JP2010006112A - Steering lock device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両のステアリングのロックを行うためのステアリングロック装置に関する。 The present invention relates to a steering lock device for locking steering of a vehicle such as an automobile.
自動車においては、盗難防止等を目的として、従来、駐車時等のキーの不使用時にステアリングをロックするステアリングロック装置が設けられている。近年では、キーの着脱に連動してステアリングシャフトの側面に設けられた溝にロックピンを嵌合させることによりステアリングロックをメカニカルに行う機構に代えて、モータを駆動源にしてステアリングロックを行う電動式のステアリングロック装置も用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in order to prevent theft and the like in an automobile, a steering lock device that locks a steering wheel when a key is not used during parking or the like is provided. In recent years, instead of a mechanism that mechanically locks the steering by engaging a lock pin in a groove provided on the side surface of the steering shaft in conjunction with the attachment and detachment of the key, an electric motor that performs the steering lock using a motor as a drive source A steering lock device of the type is also used.
例えば、直流モータを駆動源とし、該モータの回転軸の回転により駆動されるウォームギア、ウォームギアの回転により回転するヘリカルギア、このヘリカルギアの回転に連動して動作するロックアームおよびカム、ステアリングシャフトに対してロック位置とアンロック位置との間で移動するロックストッパー、ロックバー等をロックボディに収容した構成のステアリングロック装置がある(特許文献1,2参照)。 For example, a worm gear driven by the rotation of the rotating shaft of the motor, a helical gear rotating by the rotation of the worm gear, a lock arm and a cam operating in conjunction with the rotation of the helical gear, and a steering shaft On the other hand, there is a steering lock device in which a lock stopper, a lock bar, and the like that move between a lock position and an unlock position are accommodated in a lock body (see Patent Documents 1 and 2).
これらのステアリングロック装置は、直流モータの正・逆方向の回転に応じて、ロックバーがステアリングシャフトに対して移動、すなわち、ロック位置とアンロック位置との間を移動する構成になっている。
しかし、従来のステアリングロック装置によると、ロックバーを含む可動部がステアリングシャフトに対して径方向に移動するため、全体の形状が、ステアリングシャフトの軸方向に比べ、径方向に大きくなる。 However, according to the conventional steering lock device, since the movable part including the lock bar moves in the radial direction with respect to the steering shaft, the overall shape becomes larger in the radial direction than in the axial direction of the steering shaft.
従って、本発明の目的は、ステアリングシャフト径方向の寸法を小さくできるようにしたステアリングロック装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a steering lock device that can reduce the size in the radial direction of the steering shaft.
本発明は、上記目的を達成するため、以下のステアリングロック装置を提供する。
[1]通電に応じてステアリングロッドの軸方向に変位する可動部を備えると共に、前記ステアリングロッドに設置された直線運動アクチュエータと、前記軸方向へ移動可能にして前記可動部に連結されたロック部材と、前記ステアリングロッドに固定設置されて、前記ロック部材の先端部を係止又は嵌合可能なロックバー受け部と、を備えたことを特徴とするステアリングロック装置。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following steering lock device.
[1] A movable portion that is displaced in the axial direction of the steering rod in response to energization, a linear motion actuator that is installed on the steering rod, and a lock member that is movable in the axial direction and coupled to the movable portion And a lock bar receiving portion fixedly installed on the steering rod and capable of engaging or fitting the tip end portion of the lock member.
[2]前記直線運動アクチュエータは、前記通電が行われるコイルと、前記コイルに対向配置された複数の永久磁石とからなることを特徴とする前記[1]に記載のステアリングロック装置であってもよい。 [2] The steering lock device according to [1], wherein the linear motion actuator includes a coil in which the energization is performed and a plurality of permanent magnets arranged to face the coil. Good.
[3]前記複数の永久磁石は、前記ステアリングロッドに固定設置され、前記コイルは、前記複数の永久磁石に固定設置されたガイド部材に前記可動部として設置されていることを特徴とする前記[2]に記載のステアリングロック装置であってもよい。 [3] The plurality of permanent magnets are fixedly installed on the steering rod, and the coil is installed as a movable part on a guide member fixedly installed on the plurality of permanent magnets. 2] may be used.
本発明のステアリングロック装置によれば、ステアリングシャフト径方向の寸法を小さくすることができる。 According to the steering lock device of the present invention, the size of the steering shaft in the radial direction can be reduced.
