JP4786497B2

JP4786497B2 - ステアリングロック装置

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Publication number: JP4786497B2
Application number: JP2006286091A
Authority: JP
Inventors: 学塚崎
Original assignee: U-SHINLTD.
Current assignee: U-SHINLTD.
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2026-10-20
Also published as: JP2008100643A

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。

従来の電動ステアリングロック装置では、ロックシャフトの駆動方式が一通りしかなかったため、ロックシャフトの作動速度と引き抜き力とを両立させるのが難しかった。例えば、下記特許文献１に開示されるステアリングロック装置は、カム溝に沿ってカムフォロワが移動することによりロックシャフトをステアリングシャフトに対して進退移動させる方式を採用しており、このカム溝の傾斜角度に緩急をつけることで、ロックシャフトの作動速度を優先する作動範囲と、ロックシャフトの引き抜き力を大きくするように優先させる作動範囲とに分けるようにしている。
特開２００６−１５９８４号公報

しかしながら、このステアリングロック装置では、ロックシャフトとステアリングシャフトとの噛み合い状態に拘わらず、ロックシャフトは所定の箇所では常に一定の作動をするものであって、噛み合い状態に応じてロックシャフトの作動速度および引き抜き力のどちらか一方を優先させて作動させることはできなかった。

そこで、本発明は、可動部材に対するロック部材の噛み合い状態に応じて、ロック部材についての作動速度または引き抜き力を優先させ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、車両に搭載されたバッテリから供給される電力により作動するアクチュエータと、該アクチュエータの動力を前記ロック部材に伝達する伝達機構とを備えたステアリングロック装置において、
前記伝達機構は、前記アクチュエータの作動に応じて回転するシャフト部材と、該シャフト部材に係合して前記アクチュエータの作動を前記ロック部材に伝達するカム部材とを備え、前記可動部材に対する前記ロック部材の係合を解除するとき、通常状態では前記シャフト部材と前記カム部材は一体的に回転する一方、前記ロック部材について所定量以上の引き抜き力を要する場合には前記カム部材が前記シャフト部材に対して軸方向に移動するように構成したことを特徴とするものである。

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、車両に搭載されたバッテリから供給される電力により作動するアクチュエータと、該アクチュエータの動力を前記ロック部材に伝達する伝達機構とを備えたステアリングロック装置において、
前記伝達機構は、前記アクチュエータの作動に応じて回転するシャフト部材と、該シャフト部材に係合して前記アクチュエータの作動を前記ロック部材に伝達するカム部材とを備え、
前記カム部材は前記ロック部材と係合する略円筒状の部材であってその貫通孔内に雌ねじが形成されており、前記シャフト部材は外周部に前記カム部材の雌ねじに対応する雄ねじを有し、前記カム部材と前記シャフト部材とは互いに螺合して組み付けられ、
前記可動部材に対する前記ロック部材の係合を解除するとき、通常状態では前記シャフト部材と前記カム部材は一体的に回転する一方、前記ロック部材について所定量以上の引き抜き力を要する場合には前記カム部材が前記シャフト部材に対して軸方向に移動するように構成したことを特徴とするものである。

本発明のステアリングロック装置において、前記カム部材は前記ロック部材と係合する略円筒状の部材であってその貫通孔内に雌ねじが形成されており、前記シャフト部材は外周部に前記カム部材の雌ねじに対応する雄ねじを有し、前記カム部材と前記シャフト部材とは互いに螺合して組み付けられてもよい。

また、カム部材の貫通孔にシャフト部材がねじによって螺合しており、前記ねじのリードは一般に小さいことから、ロック部材が可動部材と噛み合っているときのように大きな引き抜き力を要する場合でも、前記ねじによってカム部材をシャフト部材に対して直進移動させることで、ロック部材と可動部材との係合を確実に解除することができる。
また、カム部材の雌ねじとシャフト部材の雄ねじとの間には摩擦力が発生するため、ロック部材の係合解除に必要な引き抜き力が所定量以下の場合には、前記摩擦力によってカム部材がシャフト部材と一体的に回転（連れ回り）するように構成することができる。

