JP2016074351A - キーインターロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ソレノイドの通電に伴う消費電力を低く抑えたキーインターロック装置を提供する。【解決手段】キーインターロック装置１０は、キーシリンダの回転により第１の位置及び第２の位置に回転可能なロック部材１１と、ソレノイド２０の通電により固定鉄心に吸引され、引き出し位置に保持されるプランジャとを備えている。ロック部材１１には、ソレノイド２０の通電状態でプランジャに当接して回転を規制する段部が形成され、段部の底面には、ソレノイド２０の通電を停止したときにプランジャを引き込み位置に戻すためのプランジャ戻し手段３０が設けられている。プランジャ戻し手段３０は、固定鉄心及びプランジャの間の距離に応じて、プランジャにバネ力を付加するように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、キーインターロック装置に係り、特に、車両に用いるのに好適なキーインターロック装置に関する。

車両用キーからの送信信号に含まれるＩＤコードと車両の送受信装置に登録されたＩＤコードとが一致することで、イグニッションスイッチのキーノブの操作を可能とした電子キーシステムがある。この電子キーシステムに適用されたキーノブの回転操作を規制するキーロック装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

上記特許文献１に記載されたキーロック装置には、吸引型のソレノイドが用いられている。ソレノイドを通電する通電状態では、スプリングのバネ力に抗してプランジャが引き出されるようになっており、ソレノイドの通電を停止する非通電状態では、スプリングのバネ力によってプランジャが引き込まれるようになっている。

特開２０００−２２９５５７号公報

この種のキーロック装置は、ソレノイドに発生する磁力によりスプリングのバネ力に抗してプランジャを引き込み位置から引き出し位置へ引き出す際に、大きな電力を必要とする。一方、プランジャを引き出し位置から引き込み位置へ戻すためにスプリングのバネ力を大きくすることが必要となる。その結果、ソレノイドの体格が大きくなり、ソレノイドの通電に伴う消費電力が高くなる。

従って、本発明の目的は、ソレノイドの通電に伴う消費電力を低く抑えたキーインターロック装置を提供することにある。

［１］本発明は、キーシリンダの回転により第１の位置及び第２の位置に回転可能なロック部材と、ソレノイドの通電により固定鉄心に吸引され、引き出し位置に保持されるプランジャとを備え、前記ロック部材には、前記ソレノイドの通電状態で前記プランジャに当接して回転を規制する段部が形成され、前記段部の底面には、前記ソレノイドの通電を停止したときに前記プランジャを引き込み位置に戻すためのプランジャ戻し手段が設けられ、前記プランジャ戻し手段は、前記固定鉄心及び前記プランジャの間の距離に応じて、前記プランジャにバネ力を付加するように構成されていることを特徴とするキーインターロック装置にある。

［２］上記［１］記載の発明にあって、前記プランジャ戻し手段は、前記プランジャの進退方向と交差する方向に進退動可能なスライド部材と、前記バネ力を発生して前記スライド部材を前記プランジャに向けて付勢するコイルバネとにより構成され、前記スライド部材には、前記コイルバネにより前記プランジャを引き込み方向に押し付ける押圧力に変換する傾斜カム面が形成されていることを特徴とする。

［３］上記［１］又は［２］記載の発明にあっては、前記ロック部材が前記第１の位置から前記第２の位置に回転する際には、前記バネ力が前記プランジャを吸引する吸引力よりも大きく、前記ロック部材が前記第２の位置から前記第１の位置に回転する際には、前記バネ力が前記吸引力よりも小さいことを特徴とする。

［４］上記［１］〜［３］のいずれかに記載の発明にあっては、シフトレバーがパーキング位置にシフトされているときには、前記ソレノイドの通電を停止する構成であり、前記シフトレバーが前記パーキング位置以外の位置にシフトされているときには、前記ソレノイドを通電する構成であることを特徴とする。

