JP5260359B2 - 電動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をロックするための電動ステアリングロック装置に関するものである。

この種の電動ステアリングロック装置は、ステアリング操作に伴って回動するステアリングシャフトの外周に係合凹部が設けられている。そして、この電動ステアリングロック装置は、運転者がキー等により自動車のエンジンの停止操作をすると、電動モータの駆動によってロック部材が進出し、係合凹部に係合する。これにより、ステアリングは、ステアリングシャフトの回動が規制されることによりロックされる。一方、電動ステアリングロック装置は、運転者がキー等によりエンジンの始動操作をすると、電動モータの駆動によってロック部材が後退し、係合凹部との係合が解除される。これにより、ステアリングは、ステアリングシャフトの回動規制が解除されることによりアンロックされる。なお、エンジンは、アンロック後に始動される。

このような電動ステアリングロック装置が特許文献１に記載されている。この特許文献１の電動ステアリングロック装置は、電動モータの駆動力で回転するカムギアを備えている。このカムギアには、渦巻き形状をなすカム溝が設けられている。このカム溝には、ロック部材の係合ピンが係合されている。そして、ロック部材は、電動モータの駆動によりカム溝に沿って係合ピンが外周側に移動することにより進出する。また、ロック部材は、電動モータの駆動によりカム溝に沿って係合ピンが中心側に移動することにより後退する構成となっている。

しかしながら、この電動ステアリングロック装置は、ステアリングシャフトに対してロック部材が径方向に進退するように配設する必要がある。そのため、ステアリングシャフトの横には、径方向に延びるように電動ステアリングロック装置を配設するための大きなスペースが必要になる。また、電動ステアリングロック装置は、その配置位置によっては衝突時に運転者の膝と干渉する恐れがある。

特表２００６−５２５１７０号公報

本発明は、従来の問題に鑑みてなされたもので、ステアリングシャフト横に径方向に延びる大きな配設スペースを必要としない薄型化が可能な電動ステアリングロック装置を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明の電動ステアリングロック装置は、電動モータの駆動力によって回転する回転体と、前記回転体の回転により、該回転体の回転軸に対して直交方向に移動可能であり、その移動方向に延び前記回転体の回転軸を挿通するガイド孔を有するスライダと、前記電動モータ、前記回転体および前記スライダを収容するケースと、前記スライダに回動可能に連結される連結部を上部に有するとともに、前記ケースに回動可能に連結される回動軸を下部に有し、前記スライダの直線移動に連動して前記回動軸を中心として回動することにより、前記回転体の回転軸の延び方向に沿って突出してステアリングシャフトに係合するロック位置と、その係合が解除されるアンロック位置との間を移動可能なロック部材と、を備え、前記ロック部材と前記回転体とを、前記回転体の径方向外側の略同一平面上に配置した構成としている。

この電動ステアリングロック装置は、ロック部材を回転体の回転軸の延び方向に沿って突出させ、ステアリングシャフトに係合するように構成しているため、板状をなす回転体をステアリングシャフトに沿って配置できる。その結果、電動ステアリングロック装置を配設するために、ステアリングシャフトの外周部に径方向に延びる大きなスペースが不要となる。よって、電動ステアリングロック装置に運転者の膝が干渉することはない。

また、前記ロック部材と回転体とを、該回転体の径方向外側の略同一平面上に配置しているため、電動ステアリングロック装置の薄型化が可能となる。さらに、スライダに、スライダの移動方向に延び、回転体の回転軸を挿通するガイド孔を設けているため、簡単な構成でスライダを確実に保持し、安定した作動状態を得ることができる。

この電動ステアリングロック装置では、前記スライダに、前記ロック部材を回動可能に連結する連結ピンを支持する一対の支持部を設けることが好ましい。このようにすれば、簡単な構成にてスライダとロック部材との連結が可能である。また、この構成により、スライダの薄型化が可能であるため、より電動ステアリングロック装置の薄型化が可能となる。

さらにまた、前記ロック部材は、線材を略Ｕ字形状に屈曲させロック部材の端部に当接する作用部と、該作用部の両端に形成され前記ロック部材の回転軸に巻回された一対の線輪部とを有するダブルトーションバネにより、前記ロック位置に向けて付勢されていることが好ましい。このようにすれば、ロック部材を付勢する付勢部材の配置によって電動ステアリングロック装置が大型（厚肉）化することを抑制できる。

また、前記ロック部材の回転軸に設けられ該ロック部材と一体的に回転する回転子と、該回転子が当接することによってスイッチ操作が行われるスイッチ部とを有し、前記ロック部材の位置を検出するロック状態検出機構を設けることが好ましい。このようにすれば、ロック状態検出機構をロック部材の回転軸近傍に省スペースにて配設することができる。

なお、これらの電動ステアリングロック装置は、前記回転体の回転軸が前記ステアリングシャフトの軸線を含む平面に対して略直交方向に延びるように配設することが望ましい。また、前記スライダの移動方向がステアリングシャフトの軸線と略平行に延びるように配設することが望ましい。

