JP2005162053A - Steering lock mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、ステアリングシャフトの回転をロックするステアリングロック機構に関する。 The present invention relates to a steering lock mechanism that locks rotation of a steering shaft.
従来から、ステアリングシャフトの外周面(ロックカラー)に形成した凹部にロックバーを嵌合させることにより、ステアリングシャフトの回転を防止するステアリングロック機構が広く知られている。この種のステアリングロック機構において、ステアリングシャフトの外周面(変形防止部材)に、ステアリングシャフトを挟んで前記凹部と対角をなす位置に凸部を更に形成し、当該凸部に対応した通穴をステアリングコラムの内周面に形成する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この文献には、ステアリングホイールを無理やり回転させた場合、ステアリングシャフトはロックバーから退避する方向に撓むが、この撓みの際、ステアリングシャフトの前記凸部がステアリングコラムの通穴に係合され、当該係合によりステアリングシャフトの回転が依然として防止される、と記載されている。
しかしながら、実際には、ステアリングロック状態でステアリングホイールに過大な回転トルクを付与した場合、ステアリングシャフトは、ロックバーから退避する方向のみならず、当該退避方向に対して直角な方向にも撓み・変位する。従って、上述の従来技術では、実際には、ステアリングシャフトの凸部がステアリングコラムの通穴に係合されない場合がある、という問題点がある。 However, in reality, when an excessive rotational torque is applied to the steering wheel in the steering lock state, the steering shaft bends / displaces not only in the direction of retracting from the lock bar but also in the direction perpendicular to the retracting direction. To do. Therefore, in the above-described prior art, there is a problem that the convex portion of the steering shaft may not actually be engaged with the through hole of the steering column.
そこで、本発明は、ステアリングシャフトの回転を効果的に規制することができるステアリングロック機構の提供を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a steering lock mechanism that can effectively regulate the rotation of the steering shaft.
上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、ステアリングホイールの回転軸を構成するステアリングシャフトと、
ステアリングシャフトに対して径方向に往復動可能であり、ステアリングシャフトに設けられる凹部に嵌合可能な端部を有するロック部材と、
ステアリングシャフトのまわりに設けられ、ステアリングシャフトの外周面に設定された係合部が係合可能な被係合部を内周面に有する管部材とを含み、
前記管部材の被係合部は、ステアリングシャフトを挟んでロック部材とは逆側の位置で、且つ、ロック部材の往復動軸に対してステアリングホイールの回転方向にオフセットされた周方向の位置に設定されていることを特徴とする、ステアリングロック機構が提供される。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a steering shaft that constitutes a rotating shaft of a steering wheel;
A lock member that is capable of reciprocating in a radial direction with respect to the steering shaft and having an end that can be fitted in a recess provided in the steering shaft;
A pipe member provided around the steering shaft and having an engaged portion on the inner peripheral surface, which is engageable with an engaging portion set on the outer peripheral surface of the steering shaft,
The engaged portion of the tube member is located at a position opposite to the lock member across the steering shaft and at a circumferential position offset in the rotational direction of the steering wheel with respect to the reciprocating shaft of the lock member. A steering lock mechanism is provided, characterized in that it is set.
本局面において、ステアリングシャフトに設けられる凹部は、ステアリングシャフトに直接的に形成されてもよく、若しくは、ステアリングシャフトまわりに設けられる部材に形成されてもよい。また、管部材の被係合部とステアリングシャフトの係合部との係合は、管部材及びステアリングシャフトにそれぞれ形成される凹凸部(例えば、互いに嵌合し合う溝やスプライン)により実現されてよく、若しくは、他の如何なる摩擦材料・構造を利用して実現されてもよい。また、ロック部材の往復動軸とは、ロック部材の往復動が直線的な場合には当該直線軸であり、ロック部材の往復動が回動のような直線的でない場合には、ステアリングシャフトに嵌合する際の直線的な移動方向(例えば、円軌跡である場合にはその接線方向)に基づく。また、前記管部材の内周面での被係合部の位置は、ステアリングシャフトを挟んでロック部材とは逆側の位置で、且つ、ロック部材の往復動軸からステアリングホイールの回転方向にオフセットされた周方向の位置を含む限り、その他の周方向の位置を含んでもよい。 In this aspect, the recess provided in the steering shaft may be formed directly on the steering shaft, or may be formed on a member provided around the steering shaft. In addition, the engagement between the engaged portion of the tube member and the engagement portion of the steering shaft is realized by uneven portions (for example, grooves and splines that fit together) formed on the tube member and the steering shaft, respectively. Alternatively, it may be realized by using any other friction material / structure. The reciprocating shaft of the lock member is the linear shaft when the reciprocating motion of the lock member is linear, and the reciprocating motion of the lock member is not linear with the steering shaft when the reciprocating motion of the lock member is not linear. This is based on a linear movement direction (for example, a tangential direction in the case of a circular locus) when fitting. Further, the position of the engaged portion on the inner peripheral surface of the pipe member is a position opposite to the lock member across the steering shaft, and is offset from the reciprocating shaft of the lock member in the rotation direction of the steering wheel. Other circumferential positions may be included as long as they are included.
