车辆用锁装置.pdf

本发明提供一种车辆用锁装置，其目的在于，在无钥匙发动机起动系统中防止操作开关被非法解锁。该装置具有用于使车辆的方向盘锁移位到上锁和解锁位置并与方向盘锁相连接的转动轴93。具有由沿转动轴93的外周可自由转动地嵌合的筒状部和操作部构成的操作旋钮92。当操作旋钮92在规定的上锁位置时，转动轴93与止动爪33相卡合而限制转动轴的转动。该止动爪33响应来自外部的解除信号，由螺线管16解除限制。具有将操作旋钮92和转动轴93相联接的作为扭矩限制机构的锁球95，当强制转动转动轴93时，操作旋钮92进行空转。

1.  一种车辆用锁装置，其特征在于，具有：
转动轴，其用于使车辆的方向盘锁移位到上锁和解锁位置，并与方向盘锁相连接；
操作旋钮，其配置在所述转动轴的一端上；
扭矩限制机构，其将所述操作旋钮和所述转动轴相连接；
电磁式致动装置，当所述操作旋钮在规定的上锁位置时，使爪构件与转动轴的外周卡合以限制该转动轴的转动，并响应来自外部的解除信号，解除限制。

2.  如权利要求1所述的车辆用锁装置，其特征在于，
所述操作旋钮由沿所述转动轴的外周可自由转动地嵌合的筒状部和与该筒状部连接的操作部构成。

3.  如权利要求2所述的车辆用锁装置，其特征在于，
所述扭矩限制机构由以下部分构成：
锁球，其容纳在所述转动轴内并被向该转动轴的外周方向弹力地推压；
凹部，其形成在所述操作旋钮的筒状部上以嵌合所述锁球。

4.  如权利要求2或3所述的车辆用锁装置，其特征在于，
所述扭矩限制机构的扭矩限制值大于等于所述操作旋钮和所述转动轴的转动操作扭矩，小于所述爪构件与所述转动轴的卡合强度。

5.  如权利要求3所述的车辆用锁装置，其特征在于，
具有这样的结构：
当所述扭矩限制机构工作而解除了所述转动轴与所述操作旋钮的连接时，一旦将所述操作旋钮转动到所述规定的上锁位置，则所述锁球嵌合到形成在所述操作旋钮的筒状部上的凹部中。

6.  如权利要求1至5的任意一项所述的车辆用锁装置，其特征在于，
所述操作旋钮设置在与该锁装置相对车辆的安装面相同的面上。

7.  如权利要求1至6的任意一项所述的车辆用锁装置，其特征在于，
还具有：
紧急解除机构，其代替所述电磁式致动装置，在紧急情况下解除所述卡合爪的卡合；
锁止用发送接收电路，其与车辆的ECU进行通信，赋予车辆的起动许可；
座椅解锁用开关，其对兼用作设置在车辆上的储物箱的盖的座椅的锁装置进行解锁。

