JP5967813B2 - Electric steering lock device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の駐車時にステアリングホイールの回動を電動で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。 The present invention relates to an electric steering lock device for electrically locking the rotation of a steering wheel when a vehicle is parked.
近年、車両には盗難防止の目的で駐車時にステアリングホイールの回動を電動でロックするための電動ステアリングロック装置を備えたものがある。この電動ステアリングロック装置は、車両の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、該ロック部材を作動させる電動アクチュエータである電動モータと、該電動モータの出力軸の回転力を前記ロック部材の進退力に変換する駆動機構を備えている。 In recent years, some vehicles are equipped with an electric steering lock device for electrically locking the rotation of a steering wheel during parking for the purpose of preventing theft. This electric steering lock device is a lock member that can be moved between a lock position that engages with a steering shaft of a vehicle and an unlock position that releases the engagement, and an electric actuator that is an electric actuator that operates the lock member. A motor and a drive mechanism for converting the rotational force of the output shaft of the electric motor into the advance / retreat force of the lock member are provided.
斯かる電動ステアリングロック装置は、車両が停止して、エンジン作動状態で運転者がエンジンスタートスイッチをＯＦＦ操作すると、これを検知した電動ステアリングロック装置の上位ユニットは、エンジンを停止させ、安全が確認されたことを条件に電動ステアリングロック装置に対してロック要求を行う。電動ステアリングロック装置は、このロック要求を受けると、電動モータを駆動し、該電動モータによってロック部材を移動させてこれをステアリングシャフトに係合させることによってステアリングホイールの回動をロックする。 In such an electric steering lock device, when the vehicle stops and the driver operates the engine start switch while the engine is operating, the host unit of the electric steering lock device that detects this stops the engine and confirms safety. A lock request is made to the electric steering lock device on the condition. Upon receiving this lock request, the electric steering lock device drives the electric motor, moves the lock member by the electric motor, and engages it with the steering shaft to lock the rotation of the steering wheel.
一方、車両が停止して、エンジン停止状態で運転者がエンジンスタートスイッチをＯＮ操作すると、これを検知した上位ユニットは、電動ステアリングロック装置に対してアンロック要求を行う。電動ステアリングロック装置は、このアンロック要求を受けると、電動モータを駆動し、該電動モータによってロック部材を移動させて該ロック部材のステアリングシャフトへの係合を解除し、ステアリングホイールをアンロックして運転者によるステアリング操作を可能とするものである。 On the other hand, when the vehicle stops and the driver turns on the engine start switch while the engine is stopped, the host unit that detects this makes an unlock request to the electric steering lock device. Upon receiving this unlock request, the electric steering lock device drives the electric motor, moves the lock member by the electric motor to release the engagement of the lock member with the steering shaft, and unlocks the steering wheel. Thus, the steering operation by the driver can be performed.
而して、斯かる電動ステアリングロック装置においてステアリングホイールのロック／アンロックを電動で行うためには、ロック部材がロック位置にあるかアンロック位置にあるかを検出して電動モータを駆動制御する必要があり、そのためにロック部材の位置検出機構が設けられている。この位置検出機構としては、例えばロック部材等の可動部材に磁石を取り付け、ロック位置とアンロック位置に対応する箇所にホール素子等の磁気検出素子をそれぞれ配置し、これらの磁気検出素子によって磁石の磁力を検出することによってロック部材がロック位置にあるかアンロック位置にあるかを検出するものが使用されている（例えば、特許文献１参照）。 Thus, in order to electrically lock / unlock the steering wheel in such an electric steering lock device, the electric motor is driven and controlled by detecting whether the lock member is in the lock position or the unlock position. For this purpose, a lock member position detection mechanism is provided. As this position detection mechanism, for example, a magnet is attached to a movable member such as a lock member, and magnetic detection elements such as Hall elements are respectively arranged at locations corresponding to the lock position and the unlock position. What detects whether a lock member exists in a lock position or an unlock position by detecting magnetic force is used (for example, refer to patent documents 1).
ところで、電動ステアリングロック装置においては、ステアリングホイールの回動がロックした状態でエンジンが始動しないように、ロック部材が確実にアンロック位置にあることが保障されなければならない。その対策の１つとして、例えば図１０に示すように、プリント基板（ＰＣＢ）１１６上のアンロック側の位置に磁気検出素子として２つのホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１１８，（ＳＷ＿Ｃ）１１９を磁石（マグネット）１１１の移動方向（図１０の左右方向）に実装最小ピッチだけずらして配置する構成が考えられる。 By the way, in the electric steering lock device, it must be ensured that the lock member is surely in the unlock position so that the engine does not start in a state where the rotation of the steering wheel is locked. As one of countermeasures, for example, as shown in FIG. 10, two Hall elements (SW_B) 118 and (SW_C) 119 are provided as magnets (magnets) at positions on the unlock side on the printed circuit board (PCB) 116 as magnetic detection elements. ) A configuration is possible in which the pitch is shifted by the minimum mounting pitch in the moving direction 111 (left and right direction in FIG. 10).
