vorwärtsdrehung beibehält, wird deshalb der Elektromotor 11 nicht überlastet. Das bedeutet, dass der Elektromotor 11 vor Überlastung geschützt ist, wenn die Lenkwelle 25 entriegelt ist. Die elektrische Lenkradschlossvorrichtung 10 gemäß dieser Ausführungsform verwendet die Bewegungsschraubeneinrichtung. Die Bewegungsschraubeneinrichtung ist gegenüber einer hohen Belastung beständig und arbeitet sogar korrekt, wenn die Antriebskraft des Elektromotors 11 relativ groß ist.
Die Innengewindegänge 52, die außer Eingriff mit den Außengewindegängen 45 gebracht werden, werden von der zweiten Schraubenfeder 15 gegen die Außengewindegänge 45 gedrückt. Daher wird die Rotationswelle 40, deren Verbindung mit dem Hubteil 50 aufgehoben ist, leicht wieder mit dem Hubteil 50 in Verbindung gebracht, indem nur die Antriebswelle 12 in umgekehrter Richtung gedreht wird.
Wenn die Antriebswelle 12 eine umgekehrte Drehung beibehält, wobei die Verriegelungsstange 22 in der Verriegelungsstellung steht, kann das Schneckenrad 30 in Bezug auf die Rotationswelle 40 leerlaufen. Auch wenn die Antriebswelle 12 die umgekehrte Drehung beibehält, wird deshalb der Elektromotor 11 nicht überlastet. Das bedeutet, dass der Elektromotor 11 vor Überlastung geschützt ist, wenn die Lenkwelle 25 verriegelt ist.
Die Führungsnut 35 weist die Eingriffsfläche 35c auf, welche an den Endabschnitt des Stifts 44 anstoßen kann, welcher sich in der Führungsnut 35 entsprechend der Vorwärtsdrehung der Antriebswelle 12 bewegt. Dadurch wird die Rotationswelle 40, deren Verbindung mit dem Schneckenrad 30 aufgehoben ist, mit dem Schneckenrad 30 leicht wieder in Verbindung gebracht, indem sich nur die Antriebswelle 12 vorwärts dreht, und kann zusammen mit dem Schneckenrad 30 gedreht werden.
Die Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden.
Wie in 8 dargestellt ist, können an Stelle der Führungsnut 35 zwei Führungsnuten 62 und 63 an der oberen Fläche des Schneckenrads 30 gebildet sein, in welches die Rotationswelle 40 eingesetzt ist. Die Führungsnuten 62 und 63 erstrecken sich in einer bogenförmigen Gestalt um die zentrale Achse des Schneckenrads 30 und weisen einen Mittelpunktswinkel von ungefähr 180 Grad auf. Die Breite der Führungsnuten 62, 63 wird kleiner, wenn sie sich dem Abschlussende vom Anfangsende her nähert. In diesem Fall ist der erste Ausnehmungsabschnitt 32 an einer Stelle angeordnet, die zu dem Anfangsende einer Führungsnut 62 korrespondiert. Der Stift 44 ist durch zwei Stifte 64 und 65 ersetzt. Die Stifte 64 und 65 sind in das Durchgangsloch 43 eingesetzt, wobei sie durch eine Schraubenfeder 67 in entgegensetzte Richtungen in Bezug zueinander gedrückt werden. In dieser Modifikation wird über die beiden um 180 Grad versetzten Stifte 64 und 65 Energie von dem Schneckenrad 30 auf die Rotationswelle 40 übertragen. Daher ist im Vergleich mit der oben beschriebenen Ausführungsform eine beständige Ausführung einer Übertragung von Energie möglich.
Zusammenfassung der Offenbarung
Eine elektrische Lenkradschlossvorrichtung, die einen Motor vor Überlastung schützen und die Antriebskraft des Motors erhöhen kann. Die elektrische Lenkradschlossvorrichtung (10) der vorliegenden Erfindung weist eine Verriegelungsstange (22) auf, welche gemäß der Bewegung eines Hubteils (50) bewegbar ist. In einem Zustand, in dem an dem Hubteil vorgesehene Innengewindegänge (52) mit an einer Rotationswelle (40) vorgesehenen Außengewindegängen (45) in Gewindeeingriff sind, ist das Hubteil längs der Achse der Rotationswelle gemäß der Drehung der Rotationswelle bewegbar, welche von einem Elektromotor (11) angetrieben ist. Die Innengewindegänge des Hubteils können entsprechend der Drehung der Rotationswelle außer Eingriff mit den Außengewindegängen gebracht werden. Wenn die Innengewindegänge mit den Außengewindegängen nicht in Eingriff sind, wird eine Drehung der Rotationswelle (40) ermöglicht.

