JP2008018813A - ステアリングロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの低廉化を図ることができるステアリングロック装置を提供する。
【解決手段】ステアリングシャフト１００に設けられた係合部１００Ａに係合してステアリングシャフト１００をロック状態とするロック部材４と、係合部１００Ａを検出して舵角信号を出力する舵角センサ５とを備えた。これにより、ステアリングホイールがニュートラル位置（初期位置）から回動すると、舵角センサ５によって係合部１００Ａが検出され、この検出信号がパルス整形回路７を介してコントローラ８に出力される。コントローラ８では、入力したパルス波からパルス数が算出され、さらにパルス数に基づいてステアリングシャフト１００の初期位置からの回転角が算出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステアリングロック装置に関し、特にステアリングシャフトに取り付けられたステアリングホイールの操舵角を検出する舵角センサを備えたステアリングロック装置に関する。

従来のステアリングロック装置として、例えば、本体部及びガイド部を有するロックボディと、シリンダ錠のキーロータと一体に回動するカム部材と、カム部材の回動によってステアリングシャフトをロック状態とするロック部材とを備えたものがある（特許文献１）。

ロックボディの本体部は、キーによって回動操作されるシリンダ錠（キーロータ）を内部に収容し、ガイド部に一体に設けられている。ガイド部は、本体部からステアリングシャフト側に突出して形成され、車両のステアリングコラムに取り付けられている。カム部材は、ロックボディの本体部内に配置され、キーロータの回動運動をロック部材の進退運動に変換するように構成されている。ロック部材は、スライダ及びロックバーを有し、ロックボディの本体部及びガイド部内に進退自在に配置されている。スライダは、スプリングによってステアリングシャフト側に常時付勢されている。ロックバーは、カム部材の回動によってスライダと共に移動してステアリングシャフトの係合溝と係合し、あるいはステアリングシャフトの係合溝から離脱するように構成されている。

このようなステアリングロック装置において、シリンダ錠が施錠（キーロータが「ＬＯＣＫ」位置に配置）される場合、ロック部材がカム部材の回動によるスプリングの付勢力によってロック位置へ移動し、ロックバーの先端部が係合溝と係合してステアリングシャフトをロック状態とする。一方、シリンダ錠の施錠状態が解除（キーロータが「ＡＣＣ」又は「ＯＮ」位置に配置）される場合、カム部材の回動によりロック部材がスプリングの付勢力に抗してステアリングシャフトと反対側のロック解除位置へ移動し、ロックバーが係合溝から離脱してステアリングシャフトをアンロック状態としてステアリングシャフトの回転を許容する。

ところで、前述したステアリングロック装置には、ステアリングシャフトに取り付けられたステアリングホイールの操舵角を検出するための舵角センサが備えられている。この舵角センサは、ステアリングシャフトの周囲に取り付けられ、ステアリングシャフトの回転角を検出して、例えば、ウィンカ装置の点滅を制御するように構成されている。
特開平１１−４３０１７号公報

しかしながら、特許文献１のステアリングロック装置によると、ステアリングシャフトの軸線方向においてロック位置から離間した部位に舵角センサを設けているため、舵角センサを内部に収容する専用のケースを必要とし、コストが嵩むという問題があった。

従って、本発明の目的は、コストの低廉化を図ることができるステアリングロック装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、ステアリングシャフトあるいはシャフトホルダに設けられた係合部に係合してステアリングシャフトをロック状態とするロック部材と、前記係合部を検出して舵角信号を出力する舵角センサとを備えたことを特徴とするステアリングロック装置を提供する。

本発明によると、コストの低廉化を図ることができる。

[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るステアリングロック装置を説明するために示す断面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係るステアリングロック装置の車両での配置状態を示す斜視図である。

〔ステアリングロック装置の全体構成〕
図１において、符号１で示すステアリングロック装置は、ハウジングを形成するロックボディ２と、シリンダ錠のキーロータ（共に図示せず）と一体に回動するカムシャフト３Ａを有するカム機構３と、カムシャフト３Ａの回動によって進退するロック部材４と、ステアリングシャフト１００の回転角を検出するための舵角センサ５とから大略構成されている。

ステアリングシャフト１００は、図１に示すように、ロック部材４（後述するロックバーの先端部）に係合可能な複数（図１では８個）の係合部１００Ａを有し、ステアリングコラム６（図２に示す）内に収容されている。ステアリングシャフト１００の先端部には、図２に示すように、車両Ａ内に露出するステアリングホイール２００が取り付けられている。複数の係合部１００Ａは、ステアリングシャフト１００に円周方向に等間隔をもって並設された複数の突出部（突起）１００Ｂの間に形成されている。舵角センサ５による回転角の検出精度を高めるためには、係合部１００Ａの個数は多いことが望ましい。