本発明の電動ステアリングロック装置では、ロック部材を回転体の回転軸の延び方向に沿って突出させるため、板状をなす回転体をステアリングシャフトに沿って配置できる。その結果、ステアリングシャフトの外周部に径方向に延びる大きなスペースが不要となる。よって、電動ステアリングロック装置に運転者の膝が干渉することはない。

本発明に係る実施形態の電動ステアリングロック装置を示す分解斜視図である。 ロック部材のアンロック状態を示す斜視図である。 外装体の構成を示す分解断面図である。 回転体の構成を示し、（Ａ）は上方から見た分解斜視図、（Ｂ）は下方から見た分解斜視図である。 カバーを除く組立状態を示し、（Ａ）はロック状態を示す平面図、（Ｂ）はアンロック状態を示す平面図である。 電動ステアリングロック装置の作動状態を示し、（Ａ）はアンロック状態を示す断面図、（Ｂ）はロック状態を示す断面図、（Ｃ）は係合凸部が係合凹部に一致しない場合を示す断面図である。 ロック作動およびアンロック作動を示すタイムチャートである。 ロック状態検出機構を構成する回転子の変形例を示す斜視図である。 （Ａ），（Ｂ）は図８の回転子の動作状態を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電動ステアリングロック装置（以下「ロック装置」と略する。）１０を示す。このロック装置１０は、車両の操舵を行う図示しないステアリングを上端に配設したステアリングシャフト１の外周部に配設される。そして、このロック装置１０は、運転者がキー等によりエンジンを始動操作すると、ステアリングを操舵可能にアンロックするとともに、エンジンを停止操作すると、ステアリングを操舵不可能にロック可能とする。

まず、車両のステアリングシャフト１は、図６に示すように、車室内において四角筒状をなすステアリングコラム２の内部に挿通されている。このステアリングコラム２には、ロック装置１０の装着位置に貫通孔３が設けられている。また、ステアリングシャフト１には、貫通孔３の形成位置にステアリングシャフト１に対して相対的に移動しないようにカラー４が配設されている。図２に示すように、カラー４は円筒形状をなし、その外周部に軸方向に延びる係合凹部５が周方向に所定間隔をもって設けられている。

本実施形態のロック装置１０は、ケース１１およびカバー２０からなる外装体の内部に、電動モータ２６、回転体３０、スライダ４４、ロック部材４９、回転体３０の回転位置検出機構およびロック状態検出機構を、プリント基板６４と一緒に配設したものである。

ケース１１は、図１および図３に示すように、一端開口の有底四角筒形状をなす。このケース１１の底には、カバー２０を固定するためのネジ挿通部１２が設けられている。また、ケース１１には、一端の壁の中央に、横方向外向きおよび底から外向きに突出する装着部１３が設けられている。この装着部１３はステアリングコラム２の貫通孔３に装着される。この装着部１３には、開口端から底側にかけた厚さ方向に延びるロック部材挿通孔１４が設けられている。また、ケース１１内のロック部材挿通孔１４の近傍には、上方を開放したＵ字形状の溝を有する一対のロック部材軸支部１５が設けられている。さらに、このケース１１には、中央に回転体３０を回動可能に装着するための軸受部１６が設けられている。そして、このケース１１には、一方の側壁の隅に位置するようにモータ収納部１７が設けられるとともに、該モータ収納部１７と所定間隔をもってモータ軸支部１８が設けられている。また、ケース１１には、装着部１３を設けた一端とは逆側に位置する端壁に、コネクタ６５を外部に露出させるための露出溝１９が設けられている。即ち、本実施形態のケース１１は、中央に回転体３０を配設し、この回転体３０の径方向外側にロック部材４９を配設するとともに、回転体３０に対してロック部材４９と反対側に位置するようにプリント基板６４の電子部品６６を配置するようにした平面視長方形状をなす。

カバー２０は、ケース１１の上端開口を閉塞する長方形状の平板からなる。このカバー２０は、回転体３０とスライダ４４および電動モータ２６と対応する位置がそれぞれ膨出されている。このカバー２０には、ケース１１の内部を臨む内面側に、ネジ挿通部１２に対応するボス２１が突設されている。また、カバー２０には、装着部１３に対応する一端に装着部カバー部２２が突設されている。さらに、カバー２０の内面には、組付状態でロック部材挿通孔１４内に進入する一対の押さえ部２３，２３が突設されている。そして、カバー２０には、軸受部１６と対応する位置に同様の軸受部２４が設けられている。また、カバー２０には、軸受部２４を中心として回転体３０を覆う隔壁部２５が突設されている。この隔壁部２５は、装着部カバー部２２の側を切り欠いた平面視略Ｃ字形状をなす。

