JP2007239260A - ロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成の簡素化、ひいては小型化が図られるロック装置を提供する。
【解決手段】ロック部材２３を圧電体により形成することにより、ロック部材２３自体にステアリングシャフト１３をロック又はアンロックするアクチュエータ機能を持たせるようにした。このように、ロック部材２３自身を圧電アクチュエータとして構成することにより、ロック部材２３を、ロック状態及びアンロック状態の２つの態様に変位させるための機械的な構成を大幅に削減可能となり、部品点数を低減させることができる。従って、ロック装置１１の構成の簡素化、ひいては小型化が図られる。また、ロック装置１１の製品コストの低減化も図られる。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動規制対象である移動体の変位を規制するロック装置に関するものである。

近年では、自動車等の車両には、例えば特許文献１に示されるような電動ステアリングロック装置が搭載されつつある。この電動ステアリングロック装置は、モータ等のアクチュエータの駆動力に基づいてロックバーをステアリングシャフトに嵌合させることによりステアリング操作を規制するものである。これにより、車両の盗難防止が図られる。
特開２００５−２９７６４５号公報

前記従来の電動ステアリングロック装置には、モータ等のアクチュエータの駆動力をロックバーに伝達するための伝達機構を設ける必要があった。そして、当該伝達機構として、従来、例えば次のような構成が採用されていた。即ち、図７に示すように、電動ステアリングロック装置の伝達機構１０１は、モータ１０２の出力軸１０２ａに固定されたウォーム１０３を備えるとともに、当該ウォーム１０３にはウォームホイール１０４が噛合されている。当該ウォームホイール１０４の軸心位置には、当該軸心方向へ延びる雄ねじ部材１０５が固定さるとともに、当該雄ねじ部材１０５は、Ｌ字状のナット部材１０６の基端部に螺進又は螺退可能に螺合されている。ナット部材１０６の先端部には、ロックバー１０７の基端部が当該ナット部材１０６に対して進退移動可能に設けられている。ロックバー１０７とナット部材１０６との間にはコイルばね１０８が介在されるとともに、当該コイルばね１０８の弾性力によりロックバー１０７はナット部材１０６に対して離間する方向（図示しないステアリングシャフト側）へ常時付勢されている。

従って、モータ１０２の正逆回転に伴って、ウォーム１０３、ウォームホイール１０４及び雄ねじ部材１０５が正逆回転する。そして、雄ねじ部材１０５の正逆回転に伴ってナット部材１０６、ひいてはロックバー１０７は、雄ねじ部材１０５に対して進退移動する。当該進退移動に基づいて、ロックバー１０７は、図示しないステアリングシャフトと嵌合するロック位置と、同じく嵌合が解除されるアンロック位置との間を移動する。このように、前記従来の電動ステアリングロック装置は、モータ１０２を含めて、多数の機械要素から構成されていた。

近年では、車両においては、製品コストの低減、車両の多機能化に伴う各種の装置の搭載スペースの確保、並びに車室内スペースの確保等の観点から、電動ステアリングロック装置の更なる小型化が望まれている。そして、当該装置の小型化を図るためには、例えば伝達機構１０１等の構成要素の削減が有効である。しかし、ロックバー１０７の駆動源としてモータ１０２を使用している以上、当該モータ１０２の回転数を減速するための伝達機構１０１は必須である。また、モータ１０２の回転運動をロックバー１０７の往復運動に変換するという機能は不変であることから、その機能を実現するための機械的な構成は、自ずと制限されたものとなる。このため、伝達機構１０１の構成要素の削減、ひいてはステアリングロック装置の小型化には自ずと限界があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、構成の簡素化、ひいては小型化が図られるロック装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、移動規制対象である移動体の一部に係合することにより当該移動体の変位を規制するロック状態と、同じく移動体の一部との係合状態が解除されることにより当該移動体の変位を許容するアンロック状態との２つの態様をとるロック部材を備えたロック装置において、電圧の印加の有無により伸縮する電歪材料により形成されたアクチュエータ部材を備えるとともに、当該アクチュエータ部材の伸縮を利用して、前記ロック部材をロック状態及びアンロック状態とするようにしたことをその要旨とする。

この構成によれば、電圧印加の有無に伴うアクチュエータ部材の伸縮により、ロック部材はロック状態及びアンロック状態の２つの態様をとる。このため、ロック部材を、ロック状態及びアンロック状態の２つの態様に変位させるための機械的な構成を削減可能となり、部品点数を低減させることができる。従って、ロック装置の構成の簡素化、ひいては小型化が図られる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロック装置において、前記ロック部材それ自体を電歪材料により形成することによりアクチュエータ部材とするようにしたことをその要旨とする。