本発明によると、ソレノイドの通電に伴う消費電力を低く抑えることができる。

本発明に好適な実施の形態に係るキーインターロック装置を組み付けたキーシリンダ装置をキー挿入方向の反対側からみたときの図である。 キーインターロック装置に用いるロック部材の一構成例を模式的に示す斜視図である。 キーインターロック装置に用いるソレノイドの内部構造の一例を模式的に示す断面図である。 ソレノイドのプランジャを吸引する吸引力と、プランジャの先端部に付加するバネ力との力関係を説明するための図である。 （ａ）は、ソレノイドの通電状態にあってキーロータがＬＯＣＫ位置からＡＣＣ位置へ向けて回転するときのキーインターロック装置の動作を説明するための図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶ方向矢視図である。 （ａ）は、ソレノイドの通電状態にあってキーロータのＡＣＣ位置におけるキーインターロック装置の動作を説明するための図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶＩ方向矢視図である。 （ａ）は、ソレノイドの通電状態にあってキーロータのＯＮ位置におけるキーインターロック装置の動作を説明するための図であり、（ｂ）は、キーロータのＳＴＡＲＴ位置におけるキーインターロック装置の動作を説明するための図である。 （ａ）は、ソレノイドの通電状態にあってキーロータがＯＮ位置からＡＣＣ位置へ向けて回転するときのキーインターロック装置の動作を説明するための図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶＩＩＩ方向矢視図である。 （ａ）は、ソレノイドの通電状態にあってキーロータが図８に示す位置からＡＣＣ位置に向けて回転するときのキーインターロック装置の動作を説明するための図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＸ方向矢視図である。 （ａ）は、ソレノイドの通電状態にあってキーロータがＡＣＣ位置からＬＯＣＫ位置へ向けて回転するときのキーインターロック装置の動作を説明するための図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ方向矢視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、ソレノイドの非通電状態にあってキーロータがＬＯＣＫ位置、ＡＣＣ位置、ＯＮ位置、及びＳＴＡＲＴ位置を回転するときのキーインターロック装置の動作を説明するための図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。

（キーシリンダ装置の構成）
図１において、全体を示す符号１０は、本実施の形態における典型的なキーインターロック装置を例示している。このキーインターロック装置１０は、図示しない自動車のシフトレバーがパーキング位置以外の他の位置にシフトされた状態で、図示しないキーロータが作動位置であるＡＣＣ（アクセサリ）位置からＬＯＣＫ（ロック）位置へ回転することを阻止する構成であり、同じく図示を省略したステアリングコラムに設けられたキーシリンダ装置１に組み付けられている。

キーシリンダ装置１のロータケース内には、キーロータが回転可能に収容されており、例えばキーロータ内に差し込まれたキーの回転操作により、キーロータがキー挿入孔を正面からみてＬＯＣＫ位置から時計回りに、ＡＣＣ位置、ＯＮ位置（オン）、及びＳＴＡＲＴ（スタート）位置である第１〜第４の位置のいずれかの位置に切り替えられるようになっている。

キーロータには、図示しないイグニッションスイッチを操作するカムシャフトが連結されており、キーロータがＬＯＣＫ位置からＡＣＣ位置を経てＯＮ位置又はＳＴＡＲＴ位置に回転操作されると、カムシャフトを介してイグニッションスイッチの接点の接続が切り替えられる。この切り替え操作によるイグニッションスイッチの接続状態に基づき、各種の車載機器及びエンジンの状態が切り替えられる。

（キーインターロック装置の構成）
キーインターロック装置１０は、図１に示すように、キーロータの回転を規制するロック部材であるカムレバー１１と、シフトレバーがパーキング位置以外の他の位置にシフトされているときに通電されるソレノイド２０とを備えている。

カムレバー１１は、図１及び図２に示すように、カムシャフトの回転中心部に固定されており、長尺板状のカムレバーとして形成することも、円盤状のカムレバーとして形成することもできる。

カムレバー１１は、図１及び図２に示すように、回転中心から放射状に延びる扇状のカム部１２を有している。カム部１２のロック位置側の端部は、凹状の凹段部１３を形成している。凹段部１３の底面は、回転中心側に向けて切り欠いた切欠き段部１４をもって形成されている。

カムレバー１１の凹段部１３は、図１〜図３に示すように、キーロータがＡＣＣ位置にあるときのソレノイド２０の中心軸線と対応する位置に配置されている。従って、この凹段部１３は、カムレバー１１の回転軌跡内に進入したプランジャ２５に当接することで、ＡＣＣ位置からＬＯＣＫ位置へのキーロータの回転を規制する係止突起部を構成している。

ソレノイド２０は、図３に示すように、ソレノイド本体である箱状のヨーク２１を備えている。ヨーク２１の内部には、軸心方向両側に固定支持された筒状のボビン２２と、ボビン２２に巻き付けられたコイル２３と、ヨーク２１及びボビン２２の間に固定支持された筒状の固定鉄心２４と、ボビン２２及び固定鉄心２４の筒内に中心軸線方向進退動可能に支持された柱状のプランジャ２５とが設けられている。