车辆用锁装置
技术领域
本发明涉及车辆用锁装置，特别是涉及适于在无钥匙发动机起动系统中使用的防止通过非法解锁操作进行解锁的车辆用锁装置。
背景技术
专利文献1：特开平10-317754号公报
专利文献2：特开2003-64918号公报
关于4轮汽车，已经知道如下的无钥匙进入系统或无钥匙发动机起动系统：当人携带专用的遥控钥匙(例如卡片钥匙)接近已上锁的车辆并进入规定的认证区域内时，车门被解锁，发动机才能起动。在这样的无钥匙进入系统中，当携带上述卡片钥匙远离车辆时，车门被上锁，发动机不能起动。无钥匙进入系统例如被记述在特开平10-317754号公报中。
此外，在无钥匙进入系统中，已经知道如下系统，该系统为了预先防止系统的误动作控制并减少电池的消耗而具有向车辆侧发送遥控信号的通常模式和停止输出上述控制信号的发送输出停止模式(特开2003-64918号公报)。
可以预料，在上述无钥匙发动机起动系统中，不使用合法的遥控钥匙也能对发动机起动开关锁进行非法解锁。即，由于发动机起动开关设置有能用手转动的旋钮，因此通过使用工具强行转动旋钮，就可以非法地进行解锁操作。
发明内容
鉴于上述问题点，本发明的目的在于，提供一种可以防止不使用合法的遥控钥匙而强行解锁的行为的车辆用锁装置。
本发明的第1特征在于，具有：转动轴，其用于使车辆的方向盘锁移位到上锁和解锁位置，并与方向盘锁相连接；操作旋钮，其配置在上述转动轴的一端，例如由沿该转动轴的外周可自由转动地嵌合的筒状部以及与该筒状部连接的操作部构成；电磁式致动装置，当上述操作旋钮在规定的上锁位置时，使爪构件与转动轴相卡合以限制该转动轴的转动，并响应来自外部的解除信号，解除限制；扭矩限制机构装置，其将上述操作旋钮和上述转动轴相连接。
此外，本发明的第2特征在于，上述扭矩限制机构由以下部分构成：锁球(クリックボ－ル)，其容纳在上述转动轴内并被向该转动轴的外周方向弹力推压；以及凹部，其形成在上述操作旋钮的筒状部上以与上述锁球嵌合。
此外，本发明的第3特征在于，上述扭矩限制机构的扭矩限制值大于等于上述操作旋钮和上述转动轴的转动操作扭矩，小于上述爪构件与上述转动轴的卡合强度。
此外，本发明的第4特征在于，当上述扭矩限制机构工作而解除了上述转动轴与上述操作旋钮的连接时，一旦将上述操作旋钮转动到上述规定的上锁位置时，上述锁球嵌合到形成在上述操作旋钮的筒状部上的凹部中。
此外，本发明的第5特征在于，上述操作旋钮设置在与该锁装置相对车辆的安装面相同的面上。
此外，本发明的第6特征在于，还具有：紧急解除机构，其代替上述电磁式致动装置，在紧急情况下解除上述卡合爪的卡合；锁止(immobilizer)用发送接收电路，其与车辆的ECU(电子控制单元)进行通信，赋予车辆的起动许可；座椅解锁用开关，其对兼用作设置在车辆上的储物箱的盖的座椅的锁装置进行解锁。
根据具有上述特征的本发明，通过对电磁式致动装置进行通电来解除爪构件与转动装置的卡合，使操作旋钮可以转动。在不对该电磁式致动装置通电，而想以大于等于规定的操作扭矩的扭矩非法地转动操作旋钮的情况下，扭矩限制机构工作，解除操作旋钮与转动轴的连接，操作旋钮不与转动轴卡合而进行空转。
特别地，根据第4特征，在操作旋钮空转后，在规定的上锁位置，锁球嵌合到筒状部上形成的凹部中，将扭矩限制机构复位。
此外，根据第5特征，由于操作旋钮没有从安装面突出，因此，很难使用工具等施加很大的扭矩。
此外，根据第6特征，由于车辆用的锁机构被组件化，因此容易进行安装和维护。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的锁装置的斜向视图。
图2是锁装置的截面图。
图3是图2的A-A截面图。
图4是旋钮开关的正面外观图。
图5是应用了本发明的锁装置的二轮摩托车(自動二輪車)的斜向视图。
