JP4952099B2 - ロック機構 - Google Patents

Description

本発明は、車両の操舵を行うステアリング装置のロック機構に関し、特に駐車時などにステアリングホイールによる操舵を規制する技術に関する。

従来、車両の盗難を防止するために、ステアリング装置のロック機構が広く用いられている。一般に、このロック機構はロック片を備え、このロック片をステアリングシャフトに係脱させることによりステアリングホイールの回転を規制している。例えば、イグニッションキーをオフ位置に回転させ、イグニッションキーを抜くことで、ロック片が機械的にまたは電気的に連動してステアリングシャフトに形成された溝と係合し、ステアリングシャフトの回転、すなわちステアリングホイールの回転を規制するロック機構が考案されている。

また、近年、ドライバの任意の操作ポジション設定を可能とするために、ステアリングホイールを前後方向に移動するテレスコピック機構を採用したステアリング装置が考案されている。

このようなステアリング装置における盗難防止装置として、特許文献１には、モータによりステアリングを移動することで、ステアリングシャフトを覆うケース部に形成されたロック用の一方の嵌合部と、ステアリングが取り付けられた本体側に形成された他方の嵌合部とを嵌合させロックする構成が開示されている。特許文献２には、キー駆動装置により駆動されたキーの動きにより下方に移動した摺動部材が、コラムに形成された固定用歯形と噛み合うことでその回転が規制され、摺動部材と係合しているステアリングシャフトの動きをロックする構成が開示されている。
実開平４−７６５６７号公報 特開平８−１１３１１２号公報

しかしながら、上述の盗難防止装置では、ステアリングシャフトを覆うケース部や本体取付部に嵌合部を設けたり、コラムにキー溝を設けるとともにキーが待避する領域を外部に確保したりする必要がある。そのため、コストの低減や室内空間の確保という観点からステアリング装置のより一層の小型化や簡素化が望まれている。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成によりステアリングホイールによる操舵を規制する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のロック機構は、車両を操舵するために回転操作するステアリングホイールとともに回転する第１のステアリングシャフトと、前記第１のステアリングシャフトとともに回転し、前記ステアリングホイールの回転力を操舵輪へ伝達する第２のステアリングシャフトと、前記第２のステアリングシャフトを回転可能に支持し、車両本体に固定される筒体と、前記第２のステアリングシャフトに対して前記第１のステアリングシャフトをその回転軸方向に移動させる駆動手段と、前記筒体の内部において前記第１のステアリングシャフトの回転を規制する規制位置と前記第１のステアリングシャフトの回転を規制しない待避位置との間を前記回転軸方向に移動可能に支持されるロック部材と、前記ロック部材を前記規制位置に向けて付勢する付勢部材と、を備える。前記第１のステアリングシャフトは、前記ロック部材と対向する側の端部に第１の係合部が設けられている。前記ロック部材は、前記端部と当接する位置に第２の係合部が設けられており、前記規制位置において、該第２の係合部が前記第１の係合部と係合することで前記第１のステアリングシャフトの回転を規制する。前記第１の係合部と前記第２の係合部には、環状に配置された複数の凹凸部が形成されている。前記複数の凹凸部は、前記回転軸方向に対して傾斜した歯で構成されている。

この態様によると、駆動手段により第１のステアリングシャフトを第２のステアリングシャフトに対して回転軸方向に移動させることでステアリングホイールの位置を調整するとともに、ロック部材が規制位置において第１のステアリングシャフトと係合することで第１のステアリングシャフトの回転を規制することができる。ここで、ロック部材は、筒体に対して回転が規制されるように筒体に支持されているとよい。その結果、例えば、駐車時にドライバが降車するような場合に、ステアリングホイールをドライバから遠ざけ乗降性を向上させながら、ロック部材と係合する第１のステアリングシャフトを介してステアリングホイールによる操舵を規制することができる。つまり、筒体内に支持されるロック部材と第１のステアリングシャフトとの係合という簡易な構成により、ステアリングホイールによる操舵を規制し、駐車時等の盗難を抑制することができる。

また、ロック部材に第１のステアリングシャフトが当接する場合に、第１の係合部と第２の係合部とにそれぞれ複数の凹凸部が形成されているため、第１ステアリングシャフトはその回転角度にあまり依存せずにロック部材と係合しやすくなる。ここで、複数の凹凸部とは、例えば、かさ歯車のように歯が傾斜したり、放射状や円弧状に配列した環状の歯形であってもよい。これにより、より強固にロック部材と第１のステアリングシャフトとを係合することができる。