この構成によれば、ロック部材がカム溝の一方のストッパー部から他方のストッパー部に当接するまでの間にシャフト部材に対して移動する距離がねじのリードよりも大きく設定されていることから、前記ねじによるカム部材ひいてはロック部材の直進移動よりもカム部材の回転によるカム溝でのロック部材の直進移動の作動速度を速くすることができる。

さらに、本発明のステアリングロック装置において、前記シャフト部材は、前記ロック部材の進退方向と並行に配設されていてもよい。

この構成によれば、シャフト部材によるカム部材の直進移動をそのままロック部材に伝達することができるので、カム部材からロック部材への動力伝達を最も簡素な構成で効率良く行うことができる。

上述したように、本発明のステアリングロック装置によれば、可動部材に対するロック部材の噛み合い状態に応じて、ロック部材についての作動速度または引き抜き力を優先させることができる。

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、電動モータ（アクチュエータ）２２、ウォームホイール２４、ワインダ（カム部材）２６、スライダ（ロック部材）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。ウォームホイール２４、ワインダ２６、および、後述する電動モータ２２に連結されたウォームギヤが、電動モータ２２の動力をロックシャフト３０に伝達する伝達機構を構成する。

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シャフト部（シャフト部材）２４ａを有する。シャフト部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、シャフト部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。また、シャフト部２４ａは、後述するスライダ２８およびロックシャフト３０の上下直進移動方向または進退方向に対して並行に配設されている。これにより、シャフト部２４ａによるワインダ２６の直進移動をそのままスライダ２８およびロックシャフト３０に伝達することができるので、ワインダ２６からロックシャフト３０への動力伝達を最も簡素な構成で効率良く行うことができる。

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のシャフト部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のシャフト部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シャフト部２４ａの軸方向に上下方向に直進移動するか、または、ウォームホイール２４と一体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ー部（ストッパー部）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２６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のシャフト部２４ａのねじピッチ間のリード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４２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５４と、アンロック位置検出スイッチ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。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が形成されており、この凹部の底部には、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。

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。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９８およびスチールボール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の凹部の底部に圧接された状態になっている。

次に、上述した構成からなるステアリングロック装置１０のロックユニット２０におけるアンロック作動およびロック作動について説明する。
ステアリングロック装置１０は、ステアリングシャフト（図示せず）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の外周には、ロックシャフト３０の係合部４４が嵌合可能な複数の凹部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は、ステアリングホイール（図示せず）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の凹部内に係合していることにより、ステアリングシャフトがロックされている。

図４は、ステアリングシャフトの凹部からロックシャフト３０を後退させて係合解除させる際に、ロックシャフト３０について大きな引き抜き力を必要としない通常状態でのアンロック作動を段階的に示す。

状態Ａでは、ロックシャフト３０はロック位置にあって、その先端の係合部４４がステアリングシャフトの凹部内に係合している。このとき、前記凹部内の側面は、前記係合部４４の側面に圧接していないため、ロックシャフト３０のステアリングシャフトからの係合解除には、大きな引き抜き力は必要とされない。また、ロックシャフト３０がロック位置にあるとき、スライダ２８の係入部３４は、ワインダ２６のカム溝２７内に位置して一方の回転ストッパー部２７ａに当接している。

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が上視面で反時計回り方向に回転する。

このとき、上述したように前記通常状態では、ロックシャフト３０の引き抜き力は比較的軽いものである。そのため、スライダ２８の係入部３４とワインダ２６のカム溝２７の側面との間の摩擦力よりも、ウォームホイール２４のシャフト部２４ａの雄ねじとワインダ２６の雌ねじ間の摩擦力が勝るため、ワインダ２６がウォームホイール２４と一体に連れ回りする。これにより、ウォームホイール２４と共にワインダ２６が回転し始めると、スライダ２８の係入部３４はワインダ２６のカム溝２７の回転ストッパー部２７ａから離れてカム溝２７に沿って移動し、これに伴って状態Ｂに示すようにロックシャフト３０がロック位置からアンロック方向へ向けて下方へ直線移動する。これにより、ロックシャフト３０の係合部４４はステアリングシャフトの凹部から脱出して係合解除（すなわちアンロック）される。

