ステアリングロック装置
【課題】構造が簡単で、小型化が可能なステアリングロック装置を提供する。
【解決手段】ロックバー３８の側部３８ｃは、カム部３３ｂの頂部３３ｃと接しているとき、ステアリングシャフト１２０は、アンロック状態にある。このとき、ＥＣＵ１００は、圧電素子３５に電力を供給し、ロックバー３８の側部３８ｃと共に頂部３３ｃに接していた圧電素子３５は、頂部３３ｃを図７の下方向に押さえるように長さの変化を行い、頂部３３ｃと圧電素子３５の保護部材３５ｂとの摩擦力によって、ギア３３の回転が規制され、アンロック状態が保持される。
【解決手段】ロックバー３８の側部３８ｃは、カム部３３ｂの頂部３３ｃと接しているとき、ステアリングシャフト１２０は、アンロック状態にある。このとき、ＥＣＵ１００は、圧電素子３５に電力を供給し、ロックバー３８の側部３８ｃと共に頂部３３ｃに接していた圧電素子３５は、頂部３３ｃを図７の下方向に押さえるように長さの変化を行い、頂部３３ｃと圧電素子３５の保護部材３５ｂとの摩擦力によって、ギア３３の回転が規制され、アンロック状態が保持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングロック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、装置本体内部に設けられ、ステアリング系の回転部材の係合部に向かって進退自在に移動し、また、段差状の係合部を有するロックピンと、装置本体内部のロックピンの側面に対応した面に設けられ、ロックピンの係合部と係合するプランジャ、及び、ロックピンの側面に向かってプランジャに弾性力を付加するばねを有するソレノイドとを備えたステアリングロック装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このステアリングロック装置によると、ソレノイドは、印加された印加電圧のオン・オフによってプランジャの進退を制御し、ステアリング系がアンロック状態のとき、ソレノイドに印加される印加電圧がオフにされるので、ばねの弾性力によってプランジャがロックピンの係合部と係合し、ステアリング系のアンロック状態を保持する。
【特許文献１】特開２００４−３５２１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のステアリングロック装置は、ステアリング系のアンロック状態を保持する機構としてソレノイドを用いているため、部品点数が多く、また、ステアリングロック装置全体が大きくなる傾向にあった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、構造が簡単で、小型化が可能な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】
本発明は上記目的を達成するため、凹部を有し、ステアリングと接続され、前記ステアリングになされた操作を車両の車輪に伝達するステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの前記凹部に対応した位置に設けられ、前記凹部に進入することで前記ステアリングシャフトをロックするロックバーと、前記ロックバーを駆動する駆動部と、電力が供給されることによって長さの変化が生じ、前記長さの変化によって前記駆動部、又は前記ロックバーの動きを規制し、前記凹部に対する前記ロックバーの位置を保持する圧電素子とを備えたことを特徴とするステアリングロック装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
このような構成によれば、構造が簡単で、小型化が可能なステアリングロック装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明のステアリングロック装置の実施の形態を図面を参考にして詳細に説明していく。
【０００９】
[実施の形態]
（車両１の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る車両内部の概略図である。車両１は、回転させることによって車両１の進行方向を変化させるステアリング１０と、筒状で、その内部に後述するステアリングシャフトを有するステアリングコラムポスト１１と、スイッチ類等の取付部を覆うコラムカバー１２と、差し込まれたキーのＩＤを照合するキーシリンダ１３と、キーシリンダ１３からキーが抜かれたとき、後述するステアリングシャフトをロックするステアリングロック装置２とを有している。
【００１０】
（ステアリングロック装置２の構成）
図２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図である。ステアリングロック装置２は、ロック機構部３と、ステアリングコラムポスト１１内に収容された、後述するステアリングシャフトとで構成され、ロック機構部３は、ねじ２３と結合するねじ受け２１を備えたカバー２０と、カバー２０のねじ受け２１に対応する位置にねじ２３が貫通するねじ貫通孔２４を備えたケース２２との内部に、配置されている。
【００１１】
