(57)【要約】【課題】ロック部材の位置を、より正しく検出することができるステアリングロック装置を提供する。【解決手段】ステアリングロック装置１は、ロック部材４と、ロック部材４の直線往復動の動きを磁石１３の回動の動きに変換するリンク機構１０と、磁石１３の磁束を検出するホールセンサ１７及びＭＲセンサ１９とを備える。ホールセンサ１７は、磁束の強さを検出し、ＭＲセンサ１９は、磁束のベクトル方向を検出する。位置演算部２３は、磁束の検出方法が異なるホールセンサ１７及びＭＲセンサ１９出力を用いて、ロック部材４のロック位置及びアンロック位置を検出する。【選択図】図１
2017013641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロック部材がロック位置やアンロック位置に切り替わるときの当該ロック部材の位置を、被検知部を検知可能な検知部から出力される検知信号を基に検出するステアリングロック装置において、
前記ロック部材の位置切り替わりの動きに準じて前記被検知部を作動させるリンク機構と、
前記被検知部を検知可能であり、かつ検出方法が互いに異なる第１検知部及び第２検知部と、
前記第１検知部及び第２検知部の出力の組み合わせに基づき、前記ロック部材の位置を求める位置演算部と
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】
前記リンク機構は、前記ロック部材の作動を前記被検知部の回動の動きに変換する
請求項１に記載のステアリングロック装置。
【請求項３】
前記リンク機構は、ロック位置の前記ロック部材がアンロック位置に移動するとき、前記被検知部を軸回りに半回転させ、アンロック位置の前記ロック部材がロック位置に移動するとき、前記被検知部をアンロック時とは逆方向に半回転させる
請求項２に記載のステアリングロック装置。
【請求項４】
前記被検知部は、磁石であり、
前記第１検知部は、前記磁石の側方に配置され、前記第２検知部は、当該磁石の下方に配置されている
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のステアリングロック装置。
【請求項５】
第１検知部は、ホールセンサであり、第２検知部は、ＭＲセンサである
請求項１〜４のうちいずれか一項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、ステアリングホイールの操作をロック可能なステアリングロック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両には、車両盗難に対するセキュリティ性確保のためにステアリングロック装置が搭載されている。この種のステアリングロック装置には、ロック部材をアクチュエータ等によって作動させる電動式が周知である（特許文献１，２等参照）。電動ステアリングロック装置の場合、ロック部材の位置を検出することにより、作動状態がロック状態かアンロック状態のいずれであるのかを判定する。ロック部材の位置は、例えばロック位置及びアンロック位置のそれぞれにホールセンサを配置し、ホールセンサの出力を基にロック部材の位置を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０５６４６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０８３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ホールセンサを使用した方式の場合、ホールセンサに付与されている磁束が、ロック部材に取り付けられた磁石によるものか、又は外部からの影響によるものかを判別することができない。よって、ロック部材の位置を正確に検出できない可能性があり、何らかの対策が必要であった。
【０００５】
本発明の目的は、ロック部材の位置を、より正しく検出することができる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】
【０００６】
前記問題点を解決するステアリングロック装置は、ロック部材がロック位置やアンロック位置に切り替わるときの当該ロック部材の位置を、被検知部を検知可能な検知部から出力される検知信号を基に検出する構成において、前記ロック部材の位置切り替わりの動きに準じて前記被検知部を作動させるリンク機構と、前記被検知部を検知可能であり、かつ検出方法が互いに異なる第１検知部及び第２検知部と、前記第１検知部及び第２検知部の出力の組み合わせに基づき、前記ロック部材の位置を求める位置演算部とを備えた。
【０００７】
本構成によれば、互いに被検知部の検知方法が異なる第１検知部及び第２検知部の２つの出力を用いてロック部材の位置を判定するので、例えば１つの検知部のみでは判定することができなかったロック部材の位置についても、位置を識別することが可能となる。よって、検知部を１つのみ使用していたときと比較して、ロック部材の位置を、より正しく検出することが可能となる。
【０００８】