上記構成によれば一方のホール素子（例えば、ホール素子（ＳＷ＿Ｂ））１１８が故障しているか否かを他方のホール素子（ホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１１９）の出力によって確認することができるため、ロック部材の位置の誤検知を防ぐことができる。尚、図１０に示す構成においては、ロック側の位置にホール素子（ＳＷ＿Ａ）１１７が配置されており、このホール素子（ＳＷ＿Ａ）１１７はロック側において磁石１１１の磁力を検出するとＯＦＦ（Not Lock(OFF)）からＯＮ（Lock(ON)）に切り替わり、アンロック側に配置されたホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１１８，（ＳＷ＿Ｃ）１１９はアンロック側において磁石１１１の磁力を検出するとそれぞれ図示のタイミングでＯＦＦ(Not Unlock(OFF))からＯＮ（Unlock(ON)）に切り替わる。ここで、図１０に示す「ロック確定位置」は、磁石１１１の左側端部がこの位置まで移動するとロック部材とステアリングシャフトとが確実に係合してロック状態となる位置であり、「アンロック確定位置」は、磁石１１１の右側端部がこの位置まで移動するとロック部材とステアリングシャフトとの係合が確実に解除されてアンロック状態となる位置である。
According to the above configuration, whether one Hall element (for example, Hall element (SW_B)) 118 has failed can be confirmed by the output of the other Hall element (Hall element (SW_C) 119). It is possible to prevent erroneous detection of the position of the member. In the configuration shown in FIG. 10, a hall element (SW_A) 117 is arranged at the position on the lock side, and this hall element (SW_A) 117 is turned OFF (Not Lock ( OFF)) is switched to ON (Lock (ON)), and the Hall elements (SW_B) 118 and (SW_C) 119 arranged on the unlock side are turned off at the timing shown in the figure when the magnetic force of the
ところで、図１０に示す構成において、ロック側において磁石１１１の磁力を検出してホール素子（ＳＷ＿Ａ）１１７がＯＮ（Lock(ON))する検出位置には同じ仕様のものでも部品ごとにバラツキがあり、磁石１１１の左端面が図１０に「ＳＷ＿Ａ磁石検出位置」にて示す範囲の何れかに位置するときにホール素子（ＳＷ＿Ａ）１１７がＯＮ(Lock(ON))することが保障されている。同様に、アンロック側に配置された２つのホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１１８，（ＳＷ＿Ｃ）１１９についても、磁石１１１の右端面が図１０に「ＳＷ＿Ｂ磁石検出位置」、「ＳＷ＿Ｃ磁石検出位置」にて示す範囲の何れかに位置するときにこれらのホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１１８，（ＳＷ＿Ｃ）１１９がそれぞれＯＮ(Unlock(ON))することが保障されている。
By the way, in the configuration shown in FIG. 10, the detection position where the Hall element (SW_A) 117 is turned on (Lock (ON)) by detecting the magnetic force of the
しかしながら、図１０に示す構成においては、アンロック側において検出感度が同じ２つのホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１１８，（ＳＷ＿Ｃ）１１９が磁石１１１の移動方向に沿って実装最小ピッチだけずらして配置されており、２つのホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１１８，（ＳＷ＿Ｃ）１１９が同時にＯＮ(Unlock(on))する位置まで余計にロック部材（磁石１１１）を移動させる必要があるため、ロック部材（磁石１１１）の最大移動ストローク（ＭＡＸストローク）が延び、ロック部材の作動時間が長くなってしまう。その結果、当該電動ステアリングロック装置の商品性が低下するという問題があった。尚、図示例では、３つのホール素子（ＳＷ＿Ａ）１１７，（ＳＷ＿Ｂ）１１８及び（ＳＷ＿Ｃ）１１９には検出感度が同じもの（図１０に「ｔｙｐｅ１」と表示）が使用されている。
However, in the configuration shown in FIG. 10, the two Hall elements (SW_B) 118 and (SW_C) 119 having the same detection sensitivity on the unlock side are arranged shifted by the mounting minimum pitch along the moving direction of the
又、他の構成として、図１１に示すようにアンロック側に２つのホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１１８，（ＳＷ＿Ｃ）１１９を磁石１１１の移動方向に直交する方向（図１１の上下方向）に配置するものが考えられる。これによればロック部材（磁石１１１）の最大移動ストローク（ＭＡＸストローク）を図１０に示すそれに対して短くすることができるが、２つのホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１１８，（ＳＷ＿Ｃ）１１９に対応して磁石１１１を垂直方向（図１１の上下方向）に大きくする必要があり、装置が大型化するという問題がある。
As another configuration, as shown in FIG. 11, two Hall elements (SW_B) 118 and (SW_C) 119 are arranged on the unlock side in a direction orthogonal to the moving direction of the magnet 111 (up and down direction in FIG. 11). Things can be considered. According to this, the maximum movement stroke (MAX stroke) of the lock member (magnet 111) can be shortened with respect to that shown in FIG. 10, but it corresponds to the two Hall elements (SW_B) 118 and (SW_C) 119. It is necessary to enlarge the
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ロック部材の作動時間を短縮して商品性を高め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。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric steering lock device that can shorten the operation time of the lock member and improve the merchantability.
上記目的を達成するため、本発明は、
車両の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、
該ロック部材を作動させる電動アクチュエータと、
該電動アクチュエータの駆動力を前記ロック部材の進退力に変換する駆動機構と、
前記ロック部材と連動して移動する磁石と、
前記ロック位置とアンロック位置に対応する位置にそれぞれ配置されて前記磁石の磁力を検出する磁気検出手段と、
該磁気検出手段の検出結果に応じて前記ロック部材の位置を検出して前記電動アクチュエータの駆動を制御する制御手段と、
を備えた電動ステアリングロック装置において、
アンロック位置に対応する位置に配置された前記磁気検出手段を複数の磁気検出素子で構成し、これら複数の磁気検出素子を前記磁石の移動方向に沿ってずらして配置するとともに、ロック側に配置された第１検出素子に対してアンロック側に配置された第２検出素子の検出感度を高く設定したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A lock member movable between a lock position that engages with a steering shaft of a vehicle and an unlock position that releases the engagement;
An electric actuator for operating the lock member;
A drive mechanism for converting the drive force of the electric actuator into the advance / retreat force of the lock member;
A magnet that moves in conjunction with the locking member;
A magnetic detection means for detecting the magnetic force of the magnet disposed at a position corresponding to the locked position and the unlocked position;
Control means for controlling the drive of the electric actuator by detecting the position of the lock member according to the detection result of the magnetic detection means;
In the electric steering lock device with
The magnetic detection means arranged at a position corresponding to the unlock position is composed of a plurality of magnetic detection elements, and the plurality of magnetic detection elements are shifted along the moving direction of the magnet and arranged on the lock side. The detection sensitivity of the second detection element arranged on the unlock side with respect to the first detection element thus set is set high.
