JP4786493B2 - ステアリングロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等のステアリングホイールをロックするためのステアリングロック装置に関する。

従来、自動車等の車両盗難防止を目的として、ステアリングホイールをロック状態にするために、ステアリングロック装置が用いられている。通常、ステアリングロック装置では、ステアリングホイールに連結されているステアリングシャフトの外周部に形成された凹部にロックシャフトが進入することによってロック状態になり、一方、前記凹部からロックシャフトが脱出することによってアンロック状態になる。

例えば下記特許文献１には、前記ロックシャフトのロック位置およびアンロック位置を２つの検出スイッチを用いてそれぞれ検出するとともに、ロック位置とアンロック位置との間の中間領域におけるロックシャフトの正確な位置を抵抗変化測定器を用いて精度よく検出できるようにしたステアリングロック装置が開示されている。

特開２００４−１０６７５０号公報

しかしながら、前記特許文献１のステアリングロック装置では、抵抗変化測定器を用いることで前記中間領域におけるロックシャフトの正確な位置検出を行えるものの、抵抗変化測定器を用いることと、それに伴ってロックシャフトの外周面に抵抗値が連続的または段階的に変化する特殊なコーティングを設けること等が必要であり、構成が複雑になると共に、コストが高くなるという問題がある。

また、前記特許文献１のステアリングロック装置では、ロックシャフトの先端側の側面に横方向に突設した突起でロック状態検出スイッチを作動させ、ロックシャフトの後端面に縦方向（すなわちロックシャフトの移動方向）後側に向かって突設した突起によってアンロック状態検出スイッチを作動させるようにしているため、少なくとも前記ロック状態検出スイッチの位置からロックシャフト後端の突起先端までの長さにロックシャフトのストロークを加えた距離以上離して前記２つの検出スイッチを配置する必要があり、このことはステアリングロック装置を小型化しようとする際の設計上の障害となるものである。

そこで、本発明は、簡単かつ低コスト化可能な構成でステアリングシャフトのロック状態およびアンロック状態を精度よく検出できるとともに、装置の小型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を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、ステアリングホイールの操作に連動する可動部材に対して係合または係合解除させることにより前記可動部材をロックまたはアンロックするロック部材と、前記ロック部材の作動位置を検出する第１および第２の位置検出手段と、これらの位置検出手段からの検出信号に基づいて前記ロック部材の作動位置を判定する位置判定手段とを備え、前記ロック部材のロック位置またはアンロック位置への移動に伴って揺動して前記第１および第２の位置検出手段の何れか一方を作動させる揺動部材を設けたステアリングロック装置において、
前記揺動部材は前記第１および第２の位置検出手段と共にスイッチケースに収容され、前記揺動部材には、第１弾性部材によって外方に付勢される突出部材が設けられ、前記スイッチケース内には、前記突出部材と協働して前記揺動部材の作動位置を保持するディテント部が設けられ、
前記第１の位置検出手段がロック位置検出スイッチであり、前記第２の位置検出手段がアンロック位置検出スイッチであり、前記ディテント部には、前記突出部材が嵌り込むことで、前記ロック位置検出スイッチをオン作動させる位置に前記揺動部材を保持する第１ディテント凹部が形成されていることを特徴とするものである。

この構成によれば、ロック部材のロック位置またはアンロック位置において揺動部材が第１および第２の位置検出手段の何れか一方を作動させるようにしたことにより、第１および第２の位置検出手段のうち何れか一方が作動（例えばオン）したときは、他方は必ず作動していないこと（例えばオフ）となるため、両方の位置検出手段が共に作動している状態はあり得ない。したがって、ロック部材の移動に伴って揺動する揺動部材を設けたという簡単かつ低コスト化可能な構成でありながら、ロック部材のロック位置およびアンロック位置を正確に検出できるとともに、位置検出手段の故障も検出することができる。その結果、可動部材に対するロック部材の係合が完全に解除されていないにもかかわらず位置検出手段からアンロック信号が出力されてしまってエンジン始動や運転が可能になるのを確実に防止できる。

また、ロック部材のロック位置またはアンロック位置への移動（一般に直線的移動）を揺動部材の揺動運動（すなわち円周方向角度運動）に変換して２つの位置検出手段をオンオフ作動させることができるので、ロック部材の移動方向長さに拘わらず且つロック位置とアンロック位置との間のロック部材の直線移動距離よりも短い間隔でもって２つの位置検出手段を配置することが可能になり、その結果、装置の小型化に寄与することができる。

また、突出部材とディテント部とが協働して揺動部材の作動位置を保持するようにしたことで、ロック部材が所定の位置に作動しているときに第１または第２の位置検出手段の作動状態を保持することができる。

また、ロック位置検出手段をオン状態に保持する第１ディテント凹部を形成したことにより、ロック部材がロック位置からアンロック位置に移動する途中でロック部材が可動部材から係合解除完了していない位置（噛み合い位置）において、ロック位置検出手段からのロック位置検出信号を継続させることができる。つまり、アンロック位置検出スイッチが故障して常時オン作動しているような場合に、ロック部材が噛み合い位置にあるときにロック位置検出スイッチがオフされると、可動部材が未だロック状態にあるにもかかわらずアンロック状態と判定して、エンジン始動や運転を許可するおそれがあるが、このような事態が生じるのを回避して安全性を向上させることができる。