ケース２２は、コ字状で、開口２６を備えたコ字状凸部２５と、後述するロックバー３８のバー３８ｄが貫通するロックバー貫通孔２７と、ロック機構部３のコネクタ３７に対応する位置にコネクタ貫通孔２８を備え、ロック機構部３をケース２２に固定する溝である溝部２９とを有している。
【００１２】
また、ケース２２は、取付部材１１０を用いることによってステアリングコラムポスト１１に固定される。その方法は、ステアリングコラムポスト１１に取付部材１１０の凹部１１１をはめ込み、取付部材１１０に設けられたねじ貫通孔１１３にねじ１１２を挿入し、ケース２２に設けられたねじ受け２４ａによって、ねじ１１２を固定して行われる。なお、ケース２２の取付部材１１０に対応する位置には、ステアリングコラムポスト１１の形状に対応した図示しない凹部が形成されており、また、ケース２２のねじ貫通孔２４に対応した位置にある取付部材１１０のねじ貫通孔１１３には、ケース２２とカバー２０を固定するためのねじ２３ａが挿入され、取付部材１１０及びケース２２が、ねじ２３ａによってカバー２０のねじ受け２１に固定されている。
【００１３】
（ロック機構部３の構成）
図３は、本発明の実施の形態に係るロック機構部の概略図であり、図４は、本発明の実施の形態に係るロック機構部の取付部付近の拡大図であり、図５は、本発明の実施の形態に係るステアリングロックに関する信号を流れを表すブロック図であり、図６は、本発明の実施の形態に係るロック時におけるロック機構部の概略図である。図６（ａ）は、正面図、図６（ｂ）は、側面図であり、見やすくするため、動作の説明に必要な部分のみを図示し、図６（ａ）においては、ロックバー３８を点線で表している。
【００１４】
（ロック機構３について）
ロック機構部３は、駆動部としてのギア３３、及びモータ３４と、圧電素子３５と、ロックバー３８とを備えており、ギア３３、モータ３４及び圧電素子３５は、ケース３０に設けられ、ケース３０は、ねじ３２によってカバー３１と固定されている。図３に示す各ケーブル３４０、３５０は、ケーブル３６としてまとめられ、コネクタ３７を介して、図５に示すＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００に接続されている。
【００１５】
（ギア３３について）
ギア３３は、ギア部３３ａと、カム部３３ｂとを有し、カム部３３ｂは、勾玉に似た形状を備え、後述するロックバー３８の突出部３８ｅを最小にする頂部３３ｃと、突出部３８ｅを最大にする底部３３ｅと、頂部３３ｃと底部３３ｅとの間の曲線形状を有する部分である曲部３３ｄとが設けられている。カム部３３ｂの形状はこれに限定されず、ギア３３の回転によって突出部３８ｅの長さの変化が得られる形状であれば良い。
【００１６】
（モータ３４について）
モータ３４は、内部に図示しないコイルや磁石等を有する本体３４ａと、矢印Ａ又は矢印Ｂ方向に回転するシャフト３４ｂと、シャフト３４ｂに設けられ、ギア３３の山部３３０と谷部３３１のピッチに合わせたねじ山３４ｄを有するねじ部３４ｃと、外部電源からの電力が伝播するケーブル３４０とを備えている。
【００１７】
（圧電素子３５について）
圧電素子３５は、例えば、ＰＺＴ材（チタン酸―ジルコン酸―鉛）等のセラミックスを積層されたものであり、図４に示すように、ケース３０に設けられた取付部３００の凹部３００ａに設けられ、凹部３００ａから突出した長さＲの部分を突出部３５ａと呼ぶことにする。圧電素子３５は、ケーブル３５０によって外部電源から電力の供給を受けており、その先端には、カム部３３ｂとの摩擦による磨耗から保護するための保護部材３５ｂが設けられている。なお、保護部材３５ｂは、摩擦係数が大きく、磨耗しにくい樹脂、又は金属で作製され、凹部３００ａ内で圧電素子３５と接触する構成としても良い。
【００１８】
また、圧電素子３５は、圧電体に印加された力を電圧に変換する、あるいは電圧を力に変換する、圧電効果を利用した受動素子であり、本実施の形態においては、印加された電圧を力に変換するときの、厚み方向の長さの変化、すなわち、突出部３５ａの長さＲの変化、及びその変位方向に発生する大きな力を利用して、ギア３３の動きを規制し、後述するステアリングシャフト１２０の凹部１２２に対するロックバー３８の位置を保持する。本実施の形態において圧電素子３５は、カム部３３ｂが、図４に示す頂部３ｃと接するように設置されているものとする。なぜなら、積層タイプの圧電素子３５は、一例として、変位方向に複数のピエゾ板を２０ｍｍ積層した場合、電圧を印加したときの変位は、約２０μｍ程度しかないためである。なお、圧電素子３５が直接カム部３３ｂに接触する構成以外でも、例えば、公知の変位拡大機構を用いて小型であっても変位量を大きくとれる構成としても良く、これに限定されない。
【００１９】
圧電素子３５は、電圧が印加され、突出部３５ａの長さＲの変化が得られたとき、ギア３３のカム部３３ｂに接するように構成されている。このため、ギア３３の回転を規制するロック機構部３の構造が簡単になり、従来のものに比べて、より一層小型化することが可能になる。更に、従来のステアリングロック装置は、ギアと装置本体の一部に設けられた突起によって、ギアの動きを規制するときに生じる不快な音が発生することがあるが、本実施の形態においては、そのような不快な音が発生することが無い。なお、圧電素子３５は、ギア３３のカム部３３ｂに接することで、ロックバー３８の動きを規制したが、ギア３３の他の部分、及び、ロックバー３８に接することで、ロックバー３８の動きを規制するような構成にしても良い。