本局面によれば、前記管部材の被係合部が適切な位置に設定されるので、ステアリングロック状態で(即ち、ステアリングシャフトの凹部にロック部材の端部が嵌合した状態)ステアリングシャフトに回転トルクが付与された際、変形及び移動するステアリングシャフトを管部材の被係合部に係合させることができる。 According to this aspect, the engaged portion of the pipe member is set at an appropriate position, so that the steering shaft is in the steering lock state (that is, the end portion of the lock member is fitted in the recess of the steering shaft). When the rotational torque is applied, the deforming and moving steering shaft can be engaged with the engaged portion of the pipe member.
また、本局面において、効果的には、前記管部材の被係合部は、前記管部材の内周面に径方向内側に向けて突出形成された突出面上に形成される。これにより、回転トルクが付与された際の、ステアリングシャフトの回転と共に撓みをも効果的に規制することができる。 Further, in this aspect, effectively, the engaged portion of the tube member is formed on a protruding surface formed to protrude radially inward on the inner peripheral surface of the tube member. Accordingly, it is possible to effectively regulate the deflection as well as the rotation of the steering shaft when the rotational torque is applied.
本発明によれば、ステアリングロック状態でステアリングシャフトに過大な回転トルクが付与された場合でも、ステアリングシャフトの回転を効果的に規制することができる。 According to the present invention, even when an excessive rotational torque is applied to the steering shaft in the steering lock state, the rotation of the steering shaft can be effectively regulated.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明によるステアリングロック機構の一実施例を示す概略図であり、ステアリングシャフト軸に垂直な面で切断した際の断面図である。ステアリングロック機構10は、ステアリングコラムに設定される。ステアリングシャフト(メインシャフト)2は、ステアリングホイールの回転軸を構成し、中空の管状部材(例えば、鋼管)であるステアリングコラムチューブ3内に収容されている。ステアリングコラムチューブ3の外周側には、ステアリングロック機構10のハウジング11の端部が設けられる。ハウジング11の端部には、ブラケット13がボルト6により締結される。ブラケット13は、ハウジング11の端部の内周面に対向する内周面を有し、双方の内周面には、ステアリングコラムチューブ3の外周面がその全周に亘って当接している。
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a steering lock mechanism according to the present invention, and is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to a steering shaft axis. The
ステアリングロック機構10は、ステアリングシャフト2の軸中心に向けて径方向に往復動可能なロックバー12を備える。ロックバー12は、ハウジング11内に設けられ、ステアリングコラムチューブ3に形成された開口3aを通って、ステアリングシャフト2の軸中心に対して進退(往復動)可能に構成されている。ステアリングシャフト2の外周面には、ロックバー12の端部が嵌合可能な凹部14(以下、「ロック穴14」という)が形成されている。ロック穴14は、ステアリングシャフト2の外周に少なくとも一箇所形成され、若しくは、ステアリングシャフト2の外周に沿って所定の間隔で複数個形成されてよい(本例では、対角位置に2個)。
The
ロックバー12の往復動は、例えば、電動モータ(減速機等を含む)を利用して実現されてもよい。また、ロックバー12の往復動は、イグニッションキーの回動操作に機械的に連動して、適切なカム機構を介して実現されてもよい。