電動モータ２６は、回転体３０およびスライダ４４を介してロック部材４９を作動させるための駆動手段である。この電動モータ２６は、電力が供給されると、その通電方向によって出力軸２７がロック作動方向（正転）またはアンロック作動方向（逆転）に回転する。この出力軸２７には、螺旋状の歯が形成されたウォームギア２８が配設されている。この電動モータ２６は、ケース１１のモータ収納部１７に収納され、出力軸２７の先端がモータ軸支部１８に回転可能に支持される。また、この電動モータ２６は、ターミナルベース２９によってプリント基板６４に電気的に接続されている。このターミナルベース２９は、電力を供給するための一対の電極をインサート成形によって内部に一体的に形成した樹脂製のものである。

回転体３０は、電動モータ２６の駆動力によって回転するものである。この回転体３０は、樹脂製のギア部材３３と金属製のカム部材３９とを備えている。そして、この回転体３０は、カム部材３９をギア部材３３に対して回転軸３１の延び方向に重ね、相対的に回転不可能に連結する構成としている。なお、この回転体３０の回転軸３１は、ギア部材３３およびカム部材３９とは更に別体の棒材により構成している。この回転軸３１の上端近傍には、スライダ４４を離脱不可能に装着するための鍔部３２が設けられている。

ギア部材３３は、ポリアセタール等の樹脂材料にて形成されている。このギア部材３３は、図１および図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、一端開口の有底筒形状をなす。このギア部材３３の外周面には、周方向に連続する凹凸からなるギア溝３４が設けられている。このギア部材３３の内部底には、カム部材３９を相対的に移動不可能に連結するための嵌合溝３５が設けられている。この嵌合溝３５は、底外周部に設けた円環状の環状溝部３５ａと、環状溝部３５ａの一部から中心に向けて延びる扇形溝部３５ｂと、中心に位置する中心孔部３５ｃと、中心孔部３５ｃから径方向外向きに延びる直線溝部３５ｄとを備えている。また、ギア部材３３には、カム部材３９を相対的に移動不可能に連結するための凸状の係合部３６が、底の中心を除く所定位置から軸方向に沿って延びるように突設されている。さらに、ギア部材３３には、扇形溝部３５ｂの外周部に位置するように、貫通した収納部３７が設けられている。この収納部３７は、回転位置検出機構を構成する磁石５７を配設するもので、貫通した底縁に内向きに突出する抜止段部３８が設けられている。

カム部材３９は、亜鉛合金等の非磁性体の金属材料にて形成され、使用による経時的な摩耗に対する耐久性を向上したものである。このカム部材３９は、ギア部材３３の内部に装着可能な直径の有底筒形状をなす。このカム部材３９の底面には、上向き（軸方向）に突出したカム部４０が設けられている。また、カム部材３９の底には、ギア部材３３の嵌合溝３５に嵌合する嵌合凸部４１が設けられている。この嵌合凸部４１は、環状溝部３５ａと対応する環状突部４１ａと、扇形溝部３５ｂと対応する扇形突部４１ｂと、中心孔部３５ｃと対応する中心突部４１ｃと、直線溝部３５ｄと対応する直線突部４１ｄとを備えている。そのうち、中心突部４１ｃは、ギア部材３３への組付状態で、該ギア部材３３の底面に略位置する寸法で突設されている。そして、この中心突部４１ｃは、内部に貫通した孔を有する円筒形状に形成され、その内部に回転軸３１を貫通させる構成としている。さらに、カム部材３９には、組付状態でギア部材３３の係合部３６と対応する位置に、該係合部３６を係合する係合受部４２が設けられている。本実施形態の係合受部４２は、貫通した孔により構成している。さらにまた、カム部材３９には、外周部上端より扇型形状をなすように径方向外向きに突出する移動阻止部４３が設けられている。この移動阻止部４３は、回転体３０が電動モータ２６によりアンロック位置に回転すると、アンロック位置にあるロック部材４９のロック位置への回動軌道上に位置する。その結果、この状態でロック部材４９に対してロック位置へ回動する力が加わると、ロック部材４９が移動阻止部４３に係合（当接）することにより、ロック部材４９のロック位置への移動が阻止される。また、回転体３０がロック位置に回転すると、ロック部材４９の回動軌道上から離反し、ロック部材４９が移動阻止部４３に対して係合不可能となる。その結果、この状態でロック部材４９に対してロック位置へ回動する力が加わると、ロック部材４９がロック位置へ移動される。また、カム部材３９には、カム部４０の上面に、中心突部４１ｃと対応する中心突部３９ａが設けられている。この中心突部３９ａは、スライダ４４を移動阻止部４３より上側に位置した状態に保持するためのもので、移動阻止部４３より上側に突出している。

