CN104024082B - 转向锁定装置 - Google Patents

Abstract

本发明在使点火开关关闭了的状态下，要以大的力使转向盘旋转的情况下，防止转向柱(2e)发生龟裂等的损伤。在锁定用通孔(16d)的周缘部中的在转向轴的旋转方向即周向两侧的周缘部的轴向分离的多个部位，设置有周向突片(24)。在要使转向盘旋转的大的力施加在锁定用通孔(16d)的周缘部的情况下，周向突片(24)由该力进行塑性变形，该力被吸收。

Description

转向锁定装置

技术领域

本发明涉及为了防盗而使汽车的转向盘的操作不能进行的转向锁定装置。

背景技术

图4是作为用于向转向轮(前轮)赋予舵角的转向装置示出了以往公知的构造的1例。在转向装置中，在车身1上支承筒状的转向柱2，在转向柱2的内径侧能够自由旋转地支承转向轴3。转向轴3从转向柱2的后端开口向后方突出，在其后端部固定有转向盘4。在使转向盘4旋转时，该旋转经由转向轴3、万向接头5a、中间轴6、万向接头5b被传递到转向齿轮单元7的输入轴8。在输入轴8旋转时，配置在转向齿轮单元7的两侧的一对拉杆9被推拉，向左右一对转向轮赋予与转向盘4的操作量相应的舵角。此外，在图4所示的转向装置中，为能够进行转向盘4的前后位置的调节，作为转向柱2及转向轴3采用伸缩式的转向柱和转向轴。构成伸缩式的转向柱2的外柱和内柱中的至少外柱为了实现其轻量化而由铝合金等的轻合金材料或薄壁的机械构造用碳素钢钢材形成。

近年，作为汽车的防盗对策，汽车具有各种防盗装置。作为这样的防盗装置的一种，存在只要不使用正规的钥匙就不能进行转向盘的操作的转向锁定装置。转向锁定装置的构造被日本特开2004-98788号公报、日本特开2004-237973号公报、日本特开2006-36106号公报、日本特开2006-36107号公报等公开。图5及图6示出了日本特开2006-36106号公报记载的以往构造的第一例。

在以往构造的第一例中，构成转向锁定装置的锁定外壳10由夹紧金属零件11和一对螺栓12结合固定在转向柱2a的一部分上。锁定外壳10具有：筒状的收纳部13；底板部14，其以堵塞该收纳部13的基端开口的方式设置；一对安装凸缘部15，其以从该收纳部13的基端部外周面突出的状态设置。在锁定外壳10的底板部14的一部分设置有通孔(省略图示)，在转向柱2a的一部分上，在与该通孔匹配的部分设置有锁定用通孔16，锁定外壳10的内侧和转向柱2a的内径侧连通。另外，在转向轴3a的一部分上，在轴向位置与底板部14的通孔及锁定用通孔16一致的部分，在周向多个部位设置有多个卡合凹部17，成为节距大的外花键状。而且，在锁定外壳10的内部固定有锁定单元18，设置在锁定单元18的前端部上的导向部19内嵌于锁定用通孔16。锁定单元18具有通过电动式的执行机构20沿转向柱2a的径向前进及后退的锁定销21。

在这样的转向锁定装置中，在使点火开关关闭时，执行机构20使锁定销21向转向柱2a的内径侧前进。通过压缩盘簧等的弹性部件将朝向径向内侧的弹力赋予给锁定销21。由此，在锁定用通孔16和卡合凹部17的任意一个匹配的状态下，锁定销21的前端部与卡合凹部17卡合，转向轴3a的旋转被阻止。另一方面，在锁定用通孔16与卡合凹部17的任意一个都不匹配的状态下，锁定销21的前端面弹性地撞上转向轴3a的外周面上的在周向相邻的卡合凹部17彼此之间的部分。在从该状态使转向轴3a旋转时，锁定销21的前端部与卡合凹部17的任意一个卡合，转向轴3a的旋转被阻止。

但是，在这样的转向锁定装置中，在使点火开关关闭了的状态下，要以大的力使转向盘4(参照图4)旋转的情况下，大的力施加在转向轴3a的卡合凹部17和锁定销21之间的卡合部，转向轴3a可能损坏。