プランジャ２５は、図３に示すように、固定鉄心２４によって吸引可能な所要の距離Ｌをもって配置されている。固定鉄心２４とプランジャ２５との間には、固定鉄心２４の吸引力に抗して反対側に付勢するコイルバネ２６が介装されている。

ソレノイド２０を通電する通電状態においては、コイル２３が発生する磁界により固定鉄心２４及びプランジャ２５の間で互いに引き付け合う磁力が生じる。この磁力により、コイルバネ２６のバネ力に抗してプランジャ２５が固定鉄心２４の外側に引き出され、プランジャ２５が固定鉄心２４に吸着した状態で保持される。一方、ソレノイド２０の通電を解除する非通電状態では、コイルバネ２６の弾性反発力によりプランジャ２５が固定鉄心２４の内側に引き込まれる。従って、プランジャ２５は、ソレノイド２０の通電によって引き出し位置に保持される吸引型である。

固定鉄心２４の磁気的な吸引力は、固定鉄心２４及びプランジャ２５の間の距離Ｌに応じて変化する。固定鉄心２４及びプランジャ２５の間の距離Ｌが離れていれば、固定鉄心２４の吸引力は小さいが、距離Ｌが小さくなればなる程、固定鉄心２４の吸引力は増大する。

（プランジャ戻し手段の構成）
図示例によるキーインターロック装置１０の主要な構成は、図１及び図２に示すように、プランジャ２５を引き出し位置から引き込み位置に戻すプランジャ戻し手段３０を備えたことにある。

このプランジャ戻し手段３０は、図１及び図２に示すように、プランジャ２５の進退方向と交差する方向に進退動可能なスライド部材であるスライダ３１と、スライダ３１をプランジャ２５の先端部に付勢するコイルバネからなる復帰バネ３２とを備えている。スライダ３１は、ブロック体からなり、カムレバー１１の凹段部１３の底面に復帰バネ３２を介して弾性支持されている。

スライダ３１のプランジャ対向面には、図１及び図２に示すように、復帰バネ３２のバネ力をプランジャ２５の引き込み方向に押し付ける押圧力に変換するための傾斜カム面３３が形成されている。スライダ３１のプランジャ対向面と反対側には、カムレバー１１の切欠き段部１４に当接する保持片３４が形成されており、スライダ３１の移動が制限されている。

ここで、図４を参照すると、同図には、プランジャ２５を吸引する吸引力と、プランジャ戻し手段３０の復帰バネ３２がプランジャ２５の先端部に付加するバネ力との力関係が例示されている。

固定鉄心２４によりプランジャ２５を吸引する吸引力と、スライダ３１を介して復帰バネ３２がプランジャ２５の先端部に付加するバネ力との力関係は、図４に示すように、キーロータのＡＣＣ位置で切り替わり、このＡＣＣ位置を基準に反転するようになっている。

従って、キーロータのＡＣＣ位置を基準として、プランジャ２５の先端部が固定鉄心２４の外側に引き出されるか、あるいは固定鉄心２４の内側に引き込まれるかが決まり、プランジャ２５の保持位置が決まることになる。

プランジャ２５の初期吸引動作時において、キーロータがＬＯＣＫ位置からＡＣＣ位置へ向けて回転する過程では、固定鉄心２４とプランジャ２５との間の距離Ｌが大きい。そのため、プランジャ２５を吸引する吸引力は小さい。

従って、復帰バネ３２がスライダ３１の傾斜カム面３３を付勢するバネ力は、図４に示すように、プランジャ２５を吸引する吸引力よりも大きくなり、プランジャ２５の保持位置は、固定鉄心２４の内側に引き込まれた引き込み位置となる。

プランジャ２５の吸引動作時において、キーロータがＡＣＣ位置からＯＮ位置を経てＳＴＡＲＴ位置へ向けて回転する過程では、固定鉄心２４とプランジャ２５との間の距離Ｌが小さくなり、プランジャ２５を吸引する吸引力が増大する。このため、コイルバネ２６のバネ力に抗してプランジャ２５が固定鉄心２４に吸引されることで、プランジャ２５が固定鉄心２４に吸着する。

従って、プランジャ２５を吸引する吸引力は、図４に示すように、復帰バネ３２がスライダ３１の傾斜カム面３３を付勢するバネ力よりも大きくなり、プランジャ２５の保持位置は、固定鉄心２４の外側に引き出された引き出し位置となる。