【００２０】
（ロックバー３８について）
ロックバー３８は、ストッパ３８ａとバー３８ｄによって構成され、ストッパ３８ａには、側部３８ｃを有するＬ字状の凸部３８ｂが設けられ、側部３８ｃが、ギア３３のカム部３３ｂの頂部３３ｃ、曲部３３ｄ、又は底部３３ｅに接しており、カム部３３ｂのどの部分に接するかによってケース３０から突出する突出部３８ｅの長さＬが変化する。また、凸部３８ｂの側部３８ｃに垂直な面には、突起部３８ｆが設けられ、バー３８ｄに設けられた凹部３８ｇを突起部３８ｆにはめ込むことによって、バー３８ｄは、ストッパ３８ａに固定される。
【００２１】
（ステアリングシャフト１２０について）
ステアリングシャフト１２０は、ステアリング１０と接続され、ステアリング１０になされた操作を車両１の図示しない車輪に伝達する。また、ステアリングコラムポスト１１及びステアリングシャフト１２０は、図６に示すように、ロックバー３８の突出部３８ｅが進入する凹部１２２を有し、ステアリングコラムポスト１１の内部とステアリングシャフト１２０との間に、ステアリングシャフト１２０がスムーズにステアリングコラムポスト１１内を回転するための隙間１２１を有している。
【００２２】
（ステアリングロック装置２の制御について）
ＥＣＵ１００は、車両１の電気系統を制御し、キーシリンダ１３から施錠信号Ｓａが送信されたとき、施錠信号Ｓａをロック信号ＳＡとしてステアリングロック装置２に送信し、キーシリンダ１３から解錠信号Ｓｂが送信されたとき、解錠信号Ｓｂをアンロック信号ＳＢとしてステアリングロック装置２に送信するように構成されている。施錠信号Ｓａは、キーが抜かれたことを表す信号であり、ロック信号ＳＡは、後述するステアリングシャフトのロックを行うために、モータ３４と圧電素子３５を制御する信号であり、解錠信号Ｓｂは、図示しないキーと車両１のＩＤが照合され、ＩＤが一致したことを表す信号であり、アンロック信号ＳＢは、後述するステアリングシャフトのアンロックを行うために、モータ３４と圧電素子３５を制御する信号である。
【００２３】
（動作）
以下に本発明の実施の形態におけるステアリングロック装置の動作を図１から図６を参照し、後述する図７を引用しつつ詳細に説明する。
【００２４】
（ロック時の動作）
車両１を運転していた運転者が、エンジンを停止し、施錠してキーをキーシリンダ１３から抜いたとき、キーシリンダ１３から施錠信号Ｓａを受信したＥＣＵ１００は、車両１を操作不能にするため、ステアリングシャフト１２０をロックするロック信号ＳＡをステアリングロック装置２に送信する。
【００２５】
ＥＣＵ１００から送信されたロック信号ＳＡを受信したステアリングロック装置２は、ロック信号ＳＡに基づいて、図３に示すアンロック状態から、モータ３４を矢印Ａ方向に回転させ、ギア３３の谷部３３１に挿入されたモータ３４のねじ部３４ｃの回転によってギア３３を矢印Ｃ方向に回転させる。
【００２６】
このとき、ギア３３の頂部３３ｃと接していたロックバー３８の側部３８ｃは、ギア３３の矢印Ｃ方向の回転によって曲部３３ｄに接し、突出部３８ｅの長さＬも徐々に大きくなる。やがて突出部３８ｅは、ステアリングコラムポスト１１とステアリングシャフト１２０とに設けられた凹部１２２に進入し、ステアリングシャフト１２０のロックが完了したとき、ＥＣＵ１０は、モータ３４を停止させるため、ステアリングロック装置２に対する電力の供給を停止し、ステアリングシャフト１２０のロック状態は、保持される。
【００２７】
（アンロック時の動作）
図７は、本発明の実施の形態に係るアンロック時におけるロック機構部の概略図である。図７（ａ）は、正面図、図７（ｂ）は、側面図であり、見やすくするため、動作の説明に必要な部分のみを図示し、図７（ａ）においては、ロックバー３８を点線で表している。
【００２８】
運転者が、図示しないキーをキーシリンダ１３に差し込み、車両１のＩＤとキーのＩＤとが一致したとき、キーシリンダ１３から解錠信号Ｓｂを受信したＥＣＵ１００は、車両１を操作可能にするため、ステアリングシャフト１２０のロックを解除するアンロック信号ＳＢをステアリングロック装置２に送信する。
【００２９】
ＥＣＵ１００から送信されたアンロック信号ＳＢを受信したステアリングロック装置２は、アンロック信号ＳＢに基づいて、図６に示すロック状態から、図３に示すモータ３４を矢印Ｂ方向に回転させ、ギア３３の谷部３３１に挿入されたモータ３４のねじ部３４ｃの回転によってギア３３を矢印Ｄ方向に回転させる。
【００３０】
このとき、ギア３３の底部３３ｅと接していたロックバー３８の側部３８ｃは、ギア３３の矢印Ｄ方向の回転によって曲部３３ｄに接し、ギア３３の回転が進むにつれて、突出部３８ｅの長さＬも徐々に小さくなる。やがて突出部３８ｅは、ステアリングコラムポスト１１とステアリングシャフト１２０とに設けられた凹部１２２から抜け出し、ロックバー３８の側部３８ｃ、及び圧電素子３５の保護部材３５ｂがギア３３の頂部３３ｃに接するとき、アンロック状態になる。そのとき、ＥＣＵ１０は、モータ３４を停止させるため、ステアリングロック装置２に対する電力の供給を停止し、更に、ステアリングシャフト１２０のアンロック状態を保持するため、圧電素子３５に電力を供給する。