本発明によれば、アンロック位置に対応する位置に配置された２つの磁気検出素子のうちの第２磁気検出素子の検出感度をロック側に配置された第１磁気検出素子のそれよりも高く設定したため、該第２磁気検出素子の磁石検出位置を第１磁気検出素子側（ロック側）に寄せて配置することができる。この結果、第１磁気検出素子と第２磁気検出素子が共に磁石の磁力を検出してＯＮする磁石検出位置を従来よりもロック側に設定することができ、ロック部材がアンロック位置に移動した後、該ロック部材をより早く停止させることができる。このため、磁石に連動して移動するロック部材の作動ストロークを従来よりも短くすることができ、該ロック部材の作動時間が短縮されて当該電動ステアリングロック装置の商品性が高められる。 According to the present invention, the detection sensitivity of the second magnetic detection element of the two magnetic detection elements arranged at the position corresponding to the unlock position is higher than that of the first magnetic detection element arranged on the lock side. Since it is set, the magnet detection position of the second magnetic detection element can be arranged close to the first magnetic detection element side (lock side). As a result, the magnet detection position where both the first magnetic detection element and the second magnetic detection element detect the magnetic force of the magnet to turn on can be set on the lock side, and the lock member has moved to the unlock position. Thereafter, the locking member can be stopped earlier. For this reason, the operation stroke of the lock member that moves in conjunction with the magnet can be made shorter than before, the operation time of the lock member is shortened, and the merchantability of the electric steering lock device is enhanced.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図１は本発明に係る電動ステアリングロック装置のロック状態を示す縦断面図、図２は同電動ステアリングロック装置のアンロック状態を示す縦断面図、図３は同電動ステアリングロック装置の分解斜視図、図４は電動ステアリングロック装置のシステム構成図、図５は同電動ステアリングロック装置のホール素子によるロック部材の位置検知を説明する図である。 1 is a longitudinal sectional view showing a locked state of an electric steering lock device according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an unlocked state of the electric steering lock device, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the electric steering lock device. FIG. 4 is a system configuration diagram of the electric steering lock device, and FIG. 5 is a diagram for explaining position detection of the lock member by a hall element of the electric steering lock device.
本発明に係る電動ステアリングロック装置１は、電動によって不図示のステアリングシャフト（ステアリングホイール）の回動をロック／アンロックするものであって、そのハウジング２は、非磁性体の金属（例えば、マグネシウム合金）で構成されたケース３と該ケース３の下面開口部を覆う金属製のリッド４によって構成されている。
The electric
上記ケース３は矩形ボックス状に成形されており、その上部には円弧状の凹部３ａが形成され、この凹部３ａには不図示のコラムチューブが嵌め込まれ、このコラムチューブはケース３に結着される不図示の円弧状のブラケットによってケース３に固定される。尚、図示しないが、コラムチューブ内には前記ステアリングシャフトが挿通しており、該ステアリングシャフトの上端にはステアリングホイールが結着され、ステアリングシャフトの下端は操舵系を構成するステアリングギヤボックスに連結されている。そして、運転者がステアリングホイールを回動操作すれば、その回転はステアリングシャフトを経てステアリングギヤボックスに伝達され、不図示の操舵機構が駆動されて左右一対の前輪が転舵されて所要の操舵がなされる。
The
又、図３に示すように、ケース３の側部には矩形のコネクタ配設部３ｂが開口しており、このコネクタ配設部３ｂが形成された側面以外の他の３つの側面にはピン５が圧入される円孔状のピン孔３ｃ（図３には２つのみ図示）が形成されている。
Further, as shown in FIG. 3, a rectangular
他方、前記リッド４は矩形平板状に成形されており、その内面（上面）には３つのブロック状のピン留め部４Ａと３つの円柱状のカバー押さえ部４Ｂ及び有底筒状のギヤ保持筒部４Ｃが一体に立設されている。ここで、３つのピン留め部４Ａはケース３の前記ピン孔３ｃの位置に対応する箇所に形成されており、これらには前記ピン５が圧入される円孔状のピン挿通孔４ａ（図３には１つのみ図示）が形成されている。
On the other hand, the