前記ステアリングロック装置において、前記リンク機構は、前記ロック部材の作動を前記被検知部の回動の動きに変換することが好ましい。この構成によれば、リンク機構によって被検知部を作動させるにあたり、被検知部を回動させるだけでよいので、リンク機構の構造が簡素で済む。
【０００９】
前記ステアリングロック装置において、前記リンク機構は、ロック位置の前記ロック部材がアンロック位置に移動するとき、前記被検知部を軸回りに半回転させ、アンロック位置の前記ロック部材がロック位置に移動するとき、前記被検知部をアンロック時とは逆方向に半回転させることが好ましい。この構成によれば、ロック部材のロック位置→アンロック位置への移動、及びロック部材をアンロック位置→ロック位置へ戻すにあたり、被検知部を正転又は逆転させるだけの構成で済むので、リンク機構の構造の簡素化に一層有利となる。
【００１０】
前記ステアリングロック装置において、前記被検知部は、磁石であり、前記第１検知部は、前記磁石の側方に配置され、前記第２検知部は、当該磁石の下方に配置されていることが好ましい。この構成によれば、装置コストが安価で済む。
【００１１】
前記ステアリングロック装置において、第１検知部は、ホールセンサであり、第２検知部は、ＭＲセンサであることが好ましい。この構成によれば、例えば一様な外部磁界によって２つのセンサ（ホールセンサ、ＭＲセンサ）がともに反応することがないので、ロック部材の位置を検出するにあたり、外部磁束による影響を受け難くすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ロック部材の位置を、より正しく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態のロック時のステアリングロック装置のロック時の概略構成図。
【図２】アンロック時のステアリングロック装置の概略構成図。
【図３】ホールセンサ及びＭＲセンサの出力波形図。
【図４】別例のホールセンサ及びＭＲセンサの出力波形図。
【図５】他の別例のホールセンサの出力波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、ステアリングロック装置の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１に示すように、ステアリングロック装置１は、ステアリングシャフト２の凹部３に係脱可能なロック部材４と、ロック部材をロック位置又はアンロック位置に移動させるときの駆動源となるアクチュエータ５とを備える。このように、本例のステアリングロック装置１は、ロック部材４のロック位置及びアンロック位置への作動をアクチュエータ５により行う電動式である。アクチュエータ５は、例えばモータであることが好ましい。
【００１５】
ロック部材４は、アクチュエータ５を駆動源にして直線方向にスライド往復動可能なロックバーである。例えば、アクチュエータ５によってロック部材４がアンロック位置からロック位置に移動すると、ステアリングシャフト２に設けられた凹部３にロック部材４が係止し、ロック状態となる。一方、アクチュエータ５によってロック部材４がロック位置からアンロック位置に移動すると、前述の凹部３からロック部材４が離脱し、アンロック状態となる。
【００１６】
ステアリングロック装置１は、ロック部材４のロック位置及びアンロック位置を検出する位置検出機構８を備える。本例の位置検出機構８は、ロック部材４と連動する被検知部９と、ロック部材４及び被検知部９の間に介在されたリンク機構１０と、被検知部９を検知可能な複数（本例は２つ）の第１検知部１１及び第２検知部１２とを備える。
【００１７】
図１及び図２に示すように、リンク機構１０は、ロック部材４の位置切り替わりの動きに準じて被検知部９を作動させる。本例のリンク機構１０は、ロック部材４の直線方向の動きを、例えば被検知部９としての磁石１３の軸１４回りの回動の動きに変換する。磁石１３の軸１４は、ロック部材４のスライド移動方向に対して直交する向きをとる。リンク機構１０は、ロック位置のロック部材４がアンロック位置に移動するとき、磁石１３を軸１４回りに半回転させ、アンロック位置のロック部材４がロック位置に移動するとき、磁石１３をアンロック時とは逆方向に半回転させる。
【００１８】
第１検知部１１及び第２検知部１２は、被検知部９の検出方法が互いに異なる。本例の場合、第１検知部１１は、磁石１３から発生する磁束の強さを検出可能なホールセンサ（ホールＩＣ）１７からなる。本例のホールセンサ１７は、基板１８に実装されるとともに磁石１３の側方に配置され、磁石１３の磁極を検出する。ホールセンサ１７は、磁石１３を交番検知し、２値の検出信号Ｓ１を出力する。例えば、ホールセンサ１７は、Ｎ極を検出するときにＬｏレベル信号を出力し、Ｓ極を検出するときにＨｉレベル信号を出力する。
【００１９】