また、本発明のステアリングロック装置において、前記ディテント部には、前記突出部材が嵌り込むことで、前記揺動部材が前記ロック位置検出スイッチおよび前記アンロック位置検出スイッチの何れもオン作動させない中立位置に前記揺動部材を保持する第２ディテント凹部が形成されており、前記第２ディテント凹部に連続して傾斜面が形成されており、前記揺動部材が前記アンロック位置検出スイッチをオン作動させるとき、前記第２ディテント凹部から脱出した前記突出部材が前記傾斜面上に圧接するように構成されてもよい。

この構成によれば、揺動部材がアンロック位置検出スイッチをオン作動させるとき、第２ディテント凹部から脱出した突出部材が傾斜面上に当接するように構成したことで、第１弾性部材によって突出部材が傾斜面に対して圧接されていることによる傾斜面からの反力は突出部材を第２ディテント凹部に戻す方向、すなわち揺動部材を中立位置に戻す方向に作用する。これにより、ロック部材がアンロック位置からロック位置へ向かって移動を開始すると、ロック部材による規制が解除された揺動部材は中立位置へ戻り、その結果、即座にアンロック位置検出スイッチの作動を切る（オフ）ことができる。

さらに、本発明のステアリングロック装置において、前記揺動部材が前記アンロック位置検出スイッチをオン作動させる位置において、前記揺動部材を前記中立位置に戻すように力を作用させる第２弾性部材を設けてもよい。

この構成によれば、上述したようにロック部材のアンロック位置からロック位置への移動開始に伴って即座にアンロック位置検出スイッチの作動を切る（オフする）動作を、第２弾性部材を設けることでより確実に行うことができ、安全性がさらに向上する。

本発明のステアリングロック装置によれば、簡単かつ低コスト化可能な構成でステアリングシャフトのロック状態およびアンロック状態を精度よく検出でき、これにより可動部材がロック状態でのエンジン始動や運転の許可を確実に防止できる。また、ステアリングロック装置の小型化も図ることができる。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
なお、下記説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「縦」、「横」なる各単語が便宜上用いられるが、これらは本発明の構成を何ら限定するものではない。

図１は、本発明の一実施形態である電動ステアリングロック装置１０を、ハウジング１２をリッド１４から取り外した状態で示す。ハウジング１２は、例えば金属製または樹脂製の一体成形品として形成されており、下端部が開口するとともに、内部に収容空間を含んでいる。ハウジング１２の上端部には、略半円筒状の曲面部１６が形成されている。また、曲面部１６の略中央部には、例えば略矩形開口部からなるロックシャフト挿通孔１８が形成されている。

リッド１４もまた、例えば金属製または樹脂製の一体成形品からなっている。リッド１４上には、複数の支持部１５（図２参照）が立設されている。これらの支持部１５によって後述するロックユニット２０およびスイッチケース２１等が支持されてリッド１４と一体化（モジュール化）されている。ハウジング１２は、リッド１４にロックユニット２０およびスイッチケース２１等を固定してモジュール化した後に、前記ロックユニット２０およびスイッチケース２１等を内部に収容した状態でリッド１４に例えばねじ（図示せず）により固定されるようになっている。

図２は、前記ロックユニット２０の分解斜視図である。図１，２を参照すると、ロックユニット２０は、大略、アクチュエータとしての電動モータ２２、ウォームホイール２４、カム部材としてのワインダ２６、スライダ２８、および、ロックシャフト（ロック部材）３０から構成されている。

電動モータ２２は、リッド１４上の支持部１５によって固定されている。電動モータ２２の端子部２２ｂは、スイッチケース２１に設けられた端子部３２（図３参照）に直接に接続されて、車載バッテリ（図示せず）から電動モータ２２に電力が供給されるようになっている。このように、電動モータ２２がリッド１４に固定されると直ちに電気的接続が完了されるようにしてあることで、電気的接続のためのハーネスが不要になるとともに、ワンタッチ接続によって組立作業が容易になる。

電動モータ２２の軸部２２ａには、ウォームギヤ２３が固着されている。ウォームホイール２４は、リッド１４上に立設された軸状支持部１５ａによって回転可能に軸支されている。ウォームホイール２４は、上方に延伸する円柱状のねじ部２４ａを有する。ねじ部２４ａの外周部には、雄ねじである台形ねじ（ピッチ間のリードｌ）が切られている。また、ウォームホイール２４は、ねじ部２４ａの下部基端部に突起状の規制部２４ｂを有している。電動モータ２２のウォームギヤ２３は、ウォームホイール２４に螺合している。これにより、電動モータ２２の回転動力がウォームギヤ２３を介してウォームホイール２４に伝達されるようになっている。