[実施の形態]
図1は、本発明の実施の形態に係るステアリングロック装置の概略構成を示す斜視図、図2は、図1に示すステアリングロック装置のA−A線の断面図、図3は、図1に示すステアリングロック装置のB−B線の断面図である。なお、図1においては、ステアリングを実際の大きさに比べ、縮小して図示している。
[Embodiment]
1 is a perspective view showing a schematic configuration of a steering lock device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the steering lock device shown in FIG. 1, taken along line AA, and FIG. It is sectional drawing of the BB line of the steering lock apparatus shown. In FIG. 1, the steering is shown in a reduced size compared to the actual size.
(ステアリングロック装置100の構成)
ステアリングロック装置100は、図1に示すように、車両の舵取装置の一部を成すステアリング11が上端に取り付けられたステアリングロッド12の途中に連結状態で外嵌された永久磁石1A,1Bと、永久磁石1Aに隣接させてステアリングロッド12に外嵌されたロックバー受け部2と、永久磁石1A,1Bの外表面に配設されたガイド部材3と、通電状態に応じてガイド部材3上を移動するコイル部(可動部)4と、コイル部4と一体的に移動するロックバー(ロック部材)5と、ロックバー5をロックバー受け部2の方向へ附勢する弾性部材6とを備えて構成されている。なお、ステアリングロック装置100は、図示しないカバーによって覆われ、車両のユーザー等の乗員には内部が見えないようになっている。
(Configuration of Steering Lock Device 100)
As shown in FIG. 1, the
また、図1に示すように、永久磁石1A,1B、ガイド部材3及びコイル部4は、直線運動アクチュエータ200を構成している。
Further, as shown in FIG. 1, the permanent magnets 1 </ b> A and 1 </ b> B, the guide member 3, and the
永久磁石1A,1Bは、共に円筒型を成し、図2に示すように、外側と内側とで極性が異なり、本実施の形態の場合、永久磁石1Aは、外側がS極、内側がN極に着磁され、永久磁石1Bは、外側がN極、内側がS極に着磁されている。
The
ロックバー受け部2は、図1に示すように、円板状を成し、その外周面には、ロックバー5の先端が嵌入可能な複数の溝20が円周方向に所定間隔に設けられている。
As shown in FIG. 1, the lock bar receiving portion 2 has a disk shape, and a plurality of
(ガイド部材3の構成)
ガイド部材3は、永久磁石1A,1Bの磁束の形成に影響を与えない非磁性金属等からなり、図2、図3に示すように、コイル部4が往復動する際のガイドとなるガイド溝30A,30Bを有すると共に、このガイド溝30A,30Bには、後述するコイルロック部42のボール421が嵌合する半球状の凹部31が一直線上の2カ所に設けられ、更に、ガイド溝30A,30Bには、ガイド部材3の図2におけるP1,P2位置に設けられた凹部31の間隔に合致させて、磁気検出器32A,32Bが設けられている。また、ガイド溝30A,30Bは、ステアリングロッド12の軸方向になるように設けられている。
(Configuration of guide member 3)
The guide member 3 is made of a non-magnetic metal or the like that does not affect the formation of the magnetic flux of the
磁気検出器32A,32Bは、例えば、GMR(Giant magnetoresistive effect:巨大磁気抵抗効果)素子、MR(Magnetoresistive effect)素子(磁気抵抗効果素子)、ホール素子、ホールIC等からなる。これらの中で、GMR素子は、最も検出感度が高いので、高感度の磁気検出器32A,32Bを得ることができる。
The
(コイル部4の構成)
コイル部4は、ガイド溝30A,30Bに嵌入可能な鍔部44A,44Bを有すると共に後述するロックバー5の軸52を軸方向に移動可能に軸支してなる非磁性金属等からなるケース40と、銅線等を所定の巻き数及び直径にしてケース40内に配設された円筒状のコイル41と、上記コイルロック部42、磁気検出器32A,32Bに対向可能に設置された検知用磁石43とを備えている。
(Configuration of coil unit 4)
The
コイルロック部42は、収納部420と、上記ボール421と、収納部420に配設されてボール421をガイド部材3の方向に附勢するスプリング422とを備えている。
The coil lock portion 42 includes a
ロックバー5は、本体50と、本体50の一端に設けられると共にロックバー受け部2の溝20に嵌入可能なロック部(先端部)51と、コイルバネからなる弾性部材6が外嵌されると共に本体50の他端に設けられた軸52と、弾性部材6を覆うと共に本体50の軸受け部となるカバー53とを備えている。
The lock bar 5 is provided on a
(制御部10の構成)