图6是本发明的一个实施方式的无钥匙发动机起动系统的整体方框图。
图7是表示遥控钥匙的结构的方框图。
图8是表示基于按钮操作地遥控钥匙内的处理的流程图。
图9是无钥匙发动机起动系统的动作时序图。
具体实施方式
以下，参考附图，对本发明的一个实施方式进行说明。图5是安装有本发明的一个实施方式的车辆用的锁装置的小型二轮摩托车的外观斜向视图。在该图中，在小型二轮摩托车1的前部，配置有转向用的方向盘2，该方向盘2由转轴(未图示)可自由转动地支撑在未图示的车体框架上。在方向盘2的周围，配置有配置了仪表类3的仪表板4。仪表板4的一端部与纵仪表板5连接，该纵仪表板5连接到底板部6。仪表板4的前部(车辆前方部分)连接到配置有未图示的车灯和方向指示器7的前罩8。在由仪表板4和前罩8覆盖的内部空间中，容纳着方向盘锁组件9。方向盘锁组件9具有：发动机起动用旋钮开关10，其操作部即旋钮露出在仪表板4上；使方向盘2不能转动的机构，其将随该旋钮开关10的操作而动的锁杆卡合在方向盘2的转轴中所形成的锁孔中，使方向盘2不能转动；以及座椅解锁用开关11。方向盘锁的具体结构，例如可采用特开平9-301239号公报中公开的结构。
进而，在与前罩8连接的尾罩12的上部，配置有乘员用的座椅13。座椅13兼用作盖子，该盖子覆盖由尾罩12覆盖的头盔等的储物箱和燃料箱(图中都未示出)等。座椅13为了起到作为盖子的功能，可以自由开闭，并具有利用螺线管进行工作的电动式锁装置14。
图6是包含方向盘锁组件9的无钥匙发动机起动系统的整体系统结构图。方向盘锁组件9由以下部分构成：包含微型计算机的控制部15；上述旋钮开关10；座椅解锁用开关11；螺线管16，其作为对限制旋钮开关10转动的锁进行解锁的致动器。控制部15连接到下述部件：用于与遥控钥匙100进行通信的发送天线17和接收单元18；燃料喷射控制用FI-ECU(以下简称为“ECU”)19；对座椅用的锁装置14进行解锁的致动器即螺线管20。进而，还可以将在对方向盘锁进行了解锁时点亮以显示已解锁的LED21连接到控制部15。显示用LED21例如可以设置在上述仪表板4上。
遥控钥匙100具有按钮22、显示灯23和显示灯24。显示灯23和显示灯24可由LED构成。显示灯23、24的功能将在后面叙述。
图7是表示遥控钥匙100的结构的方框图。遥控钥匙100具有与车辆的方向盘锁组件9进行通信并发送ID信息的通信功能。在遥控钥匙100内具有：接收电路26，其连接到多个天线25-1、25-2、25-3，以便能进行无指向性的发送接收；发送电路27；显示灯驱动电路28，其驱动显示灯(绿色LED)23和显示灯(红色LED)24；EEPROM29，其作为用于存储控制用的各种数据的存储装置；CPU30，其控制这些结构要素。遥控钥匙100由内置的电源31驱动。电源31例如为锂电池。与按钮22的状态对应的信号被输入CPU30中。
CPU30具有如下功能：根据按钮22的状态，设定成可以接收来自方向盘锁组件9的信号或者不可以接收来自方向盘锁组件9的信号。即，通过按照规定操作按钮22，可以对来自方向盘锁组件9的发送信号进行响应，或者忽略该发送信号。
图8是表示基于按钮22的操作的上述CPU30的处理的流程图。在图8中，在步骤S1中，判断是否按压了按钮22，若该判断为肯定，则进入步骤S2。在步骤S2中，判断是否将按钮22连续按压了预定的时间T(例如0.1秒)以上(包括时间T)，若该判断为肯定，则判断对按钮22进行了正常操作，进入步骤S3。时间比时间T短的操作作为错误而退出该流程。在步骤S3中，判断是否将按钮22连续按压了第2预定时间T1(T1＞T：例如1秒)以上(包括时间T1)，若该判断为肯定，则判断为长时间操作(长按)而进入步骤S4。