この構成によれば、ロック部材は、それ自身で圧電アクチュエータとして機能することにより、ロック装置の構成のいっそうの簡素化が図られる。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のロック装置において、前記ロック部材は、２つのロック片に分割して構成するとともに、当該２つのロック片は、前記電歪材料よりも機械的強度に優れる金属材料により形成するようにし、前記アクチュエータ部材は、前記２つのロック片間に配設するようにしたことをその要旨とする。

この構成によれば、ロック部材は、アクチュエータ部材よりも機械的強度に優れたロック片において移動体の一部に係合する。このため、例えばアクチュエータ部材を移動体の一部に係合させるようにした場合と異なり、移動体が変位しようとする際に受ける力に対する強度が確保される。従って、ロック部材がロック状態にある場合に、何らかの原因で移動体が変位しようとしても、当該移動体の変位は確実に規制される。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のロック装置において、前記アクチュエータ部材は、前記ロック部材の前記移動体と反対側の端部に設けるとともに、前記ロック部材は前記電歪材料よりも機械的強度に優れる金属材料により形成するようにしたことをその要旨とする。

この構成によれば、ロック部材は、アクチュエータ部材よりも機械的強度に優れた金属材料により形成されることにより、例えばアクチュエータ部材を移動体の一部に係合させるようにした場合と異なり、移動体が変位しようとする際に受ける力に対する強度が確保される。従って、ロック部材がロック状態にある場合に、何らかの原因で移動体が変位しようとしても、当該移動体の変位は確実に規制される。

本発明によれば、構成の簡素化、ひいては小型化が図られる。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明を、例えば車両のステアリングシャフトの回転を規制するロック装置に具体化した第１の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。

図１に示すように、ロック装置１１は図示しない車両に固定された支持チューブ１２の外周面に固定されている。支持チューブ１２にはステアリングシャフト１３が一対のベアリング１４，１４を介して回転可能に挿通支持されており、該ステアリングシャフト１３の外端部にはステアリングホイール１５が固定されている。

ロック装置１１は、ブラケット２１を介して支持チューブ１２の外周面に固定されたケース２２を備えるとともに、当該ケース２２内にはロック部材２３が収容されている。ロック部材２３の先端部は、ケース２２の側壁を貫通するとともに、支持チューブ１２に形成された孔１２ａを介して当該支持チューブ１２の内部に若干突出している。また、ロック部材２３の基端部とケース２２の内頂面との間には、コイルばね２４が介装されるとともに、当該コイルばね２４の弾性力によりロック部材２３はステアリングシャフト１３側へ常時付勢されている。

ロック部材２３は、電圧の印加の有無により伸縮するチタン酸バリウム等の圧電体（電歪材料）により形成された直方体状のロック部材本体２３ａを備えるとともに、当該ロック部材本体２３ａの互いに反対側の面には２つの電極２３ｂ、２３ｂが設けられている。この２つの電極２３ｂ，２３ｂ間に所定の電圧を印加することによりロック部材本体２３ａは伸長する。本実施の形態では、電圧印加の有無によるロック部材本体２３ａの伸縮を利用してステアリングシャフト１３のロック及びアンロックを行う。即ち、圧電体により形成されたロック部材２３に所定の電圧を印加したとき、当該ロック部材２３の先端部が、ステアリングシャフト１３における２つのベアリング１４，１４間に外嵌された歯車状の回転規制体２５に嵌合可能となるように、当該ロック部材２３の長さ、伸長量及びケース２２に対する配置等が設定されている。

回転規制体２５は、鉄鋼等の金属材料により円環状に形成されるとともに、当該回転規制体２５の外周面には複数の嵌合凹部２５ａが周方向において所定間隔毎に形成されることにより、複数の突部２５ｂが形成されている。本実施の形態では、ロック部材本体２３ａの伸長量は５ｍｍ〜８．５ｍｍ程度に設定されている。そして、当該伸長量だけ伸長したロック部材２３の先端部が回転規制体２５の嵌合凹部２５ａに嵌合することにより、ステアリングシャフト１３の回転が規制される。また、電圧が印加されない通常時において、ロック部材２３の先端部が回転規制体２５に干渉しないように、当該ロック部材２３の長さ、及びケース２２に対する配置等が設定されている。なお、ロック部材２３に電圧が印加されたとき、ケース２２の内頂面側への伸長が抑制されるとともに、回転規制体２５側に伸長するように、コイルばね２４の弾性力（弾性係数）が設定されている。