而して、リッド４は、図１及び図２に示すように、ケース３の下面開口部を下方から覆うようにケース３の下端部内周に嵌め込まれ、ケース３の側部に形成された３つの前記ピン孔３ｃ（図３参照）に挿通するピン５を該リッド４に立設された３つのピン留め部４Ａに形成されたピン挿通孔４ａに圧入することによってケース３に固定される。
Thus, as shown in FIGS. 1 and 2, the
ところで、ハウジング２には、図１及び図２に示すように、ロック部材収納部２Ａと基板収納部２Ｂが形成されており、ロック部材収納部２Ａにはロック部材６が収納されている。このロック部材６は、下端部外周に雄ネジ部７ａが刻設された略円筒状のドライバ７と、該ドライバ７内に上下動可能に収容されたプレート状のロックボルト８とで構成されている。ここで、ロックボルト８には上下方向に長い長孔８ａが形成されており、ロックボルト８は長孔８ａに横方向に挿通するピン９によってドライバ７に連結されている。尚、ピン９は、ドライバ７に横方向に貫設されたピン挿通孔７ｂに圧入によって挿通保持されている。
By the way, as shown in FIGS. 1 and 2, the
そして、ロックボルト８は、ケース３に形成された矩形の挿通孔３ｄ内に上下動可能に嵌合しており、これとドライバ７の隔壁７ｃ間に縮装されたスプリング１０によって常時上方に付勢され、通常はロックボルト８の長孔８ａの下部がピン９に係合することによって該ロックボルト８はドライバ７と共に上下動する。
The
又、ドライバ７の上部外周の相対向する箇所には水平に延びるアーム７Ａと上下方向に長い回り止め部７Ｂが一体に形成されており、アーム７Ａは、ハウジング２（ケース３）内に上下動可能に収容され、回り止め部７Ｂは、ケース３に形成された係合溝３ｅに係合してドライバ７の回転を阻止する。そして、アーム７Ａの先端部には横断面矩形の磁石収納部７ｄが形成されており、この磁石収納部７ｄには四角柱状の磁石１１（マグネット）が圧入によって収納されている。
Further, a horizontally extending
更に、図１及び図２に示すように、ハウジング２内に形成された前記ロック部材収納部２Ａには円筒状のギヤ部材１２が回転可能に収容されており、該ギヤ部材１２の下部外周はリッド４の内面（上面）に立設された前記ギヤ保持筒部４Ｃによって回転可能に保持されている。そして、このギヤ部材１２の下部外周にはウォームギヤ１２ａが形成されており、同ギヤ部材１２の内周には雌ネジ部１２ｂが形成されている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a
上記ギヤ部材１２の内部には前記ドライバ７の下部が挿入されており、このドライバ７の下部外周に形成された前記雄ネジ部７ａには、ギヤ部材１２の内周に形成された前記雌ネジ部１２ｂが噛合している。そして、リッド４のギヤ保持筒部４Ｃの中心部に形成された円柱状のスプリング受け４ｂとドライバ７の隔壁７ｃの間にはスプリング１３が縮装されており、ロック部材６（ドライバ７とロックボルト８）はスプリング１３によって常時上方に付勢されている。
The lower part of the
又、図１及び図２に示すように、ハウジング２に形成された前記ロック部材収納部２Ａには電動アクチュエータである電動モータ１４が横置き状態で収納されており、この電動モータ１４の出力軸１４ａには小径のウォーム１５が形成されている。そして、このウォーム１５は、ギヤ部材１２の外周に形成された前記ウォームギヤ１２ａに噛合している。ここで、ウォーム１５とウォームギヤ１２ａは、電動モータ１４の出力軸１４ａの回転力をロック部材６の進退力に変換する駆動機構を構成している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the lock
一方、図１及び図２に示すように、ハウジング２に形成された前記基板収納部２Ｂにはプリント基板（ＰＣＢ）１６が収納されているが、このプリント基板１６は、その内面がロック部材６の作動方向と平行となるように垂直に立設された状態で収納されている。そして、このプリント基板１６の内面上下のロック位置とアンロック位置に対応する位置には、図５に示すように磁気検出手段である１つのホール素子（ＳＷ＿Ａ）１７と２つのホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８，（ＳＷ＿Ｃ）１９がそれぞれ配置されており、これらのホール素子（ＳＷ＿Ａ）１７、（ＳＷ＿Ｂ）１８及び（ＳＷ＿Ｃ）１９によって後述のようにロック部材６（ロックボルト８）の位置（ロック（Lock）／アンロック（Unlock）位置）が検出される。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, a printed circuit board (PCB) 16 is accommodated in the
而して、本実施の形態に係る電動ステアリングロック装置１においては、図５に示すようにアンロック側において２つのホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８，（ＳＷ＿Ｃ）１９が磁石１１の移動方向（図５の左右方向）に沿って実装最小ピッチだけずらして配置されており、一方のホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１９の検出感度は他方のホール素子（ＳＷ＿Ｂ）の検出感度よりも高く設定されている。尚、図５にはホール素子（ＳＷ＿Ａ）１７，（ＳＷ＿Ｂ）１８を「ｔｙｐｅ１」、これらよりも検出感度の高いホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１９を「ｔｙｐｅ２」として表示している。
Thus, in the electric
次に、電動ステアリングロック装置１のシステム構成を図４に基づいて以下に説明する。
Next, the system configuration of the electric
前記ホール素子１７〜１９は、電動モータ１４を駆動制御する制御手段であるマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略称する）２０に電気的に接続されており、マイコン２０は、通信インターフェイス（通信Ｉ／Ｆ）２１及び車両の通信ライン２２を経て車両に搭載された不図示のＥＣＵに電気的に接続されている。尚、図３に示すように、プリント基板１６には通信インターフェイス２１の機能を果たすコネクタ２３が取り付けられており、このコネクタ２３には、前記マイコン２０（図４参照）から延びる不図示の電気接続線が接続され、ホール素子１７〜１９は上述のようにマイコン２０に電気的に接続されている。
The
