(57)【要約】【課題】ステアリングシャフト径方向の寸法を小さくできるようにしたステアリングロック装置ステアリングロック装置を提供する。【解決手段】直線運動アクチュエータ２００は、ステアリングロッド１２に固定された永久磁石１Ａ，１Ｂと、コイルを内蔵して永久磁石１Ａ，１Ｂに対向配置されたコイル部４と、永久磁石１Ａ，１Ｂに設けられてコイル部４をガイドするガイド部材３とを備えている。コイル部４には、ロックバー５が取り付けられている。コイル部４のコイルに通電を行うと、その通電方向に応じて永久磁石１Ａ，１Ｂとの間に反発力又は吸引力が生じ、これがコイル部４を移動させる駆動力になる。コイル部４がステアリング１１方向に移動した場合、ロックバー５の先端がステアリングロッド１２に取り付けられたロックバー受け部２の溝２０の１つに嵌入し、ステアリングロック状態になる。【選択図】図１
2010006112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電に応じてステアリングロッドの軸方向に変位する可動部を備えると共に、前記ステアリングロッドに設置された直線運動アクチュエータと、
前記軸方向へ移動可能にして前記可動部に連結されたロック部材と、
前記ステアリングロッドに固定設置されて、前記ロック部材の先端部を係止又は嵌合可能なロックバー受け部と、
を備えたことを特徴とするステアリングロック装置。
【請求項２】
前記直線運動アクチュエータは、前記通電が行われるコイルと、前記コイルに対向配置された複数の永久磁石とからな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。
【請求項３】
前記複数の永久磁石は、前記ステアリングロッドに固定設置され、
前記コイルは、前記複数の永久磁石に固定設置されたガイド部材に前記可動部として設置されていることを特徴とする請求項２に記載のステアリングロック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両のステアリングのロックを行うためのステアリングロック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車においては、盗難防止等を目的として、従来、駐車時等のキーの不使用時にステアリングをロックするステアリングロック装置が設けられている。近年では、キーの着脱に連動してステアリングシャフトの側面に設けられた溝にロックピンを嵌合させることによりステアリングロックをメカニカルに行う機構に代えて、モータを駆動源にしてステアリングロックを行う電動式のステアリングロック装置も用いられている。
【０００３】
例えば、直流モータを駆動源とし、該モータの回転軸の回転により駆動されるウォームギア、ウォームギアの回転により回転するヘリカルギア、このヘリカルギアの回転に連動して動作するロックアームおよびカム、ステアリングシャフトに対してロック位置とアンロック位置との間で移動するロックストッパー、ロックバー等をロックボディに収容した構成のステアリングロック装置がある（特許文献１，２参照）。
【０００４】
これらのステアリングロック装置は、直流モータの正・逆方向の回転に応じて、ロックバーがステアリングシャフトに対して移動、すなわち、ロック位置とアンロック位置との間を移動する構成になっている。
【特許文献１】特開２００４−２３１１２３公報
【特許文献２】特開２００６−３６１０７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のステアリングロック装置によると、ロックバーを含む可動部がステアリングシャフトに対して径方向に移動するため、全体の形状が、ステアリングシャフトの軸方向に比べ、径方向に大きくなる。
【０００６】
従って、本発明の目的は、ステアリングシャフト径方向の寸法を小さくできるようにしたステアリングロック装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、以下のステアリングロック装置を提供する。
