JP2008514503A - イグニッションキースイッチ機構 - Google Patents

Abstract

自動または半自動ギアボックスを有する自動車用イグニッションキースイッチ機構であって、間にスライダ（３２）またはレバーが載置され互いに直角に並べられた２つのソレノイド（３０）および（３１）を備える。本機構は、ロックすることで、イグニッションキーがオフの位置に回動することおよびキーが外れることを防止する。ロックするのは、１つのソレノイド（３１）を推し動かし、そのソレノイドのアーマチュア内にあるソレノイドシャフトを引くことにより行われる。それによりスライダ（３２）がソレノイドの方向に引かれ、スライダ上のロッキングピン（３３）が本機構をロックすることを可能にする。ロックスライダ（３２）がソレノイドの方向に移動すると、スライダ内のノッチが第２ソレノイド（３１）のシャフトと一列に並ぶ。このシャフトはスプリング力を受けてノッチに挿入され、この機構をロック位置に保持する。ロック解除は、第２ソレノイドを駆動し、第１ソレノイドおよびロッキングピンをロック解除位置に戻してノッチからシャフトを引き抜くことにより行われ、それによりキーをオフ位置に回し、外すことができる。
【選択図】図１２

Description

本発明は、自動車用のイグニッションキースイッチ機構に関する。

本機構は、自動または半自動のギアボックスであって、本機構に挿入されたキーを外す能力がギアボックスのギアシフタの位置によって左右されるギアボックスを有する自動車を対象とする。また、ギアシフタを所定の位置（通常パーキング位置）から動かす能力は、押し下げられているブレーキに依存し得る。挿入したキーが特定の条件の下でしか外せないようにイグニッションキースイッチ機構、ブレーキペダル、ギアシフタが連結されているシステムが既に存在する。そのような周知の配置は米国特許第５５６２５６８に記載されている。この配置では、車両ブレーキと、ギアボックスと、ギアシフタとにインターロックシステムが設けられている。このインターロックシステムは、２本の双安定ソレノイドであって、パーキング位置にてその一方がギアシフタのロック／ロック解除する働きを持ち、他方はイグニッションキーが外されるオフ位置に動くことをブロック／ブロック解除する働きを持った双安定ソレノイドを有する制御手段を含む。本発明の目的は、そのような配置を簡単化することである。

本発明の一態様によれば、自動車用イグニッションキースイッチ機構であって、イグニッションスイッチに接続され、イグニッションキーのイグニッションキーアパーチャを規定し、オフ位置を有するロックバレルと、一方の位置ではバレルを回動させ、他方の位置ではイグニッションキーアパーチャに挿入されたイグニッションキーによってバレルが回動するのを防ぐ働きをする双安定ソレノイドと、挿入されたキーがロックバレルのオフ位置以外の位置でロックバレルから外れることを防ぐ手段と、連結したギアボックスのギアシフタがパーキング位置にない限りバレルがオフ位置に回動することを防止する手段とを備える自動車用イグニッションキースイッチ機構を提供する。

本発明の他の一態様によれば、ギアシフタ制御自動ギアボックスを有する自動車用制御システムおよび、イグニッションキースイッチ機構であって、イグニッションスイッチに接続され、イグニッションキー用イグニッションキーアパーチャを規定し、オフ位置を有するロックバレルと、一方の位置ではバレルを回動させ、他方の位置ではイグニッションキーアパーチャに挿入されたイグニッションキーによってバレルが回動するのを防ぐ働きをする双安定ソレノイドと、挿入されたキーがロックバレルのオフ位置以外の位置でロックバレルから外れることを防ぐ手段と、連結したギアボックスのギアシフタがパーキング位置にない限りバレルがオフ位置に回動することを防止する手段とを備えたイグニッションキースイッチ機構を提供する。

本発明のさらに他の一態様によれば、制御システムを有する自動車を提供し、制御システムはギアシフタ制御ギアボックスおよびイグニッションキースイッチ機構を有し、イグニッションキースイッチ機構は、イグニッションスイッチに接続され、イグニッションキー用イグニッションキーアパーチャを規定し、オフ位置を有するロックバレルと、一方の位置ではバレルを回動させ、他方の位置ではイグニッションキーアパーチャに挿入されたイグニッションキーによってバレルが回動するのを防ぐ働きをする双安定ソレノイドと、挿入されたキーがロックバレルのオフ位置以外の位置でロックバレルから外れることを防ぐ手段と、連結したギアボックスのギアシフタがパーキング位置にない限りバレルがオフ位置に回動することを防止する手段とを備える。