図２に示すように、ロック部材２３の２つの電極２３ｂ，２３ｂ間には、電源回路等の電圧源３１が配線３２を介して接続されている。前記電圧回路は、図示しない車両のバッテリから入力される電圧を、圧電素子として構成されたロック部材２３の予め設定された伸縮量に応じた所定レベルの電圧に変換し、当該電圧をロック部材２３に供給する。

配線３２上には、ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）３３が設けられるとともに、当該ＦＥＴ３３のゲートには、制御装置３４が図示しないインターフェースを介して接続されている。制御装置３４は、ロック部材２３をロック状態にすべきときには所定のオン信号（電圧）を出力するとともに、ステアリングシャフト１３をアンロック状態にすべきときには所定のオフ信号（電圧）を出力する。即ち、制御装置３４からオン信号が出力されることによりＦＥＴ３３はオン状態となり、電圧源３１からの電圧がロック部材２３の電極２３ｂ，２３ｂ間に印加される。また、制御装置３４からオフ信号が出力されることによりＦＥＴ３３はオフ状態となり、電圧源３１からの電圧供給が遮断される。

次に、前述のように構成したロック装置１１の作用を説明する。当該ロック装置１１を搭載した車両において、例えばエンジンを停止した後の降車に伴ってドアが開閉された場合には、図示しないセンサからの検出信号に基づいて、制御装置３４はＦＥＴ３３にオン信号を出力する。すると、ＦＥＴ３３はオン状態になり、電圧源３１からの電圧が配線３２を介して２つの電極２３ｂ，２３ｂ間に印加される。その結果、ロック部材２３（正確には、ロック部材本体２３ａ）は、ステアリングシャフト１３側へ所定量だけ伸長したロック状態となって回転規制体２５に嵌合する。これにより、ステアリングシャフト１３の回転が規制されるとともに、ステアリングホイール１５の操作が不能となる。

なお、ステアリングシャフト１３の回転位置によっては、ロック部材本体２３ａが伸長した際に、ロック部材２３の先端部が回転規制体２５の突部２５ｂの先端部に当接するおそれもある。このよう場合には、ロック部材２３の先端部が突部２５ｂに当接した以降、ロック部材本体２３ａの伸長に伴ってロック部材２３はコイルばね２４の弾性力に抗してケース２２の内面に近接する方向へ変位する。これにより、ロック部材２３に過大な負荷がかかることが防止される。

一方、エンジンの始動操作が行われた場合、図示しないセンサからの検出信号に基づいて、制御装置３４はＦＥＴ３３にオフ信号を出力する。すると、ＦＥＴ３３はオフ状態になり、電圧源３１からの電圧の供給が遮断される。その結果、ロック部材２３（正確には、ロック部材本体２３ａ）は、ステアリングシャフト１３に対して離間する方向へ収縮して元のアンロック状態となる。これにより、ロック部材２３と回転規制体２５との嵌合が解除されて、ステアリングホイール１５の操作が可能となる。

＜実施の形態の効果＞
従って、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ロック部材２３を圧電体により形成することにより、ロック部材２３自体にステアリングシャフト１３をロック又はアンロックするアクチュエータ機能を持たせるようにした。このように、ロック部材２３自身を圧電アクチュエータとして構成することにより、ロック部材２３を、ロック状態及びアンロック状態の２つの態様に変位させるための機械的な構成を大幅に削減可能となり、部品点数を低減させることができる。従って、ロック装置１１の構成の簡素化、ひいては小型化が図られる。また、ロック装置１１の製品コストの低減化も図られる。

（２）また、部品点数が大幅に低減されることにより、ロック装置１１の体格も大幅な小型化が図られる。このため、車両において、ロック装置１１の設置スペースも僅かなものとなり、当該ステアリングロック装置の搭載自由度が高められる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施の形態は、ロック部材の構成の点で前記第１の実施の形態と異なる。従って、前記第１の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図３に示されるように、ロック部材４０は、鉄鋼等の金属材料により直方体状に形成された２つのロック片４１，４１を備えるとともに、これら２つのロック片４１，４１間には、チタン酸バリウム等の圧電体により直方体状に形成されたアクチュエータ部材４２が介装された状態で固定されている。ロック片４１は、アクチュエータ部材４２の形成材料である圧電体よりも機械的強度に優れる金属材料により形成されている。また、アクチュエータ部材４２の互いに反対側の側面には、２つの電極４３，４３が設けられるとともに、当該２つの電極４３，４３は、前記第１の実施の形態と同様に、配線３２を介して電圧源３１に接続されている。そして、２つの電極４３，４３間に所定の電圧を印加したとき、２つのロック片４１，４１のうち先端側の一方のロック片４１が、ステアリングシャフト１３の回転規制体２５に嵌合可能となるように、アクチュエータ部材４２の長さ及び伸長量（変位量）、並びに２つのロック片４１，４１の長さ等が設定されている。