在步骤S4中，判断当前的遥控钥匙100的接收电路26是否激活，即判断是否是等待接收状态。如已激活，则进入步骤S5，使接收电路26转移到停止状态即功能停止状态。进而，为了表示已转移到功能停止状态，进入步骤S6，使红色LED24点亮。此处的点亮状态在预定的短时间后结束。即只是瞬间点亮红色LED。
另一方面，若步骤S4为否定，则进入步骤S7，使接收电路26转移到激活状态。进而，为了表示已转移到等待接收状态，进入步骤S8，使绿色LED23点亮。此处的点亮状态在预定的短时间后结束。即只是瞬间点亮绿色LED23。
此外，在步骤S3为否定的情况下，即在是未达到长按的短时间操作即瞬间操作的情况下，进入步骤S9，判断是否是等待接收状态。若步骤S9为肯定，则进入步骤S10，为表示接收电路26是等待接收状态，使绿色LED23闪烁。闪烁次数例如设为4次。若步骤S9为否定，则进入步骤S11，为表示接收电路26是功能停止状态，使红色LED24闪烁。闪烁次数例如设为4次。
通过进行以下的处理中的任意一个，可以将接收电路26设为停止状态。第1，切断接收电路26的电源。第2，即使接收了信号也不使CPU30起动，即不设定为运行模式。第3，即使CPU30起动，也不对接收到的ID信息执行核实处理。
图6的无钥匙发动机起动系统在操作了按钮22、激活了遥控钥匙100的接收电路26并且将遥控钥匙100带入车辆中设定的认证区域时，系统整体进行工作。当接收电路26是停止状态时，即使将遥控钥匙100带入，系统也不工作。因而，当遥控钥匙100处于上述认证区域之外时，即持有遥控钥匙100的人走出认证区域之外时，无钥匙发动机起动系统处于初始状态，各锁装置被上锁。
图1是方向盘锁组件的外观斜向视图，图2是截面图，图3是图2的A-A截面图。在这些图中，方向盘锁组件9具有法兰90，该法兰90用于将该方向盘锁组件9安装到上述两轮摩托车的仪表板4上。在法兰90内嵌合有构成旋钮开关10的筒状外壳91的端部，在外壳91内，嵌合插入有旋钮92和转动轴93。在转动轴93的头部即在靠近旋钮92的粗径部932上，形成沿直径方向横跨转动轴93的有底的弹簧容纳孔933，在该弹簧容纳孔933中容纳有螺旋弹簧94和与螺旋弹簧94的端部抵接的锁球95。
锁球95被弹簧94的反弹力按压在旋钮92的筒状延长部921的内表面上。在旋钮92的筒状延长部921的内表面上具有凹部922，当转动到旋钮92的初始位置即上锁位置(后述)时，锁球95嵌合到该凹部922中。当以大于等于规定值的扭矩操作了旋钮92时，锁球95从凹部922脱出，锁球95和凹部922起到作为解除旋钮92与转动轴93的卡合的扭矩限制机构的作用。
对弹簧94的弹簧常数、球的大小以及凹部922的形状等进行设计，使锁球95和凹部922的卡合部在施加了大于等于通常操作旋钮92时施加的预定的扭矩的扭矩、强行解除后述的止动爪33和转动轴93的卡合的扭矩，具体地说，在施加了小于使止动爪33破损的强度的扭矩的扭矩时，使其相互的卡合解除。
旋钮92只从法兰90稍稍突出，由于实质上旋钮92和法兰90在同一面上，因此是很难用手指以外的工具等进行操作的形状。
在转动轴93的后端即远离旋钮92的一侧，设置有具有相对转动轴93偏心的连接轴96的曲柄部97。连接轴96连接到方向盘锁的锁杆32的端部32A。因而，随着转动轴93的转动，连接轴96相对转动轴93的中心轴产生移位。锁杆32随着该移位，与上述方向盘2的转轴分离或接合，进行方向盘2的加锁和解锁动作。
设置有用于在限制该转动轴93的转动、禁止旋钮开关10的操作的同时，禁止对方向盘锁进行解锁的卡合装置即螺线管16和止动爪33。螺线管16的插棒式铁心161与环34相卡合，环34与贯穿筒状外壳91并嵌合到转动轴93的止动槽934中的止动爪33连接。当旋钮开关10在上锁位置时，该止动爪33卡合在转动轴93的止动槽934中。