本発明の好ましい実施の形態では、ソレノイドのアーマチュアは、アーマチュア上のピンをアーマチュアの自由端に推し動かす働きをする弾性手段を備えるのが有利である。バレルをオフ位置に回動するのと同時にギアシフタをパーキング位置に回動することによってロックバレル内でピンが動かなくなった場合、弾性手段はキーの解放時にピンを解放する働きをする。弾性手段は、有利にはアーマチュア上の接触部材とピン上の接触部材の間で作用するように固定されたコイルばねを備えることが好ましい。

他の好ましい実施の形態では、ソレノイドのアーマチュアは、有利には、レバーに接続されることが好ましく、レバーはロックに対して向かうおよび離れる方向に枢動するよう載置されている。レバーによって接触可能なばね付ロッキングボルトは、有利には、ロックに関してロック位置とロック解除位置との間で動くよう載置されている。ソレノイドのアーマチュアが張り出している時、レバーがロックに関して外向きに枢動することで、ばね付ロッキングボルトがロック解除位置に引き抜かれる。

本発明をより明確に理解するために、例として、添付の図面を参照しながら一実施の形態を説明する。

図１（１）〜（６）を参照すると、本イグニッションキースイッチ機構は、イグニッションキー３（図１（１）には図示せず）を挿入することができるキーアパーチャ２を規定するロックバレル１と、アーマチュア５を有する双安定ソレノイドとを備える。本明細書では、双安定という用語は、半双安定も含む。後者では、磁気的に双方向での動きを実現する「完全な」双安定とは対象的に、伸縮バネによって一方向の動きを実現する。

カプラが、ロックバレル１をイグニッションスイッチに対して対になるように載置され、次にプリント基板（ＰＣＢ）に対しアセンブルされる。それらの全ては、プラスチック製のスイッチボックス上にアセンブルされる。

本双安定ソレノイドには、２つの安定状態があり、一方ではアーマチュア５がブロック解除動作をとり、他方ではアーマチュアがバレル１に関してブロック動作をとる。状態間の移動には、電流のみを消費する。その２つの状態のどちらにおいても電流は利用しない。よって零入力電流が削減もしくは排除される。

ロックバレル１には、本機構のリメインダに関する４つの回転位置があり、いわゆる、オフ、アクセサリ、イグニッション、およびクランクである。キーが、アクセサリ、イグニッション、またはクランクにあるとき、本ソレノイドが働く。エンジンオフ位置から始動した場合、キーが少なくともイグニッション位置にある時のみ、ギアセレクタをパーキング位置から動かすことができるが、これはギアセレクタ制御であって、キーがイグニッション位置に到達するまで、ギアセレクタはパーキング位置にロックされている。

本双安定ソレノイドは、キーがアクセサリ位置に回された時および自動ギアボックスのギアシフタがパーキングから移動した時のみ働く。マイクロスイッチを、アパーチャ２のキー３の存在と不在を感知するために提供する。ロックがオフ位置にある時ソレノイドはロックのバレル１を妨げないため、キーが差し込まれて上記のどの位置にも回転することを可能にする。キーがオフ位置から動いた時のみギアシフタをパーキング位置から動かすことができ、その後ギアシフタがパーキング位置にない時のみ、ソレノイドはバレルがオフ位置に戻ることを阻止する。ロック位置にあるキーの存在はマイクロスイッチにより感知され、ソレノイドに信号が送られる。マイクロスイッチはキーがイグニッションスイッチ内にあるかどうかだけを感知する。マイクロスイッチからの信号およびパーキングにないことを示すギアシフタからの信号を処理するソレノイドが必要である。ソレノイドは、ギアシフタがパーキングに戻った時のみブロック解除位置をとり、キーはソレノイドがブロック解除位置をとった時のみロックから取り外すことができる。