図4は、本発明の実施の形態に係るステアリングロック装置の制御部の構成を示すブロック図である。制御部10は、車両に搭載のエンジン(図示せず)の点火制御及び燃料噴射制御、及び各種電子機器の電源制御等を担当するECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)7と、コイル41に通電を行う駆動部8とを備えている。更に、ECU7には、キースイッチ9及び磁気検出器32A,32Bが接続されている。
(Configuration of control unit 10)
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit of the steering lock device according to the embodiment of the present invention. The control unit 10 includes an ECU (Electronic Control Unit) 7 in charge of ignition control and fuel injection control of an engine (not shown) mounted on the vehicle, power supply control of various electronic devices, and the like. And a drive unit 8 that conducts electricity. Further, the key switch 9 and the
キースイッチ9は、ステアリングロッド12のユーザーが操作し易い位置に設けられており、キーの有無、「LOCK」、「ACC」、「ON」等のポジションに応じたスイッチ情報が出力されるようになっている。
The key switch 9 is provided at a position where the user of the
(ステアリングロック装置100の動作)
図5は、本発明の実施の形態に係るステアリングロック装置のステアリングロック状態を示す斜視図、図6は、図1、図2及び図5に示すコイル部の移動を説明する図である。以下に、図1〜図6を参照し、ステアリングロック装置100の動作について説明する。
(Operation of the steering lock device 100)
FIG. 5 is a perspective view showing the steering lock state of the steering lock device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram for explaining the movement of the coil portion shown in FIGS. 1, 2, and 5. The operation of the
(ステアリングアンロック動作)
まず、ステアリングアンロック動作について説明する。キーシリンダ(図示せず)にキーが挿入され、「LOCK」以外のポジション(「ACC」、「ON」等)にあるとき、コイル部4及びロックバー5は、図1に示す状態にあり、コイル部4のコイル41は、非通電の状態にある。このとき、コイルロック部42のボール421は、図2に示すP1位置の凹部31に図3に示すように嵌合し、コイル部4は固定状態にあり、ロックバー5のロック部51はロックバー受け部2の溝20から抜け出た状態にある。従って、ロックバー受け部2及びステアリング11は、回転できる状態にある。
(Steering unlock operation)
First, the steering unlock operation will be described. When a key is inserted into a key cylinder (not shown) and is in a position other than “LOCK” (“ACC”, “ON”, etc.), the
(ステアリングロック動作)
次に、ステアリングロック動作について説明する。車両のユーザーが、キーをキーシリンダの「LOCK」位置にすると、図4に示すキースイッチ9からポジションに応じた信号が出力される。ECU7は、キーシリンダが「LOCK」になったことに基づいて駆動部8を動作させてコイル41に通電する。この通電は、図6に示すように、永久磁石1AのN極に対して反発力、永久磁石1BのS極に対して吸引力が生じるようになされる。
(Steering lock operation)
Next, the steering lock operation will be described. When the user of the vehicle sets the key to the “LOCK” position of the key cylinder, a signal corresponding to the position is output from the key switch 9 shown in FIG. The ECU 7 energizes the
上記の通電により、N極同士が向き合う磁力線が永久磁石1Aとコイル41の下端との間に形成され、N極とS極が向き合う磁力線が永久磁石1Bとコイル41の下端との間に形成される結果、コイル部4を図2及び図6の右側へ移動させようとする力が発生し、コイル部4が図2の右方向(F方向)へ移動し始める。このコイル部4の移動の過程で、コイルロック部42のボール421が図2に示すP1位置の凹部31から抜け、ガイド部材3とコイル部4との間のロックが解除される。また、検知用磁石43が磁気検出器32Bから離れることにより、ECU7は、コイル部4がホームポジションから移動したことを認識する。
Due to the energization, magnetic lines of force that face the N poles are formed between the
