JP4856556B2 - 電動ステアリングロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばモータ等を駆動源に作動し、ステアリング部材の回動操作を規制又は開放する電動ステアリングロック装置に関する。

近年、車両の操作性向上を目的として、機械的なキー操作を行うことなく車両のドア施解錠やエンジン始動等の各種動作を行うことが可能な電子キーシステムが開発されている。この種の電子キーシステムは、ユーザ（運転者）が電子キーを携帯してドアに近づけばドアロックが解錠され、遠ざかれば施錠されるキーレスエントリー機能や、キーをシリンダに差し込まなくても運転席に設けたイグニッションスイッチを操作すればエンジンが始動するイグニッション機能等を備えたシステムである。この種の電子キーシステムでは機械的なキー操作が行われないので、車両にステアリングロック機能を搭載するには、例えばモータ等を駆動源とする電動ステアリングロック装置を用いる必要がある。ステアリングロック装置の一例は、例えば特許文献１に開示されている。

図８に特許文献１の電動ステアリングロック装置８１の概略構成を示すと、この電動ステアリングロック装置８１には、駆動源としてモータ８２が設けられている。モータ８２には、減速機構として働くウォームギア８３を介して回転シャフト８４が連結されている。この回転シャフト８４には、ネジ部８５を介してロックストッパ８６が、回転シャフト８４の軸方向に沿って直線移動可能に連結されている。このロックストッパ８６には、ステアリングシャフト（図示略）側の被ロック部材８７の凹部８７ａに係脱可能なロックバー８８が取り付けられている。モータ８２と回転シャフト８４とをウォームギア８３等の減速機構で連結するのは、ロックバー８８を凹部８７ａに係脱する際の作動トルクを確保するためである。

電動ステアリングロック装置８１が解錠状態の際、例えばモータ８２が正転すると、この時のモータ回転力がウォームギア８３を介して減速されつつ回転シャフト８４に伝達され、回転シャフト８４が回転する。回転シャフト８４とロックストッパ８６とはネジ部８５で連結されていることから、回転シャフト８４が回転するとシャフト回転力がネジ部８５によりロックストッパ８６の前進力に変換され、ロックストッパ８６がステアリングシャフト側の被ロック部材８７の凹部８７ａに係合してステアリングロックが施錠状態となる。なお、電動ステアリングロック装置８１の解錠動作は、各部品の動きが施錠動作の時と逆なだけであるので、ここでは省略する。
特開２００３−２７６５６５号公報

ところで、施錠状態の電動ステアリングロック装置８１を解錠状態にする際、場合によってはロックバー８８が被ロック部材８７の凹部８７ａに噛み込むことがある。そこで、現状の電動ステアリングロック装置８１においては、減速機構には減速比が小さければ（即ち、高減速比）、その分だけトルク力（負荷力）が大きくなる特性があるので、ウォームギア８３による減速比をできるだけ小さく設定することにより、ロックバー８８の引き込み力を大きなものとし、ロックバー８８が噛み込み状態になった負荷作動時においてロックバー８８を手前側に引き込めるようにすることで対応している。

しかし、この種の減速機構は高減速比になると出力側の駆動量が小さくなってしまうので、ウォームギア８３を高減速比としてロックバー８８の引き抜き力を大きくすると、それに相反して、施解錠作動時に要するモータ８２の作動時間が長くなってしまう。モータ８２の作動時間が長くなると、施解錠時間が長くなって操作者に不快感を与えることになり、モータ８２の作動音が聞こえる場合はこれが長時間に渡り発生する状態となり、これが異音として聞こえ、このこともユーザに不快感を与える原因となってしまう問題もある。

逆に、作動時間の短時間化を狙ってウォームギア８３の減速比を大きく設定する（即ち低減速比）と、作動時間は短くなるものの、ロックバー８８が噛み込んだ際にこれを引き出すのに充分な引き込み力が得られなくなり、以上のことからロックバー８８の引き込み力確保と作動時間の短時間化とを両立させるのが困難である問題があった。また、このような引き込み力は、ロックバー８８が噛み込み状態になったときの負荷作動時のみ必要であり、それ以外の無負荷作動時においては不要であることから、本願発明の思想は引き抜き力が不要な時に減速機構の減速比を大きくして作動時間を短くし、引き抜き力が必要なときに減速機構の減速値を低くすることを着目点としている。

本発明の目的は、ロック部材が被ロック部材に噛み込んだ際の引き込み力確保と施解錠時の作動時間の短時間化とを両立することができる電動ステアリングロック装置を提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、モータの回転力を減速機構で減速して回転シャフトに伝達することにより当該回転シャフトを回転させ、当該回転シャフトの回転運動を送り機構でロック部材の直線運動に変換して当該ロック部材を直線方向に往復動させることにより、当該ロック部材をステアリング部材側の被ロック部材に係脱させてステアリングロックを施解錠する電動ステアリングロック装置において、前記減速機構は、前記ステアリングロックの解錠時に前記被ロック部材への前記ロック部材の噛み込み有無によって減速比を切り換え可能な多段減速機構であって、前記解錠時に前記ロック部材が前記被ロック部材に噛み込んでいない無負荷作動時、前記モータの回転力を低減速比で前記ロック部材に伝達して当該ロック部材を低トルク力で引き抜き、前記解錠時に前記ロック部材が前記被ロック部材に噛み込む負荷作動時、前記モータの回転力を高減速比で前記ロック部材に伝達して当該ロック部材を高トルク力で引き抜くことを要旨とする。