［１］通電に応じてステアリングロッドの軸方向に変位する可動部を備えると共に、前記ステアリングロッドに設置された直線運動アクチュエータと、前記軸方向へ移動可能にして前記可動部に連結されたロック部材と、前記ステアリングロッドに固定設置されて、前記ロック部材の先端部を係止又は嵌合可能なロックバー受け部と、を備えたことを特徴とするステアリングロック装置。
【０００８】
［２］前記直線運動アクチュエータは、前記通電が行われるコイルと、前記コイルに対向配置された複数の永久磁石とからなることを特徴とする前記［１］に記載のステアリングロック装置であってもよい。
【０００９】
［３］前記複数の永久磁石は、前記ステアリングロッドに固定設置され、前記コイルは、前記複数の永久磁石に固定設置されたガイド部材に前記可動部として設置されていることを特徴とする前記［２］に記載のステアリングロック装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のステアリングロック装置によれば、ステアリングシャフト径方向の寸法を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係るステアリングロック装置の概略構成を示す斜視図、図２は、図１に示すステアリングロック装置のＡ−Ａ線の断面図、図３は、図１に示すステアリングロック装置のＢ−Ｂ線の断面図である。なお、図１においては、ステアリングを実際の大きさに比べ、縮小して図示している。
【００１２】
（ステアリングロック装置１００の構成）
ステアリングロック装置１００は、図１に示すように、車両の舵取装置の一部を成すステアリング１１が上端に取り付けられたステアリングロッド１２の途中に連結状態で外嵌された永久磁石１Ａ，１Ｂと、永久磁石１Ａに隣接させてステアリングロッド１２に外嵌されたロックバー受け部２と、永久磁石１Ａ，１Ｂの外表面に配設されたガイド部材３と、通電状態に応じてガイド部材３上を移動するコイル部（可動部）４と、コイル部４と一体的に移動するロックバー（ロック部材）５と、ロックバー５をロックバー受け部２の方向へ附勢する弾性部材６とを備えて構成されている。なお、ステアリングロック装置１００は、図示しないカバーによって覆われ、車両のユーザー等の乗員には内部が見えないようになっている。
【００１３】
また、図１に示すように、永久磁石１Ａ，１Ｂ、ガイド部材３及びコイル部４は、直線運動アクチュエータ２００を構成している。
【００１４】
永久磁石１Ａ，１Ｂは、共に円筒型を成し、図２に示すように、外側と内側とで極性が異なり、本実施の形態の場合、永久磁石１Ａは、外側がＳ極、内側がＮ極に着磁され、永久磁石１Ｂは、外側がＮ極、内側がＳ極に着磁されている。
【００１５】
ロックバー受け部２は、図１に示すように、円板状を成し、その外周面には、ロックバー５の先端が嵌入可能な複数の溝２０が円周方向に所定間隔に設けられている。
【００１６】
（ガイド部材３の構成）
ガイド部材３は、永久磁石１Ａ，１Ｂの磁束の形成に影響を与えない非磁性金属等からなり、図２、図３に示すように、コイル部４が往復動する際のガイドとなるガイド溝３０Ａ，３０Ｂを有すると共に、このガイド溝３０Ａ，３０Ｂには、後述するコイルロック部４２のボール４２１が嵌合する半球状の凹部３１が一直線上の２カ所に設けられ、更に、ガイド溝３０Ａ，３０Ｂには、ガイド部材３の図２におけるＰ１，Ｐ２位置に設けられた凹部３１の間隔に合致させて、磁気検出器３２Ａ，３２Ｂが設けられている。また、ガイド溝３０Ａ，３０Ｂは、ステアリングロッド１２の軸方向になるように設けられている。
【００１７】
磁気検出器３２Ａ，３２Ｂは、例えば、ＧＭＲ（Giant magnetoresistive effect：巨大磁気抵抗効果）素子、ＭＲ（Magnetoresistive effect）素子（磁気抵抗効果素子）、ホール素子、ホールＩＣ等からなる。これらの中で、ＧＭＲ素子は、最も検出感度が高いので、高感度の磁気検出器３２Ａ，３２Ｂを得ることができる。