第２検知部１２は、磁石１３から発生する磁束の方向を検出可能なＭＲセンサ（磁気抵抗センサ）１９からなる。ＭＲセンサ１９は、例えば４つの磁気抵抗素子をブリッジ状に組んだ回路からなる。ＭＲセンサ１９は、基板２０に実装されるとともに磁石１３の下方に配置され、磁石１３から付与される磁束のベクトル検出を行う。本例のＭＲセンサ１９は、磁石１３の回転位置に応じた電圧レベルの検出信号Ｓ２を出力する。ホールセンサ１７及びＭＲセンサ１９は、ホールセンサ１７の磁束検知面を１７ａとし、ＭＲセンサ１９の磁束検知面を１９ａとすると、これら磁束検知面１７ａ，１９ａが直交する向きをとるように配置されている。
【００２０】
ステアリングロック装置１は、第１検知部１１及び第２検知部１２の出力を基にロック部材４の位置を求める位置演算部２３を備える。位置演算部２３は、第１検知部１１及び第２検知部１２の出力の組み合わせに基づき、ロック部材４の位置（ロック位置、アンロック位置）を求める。
【００２１】
次に、図１〜図３を用いて、ステアリングロック装置１（位置検出機構８）の動作を説明する。
図３に示すように、例えばロック部材４がロック位置に位置するとき、ホールセンサ１７には、磁石１３のＮ極が対向する。このため、ホールセンサ１７は、磁石１３のＮ極を検出し、検出信号Ｓ１としてＬｏレベル信号を位置演算部２３に出力する。また、ＭＲセンサ１９には、図１及び図２の紙面において左から右へ向かうベクトル方向の磁束がかかる。これにより、ＭＲセンサ１９は、そのベクトル方向の磁束に応じた検出信号Ｓ２（具体的には低い電圧レベル）を位置演算部２３に出力する。
【００２２】
位置演算部２３は、ホールセンサ１７からＬｏレベル信号を入力し、ＭＲセンサ１９の出力が電圧Ｖａ以下であることを確認すると、ロック部材４がロック位置に位置すると判定する。すなわち、ホールセンサ１７からＬｏレベル信号を入力するのみならず、ＭＲセンサ１９から電圧Ｖａ以下の検出信号Ｓ２を入力することも踏まえ、ロック部材４がロック位置に位置すると判断される。
【００２３】
図１→図２の流れで図示するように、ロック部材４がロック位置からアンロック位置に移動するときには、このときのロック部材４のスライド移動に伴い、リンク機構１０を通じて磁石１３が軸１４回りに半回転する。このとき、ロック部材４が紙面左方向にスライド移動するに連れて、磁石１３からホールセンサ１７及びＭＲセンサ１９にかかる磁束が変化していく。
【００２４】
図３に戻り、ロック部材４がロック位置からアンロック位置に移動する過程で、ホールセンサ１７の出力は、ある地点でＬｏレベルからＨｉレベルに切り替わる。しかし、位置演算部２３は、ホールセンサ１７の出力がＨｉレベルに切り替わっても、ＭＲセンサ１９の出力が電圧Ｖａ〜Ｖｂの範囲にあること、すなわち検出信号Ｓ２が電圧Ｖｂに到達していないことをもって、ロック部材４は未だアンロック位置に位置していないと判定する。このように、本例の場合、ＭＲセンサ１９の出力電圧から、ロック位置及びアンロック位置の間のどの位置にロック部材４があるのかを判定できるので、ホールセンサ１７の出力がＨｉレベルに切り替わった時点で直ちにロック部材４がロック位置に位置したと判定されることはない。
【００２５】
ロック部材４がアンロック位置に位置すると、ホールセンサ１７には、磁石１３のＳ極が対向する。ホールセンサ１７は、Ｓ極の検出タイミングにおいて、検出信号Ｓ１としてＨｉレベル信号を位置演算部２３に出力する。また、磁石１３が半回転したとき、ＭＲセンサ１９にかかる磁束の向きは、図１及び図２の紙面において右から左へ向かうベクトル方向に変化していく。これにより、ＭＲセンサ１９は、そのベクトル方向の磁束に応じた検出信号Ｓ２（具体的には高い電圧レベル）を位置演算部２３に出力する。
【００２６】
位置演算部２３は、ホールセンサ１７からＨｉレベル信号を入力し、ＭＲセンサ１９の出力が電圧Ｖｂ以上であることを確認すると、ロック部材４がアンロック位置に位置したと判定する。すなわち、ホールセンサ１７からＨｉレベル信号を入力するのみならず、ＭＲセンサ１９から電圧Ｖｂ以上の検出信号Ｓ２を入力することも踏まえ、ロック部材４がアンロック位置に切り替わったと判断される。
【００２７】
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）互いに検出方法が異なる第１検知部１１及び第２検知部１２を設け、これら２つの出力を用いてロック部材４の位置を判定するので、例えば第１検知部１１（交番検知のホールセンサ）のみでは判定することができなかったロック部材４の位置についても、位置を識別することが可能となる。よって、ロック部材４の位置を、より正しく検出することができる。
【００２８】
（２）ロック部材４の位置を判定するにあたり、ホールセンサ１７の出力から作動状態（ロック状態、アンロック状態）を判定するとともに、アナログ出力のＭＲセンサ１９によって、ロック位置がどの位置にあるのかを識別することができる。よって、従来よりも正確にロック部材４の位置を判定することができる。すなわち、ホールセンサ１７のみの出力では判定することができなかったロック部材４の中間状態（ロック位置及びアンロック位置の間の範囲）について、位置を判定することができる。
【００２９】