前記ロック部材は、前記第１のステアリングシャフトが前記回転軸方向に移動し前記第１の係合部に形成された凹凸部が前記第２の係合部に形成された凹凸部と位相が揃わない状態で当接した場合は、前記付勢部材の付勢力に抗して前記待避位置に移動してもよい。

これにより、第１のステアリングシャフトは、ロック部材と係合しないような回転位置で移動されてロック部材に当接した場合、そのままで停止せずにロック部材を付勢部材の付勢力に抗して待避位置まで移動させることとなる。そして、その後、ステアリングホイールの操作により第１の係合部に形成された凹凸部が第２の係合部に形成された凹凸部と係合するような位相になった場合に、付勢部材がロック部材を規制位置に移動させることでロック部材と第１のステアリングシャフトとの係合を完了することができる。

そのため、第１のステアリングシャフトがロック部材と係合しないような回転位置で移動され当接した場合であっても、そのままロック部材と係合しない状態でステアリングホイールの操作が自由に行われることを防止することができる。また、第１のステアリングシャフトがロック部材と係合しないような回転位置で移動されロック部材に当接した場合に、第１のステアリングシャフトを無理にロック部材と係合させるような力を駆動手段が発生する必要がないため、駆動手段、例えばモータの大型化や駆動音の増大を抑制することができる。

前記駆動手段を車両の状態に応じて制御する制御手段を更に備え、前記駆動手段は、前記制御手段が車両の動作が停止している状態を検出した場合に、前記第１のステアリングシャフトを前記ロック部材と係合可能な位置まで移動させてもよい。これにより、車両の動作が停止しており、ドライバが車両から離れるような場合、ステアリングのロックを忘れることを防止することができる。

本発明によれば、車両の駐車時において、簡易な構成によりステアリングホイールによる操舵を規制することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

（ステアリング装置）
図１は、本実施の形態に係るロック機構を備えるに好適なステアリング装置の一例を模式的に示した構成概略図である。

図１に示すように、ステアリング装置２は、車両を操舵するために回転操作するステアリングホイール４と、ステアリングホイール４とともに回転するアッパシャフト６と、アッパシャフト６とともに回転し、ステアリングホイール４の回転力を操舵輪へ伝達するロアシャフト８と、ロアシャフト８を回転可能に支持し、車両本体にブラケット等により固定される筒状のコラムチューブ１０と、ロアシャフト８に対してアッパシャフト６をアッパシャフト６の回転軸方向に移動させるテレスコピック機構１２と、を備える。

また、ロアシャフト８は、インターミディエイトシャフト１４やギヤ装置１６を介して転舵輪１８，１８に接続されている。ギヤ装置１６は、ラックアンドピニオン等で構成され、ロアシャフト８の回転入力によりタイロッド２０を移動させて転舵輪１８，１８を転舵させる。テレスコピック機構１２は、テレスコピック動作や後述のロック機構による動作を制御するＥＣＵ２２と接続されている。ＥＣＵ２２は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成されるとよい。

ＥＣＵ２２は、車両の始動を行うための始動スイッチ２４や車両の状態を検出する各種のセンサ２６からの信号に基づいて、テレスコピック機構１２に駆動信号を送り、ステアリングホイール４のロックおよびアンロックを行う。例えば、ＥＣＵ２２は、車両の動作が停止している状態をイグニッションＯＦＦによる始動スイッチ２４からのスイッチ信号により検出し、かつ、シフトポジションがＰレンジの状態をセンサ２６からの出力信号により検出し、かつ、いずれかのドアが開かれたことをセンサ２６からの出力信号により検出した場合、ドライバが車両から離れたと判定し、テレスコピック機構１２が備える駆動手段としてのテレスコピックモータに駆動信号を送り、ステアリングホイール４による操舵を規制するためのロック動作を行う。

なお、ロック動作を行う条件は前述の場合に限るものではなく、単に、車両の動作が停止している状態をイグニッションＯＦＦによる始動スイッチ２４からのスイッチ信号により検出した場合にロック動作を行う条件としてもよい。これにより、車両の動作が停止しており、ドライバが車両から離れるような場合、ステアリングのロックを忘れることを防止することができる。

一方、ステアリングホイール４がロックされた状態で、ドライバがキーをキースロットに挿入し、車両が運転可能な状態であることをイグニッションＯＮによる始動スイッチ２４からのスイッチ信号により検出した場合、ＥＣＵ２２は、ステアリングホイール４による操舵を可能とすべくアンロック動作を行う。

（ロック機構）
次に、本実施の形態に係るロック機構１００について説明する。ロック機構１００は、コラムチューブ１０の内部にアッパシャフト６が固定されることでステアリングホイール４による操舵を規制する。図２は、本実施の形態に係るロック機構の主要部を示す断面図である。図３は、図２のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。