ワインダ２６は、軸方向に貫通する貫通孔２６ａを有する略円筒状をなしており、貫通孔２６ａの内周面にはウォームホイール２４のねじ部２４ａのねじ形状に対応した雌ねじが切られている。これにより、ワインダ２６は、ウォームホイール２４のねじ部２４ａに螺合した状態でウォームホイール２４に取り付けられ、ウォームホイール２４の回転にしたがってねじ部２４ａの軸方向に上下移動するか、または、ウォームホイール２４と共に連れ回りするようになっている。また、ワインダ２６の外周部には、カム溝２７が形成されている。カム溝２７は、円周方向約３６０度近くにわたって形成されていて、両端部がそれぞれ段部からなる回転ストッパ部２７ａ，２７ｂになっている。また、カム溝２７は、ワインダ２６の軸方向に直交する平面に対して鋭角をなす斜め方向に延伸して、螺旋の一部をなすように形成されている。

スライダ２８は、リッド１４の支持部１５によって上下方向にスライド可能に支持されている。スライダ２８は、横方向に突出して一体形成された係入部３４を有している。この係入部３４がワインダ２６のカム溝２７に係入している。これにより、ワインダ２６が上下移動するか又はウォームホイール２４と連れ回りすると、ワインダ２６と共に又はワインダ２６のカム溝２７に沿って係入部３４が相対移動することによって、スライダ２８も上下移動するようになっている。

なお、ワインダ３４がウォームホイール２４と連れ回りする場合、係入部３４がカム溝２７の一端２７ａに当接する位置からカム溝２７に沿って相対移動してカム溝２７の他端２７ｂに当接するまでのスライダ２８の移動距離（すなわち、ロックシャフト３０の移動距離）Ｌは、ウォームホイール２４のねじ部２４ａのピッチ間のリードｌよりも大きく設定されている（すなわち、Ｌ＞ｌ）。

スライダ２８の中央部は、上方および一側方が開口し且つ下方に底部がある収容部３６になっている。また、スライダ２８には、係入部３４と同じ側に円錐台状のスプリング受け部３８が上方に向けて設けられているとともに、係入部３４と反対側にスイッチ作動部４０が突設されている。

スライダ２８のスプリング受け部３８には、コイル状のアンロックスプリング４２の下端が嵌合されて係止される。アンロックスプリング４２の上端のフックは、リッド１４に対して組み付けられるハウジング１２の内面に引っ掛けられる。これにより、アンロックスプリング３４は、組立完了状態で、スライダ２８（ひいてはスライダ２８に組み付けられるロックシャフト３０）をアンロック方向または引っ込み方向または下方に押圧付勢するようになっている。

ロックシャフト３０は、例えば扁平縦長の矩形状鋳物からなっており、先端または上端に側面視台形状の係合部４４を有している。また、ロックシャフト３０には、縦方向中央よりも少し下寄りに、縦方向に延び且つ厚み方向に貫通する長孔４６が形成されている。さらに、ロックシャフト３０の下端部には、スプリング収容凹部４８が形成されている。

なお、後述するように、ロックシャフト３０がロック位置にあるとき、ハウジング１２の挿通孔１８から突出した係合部４４がステアリングシャフト（可動部材）の凹部に係合してロック状態になり、一方、ロックシャフト３０がアンロック位置にあるとき、係合部４４がハウジング１２内に引っ込んでステアリングシャフトとの係合が解除されてアンロック状態になる。

ロックシャフト３０は、スライダ２８の収容部３６に配置された状態で、ロックシャフト３０の長孔４６を貫通し且つ両端がスライダ２８の収容部３６の両側壁で支持されたピン５０によって、スライダ２８に組み付けられる。このように組み付けられたロックシャフト３０はスライダ２８と共に上下移動することになるが、ピン５０が長孔４６内で縦方向に移動可能であることから、ロックシャフト３０はスライダ２８に対して縦方向に相対移動可能になっている。また、ロックシャフト３０のスプリング収容凹部４８に収容されるロックスプリング５２がロックシャフト３０とスライダ２８の収容部３６の底部との間に挟持された状態で配置されており、これによりロックシャフト３０はロックスプリング５２によってロック方向または突出方向または上方に押圧付勢されて、ピン５０が長孔４６の下端に当接した状態になっている。

図３は、スイッチケース２１の一部を取り除いた状態で、スイッチケース２１の内部構成およびポジションブロック（揺動部材）８０を示す一部分解斜視図である。
スイッチケース２１の後方下部には、車載バッテリからの電力を電動ステアリングロック装置１０に電力を供給するためのコネクタ２１ａが一体に形成されている（図１参照）。また、スイッチケース２１の後面には、スイッチケース２１の上部と下部とにそれぞれ設けた係止爪５１（上部のもののみ図示）によって、プリント基板５３が係止保持されている。このプリント基板５３は、スイッチケース２１に設けられた端子部（図示せず）に電気的に接続されることで、車載バッテリから電力供給されるようになっている。また、プリント基板５３は、実装された例えばＣＰＵ(Central Processing Unit:中央処理装置）等を含む電気回路が後述する各位置検出スイッチと電気的に接続されていることでロックシャフト３０の位置を判定する位置判定手段として機能することができる。