又、図４に示すように、車両に搭載されたバッテリ２４には前記電動モータ（Ｍ）１４がロックリレー２５とアンロックリレー２６を介して電気的に接続されており、ロックリレー２５とアンロックリレー２６はマイコン２０から送信されるロック信号とアンロック信号によってそれぞれ駆動される。ここで、図３に示すように、前記コネクタ２３には上下２つのモータ給電端子２７が突設されており、これらのモータ給電端子２７は電動モータ１４に接続されている。
As shown in FIG. 4, the electric motor (M) 14 is electrically connected to a
次に、以上のように構成された電動ステアリングロック装置１の動作（ロック／アンロック動作）について説明する。
Next, the operation (lock / unlock operation) of the electric
不図示のエンジンが停止している状態では、図１に示すように、ロック部材６のロックボルト８は上限のロック位置にあって、その上端部がケース３のロックボルト挿通孔３ｄから凹部３ａに突出して不図示のステアリングシャフトに係合している。この状態では、ステアリングシャフトの回動がロックされており、このロック状態においては不図示のステアリングホイールを回動操作することができず、これによって車両の盗難が防がれる。このとき、図５に示すように、プリント基板１６のロック位置に配された１つのホール素子（ＳＷ＿Ａ）１７は、ロック部材６（アーム７Ａ）に設けられた磁石１１の磁力を検出するとＯＦＦ（Not Lock（OFF））からＯＮ(Lock(ON))に切り替わり、これによってロックボルト８がロック位置に移動したことがマイコン２０によって判断される。
In a state where the engine (not shown) is stopped, as shown in FIG. 1, the
尚、図５に示す「ロック確定位置」は、磁石１１の左側端部がこの位置まで移動するとロック部材６とステアリングシャフトとが確実に係合してロック状態となる位置である。又、図５に示す「ＳＷ＿Ａ磁石検出位置」は、ホール素子（ＳＷ＿Ａ）１７が磁石１１の磁力を検出してＯＦＦ（Not Lock(OFF)）からＯＮ(Lock(ON))に遷移するバラツキを示す範囲である。即ち、ホール素子（ＳＷ＿Ａ）１７は同じ仕様のものでも個体毎にそれぞれ磁石１１の検出位置にバラツキがあり、磁石１１の左側端部がこの「ＳＷ＿Ａ磁石検出位置」の何れかにあるときにホール素子（ＳＷ＿Ａ）１７はＯＦＦ（Not Lock（OFF））からＯＮ(Lock(ON))に切り替わる。従って、図５においては、説明の便宜上、「ＳＷ＿Ａ磁石検出位置」の中央位置を該ホール素子（ＳＷ＿Ａ）１７がＯＦＦ（Not Lock(OFF)）からＯＮ(Lock(ON))に遷移する位置として図示している。
5 is a position where the
上記状態から運転者が不図示のエンジンスタートスイッチをＯＮ操作すると、ＥＣＵがこれを検知して電動ステアリングロック装置１に対してアンロック要求信号を送信する。すると、電動ステアリングロック装置１のマイコン２０は、アンロックリレー２６に対してアンロック信号を出力する。すると、図４に示すアンロックリレー２６は破線にて示す位置に切り替わり、ロックリレー２５は実線位置にあるため、バッテリ２４からの電流は図４に実線にて示す経路を流れて電動モータ１４が起動される。
When the driver turns on an unillustrated engine start switch from the above state, the ECU detects this and transmits an unlock request signal to the electric
上述のように電動モータ１４が起動されると、その出力軸１４ａの回転はウォーム１５とウォームギヤ１２ａによって減速されつつ方向が直角に変換されてギヤ部材１２に伝達され、該ギヤ部材１２が回転されるため、該ギヤ部材１２の内周に刻設された雌ネジ部１２ｂに螺合する雄ネジ部７ａが形成されたドライバ７がスプリング１３の付勢力に抗して下動する。このようにドライバ７が下動すると、該ドライバ７に一体に形成されたアーム７Ａとピン９によってドライバ７に連結されたロックボルト８が下動する。
When the
而して、上述のようにドライバ７のアーム７Ａが下動してロックボルト８が図２に示すように下限のアンロック位置に達すると、該ロックボルト８の上端部がケース３のロックボルト挿通孔３ｄの内部に退避するため、ロックボルト８のステアリングシャフトへの係合が解除され、ステアリングシャフトのロックが解除されてアンロック状態となり、運転者によるステアリングホイールの回動操作が可能となる。このとき、ドライバ７のアーム７Ａに設けられた磁石１１がアンロック位置へと移動すると、前述のようにアンロック位置近傍に設けられた２つのホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８と（ＳＷ＿Ｃ）１９は共にＯＦＦ(Not Unlock(OFF))からＯＮ(Unlock(ON))に切り替わるため、マイコン２０は、ロックボルト８がアンロック位置に移動したことを認識し、電動モータ１４の駆動を停止するとともに、図４に示す通信Ｉ／Ｆ２１及び通信ライン２２を介して車体側のＥＣＵにアンロック完了信号を送信する。この結果、図２に示すアンロック状態が維持され、車両のエンジン始動が可能となる。尚、図５に示す、「アンロック確定位置」は、磁石１１の右側端部がこの位置まで移動すると、ロックボルト８とステアリングシャフトとの係合が確実に解除されてアンロック状態となる位置である。
Thus, when the
そして、車両が停止し、運転者がエンジンスタートスイッチをＯＦＦ操作してエンジンを切ると、ＥＣＵがこれを検知して電動ステアリングロック装置１に対してロック要求信号を送信する。すると、電動ステアリングロック装置１のマイコン２０は、ロック信号を出力して図４に示すロックリレー２５を破線位置に切り替え、アンロックリレー２６は実線位置にあるため、バッテリ２４からの電流は図４に破線にて示す経路を流れて電動モータ１４が逆転起動されてその出力軸１４ａが逆転する。
When the vehicle stops and the driver turns off the engine by turning off the engine start switch, the ECU detects this and transmits a lock request signal to the electric
上述のように電動モータ１４の出力軸１４ａが逆転されると、その回転はウォーム１５とウォームギヤ１２ａを経てギヤ部材１２に伝達され、該ギヤ部材１２が逆転するためにドライバ７が上動し、該ドライバ７に一体に形成されたアーム７Ａとピン９によってドライバ７に連結されたロックボルト８が上動する。
When the