【００３１】
このとき圧電素子３５は、頂部３３ｃを図７の下方向に押さえるように長さの変化を行い、頂部３３ｃと圧電素子３５の保護部材３５ｂの摩擦力によって、ギア３３の回転が規制され、ステアリングシャフト１２０の凹部１２２に対するロックバー３８の位置が、保持される。これは、車両１の走行中等に発生する振動などによって、ロックバー３８の突出部３８ｅが、ステアリングシャフト１２０の凹部１２２に進入することを防止するためであり、キーがキーシリンダ１３から抜かれるまで、保持される。
【００３２】
（効果）
上記した実施の形態によると、圧電素子３５を用いることによって、構造が従来よりも簡単になり、また、小型化が可能なステアリングロック装置２を提供することができる。
【００３３】
なお、本発明は、上記の実施の形態によって限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能であるのは、言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両内部の概略図である。
【図２】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図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るロック機構部の概略図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るロック機構部の取付部付近の拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るステアリングロックに関する信号を流れを表すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るロック時におけるロック機構部の概略図であり、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、側面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るアンロック時におけるロック機構部の概略図であり、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、側面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…車両、２…ステアリングロック装置、３…ロック機構部、１０…ステアリング、１１…ステアリングコラムポスト、１２…コラムカバー、１３…キーシリンダ、２０…カバー、２１…ねじ受け、２２…ケース、２３…ねじ、２３ａ…ねじ、２４…ねじ貫通孔、２５…コ字状凸部、２６…開口、２７…ロックバー貫通孔、２８…コネクタ貫通孔、２９…溝部、３０…ケース、３１…カバー、３２…ねじ、３３…ギア、３３ａ…ギア部、３３ｂ…カム部、３３ｃ…頂部、３３ｄ…曲部、３３ｅ…底部、３４…モータ、３４ａ…本体、３４ｂ…シャフト、３４ｃ…ねじ部、３４ｄ…ねじ山、３５…圧電素子、３５ａ…突出部、３５ｂ…保護部材、３６…ケーブル、３７…コネクタ、３８…ロックバー、３８ａ…ストッパ、３８ｂ…凸部、３８ｃ…側部、３８ｄ…バー、３８ｅ…突出部、３８ｆ…突起部、３８ｇ…凹部、１１０…取付部材、１１１…凹部、１１３…ねじ貫通孔、１２０…ステアリングシャフト、１２１…隙間、１２２…凹部、３００…取付部、３００ａ…凹部、３３０…山部、３３１…谷部、３４０…ケーブル、３５０…ケーブル、Ａ〜Ｄ…矢印、Ｌ、Ｒ…長さ、Ｓａ…施錠信号、Ｓｂ…解錠信号、ＳＡ…ロック信号、ＳＢ…アンロック信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングロック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、装置本体内部に設けられ、ステアリング系の回転部材の係合部に向かって進退自在に移動し、また、段差状の係合部を有するロックピンと、装置本体内部のロックピンの側面に対応した面に設けられ、ロックピンの係合部と係合するプランジャ、及び、ロックピンの側面に向かってプランジャに弾性力を付加するばねを有するソレノイドとを備えたステアリングロック装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このステアリングロック装置によると、ソレノイドは、印加された印加電圧のオン・オフによってプランジャの進退を制御し、ステアリング系がアンロック状態のとき、ソレノイドに印加される印加電圧がオフにされるので、ばねの弾性力によってプランジャがロックピンの係合部と係合し、ステアリング系のアンロック状態を保持する。
【特許文献１】特開２００４−３５２１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のステアリングロック装置は、ステアリング系のアンロック状態を保持する機構としてソレノイドを用いているため、部品点数が多く、また、ステアリングロック装置全体が大きくなる傾向にあった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、構造が簡単で、小型化が可能な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】