Claims

Elektrische Lenkradschlossvorrichtung zur wahlweisen Verriegelung eines bewegbaren Bauteils (25), welches in Abhängigkeit von einem Lenkrad bewegbar ist, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch: einen Motor (11); eine Rotationswelle (40), welche wahlweise in eine erste Richtung und in eine zu der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung drehbar ausgebildet ist und erste Gewindegänge (45) aufweist; einen bewegbaren Körper (50), welcher zweite Gewindegänge (52) aufweist, die in einem Gewindeeingriff mit den ersten Gewindegängen stehen, welcher längs einer Achse der Rotationswelle bewegbar ist, wenn sich die Rotationswelle dreht und die zweiten Gewindegänge mit den ersten Gewindegängen in Gewindeeingriff sind, welcher in eine dritte Richtung bewegbar ist, wenn sich die Rotationswelle in die erste Richtung dreht, und welcher in eine zu der dritten Richtung entgegengesetzte vierte Richtung bewegbar ist, wenn sich die Rotationswelle in die zweite Richtung dreht; und ein Verriegelungsteil (22), welches an den bewegbaren Körper gekoppelt ist, welches zwischen einer Verriegelungsstellung, in der es mit dem bewegbaren Bauteil zur Verriegelung des bewegbaren Bauteils in Eingriff ist, und einer unverriegelten Stellung bzw. Entriegelungsstellung, in der es zur Entriegelung des bewegbaren Bauteils außer Eingriff mit dem bewegbaren Bauteil ist, in Übereinstimmung mit Verstellung des bewegbaren Körpers bewegbar ist, welches von der Verriegelungsstellung in die unverriegelte Stellung bewegbar ist, wenn sich der bewegbare Körper in die dritte Richtung bewegt, und welches von der unverriegelten Stellung in die Verriegelungsstellung bewegbar ist, wenn sich der bewegbare Körper in die vierte Richtung bewegt, wobei, wenn die Rotationswelle in die erste Richtung mit dem Verriegelungsteil in der unverriegelten Stellung dreht, die ersten Gewindegänge den zweiten Gewindegängen ermöglichen, außer Eingriff von den ersten Gewindegängen zu kommen, wodurch eine Drehung der Rotationswelle in die erste Richtung ermöglicht ist, bei der die zweiten Gewindegängen mit den ersten Gewindegängen nicht in Eingriff stehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Drehung der Rotationswelle in die zweite Richtung die ersten Gewindegänge es den von den ersten Gewindegängen getrennten zweiten Gewindegängen ermöglichen, in Gewindeeingriff mit den ersten Gewindegängen zu kommen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin gekennzeichnet durch ein Antriebsbauteil (15), welches den bewegbaren Körper in die vierte Richtung zwingt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin gekennzeichnet durch ein Rotationsbauteil (30), welches durch den Motor drehbar ausgebildet ist; und eine Kupplungseinrichtung, welche zwischen der Rotationswelle und dem Rotationsbauteil angeordnet ist und wahlweise die Rotationswelle mit dem Rotationsbauteil verbindet, wodurch eine Drehung des Rotationsbauteils auf die Rotationswelle übertragbar ist, wenn die Kupplungseinrichtung die Rotationswelle mit dem Rotationsbauteil verbindet, wobei die Kupplungseinrichtung die Rotationswelle und das Rotationsbauteil von einander trennt, wenn das Rotationsbauteil die Rotationswelle in die zweite Richtung dreht bei in der Verriegelungsstellung befindlichem Verriegelungsteil, wodurch eine Drehung des Rotationsbauteils ermöglicht ist, bei der die Rotationswelle und das Rotationsbauteil von einander getrennt sind.
Elektrische Lenkradschlossvorrichtung zur wahlweisen Verriegelung eines bewegbaren Bauteils (25), welches in Abhängigkeit von einem Lenkrad bewegbar ist, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch: einen Motor (11); ein Rotationsbauteil (30), welches durch den Motor drehbar ist; eine Rotationswelle (40), welche wahlweise in eine erste Richtung und in eine zu der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung drehbar ist und erste Gewindegänge (45) aufweist; eine Kupplungseinrichtung, welche zwischen der Rotationswelle und dem Rotationsbauteil angeordnet ist und die Rotationswelle wahlweise mit dem Rotationsbauteil verbindet, wodurch eine Drehung des Rotationsbauteils auf die Rotationswelle übertragbar ist, wenn die Kupplungseinrichtung die Rotationswelle mit dem Rotationsbauteil verbindet, einen bewegbaren Körper (50), welcher zweite Gewindegänge (52) aufweist, die in einen Gewindeeingriff mit den ersten Gewindegängen bringbar sind, welcher längs der Achse der Rotationswelle bewegbar ist, wenn das Rotationsbauteil die Rotationswelle dreht und die zweiten Gewindegänge mit den ersten Gewindegängen in Gewindeeingriff sind, welches in eine dritte Richtung bewegbar ist, wenn das Rotationsbauteil die Rotationswelle in die erste Richtung dreht, und welcher in eine zu der dritten Richtung entgegengesetzte vierte Richtung bewegbar ist, wenn das Rotationsbauteil die Rotationswelle in die