而して、上述のようにドライバ７のアーム７Ａが上動して磁石１１がロック位置に達すると、ロック位置近傍に設けられたホール素子（ＳＷ＿Ａ）１７はＯＦＦ((Not Lock(OFF))からＯＮ(Lock(ON))に切り替わるため、マイコン２０はロックボルト８がロック位置に移動したことを認識し、電動モータ１４の駆動を停止するとともに、図４に示す通信Ｉ／Ｆ２１と通信ライン２２を介して車体側のＥＣＵにロック完了信号を送信する。この結果、図１に示すようにロックボルト８の上端部がケース３の凹部３ａから突出して不図示のステアリングシャフトに係合するため、ステアリングシャフトの回動がロックされるロック状態となり、駐車時における車両の盗難が防がれる。尚、ロックボルト８のステアリングシャフトの係合溝への係合が良好に行われない場合には、該ロックボルト８に形成された長孔８ａ内をピン９が相対移動することができる範囲でロックボルト８がスプリング１０の付勢力に抗して下動するため、ロックボルト８に過大な負荷が作用することがない。
Thus, as described above, when the
以上のように動作するステアリングロック装置１においては、図５に示すように、アンロック位置において２つのホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８，（ＳＷ＿Ｃ）１９を磁石１１の移動方向（図５の左右方向）に沿って実装最小ピッチだけずらして配置するとともに、一方（ｔｙｐｅ２）のホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１９の検出感度を他方（ｔｙｐｅ１）のホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８の検出感度よりも高く設定したため、該ホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１９の磁石検出位置（「ＳＷ＿Ｃ磁石検出位置」）をホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８の磁石検出位置（「ＳＷ＿Ｂ磁石検出位置」）側（ロック側）に寄せて設定することができる（図５には、両磁石検出位置が完全に一致している状態を図示している）。
In the
即ち、ホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１９の検出感度をホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８の検出感度よりも高く設定したため、該ホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１９が磁石１１の磁力を検出してＯＦＦ（Not Unlock(OFF)）からＯＮ(Unlock(ON))に遷移するバラツキを示す磁石検出位置（「ＳＷ＿Ｃ磁石検出位置」）がホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８の磁石検出位置（「ＳＷ＿Ｂ磁石検出位置」）側（ロック側）に寄り、磁石１１の右側端部が「ＳＷ＿Ｃ磁石検出位置」の何れかにあるときにホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１９はＯＦＦ（Not Unlock(OFF)）からＯＮ(Unlock(ON))に切り替わる。この結果、ホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８と（ＳＷ＿Ｃ）１９が共に磁石１１の磁力を検出してＯＮ(Unlock(ON))する磁石検出位置を従来よりもロック側に設定することができ、ロック部材６がアンロック位置に移動した後、該ロック部材６をより早く停止させることができる。このため、磁石１１に連動して移動するロック部材６の最大作動ストローク（ＭＡＸストローク）を図１０に示す従来のステアリングロック装置における最大作動ストローク（ＭＡＸストローク）よりも短くすることができ、該ロック部材６の作動時間が短縮されて当該電動ステアリングロック装置１の商品性が高められるという効果が得られる。
That is, since the detection sensitivity of the Hall element (SW_C) 19 is set higher than the detection sensitivity of the Hall element (SW_B) 18, the Hall element (SW_C) 19 detects the magnetic force of the
ここで、磁石端面からホール素子中心までの距離とホール素子に掛かる磁石の磁束密度との関係を気温をパラメータとして図６に示すが、例えば気温が８５℃のときに磁石の端面がホール素子の中央に位置したときにホール素子に掛かる磁石の磁束密度は、図６の点ａから約８０ｍＴ（ミリテスラ）であることが分かる。又、気温が−４０℃のときに磁石の端面がホール素子の中央から左側２ｍｍに位置したときにホール素子に掛かる磁石の磁束密度は、図６の点ｂから約２５ｍＴであることが分かる。 Here, the relationship between the distance from the magnet end face to the center of the Hall element and the magnetic flux density of the magnet applied to the Hall element is shown in FIG. 6 using the temperature as a parameter. For example, when the temperature is 85 ° C., the end face of the magnet is It can be seen that the magnetic flux density of the magnet applied to the Hall element when located at the center is about 80 mT (millitesla) from the point a in FIG. Further, it can be seen that the magnetic flux density of the magnet applied to the Hall element when the temperature of the temperature is −40 ° C. and the end face of the magnet is 2 mm to the left of the center of the Hall element is about 25 mT from the point b in FIG.