従って、本実施の形態によれば、ロック部材４０は、アクチュエータ部材４２よりも機械的強度に優れた先端側のロック片４１においてステアリングシャフト１３の回転規制体２５に嵌合する。このため、ロック部材４０がロック状態にある場合に、何らかの原因でステアリングシャフト１３が回転しようとしても、当該ステアリングシャフト１３の回転は確実に規制される。また、この際に、ロック部材４０の先端部が変形又は破損することも抑制される。従って、ステアリングシャフト１３を確実にロック状態に保持することができる。ひいては、ロック装置１１の製品性能に対する信頼性の向上が図られる。

＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。本実施の形態は、ロック部材の構成の点で前記第１の実施の形態と主に異なる。従って、前記第１の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図４に示すように、ケース２２の内面には、２つのロック部材５１，５１がステアリングシャフト１３を間に挟んで互いに対向するように固定されている。２つのロック部材５１，５１は、チタン酸バリウム等の圧電体により直方体状に形成されるとともに、当該２つのロック部材５１，５１のステアリングシャフト１３側の側面には、当該ステアリングシャフト１３の外周面に合致する円弧面５１ａ，５１ａが形成されている。また、２つのロック部材５１，５１の円弧面５１ａに隣接する互いに反対側の側面には、２つの電極５２，５２が設けられるとともに、当該２つの電極５２，５２は、前記第１の実施の形態と同様に、配線３２を介して電圧源３１に接続されている。そして、２つの電極５２，５２間に所定の電圧を印加したとき、２つのロック部材５１，５１の円弧面５１ａ，５１ａがステアリングシャフト１３の外周面に合致して当接するように、２つのロック部材５１，５１の長さ及び伸長量（変位量）等が設定されている。

（１）従って、本実施の形態によれば、２つの電極５２，５２間に所定の電圧が印加されたとき、ステアリングシャフト１３は２つのロック部材５１，５１により挟み込まれることにより、回転が規制される。即ち、２つのロック部材５１，５１の円弧面５１ａ，５１ａとステアリングシャフト１３との間の摩擦力により、当該ステアリングシャフト１３の回転が規制される。このため、第１の実施の形態における過負荷吸収用のコイルばね２４、及び回転規制体２５は不要となり、ロック装置１１の部品点数を、より低減することができる。

（２）また、２つのロック部材５１，５１により互いに反対側からステアリングシャフト１３を挟み込むようにしたことにより、ステアリングシャフト１３にかかる曲げモーメントをなくすことができる。即ち、一方のロック部材５１をステアリングシャフト１３の外周面に押し付けた際に生ずる曲げモーメントと、他方のロック部材５１をステアリングシャフト１３の外周面に押し付けた際に生ずる曲げモーメントとで釣り合いがとれる。このため、ステアリングシャフト１３に曲げモーメントを与えることなく回転規制力を確保することができる。

（３）さらに、２つのロック部材５１，５１とステアリングシャフト１３との摩擦係合により、当該ステアリングシャフト１３の変位を規制するようにしたことにより、２つのロック部材５１，５１とステアリングシャフト１３との間に大がかりな係合構造を設ける必要がない。このため、ロック装置１１の構成の簡素化が図られる。

＜他の実施の形態＞
なお、前記各実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・第１及び第２の実施の形態において、ロック部材２３，４０の先端部の形状を回転規制体２５の嵌合凹部２５ａの内形形状に対応して形成するようにしてもよい。即ち、図５（ａ），（ｂ）に示されるように、ロック部材２３，４０の先端部に、嵌合凹部２５ａの対向する２つの内側面６１，６１のなす角度θと同様の角度をなす２つの勾配面６２，６２を形成する。そして、ロック部材２３，４０が嵌合凹部２５ａに嵌合した際には、嵌合凹部２５ａの２つの内側面６１，６１とロック部材２３，４０の２つの勾配面６２とが面接触状態で当接するようにした。このようにすれば、ステアリングシャフト１３の回転力を勾配面６２，６２により受けることになる。このため、ロック部材２３，４０の先端部における単位面積当たりの力が小さくなるとともに、ロック部材２３，４０の製品寿命を確保することができる。