在图7所示的以往构造的第二例中，代替将卡合凹部形成在转向轴上的结构，在外周面的多个部位形成有卡合凹部17a的钥匙锁圈22是在使点火开关关闭而使锁定销与卡合凹部17a的任意一个卡合的状态下，以仅能够实质地阻止至少使转向轴3b旋转而向转向轮赋予转向角(蛇角)的强度，被外嵌固定在转向轴3b的轴向中间部。即，在使点火开关关闭了的状态下，以通常的驾驶姿势不变地操作转向盘4的程度的力不会使转向轴3b旋转，但以超过由锁键调节(キーロックレギュレーション)规定的值的力使转向盘4旋转的情况下，转向轴3b相对于钥匙锁圈22旋转。

在以往构造的第二例的转向锁定装置中，即使在使点火开关关闭了的状态下，以大的力使转向盘4旋转，钥匙锁圈22及转向轴3b也不会损坏。但是，在钥匙锁圈22的卡合凹部17a和锁定销21卡合的状态下，在以大的力使转向盘4旋转时，转向轴3b相对于钥匙锁圈22旋转以前，基于比动摩擦力大的静摩擦力，大的力从锁定销21经由导向部19施加到锁定用通孔16的周缘部。由于转向柱2a由轻合金材料等的刚性低的材料形成，所以在大的力施加在锁定用通孔16的周缘部时，转向柱2a可能发生龟裂等的损伤。通常，锁定用通孔16的形状是图8(A)所示的矩形，但该情况下，应力集中在锁定用通孔16的周缘部中的四角。

与此相对，如图8(B)所示，提出了采用使轴向两侧的周缘部的中间部突出的文丘里管形的锁定用通孔16a来减少这样的应力的集中。但是，在图8(B)中由a所示的导向部19的角部撞上的部分不能避免周向的应力集中。而且，在日本特开2006-36106号公报、日本特开2006-36107号公报等中，如图8(C)所示，采用椭圆形的锁定用通孔16b，在该情况下，向锁定用通孔16b的周缘部的应力分散。但是，锁定单元18的导向部19的形状也需要做成椭圆形，存在不能确保设置空间、锁定单元18的制造成本增大的可能性。

图9示出了日本特开2009-190680号公报公开的转向锁定装置的锁定用通孔的形状的其他例。在该例中，在锁定用通孔16c的周向两侧的周缘部，以锁定用通孔16c的周向幅宽度在轴向中间部最小，越趋向于前后方向越变大的方式设置有弯曲的一对凸部23。在该情况下，即使在使点火开关关闭的状态下要以大的力使转向盘4旋转，由于经由导向部19从锁定销21施加了力的部分即凸部23的前端缘弯曲，所以也能够使该力分散。但是，转向轴3b(参照图7)通过轴承将前后两端部支承在转向柱2a的前后两端部，这些轴承彼此的跨度长。由此，在使点火开关关闭了的状态下，要以大的力使转向盘4旋转的情况下，转向轴3b容易成为在挠曲的同时要旋转的倾向。在该情况下，凸部23的前端缘弯曲，因此导向部19相对于轴向容易倾斜。而且，在导向部19倾斜的状态下，在强力地被压抵在锁定用通孔16c的周向的周缘部时，存在由施加在锁定用通孔16c的周缘部上的力产生的应力集中在该周缘部的一部分的可能性。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2004-98788号公报

【专利文献2】日本特开2004-237973号公报

【专利文献3】日本特开2006-36106号公报

【专利文献4】日本特开2006-36107号公报

【专利文献5】日本特开2009-190680号公报

发明内容

本发明鉴于上述情况，其目的是实现如下构造：在为了防盗而使汽车的转向盘的操作不能进行的转向锁定装置中，在使点火开关关闭的状态下要以大的力使转向盘旋转的情况下，能够阻止转向柱发生龟裂等的损伤。