（ロックボディ２の構成）
ロックボディ２は、図１に示すように、キー（図示せず）によって回動操作されるシリンダ錠（キー挿抜口ｋ付きのキーロータＫ）を収容する本体部２Ａと、この本体部２Ａからステアリングシャフト側に突出して形成されたガイド部２Ｂとを有し、図２に示すように車両Ａ内のステアリングコラム６に取り付けられている。そして、前述したように全体が略Ｌ字状のハウジングによって形成されている。本体部２Ａはガイド部２Ｂに連通されている。本体部２Ａの天井面には、ステアリングシャフト側に向けて突出するスプリング係止用の突起２ａが一体に設けられている。ガイド部２Ｂはステアリングシャフト側に開口されている。ガイド部２Ｂの内面は、ロック部材４（ロックバー）を案内するガイド面で形成されている。

（カム機構３の構成）
カム機構３は、図１に示すように、前述したカムシャフト３Ａの他に、カムシャフト３Ａと一体に回動するカム３Ｂを有し、本体部２Ａ内に収容されている。そして、キーロータＫ（図２に示す）の回動運動をロック部材４の進退運動に変換するように構成されている。カム３Ｂは、カムシャフト３Ａの回動によってロック部材４（スライダ）を押圧可能な押圧部３ｂを有し、カムシャフト３Ａに取り付けられている。

（ロック部材４の構成）
ロック部材４は、図１に示すように、ステアリングシャフト１００の径方向に進退するスライダ４Ａ及びこのスライダ４Ａのステアリングシャフト側に位置するロックバー４Ｂからなり、ロックボディ２の本体部２Ａ及びガイド部２Ｂ内に収容されている。

スライダ４Ａは、突起２ａに対応するスプリング係止用の凹孔４ａ及びステアリングシャフト側に向けて突出するスプリング係止用の突起４ｂを有し、本体部２Ａ及びガイド部２Ｂ内に配置され、スプリング３００によってステアリングシャフト側に常時付勢されている。スプリング３００は、凹孔４ａ及び突起２ａに係止され、かつ凹孔４ａの底面と本体部２Ａの天井面との間に弾装されている。スライダ４Ａには、カム３Ｂの押圧部３ｂに対応するカム受部４ｃが設けられている。

ロックバー４Ｂは、ステアリングシャフト１００の係合部１００Ａに係合可能な基部４ｄ及びこの基部４ｄの上方端面に連接する２つの連結部４ｅ，４ｅ（一方のみ図示）を有し、ガイド部４Ｂ内に配置され、かつスライダ４Ａに突出ピン４ｆ，４ｆ（一方のみ図示）を介して連結されている。そして、基部４ｄが係合部１００Ａに係合してステアリングシャフト１００をロック状態とするように、また基部４ｄが係合部１００Ａとの係合状態を解除して（基部４ｄが係合部１００Ａから離脱して）ステアリングシャフト１００をアンロック状態とするように構成されている。

基部４ｄは、突起４ｂに対応する凹孔４ｇを有し、スプリング４００によってステアリングシャフト側に常時付勢されている。スプリング４００は、突起４ｂ及び凹孔４ｇに係止され、かつスライダ４Ａの下方端面と凹孔４ｇの底面との間に弾装されている。

連結部４ｅ，４ｅは、互いに対向する位置に配置され、かつ基部４ｄの上方端面に突設されている。連結部４ｅ，４ｅには、ピン４ｇ，４ｇに嵌合する長孔４ｈ，４ｈが設けられている。

（舵角センサ５の構成）
舵角センサ５は、図１に示すように、ステアリングシャフト側に露出する検出面５Ａを有し、係合部１００Ａを検出可能な位置に配置され、かつロックボディ２（ガイド部２Ｂ）に埋設されている。また、舵角センサ５は、パルス整形回路７を介してコントローラ８に接続されている。舵角センサ５で検出した信号は、パルス整形回路７に舵角信号（ｓｉｎ波）として出力される。そして、パルス整形回路７でｓｉｎ波がパルス波に整形され、パルス整形回路７からパルス波としてコントローラ８に出力される。舵角センサ５としては、ホトセンサ・磁気センサ・超音波センサ・ポテンショメータセンサ等から選択された１つのセンサが用いられる。

コントローラ８では、入力したパルス波からパルス数を算出し、さらにパルス数に基づいてステアリングシャフト１００の初期位置（ステアリングホイール２００のニュートラル位置）からの回転角（ステアリングホイール２００の操舵角）を算出する。

〔ステアリングロック装置１の動作〕
図３は、本発明の第１の実施の形態に係るステアリングロック装置におけるステアリングシャフトの動作を説明するために示す断面図である。図３（ａ）はロック状態を、図３（ｂ）はアンロック状態をそれぞれ示す。