・また、第１及び第２の実施の形態において、ロック部材２３，４０の先端部の形状を次のようにしてもよい。すなわち、図５（ｃ），（ｄ）に示されるように、ロック部材２３，４０の先端部において、互いに反対側の側面には、先端に向かうにつれて拡開する２つの勾配面６３，６３を形成することにより、断面三角形状の２つの食い込み部６４，６４を形成する。そして、ロック部材２３，４０が嵌合凹部２５ａに嵌合した状態において、ステアリングシャフト１３に回転力が作用したときには、嵌合凹部２５ａの２つの内側面６１，６１にロック部材２３，４０の２つの食い込み部６４，６４の先端部が食い込むように作用する。このため、ステアリングシャフト１３の回転を好適に規制することができる。

・第１及び第２の実施の形態においては、ロック部材２３，４０の先端部を、回転規制体２５の嵌合凹部２５ａに嵌合させることにより、ステアリングシャフト１３の回転を規制するようにしたが、次のようにしてもよい。即ち、図５（ｅ）に示すように、ロック部材２３，４０の先端面には、例えば微細な凹凸からなる粗面６５を形成するとともに、ステアリングシャフト１３の外周面においてロック部材２３，４０の先端面に対応する部位には、回転規制体２５に換えて、例えば微細な凹凸からなる円環状の粗面６６を形成する。そして、ロック部材本体２３ａ及びアクチュエータ部材４２に電圧を印加した場合には、それらの伸長に伴って、ロック部材２３，４０の粗面６５がステアリングシャフト１３の粗面６６に押し付けられるようにする。ロック部材２３，４０の先端面及びステアリングシャフト１３の外周面に粗面６５，６６を形成することにより、それらの間の摩擦力が確保されるとともに、当該摩擦力により、ステアリングシャフト１３の回転を規制することができる。この場合、ロック部材２３，４０の伸長量を、第１及び第２の実施の形態の場合に比べて、若干大きく設定することが好ましい。これは、ロック部材２３，４０のステアリングシャフト１３に対する圧着力を増大させることにより、ロック部材２３，４０の先端面とステアリングシャフト１３の外周面との間の滑りを抑制するためである。なお、第３の実施の形態において、ロック部材５１の円弧面５１ａに粗面６５を形成するとともに、ステアリングシャフト１３の外周面に粗面６６を形成するようにしてもよい。このように、粗面６５，６６を形成するという簡単な構成により、ロック部材２３，４０がロック状態にある場合における当該ロック部材２３，４０とステアリングシャフト１３との間の摩擦力が好適に確保される。

・また、第１及び第２の実施の形態においては、ロック部材２３，４０の先端部を、回転規制体２５の嵌合凹部２５ａに嵌合させることにより、ステアリングシャフト１３の回転を規制するようにしたが、次のようにしてもよい。即ち、図５（ｆ）に示すように、ロック部材２３，４０の先端面には、例えばゴム及び皮革等の非金属材料、並びに鋳鉄、軟鋼、黄銅、青銅等の金属材料により形成された第１の摩擦部材６７を設ける。また、ステアリングシャフト１３の外周面においてロック部材２３，４０の先端面に対応する部位には、第１の摩擦部材６７と同様又は異なる材質の円環状の第２の摩擦部材６８を設ける。そして、ロック部材本体２３ａ及びアクチュエータ部材４２に電圧を印加した場合には、それらの伸長に伴って、ロック部材２３，４０の第１の摩擦部材６７がステアリングシャフト１３の第２の摩擦部材６８に押し付けられるようにする。ロック部材２３，４０の先端面及びステアリングシャフト１３の外周面に第１及び第２の摩擦部材６７，６８を形成することにより、それらの間の摩擦力が確保されるとともに、当該摩擦力により、ステアリングシャフト１３の回転を好適に規制することができる。この場合、ロック部材２３，４０の伸長量を、第１及び第２の実施の形態の場合に比べて、若干大きく設定することが好ましい。これは、ロック部材２３，４０のステアリングシャフト１３に対する圧着力を増大させることにより、ロック部材２３，４０の先端面とステアリングシャフト１３の外周面との間の滑りを抑制するためである。なお、第３の実施の形態において、ロック部材５１の円弧面５１ａに第１の摩擦部材６７を設けるとともに、ステアリングシャフト１３の外周面に第２の摩擦部材６８を形成するようにしてもよい。