この構成によれば、電動ステアリングロック装置が解錠動作を行う際、モータの回転力が減速機構を介して回転シャフトに伝達されて回転シャフトが回転運動し、この時のシャフト回転が送り機構でロック部材の手前側の直線動に変換されてロック部材が被ロック部材から引き抜かれる動きをとる。このとき、例えばロック部材が被ロック部材に噛み込んでいなければロック部材には何ら外力が加わらないことから、減速機構はモータ回転力を低減速比で回転シャフトに伝えてロック部材を被ロック部材から引き抜く。このように、モータ回転力が低減速比で回転シャフトに伝達されるのであれば、モータの１回転当たりに対する回転シャフトの回転量が多くとれるので、ロック部材の引き抜きに必要な作動時間が短くなり、ステアリングロックの解錠動作時間が短時間化する。

ところで、減速機構の特性としては出力側の作動時間とその時のトルク力（負荷力）とが相反する関係があるので、減速機構の減速比を低減速比とするとその分だけ回転シャフト側に生じ得るトルク力は小さくなり、低減速比の際は引き抜き力が小さくなる懸念が生じる。しかし、ロック部材が被ロック部材に噛み込んでいなければ、その際に必要となる引き抜き力は小さくても問題ないことから、作動時間を短くすべく減速機構の減速比を低減速比としても、この時にロック部材の引き抜き力が小さくなっても何ら問題はない。

一方、電動ステアリングロック装置を解錠状態とすべくロック部材を被ロック部材から引き抜く際、ロック部材の係止状態によってはロック部材が被ロック部材に噛み込む状態となる場合もあり、この時は噛み込みを解消して引き抜く動作が必要となることから、大きな引き抜き力が必要となる。そこで、ロック部材が被ロック部材に噛み込んだ際には、減速機構はモータ回転力を高減速比で回転シャフトに伝えてロック部材をロック部材から引き抜く動きをとるので、大きなトルク力でロック部材を引き抜くことになり、ロック部材の噛み込みを解消して引き抜くことが可能である。そしてその後、ロック部材の噛み込み状態が解消していれば、減速機構は低減速比でロック部材を被ロック部材から引き抜く動作を再度行う動きをとる。

以上により、本構成の減速機構は、ロック部材を被ロック部材から引き抜く際に、例えばロック部材が被ロック部材に噛み込んで大きな引き抜き力が必要な時は、その引き抜きを成し得る高減速比でモータの回転力を回転シャフトに伝達してロック部材の引き抜き動作を行い、一方でロック部材が被ロック部材に噛み込んでおらず、ロック部材の引き抜き時に小さな引き抜き力で済む場合や施錠動作時は、解錠動作時間の短時間化を満たすべく低減速比でモータの回転力を回転シャフトに伝達してロック部材の引き抜き動作を行う。従って、ロック部材が被ロック部材に噛み込んだ際の引き込み力確保と施解錠時の作動時間の短時間化とを両立することが可能となる。

本発明では、前記減速機構は、前記モータの出力軸に取り付けられ、前記モータの回転力を減速して前記回転シャフトに伝達可能な伝達ギアと、前記回転シャフトにその軸心回りに沿って１以上取り付けられ、自身の軸心が前記回転シャフトの軸心と平行に並びつつ前記伝達ギアの従動ギア部に噛み合う遊星ギアと、前記遊星ギアに対し前記従動ギア部の噛み合い経路とは異なる経路で噛み合い、前記減速機構を支持する支持部の被係止部に係止可能な係止部を持つ連結ギアとを備え、前記無負荷作動時、前記ロック部材の引抜方向に沿わせて前記連結ギアを移動させることにより前記係止部と前記被係止部とを非係止とし、当該非係止によって前記遊星ギアを前記連結ギアと一体回転可能として当該遊星ギアの回転を制限することにより減速比を前記低減速比とし、前記負荷作動時、前記ロック部材に生じる反引抜方向の外力で前記連結ギアを当該反引抜方向に沿わせて移動させることにより前記係止部と前記被係止部とを係止させ、当該係止によって前記連結ギアの回転を制限して前記遊星ギアの回転を許容することにより減速比を前記高減速比とすることを要旨とする。

この構成によれば、遊星ギアを用いた比較的構造の簡単なギア群で減速機構を多段式減速機構とすることが可能となる。
本発明では、前記係止部は、前記回転シャフトの軸心回りに沿って複数形成されるとともに、先端に向かうに従って尖った形状を成していることを要旨とする。

この構成によれば、減速機構が高減速比となる際に連結ギアの回転を規制するよう働く係止部はその先端が尖った形状を成しているので、減速機構が高減速比となるべく連結ギアの係止部がその係止先である被係止部に係止状態となる際、係止部が被係止部に係止し易くなり、係止部が被係止部に係止しない状況を生じ難くすることが可能となる。