スイッチケース２１内の収容空間５８に面するプリント基板５３上には、ロック位置検出スイッチ（第１の位置検出手段）５４と、アンロック位置検出スイッチ（第２の位置検出手段）５６が互いに縦方向に近接して実装されている。各位置検出スイッチ５４，５６は、例えば、揺動可能な板状スイッチ片５４ａ，５４ｂ（図４（Ａ）参照）を有するリミットスイッチで構成されている。

スイッチケース２１内には、各位置検出スイッチ５４，５６に対して横方向に隣接して、ディテント部６０が配設および収容されている。本実施形態では、ディテント部６０は、図４（Ｂ）に示すように、スイッチケース２１の一部として一体に構成されているが、スイッチケース２１の内壁面またはプリント基板５３上に固定された別部材で構成されてもよい。

前記ディテント部６０には、プリント基板５３とは反対側（すなわちロックユニット２０側）に、略円弧状に湾曲した底部を有する凹部６２が形成されている。この凹部６２の底部には、その縦方向略中央位置に、断面略Ｖ字状の第１ディテント凹部６４が形成されるとともに、第１ディテント凹部６４に対して上側に隣接して断面略Ｖ字状の第２ディテント凹部６６が形成されている。また、前記第２ディテント凹部６６から連続して上方へ略円弧状に湾曲して延びる傾斜面６８が形成されている。

ディテント部６０の下部には、一端がテーパ状に拡張した取付孔７０が形成されている。この取付孔７０には、プリント基板５３側からコイル状のリターンスプリング（第２弾性部材）７２が挿入されて取り付けられるようになっている。リターンスプリング７２は、一端部に設けられたリング部が取付孔７０のテーパ部に圧入されることで、ディテント部６０から突出した他端部が後述するポジションブロック８０によって押圧されても取付孔７０から抜け出ないようになっている。なお、第２弾性部材７２は、図示されるようなコイルスプリングに限定されず、ポジションブロック８０を付勢する同様の機能を果たすものであれば、リーフスプリング、ゴム等の他の弾性部材であってもよい。また、第２弾性部材７２は、ポジションブロック８０に対して引っ張り力を作用させるものであってもよい。

図３に示すように、スイッチケース２１には、ロックユニット２１に対向する開口部を有し、直方体状空間を含む収容孔７４が設けられている。収容孔７４の横方向の両側壁（スイッチケース２１の一部分）には、突出量が小さく且つ前記開口部側に傾斜面を有する揺動軸７６がそれぞれ突設されている（一方のみ図示）。一方、ポジションブロック８０には、横方向に貫通して両側面にそれぞれ開口する軸受け孔８２が形成されている。これにより、ポジションブロック８０をスイッチケース２１の前記開口部から収容孔
７４に押し込むと、ポジションブロック８０の両側面に揺動軸７６の傾斜面が当接することによって収容孔７４の両側壁が横方向外方へそれぞれ押し広げられ、さらにポジションブロック８０を押し込むことで軸受け孔８２に揺動軸７６が嵌り込むことにより、ポジションブロック８０が収容孔７４内に揺動可能に取り付けられる。このように取り付けられたポジションブロック８０は、収容孔７４の開口部からロックユニット２１側に所定量だけ突出した状態になる（図１参照）。

図３に示すように、ポジションブロック８０は、側面視で略Ｙ字状をなしており、軸受け孔８２を挟んで両側に伸長した両端部において前方（すなわちロックユニット２０側）にそれぞれ突出しており、各突出部の軸受け孔８２側の側面がそれぞれロック側当接面８４およびアンロック側当接面８６になっており、後述するように上下移動するスライダ２８のスイッチ作動部４０と当接するようになっている。また、ポジションブロック８０の両端部の各背面には、ロック用突起８８およびアンロック用突起９０がそれぞれ突設されている。各突起８８，９０は、ポジションブロック８０がスイッチケース２１に組み付けられたときに、ロック位置検出スイッチ５４，５６の各スイッチ片５４ａ，５６ａにそれぞれ対向または接触するようになっている。

ポジションブロック８０は、後方に延伸する脚部９２を有する。脚部９２の先端には収容凹部９４が形成されており、上述したようにスイッチケース２１内に取り付けられたときに収容凹部９４内にディテント部６０が受け入れられるようになっている。また、ポジションブロック８０の脚部９２には、収容凹部９４の底部にスプリング収容孔９６が形成されている。図４に示すように、ポジションブロック８０は、脚部９２に設けたスプリング収容孔９６内にディテントスプリング（第１弾性部材）９８およびスチールボール（突出部材）１００を収容した状態でスイッチケース２１に組み付けられる。これにより、スチールボール１００は、ディテントスプリング９８によって外方に付勢されてスプリング収容孔９６から部分的に突出して、ディテント部６０の凹部６２の底部に圧接された状態になっている。

なお、本実施形態では、突出部材としてスチールボール１００を用いたが、前記突出部材はこれに限定されず、材質や形状は適宜に変更可能である。また、突出部材を付勢する第２弾性部材は、図示されるようなコイルスプリングに限定されず、突出部材を付勢する同様の機能を果たすものであれば、リーフスプリング、ゴム等の他の弾性部材であってもよい。