図１（１）は本機構の背面図である。連結した車両エンジンはオフであり、ロック内にイグニッションキーはなく、キーを感知するマイクロスイッチは従ってオフであり、ソレノイドはブロック解除位置であってロックに挿入されたキーの回動を可能にする位置をとる。

図１（２）はロックの正面図である。再びエンジンはオフであるが、イグニッションキーはロックに挿入されている。マイクロスイッチはキーの存在を感知してオンであり、ソレノイドは引き続き、ロックに関してブロック解除位置をとっている。

図１（３）は再びロックの正面図であり、再びエンジンはオフである。バレル１は車両エンジンを起動するのに先立ってイグニッション時にスイッチングによって６０°まで回動しており、マイクロスイッチはキーの存在を感知してオンであり、ソレノイド４はロックに関してブロック解除位置をとる。

図１（４）はドライブ位置での正面図であり、車両エンジンは起動され運転している。バレル１は９０°まで回動され、マイクロスイッチはオンであり、ソレノイドはロックに関してブロック解除位置をとる。

図１（５）はバレル１が６０°まで戻されたエンジンオン状態の正面図であり、マイクロスイッチはオンであり、ソレノイドはロックに対してブロック解除位置をとる。

図１（６）はエンジン停止状態での正面図である。バレル１は０度位置まで戻され、マイクロスイッチはオンであり、ソレノイドはブロック解除位置をとる。

ロック機構における上記全ての状態において、車両自動ギアボックスのギアシフタはパーキング位置にある。図１（１）〜１（５）に示すように、キーバレルが同じく０°（オフ）位置にある時、キーを外すことができる。

図２（１）〜２（４）を参照し、本ロック機構の様々な状態を示し、そこで車両自動ギアボックスのギアシフタはパーキング位置ではない。

図２（１）〜２（３）は、本機構の正面図であり、図２（４）は背面図である。

図３は本ロック機構の正面斜視図である。

これらの図において、本機構の部品に、図１（１）〜１（６）と同様の参照番号を付す。図２（１）はエンジン停止状態を示す。キーが存在しており、よってマイクロスイッチはオンである。ロックバレル１は３０°まで回動され、これは通常アクセサリ位置であり、例えば車両のラジオに対する電源供給をする位置である。自動ギアボックスのギアシフタはドライブであり、ソレノイドはキーがオフ位置に回動することを防ぐためのブロック位置をとる。ギアセレクタをドライブに、またキーをアクセサリに入れることができる。しかし、上述したように、この状態にするためには、キーをまずイグニッションにし、ギアセレクタをドライブにし、その後キーをアクセサリに入れなければならない。よってキーをロックから外すことはできない。エンジンが始動されようとする時の状態を図２（３）に示す。バレル１は６０°のエンジン始動位置に回動することができるが、そうでなければブロックされている。図２（３）および２（４）を参照すると、もしキーを外す必要がある時には、バレル１はオフ位置の３０°手前までソレノイドによってブロックされる。マイクロスイッチはキーの存在を感知し、よってオンである。もしキーが取り外されれば、ギアシフタをパーキング位置に動かさねばならない。ソレノイドはそこで、キーを最後の３０°から取り外し可能なオフ位置まで回されるように、ブロック解除位置をとる。

図４〜６は本機構の双安定ソレノイドの変形例を示す。この変形例は、車両ドライバーがキーをオフ位置に回すこととギアシフタをパーキング位置に移動することを同時にする場合に起こりうる誤差を回避することを意図する。この場合、ソレノイドと、特にソレノイドアーマチュアとは、ブロック解除位置に移すことはできない。それは、バレル１内で摩擦によってブロック位置に保持されているからである。この目的のために、圧縮コイルばね１０が、アーマチュア１２上作用端の接触部材１１とピン１４上の接触部材１３の間で動作するよう束縛される。ソレノイドを駆動してアーマチュア１２をブロック解除位置に移る時、ピン１３はバレル１から解放されるはずであるが、ドライバーがキーをオフに回すこととギアシフタをパーキングに移動することを同時に行うことで動かなくなる可能性がある。ばね１０はよって圧縮されるが、ピンは、キーが移動するとすぐにこの圧縮ばねからの圧力下で形を合わせる。