本発明によれば、ロック部材が被ロック部材に噛み込んだ際の引き込み力確保と施解錠時の作動時間の短時間化とを両立することができる。

以下、本発明を具体化した電動ステアリングロック装置の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、自動車等の各種車両において運転席の前部位置には、円筒形状を成す樹脂製のコラムチューブ１が設けられている。コラムチューブ１の内部には、ステアリングホイールと車輪（ともに図示略）とを連結するステアリングシャフト２が回動可能に収納されている。ステアリングホイールが回動操作されると、その回動操作に伴ってステアリングシャフト２が回動し、ステアリングホイールの操作角度に応じた舵角に車輪が操舵される。なお、ステアリングシャフト２がステアリング部材に相当する。

また、車両によっては、運転者が所有する携帯機が車両との間でＩＤ照合が成立すれば、ステアリングホイール近傍のエンジンスタートスイッチを操作するのみでエンジン始動を可能とするエンジンスタートシステムを備える車種がある。この種の車種の場合、コラムチューブ１には、電気的に動いてステアリングホイールの回動を禁止することにより、第三者による不正なステアリングホイール操作を禁止して車両盗難を防止する電動ステアリングロック装置３が設けられている。電動ステアリングロック装置３は、シフトレバーが駐車位置の際にブレーキペダルが踏み込まれつつスタートスイッチが押されると解錠状態となり、運転者が降車してドアが閉じられると施錠状態となる。

電動ステアリングロック装置３には、各種ロック部品を収納する略箱形状を成した樹脂製のケース４が設けられている。電動ステアリングロック装置３は、このケース４と略円弧形状のブラケット５とでコラムチューブ１を挟み込みつつ、ケース４を複数（図１では１つのみ図示）のネジ６でブラケット５に組み付けることにより、コラムチューブ１に取り付け固定されている。電動ステアリングロック装置３のケース４は、一側面が開口した略箱形状のケース本体７と、そのケース本体７の開口部分を閉じる平板状の蓋部８とから成り、ネジ４ａによって一体組み付けされている。なお、ケース４が支持部に相当する。

ケース４の内部には、電動ステアリングロック装置３の駆動源としてモータ９が収納されている。蓋部８の内面には、上下左右に位置する４枚の支持板１０を立設することにより収納部１０ａが形成され、この収納部１０ａにモータ９がスペーサ１１を介して横向きに収納されている。モータ９は、電動ステアリングロック装置３の電源である車載バッテリが直流電源であることから、例えばＤＣモータが使用されている。

モータ９の回転軸９ａには、取り付け位置上で回転動作が可能な回転シャフト１２が、複数のギア群から成るギア機構１３を介して回転軸９ａと交差する向きで連結されている。この回転シャフト１２には、電動ステアリングロック装置３が施錠状態となる際にステアリングシャフト２側に係止するロックバー１４が、ロックバー１４の支持部品であるロックストッパ１５を介して連結されている。なお、回転軸９ａが出力軸に相当し、ギア機構１３が減速機構（多段減速機構）に相当し、ロックバー１４がロック部材に相当する。

図２及び図３に示すように、ロックストッパ１５は、回転シャフト１２に外挿された状態で取り付けられ、回転シャフト１２との取り付け箇所においてはネジ部１６が設けられている。即ち、ロックストッパ１５は、回転シャフト１２の中央部にある大径部１２ａの外周に形成された雄ネジ１７と、回転シャフト１２を通す自身の挿通孔１８の内周面に形成された雌ネジ１９とを螺合することによって回転シャフト１２に連結されている。ロックストッパ１５の幅方向両側には、回転シャフト１２の軸方向に沿って延びる一対のガイド片２０，２０が突設されている。また、ケース本体７の内面には、これらガイド片２０，２０が直線移動可能な状態で係止される一対の案内溝２１，２１が形成されている。なお、ロックストッパ１５及びネジ部１６が送り機構を構成する。

モータ９が回転した際、モータ９の回転力がギア機構１３を介して回転シャフト１２に伝達されて回転シャフト１２が回転運動することになるが、この回転シャフト１２にネジ部１６を介して連結されたロックストッパ１５は、その両端にある一対のガイド片２０，２０でケース本体７の案内溝２１，２１に直線移動可能に支持されていることから、回転シャフト１２の回転運動がロックストッパ１５の直線運動に変換され、ロックストッパ１５ひいてはロックバー１４が回転シャフト１２の軸方向に沿って直線移動する動きをとる。

電動ステアリングロック装置３は、ロックバー１４がアンロック位置に位置する解錠状態の際、例えばモータ９を正転させてロックストッパ１５をステアリングシャフト２に向かって往動させることにより、アンロック位置にあるロックバー１４をロック位置に位置させることで、ステアリングシャフト２の外周に設けた被ロック部材２２の凹部２２ａ（図１参照）にロックバー１４を係止して施錠状態となる。また、電動ステアリングロック装置３は、ロックバー１４がロック位置に位置する施錠状態の際、例えばモータ９を逆転させてロックストッパ１５をステアリングシャフト２から離間する向きに復動させることにより、ロック位置にあるロックバー１４をアンロック位置に向かい復動させることでロックバー１４を被ロック部材２２の凹部から離脱させて解錠状態となる。