次に、上述した構成からなるステアリングロック装置１０の動作について説明する。
図４（Ａ）はステアリングシャフト１がロック状態にあるときのロックシャフト３０およびポジションブロック８０の状態を示し、図４（Ｂ）は同図（Ａ）におけるポジションブロック８０とディテント部６０との関係を示す。

ステアリングロック装置１０は、ステアリングシャフト１の周囲を覆う円筒状ステアリングコラム（図示せず）に形成された開口部を介してロックシャフト３０が進退可能になる対応位置に、ハウジング１２の曲面部１６がステアリングコラムの外周面に当接した状態で、例えばねじ止め等の方法で固定される。ステアリングシャフト１の外周には、ロックシャフト３０の先端の係合部４４が嵌合可能な複数の凹部２が全周にわたって等ピッチで形成されている。なお、ステアリングシャフト１は、図示しないステアリングホイールの操作に連動して回動する可動部材である。

自動車についてエンジン始動や運転が禁止されているとき（例えば、正規電子キーを所持したユーザが乗車しておらず、かつ、該自動車の近くにもいないとき）、ロックシャフト３０はロック位置にある。このとき、ロックシャフト３０の係合部４４がステアリングシャフト１の凹部２内に係合していることにより、ステアリングシャフト１がロックされている。

このロック状態にあるとき、スライダ２８のスイッチ作動部４０がポジションブロック８０のロック側当接面８４に当接することによって、ポジションブロック８０は時計回り方向に揺動した位置にある。このとき、ポジションブロック８０のロック用突起８８がロック位置検出スイッチ５４のスイッチ片５４ａを押し込んでオン作動させており、一方、アンロック位置検出スイッチ５６はポジションブロック８０のアンロック用突起９０が離れていることでオフになっている。これにより、プリント基板５３は、ロック位置検出スイッチ５４からのオン信号を検出する一方で、アンロック位置検出スイッチ５６がオフ状態にあることに基づいて、ロックシャフト３０がロック位置にあると判定する。

また、このロック状態にあるとき、図４（Ｂ）に示すように、ディテントスプリング９８によって付勢されたスチールボール１００が、ディテント部６０の第１ディテント凹部６４に嵌入しており、これによりポジションブロック８０はロック位置検出スイッチ５４をオンさせている揺動位置が保持されている。

図５は、ロックシャフト３０がロック位置からアンロック位置へ向けて作動途中にある状態を示す。例えば、正規電子キーを所持したユーザが自動車に乗り込んでエンジン作動スイッチが押されたとき、上位ＥＣＵ（上位電子制御装置）からのスタート信号に応じて、電動ステアリングロック装置１０の電動モータ２２に給電されて正転作動する。これにより、電動モータ２２の動力がウォームギヤ２３を介して伝達されて、ウォームホイール２４が回転する。ウォームホイール２４が回転すると、そのねじ部２４ａに螺合しているワインダ２６が、ウォームホイール２４と一緒に図１での上面視で反時計回り方向に回転するか、又は、下方移動する。これによって、ワインダ２６のカム溝２７に係入部３４が係入しているスライダ２８と、ロックシャフト３０とは、アンロックスプリング４２のスライダ２８に対する付勢力によって補助されながら、直線的に下方移動する。その結果、図５（Ａ）に示すように、ロックシャフト３０の係合部４４がステアリングシャフト１の凹部２から脱出して係合解除され、ステアリングシャフト１およびステアリングホイールがアンロックされて回動可能になる。

このとき、図５（Ｂ）に示すように、スライダ２８のスイッチ作動部４０は、ポジションブロック８０のロック側当接面８４から離れて下方移動して、ポジションブロック８０のアンロック側当接面８６に軽く当接した状態になるが、上述したように第１ディテント凹部６４に嵌入するスチールボール１００によって揺動位置が保持されているポジションブロック８０を揺動させるまでには至らず、ポジションブロック８０はロック位置検出スイッチ５４をオン作動させた状態を維持する。したがって、ポジションブロック８０の揺動位置が変化していないため、プリント基板５３によるロックシャフト３１がロック位置にあるとの判定に変わりはない。

このように、スチールボール１００と第１ディテント凹部６４とが協働してポジションブロック８０がロック位置検出スイッチ５４をオン作動させた状態に保持することにより、ロックシャフト３０がロック位置からアンロック位置に移動する途中でロックシャフト３０がステアリングシャフト１から係合解除完了していない位置（噛み合い位置）において、ロック位置検スイッチ５４からのロック位置検出信号を継続させることができる。つまり、アンロック位置検出スイッチ５６が故障して常時オン作動しているような場合に、ロックシャフト３０が噛み合い位置にあるときにロック位置検出スイッチ５４がオフされると、ステアリングシャフト１が未だロック状態にあるにもかかわらずアンロック状態と判定して、エンジン始動や運転を許可するおそれがあるが、このような事態が生じるのを回避して安全性を向上させることができる。