・第１及び第２の実施の形態では、単一のロック部材２３，４０を設けるのみとしたが、複数のロック部材２３，４０を設けるようにしてもよい。このようにすれば、複数のロック部材２３，４０を複数方向から回転規制体２５の嵌合凹部２５ａに嵌合させることにより、ステアリングシャフト１３の回転をいっそう好適に規制することができる。また、この場合、複数のロック部材２３，４０を互いに反対側から嵌合凹部２５ａに嵌合させるようにすることが好ましい。これにより、複数のロック部材２３，４０を嵌合凹部２５ａに嵌合した際にステアリングシャフト１３に生ずる曲げモーメントの釣り合いがとれる。このため、ステアリングシャフト１３に曲げモーメントを与えることなく回転規制力を確保することができる。

・第１及び第２の実施の形態では、ロック部材２３をステアリングシャフト１３の回転規制体２５に嵌合させることにより、また、第３の実施の形態では、ロック部材５１をステアリングシャフト１３の外周面に押し付けることにより、ひいてはステアリングホイール１５の回転操作を規制するようにしたが、次のようにしてもよい。即ち、例えば電動パワーステアリング装置が搭載された車両にあっては、当該装置のモータ軸をロックすることによりステアリングホイール１５の回転を規制するようにしてもよい。即ち、前記モータ軸のロックは、当該モータ軸に第１〜第３の実施の形態のロック装置１１を設けることにより行う。電動パワーステアリング装置にあっては、パワーステアリングモータの駆動力を歯車等からなる伝達機構を介してステアリングシャフト１３に伝える構成が一般に採用されることが多い。このため、パワーステアリングモータの出力軸の回転が規制されれば、ステアリングシャフト１３の回転に連動した前記伝達機構の動作も当然規制される。

・第１及び第２の実施の形態において、コイルばね２４を、電歪材料である形状記憶合金により形成するようにしてもよい。この場合、当該コイルばね２４に電圧源３１を接続する。そして、電圧源３１から所定の電圧を印加したとき、ジュール熱によりコイルばね２４が所定量だけ伸長し、その結果、ロック部材２３，４０の先端部が回転規制体２５の嵌合凹部２５ａに嵌合するように構成する。このようにすれば、コイルばね２４に所定の電圧を印加したとき、ジュール熱により当該コイルばね２４が所定量だけ伸長し、その結果、ロック部材２３，４０のステアリングシャフト１３側の嵌合凹部２５ａに嵌合する。ここで、ステアリングシャフト１３の回転位置によっては、ロック部材２３，４０が嵌合凹部２５ａに対応しない場合も想定される。この場合、電圧印加によりコイルばね２４が伸長しようとしても、ロック部材２３，４０が嵌合凹部２５ａから外れた位置に当接することから、当該ロック部材２３，４０はそれ以上ステアリングシャフト１３側へ変位することはできない。この状態で、引き続きコイルばね２４の伸長によりロック部材２３，４０がステアリングシャフト１３側へ押圧された場合には、当該ロック部材２３，４０に大きな負荷が作用することが懸念される。しかし、このような場合であれ、本実施の形態によれば、ロック部材２３，４０が嵌合凹部２５ａから外れた位置に当接した以降、本来変位すべき残りの変位量は、コイルばね２４が収縮することにより吸収される。このため、ロック部材２３，４０に過度の負荷が作用することが回避される。また、ロック部材２３，４０をロック状態及びアンロック状態に変位させるアクチュエータ手段とロック部材２３，４０の過負荷吸収手段とを、コイルばね２４で共用することにより、部品点数を低減させることが可能となる。

・第３の実施の形態では、２つのロック部材５１，５１を設けるようにしたが、ロック部材５１の個数は任意である。即ち、単一のロック部材５１を設けるのみとしてもよいし、３つ、４つ又はそれ以上のロック部材５１を設けるようにしてもよい。３つ以上のロック部材５１を設けるようにした場合には、それらロック部材５１のステアリングシャフト１３の外周面に対する総接触面積が増大することにより摩擦力も増大する。このため、ステアリングシャフト１３の回転をいっそう好適に規制することができる。

・前記第３の実施の形態において、２つのロック部材５１，５１とケース２２の内面との間に、コイルばね２４を設けるようにしてもよい。この場合、当該コイルばね２４を電歪部材である形状記憶合金により形成すれば、ロック部材５１を圧電体により形成する必要はない。即ち、コイルばね２４を電圧源３１に接続するとともに、当該電圧源３１から所定の電圧を印加したとき、ジュール熱によりコイルばね２４が所定量だけ伸長して、ロック部材５１の円弧面５１ａがステアリングシャフト１３の外周面に当接するように、当該コイルばね２４の伸長量を設定する。