【００１８】
（コイル部４の構成）
コイル部４は、ガイド溝３０Ａ，３０Ｂに嵌入可能な鍔部４４Ａ，４４Ｂを有すると共に後述するロックバー５の軸５２を軸方向に移動可能に軸支してなる非磁性金属等からなるケース４０と、銅線等を所定の巻き数及び直径にしてケース４０内に配設された円筒状のコイル４１と、上記コイルロック部４２、磁気検出器３２Ａ，３２Ｂに対向可能に設置された検知用磁石４３とを備えている。
【００１９】
コイルロック部４２は、収納部４２０と、上記ボール４２１と、収納部４２０に配設されてボール４２１をガイド部材３の方向に附勢するスプリング４２２とを備えている。
【００２０】
ロックバー５は、本体５０と、本体５０の一端に設けられると共にロックバー受け部２の溝２０に嵌入可能なロック部（先端部）５１と、コイルバネからなる弾性部材６が外嵌されると共に本体５０の他端に設けられた軸５２と、弾性部材６を覆うと共に本体５０の軸受け部となるカバー５３とを備えている。
【００２１】
（制御部１０の構成）
図４は、本発明の実施の形態に係るステアリングロック装置の制御部の構成を示すブロック図である。制御部１０は、車両に搭載のエンジン（図示せず）の点火制御及び燃料噴射制御、及び各種電子機器の電源制御等を担当するＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）７と、コイル４１に通電を行う駆動部８とを備えている。更に、ＥＣＵ７には、キースイッチ９及び磁気検出器３２Ａ，３２Ｂが接続されている。
【００２２】
キースイッチ９は、ステアリングロッド１２のユーザーが操作し易い位置に設けられており、キーの有無、「ＬＯＣＫ」、「ＡＣＣ」、「ＯＮ」等のポジションに応じたスイッチ情報が出力されるようになっている。
【００２３】
（ステアリングロック装置１００の動作）
図５は、本発明の実施の形態に係るステアリングロック装置のステアリングロック状態を示す斜視図、図６は、図１、図２及び図５に示すコイル部の移動を説明する図である。以下に、図１〜図６を参照し、ステアリングロック装置１００の動作について説明する。
【００２４】
（ステアリングアンロック動作）
まず、ステアリングアンロック動作について説明する。キーシリンダ（図示せず）にキーが挿入され、「ＬＯＣＫ」以外のポジション（「ＡＣＣ」、「ＯＮ」等）にあるとき、コイル部４及びロックバー５は、図１に示す状態にあり、コイル部４のコイル４１は、非通電の状態にある。このとき、コイルロック部４２のボール４２１は、図２に示すＰ１位置の凹部３１に図３に示すように嵌合し、コイル部４は固定状態にあり、ロックバー５のロック部５１はロックバー受け部２の溝２０から抜け出た状態にある。従って、ロックバー受け部２及びステアリング１１は、回転できる状態にある。
【００２５】
（ステアリングロック動作）
次に、ステアリングロック動作について説明する。車両のユーザーが、キーをキーシリンダの「ＬＯＣＫ」位置にすると、図４に示すキースイッチ９からポジションに応じた信号が出力される。ＥＣＵ７は、キーシリンダが「ＬＯＣＫ」になったことに基づいて駆動部８を動作させてコイル４１に通電する。この通電は、図６に示すように、永久磁石１ＡのＮ極に対して反発力、永久磁石１ＢのＳ極に対して吸引力が生じるようになされる。
【００２６】
上記の通電により、Ｎ極同士が向き合う磁力線が永久磁石１Ａとコイル４１の下端との間に形成され、Ｎ極とＳ極が向き合う磁力線が永久磁石１Ｂとコイル４１の下端との間に形成される結果、コイル部４を図２及び図６の右側へ移動させようとする力が発生し、コイル部４が図２の右方向（Ｆ方向）へ移動し始める。このコイル部４の移動の過程で、コイルロック部４２のボール４２１が図２に示すＰ１位置の凹部３１から抜け、ガイド部材３とコイル部４との間のロックが解除される。また、検知用磁石４３が磁気検出器３２Ｂから離れることにより、ＥＣＵ７は、コイル部４がホームポジションから移動したことを認識する。
【００２７】