ばねが解放されたアーマチュア２のこのブロック解除位置を図５に示す。アーマチュアの「通常」ブロック位置を図６に示す。

第２の実施の形態を、図７〜１１に図示する。本第２の実施の形態では、前段のように双安定ソレノイドとキー解放機構が係合されているが、ソレノイド４とロックの空間配置が異なっている。本第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同一の部分には同様の参照番号が付されている。ソレノイド４のアーマチュア５は自由端にてピン２１を介してレバー２０に枢動可能に接続されている。レバー２０は他端にてピン２２を介して、その上にバレル１とソレノイド４も載置された金属板２３に枢動可能に接続されている。コイルばね２９はピン２２の周囲に設置され、レバー２２をロックの方向に推し動かす。

係止ボルト２６がロック内のアパーチャ２７を通して内部に張り出している。ボルト２６はばね付であり、ボルト２６をロックバレル１に関して外方向に推し動かすよう作用する圧縮ばね２８を用いる。係止ボルト２６はレバー２０に接触はしているが、接続はされていない。係止ボルト２６のロック解除位置では、ソレノイド４のアーマチュア５は図８に示すように張り出している。これが次にピン２２のレバー２０を枢動して、係止ボルト２６を、圧縮ばね２８の作用の下で、ロックのバレル１をロックしない位置へと外方向に移動する。

図１０はロックのバレル１がロック位置にあるときの位置を示す。この位置では、アーマチュア５は、ソレノイド４内に押入された位置にある。レバー２０は、ロックに向かって枢軸２２周りに枢動する。これは次に係止ボルト２６をロックのバレル１と係止係合するように圧縮ばねの作用に逆らうように推し動かす。

図１１は、すでに第１の実施の形態で述べたように、イグニッションキーおよびパーキング位置へのギアセレクタの操作によってソレノイドがロック解除になっているにもかかわらず、係止ボルト２６がロック位置で動かなくなった状態を示す。ソレノイドアーマチュア５およびレバー２０が、図８に示されたソレノイドロック解除位置と同じ位置をとっている。しかし、係止ボルト２６が動かなくなっているため、ロックバレル１に対し押圧され、レバー２０から離間したままである。キーが取り外されると、ボルトは動かなくなった状態を脱し、圧縮ばね２８の作用によりバレル１から離れレバー２０に隣接するまで推し動かされる。

図１２および図１３を参照すると、他の実施の形態であって、それぞれ３０，３１で参照をつけた２本のソレノイドを備え、それらの動作枢軸に直角または互いに直角になるよう設置されている。ソレノイド３０はロックソレノイドであり、ソレノイド３１はロック解除ソレノイドである。スライダ３２は、ばね付ロックピン３３と共動し、ロックダンパー３４を囲んでいる。ロックソレノイドのシャフト３５が、シャフト３５およびスライダ３２の双方に向かって張り出すピン３６によってスライダ３２に接続している。スライダ３２を、ガイドピン３７上に摺動可能なように設ける。圧縮ばね３８をガイドピン３７の同軸を囲んで設ける。ロック解除ソレノイドのシャフト３９はスライダ３２の方向に張り出しており、後述する形式で動作可能であって、スライダ３２上に形成されたノッチ４０と共動する。シャフト３９もまた、シャフト３９を同軸で囲む圧縮ばね４１を用いたばね付である。ロック解除ダンパーがシャフト３９と結合している。

上記の配置による動作は、以下の通りである。ロック解除位置からロック位置へ動かすには、キーロックピン３３がアクセサリ位置にあるイグニッションキーをロックし（よってその抜けを防ぐ）、ロックソレノイド３０は電磁気的にソレノイド３０のシャフト３５をソレノイドのアーマチュア内に引き込む。

これはまた、シャフト３５に連結したスライダ３２をばね３８の作用に逆らってソレノイドの方向に引き込む。スライダ３２は、スライダが枢動する傾向を妨げるガイドピン３７上で摺動する。この動作はスライダ３２上のノッチ４０がロック解除ソレノイド３１のシャフト３９と直線状に並ばせる。次にばね４１がロック解除ソレノイド３１のシャフト３９を、スライダ３２およびロック位置にあるロックピン３３をロックするノッチ４０に機械的に押入する。イグニッションキーはまた位置ロックされており、それはキーがアクセサリ位置にあってオフ位置に回されて抜き取られることができないからであって、この回動はロックピン３３により妨げられている。