ここで、本実施形態のカム部４０について具体的に説明する。このカム部４０は、スライダ４４を介してロック部材４９を作動させるために、中心から径方向外側に向けて流曲線的の延びるカム面４０ａを備えている。そして、図７に示すように、反時計回りに回転されることにより従動部４６を径方向内向きに移動させ、ロック作動を実行し、時計回りに回転されることによりスライダ４４の従動部４６を径方向外向きに移動させて、アンロック作動を実行する。また、このカム部４０は、カム面４０ａの端部であるロック位置Ｐ１の更に時計回り側に延びるように、従動部４６を径方向に移動させない非作動面４０ｂを備えている。同様に、カム部４０は、アンロック位置Ｐ２の更に反時計回り側に延びるように、従動部４６を径方向に移動させない非作動面４０ｃを備えている。これら非作動面４０ｂ，４０ｃは、電動モータ２６の停止後に回転体３０が惰性によって反時計回りまたは時計回りに回転しても、スライダ４４を介してロック部材４９が移動しないように作用する。

スライダ４４は、回転体３０の回転に連動し、回転体３０の回転軸３１に対して直交方向に移動するものである。このスライダ４４には、一端近傍にスライダ４４の移動方向である長手方向に沿って延びるガイド孔４５が設けられている。このガイド孔４５は、カム部材３９の中心突部３９ａに一致された状態で、回転軸３１を上方から貫通することにより規制される。このようにして、簡単な構成でスライダ４４を確実に保持し、安定した作動状態を得ることができるようにしている。また、このスライダ４４の一端には、カム部材３９のカム部４０の外周面に摺接する従動部４６が設けられている。この従動部４６は金属製であり、スライダ４４とは別体で設けられ、加締めにより固定されている。また、この従動部４６は、組付状態ではカム部４０において、回転体３０の回転軸３１を中心としてロック部材４９と直径方向逆側に位置するように配設される。さらに、スライダ４４には、従動部４６と逆側に位置する他端に、ロック部材４９を回動可能に連結するための支持部４７，４７が設けられている。この支持部４７，４７は、略逆Ｕ字形状をなすように、スライダ４４の両側縁から下向きに突設されている。これら支持部４７，４７には、連結ピン４８を貫通させるための孔が設けられている。

回転体３０のカム部４０、従動部４６、および従動部４６を結合したスライダ４４は、回転体３０を構成するギア部材３３の回転によって変位し、ロック部材４９をロック作動およびアンロック作動させるためのカム機構を構成する。

本実施形態のロック部材４９は、図１、図２および図６に示すように、スライダ４４の直線的な移動により回動し、ロック部材４９がステアリングシャフト１の係合凹部５に係合するロック位置、および、ステアリングシャフト１の係合凹部５と係合しないアンロック位置間を、回転軸３１の軸方向に沿って略進退する構成となっている。具体的には、ロック部材４９は、図６（Ａ）に示すアンロック状態で、上端がスライダ４４の移動方向に沿って略平行に延び、下端に略９０度をなす角部が位置する略直角二等辺三角形状をなす。このロック部材４９には、下部に位置する略直角部分に、別体の回転軸５０が相対的に移動不可能に固着されている。この回転軸５０は、ケース１１のロック部材軸支部１５に配設することにより、ロック部材４９全体が回転体３０の径方向外側の略同一平面上に位置するように構成されている。しかも、回転軸５０は、ケース１１に対してカバー２０を組み付けると、ロック部材軸支部１５の開放した上部が押さえ部２３で塞がれるため、確実に離脱が阻止される。また、ロック部材４９の上部には、スライダ４４の支持部４７，４７に連結ピン４８によって連結される連結孔５１が設けられている。この連結孔５１は、連結ピンの外径より大きい略四角形状をなす。さらに、このロック部材４９には、回転軸５０を中心として回転体３０と逆側に、下（外）向きに突出する係合凸部５２が設けられている。この係合凸部５２は、ロック部材４９が回転軸５０を中心として回動することにより、ロック部材挿通孔１４を貫通してステアリングシャフト１の係合凹部５に係合する一方、ロック部材挿通孔１４内に没入して係合凹部５との係合が解除される。そして、ロック部材４９の後端には、アンロック状態で回転体３０の移動阻止部４３の下部に位置する当接部５３が突設されている。

ロック部材４９は、付勢部材であるダブルトーションバネ５４によって、図１および図６（Ｂ）に示すロック位置へ回動するように付勢されている。このダブルトーションバネ５４は、線材を略Ｕ字形状に屈曲させた作用部５５を備えている。この作用部５５は、ロック部材４９の後端部、更に具体的には当接部５３の下部に係合される。この作用部５５の両端には、ロック部材の回転軸５０に巻回するように該回転軸５０に外嵌される一対の線輪部５６が設けられている。そして、この線輪部５６から突出する端部は、組立状態でケース１１の底に係止される。

回転位置検出機構は、回転体３０の回転位置を検出するもので、図７に示すように、回転体３０に配設する磁石５７と、プリント基板６４に配設する一対のホール素子５９Ａ，５９Ｂを備えている。磁石５７は、ギア部材３３の収納部３７に収納されるもので、円弧状に湾曲した形状をなす。この磁石５７には、収納部３７からの脱落を防止するために、下端の内外縁にギア部材３３の抜止段部３８に係合する係合段部５８が設けられている。ホール素子５９Ａ，５９Ｂは、磁石５７の磁力を検出することにより、該磁石５７の接近状態を検出する。第１のホール素子５９Ａは、回転体３０が予め設定したロック位置に回転した状態を検出するように、プリント基板６４の対応位置に実装されている。第２のホール素子５９Ｂは、回転体３０が予め設定したアンロック位置に回転した状態を検出するように、プリント基板６４の対応位置に実装されている。