コイル部４が移動すると、これに伴って軸５２及びロックバー５がＦ方向へ移動する。このとき、ロックバー５の本体５０が弾性部材６によって押されるので、コイル部４の移動が容易になる。
【００２８】
コイル部４が図２に示す距離Ｌを移動すると、検知用磁石４３が磁気検出器３２Ａに重なる位置に到達する。ＥＣＵ７は、磁気検出器３２Ａの出力状態から、コイル部４が所定位置に到達したことを認識して駆動部８を制御し、コイル４１への通電を停止する。このとき、コイルロック部４２のボール４２１が、図２に示すＰ２位置の凹部３１に嵌入しているため、コイル部４はガイド部材３に係止し、コイル部４の移動がロックされ、コイル部４の自然落下等が抑制される。
【００２９】
このとき、ロックバー５は、ロック部５１がロックバー受け部２の溝２０に対向していれば、ロック部５１が溝２０に嵌入し、ステアリングロック状態になる。この状態では、ステアリング１１を回転させようとしても、ロックバー受け部２がロックバー５によってロックされているので、ステアリング１１を回転させることはできず、盗難防止が可能になる。
【００３０】
なお、溝２０とロック部５１の位置が合わず、ステアリングロックを達成できない場合でも、その後にステアリング１１を回転させたときに、いずれかの溝２０がロック部５１に対向する位置になるので、そのときにロックバー５が弾性部材６によって押されてロック部５１が溝２０に進入し、ステアリングロックが実現するので問題は無い。
【００３１】
（ステアリングロックからステアリングアンロックへの動作）
次に、車両のユーザーが、キーシリンダにキーを挿入し、「ＬＯＣＫ」以外のポジションを選択すると、図４に示すキースイッチ９からポジションに応じたキー情報が出力される。ＥＣＵ７は、キースイッチ９の情報に基づいて駆動部８を動作させ、図６に示す極性とは逆の極性になるようにしてコイル４１への通電を開始する。この通電は、図６に示すように、永久磁石１ＡのＮ極に対して吸引力、永久磁石１ＢのＳ極に対して反発力、即ち、永久磁石１Ａ，１Ｂ側にＳ極が生じるようにする。このために、上記したステアリングロック時の通電とは逆方向に通電する。
【００３２】
上記の通電により、Ｎ極とＳ極が向き合う磁力線が永久磁石１Ａとコイル４１の間に形成され、Ｓ極同士が向き合う磁力線が永久磁石１Ｂとコイル４１の間に形成される結果、永久磁石１Ａ，１Ｂとコイル４１の間には、図２及び図６の左側（Ｒ方向）へコイル部４を移動させようとする力が発生し、コイル部４は図１及び図２のＲ方向へ移動し始める。このコイル部４の移動の過程で、コイルロック部４２のボール４２１がＰ２位置の凹部３１から抜け、ガイド部材３に対するコイル部４のロックが解除される。
【００３３】
コイル部４が、Ｒ方向へ移動すると、これに伴ってロックバー５がＲ方向へ移動し、その過程でロックバー５のロック部５１がロックバー受け部２の溝２０から抜け、ステアリングロッド１２のロックが解除され、ステアリング１１は回転できる状態になる。
【００３４】
コイル部４の移動が進み、検知用磁石４３が磁気検出器３２Ｂに重なる位置に到達すると、ＥＣＵ７は、磁気検出器３２Ｂの出力状態から、コイル部４がホームポジションに到達したことを認識して駆動部８を制御し、コイル４１への通電を停止させる。このとき、図３に示すように、コイルロック部４２のボール４２１が永久磁石１Ｂ寄りの凹部３１に嵌入し、コイル部４はガイド部材３に係止され、コイル部４の移動がロックされる。
【００３５】
（実施の形態の効果）
実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）永久磁石１Ａ，１Ｂとコイル部４により直線運動アクチュエータ(リニアモータ)を構成し、コイル部４にロックバー５を結合し、このロックバー５をステアリングロッド１２の軸方向に平行移動させてステアリングロッド１２をロックしたことにより、ステアリングロッド径方向の張出量を小さくすることができる。この結果、ステアリングロック装置１００の小型化を図ることができる。