本発明は上記目的を達成するため、凹部を有し、ステアリングと接続され、前記ステアリングになされた操作を車両の車輪に伝達するステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの前記凹部に対応した位置に設けられ、前記凹部に進入することで前記ステアリングシャフトをロックするロックバーと、前記ロックバーを駆動する駆動部と、電力が供給されることによって長さの変化が生じ、前記長さの変化によって前記駆動部、又は前記ロックバーの動きを規制し、前記凹部に対する前記ロックバーの位置を保持する圧電素子とを備えたことを特徴とするステアリングロック装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
このような構成によれば、構造が簡単で、小型化が可能なステアリングロック装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明のステアリングロック装置の実施の形態を図面を参考にして詳細に説明していく。
【０００９】
[実施の形態]
（車両１の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る車両内部の概略図である。車両１は、回転させることによって車両１の進行方向を変化させるステアリング１０と、筒状で、その内部に後述するステアリングシャフトを有するステアリングコラムポスト１１と、スイッチ類等の取付部を覆うコラムカバー１２と、差し込まれたキーのＩＤを照合するキーシリンダ１３と、キーシリンダ１３からキーが抜かれたとき、後述するステアリングシャフトをロックするステアリングロック装置２とを有している。
【００１０】
（ステアリングロック装置２の構成）
図２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図である。ステアリングロック装置２は、ロック機構部３と、ステアリングコラムポスト１１内に収容された、後述するステアリングシャフトとで構成され、ロック機構部３は、ねじ２３と結合するねじ受け２１を備えたカバー２０と、カバー２０のねじ受け２１に対応する位置にねじ２３が貫通するねじ貫通孔２４を備えたケース２２との内部に、配置されている。
【００１１】
ケース２２は、コ字状で、開口２６を備えたコ字状凸部２５と、後述するロックバー３８のバー３８ｄが貫通するロックバー貫通孔２７と、ロック機構部３のコネクタ３７に対応する位置にコネクタ貫通孔２８を備え、ロック機構部３をケース２２に固定する溝である溝部２９とを有している。
【００１２】
また、ケース２２は、取付部材１１０を用いることによってステアリングコラムポスト１１に固定される。その方法は、ステアリングコラムポスト１１に取付部材１１０の凹部１１１をはめ込み、取付部材１１０に設けられたねじ貫通孔１１３にねじ１１２を挿入し、ケース２２に設けられたねじ受け２４ａによって、ねじ１１２を固定して行われる。なお、ケース２２の取付部材１１０に対応する位置には、ステアリングコラムポスト１１の形状に対応した図示しない凹部が形成されており、また、ケース２２のねじ貫通孔２４に対応した位置にある取付部材１１０のねじ貫通孔１１３には、ケース２２とカバー２０を固定するためのねじ２３ａが挿入され、取付部材１１０及びケース２２が、ねじ２３ａによってカバー２０のねじ受け２１に固定されている。
【００１３】
（ロック機構部３の構成）
図３は、本発明の実施の形態に係るロック機構部の概略図であり、図４は、本発明の実施の形態に係るロック機構部の取付部付近の拡大図であり、図５は、本発明の実施の形態に係るステアリングロックに関する信号を流れを表すブロック図であり、図６は、本発明の実施の形態に係るロック時におけるロック機構部の概略図である。図６（ａ）は、正面図、図６（ｂ）は、側面図であり、見やすくするため、動作の説明に必要な部分のみを図示し、図６（ａ）においては、ロックバー３８を点線で表している。
【００１４】
（ロック機構３について）
ロック機構部３は、駆動部としてのギア３３、及びモータ３４と、圧電素子３５と、ロックバー３８とを備えており、ギア３３、モータ３４及び圧電素子３５は、ケース３０に設けられ、ケース３０は、ねじ３２によってカバー３１と固定されている。図３に示す各ケーブル３４０、３５０は、ケーブル３６としてまとめられ、コネクタ３７を介して、図５に示すＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００に接続されている。
【００１５】
（ギア３３について）
ギア３３は、ギア部３３ａと、カム部３３ｂとを有し、カム部３３ｂは、勾玉に似た形状を備え、後述するロックバー３８の突出部３８ｅを最小にする頂部３３ｃと、突出部３８ｅを最大にする底部３３ｅと、頂部３３ｃと底部３３ｅとの間の曲線形状を有する部分である曲部３３ｄとが設けられている。カム部３３ｂの形状はこれに限定されず、ギア３３の回転によって突出部３８ｅの長さの変化が得られる形状であれば良い。