ワインダ２６がさらに回転すると、前記係入部３４が前記カム溝２７に沿って移動しつつロックシャフト３０が状態Ｃまでさらに下方移動し、このとき前記係入部３４がカム溝２７の他方の回転ストッパー部２７ｂに当接し、これによりワインダ２６のそれ以上の回転が規制されることになる。このとき、ロックシャフト３０の係合部４４はステアリングシャフトの凹部から既に脱出しているが、ロックシャフト３０は未だアンロック位置に到達してない。

状態Ｃに到達した後も電動モータ２２は引き続き正転駆動を継続する。これにより、ウォームホイール２４もまた回転継続する。このとき、ワインダ２６は既に回転規制されているので、前記係入部３４がカム溝２７の他方の回転ストッパー部２７ｂに当接した状態を保ったまま、ワインダ２６はねじ駆動によってシャフト部２４ａに対して軸方向に下方移動し、これに伴ってスライダ２８およびロックシャフト３０も下方へ直線移動して、状態Ｄに示すアンロック位置に到達する。

このとき、ワインダ２６の下面がウォームホイール２４のシャフト部２４ａの基端部に設けられた規制部２４ｂに当接することで、さらなる下方移動が規制されて正確にアンロック位置に停止され、これと同時に電動モータ２２の作動も停止される。

なお、上述したアンロック作動では、アンロックスプリング４２がスライダ２８を押圧する付勢力は、状態Ａにおいて最大で、状態Ｄにおいて最小となる。アンロックスプリング４２は、ロックシャフト３０の引き抜き力を補助する役割を果たす。

続いて、図５を参照して、据え切り時におけるアンロック作動について説明する。ここで、「据え切り時」とは、ステアリングシャフトの凹部にロックシャフト３０の係合部４４が嵌り込んでいるときに、ステアリングシャフトにトルクが掛かることで、前記凹部の側面が前記係合部４４の側面に強く圧接していて、ロックシャフト３０の引き抜きに所定量以上の大きな引き抜き力を要する状態をいい、このときにロックシャフト３０に作用するトルクまたは負荷を「据え切りトルク」という。

状態Ａでは、図４と同様に、ロックシャフト３０がロック位置にあり、ワインダ２６のカム溝２７の一方の回転ストッパー部２７ａがスライダ２８の係入部３４に当接している。この状態から、図４の場合と同様にアンロック作動させるように電動モータ２２が正転駆動を開始する。このとき、ロックシャフト３０には据え切りトルクが作用しているため、その引き抜き力が前記通常状態に比較して非常に大きくなる。そのため、スライダ２８の係入部３４とワインダ２６のカム溝２７の側面との間の摩擦力が、ウォームホイール２４のシャフト部２４ａの雄ねじとワインダ２６の雌ねじ間の摩擦力に勝ることから、ワインダ２６がウォームホイール２４と連れ回りすることなく、ワインダ２６に対してシャフト部２４が上視面で反時計回り方向に回転する。これにより、ワインダ２６は、回転することなくねじ駆動によって下方へ直線移動する。これに伴ってロックシャフト３０も下方へ直線移動し、ワインダ２６の下面が規制部２４ｂに当接するまで下方移動して状態Ｇとなる。このとき、ロックシャフト３０の係合部４４は、ステアリングロックシャフトの凹部から脱出して係合解除（すなわちアンロック）された状態になっている。

このように、据え切りトルクが掛かっている場合には、ロックシャフト３０はねじ駆動によって下方移動させられるので、図４の場合のようにカム溝２７による作動に較べると作動速度は遅いものの、大きな引き抜き力を得ることができ、据え切りトルクの掛かったロックシャフト３０を確実に引き抜くことができる。