本実施形態の磁石５７は、回転体３０を構成するギア部材３３とカム部材３９とを組み付ける際に、ギア部材３３の収納部３７に収納させた状態で、後からカム部材３９を配設する。これにより、ギア部材３３の収納部３７の挿入開口をカム部材３９で閉塞し、脱落不可能に装着する構成としている。ここで、従来では、樹脂製のカム部材に磁石を配設する場合には、カム部材を金型により成型する際に、磁石をインサート成形して埋設する構成としていた。しかし、インサート成型は製造コストが高い。しかも、樹脂製のカム部材と磁石との熱膨張率の違いから、温度変化によってカム部材の磁石周辺が部分的に割れるという問題があった。しかし、本実施形態では、成型後のギア部材３３に磁石５７を配設し、別体のカム部材３９の配設により離脱不可能に装着するため、製造コストを低減できる。しかも、磁石５７と収納部３７との間にある程度のクリアランスを設けた設計とすることにより、熱膨張率の違いを吸収でき、温度変化によるカム部材３９の破損を防止できる。

ロック状態検出機構は、ロック部材４９の回動位置（作動状態）を検出するもので、図１および図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、ロック部材４９と一体的に回転する回転子６０と、該回転子６０が当接するアンロック検出スイッチ６３とを備えている。回転子６０は、ロック部材４９の回転軸５０と同一直径の軸部６１を備えている。これら回転軸５０と軸部６１とは、互いに設けた凹凸嵌合部の嵌合により一体的に回転可能に固定されている。この軸部６１には、径方向外向きに突出するとともに、軸方向に沿って突出する操作部６２が設けられている。そして、この操作部６２は、凹凸嵌合部の嵌合により、ロック部材４９のロック状態で、径方向上向きに位置するように配設されている。アンロック検出スイッチ６３はマイクロスイッチからなり、ロック部材４９がアンロック位置に回動することにより、回転子６０の操作部６２が当接して短絡するようにプリント基板６４に実装されている。本実施形態では、図７に示すように、ロック作動時に、回転体３０のアンロック回転状態を検出する第２のホール素子５９Ｂがアンロック位置（領域）から逸脱したことを検出した直後に、アンロック状態ではなくなったこと、即ちロック状態になったことを検出するように構成している。即ち、操舵に関する安全性を確保できるアンロック領域から逸脱すると、直ぐに操舵に支障をきたす可能性がある状態になっていることを検出できるようにしている。

プリント基板６４は、ケース１１のネジ挿通部１２上に載置され、カバー２０のボス２１との間に挟持された状態で配設される。このケース１１には、車両のメインコントローラに対して双方向で信号を送受信するとともに、電動モータ２６を駆動するための電力を受けるためのコネクタ６５が実装されている。また、プリント基板６４には、一対のホール素子５９Ａ，５９Ｂおよびアンロック検出スイッチ６３を含む所定の電子部品６６が実装されている。そして、このプリント基板６４と電動モータ２６とは、ターミナルベース２９により電気的に接続されている。なお、メインコントローラから受信する信号は、電動モータ２６を正転または逆転させることを意味する駆動信号である。また、メインコントローラへ送信する信号は、ホール素子５９Ａ，５９Ｂによる回転体３０の回転位置情報、および、アンロック検出スイッチ６３によるロック部材４９のアンロック検出情報を意味する情報信号である。これらの処理は、プリント基板６４に実装した制御手段であるマイコンにより行われる。

前記構成のロック装置１０は、四角筒状をなすステアリングコラム２の貫通孔３を有する壁面に配設される。この際、図６（Ａ）に示すように、ケース１１の底面から突出した装着部１３を貫通孔３に挿通させる。これにより、直方体形状をなすケース１１の底面が、ステアリングコラム２の壁面に沿って延びるように配設される。この状態では、回転体３０の回転軸３１がステアリングシャフト１の軸線を含む平面に対して略直交方向に延びるように位置する。言い換えれば、スライダ４４の移動方向がステアリングシャフト１の軸線と略平行に延びるように位置する。

そして、本実施形態のロック装置１０は、ロック部材４９と回転体３０とを、回転体３０の径方向外側の略同一平面上に配置する構成としているため、全体の薄型化が可能である。また、スライダ４４にロック部材４９を回動可能に連結するための支持部４７，４７を設けているため、簡単な構成にてスライダ４４とロック部材４９との連結ができるうえ、スライダ４４の薄型化が可能であるため、より全体の薄型化が図られている。さらに、ロック部材４９を回転軸５０に巻回するように配設するダブルトーションバネ５４により付勢するため、付勢部材の配置によって大型化を回避できる。しかも、ロック部材４９の作動位置を検出するための回転子６０を、ロック部材４９の回転軸５０と一体的に配設し、省スペースにて実装可能としているため、更に大型化を回避できる。