【００１６】
（モータ３４について）
モータ３４は、内部に図示しないコイルや磁石等を有する本体３４ａと、矢印Ａ又は矢印Ｂ方向に回転するシャフト３４ｂと、シャフト３４ｂに設けられ、ギア３３の山部３３０と谷部３３１のピッチに合わせたねじ山３４ｄを有するねじ部３４ｃと、外部電源からの電力が伝播するケーブル３４０とを備えている。
【００１７】
（圧電素子３５について）
圧電素子３５は、例えば、ＰＺＴ材（チタン酸―ジルコン酸―鉛）等のセラミックスを積層されたものであり、図４に示すように、ケース３０に設けられた取付部３００の凹部３００ａに設けられ、凹部３００ａから突出した長さＲの部分を突出部３５ａと呼ぶことにする。圧電素子３５は、ケーブル３５０によって外部電源から電力の供給を受けており、その先端には、カム部３３ｂとの摩擦による磨耗から保護するための保護部材３５ｂが設けられている。なお、保護部材３５ｂは、摩擦係数が大きく、磨耗しにくい樹脂、又は金属で作製され、凹部３００ａ内で圧電素子３５と接触する構成としても良い。
【００１８】
また、圧電素子３５は、圧電体に印加された力を電圧に変換する、あるいは電圧を力に変換する、圧電効果を利用した受動素子であり、本実施の形態においては、印加された電圧を力に変換するときの、厚み方向の長さの変化、すなわち、突出部３５ａの長さＲの変化、及びその変位方向に発生する大きな力を利用して、ギア３３の動きを規制し、後述するステアリングシャフト１２０の凹部１２２に対するロックバー３８の位置を保持する。本実施の形態において圧電素子３５は、カム部３３ｂが、図４に示す頂部３ｃと接するように設置されているものとする。なぜなら、積層タイプの圧電素子３５は、一例として、変位方向に複数のピエゾ板を２０ｍｍ積層した場合、電圧を印加したときの変位は、約２０μｍ程度しかないためである。なお、圧電素子３５が直接カム部３３ｂに接触する構成以外でも、例えば、公知の変位拡大機構を用いて小型であっても変位量を大きくとれる構成としても良く、これに限定されない。
【００１９】
圧電素子３５は、電圧が印加され、突出部３５ａの長さＲの変化が得られたとき、ギア３３のカム部３３ｂに接するように構成されている。このため、ギア３３の回転を規制するロック機構部３の構造が簡単になり、従来のものに比べて、より一層小型化することが可能になる。更に、従来のステアリングロック装置は、ギアと装置本体の一部に設けられた突起によって、ギアの動きを規制するときに生じる不快な音が発生することがあるが、本実施の形態においては、そのような不快な音が発生することが無い。なお、圧電素子３５は、ギア３３のカム部３３ｂに接することで、ロックバー３８の動きを規制したが、ギア３３の他の部分、及び、ロックバー３８に接することで、ロックバー３８の動きを規制するような構成にしても良い。
【００２０】
（ロックバー３８について）
ロックバー３８は、ストッパ３８ａとバー３８ｄによって構成され、ストッパ３８ａには、側部３８ｃを有するＬ字状の凸部３８ｂが設けられ、側部３８ｃが、ギア３３のカム部３３ｂの頂部３３ｃ、曲部３３ｄ、又は底部３３ｅに接しており、カム部３３ｂのどの部分に接するかによってケース３０から突出する突出部３８ｅの長さＬが変化する。また、凸部３８ｂの側部３８ｃに垂直な面には、突起部３８ｆが設けられ、バー３８ｄに設けられた凹部３８ｇを突起部３８ｆにはめ込むことによって、バー３８ｄは、ストッパ３８ａに固定される。
【００２１】
（ステアリングシャフト１２０について）
ステアリングシャフト１２０は、ステアリング１０と接続され、ステアリング１０になされた操作を車両１の図示しない車輪に伝達する。また、ステアリングコラムポスト１１及びステアリングシャフト１２０は、図６に示すように、ロックバー３８の突出部３８ｅが進入する凹部１２２を有し、ステアリングコラムポスト１１の内部とステアリングシャフト１２０との間に、ステアリングシャフト１２０がスムーズにステアリングコラムポスト１１内を回転するための隙間１２１を有している。
【００２２】
（ステアリングロック装置２の制御について）
ＥＣＵ１００は、車両１の電気系統を制御し、キーシリンダ１３から施錠信号Ｓａが送信されたとき、施錠信号Ｓａをロック信号ＳＡとしてステアリングロック装置２に送信し、キーシリンダ１３から解錠信号Ｓｂが送信されたとき、解錠信号Ｓｂをアンロック信号ＳＢとしてステアリングロック装置２に送信するように構成されている。施錠信号Ｓａは、キーが抜かれたことを表す信号であり、ロック信号ＳＡは、後述するステアリングシャフトのロックを行うために、モータ３４と圧電素子３５を制御する信号であり、解錠信号Ｓｂは、図示しないキーと車両１のＩＤが照合され、ＩＤが一致したことを表す信号であり、アンロック信号ＳＢは、後述するステアリングシャフトのアンロックを行うために、モータ３４と圧電素子３５を制御する信号である。
【００２３】
（動作）
以下に本発明の実施の形態におけるステアリングロック装置の動作を図１から図６を参照し、後述する図７を引用しつつ詳細に説明する。
【００２４】
（ロック時の動作）