・第１〜第３の実施の形態において、ステアリングシャフト１３と回転規制体２５とを一体形成するようにしてもよい。
・第１〜第３の実施の形態では、本発明のロック装置を、ステアリングシャフト１３の回転を規制するロック装置１１（即ち、ステアリングロック装置）として具体化したが、例えばシフトロック装置、並びに家屋等のドアロック装置として具体化することも可能である。

・第１〜第３の実施の形態において、図６に示されるように、電歪効果（又は圧電効果）を有するアクチュエータ部材としての複数個の板状の圧電体７１と電極７２とを交互に重ね合わせて一体化することにより、ロック部材２３，４０，５１を棒状に形成するようにしてもよい。このようにすれば、接合するアクチュエータ部材としての圧電素子の数を調節することにより、ロック部材２３，４０，５１の伸縮量を任意に設定することが可能となる。

・第１〜第３の実施の形態において、電圧を印加することにより歪みを生じる電歪材料（圧電体）として、圧電結晶体、圧電バイモルフ、圧電セラミックス及び電歪セラミックス等も採用可能である。

＜他の技術的思想＞
次に、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ）請求項１に記載のロック装置において、前記ロック部材は、複数個の板状のアクチュエータ部材を接合することにより棒状に形成するとともに、それらアクチュエータ部材の厚み方向の伸縮を利用して、前記ロック部材をロック状態及びアンロック状態とするようにしたロック装置。この構成によれば、接合するアクチュエータ部材の数を調節することにより、ロック部材の伸縮量を任意に設定することが可能となる。

（ロ）請求項１に記載のロック装置において、前記ロック部材がロック状態にあるときには、当該ロック部材の先端部が前記移動体に設けられた嵌合凹部に嵌合することにより当該移動体の変位を規制するとともに、前記ロック部材がアンロック状態にあるときには、当該ロック部材の先端部と前記移動体の嵌合凹部との嵌合が解除されることにより当該移動体の変位を許容するようにし、前記ロック部材を収容するケースとロック部材の基端部との間には過負荷吸収用のコイルばねを設けるとともに、当該コイルばねを電歪材料である形状記憶合金により形成することにより前記アクチュエータ部材として機能させるようにしたロック装置。この構成によれば、コイルばねに所定の電圧を印加したとき、ジュール熱により当該コイルばねが所定量だけ伸長し、その結果、ロック部材の移動体の嵌合凹部に嵌合する。ここで、移動体の位置によっては、ロック部材が移動体の嵌合凹部に対応しない場合も想定される。この場合、電圧印加によりコイルばねが伸長しようとしても、ロック部材が移動体の嵌合凹部から外れた位置に当接することから、当該ロック部材はそれ以上移動体側へ変位することはできない。この状態で、引き続きコイルばねの伸長によりロック部材が移動体側へ押圧された場合には、当該ロック部材に大きな負荷が作用することが懸念される。しかし、このような場合であれ、本発明によれば、ロック部材が移動体の嵌合凹部から外れた位置に当接した以降、本来変位すべき残りの変位量は、コイルばねが収縮することにより吸収される。このため、ロック部材に過度の負荷が作用することが回避される。また、アクチュエータ部材とロック部材の過負荷吸収用の部材とを、コイルばねで共用することにより、部品点数を低減させることが可能となる。

（ハ）請求項１〜請求項４並びに前記（イ）項及び前記（ロ）項のうちいずれか一項に記載のロック装置において、複数個のロック部材を、前記移動体を介して対向配置するようにしたロック装置。この構成によれば、アクチュエータ部材に電圧を印加したとき、２つのロック部材は移動体を互いに反対側から挟み込むようにして当該移動体の一部に係合する。このため、２つのロック部材が移動体に係合する際、当該移動体には互いに反対方向の力が作用する。即ち、一方のロック部材から受ける力と、他方のロック部材から受ける力との釣り合いがとられる。従って、２つのロック部材の係合に際して、移動体に曲げモーメント等の力が大きく作用することはない。

（ニ）前記（ロ）項に記載のロック装置において、前記ロック部材の先端部には、当該ロック部材がロック状態にある場合に、前記移動体にその移動方向への力が作用したとき、前記嵌合凹部に食い込むように作用する食い込み部を設けるようにしたロック装置。この構成によれば、ロック部材が嵌合凹部に嵌合した状態において、移動体が変位しようとした場合には、嵌合凹部の内側面にロック部材の食い込み部が食い込むように作用する。このため、移動体の変位を好適に規制することができる。