コイル部4が移動すると、これに伴って軸52及びロックバー5がF方向へ移動する。このとき、ロックバー5の本体50が弾性部材6によって押されるので、コイル部4の移動が容易になる。
If the
コイル部4が図2に示す距離Lを移動すると、検知用磁石43が磁気検出器32Aに重なる位置に到達する。ECU7は、磁気検出器32Aの出力状態から、コイル部4が所定位置に到達したことを認識して駆動部8を制御し、コイル41への通電を停止する。このとき、コイルロック部42のボール421が、図2に示すP2位置の凹部31に嵌入しているため、コイル部4はガイド部材3に係止し、コイル部4の移動がロックされ、コイル部4の自然落下等が抑制される。
When the
このとき、ロックバー5は、ロック部51がロックバー受け部2の溝20に対向していれば、ロック部51が溝20に嵌入し、ステアリングロック状態になる。この状態では、ステアリング11を回転させようとしても、ロックバー受け部2がロックバー5によってロックされているので、ステアリング11を回転させることはできず、盗難防止が可能になる。
At this time, if the
なお、溝20とロック部51の位置が合わず、ステアリングロックを達成できない場合でも、その後にステアリング11を回転させたときに、いずれかの溝20がロック部51に対向する位置になるので、そのときにロックバー5が弾性部材6によって押されてロック部51が溝20に進入し、ステアリングロックが実現するので問題は無い。
Even if the position of the
(ステアリングロックからステアリングアンロックへの動作)
次に、車両のユーザーが、キーシリンダにキーを挿入し、「LOCK」以外のポジションを選択すると、図4に示すキースイッチ9からポジションに応じたキー情報が出力される。ECU7は、キースイッチ9の情報に基づいて駆動部8を動作させ、図6に示す極性とは逆の極性になるようにしてコイル41への通電を開始する。この通電は、図6に示すように、永久磁石1AのN極に対して吸引力、永久磁石1BのS極に対して反発力、即ち、永久磁石1A,1B側にS極が生じるようにする。このために、上記したステアリングロック時の通電とは逆方向に通電する。
(Operation from steering lock to steering unlock)
Next, when the user of the vehicle inserts a key into the key cylinder and selects a position other than “LOCK”, key information corresponding to the position is output from the key switch 9 shown in FIG. The ECU 7 operates the drive unit 8 based on the information of the key switch 9, and starts energizing the
上記の通電により、N極とS極が向き合う磁力線が永久磁石1Aとコイル41の間に形成され、S極同士が向き合う磁力線が永久磁石1Bとコイル41の間に形成される結果、永久磁石1A,1Bとコイル41の間には、図2及び図6の左側(R方向)へコイル部4を移動させようとする力が発生し、コイル部4は図1及び図2のR方向へ移動し始める。このコイル部4の移動の過程で、コイルロック部42のボール421がP2位置の凹部31から抜け、ガイド部材3に対するコイル部4のロックが解除される。
As a result of the above energization, magnetic lines of force that face the N and S poles are formed between the
コイル部4が、R方向へ移動すると、これに伴ってロックバー5がR方向へ移動し、その過程でロックバー5のロック部51がロックバー受け部2の溝20から抜け、ステアリングロッド12のロックが解除され、ステアリング11は回転できる状態になる。
When the
コイル部4の移動が進み、検知用磁石43が磁気検出器32Bに重なる位置に到達すると、ECU7は、磁気検出器32Bの出力状態から、コイル部4がホームポジションに到達したことを認識して駆動部8を制御し、コイル41への通電を停止させる。このとき、図3に示すように、コイルロック部42のボール421が永久磁石1B寄りの凹部31に嵌入し、コイル部4はガイド部材3に係止され、コイル部4の移動がロックされる。
When the movement of the
(実施の形態の効果)
実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
(1)永久磁石1A,1Bとコイル部4により直線運動アクチュエータ(リニアモータ)を構成し、コイル部4にロックバー5を結合し、このロックバー5をステアリングロッド12の軸方向に平行移動させてステアリングロッド12をロックしたことにより、ステアリングロッド径方向の張出量を小さくすることができる。この結果、ステアリングロック装置100の小型化を図ることができる。
(2)ステアリングロック装置100は、高さが永久磁石1A,1B、ガイド部材3及びコイル部4の総厚み分程度になるので、ステアリングロッド径方向の張出量を従来構成に比べて低くでき、ステアリングロック装置100を目立たないデザインにすることができる。
(3)永久磁石1A,1B、ガイド部材3及びコイル部4からなる直線運動アクチュエータは、回転部を持たないため、動作音を低減することができる。
(Effect of embodiment)
According to the embodiment, the following effects can be obtained.