車両１を運転していた運転者が、エンジンを停止し、施錠してキーをキーシリンダ１３から抜いたとき、キーシリンダ１３から施錠信号Ｓａを受信したＥＣＵ１００は、車両１を操作不能にするため、ステアリングシャフト１２０をロックするロック信号ＳＡをステアリングロック装置２に送信する。
【００２５】
ＥＣＵ１００から送信されたロック信号ＳＡを受信したステアリングロック装置２は、ロック信号ＳＡに基づいて、図３に示すアンロック状態から、モータ３４を矢印Ａ方向に回転させ、ギア３３の谷部３３１に挿入されたモータ３４のねじ部３４ｃの回転によってギア３３を矢印Ｃ方向に回転させる。
【００２６】
このとき、ギア３３の頂部３３ｃと接していたロックバー３８の側部３８ｃは、ギア３３の矢印Ｃ方向の回転によって曲部３３ｄに接し、突出部３８ｅの長さＬも徐々に大きくなる。やがて突出部３８ｅは、ステアリングコラムポスト１１とステアリングシャフト１２０とに設けられた凹部１２２に進入し、ステアリングシャフト１２０のロックが完了したとき、ＥＣＵ１０は、モータ３４を停止させるため、ステアリングロック装置２に対する電力の供給を停止し、ステアリングシャフト１２０のロック状態は、保持される。
【００２７】
（アンロック時の動作）
図７は、本発明の実施の形態に係るアンロック時におけるロック機構部の概略図である。図７（ａ）は、正面図、図７（ｂ）は、側面図であり、見やすくするため、動作の説明に必要な部分のみを図示し、図７（ａ）においては、ロックバー３８を点線で表している。
【００２８】
運転者が、図示しないキーをキーシリンダ１３に差し込み、車両１のＩＤとキーのＩＤとが一致したとき、キーシリンダ１３から解錠信号Ｓｂを受信したＥＣＵ１００は、車両１を操作可能にするため、ステアリングシャフト１２０のロックを解除するアンロック信号ＳＢをステアリングロック装置２に送信する。
【００２９】
ＥＣＵ１００から送信されたアンロック信号ＳＢを受信したステアリングロック装置２は、アンロック信号ＳＢに基づいて、図６に示すロック状態から、図３に示すモータ３４を矢印Ｂ方向に回転させ、ギア３３の谷部３３１に挿入されたモータ３４のねじ部３４ｃの回転によってギア３３を矢印Ｄ方向に回転させる。
【００３０】
このとき、ギア３３の底部３３ｅと接していたロックバー３８の側部３８ｃは、ギア３３の矢印Ｄ方向の回転によって曲部３３ｄに接し、ギア３３の回転が進むにつれて、突出部３８ｅの長さＬも徐々に小さくなる。やがて突出部３８ｅは、ステアリングコラムポスト１１とステアリングシャフト１２０とに設けられた凹部１２２から抜け出し、ロックバー３８の側部３８ｃ、及び圧電素子３５の保護部材３５ｂがギア３３の頂部３３ｃに接するとき、アンロック状態になる。そのとき、ＥＣＵ１０は、モータ３４を停止させるため、ステアリングロック装置２に対する電力の供給を停止し、更に、ステアリングシャフト１２０のアンロック状態を保持するため、圧電素子３５に電力を供給する。
【００３１】
このとき圧電素子３５は、頂部３３ｃを図７の下方向に押さえるように長さの変化を行い、頂部３３ｃと圧電素子３５の保護部材３５ｂの摩擦力によって、ギア３３の回転が規制され、ステアリングシャフト１２０の凹部１２２に対するロックバー３８の位置が、保持される。これは、車両１の走行中等に発生する振動などによって、ロックバー３８の突出部３８ｅが、ステアリングシャフト１２０の凹部１２２に進入することを防止するためであり、キーがキーシリンダ１３から抜かれるまで、保持される。
【００３２】
（効果）
上記した実施の形態によると、圧電素子３５を用いることによって、構造が従来よりも簡単になり、また、小型化が可能なステアリングロック装置２を提供することができる。
【００３３】
なお、本発明は、上記の実施の形態によって限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能であるのは、言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両内部の概略図である。
【図２】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図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るロック機構部の概略図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るロック機構部の取付部付近の拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るステアリングロックに関する信号を流れを表すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るロック時におけるロック機構部の概略図であり、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、側面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るアンロック時におけるロック機構部の概略図であり、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、側面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