次に、ロック装置１０の作動について具体的に説明する。

図６（Ａ）に示すアンロック状態で、運転者がキー等によりエンジンを停止操作すると、メインコントローラの駆動信号によりマイコンが電動モータ２６を正転させ、ロック作動が実行される。そうすると、図７に示すように、ウォームギア２８を介して回転体３０が反時計回りに回転される。

この回転体３０のロック作動前のアンロック位置では、回転位置検出機構を構成する第１のホール素子５９Ａはオフ状態をなし、第２のホール素子５９Ｂはオン状態をなす。そして、回転体３０がアンロック検出位置まで回転すると、第２のホール素子５９Ｂは、磁石５７が検出可能領域から離れるためオフ状態をなす。また、第１のホール素子５９Ａはオフ状態を維持する。引き続いて回転体３０が回転し、ロック検出位置まで回転すると、第１のホール素子５９Ａは、磁石５７が検出可能領域に至るためオン状態をなす。また、第２のホール素子５９Ｂは、オフ状態を維持する。このホール素子５９Ａによるオン信号を受信したマイコンは、電動モータ２６を停止させる。そうすると、回転体３０は、電動モータ２６の惰性回転が停止するまで反時計回りに回転し、ロック位置に至る。この状態では、第１のホール素子５９Ａはオン状態を維持し、第２のホール素子５９Ｂはオフ状態を維持する。

このように回転体３０がロック作動方向に回転すると、スライダ４４の従動部４６は、カム部４０における非作動面４０ｃを摺接した後、カム面４０ａを経て非作動面４０ｂに至る。従動部４６がカム部４０の非作動面４０ｃを摺接する際には、非作動面４０ｃが回転軸３１からの距離（半径）が一様の円弧状をなすため、スライダ４４の移動方向に沿った変位はない。そして、従動部４６がカム面４０ａに至ると、回転体３０の移動阻止部４３は、回転体３０の回転によって、ロック部材４９のロック位置への回転を阻止する回動軌道上から回動軌道の外へと移動して、ロック部材４９のロック位置への回転が可能となる。また、従動部４６は、カム面４０ａが回転軸３１からの距離が徐々に変化する（小さくなる）流曲線状をなすため、ロック部材４９およびスライダ４４を介して、ダブルトーションバネ５４の付勢力でロック部材４９の側に移動される。これにより、従動部４６とカム面４０ａとの摺接状態が維持される。また、スライダ４４は、従動部４６とともにロック部材４９の側に進出する。さらに、ロック部材４９は、回転軸５０を中心としてロック位置へ向けて回動する。その後、非作動面４０ｂに至ると、非作動面４０ｂが回転軸３１からの距離が一様の円弧状をなすため、スライダ４４の移動方向に沿った変位はない。

そして、このようにロック部材４９がロック位置に向けて回動すると、先端の係合凸部５２は、回転体の回転軸３１の軸方向に略沿ってロック部材挿通孔１４を貫通（進出）する。その結果、図６（Ｂ）に示すように、係合凸部５２と対応するステアリングシャフト１のカラー４の係合凹部５に係合し、ロック状態となる。なお、このロック作動時に係合凸部５２と係合凹部５がステアリングシャフト１の径方向に一致しない場合、図６（Ｃ）に示すように、係合凹部５がカラー４の外周部に当接した状態をなす。その結果、回転体３０がロック位置まで回転しても、ロック部材４９は、ロック位置に移動できない。そのため、この状態では、運転者がステアリングを回転操作することが可能である。そして、その回転操作の際にステアリングシャフト１を介してカラー４が回動し、係合凸部５２が係合凹部５に一致すると、ダブルトーションバネ５４の付勢力でロック部材４９がロック位置に回動し、図６（Ｂ）に示すように係合凸部５２が係合凹部５に係合する。

また、ロック部材４９が回動すると、ロック状態検出機構を構成する回転子６０が連動して回転する。その結果、アンロック検出スイッチ６３は、操作部６２による押圧が解除され、オン状態からオフ状態となる。なお、アンロック検出スイッチ６３は、スライダ４４の従動部４６がカム部４０の非作動面４０ｃからカム面４０ａに至り、その境界であるアンロック位置Ｐ２を通過した後に、オン状態からオフ状態に切り替わる。

一方、図６（Ｂ）に示すロック状態で、運転者がキー等によりエンジンを始動操作すると、メインコントローラの駆動信号によりマイコンが電動モータ２６を逆転させ、アンロック作動が実行される。そうすると、図７に示すように、ウォームギア２８を介して回転体３０が時計回りに回転される。