（２）ステアリングロック装置１００は、高さが永久磁石１Ａ，１Ｂ、ガイド部材３及びコイル部４の総厚み分程度になるので、ステアリングロッド径方向の張出量を従来構成に比べて低くでき、ステアリングロック装置１００を目立たないデザインにすることができる。
（３）永久磁石１Ａ，１Ｂ、ガイド部材３及びコイル部４からなる直線運動アクチュエータは、回転部を持たないため、動作音を低減することができる。
【００３６】
上記動作説明においては、キー（メカニカルキー）及びキーシリンダを用いた場合を例にしたが、これに限定されるものではなく、電子キーシステム、イモビライザ等を搭載した車両に対しても本発明を適用可能である。
【００３７】
また、上記実施の形態において、直線運動アクチュエータは、永久磁石１Ａ，１Ｂ、ガイド部材３及びコイル部４から成るものとしたが、ロックバー５をステアリングロッド１２の軸方向に移動させる力が得られ、かつ、ステアリングロック装置１００の小型化が図れるのであれば、どのような構成であっても、また、どのような動作原理に基づくものであってもよい。
【００３８】
また、上記実施の形態においては、永久磁石１Ａ，１Ｂをステアリングロッド１２側に設置し、コイル部４をガイド部材３側に設置する構成にし、永久磁石１Ａ，１Ｂよりも軽量で動かし易いことからコイル部４を移動させたが、これらの配置を逆にし、永久磁石１Ａ，１Ｂを移動させてもよい。
【００３９】
また、ロックバー受け部２は、溝２０にロックバー５のロック部５１を挿入させてロックを行うものとしたが、溝２０に代えて、ロックバー受け部２の外周面に衝立状の突出部材を設けてもよい。
【００４０】
また、ロック／アンロック時以外においてコイル部４の移動を規制するためのコイルロック部４２が、ボール４２１とスプリング４２２を備えた構成としたが、この構成に限定されるものではなく、例えば、ソレノイドを用いた構成等も可能である。
【００４１】
更に、永久磁石１Ａ，１Ｂは、円筒型としたが、これを板状等の円筒型以外の形状とし、ガイド部材３に重ねて配設する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るステアリングロック装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すステアリングロック装置のＡ−Ａ線の断面図である。
【図３】図３は、図１に示すステアリングロック装置のＢ−Ｂ線の断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係るステアリングロック装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係るステアリングロック装置のステアリングロック状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、図１、図２及び図５に示すコイル部の移動を説明する図である。
【符号の説明】
【００４３】
１Ａ，１Ｂ  永久磁石、２  ロックバー受け部、３  ガイド部材、４  コイル部、５  ロックバー、６  弾性部材、７  ＥＣＵ、８  駆動部、９  キースイッチ、１０  制御部、１１  ステアリング、１２  ステアリングロッド、２０  溝、３０Ａ，３０Ｂ  ガイド溝、３１  凹部、３２Ａ，３２Ｂ  磁気検出器、４０  ケース、４１  コイル、４２  コイルロック部、４３  検知用磁石、４４Ａ，４４Ｂ  鍔部、５０  本体、５１  ロック部、５２  軸、５３  カバー、１００  ステアリングロック装置、２００  直線運動アクチュエータ、４２０  収納部、４２１  ボール、４２２  スプリング
【図１】
2010006112.tif 000003
【図２】
2010006112.tif 000004
【図３】
2010006112.tif 000005
【図４】
2010006112.tif 000006
【図５】
2010006112.tif 000007
【図６】
2010006112.tif 000008