ロックストッパ１５の下部には、回転シャフト１２に対してその反対側（図１〜図３では下方側）に延びる張出部１５ａが設けられている。ロックバー１４は、ロックストッパ１５の張出部１５ａに組み付けられ、材質としては例えば鉄やアルミニウム等を用いた金属製となっている。ロックバー１４は、ステアリングロックの施錠時にステアリングシャフト２側に飛び出す断面四角柱状を成す係止突１４ａと、その係止突１４ａを基端側で支持する四角枠形状の係止枠１４ｂとを有する形状を成している。ロックバー１４は、自身の係止枠１４ｂを張出部１５ａに入り込ませ、ロックバー１４をステアリングシャフト２側に常時付勢する第１付勢部材２３を係止突１４ａと張出部１５ａとの間に介装させつつ、張出部１５ａの背面の係止凹部１５ｂに係止枠１４ｂを係止して抜け止めを施すことでロックストッパ１５に組み付けられている。第１付勢部材２３は、ロックバー１４をステアリングシャフト２側に付勢することにより、被ロック部材２２の各々の凹部２２ａ，２２ａの間にある凸部２２ｂにロックバー１４が乗り上げることを防いでロックバー１４が凹部２２ａへ確実に係止するように働く。

図４に示すように、ケース本体７の側壁においてロックバー１４の移動経路上には、ロックバー１４をケース外部に導くケース側透孔２４が貫設されている。また、コラムチューブ１においてケース本体７のケース側透孔２４と相対する位置には、ケース外部に突出するロックバー１４をコラムチューブ１内に導くコラム側透孔２５が貫設されている。電動ステアリングロック装置３が施錠状態になるとき、ロックバー１４はこれら透孔２４，２５を通じてステアリングシャフト２側に突出する。

ケース４の内部には、電動ステアリングロック装置３のコントロールユニットとして機能するステアリングロックＥＣＵ２６が実装された基板２７が収納されている。この基板２７は、底面が開口した内部ケース２８で電子部品実装面（図１では上面）が覆われた状態でケース４内に収納されている。内部ケース２８の上壁には、ロックストッパ１５の直線移動方向に沿って切り欠かれた案内部２８ａが凹設され、ロックストッパ１５の張出部１５ａは内部ケース２８側に飛び出しているが、ロックストッパ１５が直線移動する際には張出部１５ａが案内部２８ａを通ることでロックストッパ１５の直線移動が許容されている。また、内部ケース２８には、ロックストッパ１５をロック側に常時付勢して施錠時のモータ空回りを防ぐ第２付勢部材２９が取り付けられている。

基板２７には、ロックバー１４（ロックストッパ１５）がロック位置又はアンロック位置に位置したか否かを検出する一対のホール素子３０，３１が実装されている。また、ロックストッパ１５の張出部１５ａには、例えば焼結磁石等から成る磁石３２が取り付け固定されている。ホール素子３０，３１は、ロックバー１４がロック位置に到達した際において磁石３２と向き合う位置に一方が配置され、ロックバー１４がアンロック位置に位置した際において磁石３２と向き合う位置に他方が配置されている。ロックストッパ１５は、ロックバー１４の位置が磁気式位置検出系で位置検出されることから、磁気で検出する磁気式位置検出系に悪影響を及ぼさないように例えば亜鉛ダイカストなどの非金属部品で製造されている。

ホール素子３０，３１は、検出する磁界強度に応じた検出信号をステアリングロックＥＣＵ２６に出力する。ステアリングロックＥＣＵ２６は、ホール素子３０，３１からの検出信号を用い、ロックバー１４がロック位置及びアンロック位置のどちらに位置しているのかを認識する。即ち、ステアリングロックＥＣＵ２６は、ホール素子３０，３１のうちホール素子３０から磁界を検出すると、これを以ってロックバー１４がロック位置に位置していると認識し、ホール素子３０，３１のうちホール素子３１から磁界を検出すると、これを以ってロックバー１４がアンロック位置に位置していると認識する。

本例のギア機構１３は、モータ９の回転出力を減速して回転シャフト１２に伝達する減速ギア機構であるとともに、この減速比が複数段の間で切り換え可能な多段減速ギア機構（以下、ギア機構１３を多段減速ギア機構と併用する）である。多段減速ギア機構１３を以下に詳述すると、図１に示すようにモータ９の回転軸９ａには、ウォームギア３３を介して回転シャフト１２が連結されている。即ち、モータ９の回転軸９ａの先端にウォーム３４が取り付け固定され、回転シャフト１２の基端（図１では右端）にウォームホイール（ヘリカルギア）３５が、ウォーム３４に噛み合いつつ回転シャフト１２に対して相対回動可能な状態で支持されている。ウォームホイール３５は、回転シャフト１２に対してこれと同一軸心位置となるように配置されている。なお、ウォームギア３３が伝達ギアに相当する。

図２及び図３に示すように、このウォームホイール３５には、減速機構の一種である遊星歯車機構３６を介して回転シャフト１２が連結されている。本例の遊星歯車機構３６は、回転シャフト１２に取り付けられた複数（本例は４つ）の遊星ギア３７，３７…と、遊星ギア３７，３７…に内接する円環状の連結ギア３８と、ウォームホイール３５に対し同一軸心状態で一体形成された小径ギア３９（図３参照）とから成り、遊星ギア３７，３７…と連結ギア３８とが噛み合い、遊星ギア３７，３７…と小径ギア３９とが噛み合う取り付け状態をとっている。