（３）リンク機構１０は、ロック部材４のスライド往復動に応じて被検知部９（磁石１３）を回動させるものである。よって、リンク機構１０によって被検知部９をロック部材４の動きに応じて作動させるにあたり、被検知部９を回動させるだけで済むので、リンク機構１０の構造が簡素で済む。
【００３０】
（４）リンク機構１０は、ロック位置のロック部材４がアンロック位置に移動するとき、被検知部９（磁石１３）を軸１４回りに半回転させ、アンロック位置のロック部材４をロック位置に移動するとき、被検知部９をアンロック時とは逆方向に半回転させる。よって、ロック部材４のロック→アンロックへの移動、及びロック部材４をアンロック→ロックへ戻すにあたり、被検知部９を正転又は逆転させるだけの構成で済むので、リンク機構１０の構造の簡素化に一層有利となる。
【００３１】
（５）被検知部９を磁石１３とし、第１検知部１１（ホールセンサ１７）を磁石１３の側方に配置し、第２検知部１２（ＭＲセンサ１９）を磁石１３の下方に配置することにより、これら第１検知部１１及び第２検知部１２からロック部材４の位置判定に必要な出力を得る。よって、本例の場合は、被検知部９を磁石１３としつつ、第１検知部１１及び第２検知部１２を前述の配置パターンとするだけでよいので、装置コストが安価で済む。
【００３２】
（６）ホールセンサ１７は磁束の強さを検出するセンサであり、ＭＲセンサ１９は磁束のベクトル方向を検出する。よって、例えば一様な外部磁界によって２つのセンサがともに反応することがないので、ロック部材の位置を検出するにあたり、外部磁束による影響を受け難くすることができる。
【００３３】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・図４に示すように、本例のリンク機構１０は、ロック部材４がロック位置／アンロック位置の間を往動（復動）するときに磁石１３を複数回転させる構造をとってもよい。この場合、ホールセンサ１７は、ロック部材４がロック位置→アンロック位置（その逆もあり）に移動するときに複数周期の検出信号（パルス信号）Ｓ１を出力する。同様に、ＭＲセンサ１９も、ロック部材４がロック位置→アンロック位置（その逆もあり）に移動するときに複数周期のアナログ状の検出信号Ｓ２を出力する。そして、これら信号波形の組み合わせを確認することにより、ロック部材４のロック位置／アンロック位置を検出するようにしてもよい。この場合、パルス信号やアナログ信号の周期の数から、ロック部材４の位置を判定することができる。
【００３４】
・図５に示すように、ホールセンサ１７は、アナログ出力タイプとしてもよい。この場合、ホールセンサ１７から出力されるアナログ波形の検出信号Ｓ１を基に、ロック部材４の位置が判定される。よって、高精度な位置検出を行うのに有利となる。
【００３５】
・第１検知部１１は、１つではなく複数設けられてもよい。具体例としては、ロック部材４のスライド移動方向の両側に第１検知部１１を設けて、ロック部材４の位置を判定してもよい。こうすれば、ロック部材４の位置をより正しく判定するのに一層有利となる。
【００３６】
・ロック部材４は、直線移動する動きをとるものに限らず、例えば回転するなど、他の作動形式に変更可能である。
・ＭＲセンサ１９の配置向きは、磁石１３の取り付け向きに応じて、適宜変更可能である。
【００３７】
・被検知部９は、ロック部材４の作動に応じて回動する動きをとるものに限定されず、例えば直線移動や揺動運動するなど、他の作動形式に変更可能である。これに応じてリンク機構１０の構造も適宜変更できる。
【００３８】
・リンク機構１０は、磁石１３を一方向のみに回動させる構造としてもよい。
・被検知部９は、磁石１３に限らず、他の部材に変更可能である。
・第１検知部１１及び第２検知部１２の配置位置や配置向きは、所望の出力を得ることができるのであれば、他のパターンに変更可能である。
【００３９】
・第１検知部１１及び第２検知部１２は、検出方向が異なるものであれば、種々のセンサ類に変更可能である。
・ステアリングロック装置１は、電動式に限らず、ユーザの操作力によって機械的にロック部材４を作動させる機械式としてもよい。
【００４０】
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。
（イ）前記ステアリングロック装置において、前記リンク機構は、前記ロック部材が作動したときに前記検知部に対する前記被検知部の作動状態を変化させられるように、前記ロック部材の動きに応じて当該被検知部を作動させるものである。この構成によれば、被検知部の動きのスペースを確保する必要がないので、装置サイズの小型化に有利となる。
【符号の説明】
【００４１】
１…ステアリングロック装置、４…ロック部材、９…被検知部、１０…リンク機構、１１…検知部（第１検知部）、１２…検知部（第２検知部）、１４…磁石の軸、１７…第１検知部の一例であるホールセンサ、１９…第２検知部の一例であるＭＲセンサ、２３…位置演算部、Ｓ１，Ｓ２…検知部の検出信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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