図６は、ロック位置検出スイッチ５４がオフとなった状態を示す。電動モータ２２の駆動によってスライダ２８がアンロックスプリング４２による付勢力によって補助されながらさらに直線的に下方移動すると、スライダ２８のスイッチ作動部４０がポジションブロック８０のアンロック側当接面８６を押圧することで、ポジションブロック８０が反時計回り方向に揺動を開始する。これにより、ポジションブロック８０のロック用突起８８によるスイッチ片５４ａの押圧が解除されてロック位置検出スイッチ５４がオフされる。一方、このときポジションブロック８０のアンロック用突起９０は、スイッチ片５６を押圧しておらず、アンロック位置検出スイッチ５６をオン作動させていない。すなわち、ポジションブロック８０は、ロック位置検出スイッチ５４およびアンロック位置検出スイッチ５６のいずれもオン作動させていない中立位置にある。また、このときポジションブロック８０に設けたスチールボール１００が第１ディテント凹部６４から脱出して、隣接する第２ディテント凹部６６に嵌入した状態になり、これによりポジションブロック８０が中立位置に保持されることになる。

図７は、ロックシャフト３０がアンロック位置に到達した状態を示す。電動モータ２２は、回転開始から所定量だけ回転動作した後、作動停止する。この作動停止までに、スライダ２８がアンロックスプリング４２による付勢力によって補助されながらさらに下方移動して、スイッチ作動部４０でポジションブロック８０のアンロック側当接面８６を押圧する。これにより、ポジションブロック８０は、リターンスプリング７２の付勢力に抗しながら中立位置から反時計回り方向にさらに揺動する。その結果、ポジションブロック８０のアンロック用突起９０でスイッチ片５６ａが押し込まれて、アンロック位置検出スイッチ５６がオン作動する。このとき、ポジションブロック８０に設けたスチールボール１００は、第２ディテント凹部６６から脱出して、ディテントスプリング９８によって傾斜面６８上に圧接された状態になる。

アンロック位置検出スイッチ５６がオン作動されると、プリント基板５３は、ロック位置検スイッチ５４がオフで、アンロック位置検出スイッチ５６がオンされたことに基づいて、ロックシャフト３０がアンロック位置にあると判定する。これにより、電動ステアリングロック装置１０のアンロック動作が完了する。

続いて、電動ステアリングロック装置１０のロック動作について説明する。
図８は、ロックシャフト３０が図７に示すアンロック位置からロック位置方向へ移動を開始して、アンロック位置検出スイッチ５６がオフになった状態を示す。

例えば、正規電子キーを所持したユーザがエンジン停止した後に自動車から所定距離以上離れたとき、上位ＥＣＵは、電動ステアリングロック装置１０に対してロック指令を送信する。この指令を受けてプリント基板５３は、電動モータ２２を逆転作動させる。これにより、電動モータ２２の動力がウォームギヤ２３を介して伝達されて、ウォームホイール２４が回転する。ウォームホイール２４が回転すると、そのねじ部２４ａに螺合しているワインダ２６が、ウォームホイール２４と一緒に図１での上面視で時計回り方向に回転するか、又は、上方移動する。これによって、ワインダ２６のカム溝２７に係入部３４が係入しているスライダ２８と、ロックシャフト３０とは、アンロックスプリング４２のスライダ２８への付勢力に抗しながら、アンロック位置からロック位置へ向けて直線的に上方移動を開始する。

スライダ２８が上方へ移動することで、スイッチ作動部４０によるアンロック側当接面８６への押圧が解除されることにより、ポジションブロック８０は、図８（Ｂ）に示すように、スチールボール１００が圧接している傾斜面６８からの反力と、リターンスプリング７２の付勢力とによって、図７（Ｂ）に示す状態から時計回り方向へ揺動して、スチールボール１００が第２ディテント凹部６６に嵌入した中立位置となる。このとき、スライダ２８のスイッチ作動部４０は、ポジションブロック８０のアンロック側当接面８６に軽く当接した状態になっている。これにより、図８（Ａ）に示すように、ポジションブロック８０のアンロック用突起９０がスイッチ片５６ａから離れてアンロック位置検出スイッチ５６がオフされる。また、上述したように、ポジションブロック８０が中立位置にあるとき、ロック位置検出スイッチ５４はオフ状態にある。つまり、アンロック信号もロック信号の何れもプリント基板５３に入力されていない状態にある。

このように、ポジションブロック８０がアンロック位置検出スイッチ５６をオン作動させるとき、第２ディテント凹部６６から脱出したスチールボール１００が傾斜面６８上に圧接するように構成したことで、ディテントスプリング９８によってスチールボール１００が傾斜面６８に対して付勢されていることによる傾斜面６８からの反力はスチールボール１００を第２ディテント凹部６６に戻す方向、すなわちポジションブロック８０を中立位置に戻す方向に作用する。これにより、ロックシャフト３０がアンロック位置からロック位置へ向かって移動を開始すると、ロックシャフト３０による規制が解除されたポジションブロック８０は中立位置へ戻り、その結果、即座にアンロック位置検出スイッチ５６の作動をオフすることができる。また、ロックシャフト３０のアンロック位置からロック位置への移動開始に伴って即座にアンロック位置検出スイッチ５６の作動をオフする動作を、リターンスプリング７２を設けることでより確実に行うことができ、安全性がさらに向上する。