遊星ギア３７，３７…は、回転シャフト１２の中央基端寄りの位置にセレーション部４０を介して取り付け固定された筒形状の保持部４１に各々が回動可能な状態で取り付けられている。遊星ギア３７，３７…は、回転シャフト１２の軸心回りに沿って等間隔に配置され、各々のギア軸３７ａ，３７ａ…が回転シャフト１２と平行に沿う向きに配置されている。遊星ギア３７，３７…は、各ギア軸３７ａ，３７ａに若干のフリクションが設定され、回動に際してはある程度の力を要するようになっている。

連結ギア３８の内周面全域には、その周方向に沿って等間隔に並ぶ複数の歯部３８ａ，３８ａ…が形成されている。遊星ギア３７，３７…は、自身の歯部３７ｂ，３７ｂ…が連結ギア３８の内周面の歯部３８ａ，３８ａ…に噛み合う、いわゆる内接する状態で連結ギア３８に噛み合う取り付け状態をとるとともに、小径ギア３９をその外周方向から囲んでその歯部３９ａ，３９ａ…と噛み合う取り付け状態をとっている。即ち、遊星ギア３７，３７…は、そのギア内径方向に位置する噛み合い経路（図３に示すＬ１）で小径ギア３９と噛み合い、ギア外径方向に位置する噛み合い経路（図３に示すＬ２）で連結ギア３８と噛み合う状態となっている。なお、小径ギア３９が従動ギア部に相当する。

連結ギア３８の端部には、外側方向に突出する複数の突部４２，４２…が、連結ギア３８の周方向全域に亘って等間隔に突設されている。これら複数の突部４２，４２…は、先端に向かうに従い幅が細くなる尖った断面三角形状を成すとともに、ロックバー押込方向側の面に配置されている。このため、これら複数の突部４２，４２は、回転シャフト１２の軸方向に沿いステアリングシャフト２側に突出する向きをとり、内周面の歯部３８ａ，３８ａ…とは延設方向が直交する向きとなっている。

図４に示すように、ケース４の内周面には、連結ギア３８の突部４２，４２…と対向する位置に、ケース４の内側方向に延びる突設片４３が形成されている。この突設片４３には、突部４２を係止することが可能な係止溝４４が設けられている。係止溝４４は、連結ギア３８の突部４２が係止し易いように断面三角状の溝形状を成し、突部４２が自身に係止する状態となると、連結ギア３８の回動が規制された状態となる。なお、この係止溝４４は、１つの突設片４３で複数の突部４２，４２…が係止可能となるように複数形成してもよい。なお、突部４２が突部に相当し、係止溝４４が被係止部に相当する。

次に、本例の電動ステアリングロック装置３の動作を説明する。
図４に示すように、ロックストッパ１５がモータ９側に位置し、ロックバー１４がケース４内に引き込まれたアンロック位置となる際は、ロックバー１４が被ロック部材２２から離脱する状態をとる。このときは、ロックバー１４が被ロック部材２２の回動を規制しない状態をとるので、電動ステアリングロック装置３が解錠状態となり、ステアリングホイールの自由な回動操作が可能である。

ステアリングロック解錠状態の際、例えば運転者が車両から降車してドアが閉じられると、電動ステアリングロック装置３がロック動作を開始し、それまで停止中であったモータ９が正転する動きを開始する。ステアリングロック施錠動作時は、ロックバー１４が被ロック部材２２に係止する動きをとることから、ロックバー１４が被ロック部材２２の凹部２２ａからロックバー１４を凹部２２ａ側に引き込むような外力を受けるような状況は生じず、連結ギア３８はケース４の係止溝４４と一定間隔をおいた配置状態を維持して突部４２が係止溝４４に係止しない状態をとる。

このため、連結ギア３８はケース４に対して回動可能な状態となり、遊星ギア３７，３７…のギア軸３７ａにはフリクションが設定されていることから、ステアリングロック施錠動作時は遊星ギア３７，３７…と連結ギア３８とが一体回転する、いわゆる遊星ギア３７，３７…の作動が制限された状態で回転シャフト１２が回転する。よって、遊星ギア３７，３７…の作動制限状態時は、ウォームギア３３を主とする１段目のみの減速比で回転シャフト１２が回転する状態となる。ところで、このときはウォームギア３３を主とするギア群のみでモータ回転力を減速するので、モータ９の回転力は低減速比で回転シャフト１２に伝達されることになる。

よって、ロックストッパ１５は低減速比で回転する回転シャフト１２の回転力で直線移動することから、ロックバー１４は低作動トルクではあるが高速度でその押込方向（図４に示す矢印Ａ方向）に往動する。このため、遊星ギア３７，３７…の作動制限状態時は、ロックバー１４を凹部２２ａに押し込む際にロックバー１４に生じる押込トルクよりも、ロックバー１４がアンロック位置からロック位置に移動する際の作動速度を優先し、施錠動作時に要するロックバー１４の作動時間を短時間化する。そして、図５に示すようにロックバー１４が凹部２２ａに入り込むと、電動ステアリングロック装置３が施錠状態となる。