ロック機構１００は、アッパシャフト６と、ロアシャフト８と、コラムチューブ１０と、ロアシャフト８に対してアッパシャフト６をその回転軸方向に移動させる駆動手段として用いる不図示のテレスコピックモータと、コラムチューブ１０の内部においてアッパシャフト６の回転軸方向に移動可能に支持されるロック部材２８と、ロック部材２８を付勢する付勢部材としてのバネ３０と、を備える。

本実施の形態に係るアッパシャフト６およびロアシャフト８は、回転軸方向にて互いに伸縮可能かつトルク伝達可能なように係合している。具体的には、アッパシャフト６は、ロアシャフト８に対して矢印Ａ，Ａ’に示す回転軸方向に相対移動可能なように、セレーションなどによりロアシャフト８係合している。そして、定常時には、ステアリングホイール４の回転トルクを転舵輪１８に良好に伝達できるようになっている。

コラムチューブ１０は、その一方の端部においてロアシャフト８を軸受３２を介して支持するとともに、その他方の端部においてアッパシャフト６を不図示の軸受を介して支持する。ここで、ロアシャフト８は、コラムチューブ１０の軸方向への移動が制限された状態で軸受３２に回転自在に支持されている。また、コラムチューブ１０は、車両本体に対してブラケット３４を介して、ボルト３６およびナット３８で固定されている。また、本実施の形態に係るコラムチューブ１０を含むステアリングコラムは、ドライバが任意の操作ポジションの設定を可能としたいわゆるテレスコピック式のステアリングコラムであり、前述のテレスコピック機構１２を備える。

次に、ロック部材２８について詳述する。図３は、図２のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。図４は、ロック機構のロック部材近傍の主要部を示す斜視図である。図２、図３に示すように、コラムチューブ１０の内周には、軸方向に伸びた溝１０ａが１つ以上形成されている。本実施の形態に係るコラムチューブ１０は、ロアシャフト８の回転方向に９０度間隔で４つの溝１０ａが形成されている。

一方、ロック部材２８は、図３、図４に示すように、リング状の部材であり、その外周には、コラムチューブ１０の溝１０ａと、コラムチューブ１０の軸方向に移動可能に係合する凸状のガイド部２８ａが設けられている。本実施の形態に係るロック部材２８は、ロアシャフト８の回転方向に９０度間隔で４つのガイド部２８ａが設けられている。これにより、ロック部材２８は、コラムチューブ１０の内部においてアッパシャフト６の回転軸方向に移動可能に支持されるとともに、コラムチューブ１０に対して回転が規制されるようにコラムチューブ１０に支持される。

また、ロック部材２８は、図４に示すように、アッパシャフト６と対向する側の面に、環状に配置された複数の凹凸部である歯形部２８ｂが設けられている。歯形部２８ｂは、ロアシャフト８の回転軸に対して斜めに形成されている。一方、アッパシャフト６は、ロック部材２８と対向する側の端部に、環状に配置された複数の凹凸部である歯形部６ａが設けられている。歯形部６ａは、アッパシャフト６の回転軸に対して斜めに形成されている。これにより、ロック部材２８の係合部としての歯形部２８ｂとアッパシャフト６の係合部としての歯形部６ａが互いに係合することでアッパシャフト６の回転を規制することができる。

図５は、ロック部材２８とアッパシャフト６が係合した状態を示す断面図である。テレスコピック機構１２により、アッパシャフト６を図２に示すテレスコピック作動範囲Ｒ１から更に矢印Ａ方向に移動し、ロック作動範囲Ｒ２まで移動させた場合、歯形部６ａが歯形部２８ｂと当接する。歯形部６ａが歯形部２８ｂと位相がおおよそ揃った状態で当接した場合、ロック部材２８はバネ３０によりＡ’方向に付勢されているので、ロック部材２８はそのまま移動せずに、歯形部６ａと歯形部２８ｂとが噛み合い係合する。その結果、ロック部材２８は、バネ３０によりコラムチューブ１０の内壁に押し付けられた状態でもある規制位置Ｐ１において、アッパシャフト６のロックを行いアッパシャフト６の回転を規制する（図５に示す領域Ｂの状態）。

なお、バネ３０は、ロック部材２８を規制位置Ｐ１に向けて付勢するように配置されている。また、ＥＣＵ２２は、車両の動作が停止している状態を検出した場合に、テレスコピックモータによりアッパシャフト６をロック部材２８に当接するまで移動させるように制御するとよい。これにより、車両の動作が停止しており、ドライバが車両から離れるような場合、ステアリングのロックを忘れることを防止することができる。