図９は、ロック作動がさらに進行して、ロックシャフト３０の係合部４４がステアリングシャフト１の凹部２に対して噛み合い始めた状態を示す。電動モータ２２の逆転駆動によりスライダ２８およびロックシャフト３０が直線的にさらに上方移動すると、スライダ２８のスイッチ作動部４０がポジションブロック８０のロック側当接面８４に軽く当接する位置まで移動する。このとき、スイッチ作動部４０はロック側当接面８４を押圧していないため、ポジションブロック８０はまた中立位置に保持されている。

そして、電動モータ２２が駆動開始から所定量だけ逆転駆動された後、作動停止する。これにより、スライダ２８およびロックシャフト３０は直進的にさらに上方移動し、その結果、図４に示すようにロックシャフト３０がロック位置に到達する。このとき、ポジションブロック８０が時計回り方向にさらに揺動して図４（Ｂ）に示す状態となり、これによりロック位置検出スイッチ５４がオン作動される。その結果、プリント基板５３は、アンロック位置検出スイッチ５６がオフで、ロック位置検出スイッチ５４がオン作動したことに基づいて、ロックシャフト３０がロック位置にあると判定する。これにより、ロック動作が完了する。

ここで、図１０にアンロック作動時の位置検出スイッチ５４，５６のスイッチ切替タイムチャート、図１１にロック作動時の位置検出スイッチ５４，５６のスイッチ切替タイムチャートを示す。

図１０において、状態Ａはロックシャフト３０の係合部４４がステアリングシャフト１の凹部２に完全に嵌り込んだロック状態、状態Ｂは前記係合部４４が前記凹部２から脱出（係合解除）したところの状態、状態Ｃはポジションブロック８０が中立位置に揺動してロック位置検出スイッチ５４がオフされた状態、状態Ｄはポジションブロック８０が中立位置から揺動してアンロック位置検出スイッチ５６をオン作動させたときの状態、そして、状態Ｅはアンロック動作が完了したときのアンロック状態、をそれぞれ示す。

また、図１１において、状態Ｅはアンロック状態（図１０と同様）、状態Ｆはポジションブロック８０が中立位置に揺動してアンロック位置検出スイッチ５６がオフされたところの状態、状態Ｇはスライダ２８およびロックシャフト３０が上方移動するがポジションブロック８０が中立位置に保持されている状態、状態Ｈはポジションブロック８０が中立位置から時計回り方向に揺動し始めるところでロックシャフト３０の係合部４４がステアリングシャフト１の凹部２に噛み合い始めている状態、そして、状態Ａはロック動作が完了したときのロック状態（図１０と同様）、をそれぞれ示す。

ところで、図１２は、ロック動作時に、ステアリングシャフト１の凹部２の位置がずれているために、ロックシャフト３０の係合部４４が係合できない状態を示す。この場合、電動モータ２２は、ロック動作時の所定量だけ逆転駆動されて停止する。そのとき、スライダ２８は電動モータ２２の逆転駆動に応じた距離だけ上方移動してスイッチ作動部４０によりロック位置検出スイッチ５４をオン作動させるが、スライダ２８と一緒に上方移動するロックシャフト３０は係合部４４の先端がステアリングシャフト１の凹部２間の外周面上に当接することで、スライダ２８と共に上方移動できなくなる。そのため、長孔４６内でピン５０が移動することによって、ロックシャフト３０がスライダ２８に対して相対移動する。その相対移動量は、ロックスプリング５２の圧縮量となり、これによりロックシャフト５２はロックスプリング５２によってロック方向または上方へ強く付勢された状態になる。その後、ステアリングホイールの操作によってステアリングシャフト１が回動されて凹部２の位置がロックシャフト３０の係合部４４と一致したとき、ロックシャフト３０はロックスプリング５２の付勢力によって上方移動して係合部４４が凹部２に係合し、ステアリングシャフトがロックされる。このように、本実施形態の電動ステアリングロック装置１０では、ロック動作時にステアリングシャフト１の凹部２の位置がずれている場合であっても、自動的にロック状態が完成されるように構成されている。

上述したように、本実施形態の電動ステアリングロック装置によれば、ロックシャフト３０のロック位置またはアンロック位置においてポジションブロック８０がロック位置検出スイッチ５４およびアンロック位置検出スイッチ５６の何れか一方を作動させるようにしたことにより、各位置検出スイッチ５４，５６のうち何れか一方がオン作動したときは、他方は必ずオフとなるため、両方の位置検出スイッチ５４，５６が共にオン作動している状態はあり得ない。したがって、ロックシャフト３０の移動に伴って揺動するポジションブロック８０を設けたという簡単かつ低コスト化可能な構成でありながら、ロックシャフト３０のロック位置およびアンロック位置を正確に検出できるとともに、各位置検出スイッチ５４，５６の故障も検出することができる。その結果、ステアリングシャフト１に対するロックシャフト３０の係合が完全に解除されていないにもかかわらずアンロック位置検出スイッチ５６からアンロック信号が出力されてしまってエンジン始動や運転が可能になるのを確実に防止できる。