一方、エンジン停止状態の車両に運転者が乗車し、ステアリングホイール近傍のエンジンスタートスイッチが操作されてエンジン始動動作が行われたとする。このとき、電動ステアリングロック装置３はアンロック動作を開始し、それまで停止中であったモータ９が逆転する動きを開始する。ところで、ロックバー１４を凹部２２ａに係止してステアリングロックが施錠状態となった後にステアリングホイールを回動操作すると、その時の位置状態によってはロックバー１４が凹部２２ａに噛み込んだ状態となってしまうことがある。ロックバー１４が凹部２２ａに噛み込んだ際は、大きな引き抜き力でロックバー１４を引き抜かないとロックバー１４が凹部２２ａから抜け出さない状態となる。

ステアリングロック解錠動作時、ロックバー１４が被ロック部材２２の凹部２２ａに噛み込んでいなければ、ロックバー１４は被ロック部材２２からロックバー１４を凹部２２ａ側に引き込むような外力（図５に示すの矢印Ｂ）を受けるような状況とはならないので、連結ギア３８はケース４の係止溝４４と一定間隔をおいた配置状態を維持して突部４２が係止溝４４に係止しない状態をとる。

このため、連結ギア３８はケース４に対して回動可能な状態となり、ロックバー１４が被ロック部材２２に噛み込んでいない時のステアリングロック解錠動作時は、遊星ギア３７，３７…と連結ギア３８とが一体回転する、いわゆる遊星ギア３７，３７…の作動が制限された状態で回転シャフト１２が回転する。よって、ロックバー１４が被ロック部材２２に噛み込んでいない時のステアリングロック解錠動作時は、ウォームギア３３を主とする１段目のみの減速比で回転シャフト１２が回転する状態となり、モータ９の回転力が低減速比で回転シャフト１２に伝達される。

よって、ロックストッパ１５は低減速比で回転する回転シャフト１２の回転力で直線移動することから、ロックバー１４は低作動トルクではあるが高速度でその引抜方向（図５に示す矢印Ｃ方向）に復動する。このため、ロックバー１４が被ロック部材２２に噛み込んでいない時のステアリングロック解錠動作時は、ロックバー１４を凹部２２ａから離脱させる際には大きな引抜力は不要であることから、ロックバー１４に生じる引抜トルクよりも、ロックバー１４がロック位置からアンロック位置に移動する際の作動速度を優先し、解錠動作時に要するロックバー１４の作動時間を短時間化する。そして、ロックバー１４が凹部２２ａから離脱してケース４内に入り込むと、電動ステアリングロック装置３が図４に示す解錠状態となる。

一方、ステアリングロック解錠動作時、ロックバー１４が被ロック部材２２の凹部２２ａに噛み込んでいると、ロックバー１４は被ロック部材２２からロックバー１４を凹部２２ａ側に引き込む押込方向（反引抜方向）Ａに沿う外力（図５に示す矢印Ｂ）を受ける状態となる。ところで、雄ネジ１７と雌ネジ１９との間には若干量の隙間が存在していることから、ステアリングロック解錠時にロックバー１４が被ロック部材２２から外力を受けると、図６に示すように、回転シャフト１２及び各種ギア群（ウォームギア３５、遊星ギア３７、連結ギア３８）から成るギアユニット部４５が押込方向Ａに移動し、連結ギア３８の突部４２の１つが係止溝４４に係止する状態となる。

このため、ロックバー１４が被ロック部材２２に噛み込んでいる時のステアリングロック解錠時は、連結ギア３８がケース４に対して回動不能な状態となり、ロックバー１４が被ロック部材２２に噛み込んでいない時とは逆に、連結ギア３８の回転が制限された、いわゆる遊星ギア３７，３７…の作動が許可された状態で回転シャフト１２が回転する。即ち、この時は固定状態の連結ギア３８に対して遊星ギア３７，３７…が回動する状態となる。よって、ロックバー１４が被ロック部材２２に噛み込んでいる時のステアリングロック解錠時は、ウォームギア３３と遊星ギア３７との両方を用いた２段目の減速比で回転シャフト１２が回転する状態となる。

ところで、ウォームギア３３及び遊星ギア３７の両方で減速する場合、減速ギア機構１３として生じ得る減速比は、これらのギア３３，３７の減速比を合算した値がそれに相当することになり、この場合はウォームギア３３を主として減速する場合に比較して減速比が高減速比となる。また、この種の減速ギア機構１３には、伝達トルクと作動時間とには相反する関係があるので、仮にギア機構を高減速比とすると、ロックバー１４の作動トルクが大きくなり、その一方で作動時間は長くなる関係性がある。

よって、ロックバー１４が被ロック部材２２に噛み込んでいる時のステアリングロック解錠時は、ウォームギア３３と遊星ギア３７とを用いた高減速比でロックバー１４を引き抜くことになるので、引き抜きの際の作動時間はギア１段目の時よりも時間を要することになるが、被ロック部材２２に噛み込んでいるロックバー１４をその噛み込みを解消して引き抜き得る作動トルクでロックバー１４を引き抜く状態となる。このため、ロックバー１４が被ロック部材２２に噛み込んでいても、ロックバー１４を引き抜くことが可能となる。