（プランジャ戻し手段の動作）
次に、図５（ａ）〜図１１（ｄ）を参照すると、これらの図には、上記のように構成されたキーインターロック装置１０の動作例が例示されている。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、ソレノイド２０の通電状態にあってキーロータがＬＯＣＫ位置からＡＣＣ位置へ向けて回転するときのキーインターロック装置１０の動作を、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、ソレノイド２０の通電状態にあってキーロータのＡＣＣ位置におけるキーインターロック装置１０の動作をそれぞれ示している。

シフトレバーがパーキング位置以外の他のシフト位置に操作されているときは、図示しない制御装置からソレノイド２０に駆動電流が供給されるので、ソレノイド２０は励磁状態となる。なお、制御装置は、イグニッションスイッチの接点の接続状態に基づいてキーロータの回転位置を検出することが可能である。

プランジャ２５の初期吸引動作時において、キーロータがＬＯＣＫ位置からＡＣＣ位置へ時計回り方向に回転操作される際には、上述したように、固定鉄心２４とプランジャ２５との間の距離Ｌが離れており、復帰バネ３２がスライダ３１の傾斜カム面３３を付勢するバネ力に比べて、固定鉄心２４によりプランジャ２５を吸引する吸引力の方が小さい。

従って、キーロータがＬＯＣＫ位置からＡＣＣ位置を越える際には、スライダ３１の傾斜カム面３３は、図５（ａ）〜図６（ｂ）に示すように、プランジャ２５の先端部に接触しながら回転する。これにより、キーロータのＡＣＣ位置への回転が許容されることになる。

図７（ａ）及び図７（ｂ）は、ソレノイド２０の通電状態にあってキーロータのＯＮ位置におけるキーインターロック装置１０の動作を示している。

キーロータがＡＣＣ位置からＯＮ位置を経てＳＴＡＲＴ位置へ時計回り方向に回転操作される際には、図４に示すように、ＯＮ位置及びＳＴＡＲＴ位置において固定鉄心２４の吸引力が最大となる。従って、プランジャ２５は、７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、カムレバー１１の回転軌跡内に進入することで、固定鉄心２４に当接した状態で引き出し位置に保持される。

図８（ａ）及び図８（ｂ）は、ソレノイド２０の通電状態にあってキーロータがＯＮ位置からＡＣＣ位置へ向けて反時計回り方向に回転するときのキーインターロック装置１０の動作を、図９（ａ）及び図９（ｂ）は、ソレノイド２０の通電状態にあってキーロータが図８に示す位置からＡＣＣ位置に向けて反時計回り方向に回転するときのキーインターロック装置１０の動作をそれぞれ示している。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、ソレノイド２０の通電状態にあってキーロータがＡＣＣ位置からＬＯＣＫ位置へ向けて反時計回り方向に回転するときのキーインターロック装置１０の動作を示している。

キーロータがＯＮ位置からＡＣＣ位置を経てＬＯＣＫ位置へ反時計回り方向に回転操作される際には、固定鉄心２４の吸引力が最大である。カムレバー１１の回転軌跡内に進入した状態にあるプランジャ２５は、固定鉄心２４に当接したままの状態で引き出し位置に保持されている。

カムレバー１１の回転軌跡内に進入した状態にあるプランジャ２５の保持力は一定に維持されていることから、復帰バネ３２がスライダ３１の傾斜カム面３３を付勢するバネ力に比べて、固定鉄心２４によりプランジャ２５を吸引する吸引力の方が大きい。

従って、キーロータがＯＮ位置からＡＣＣ位置を越える際には、カムレバー１１の回転軌跡内に進入した状態にあるプランジャ２５は、図８（ａ）〜図９（ｂ）に示すように、復帰バネ３２のバネ力に打ち勝って復帰バネ３２を次第に圧縮させながらスライダ３１を押し付けることで、スライダ３１の傾斜カム面３３にならって回転方向に摺動する。

キーロータがＡＣＣ位置を越えると、カムレバー１１の凹段部１３が、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、カムレバー１１の回転軌跡内に進入した状態にあるプランジャ２５の先端部に当接することで、キーロータのＬＯＣＫ位置への回転が阻止される。

プランジャ２５が引き出し位置に保持されているとき、ソレノイド２０の通電を停止すると、固定鉄心２４の吸引力が消滅することから、復帰バネ３２のバネ力は、プランジャ２５を吸引する吸引力よりも大きくなる。スライダ３１の傾斜カム面３３は、復帰バネ３２のバネ力（図４に示すスライダバネ力Ｆ）によりプランジャ２５の先端部を引き込み方向に押し付ける。従って、プランジャ２５は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、引き込み位置に戻ることになる。