(1) A linear motion actuator (linear motor) is constituted by the
(2) Since the height of the
(3) Since the linear motion actuator including the
上記動作説明においては、キー(メカニカルキー)及びキーシリンダを用いた場合を例にしたが、これに限定されるものではなく、電子キーシステム、イモビライザ等を搭載した車両に対しても本発明を適用可能である。 In the above description of operation, the case where a key (mechanical key) and a key cylinder are used is taken as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applied to a vehicle equipped with an electronic key system, an immobilizer, and the like. Applicable.
また、上記実施の形態において、直線運動アクチュエータは、永久磁石1A,1B、ガイド部材3及びコイル部4から成るものとしたが、ロックバー5をステアリングロッド12の軸方向に移動させる力が得られ、かつ、ステアリングロック装置100の小型化が図れるのであれば、どのような構成であっても、また、どのような動作原理に基づくものであってもよい。
In the above embodiment, the linear motion actuator is composed of the
また、上記実施の形態においては、永久磁石1A,1Bをステアリングロッド12側に設置し、コイル部4をガイド部材3側に設置する構成にし、永久磁石1A,1Bよりも軽量で動かし易いことからコイル部4を移動させたが、これらの配置を逆にし、永久磁石1A,1Bを移動させてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、ロックバー受け部2は、溝20にロックバー5のロック部51を挿入させてロックを行うものとしたが、溝20に代えて、ロックバー受け部2の外周面に衝立状の突出部材を設けてもよい。
In addition, the lock bar receiving portion 2 is locked by inserting the
また、ロック/アンロック時以外においてコイル部4の移動を規制するためのコイルロック部42が、ボール421とスプリング422を備えた構成としたが、この構成に限定されるものではなく、例えば、ソレノイドを用いた構成等も可能である。
Moreover, although the coil lock part 42 for restricting the movement of the
更に、永久磁石1A,1Bは、円筒型としたが、これを板状等の円筒型以外の形状とし、ガイド部材3に重ねて配設する構成であってもよい。
Furthermore, although the
1A,1B 永久磁石、2 ロックバー受け部、3 ガイド部材、4 コイル部、5 ロックバー、6 弾性部材、7 ECU、8 駆動部、9 キースイッチ、10 制御部、11 ステアリング、12 ステアリングロッド、20 溝、30A,30B ガイド溝、31 凹部、32A,32B 磁気検出器、40 ケース、41 コイル、42 コイルロック部、43 検知用磁石、44A,44B 鍔部、50 本体、51 ロック部、52 軸、53 カバー、100 ステアリングロック装置、200 直線運動アクチュエータ、420 収納部、421 ボール、422 スプリング 1A, 1B Permanent magnet, 2 Lock bar receiving part, 3 Guide member, 4 Coil part, 5 Lock bar, 6 Elastic member, 7 ECU, 8 Drive part, 9 Key switch, 10 Control part, 11 Steering, 12 Steering rod, 20 groove, 30A, 30B guide groove, 31 recess, 32A, 32B magnetic detector, 40 case, 41 coil, 42 coil lock part, 43 detection magnet, 44A, 44B collar part, 50 body, 51 lock part, 52 shaft , 53 Cover, 100 Steering lock device, 200 Linear motion actuator, 420 Storage part, 421 Ball, 422 Spring
Claims (3)
前記軸方向へ移動可能にして前記可動部に連結されたロック部材と、
前記ステアリングロッドに固定設置されて、前記ロック部材の先端部を係止又は嵌合可能なロックバー受け部と、
を備えたことを特徴とするステアリングロック装置。 A linear motion actuator installed on the steering rod, with a movable portion that is displaced in the axial direction of the steering rod in response to energization;
A locking member that is movable in the axial direction and connected to the movable part;
A lock bar receiving portion fixedly installed on the steering rod and capable of engaging or fitting the tip of the lock member;
A steering lock device comprising:
前記コイルは、前記複数の永久磁石に固定設置されたガイド部材に前記可動部として設置されていることを特徴とする請求項2に記載のステアリングロック装置。 The plurality of permanent magnets are fixedly installed on the steering rod,
The steering lock device according to claim 2, wherein the coil is installed as a movable portion on a guide member fixedly installed on the plurality of permanent magnets.
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