図６は、ロック部材２８とアッパシャフトが係合せずに当接した状態を示す断面図である。図５と同様に、テレスコピック機構１２により、アッパシャフト６をロック作動範囲Ｒ２まで移動させた場合、歯形部６ａが歯形部２８ｂと位相が揃わない状態で当接したとき、ロック部材２８は、バネ３０の付勢力に抗して待避位置Ｐ２に移動する。待避位置Ｐ２においては、歯形部６ａと歯形部２８ｂとは係合せずに当接しているので、アッパシャフト６の回転は規制されていない（図６に示すＢ領域の状態）。つまり、ロック部材２８は、コラムチューブ１０の内部において、アッパシャフト６の回転を規制する規制位置Ｐ１とアッパシャフト６の回転を規制しない待避位置Ｐ２との間を回転軸方向に移動可能に支持されている。

しかし、図６に示す状態で、ステアリングホイール４の操作によりアッパシャフト６の歯形部６ａがロック部材２８の歯形部２８ｂと係合するような位相になった場合に、バネ３０がロック部材２８を規制位置Ｐ１に移動させることでロック部材２８とアッパシャフト６との係合を完了することができる。そのため、アッパシャフト６がロック部材２８と係合しないような回転位置で移動され当接した場合であっても、そのままロック部材２８と係合しない状態でステアリングホイール４の操作が自由に行われることを防止することができる。また、アッパシャフト６がロック部材２８と係合しないような回転位置で移動されロック部材２８に当接した場合に、アッパシャフト６を無理にロック部材２８と係合させるような力をテレスコピックモータが発生する必要がないため、テレスコピックモータの大型化や駆動音の増大を抑制することができる。

以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

本実施の形態に係るロック機構を備えるに好適なステアリング装置の一例を模式的に示した構成概略図である。 本実施の形態に係るロック機構の主要部を示す断面図である。 図２のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。 ロック機構のロック部材近傍の主要部を示す斜視図である。 ロック部材とアッパシャフトが係合した状態を示す断面図である。 ロック部材とアッパシャフトが係合せずに当接した状態を示す断面図である。

符号の説明

２ ステアリング装置、 ４ ステアリングホイール、 ６ アッパシャフト、 ６ａ 歯形部、 ８ ロアシャフト、 １０ コラムチューブ、 １０ａ 溝、 １２ テレスコピック機構、 ２２ ＥＣＵ、 ２８ ロック部材、 ２８ａ ガイド部、 ２８ｂ 歯形部、 ３０ バネ、 １００ ロック機構、 Ｐ１ 規制位置、 Ｐ２ 待避位置。

Claims (3)

1. 車両を操舵するために回転操作するステアリングホイールとともに回転する第１のステアリングシャフトと、
   前記第１のステアリングシャフトとともに回転し、前記ステアリングホイールの回転力を操舵輪へ伝達する第２のステアリングシャフトと、
   前記第２のステアリングシャフトを回転可能に支持し、車両本体に固定される筒体と、
   前記第２のステアリングシャフトに対して前記第１のステアリングシャフトをその回転軸方向に移動させる駆動手段と、
   前記筒体の内部において前記第１のステアリングシャフトの回転を規制する規制位置と前記第１のステアリングシャフトの回転を規制しない待避位置との間を前記回転軸方向に移動可能に支持されるロック部材と、
   前記ロック部材を前記規制位置に向けて付勢する付勢部材と、を備え、
   前記第１のステアリングシャフトは、前記ロック部材と対向する側の端部に第１の係合部が設けられており、
   前記ロック部材は、前記端部と当接する位置に第２の係合部が設けられており、前記規制位置において、該第２の係合部が前記第１の係合部と係合することで前記第１のステアリングシャフトの回転を規制し、
   前記第１の係合部と前記第２の係合部には、環状に配置された複数の凹凸部が形成されており、
   前記複数の凹凸部は、前記回転軸方向に対して傾斜した歯で構成されていることを特徴とするロック機構。
2. 前記ロック部材は、前記第１のステアリングシャフトが前記回転軸方向に移動し前記第１の係合部に形成された凹凸部が前記第２の係合部に形成された凹凸部と位相が揃わない状態で当接した場合は、前記付勢部材の付勢力に抗して前記待避位置に移動することを特徴とする請求項１に記載のロック機構。
3. 前記駆動手段を車両の状態に応じて制御する制御手段を更に備え、
   前記駆動手段は、前記制御手段が車両の動作が停止している状態を検出した場合に、前記第１のステアリングシャフトを前記ロック部材と係合可能な位置まで移動させることを特徴とする請求項１または２に記載のロック機構。

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