本发明的转向锁定装置具有转向柱、钥匙锁圈、锁定用通孔和锁定单元。其中的转向柱是筒状，并被支承在车身上。所述钥匙锁圈被支承在能够自由旋转地被支承于所述转向柱的内径侧的转向轴的一部分，在周向的至少一个部位设置有卡合凹部。此外，所述转向轴从所述转向柱向后方突出，在其后端部固定有转向盘。

所述锁定用通孔形成在所述转向柱的外周面中的在轴向上的相位与所述钥匙锁圈匹配的部分。而且，在所述锁定用通孔的周缘部中的沿周向两侧的周缘部的在轴向上分离的各多个部位设置有突片。

另外，所述锁定单元在将一部分配置于所述锁定用通孔的内侧部分上的状态下被支承在所述转向柱上，并具有锁定销，该锁定销在使点火开关关闭了的状态下向径向内方位移，使其前端部与所述卡合凹部卡合，由此，在所述转向柱的内侧实质地阻止所述转向轴的旋转。

所述周向突片优选具有与所述转向柱的轴向平行的直线状的前端缘。在该情况下，形成于在周向上相同侧的所述周缘部上的所述周向突片的所述前端缘优选都呈相同的假想直线状存在。另外，所述前端缘的轴向两端缘和所述周缘部优选分别通过局部圆弧而连续。

而且，优选的是，所述转向柱具有一对柱侧凸缘，该一对柱侧凸缘具有通孔，并以向该转向柱的宽度方向两侧突出的状态形成于在该转向柱的轴向上的相位与所述锁定用通孔匹配的部分上，所述锁定单元通过穿插在这些通孔中的螺栓，被支承在所述转向柱上，设在所述转向盘的旋转方向上的所述通孔的内周缘和所述螺栓的外周面之间的间隙的大小为δ、所述周向突片的各个前端缘和所述锁定单元中的配置在所述锁定用通孔的内侧部分上的部分中的宽度方向侧面(朝向转向柱的宽度方向的侧面)之间的间隙的大小为d、所述周向突片的各个高度为h，在上述情况下，满足d＜δ≤d+h的关系

换言之，本发明的转向锁定装置的特征是在与锁定单元的宽度方向侧面抵接的锁定用通孔的周向两侧的周缘部中的在轴向分离的多个位置设置有周向突片，其在使点火开关关闭的状态下，通过要使转向盘旋转的大的力发生塑性变形，并吸收该力。

发明的效果

根据本发明的转向锁定装置，即使在使点火开关关闭了的状态下要以大的力使转向盘旋转，也能够阻止转向柱发生龟裂等的损伤。即，要使转向盘旋转的大的力从钥匙锁定销施加在设置于锁定用通孔的周缘部上的周向突片的前端缘，通过该力使这些突片塑性变形而吸收该力，能够防止所述锁定用通孔的周缘部发生应力集中。

另外，要使转向盘旋转的大的力在转向柱的扭转方向施加的情况下，由于周向突片设置在锁定用通孔的周缘部中的沿周向两侧的周缘部的轴向分离的各多个部位，所以施加所述扭转方向的力时，所述周向突片与所施加的力的大小相应地发生塑性变形，吸收该力，从而能够防止所述周缘部的一部分发生应力集中。

另外，根据本发明的优选方式，在要使转向盘旋转的大的力使所述周向突片变形完成之前，能够使形成在设置于转向柱上的柱侧凸缘部的通孔的内周缘和穿插在该通孔中的螺栓的杆部的外周面。由此，将所述大的力施加在钥匙锁定销和卡合凹部的卡合部、及锁定用通孔和锁定单元的卡合部，还能够通过通孔和螺栓的卡合部进行支承。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的第一例的关键部位俯视图。

图2是表示本发明的实施方式的第一例的关键部位俯视图。

图3(A)是表示本发明的实施方式的第三例的关键部位俯视图，图3(B)是以旋转方向的大的力施加在转向盘上的状态表示第三例的关键部位俯视图。

图4是以切断了一部分的状态表示以往公知的转向装置的1例的侧视图。

图5是表示转向锁定装置的以往构造的第一例的剖视图。

图6是表示以往构造的第一例中的转向柱和锁定单元的卡合部的状态的关键部位剖视图。

图7是表示转向锁定装置的以往构造的第一例的剖视图。

图8是表示以往的转向锁定装置中的锁定用通孔的形状的3个例子的图。

图9是表示锁定用通孔的形状的其他例的图。

具体实施方式

[实施方式的第一例]