そして、ロックバー１４が噛み込み状態を解消して引き抜かれた後、ロックストッパ１５及びロックバー１４は回転シャフト１２の回転動作に伴い引抜方向Ｃに動く動作を再開する。このとき、ギアユニット部４５には、ロックストッパ１５及びロックバー１４が引抜方向Ｃに移動する際に生じる慣性力が付与されることになるので、ギアユニット部４５全体が引抜方向Ｃに移動する動きをとって元の状態をとる。よって、連結ギア３８の突部４２が係止溝４４から離脱し、連結ギア３８の回転規制状態が解除される。このため、ロックバー１４が噛み込みを解消されて凹部２２ａから引き抜かれた後は、モータ９の回転力は低減速比でロックバー１４に伝達されることになり、引抜トルクよりも作動時間を優先してロックバー１４がアンロック位置に戻される。

従って、本例においては、ステアリングロック施錠時やロックバー１４が被ロック部材２２に噛み込んでいないステアリングロック解錠時のような無負荷作動時、遊星ギア３７，３７…を連結ギア３８に連れ回りするようにして遊星ギア３７，３７…の作動を制限することによりモータ９の回転力を低減速比で回転シャフト１２に伝達し、ロックバー１４を高速度で直線移動させて作動時間を短時間化する。また、ロックバー１４が被ロック部材２２に噛み込んだ時の負荷作動時は、ギアユニット部４５がその時に受ける外力で押込方向Ａに移動する動きを利用し、連結ギア３８の突部４２をケース４側の係止溝４４に係止させて連結ギア３８の回動を規制し、遊星ギア３７，３７…の作動を許容することによりモータ９の回転力を高減速比で回転シャフト１２に伝達し、ロックバー１４を高トルクで引き抜いて噛み込みを解消する。

よって、ロックバー１４の作動に際して高トルクが必要な負荷作動時は、モータ９の回転力を高減速比で回転シャフト１２に伝達して高トルクでロックバー１４を動かすことになり、ロックバー１４の作動が低トルクでよい無負荷作動時は、作動時間短縮を優先すべくモータ９の回転力を低減速比で回転シャフト１２に伝達して高速度でロックバー１４を動かす。このため、ロックバー１４の作動時間短縮を図るべく減速ギア機構１３の減速比を低減速比としても、減速ギア機構１３はロックバー１４に作動トルクが必要な時は高減速比に切り換わる構造をとることから、作動時間の短縮と噛み込み時におけるロックバー１４の作動トルクの確保との両立を図ることが可能となる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）ステアリングロック施解錠時にモータ９の回転力を減速して回転シャフト１２に伝達してロックバー１４を往復動させる本例の減速ギア機構は、ロックバー１４に作動トルクが不要な時は作動時間短縮を優先すべく低減速比に設定され、ロックバー１４に作動トルクが必要な時はトルク確保を優先すべく高減速比に設定される多段減速ギア機構１３である。従って、ロックバー１４の作動時間短縮を図るべく減速ギア機構１３の減速比を低減速比としても、多段減速ギア機構１３はロックバー１４に作動トルクが必要な時は高減速比に切り換わるので、ロックバー１４の作動時間を短縮することができるとともに、被ロック部材２２に噛み込んだロックバー１４を引き抜く際に必要な作動トルクも確保することができる。

（２）ロックバー１４が被ロック部材２２に噛み込んでいない無負荷作動時、多段減速ギア機構１３は低減速比に設定されることから、この時はロックバー１４を作動トルクよりも作動時間短縮を優先させて作動させる。このため、ステアリングロックの施錠動作や解錠動作に要する作動時間が極力短く済むので、仮にモータ９に作動音が生じてもその作動音が生じる時間は僅かであることから、その作動音が気にならずに済み、操作者が不快に思うような異音発生の抑制にも効果が高い。

（３）減速ギア機構１３を多段減速ギア機構とする場合、本例は遊星ギア３７，３７…を用いて構成するので、遊星ギア３７，３７という広く一般的に用いられる部品群によって多段減速ギア機構１３を構成することができる。

（４）突部４２の形状は、先端に向かうに従い先が尖る断面三角形状を成しているので、ステアリングロック解錠時にロックバー１４が噛み込んでギアユニット部４５が押込方向Ａに移動した際には、突部４２が係止溝４４に係止し易くなる。このため、ロックバー１４の噛み込み時に突部４２が係止溝４４に係止しない状況を生じ難くすることができ、電動ステアリングロック３装置の作動信頼性を向上することができる。

なお、実施形態はこれまでの構成に限定されず、以下の態様に変更してもよい。
・ 遊星ギア３７，３７…の個数は、必ずしも４個であることに限定されず、その個数は適宜変更可能である。

・ ウォームギア３３の減速比や遊星ギア３７の減速比は、これら歯数や遊星ギア個数等を変更することにより、所望する作動トルクや作動時間に応じて適宜設定変更可能である。

・ 突部４２の形状は、必ずしも断面三角形状に限らず、断面四角形状や断面円弧形状等の係止溝４４に係止可能な形状であれば、その形状は特に限定されない。また、このことは係止溝４４についても同様に言える。

・ 連結ギア３８の突部４２は、連結ギア３８においてロックバー押込方向側の面に形成されることに限定されず、外周面に配置してもよい。
・ 連結ギア３８と小径ギア３９との位置関係は、遊星ギア３７を挟んで径方向内側に小径ギア３９が位置し、径方向外側に連結ギア３８が位置する関係に限定されず、これを入れ替えてもよい。

・ 本例の多段減速ギア機構１３は、必ずしも電動ステアリングロック装置３に採用されることに限らず、汎用的なロック装置に転用することが可能である。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。