ロック位置からロック解除位置に動かすには、ロック解除ソレノイド３１を駆動する。ソレノイド３１のシャフト３９は、ばね４１の作用に反してソレノイドのアーマチュアに引き込まれ、スライダ３２のノッチ４０から引き抜かれて、スライダ３２を解放できるようにする。換言すると、スライダ３２がソレノイド３０からガイドピン３７を囲むばね３８の作用により押し離される。ばね付キーロックピン３３はそのばねにより外方向に押され、よってロックを解放してイグニッションキーを取り外すことのできるオフ位置に回動できるようにする。ロックダンパー３４およびロック解除ダンパーはいずれも消音材でできており、それぞれ音を吸収し、ロックおよびロック解除ソレノイドを駆動する時の機構の速度を落とす。

図１２〜１４の実施の形態の変形例において、スライダ３２を、イグニッションキー機構に関するロック位置とロック解除位置の間にある、自身を軸に枢動するレバーおよびロックピンで置き換える。その他の観点では、図１２〜１４と同様の配置である。図１２〜１４に示す配置とその変形例は、操作において円滑性、静音性、信頼性のあるものである。このスライダの実施の形態は、図１２〜１４の実施の形態と、図７から１０の実施の形態（いかにしてスライダをスイッチに対し取り付けるかを示す）の組合せである。

上記の実施の形態は単に例示として記載され、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることはいうまでもない。

パーキング位置にある連結した自動ギアボックスのギアシフタを有する、イグニッションキースイッチ機構の動作位置を示す概略図である。 パーキング位置にある連結した自動ギアボックスのギアシフタを有する、イグニッションキースイッチ機構の動作位置を示す概略図である。 パーキング位置にある連結した自動ギアボックスのギアシフタを有する、イグニッションキースイッチ機構の動作位置を示す概略図である。 パーキング位置にある連結した自動ギアボックスのギアシフタを有する、イグニッションキースイッチ機構の動作位置を示す概略図である。 パーキング位置にある連結した自動ギアボックスのギアシフタを有する、イグニッションキースイッチ機構の動作位置を示す概略図である。 パーキング位置にある連結した自動ギアボックスのギアシフタを有する、イグニッションキースイッチ機構の動作位置を示す概略図である。 パーキング位置でない位置にある連結した自動ギアボックスのギアシフタを有する、図１（１）〜１（６）におけるイグニッションキースイッチ機構の動作位置を示す概略図である。 パーキング位置でない位置にある連結した自動ギアボックスのギアシフタを有する、図１（１）〜１（６）におけるイグニッションキースイッチ機構の動作位置を示す概略図である。 パーキング位置でない位置にある連結した自動ギアボックスのギアシフタを有する、図１（１）〜１（６）におけるイグニッションキースイッチ機構の動作位置を示す概略図である。 パーキング位置でない位置にある連結した自動ギアボックスのギアシフタを有する、図１（１）〜１（６）におけるイグニッションキースイッチ機構の動作位置を示す概略図である。 図１および図２における機構の正面斜視図である。 図１、図２、図３における機構の、ソレノイド形成部の変形例を示す図である。 図１、図２、図３における機構の、ソレノイド形成部の変形例を示す図である。 図１、図２、図３における機構の、ソレノイド形成部の変形例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態を示す概略平面図である。 図７における実施の形態の、ロック解除位置での側面斜視図である。 図８における実施の形態の正面斜視図である。 ロック解除位置にある図７〜９における実施の形態を示す図である。 動かずロックされた位置にある図７〜９における実施の形態を示す図である。 ロック解除位置にある他の実施の形態の正面斜視図である。 ロック位置にある図１２における実施の形態の部分断面図である。 図１２および図１３における実施の形態の側面斜視図である。

Claims (17)