图1示出了本发明的实施方式的第一例。本例的转向锁定装置由以下部件构成：筒状的转向柱2e；钥匙锁圈22(参照图7)，被支承在能够自由旋转地被支承在转向柱2e的内侧的转向轴3b(参照图7)的一部分，并在周向的至少1个位置(在本例中是多个位置)设置有卡合凹部17a(参照图7)；锁定用通孔16d，其形成在所述转向柱2e的外周面中的在轴向上的相位与钥匙锁圈22匹配的位置；和锁定单元18(参照图5)，其在将一部分配置在锁定用通孔16d的内侧部分上的状态下被支承在转向柱2e上，并具有锁定销21，该锁定销21的前端部能够与卡合凹部17a卡合。而且，在使点火开关关闭了的状态下，锁定销21向径向内方位移，其前端部与卡合凹部17a卡合，由此，转向轴3b的旋转实质上被阻止。此外，包含本例在内，本发明的转向锁定装置的特征是成为如下构造：即使在使点火开关关闭了的状态下要以大的力使固定在转向轴3b上的转向盘4(参照图4)旋转，也能够防止转向柱2e发生龟裂等的损伤。其他部分的构造及作用，包含图7所示的构造在内，与以往公知的转向锁定装置相同。

在本例的情况下，在锁定用通孔16d的周缘部上的沿周向(图1的上下方向)两侧的周缘部的在轴向分离的各多个部位(在图示的例子中是各两个部位)分别设置有周向突片24。周向突片24的前端缘成为与转向柱2e的轴向(锁定单元18的宽度方向侧面)平行的直线状。另外，这些周向突片24中的形成于在周向上相同侧的周缘部上的周向突片24的前端缘彼此进行连结的假想直线的方向，与转向柱2b的轴向平行。换言之，形成在关于周向相同侧的周缘部上的周向突片24的前端缘都以相同的假想直线状存在。周向突片24的前端缘的轴向两端缘和锁定用通孔16d的周缘部分别通过局部圆弧平滑地连续。这样的周向突片24的形状、大小、位置及个数是根据周向突片24通过压曲变形等的塑性变形应吸收的力的大小而在设计上确定的。

此外，优选如本例这样构成为，使各个周向突片24的前端缘为直线状，并且，形成于在周向上相同侧的周缘部上的周向突片24的前端缘彼此存在于相同的假想直线上，例如，在周向突片的周向的各侧分别各设置3个以上的情况下，不限于这样的形状，例如，能够做成前端缘弯曲的圆弧形状，使前端缘彼此的位置不在相同的假想直线上，在周向错开。而且，还能够将各个周向突片24的形状做成梯形等其他形状。

在本例的情况下，在锁定用通孔16d的周缘部中的轴向(图1的左右方向)两侧的周缘部，也在各侧分别各设置了1个轴向突片25。通过设置轴向突片25，锁定用通孔16d和锁定单元18的嵌合部的间隙变小，该嵌合部的晃动被抑制，另外，锁定用通孔16d的拐角部的曲率半径变大，防止该拐角部发生应力集中。此外，关于该轴向突片25的形状，优选与周向突片24相同，但关于轴向突片25的形状、大小、位置及个数，也根据与上述功能之间的关系在设计上确定。

在这样的锁定用通孔16d中内嵌有被支承固定在锁定单元18的锁定外壳10(参照图5)上的锁定单元18的导向部19。而且，在转向柱2e中的轴向位置与锁定用通孔16d匹配的部分上，以向转向柱2e的宽度方向两侧突出的状态设置有一对柱侧凸缘部26。柱侧凸缘部26是在成形转向柱2e时一体地形成，或者从后方通过焊接、钎焊、螺纹连接、铆接等固定分体地制造的模具，由此被设置在转向柱2e上。另外，在架设在转向柱2e的外周面和柱侧凸缘部26之间的状态下，设置有加强筋29，与转向柱2e的周向相关的柱侧凸缘部26的力矩刚性提高。将穿插在形成于柱侧凸缘部26上的通孔27中的螺栓12与设置在锁定外壳10的安装凸缘部15上的螺纹孔28(参照图5)螺合，再紧固，由此，锁定外壳10被支承固定在转向柱2e上。此外，转向柱2e是通过将铝合金或镁合金等的轻合金材料压铸成形而形成的。但是，转向柱2e由薄壁的机械构造用碳素钢钢材形成的情况下，也能够适用本发明。