环34通过支撑轴35支撑在螺线管16的外壳162上。在支撑轴35的延长上设置有紧急解除用爪36，该紧急解除用爪36可将支撑轴35作为转动轴进行自由转动。爪33和36分别被螺旋弹簧37、38紧压到下方。紧急解除用爪36的下面与从紧急解除用钥匙筒(key cylinder)39延长的环40的上面抵接。
当螺线管16未通电时，即在未进行解锁操作的状态下，由于插棒式铁心161自由活动，因此止动爪33被螺旋弹簧37推压到转动轴93侧，并按压到止动槽934中。如果在遥控钥匙100与方向盘锁组件9之间，ID信息的认证成立，则驱动螺线管16，插棒式铁心161被吸入，环34以支撑轴35为中心进行转动。其结果，止动爪33从止动槽934中脱出，转动轴93变得能够转动，旋钮开关10成为允许操作的状态。
当不能由遥控钥匙100解锁时，使用紧急解除用钥匙K。紧急解除用钥匙K被插入紧急解除用钥匙筒39中进行使用。当紧急解除用钥匙K沿L1方向旋转时，环40沿图1的箭头L的方向转动，把紧急解除用爪36向上方按压。从而，紧急解除用爪36的端部工作部361与环34抵接，插棒式铁心161被压入螺线管16内。从而，与螺线管16被驱动时相同，止动爪33被提升。
当不按正规操作驱动螺线管16，而想要强制使旋钮开关10转动时，由于止动爪33卡合在转动轴93上，因此旋钮开关10不能转动。进而，如果想要使用工具等以更强大的力量使其转动，则锁球95从凹部922中脱出，旋钮92相对转动轴93进行空转。
在通过扭矩限制机构使旋钮92进行了空转的情况下，由于转动1圈后，锁球95再次与凹部922嵌合，因此在止动爪33脱出的状态下，恢复到可用通常的操作扭矩使转动轴93转动的状态。
图4是表示旋钮开关10的一例的正面图。旋钮开关10在初始状态下在上锁位置。在该状态下，旋钮开关10被上锁，虽然可以进行按压操作，但不能转动。当按压旋钮开关10的旋钮92时，与遥控钥匙100的通信开始，若ID信息的核实成立，则使其能够转动。当将旋钮开关10的旋钮92转动到达如图4所示的“开”位置时，控制部15与ECU19进行通信并进行ID信息的核实。若在ECU19与方向盘锁组件9之间的ID信息的核实成立，则方向盘锁被解锁，发动机变为允许起动状态，对座椅用锁装置14进行解锁的开关11的功能也被激活。进而，当按压了与旋钮开关10相邻的点火开关41时，发动机开始动作，即开始驱动发动机起动用电机、喷射燃料、以及点火动作等。也可以代替分别设置点火开关41和旋钮开关10，在旋钮开关10上设置起动位置(点火位置)。此外，也可以在方向盘的把手近旁另外设置起动用开关。
图9是表示无钥匙发动机起动系统动作的时序图。参考图6和图9说明无钥匙发动机起动系统的整体动作。首先，在时间t0按压旋钮开关10的旋钮92，则控制部15启动。进而，在时间t1，从控制部15输出起动信号，在时间t2，发送ID信息。
响应上述控制部15的起动信号，遥控钥匙100端的接收电路26启动，同时遥控钥匙100的CPU30也启动。进而，到时间t3为止接收ID信息的遥控钥匙100在时间t4发送ID信息。在控制部15中，对已发送的ID信息与接收到的ID信息进行核实，若核实成立，则在时间t5，使螺线管16动作，解除对旋钮开关10的转动限制。在解除旋钮开关10的转动限制的同时，座椅解锁用开关11变为可以动作，通过按压该座椅解锁用开关11，使用于对座椅用锁装置14进行解锁的螺线管20进行动作。
在本实施方式中，虽然示出了在负荷限制机构中只设置1个锁球的示例，但也可以设置多个。
此外，本发明不限于上述二轮摩托车，可广泛应用于4轮车、农业机械、建筑机械等中、发动机起动用旋钮开关未被遮盖而可以从车辆外部容易地进行操作的车辆。并且，旋钮开关也不限于此，只要是能作为无钥匙起动装置用开关使用的开关均可。