1. 自動車用イグニッションキースイッチ機構であって、イグニッションスイッチに接続され、イグニッションキーのイグニッションキーアパーチャを規定し、オフ位置を有するロックバレルと、一方の位置ではバレルを回動させ、他方の位置では前記イグニッションキーアパーチャに挿入されたイグニッションキーによって前記バレルが回動するのを防ぐ働きをする双安定ソレノイドと、挿入されたキーが前記ロックバレルのオフ位置以外の位置で前記ロックバレルから外れることを防ぐ手段と、連結したギアボックスのギアシフタがパーキング位置にない限り前記バレルがオフ位置に回動することを防止する手段とを備える自動車用イグニッションキースイッチ機構。
2. 前記アーマチュア上のピンを前記アーマチュアの自由端に向かって推し動かす弾性手段を備える請求項１に記載の自動車用イグニッションキースイッチ機構。
3. 前記弾性手段は、前記アーマチュア上の接触部材と前記ピン上の接触部材との間で作用するよう固定されたコイルばねを備える請求項２に記載の自動車用イグニッションキースイッチ機構。
4. 前記ソレノイドは前記ロックと近づくおよび離れる方向に枢動するよう載置されたレバーと接続している請求項１に記載の自動車用イグニッションキースイッチ機構。
5. 前記レバーによって接触可能であるばね付ロックピンが、前記ロックに関するロック位置とロック解除位置との間で動くよう載置された請求項４に記載の自動車用イグニッションキースイッチ機構。
6. 前記レバーがロックに関して外方向に枢動するよう載置されており、前記ソレノイドを駆動する時に前記ばね付ボルトが前記ロック解除位置に引き抜かれるのを可能にする請求項５に記載の自動車用イグニッションキースイッチ機構。
7. 自動車用イグニッションキースイッチ機構であって、イグニッションスイッチに接続され、イグニッションキー用イグニッションキーアパーチャを規定し、オフ位置を有するロックバレルと、挿入されたキーが前記ロックバレルのオフ位置以外の位置で前記ロックバレルから外れることを防ぐ手段と、連結したギアボックスのギアシフタがパーキング位置にない限り前記バレルが前記オフ位置に回動することを防止する手段と、第１および第２ソレノイドを備えたソレノイド部と、前記ソレノイド間に載置した中間部材とを備え、前記中間部材は、前記イグニッションキーアパーチャ内のイグニッションキーの回動を防止する第１位置と前記イグニッションキーアパーチャ内のイグニッションキーが前記オフ位置に回動することが可能な第２位置との間で動作するよう載置され、対応して前記イグニッションキーが前記イグニッションキーアパーチャから外れることを防ぐまたは許す自動車用イグニッションキースイッチ機構。
8. 前記中間部材はスライダを有することを特徴とする請求項７に記載の自動車用イグニッションキースイッチ機構。
9. 前記スライダは、前記第１ソレノイドから張り出したガイドピン上で動作するよう載置されている請求項８に記載の自動車用イグニッションキースイッチ機構。
10. 前記弾性部材は、前記スライダを前記第１ソレノイドから離れるよう推し動かすために前記ガイドピン上に載置されている請求項９に記載の自動車用イグニッションキースイッチ機構。
11. 前記第１および第２ソレノイドは、これらの動作軸が互いに横断し、前記部材および前記第２ソレノイドは、前記部材および第２ソレノイドが互いに連携した状態にロックする手段を有する請求項７〜１０のいずれか１項に記載の自動車用イグニッションキースイッチ機構。
12. 前記部材および第２ソレノイドをロックする手段は、前記第２ソレノイドのシャフトとロックするよう動作する手段上のノッチを有する請求項１１に記載の自動車用イグニッションキースイッチ機構。
13. 前記中間部材がレバーを有する請求項７に記載の自動車用イグニッションキースイッチ機構。
14. 前記中間部材と前記ロックバレルとの間および前記中間部材と前記第２ソレノイドとの間にダンパーが載置されている請求項７〜１３のいずれか１項に記載の自動車用イグニッションキースイッチ機構。
15. ロックピンが、前記中間部材と結合され、前記イグニッションキーが回動するのを防ぎ、前記中間部材の前記第１位置および第２位置各々での回動を許す請求項７〜１４のいずれか１項に記載の自動車用イグニッションキースイッチ機構。
16. 自動車用制御システムであって、ギアシフタ制御自動ギアボックスと、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のイグニッションキースイッチ機構とを備える自動車用制御システム。
17. 請求項１６に記載の自動車用制御システムを有する自動車。

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