図３（ａ）に示すように、ロック部材４によるステアリングシャフト１００のロック状態において、イグニッションキー（図示せず）をキー挿抜口ｋに挿入してキーロータＫ（共に図２に示す）が解錠位置に配置される方向に回動させると、キーロータＫの回動に連動してカムシャフト３Ａが時計方向に回動する。これにより、カム３Ｂの押圧部３ｂがスライダ４Ａのカム受部４ｃを押し上げ、ステアリングシャフト１００の係合部１００Ａからロックバー４Ｂが離脱する（ロックバー４Ｂと係合部１００Ａとの係合状態を解除する）。この場合、ロックバー４Ｂと係合部１００Ａとの係合状態が解除されると、図３（ｂ）に示すようにロック部材４によるステアリングシャフト１００のロック状態が解除される（ステアリングシャフト１００がアンロック状態とされる）。

ここで、ステアリングホイール２００がニュートラル位置（操舵角αがα＝０である位置）から回動すると、舵角センサ５によって係合部１００Ａがｓｉｎ波として検出され、この検出信号がパルス整形回路７に出力される。そして、パルス整形回路７においてｓｉｎ波がパルス波に整形され、パルス整形回路７からパルス波としてコントローラ８に出力される。コントローラ８では、入力したパルス波からパルス数が算出され、さらにパルス数に基づいてステアリングシャフト１００の初期位置（ステアリングホイール２００のニュートラル位置）からの回転角（ステアリングホイール２００の操舵角）が算出される。

一方、図３（ｂ）に示すように、ロック部材４によるステアリングシャフト１００のアンロック状態において、イグニッションキー（図示せず）をキーロータＫが施錠位置に配置される方向に回動させ、イグニッションキーをキー挿抜口ｋから引き抜くと、このイグニッションキーの引き抜き操作に連動してカムシャフト３Ａが反時計方向に回動する。これにより、カム３Ｂの押圧部３ｂとスライダ４Ａのカム受部４ｃとが当接する位置まで、スプリング３００の付勢力によってスライダ４Ａが押し下げられ、ロックバー４Ｂの先端部がステアリングシャフト１００の外周面に当接するか、あるいはその係合部１００に係合する。この場合、ロックバー４Ｂの先端部とステアリングシャフト１００の係合部１００Ａとが係合されると、ロック部材４によってステアリングシャフト１００がロック状態とされる。また、ロックバー４Ｂの先端部がステアリングシャフト１００の外周面に当接する場合にも、ステアリングホイール２００が操舵されると、スプリング４００の付勢力によってロックバー４Ｂがステアリングシャフト１００の外周面から係合部１００Ａに落ち込んで係合され、ロック部材４によってステアリングシャフト１００がロック状態とされる。

[第１の実施の形態の効果]
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

舵角センサ５がロックボディ２（ガイド部２Ｂ）に埋設されているため、舵角センサ５を内部に収容する専用のケースを不要なものとすることができ、コストの低廉化を図ることができる。

[第２の実施の形態]
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るステアリングロック装置を説明するために示す断面図である。図４において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図４に示すように、第２の実施の形態に示すステアリングロック装置４１は、舵角センサ５（第１の舵角センサ）の他に舵角センサ５０（第２の舵角センサ）を備えた点に特徴がある。

このため、第１の舵角センサ５及び第２の舵角センサ５０は、ロックバー４Ｂの両側でステアリングシャフトＳの略回転方向（図４ではステアリングシャフト１００の軸線と直角な方向）に所定の間隔をもって並設され、かつガイド部２Ｂのシャフト側先端部に各検出面５Ａ，５０Ａをステアリングシャフト側に露出させて埋設されている。また、第１の舵角センサ５及び第２の舵角センサ５０は、係合部１００Ａを係合可能な位置に配置され、かつパルス整形回路７を介してコントローラ８に接続されている。第１の舵角センサ５及び第２の舵角センサ５０で検出した信号は、パルス整形回路７に舵角信号（ｓｉｎ波）として出力される。そして、パルス整形回路７でｓｉｎ波がパルス波に整形され、パルス整形回路７からパルス波としてコントローラ８に出力される。

[第２の実施の形態の効果]
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、次に示す効果が得られる。

係合部１００Ａを検出する舵角センサとして、所定の間隔をもって配置された第１の舵角センサ５及び第２の舵角センサ５０を備えたので、ステアリングシャフト１００の回転角のみならず回転方向を検出することができる。

以上、本発明のステアリングロック装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）各実施の形態では、ステアリングシャフト１００に設けられた係合部１００Ａを検出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ステアリングシャフト１００を圧入保持するシャフトホルダに設けられた係合部を検出してもよい。この場合、舵角センサ５を内部に収容する専用のケースを不要なものとすることができるとともに、シャフトホルダの軸線方向寸法を短縮することができる。