図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、ソレノイド２０の非通電状態にあってキーロータがＬＯＣＫ位置、ＡＣＣ位置、ＯＮ位置、及びＳＴＡＲＴ位置を回転するときのキーインターロック装置１０の動作を示している。

シフトレバーがパーキング位置に操作された場合は、ソレノイド２０への駆動電流の供給が遮断され、キーロータの回転規制が解除される。従って、キーロータがＬＯＣＫ位置とＳＴＡＲＴ位置との間を回転する際には、図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示すように、インターロック状態が解除されており、ＬＯＣＫ位置とＳＴＡＲＴ位置との間のキーロータの回転操作が許可される。

（実施の形態の効果）
以上のように構成されたキーインターロック装置１０は、カムレバー１１にプランジャ２５を引き出し位置から引き込み位置へ戻すためのプランジャ戻し手段３０を備えていることから、上記効果に加えて、次の効果が得られる。

（１）ソレノイド２０のコイルバネ２６のバネ力を小さく設定できる。
（２）コイルバネ２６のバネ力を小さくすることができるため、固定鉄心２４の吸引力を低減することが可能になり、ソレノイド２０の省電力化と小型化とが可能になる。
（３）ソレノイド２０を省電力化するとともに、小型化することができることに相まって、装置全体の小型化、軽量化、及び消費電力コストの低廉化などを図ることができる。

［変形例］
以上より、本発明におけるキーインターロック装置１０の代表的な構成例を実施の形態及び図示例を挙げて説明したが、次に示すような変形例も可能である。

（１）上記実施の形態及び図示例では、自動車に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば建設機械や農業機械などの各種の車両に効果的に適用することができるものである。
（２）上記キーインターロック装置１０としては、車両のキーシリンダだけに適用されるものではなく、例えば車両のサイドドア、バックドア、トランクリッド、あるいは住宅用等の建物用ドアにも適用することができることは勿論である。

以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な実施の形態、変形例及び図示例を例示したが、上記実施の形態、変形例及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。従って、上記実施の形態、変形例及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１…キーシリンダ装置、１０…キーインターロック装置、１１…カムレバー、１２…カム部、１３…凹段部、１４…切欠き段部、２０…ソレノイド、２１…ヨーク、２２…ボビン、２３…コイル、２４…固定鉄心、２５…プランジャ、２６…コイルバネ、３０…プランジャ戻し手段、３１…スライダ、３２…復帰バネ、３３…傾斜カム面、３４…保持片、Ｆ…バネ力、Ｌ…距離

Claims (4)

1. キーシリンダの回転により第１の位置及び第２の位置に回転可能なロック部材と、ソレノイドの通電により固定鉄心に吸引され、引き出し位置に保持されるプランジャとを備え、
   前記ロック部材には、前記ソレノイドの通電状態で前記プランジャに当接して回転を規制する段部が形成され、
   前記段部の底面には、前記ソレノイドの通電を停止したときに前記プランジャを引き込み位置に戻すためのプランジャ戻し手段が設けられ、
   前記プランジャ戻し手段は、前記固定鉄心及び前記プランジャの間の距離に応じて、前記プランジャにバネ力を付加するように構成されていることを特徴とするキーインターロック装置。
2. 前記プランジャ戻し手段は、前記プランジャの進退方向と交差する方向に進退動可能なスライド部材と、前記バネ力を発生して前記スライド部材を前記プランジャに向けて付勢するコイルバネとにより構成され、
   前記スライド部材には、前記コイルバネにより前記プランジャを引き込み方向に押し付ける押圧力に変換する傾斜カム面が形成されていることを特徴とする請求項１記載のキーインターロック装置。
3. 前記ロック部材が前記第１の位置から前記第２の位置に回転する際には、前記バネ力が前記プランジャを吸引する吸引力よりも大きく、前記ロック部材が前記第２の位置から前記第１の位置に回転する際には、前記バネ力が前記吸引力よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２記載のキーインターロック装置。
4. シフトレバーがパーキング位置にシフトされているときには、前記ソレノイドの通電を停止する構成であり、前記シフトレバーが前記パーキング位置以外の位置にシフトされているときには、前記ソレノイドを通電する構成であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のキーインターロック装置。

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