ステアリングシャフトとの係合が解除された後のロックシャフト３０の移動に要する力は比較的小さくてよくなる。したがって、状態Ｇ以降は、スライダ２８の係入部３４とワインダ２６のカム溝２７の側面との間の摩擦力よりも、ウォームホイール２４のシャフト部２４ａの雄ねじとワインダ２６の雌ねじ間の摩擦力が勝ることになるため、ワインダ２６がウォームホイール２４と一体に連れ回りするようになる。これにより、ウォームホイール２４と共にワインダ２６が回転すると、スライダ２８の係入部３４はワインダ２６のカム溝２７の回転ストッパー部２７ａから離れてカム溝２７に沿って移動し、これに伴って状態Ｈに示すようにロックシャフト３０がさらに下方へ直線移動する。そして、スライダ２８の係入部３４がカム溝２７の他方の回転ストッパー部２７ｂに当接したとき、ロックシャフト３０は状態Ｄに示すアンロック位置に到達し、これと同時に電動モータ２２の作動が停止される。

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１０によれば、ロックシャフト３０に動力を伝達する部材として、シャフト部２４ａに対して回転および直進移動が可能なワインダ２６を設けたことにより、ロックシャフト３０の駆動について２つの方式を採ることができる。すなわち、ワインダ２６のシャフト部２４ａに対する直線移動時にはロックシャフト３０の作動速度は遅いが大きな引き抜き力が得られ、一方、ワインダ２６のシャフト部２４ａに対する回転時にはロックシャフト３０の引き抜き力は小さいが作動速度を速くすることができる。したがって、ロックシャフト３０に特に負荷がかかっていない通常状態では、ワインダ２６のカム溝２７の回転によってロックシャフト３０を素早く移動させることを優先し、据え切りトルクが掛かっているためにアンロック時にロックシャフト３０について大きな引き抜き力を要する場合には、ワインダ２６の直進移動によって大きな力でロックシャフト３０を引き抜くことを優先することができる。このように、ステアリングシャフトに対するロックシャフト３０の噛み合い状態に応じて、ロックシャフト３０についての作動速度または引き抜き力を優先させることができる。

また、シャフト部２４ａとワインダ２６はねじによって螺合しており、ねじのリードｌは一般に小さいことから、ロックシャフト３０に据え切りトルクが掛かっていてアンロック時に大きな引き抜き力を要する場合でも、ねじ駆動によってワインダ２６をシャフト部２４ａに対して直進移動させることで、ロックシャフト３０とステアリングシャフトとの係合を確実に解除することができる。

また、ワインダ２６の雌ねじとシャフト部２４ａの雄ねじとの間には摩擦力が発生するため、ロックシャフト３０の係合解除に必要な引き抜き力が所定量以下の場合には、前記摩擦力によってワインダ２６がシャフト部２４ａと一体的に回転（連れ回り）することができる。

さらに、スライダ２８の係入部３４がワインダ２６のカム溝２７の一方の回転ストッパー部２７ａから他方の回転ストッパー部２７ｂに当接するまでの間にシャフト部２４ａに対して移動する距離Ｌがねじのリードｌよりも大きく設定されていることから、前記ねじ駆動によるワインダ２６ひいてはロックシャフト３０の直進移動よりもワインダ２６の回転によるカム溝２７でのロックシャフト３０の直進移動の作動速度を速くすることができる。

次に、図６を参照して、電動ステアリングロック装置１０のロックユニット２０におけるロック作動について説明する。
図４，５と同様に、状態Ｄにおいて、ロックシャフト３０はアンロック位置にある。

例えば、正規電子キーを所持したユーザがエンジンを停止した後、又はエンジンを停止し且つ車両ドアが閉じられた後で自動車から所定距離以上離れたことを検出したとき、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が上視面で時計回り方向に回転する。

このとき、ロックシャフト３０を上方へ直線移動させる押し込み力は小さくて良い。そのため、スライダ２８の係入部３４とワインダ２６のカム溝２７の側面との間の摩擦力よりも、ウォームホイール２４のシャフト部２４ａの雄ねじとワインダ２６の雌ねじ間の摩擦力が勝るため、ワインダ２６がウォームホイール２４と一体に連れ回りする。これにより、ウォームホイール２４と共にワインダ２６が上視面で時計回り方向に回転し始めると、スライダ２８の係入部３４はワインダ２６のカム溝２７の他方の回転ストッパー部２７ｂから離れてカム溝２７に沿って移動し、これに伴って状態Ｅに示すようにロックシャフト３０がアンロック位置からロック方向へ向けて上方へ直線移動する。