（１）請求項２又は３において、前記遊星ギアは前記回転シャフトの軸心回りに沿って複数配置された遊星ギア群から成り、当該遊星ギア群は、前記第２ギアに噛み合い状態で取り付けられ、前記連結ギアとは内接する噛み合い状態で取り付けられている。この場合、減速機構を多段構成としたとしても、これを比較的簡単な構成とすることが可能となる。

（２）モータの回転力を減速機構で減速して回転シャフトに伝達することにより当該回転シャフトを回転させ、当該回転シャフトの回転運動を送り機構でロック部材の直線運動に変換して当該ロック部材をスライド移動させることにより、当該ロック部材を被ロック部材に係脱させて施解錠を行う電動ロック装置において、
前記減速機構は、前記解錠時に前記被ロック部材への前記ロック部材の噛み込みによって減速比切り換えが可能であり、前記解錠時に前記ロック部材が前記被ロック部材に噛み込んでいない無負荷作動時、前記モータの回転力を低減速比で前記ロック部材に伝達して当該ロック部材を低トルク力で引き抜き、前記解錠時に前記ロック部材が前記被ロック部材に噛み込む負荷作動時、前記モータの回転力を高減速比で前記ロック部材に伝達して当該ロック部材を高トルク力で引き抜くことを特徴とする電動ロック装置。

一実施形態における電動ステアリングロック装置の構成を示す分解斜視図。 電動ステアリングロック装置のギアユニット部の構成を示す分解斜視図。 同じくギアユニット部を別の角度から見た際の分解斜視図。 ステアリングロック解錠時の電動ステアリングロック装置の縦断面図。 ステアリングロック施錠時の電動ステアリングロック装置の縦断面図。 ロックバーが噛み込んだ時の電動ステアリングロック装置の縦断面図。 ロックバー噛込みが解消された時の電動ステアリングロック装置の縦断面図。 従来における電動ステアリングロック装置の斜視図。

符号の説明

２…ステアリング部材としてのステアリングシャフト、３…電動ステアリングロック装置、４…支持部としてのケース、９…モータ、９ａ…出力軸としての回転軸、１２…回転シャフト、１３…減速機構（多段減速機構）としてのギア機構（減速ギア機構、多段減速ギア機構）、１４…ロック部材としてのロックバー、１５…送り機構を構成するロックストッパ、１６…送り機構を構成するネジ部、２２…被ロック部材、３３…伝達ギアとしてのウォームギア、３７…遊星ギア、３８…連結ギア、３９…従動ギア部としての小径ギア、４２…係止部としての突部、４４…被係止部としての係止溝、Ｌ１，Ｌ２…噛み合い経路、Ａ…反引抜方向としての押込方向、Ｃ…引抜方向。

Claims (3)

1. モータの回転力を減速機構で減速して回転シャフトに伝達することにより当該回転シャフトを回転させ、当該回転シャフトの回転運動を送り機構でロック部材の直線運動に変換して当該ロック部材を直線方向に往復動させることにより、当該ロック部材をステアリング部材側の被ロック部材に係脱させてステアリングロックを施解錠する電動ステアリングロック装置において、
   前記減速機構は、前記ステアリングロックの解錠時に前記被ロック部材への前記ロック部材の噛み込み有無によって減速比を切り換え可能な多段減速機構であって、前記解錠時に前記ロック部材が前記被ロック部材に噛み込んでいない無負荷作動時、前記モータの回転力を低減速比で前記ロック部材に伝達して当該ロック部材を低トルク力で引き抜き、前記解錠時に前記ロック部材が前記被ロック部材に噛み込む負荷作動時、前記モータの回転力を高減速比で前記ロック部材に伝達して当該ロック部材を高トルク力で引き抜くことを特徴とする電動ステアリングロック装置。
2. 前記減速機構は、
   前記モータの出力軸に取り付けられ、前記モータの回転力を減速して前記回転シャフトに伝達可能な伝達ギアと、
   前記回転シャフトにその軸心回りに沿って１以上取り付けられ、自身の軸心が前記回転シャフトの軸心と平行に並びつつ前記伝達ギアの従動ギア部に噛み合う遊星ギアと、
   前記遊星ギアに対し前記従動ギア部の噛み合い経路とは異なる経路で噛み合い、前記減速機構を支持する支持部の被係止部に係止可能な係止部を持つ連結ギアとを備え、
   前記無負荷作動時、前記ロック部材の引抜方向に沿わせて前記連結ギアを移動させることにより前記係止部と前記被係止部とを非係止とし、当該非係止によって前記遊星ギアを前記連結ギアと一体回転可能として当該遊星ギアの回転を制限することにより減速比を前記低減速比とし、
   前記負荷作動時、前記ロック部材に生じる反引抜方向の外力で前記連結ギアを当該反引抜方向に沿わせて移動させることにより前記係止部と前記被係止部とを係止させ、当該係止によって前記連結ギアの回転を制限して前記遊星ギアの回転を許容することにより減速比を前記高減速比とすることを特徴とする請求項１に記載の電動ステアリングロック装置。
3. 前記係止部は、前記回転シャフトの軸心回りに沿って複数形成されるとともに、先端に向かうに従って尖った形状を成していることを特徴とする請求項２に記載の電動ステアリングロック装置。

Images