この回転体３０のアンロック作動前のロック位置では、第１のホール素子５９Ａはオン状態をなし、第２のホール素子５９Ｂはオフ状態をなす。そして、回転体３０がロック検出位置まで回転すると、第１のホール素子５９Ａは、磁石５７が検出可能領域から離れるためオフ状態をなす。また、第２のホール素子５９Ｂはオフ状態を維持する。引き続いて回転体３０が回転し、アンロック検出位置まで回転すると、第２のホール素子５９Ｂは、磁石５７が検出可能領域に至るためオン状態をなす。また、第１のホール素子５９Ａは、オフ状態を維持する。このホール素子５９Ｂによるオン信号を受信したマイコンは、電動モータ２６を停止させる。そうすると、回転体は、電動モータ２６の惰性回転が停止するまで時計回りに回転し、アンロック位置に至る。この状態では、第１のホール素子５９Ａはオフ状態を維持し、第２のホール素子５９Ｂはオン状態を維持する。

このように回転体３０がアンロック作動方向に回転すると、スライダ４４の従動部４６は、カム部４０における非作動面４０ｂを摺接した後、カム面４０ａを経て非作動面４０ｃに至る。従動部４６がカム部４０の非作動面４０ｂを摺接する際には、非作動面４０ｂが一様な半径の円弧状をなすため、スライダ４４の移動方向に沿った変位はない。そして、従動部４６がカム面４０ａに至ると、カム面４０ａが徐々に変化して大きくなる半径の流曲線状をなすため、従動部４６が押圧されてカム部材３９に対して径方向外向きに移動される。これにより、スライダ４４は、従動部４６に連動してロック部材４９から離反する方向に移動する。その結果、ロック部材４９は、スライダ４４の移動により上方が引っ張られる。そして、回転軸５０を中心として、ダブルトーションバネ５４の付勢力に抗してアンロック位置に向けて回動する。その後、従動部４６が非作動面４０ｃに至ると、回転体３０の移動阻止部４３は、回転体３０の回転によって、ロック部材４９の回動軌道外の位置から、ロック部材４９のロック位置への回転を阻止する回動軌道上に移動して、ロック部材４９のロック位置への回転を阻止した状態をなす。また、従動部４６は、非作動面４０ｃが一様の半径の円弧状をなすため、スライダ４４の移動方向に沿った変位が停止する。その結果、スライダ４４およびロック部材４９の移動も停止する。

このようにしてロック部材４９がアンロック位置に向けて回動すると、先端の係合凸部５２は、回転体の回転軸３１の軸方向に略沿って移動するように、ロック部材挿通孔１４内に没入する。その結果、図６（Ａ）に示すように、係合凸部５２がステアリングシャフト１の係合凹部５から完全に離反（係合解除）し、アンロック状態となる。

また、ロック部材４９が回動すると、回転子６０が連動して回転する。その結果、ロック部材４９がアンロック状態となると、アンロック検出スイッチ６３は、操作部６２により押圧され、オフ状態からオン状態となる。なお、アンロック検出スイッチ６３は、第２ホール素子５９Ｂがオフ状態からオン状態に切り替わる前、即ち電動モータ２６の通電中にオフ状態からオン状態に切り替わる。これは、ロック部材４９がロック位置からアンロック位置まで移動した後、更に電動モータ２６を作動させて、回転体３０の移動阻止部４３をロック部材４９の回動軌道上まで回転移動させるように構成しているためである。

ここで、本実施形態のロック部材４９は、ダブルトーションバネ５４によってロック位置に向けて付勢されている。そして、この付勢力に抗してアンロック位置に保持する主たる構成は、スライダ４４の従動部４６と回転体３０のカム部４０との係合によるものである。そのため、このアンロック状態でスライダ４４の従動部４６が破損して脱落した場合、規制が解除されるため、ロック部材４９が付勢力でロック位置へ向けて回動可能となる。しかし、本実施形態では、このアンロック状態では、図６（Ａ）に示すように、ロック部材４９の当接部５３において、ロック位置への回動軌道上である上部に、回転体３０に設けた移動阻止部４３が位置する。そのため、万が一、従動部４６の破損によりロック部材４９の規制が解除されても、ロック部材４９の当接部５３が回転体３０の移動阻止部４３に係合（当接）してロック部材４９のアンロック位置からロック位置への回転を阻止するため、アンロック状態、即ち車両が走行可能な状態で、ロック部材４９がロック位置へ移動することを防止できる。

このように、本発明のロック装置１０は、ロック部材４９を回転体３０の回転軸３１の延び方向に沿って突出させ、ステアリングシャフト１に係合するように構成しているため、板状をなす回転体３０をステアリングシャフト１に沿って配置できる。その結果、電動ステアリングロック装置を配設するために、ステアリングシャフト１の外周部に径方向に延びる大きなスペースが不要となる。よって、配設したロック装置１０に運転者の膝が干渉することはない。

また、アンロック位置に作動した状態では、回転体３０に設けた移動阻止部４３によりロック部材４９が不意にロック位置に移動することを防止できる。そして、このアンロック作動状態は、主として車両を運転している場合が多いため、安全性を向上できる。また、移動阻止部４３は、ロック部材４９を作動させるための回転体３０に設けられているため、別途、専用部品を設ける必要がなく、コスト高になることを防止できる。