ワインダ２６のさらなる回転に伴ってロックシャフト３０は上方へ直線移動するが、スライダ２８の係入部３４がカム溝２７の一方の回転ストッパー部２７ａに当接した状態Ｆとなったとき、ワインダ２６の回転が規制されることになる。その後も、電動モータ２２の逆転駆動が継続されるので、ウォームホイール２４およびシャフト部２４ａも回転し続ける。これにより、ワインダ２６は、回転することなく、ねじ駆動によってシャフト部２４ａに対して上方へ直線移動する。これに伴って、ロックシャフト３０も上方へ直線移動して状態Ａに示すロック位置に到達し、電動モータ２２の駆動が停止される。これにより、ロックシャフト３０の係合部４４がステアリングシャフトの凹部に嵌入して、ステアリングシャフト（およびステアリングホイール）がロックされる。

ところで、図７は、ロック作動時に、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３０の係合部４４が前記凹部に嵌入できないときのロック作動状態を示す。この場合における状態Ｄおよび状態Ｅは、図６と同様である。スライダ２８の係入部３４がカム溝２７の一方の回転ストッパー部２７ａに当接した状態Ｆとなったとき、ワインダ２６の回転が規制されることになる。その後も、電動モータ２２の逆転駆動が継続されるので、ウォームホイール２４およびシャフト部２４ａも回転し続ける。ロックシャフト３０が状態Ｅからさらに上方へ直線移動したとき、ロックシャフト３０の係合部４４の先端がステアリングシャフトの凹部間の外周面上に当接することで、それ以上の上方移動が規制されることになる。しかしながら、電動モータ２２の逆転駆動は継続されるので、ワインダ２６はねじ駆動によってシャフト部２４ａに対して上方へ移動し、これに伴ってスライダ２８も上方へ移動する。

このとき、ロックシャフト３０の上方移動が規制されているため、ロックシャフト３０の長孔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が回動されて凹部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が前記凹部に嵌入し、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の凹部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。

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。通常状態におけるアンロック作動を経時的に示す図。据え切り時のアンロック作動を経時的に示す図。通常のロック作動を経時的に示す図。ステアリングシャフトの凹部位置がロックシャフトの係合部とずれているときのロック作動を経時的に示す図。

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
２４ａ…シャフト部（シャフト部材）
２６…ワインダ（カム部材）
２７…カム溝
２８…スライダ（ロック部材）
３０…ロックシャフト（ロック部材）
５３…プリント基板
５４…ロック位置検出スイッチ
５６…アンロック位置検出手段
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
８０…ポジションブロック
９８…ディテントスプリング
１００…スチールボール

Claims

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、車両に搭載されたバッテリから供給される電力により作動するアクチュエータと、該アクチュエータの動力を前記ロック部材に伝達する伝達機構とを備えたステアリングロック装置において、
前記伝達機構は、前記アクチュエータの作動に応じて回転するシャフト部材と、該シャフト部材に係合して前記アクチュエータの作動を前記ロック部材に伝達するカム部材とを備え、
前記カム部材は前記ロック部材と係合する略円筒状の部材であってその貫通孔内に雌ねじが形成されており、前記シャフト部材は外周部に前記カム部材の雌ねじに対応する雄ねじを有し、前記カム部材と前記シャフト部材とは互いに螺合して組み付けられ、
前記可動部材に対する前記ロック部材の係合を解除するとき、通常状態では前記シャフト部材と前記カム部材は一体的に回転する一方、前記ロック部材について所定量以上の引き抜き力を要する場合には前記カム部材が前記シャフト部材に対して軸方向に移動するように構成したことを特徴とするステアリングロック装置。
前記カム部材の外周面には、前記ロック部材が係合するカム溝が形成されており、前記カム溝の両端には前記ロック部材と当接するストッパー部が設けられ、前記ロック部材が前記カム溝の一方のストッパー部から他方のストッパー部に当接するまでの間に前記シャフト部材に対して移動する距離は、前記ねじのリードよりも大きく設定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。
前記シャフト部材は、前記ロック部材の進退方向と並行に配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載のステアリングロック装置。