zweite Richtung dreht; und ein Verriegelungsteil (22), welches an den bewegbarer Körper gekoppelt ist, welches zwischen einer Verriegelungsstellung, in der es mit dem bewegbaren Bauteil zur Verriegelung des bewegbaren Bauteils in Eingriff ist, und einer unverriegelten Stellung, in der es zur Entriegelung des bewegbaren Bauteils außer Eingriff mit dem bewegbaren Bauteil ist, in Übereinstimmung mit Verstellung des bewegbaren Körpers bewegbar ist, welches von der Verriegelungsstellung in die unverriegelte Stellung bewegbar ist, wenn sich der bewegbare Körper in die dritte Richtung bewegt, und welches von der unverriegelten Stellung in die Verriegelungsstellung bewegbar ist, wenn sich der bewegbare Körper in die vierte Richtung bewegt, wobei die Kupplungseinrichtung die Rotationswelle und das Rotationsbauteil von einander trennt, wenn das Rotationsbauteil die Rotationswelle in die zweite Richtung bei in der Verriegelungsstellung befindlichen Verriegelungsteil dreht, wodurch eine Rotation des Rotationsbauteils ermöglicht wird, bei der die Rotationswelle und das Rotationsbauteil von einander getrennt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationswelle in eine axiale Richtung mit Bezug auf das Rotationsteil bewegbar ist, und dass die Kupplungseinrichtung die Rotationswelle mit dem Rotationsbauteil in Übereinstimmung mit axialer Bewegung der Rotationswelle mit Bezug auf das Rotationsbauteil verbindet oder von diesem trennt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Rotationsbauteil die Rotationswelle in die zweite Richtung dreht, wobei sich das Verriegelungsteil in der Verriegelungsstellung befindet, die Rotationswelle in die dritte Richtung in Bezug auf das Rotationsbauteil bewegbar ist, wodurch die Rotationswelle und das Rotationsbauteil von einander trennbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rotationsbauteil koaxial mit der Rotationswelle angeordnet und zusammen mit der Rotationswelle drehbar ist, wenn es mit der Rotationswelle verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Rotationsbauteil in der ersten Richtung dreht, die Kupplungseinrichtung die von dem Rotationsbauteil getrennte Rotationswelle wieder mit dem Rotationsbauteil verbindet.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung Folgendes aufweist: einen in dem Rotationsbauteil vorgesehen ersten Eingriffsabschnitt (32); und einen in der Rotationswelle vorgesehenen zweiten Eingriffsabschnitt (44), welcher mit dem ersten Eingriffsabschnitt in einer trennbaren Weise in Eingriff steht.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationswelle koaxial zu dem Rotationsbauteil angeordnet und in das Rotationsbauteil in einer axial bewegbaren Weise eingesetzt ist, dass der erste Eingriffsabschnitt ein Ausnehmungsabschnitt (32) ist, der an einer von der zentralen Achse des Rotationsbauteils entfernten Position angeordnet ist, und dass der zweite Eingriffsabschnitt ein Stift (44) ist, welcher sich radial von einer Umfangsfläche der Rotationswelle erstreckt und mit dem Ausnehmungsabschnitt (32) entsprechend der axialen Bewegung der Rotationswelle in Bezug auf das Rotationsbauteil in Eingriff oder außer Eingriff ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift ausziehbar und einziehbar in Bezug auf die Umfangsfläche der Rotationswelle ausgebildet ist, dass das Rotationsbauteil eine bogenförmige Nut (35) aufweist, welche sich um dessen Achse erstreckt, wobei eine radiale innere Seitenfläche (35d) der bogenförmigen Nut durch die Umfangsfläche der Rotationswelle gebildet ist, wobei eine radiale äußere Seitenfläche (35e) der bogenförmigen Nut durch das Rotationsbauteil gebildet ist, wobei die bogenförmige Nut ein Anfangsende (35a) und ein Abschlussende (35b) aufweist, wobei die äußere Seitenfläche der bogenförmigen Nut näher an der inneren Seitenfläche liegt, je näher sie an dem Abschlussende liegt, wobei der Ausnehmungsabschnitt an dem Anfangsende der bogenförmigen Nut angeordnet ist, und wobei der von dem Ausnehmungsabschnitt getrennte Stift in der bogenförmigen Nut angeordnet ist, und dass eine an einer Wandfläche angelenkte Eingriffsfläche (35c), welche den Ausnehmungsabschnitt bildet, an dem Anfangsende ausgebildet ist und mit dem Stift nur dann in Eingriff ist, wenn sich das Rotationsbauteil mit dem in der bogenförmigen Nut eingebrachten Stift in der ersten Richtung dreht, wodurch die Rotationswelle mit dem Rotationsbauteil in der ersten Richtung drehbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn sich das Rotationsbauteil mit dem in der bogenförmigen Nut angeordneten Stift in die zweite Richtung dreht, die äußere Seitenfläche der bogenförmigen Nut den Stift in einer solchen Weise drückt, dass ein Herausziehen und Zurückziehen des Stifts in Bezug auf die Umfangsfläche der Rotationsfläche bewirkt wird, wodurch ein Eingriff des Stifts mit der Eingriffsfläche verhindert wird.