さらに、回転体３０を樹脂製のギア部材３３と金属製のカム部材３９とで構成しているため、カム部材３９の耐久性を向上しつつ、軽量化を図ることができる。しかも、ギア部材３３とカム部材３９とは、カム部材３９をギア部材３３に重ね、係合部３６と係合受部４２とを係合させることにより、相対的に移動不可能に連結しているため、組立作業性を向上できる。

なお、本発明の電動ステアリングロック装置は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、ロック状態検出機構を構成する回転子６０を、ロック部材４９の回転軸５０に対して凹凸嵌合により一体的に回転可能に固定したが、図８に示すように、回転子６０に装着孔６７を設け、ロック部材４９の回転軸５０に回転可能に軸支する構成してもよい。そして、この回転子６０には、ロック部材４９の当接部５３の下部に延びるように作動部６８を設け、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、この作動部６８をダブルトーションバネ５４の付勢によってロック部材４９と一体的に回動する構成とする。このようにすれば、回転子６０の取付構造の簡素化を図ることができるため、コストダウンを図ることができるとともに、組付作業性の向上を図ることができる。

また、前記実施形態では、ギア部材３３とカム部材３９とを相対的に回動不可能に組み付けるために、ギア部材３３に嵌合溝３５を設けるとともに係合部３６を設ける一方、カム部材３９に嵌合凸部４１を設けるとともに係合受部４２を設けたが、これらの形成部材は逆としてもよい。さらに、嵌合溝３５と嵌合凸部４１および係合部３６と係合受部４２のいずれか一方だけを設ける構成としてもよい。また、係合受部４２は、貫通した孔により構成したが、差込方向の端部が閉鎖された凹部により構成してもよい。さらに、係合受部４２を貫通した孔により構成する場合、凸状をなす係合部３６の先端を貫通させて加締めにより変形させて離脱不可能に固定する構成としてもよい。

さらに、前記実施形態では、回転体３０を一体的に連結するギア部材３３とカム部材３９とで構成したが、電動モータ２６により回転駆動される回転体３０をギア部材３３で構成し、互いのギア溝の噛み合わせにより別体のカム部材３９を回転させる構成としてもよい。

１…ステアリングシャフト
５…係合凹部
１０…ロック装置
１１…ケース
２０…カバー
２６…電動モータ
３０…回転体
３１…回転軸
３３…ギア部材
３４…ギア溝
３５…嵌合溝
３６…係合部
３７…収納部
３９…カム部材
４０…カム部
４１…嵌合凸部
４２…係合受部
４３…移動阻止部
４４…スライダ
４５…ガイド孔
４６…従動部
４７…支持部
４８…連結ピン
４９…ロック部材
５０…回転軸
５２…係合凸部
５４…ダブルトーションバネ
５５…作用部
５６…線輪部
５７…磁石
５９Ａ，５９Ｂ…ホール素子
６０…回転子
６３…アンロック検出スイッチ
６４…プリント基板

Claims (6)

1. 電動モータの駆動力によって回転する回転体と、
   前記回転体の回転により、該回転体の回転軸に対して直交方向に移動可能であり、その移動方向に延び前記回転体の回転軸を挿通するガイド孔を有するスライダと、
   前記電動モータ、前記回転体および前記スライダを収容するケースと、
   前記スライダに回動可能に連結される連結部を上部に有するとともに、前記ケースに回動可能に連結される回動軸を下部に有し、前記スライダの直線移動に連動して前記回動軸を中心として回動することにより、前記回転体の回転軸の延び方向に沿って突出してステアリングシャフトに係合するロック位置と、その係合が解除されるアンロック位置との間を移動可能なロック部材と、
   を備え、前記ロック部材と前記回転体とを、前記回転体の径方向外側の略同一平面上に配置したことを特徴とする電動ステアリングロック装置。
2. 前記スライダに、前記ロック部材を回動可能に連結する連結ピンを支持する一対の支持部を設けた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. 前記ロック部材は、線材を略Ｕ字形状に屈曲させロック部材の端部に当接する作用部と、該作用部の両端に形成され前記ロック部材の回転軸に巻回された一対の線輪部とを有するダブルトーションバネにより、前記ロック位置に向けて付勢されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動ステアリングロック装置。
4. 前記ロック部材の回転軸に設けられ該ロック部材と一体的に回転する回転子と、該回転子が当接することによってスイッチ操作が行われるスイッチ部とを有し、前記ロック部材の位置を検出するロック状態検出機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電動ステアリングロック装置。
5. 前記回転体の回転軸が前記ステアリングシャフトの軸線を含む平面に対して略直交方向に延びるように配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電動ステアリングロック装置。
6. 前記スライダの移動方向がステアリングシャフトの軸線と略平行に延びるように配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電動ステアリングロック装置。

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