また、ロックシャフト３０の直線移動をポジションブロック８０の揺動運動（すなわち円周方向角度運動）に変換して２つの位置検出スイッチ５４，５６をオンオフ作動させる構成としたので、ロックシャフト３０の縦方向長さに拘わらず且つロック位置とアンロック位置との間のロックシャフト３０の直線移動距離よりも短い間隔でもって２つの位置検出スイッチ５４，５６を配置することが可能になり、その結果、電動ステアリングロック装置の小型化に寄与することができる。

したがって、本実施形態のステアリングロック装置１０によれば、簡単かつ低コスト化可能な構成でステアリングシャフト１のロック状態およびアンロック状態を精度よく検出でき、これによりステアリングシャフトがロック状態でのエンジン始動や運転の許可を確実に防止できる。また、電動ステアリングロック装置１０の小型化も図ることができる。

なお、前記実施形態は電動モータでロックおよびアンロック作動する電動ステアリングロック装置について説明したが、本発明はユーザが手動（例えばメカニカルキーの挿入および回動）でロックおよびアンロック作動するステアリングロック装置に適用されてもよい。

本発明の一実施形態である電動ステアリングロック装置を、ハウジングをリッドから取り外した状態で示す斜視図。 ロックユニットの分解斜視図。 スイッチケースの一部を取り除いた状態で、スイッチケースの内部構成およびポジションブロックを示す一部分解斜視図。 （Ａ）はステアリングシャフトがロック状態にあるときのロックシャフトおよびポジションブロックの状態を示し、（Ｂ）は同図（Ａ）におけるポジションブロックとディテント部との関係を示す図。 ロックシャフトが図４に示すロック位置からアンロック位置へ向けて作動途中にある状態を示す図。 ロック位置検出スイッチがオフとなった状態を示す図。 ロックシャフトがアンロック位置に到達した状態を示す図。 ロックシャフトがアンロック位置からロック位置方向へ移動を開始して、アンロック位置検出スイッチがオフになった状態を示す図。 ロック作動がさらに進行して、ロックシャフトの係合部がステアリングシャフトの凹部に対して噛み合い始めた状態を示す図。 アンロック作動時の各位置検出スイッチのスイッチ切替タイムチャート。 ロック作動時の各位置検出スイッチのスイッチ切替タイムチャート ロック動作時に、ステアリングシャフトの凹部の位置がずれているために、ロックシャフトの係合部が係合できない状態を示す図。

符号の説明

１…ステアリングシャフト
２…凹部
１０…電動ステアリングロック装置
１２…ハウジング
１４…リッド
２０…ロックユニット
２１…スイッチケース
２２…電動モータ
２４…ウォームギヤ
２６…ワインダ（カム部材）
２８…スライダ
３０…ロックシャフト（ロック部材）
５３…プリント基板（位置判定手段）
５４…ロック位置検出スイッチ（第１の位置検出手段）
５６…アンロック位置検出手段（第２の位置検出手段）
６０…ディテント部
６４…第１ディテント凹部
６６…第２ディテント凹部
６８…傾斜面
７２…リターンスプリング（第２弾性部材）
８０…ポジションブロック（揺動部材）
９８…ディテントスプリング（第１弾性部材）
１００…スチールボール（突出部材）

Claims (3)

1. ステアリングホイールの操作に連動する可動部材に対して係合または係合解除させることにより前記可動部材をロックまたはアンロックするロック部材と、前記ロック部材の作動位置を検出する第１および第２の位置検出手段と、これらの位置検出手段からの検出信号に基づいて前記ロック部材の作動位置を判定する位置判定手段とを備え、前記ロック部材のロック位置またはアンロック位置への移動に伴って揺動して前記第１および第２の位置検出手段の何れか一方を作動させる揺動部材を設けたステアリングロック装置において、
   前記揺動部材は前記第１および第２の位置検出手段と共にスイッチケースに収容され、前記揺動部材には、第１弾性部材によって外方に付勢される突出部材が設けられ、前記スイッチケース内には、前記突出部材と協働して前記揺動部材の作動位置を保持するディテント部が設けられ、
   前記第１の位置検出手段がロック位置検出スイッチであり、前記第２の位置検出手段がアンロック位置検出スイッチであり、前記ディテント部には、前記突出部材が嵌り込むことで、前記ロック位置検出スイッチをオン作動させる位置に前記揺動部材を保持する第１ディテント凹部が形成されていることを特徴とするステアリングロック装置。
2. 前記ディテント部には、前記突出部材が嵌り込むことで、前記揺動部材が前記ロック位置検出スイッチおよび前記アンロック位置検出スイッチの何れもオン作動させない中立位置に前記揺動部材を保持する第２ディテント凹部が形成されており、前記第２ディテント凹部に連続して傾斜面が形成されており、前記揺動部材が前記アンロック位置検出スイッチをオン作動させるとき、前記第２ディテント凹部から脱出した前記突出部材が前記傾斜面上に圧接するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングロック装置。
3. 前記揺動部材が前記アンロック位置検出スイッチをオン作動させる位置において、前記揺動部材を前記中立位置に戻すように力を作用させる第２弾性部材を設けた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。

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