ところで、本発明に係る電動ステアリングロック装置１のアンロック側に配置された２つのホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８，（ＳＷ＿Ｃ）１９の検出範囲を図７に示す。尚、図７は図６のＡ部拡大図である。
By the way, the detection range of the two Hall elements (SW_B) 18 and (SW_C) 19 arranged on the unlocking side of the electric
図７の上段のグラフは磁石１１の端面からホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８の中心までの距離とホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８に掛かる磁石１１の磁束密度との関係を示すが、ホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８として検出範囲が図示のように３０．５〜５０．５ｍＴのものを使用した場合、該ホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８がＯＦＦ（Not Unlock(OFF)）からＯＮ(Unlock(ON))に切り替わる「ＳＷ＿Ｂ磁石検出位置」は図示のように当該ホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８の実装位置から左側（ロック側）の０．８〜１．８ｍｍの範囲となる。
The upper graph in FIG. 7 shows the relationship between the distance from the end face of the
又、図７の下段のグラフは磁石１１の端面からホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１９の中心までの距離とホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１９に掛かる磁石１１の磁束密度との関係を示すが、本実施の形態ではホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１９としてホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８よりも検出感度が高いものを使用しているため、その検出範囲は図示のように５．０〜１１．０ｍＴを示し、該ホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１９がＯＦＦ（Not Unlock(OFF)）からＯＮ(Unlock(ON))に切り替わる「ＳＷ＿Ｃ磁石検出位置」は図示のように当該ホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１９の実装位置から左側（ロック側）に２．８〜３．８ｍｍの範囲となる。ここで、ホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８と（ＳＷ＿Ｃ）１９の実装最小ピッチは２．０ｍｍであり、ホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１９はホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８よりも右側（アンロック側）に２．０ｍｍの位置に配設されているため、検出感度の高いホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１９の「ＳＷ＿Ｃ磁石検出位置」は従来よりもロック側に寄り、図示例では両ホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８，（ＳＷ＿Ｃ）１９の磁石検出位置は完全に一致している。尚、両ホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８，（ＳＷ＿Ｃ）１９の磁石検出位置が完全に一致している必要はなく、検出感度の高いホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１９の磁石検出位置がロック側に寄ることによって、ロック部材６の最大作動ストローク（ＭＡＸストローク）が従来よりも短縮され、該ロック部材６の作動時間が短縮されて当該電動ステアリングロック装置１の商品性が高められるという前記効果が得られる。尚、ホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８，（ＳＷ＿Ｃ）１９には、予め検出範囲が設定されているものと、後から検出範囲を設定可能なものとがあり、これらの何れを用いても良い。
7 shows the relationship between the distance from the end surface of the
ここで、本発明との比較のために、図８に従来の電動ステアリングロック装置のアンロック側に配置された図１０に示す２つのホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１１８，（ＳＷ＿Ｃ）１１９の検出範囲を示す。尚、図８は図６のＡ部拡大図である。 Here, for comparison with the present invention, FIG. 8 shows the detection ranges of the two Hall elements (SW_B) 118 and (SW_C) 119 shown in FIG. 10 arranged on the unlock side of the conventional electric steering lock device. Show. FIG. 8 is an enlarged view of part A in FIG.
図８の上段のグラフは磁石１１１の端面からホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１１８の中心までの距離とホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１１８に掛かる磁石１１１の磁束密度との関係を示すが、このグラフは図７の上段に示すものと同じであり、ホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１１８として検出範囲が図示のように３０．５〜５０．５ｍＴのものを使用した場合、ホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１１９にはホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１１８と同じ検出感度のものが使用されているため、図８の下段のグラフに示すようにホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１１９の検出範囲はホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１１８の検出範囲と同様に３０．５〜５０．５ｍＴを示す。
The upper graph in FIG. 8 shows the relationship between the distance from the end surface of the
従って、ホール素子（ＳＷ＿Ｃ）１１９の磁石検出位置（「ＳＷ＿Ｃ磁石検出位置」）は図示のようにホール素子（ＳＷ＿Ｂ１１８）の磁石検出位置（ＳＷ＿Ｂ磁石検出位置」）よりもアンロック側（図８の右側）に大きくずれ、この結果、ロック部材の最大作動ストローク（ＭＡＸストローク）が大きくなってロック部材の作動時間が長くなるという問題が発生する。 Accordingly, the magnet detection position (“SW_C magnet detection position”) of the Hall element (SW_C) 119 is on the unlock side (in FIG. 8) with respect to the magnet detection position (SW_B magnet detection position ”) of the Hall element (SW_B 118) as shown in the figure. As a result, there is a problem that the maximum operating stroke (MAX stroke) of the lock member becomes large and the operation time of the lock member becomes long.
次に、本発明の別形態を図９に示す。 Next, another embodiment of the present invention is shown in FIG.