（２）各実施の形態では、複数の係合部１００Ａがステアリングシャフト１００に円周方向に等間隔をもって並設された複数の突出部１００Ｂの間に形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ステアリングシャフト１００に円周方向に等間隔をもって並設された複数の凹部によって係合部を形成しても、各実施の形態と同様の効果を奏する。この場合、単一の凹部によって係合部を形成しても所期の目的を達成することができる。

（３）各実施の形態では、舵角センサ５，５０がロックボディ２（ガイド部２Ｂ）に埋設されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ロックボディ内（収容空間）に収容されていてもよい。

（４）各実施の形態では、ステアリングシャフト１００の回転角（ステアリングホイール２００の操舵角）を検出するに、単一の舵角センサ５を用いて、あるいはロックバー４Ｂの両側でステアリングシャフトＳの略回転方向に並列する第１の舵角センサ５及び第２の舵角センサ５０を用いて行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ステアリングシャフト１００の軸線方向に並列する２つの舵角センサを用いてステアリングシャフト１００の回転角を検出してもよい。この場合、一の舵角センサに対応する被検出部（係合部）をＮ個とすると、他の舵角センサに対応する被検出部をＮ−１個とし、２つの舵角センサによる検出信号（検出電圧）を加算又は減算し、ステアリングシャフト１００の１回転の角度として検出することができ、ステアリングシャフトにおける回転角の検出精度を高めることができる。

（５）各実施の形態では、単一の舵角センサ５を用いて、あるいは第１の舵角センサ５及び第２の舵角センサ５０を用いてステアリングシャフト１００の回転角を検出する場合について説明したが、舵角センサ５，５０をトルク検出センサとしてステアリングシャフト１００に生じるトルクを検出することもできる。この場合、ステアリングシャフトを軸線方向に２分してなる入力軸と出力軸をトーションバーによって連結するとともに、入力軸及び出力軸をそれぞれ検出する２つの回転角検出センサを用意する。そして、両回転角検出センサによってそれぞれ入力軸と出力軸の回転角を検出し、これら両回転角の位相差（トーションバーのねじれ角）とトーションバーのねじれ剛性に基づいてトルクを検出（算出）することができる。このように、回転角検出センサを舵角センサ及びトルク検出センサとして機能させることにより、電動パワーステアリング装置に搭載される専用の舵角センサが不要になる。

本発明の第１の実施の形態に係るステアリングロック装置を説明するために示す断面図。 本発明の第１の実施の形態に係るステアリングロック装置の車両での配置状態を示す斜視図。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るステアリングロック装置におけるステアリングシャフトの動作を説明するために示す断面図。 本発明の第２の実施の形態に係るステアリングロック装置を説明するために示す断面図。

符号の説明

１…ステアリングロック装置、２…ロックボディ、２Ａ…本体部、２Ｂ…ガイド部、２ａ，４ｂ…突起、３…カム機構、３Ａ…カムシャフト、３Ｂ…カム、３ｂ…押圧部、４…ロック部材、４Ａ…スライダ、４Ｂ…ロックバー、４ａ，４ｇ…凹孔、４ｃ…カム受部、４ｄ…基部、４ｅ…連結部、４ｆ…突出ピン、４ｈ…長孔、５…舵角センサ、５Ａ…検出面、６…ステアリングコラム、７…パルス整形回路、８…コントローラ、１００…ステアリングシャフト、１００Ａ…係合部、１００Ｂ…突出部、２００…ステアリングホイール、３００，４００…スプリング、Ａ…車両、Ｋ…キーロータ、ｋ…キー挿抜口

Claims (6)

1. ステアリングシャフトあるいはシャフトホルダに設けられた係合部に係合してステアリングシャフトをロック状態とするロック部材と、
   前記係合部を検出して舵角信号を出力する舵角センサとを備えたことを特徴とするステアリングロック装置。
2. 前記係合部は、前記ステアリングシャフトあるいは前記シャフトホルダに設けられた複数の突起の間に形成された複数の係合部を有する請求項１に記載のステアリングロック装置。
3. 前記舵角センサは、前記ロック部材を収容可能なロックボディに埋設されている請求項１に記載のステアリングロック装置。
4. 前記舵角センサは、前記ステアリングシャフトに生じるトルクを検出するためのトルク検出センサとして機能する請求項１に記載のステアリングロック装置。
5. 前記舵角センサは、ホトセンサ，超音波センサ，磁気センサ，ポテンショメータセンサから選択された１つのセンサである請求項１に記載のステアリングロック装置。
6. 前記舵角センサは、所定の間隔を有して配置された第１及び第２の舵角センサを有する請求項１に記載のステアリングロック装置。

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