本例的转向锁定装置，在使点火开关关闭了的状态下要以大的力使转向盘4旋转的情况下，也能够防止转向柱2e发生龟裂等的损坏。即，使点火开关关闭，在锁定销21和钥匙锁圈22的卡合凹部17a卡合的状态下，要以大的力使转向盘4旋转时，该力通过导向部19施加在锁定用通孔16d的周缘部中的位于旋转方向前方的周向突片24的前端缘。而且，位于该旋转方向前方的周向突片24进行压曲变形等的塑性变形，由此吸收要使转向盘4旋转的大的力。由此，能够在转向轴3b相对于钥匙锁圈22旋转之前，防止转向柱2e发生龟裂等的损伤。

另外，在本例的情况下，由于在锁定用通孔16d的周向的各个周缘部，在多个部位设置有周向突片24，所以能够有效地分散并吸收要使转向盘4旋转的大的力。即，在使点火开关关闭的状态下，要以大的力使转向盘4旋转时，转向轴3a挠曲，该力可能在轴向上不均匀地施加在锁定用通孔16d的周缘部中的周向的周缘部。在本例的情况下，由于在锁定用通孔16d的周向两侧的周缘部，在轴向分离的各多个部位分别设置有周向突片24，所以要使转向盘4旋转的大的力在轴向上不均匀地施加的情况下，即使周向突片24塑性变形的量根据施加在周向突片24的力的大小而不同，也能够通过多个周向突片24分担地支承要使转向盘4旋转的大的力。其结果，在该力不均匀地施加在锁定用通孔16d的周向侧缘部的情况下，也能够分散地吸收该力。而且，本例的情况下，由于通过局部圆弧使周向突片24和轴向突片25的前端缘以及锁定用通孔16b的周缘部平滑地连续，所以能够防止应力集中在周向突片24的基端部。但是，能够使周向突片24的数量在各侧为3个以上，使施加于各个周向突片24的基端部的应力分散，采用其他形状。

[实施方式的第二例]

图2示出了本发明的实施方式的第二例。本例的情况下，在转向柱2f的轴向中间部没有设置柱侧凸缘部26(参照图1)。即，转向柱2f仅由铝合金等的轻合金材料制的管材或薄壁的机械构造用碳素钢钢材制的钢管构成。在转向柱2f中的轴向位置与锁定用通孔16d匹配的部分上，与图5所示的以往构造的第一例的情况同样地，锁定外壳10通过夹紧金属零件11和螺栓12被结合固定。其他部分的结构及作用与实施方式的第一例相同。

[实施方式的第三例]

图3示出了本发明的实施方式的第三例。本例的情况下，与实施方式的第一例同样地，在转向柱2g中的轴向位置与锁定用通孔16d匹配的部分上，在向转向柱2g的宽度方向两侧突出的状态下设置有一对柱侧凸缘部26a。而且，通过穿插在柱侧凸缘部26a的通孔27a中的螺栓12a，将锁定单元18支承固定在转向柱2g上。

在本例的情况下，与转向盘4(参照图4)的旋转方向(周向)相关的通孔27a和螺栓12a之间的间隙的大小，即，通孔27a的内径和螺栓12a的外径之差的大小的约一半的大小δ、锁定用通孔16b的周向突片24的前端缘和导向部19的宽度方向侧面之间的间隙的大小，即，关于周向相互相对的周向突片24的前端缘彼此之间的尺寸和导向部19的宽度(图3中的导向部19的上下方向的尺寸)之差的大小的约一半的大小d、以及关于周向的周向突片24的高度h的关系被限制成d＜δ≤d+h的范围。