図９は本発明の別形態に係る電動ステアリングロック装置のホール素子によるロック部材の位置検知を説明する図であり、本実施の形態では、アンロック側に２つのホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８と（ＳＷ＿Ｃ）１８’を磁石１１の移動方向に直交する方向（図９の上下方向）に配置するとともに、これらのホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８，（ＳＷ＿Ｃ）１８’に対してホール素子（ＳＷ＿Ｄ）１９を磁石１１の移動方向に沿って実装最小ピッチだけアンロック側に配置するとともに、アンロック側のホール素子（ＳＷ＿Ｄ）１９の検出感度をロック側のホール素子（ＳＷ＿Ｂ）１８，（ＳＷ＿Ｃ）１８’の検出感度よりも高く設定している。
FIG. 9 is a diagram for explaining the position detection of the lock member by the hall element of the electric steering lock device according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, two hall elements (SW_B) 18 and ( SW_C) 18 ′ is arranged in a direction orthogonal to the moving direction of the magnet 11 (vertical direction in FIG. 9), and a Hall element (SW_D) 19 is provided for these Hall elements (SW_B) 18 and (SW_C) 18 ′. Along with the moving direction of the
従って、本実施の形態においても、ホール素子（ＳＷ＿Ｄ）１９の磁石検出位置（「ＳＷ＿Ｄ磁石検出位置）はロック側に寄り、他の２つのホール素子（ＳＷ＿Ｂ），（ＳＷ＿Ｃ）の磁石検出位置（「ＳＷ＿Ｂ磁石検出位置」と「ＳＷ＿Ｃ磁石検出位置」）に近づく（図示例では三者が完全に一致している）ため、前記実施の形態と同様に、磁石１１に連動して移動するロック部材６の最大作動ストローク（ＭＡＸストローク）を図１０に示す従来のステアリングロック装置における最大作動ストローク（ＭＡＸストローク）よりも短くすることができ、該ロック部材６の作動時間が短縮されて当該電動ステアリングロック装置１の商品性が高められるという効果が得られる。
Therefore, also in the present embodiment, the magnet detection position (“SW_D magnet detection position) of the Hall element (SW_D) 19 is closer to the lock side, and the magnet detection positions of the other two Hall elements (SW_B) and (SW_C) ( (“SW_B magnet detection position” and “SW_C magnet detection position”) are close to each other (in the example shown, the three are completely coincident), and thus the locking member that moves in conjunction with the
又、ロック部材６のアンロック位置を検出する磁気検出手段を３つのホール素子１８，１８’，１９によって構成することによって、例えば、２つのホール素子１８，１８’が同時に故障した場合でも別のホール素子１９によってその異常を検出することが可能となり、ホール素子１８，１８’，１９の故障によってロック部材６の位置が誤検知されることを一層確実に防ぐことができる。尚、ロック部材６のアンロック位置を検出する磁気検出手段を４つの磁気検出素子、或いはそれ以上の数の磁気検出素子を用いて構成しても良い。
Further, by configuring the magnetic detection means for detecting the unlock position of the
１ 電動ステアリングロック装置
２ ハウジング
２Ａ ハウジングのロック部材収納部
２Ｂ ハウジングの基板収納部
３ ケース
３ａ ケースの凹部
３ｂ ケースのコネクタ配設部
３ｃ ケースのピン孔
３ｄ ケースのロックボルト挿通孔
３ｅ ケースの係合溝
３ｆ ケースの軸受凹部
４ リッド
４Ａ リッドのピン留め部
４Ｂ リッドのカバー押さえ部
４Ｃ リッドのギヤ保持筒部
４ａ リッドのピン挿通孔
４ｂ リッドのスプリング受け
５ ピン
６ ロック部材
７ ドライバ
７Ａ ドライバのアーム
７Ｂ ドライバの回り止め部
７ａ ドライバの雄ネジ部
７ｂ ドライバのピン挿通孔
７ｃ ドライバの隔壁
７ｄ アームの磁石収納部
８ ロックボルト
８ａ ロックボルトの長孔
９ ピン
１０ スプリング
１１ 磁石
１２ ギヤ部材
１２ａ ウォームギヤ
１２ｂ ギヤ部材の雌ネジ部
１３ スプリング
１４ 電動モータ（電動アクチュエータ）
１４ａ 電動モータの出力軸
１５ ウォーム
１６ プリント基板（ＰＣＢ）
１７ ホール素子（磁気検出素子）
１８，１８’ ホール素子（第１磁気検出素子）
１９ ホール素子（第２磁気検出素子）
２０ マイコン（制御手段）
２１ 通信／ＩＦ
２２ 車両の通信ライン
２３ コネクタ
２４ バッテリ
２５ ロックリレー
２６ アンロックリレー
２７ モータ給電端子
DESCRIPTION OF
14a Output shaft of
17 Hall element (magnetic detection element)
18, 18 'Hall element (first magnetic detection element)
19 Hall element (second magnetic detection element)
20 Microcomputer (control means)
21 Communication / IF
22
Claims (1)
該ロック部材を作動させる電動アクチュエータと、
該電動アクチュエータの駆動力を前記ロック部材の進退力に変換する駆動機構と、
前記ロック部材と連動して移動する磁石と、
前記ロック位置とアンロック位置に対応する位置にそれぞれ配置されて前記磁石の磁力を検出する磁気検出手段と、
該磁気検出手段の検出結果に応じて前記ロック部材の位置を検出して前記電動アクチュエータの駆動を制御する制御手段と、
を備えた電動ステアリングロック装置において、
アンロック位置に対応する位置に配置された前記磁気検出手段を複数の磁気検出素子で構成し、これら複数の磁気検出素子を前記磁石の移動方向に沿ってずらして配置するとともに、ロック側に配置された第１検出素子に対してアンロック側に配置された第２検出素子の検出感度を高く設定したことを特徴とする電動ステアリングロック装置。
A lock member movable between a lock position that engages with a steering shaft of a vehicle and an unlock position that releases the engagement;
An electric actuator for operating the lock member;
A drive mechanism for converting the drive force of the electric actuator into the advance / retreat force of the lock member;
A magnet that moves in conjunction with the locking member;
A magnetic detection means for detecting the magnetic force of the magnet disposed at a position corresponding to the locked position and the unlocked position;
Control means for controlling the drive of the electric actuator by detecting the position of the lock member according to the detection result of the magnetic detection means;
In the electric steering lock device with
The magnetic detection means arranged at a position corresponding to the unlock position is composed of a plurality of magnetic detection elements, and the plurality of magnetic detection elements are shifted along the moving direction of the magnet and arranged on the lock side. An electric steering lock device, wherein the detection sensitivity of the second detection element arranged on the unlock side with respect to the first detection element is set high.
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