（ホ）請求項１〜請求項４及び前記（イ）項のうちいずれか一項に記載のロック装置において、前記ロック部材がロック状態にあるときには、当該ロック部材と前記移動体との間の摩擦力を利用して当該移動体の変位を規制するようにしたロック装置。このように、ロック部材と移動体との摩擦係合より、当該移動体の変位を規制することも可能である。また、ロック部材と移動体との間に大がかりな係合構造を設ける必要がない。このため、ロック装置の構成の簡素化が図られる。

（ヘ）前記（ホ）項に記載のロック装置において、前記ロック部材と前記移動体との間には、それらの間の摩擦力を確保するための摩擦構造体を設けるようにしたロック装置。この構成によれば、ロック部材がロック状態にある場合、摩擦構造体によりロック部材と移動体との間の摩擦力が確保されることにより、当該移動体の変位を好適に規制することができる。

（ト）前記（ヘ）項に記載のロック装置において、前記摩擦構造体は、ロック部材の移動体側の側面、及び前記移動体の表面においてロック部材に対応する部位に設けられた粗面であるロック装置。この構成によれば、ロック部材の移動体側の側面、及び前記移動体の表面においてロック部材に対応する部位に粗面を形成するという簡単な構成により、ロック部材がロック状態にある場合における当該ロック部材と移動体との間の摩擦力が好適に確保される。

（チ）前記（ヘ）項に記載のロック装置において、前記摩擦構造体は、ロック部材の移動体側の側面、及び前記移動体の表面においてロック部材に対応する部位に別部材として設けられた摩擦部材であるロック装置。ロック部材の移動体側の側面、及び前記移動体の表面においてロック部材に対応する部位に摩擦部材を設けるという簡単な構成により、ロック部材がロック状態にある場合における当該ロック部材と移動体との間の摩擦力が好適に確保される。

（リ）請求項１〜請求項４及び前記（イ）項〜前記（チ）項のうちいずれか一項に記載のロック装置において、前記移動体は所定の軸を中心として回転する回転体であるロック装置。この構成によれば、ロック部材がロック状態にある場合、当該ロック部材が回転体に係合することにより当該回転体の回転が好適に規制される。

第１の実施の形態におけるロック装置の取り付け状態を示す断面図。 同じくロック装置の電気的な構成を示す概略構成図。 第２の実施の形態におけるロック装置の電気的な構成を示す概略構成図。 第３の実施の形態におけるロック装置の電気的な構成を示す概略構成図。 （ａ）〜（ｆ）は、他の実施の形態におけるロック部材の先端部の形状を示す概略構成図。 他の実施の形態におけるロック部材の構成図。 従来のロック機構の概略構成図。

符号の説明

１１…ロック装置、１３…ステアリングシャフト（移動体、回転体）、
２２…ケース、２３，５１…ロック部材（アクチュエータ部材）、２４…コイルばね、２５ａ…嵌合凹部、４０…ロック部材、４１…ロック片、４２…アクチュエータ部材、６４…食い込み部、６５，６６…粗面（摩擦構造体）、６７…第１の摩擦部材、
６８…第２の摩擦部材。

Claims (4)

1. 移動規制対象である移動体の一部に係合することにより当該移動体の変位を規制するロック状態と、同じく移動体の一部との係合状態が解除されることにより当該移動体の変位を許容するアンロック状態との２つの態様をとるロック部材を備えたロック装置において、
   電圧の印加の有無により伸縮する電歪材料により形成されたアクチュエータ部材を備えるとともに、当該アクチュエータ部材の伸縮を利用して、前記ロック部材をロック状態及びアンロック状態とするようにしたロック装置。
2. 請求項１に記載のロック装置において、
   前記ロック部材それ自体を電歪材料により形成することによりアクチュエータ部材とするようにしたロック装置。
3. 請求項１に記載のロック装置において、
   前記ロック部材は、２つのロック片に分割して構成するとともに、当該２つのロック片は、前記電歪材料よりも機械的強度に優れる金属材料により形成するようにし、
   前記アクチュエータ部材は、前記２つのロック片間に配設するようにしたロック装置。
4. 請求項１に記載のロック装置において、
   前記アクチュエータ部材は、前記ロック部材の前記移動体と反対側の端部に設けるとともに、前記ロック部材は前記電歪材料よりも機械的強度に優れる金属材料により形成するようにしたロック装置。

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