在本例的情况下，由于如上所述地限制了通孔27a和螺栓12a之间的间隙、周向突片24的前端缘和导向部19的宽度方向侧面之间的间隙、及与周向突片24的周向相关的高度，所以在要使转向盘4旋转的大的力施加在周向突片24的前端缘的情况下，在周向突片24吸收该力的同时塑性变形完成之前，通孔27a的内周缘和螺栓12a的外周面抵接。由此，要使转向盘4旋转的大的力不仅被锁定销21和卡合凹部17a(参照图7)的卡合部、及锁定用通孔16d和导向部19的卡合部，还被通孔27a和螺栓12a的卡合部支承。其结果，能够使施加在锁定用通孔16d和导向部19的卡合部每一个部位的力减小，更有效地防止转向柱2g发生龟裂。

此外，在代替柱侧凸缘部26a而如本发明的实施方式的第一例那样地采用图5所示的夹紧金属零件11的情况下，也能够适用本例中的通孔27a和螺栓12a之间的间隙、周向突片24的前端缘和导向部19的宽度方向侧面之间的间隙、及与周向突片24的周向相关的高度的关系限制。本例的其他部分的结构及作用与实施方式的第一例相同。

附图标记的说明

1 车身

2、2a～2g 转向柱

3、3a、3b 转向轴

4 转向盘

5a、5b 万向接头

6 中间轴

7 转向齿轮单元

8 输入轴

9 拉杆

10 锁定外壳

11 夹紧金属零件

12、12a 螺栓

13 收纳部

14 底板部

15 安装凸缘部

16、16a～16d 锁定用通孔

17、17a 卡合凹部

18 锁定单元

19 导向部

20 执行机构

21 锁定销

22 钥匙锁圈

23 凸部

24 周向突片

25 轴向突片

26、26a 柱侧凸缘部

27、27a 通孔

28 螺纹孔

29 加强筋

Claims (5)

1.一种转向锁定装置，其特征在于，具有：

转向柱；

钥匙锁圈，其被支承在能够自由旋转地被支承于该转向柱的内侧的转向轴的一部分上，在周向的至少一个部位设置有卡合凹部；

锁定用通孔，其形成于所述转向柱的外周面中的在轴向上的相位与所述钥匙锁圈匹配的部分上；和

锁定单元，其在将一部分配置于所述锁定用通孔的内侧部分上的状态下被支承在所述转向柱上，并具有锁定销，该锁定销在使点火开关关闭了的状态下向径向内方位移，使所述锁定销的前端部与所述卡合凹部卡合，由此，在所述转向柱的内侧实质地阻止所述转向轴的旋转，

在所述锁定用通孔的周缘部中的在周向两侧的周缘部的在轴向上分离的各多个部位分别设置有周向突片，即使在要使转向盘旋转的大的力在转向柱的扭转方向上施加的情况下，通过所述周向突片与所施加的力的大小相应地发生塑性变形，分散并支承该力，能防止在所述周缘部的一部分发生应力集中。

2.如权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，所述周向突片具有与所述转向柱的轴向平行的直线状的前端缘。

3.如权利要求2所述的转向锁定装置，其特征在于，形成于在周向上相同侧的所述周缘部的所述周向突片的所述前端缘都存在于同一条假想直线上。

4.如权利要求2所述的转向锁定装置，其特征在于，所述前端缘的轴向两端缘和所述周缘部分别由局部圆弧连续。

5.如权利要求1所述的转向锁定装置，其特征在于，所述转向柱具有一对柱侧凸缘，该一对柱侧凸缘具有贯通孔，并以向该转向柱的宽度方向两侧突出的状态形成于在该转向柱的轴向上的相位与所述锁定用通孔匹配的部分上，所述锁定单元通过穿插在这些贯通孔中的螺栓，被支承在所述转向柱上，设在所述转向盘的旋转方向上的所述贯通孔的内周缘和所述螺栓的外周面之间的间隙的大小为δ、所述周向突片的各个前端缘和所述锁定单元中的配置在所述锁定用通孔的内侧部分上的部分中的宽度方向侧面之间的间隙的大小为d、所述周向突片的各个高度为h，在上述情况下，满足d＜δ≤d+h的关系。