…車両、２…ステアリングロック装置、３…ロック機構部、１０…ステアリング、１１…ステアリングコラムポスト、１２…コラムカバー、１３…キーシリンダ、２０…カバー、２１…ねじ受け、２２…ケース、２３…ねじ、２３ａ…ねじ、２４…ねじ貫通孔、２５…コ字状凸部、２６…開口、２７…ロックバー貫通孔、２８…コネクタ貫通孔、２９…溝部、３０…ケース、３１…カバー、３２…ねじ、３３…ギア、３３ａ…ギア部、３３ｂ…カム部、３３ｃ…頂部、３３ｄ…曲部、３３ｅ…底部、３４…モータ、３４ａ…本体、３４ｂ…シャフト、３４ｃ…ねじ部、３４ｄ…ねじ山、３５…圧電素子、３５ａ…突出部、３５ｂ…保護部材、３６…ケーブル、３７…コネクタ、３８…ロックバー、３８ａ…ストッパ、３８ｂ…凸部、３８ｃ…側部、３８ｄ…バー、３８ｅ…突出部、３８ｆ…突起部、３８ｇ…凹部、１１０…取付部材、１１１…凹部、１１３…ねじ貫通孔、１２０…ステアリングシャフト、１２１…隙間、１２２…凹部、３００…取付部、３００ａ…凹部、３３０…山部、３３１…谷部、３４０…ケーブル、３５０…ケーブル、Ａ〜Ｄ…矢印、Ｌ、Ｒ…長さ、Ｓａ…施錠信号、Ｓｂ…解錠信号、ＳＡ…ロック信号、ＳＢ…アンロック信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有し、ステアリングと接続され、前記ステアリングになされた操作を車両の車輪に伝達するステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトの前記凹部に対応した位置に設けられ、前記凹部に進入することで前記ステアリングシャフトをロックするロックバーと、
前記ロックバーを駆動する駆動部と、
電力が供給されることによって長さの変化が生じ、前記長さの変化によって前記駆動部、又は前記ロックバーの動きを規制し、前記凹部に対する前記ロックバーの位置を保持する圧電素子と、
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】
前記駆動部は、シャフトを有するモータと、前記シャフトを介して前記モータと接続され、前記ロックバーに接することで前記ロックバーを駆動するカム部を有するギアと、
を備え、
前記圧電素子は、前記長さの変化に基づいて前記ギアの動きを規制することによって前記凹部に対する前記ロックバーの位置を保持す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】
前記ロックバーは、前記カム部と接する側部を有し、
前記駆動部の前記ギアは、前記カム部に頂部を有し、
前記圧電素子は、前記カム部の前記頂部と前記ロックバーの前記側部が接するとき、電力の供給による前記長さの変化によって前記ギアを規制し、前記ステアリングシャフトのロックを解除する位置に前記ロックバーを保持す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。
【請求項１】
凹部を有し、ステアリングと接続され、前記ステアリングになされた操作を車両の車輪に伝達するステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトの前記凹部に対応した位置に設けられ、前記凹部に進入することで前記ステアリングシャフトをロックするロックバーと、
前記ロックバーを駆動する駆動部と、
電力が供給されることによって長さの変化が生じ、前記長さの変化によって前記駆動部、又は前記ロックバーの動きを規制し、前記凹部に対する前記ロックバーの位置を保持する圧電素子と、
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】
前記駆動部は、シャフトを有するモータと、前記シャフトを介して前記モータと接続され、前記ロックバーに接することで前記ロックバーを駆動するカム部を有するギアと、
を備え、
前記圧電素子は、前記長さの変化に基づいて前記ギアの動きを規制することによって前記凹部に対する前記ロックバーの位置を保持す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】
前記ロックバーは、前記カム部と接する側部を有し、
前記駆動部の前記ギアは、前記カム部に頂部を有し、
前記圧電素子は、前記カム部の前記頂部と前記ロックバーの前記側部が接するとき、電力の供給による前記長さの変化によって前記ギアを規制し、前記ステアリングシャフトのロックを解除する位置に前記ロックバーを保持す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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−３５１６３（Ｐ２００９−３５１６３Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０１９２６（Ｐ２００７−２０１９２６）
【出願日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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