The reciprocating motion of the
ロックバー12は、車両のイグニションキーがキーシリンダ(図示せず)のキー穴に挿入されている状態からそのキー穴から抜かれる状態へ変化した場合に、ステアリングシャフト2の軸中心へ向けて突出可能となる。一方、イグニションキーがキー穴に挿入され、その後、IGオフ状態からACC状態へ操作された場合に、ステアリングシャフト2の軸中心への突出が不可能となる。或いは、ロックバー12は、IGオフ状態でのユーザによるスイッチ操作に応じて、突出可能又は突出不能とされてもよい。
The
ステアリングシャフト2のロック穴14がロックバー12に対向する回転位置に来ると、ロックバー12の端部がステアリングシャフト2のロック穴14内に嵌入される。これにより、ステアリングシャフト2の回転が規制され、ステアリングロック状態が実現される。一方、ロックバー12の端部がステアリングシャフト2のロック穴14から離脱すると、ステアリングシャフト2の回転規制が解除され、ステアリングロック解除状態(通常の状態)が実現される。この解除状態では、エンジン作動中にステアリングロック状態が誤って実現されないように、ロックバー12は、その退避位置(アンロック位置)に確実に保持される。
When the
次に、本発明によるステアリングロック機構10の特徴的な構成の一実施例について説明する。本実施例のステアリングシャフト2の外周面には、溝、セレーション(軸方向に延びる複数の溝)等の凹凸部16(以下、「係合凹凸部16」という)が形成されている。この係合凹凸部16は、ステアリングシャフト2の外周のロック穴14を除く部位に形成され、好ましくは、ステアリングシャフト2の外周のロック穴14を除く略全周に亘って連続的に形成される。
Next, an embodiment of a characteristic configuration of the
一方、この係合凹凸部16に対応して、ステアリングコラムチューブ3の内周面にも、溝、セレーション等の凹凸部18(以下、「被係合凹凸部18」という)が形成される。この被係合凹凸部18は、ノミナル位置にあるステアリングシャフト2の外周面から径方向に所定距離Δだけ離間した面に形成される。図1に示す実施例では、被係合凹凸部18は、ステアリングコラムチューブ3の内周面(基本面)から径方向内側に突出した突出面上に形成されている。
On the other hand, an
また、この被係合凹凸部18は、ステアリングコラムチューブ3のロックバー12の進退側(ロックバー12用の開口3a)とは逆側であって、且つ、ロックバー12の往復動軸Xを基準として周方向にオフセットした位置に形成される。この際、被係合凹凸部18は、ロックバー12の往復動軸Xを基準として両側に対称的に2箇所に設定されてよい。例えば、図1に示す実施例では、被係合凹凸部18は、ステアリングロック状態でロックバー12に嵌合されないロック穴14に対して周方向両側にそれぞれオフセットされた2ヶ所に、形成されている。具体的には、被係合凹凸部18は、ノミナル位置にあるステアリングシャフト2の軸中心を原点Oとし、往復動軸Xとそれに直交する軸からなる2次元極座標を想定した場合、ロックバー12の進退側の往復動軸X上の点αをゼロ度として、反時計まわりに180度の位置Aから±θオフセットされた位置B,Cを中心に形成される。被係合凹凸部18の設定範囲は、位置B,Cを中心としてそれぞれ約−45度〜約+45度の範囲を含めばよい。尚、被係合凹凸部18の軸方向の形成範囲・位置は、係合凹凸部16の軸方向の形成範囲・位置に少なくとも部分的に対応している。
Further, the engaged
次に、図2を参照して、本実施例のステアリングロック機構10の作用(防盗性)を説明する。ここで、図2(A)に示すように、ステアリングロック状態でステアリングシャフト2に矢印Dに示すような大きな回転トルクが付与された場合を想定する。この場合、ステアリングシャフト2は、ロックバー12との嵌合により回転反力を受けるので、図2(B)に示すように、撓んで矢印Eの方向に移動することになる。この移動により、ステアリングシャフト2の係合凹凸部16が、ステアリングコラムチューブ3の被係合凹凸部18に嵌合される(図中Z部参照)。
Next, with reference to FIG. 2, an operation (anti-theft property) of the
このように、本実施例によれば、ステアリングシャフト2の回転が、ロックバー12のみならず被係合凹凸部18によっても係止されるので、ステアリングシャフト2が過大な回転トルクを受けて変形・変位してもステアリングシャフト2の回転拘束が依然として実現される。また、ステアリングシャフト2に加わる過大な回転トルクは、ロックバー12のみならず被係合凹凸部18によっても受けられるので、ロックバー12の小型化・簡略化を図ることができる。また、ステアリングシャフト2に発生する応力も分散されるので、ステアリングシャフト2のロック穴14周辺やロックバー12の端部に焼き入れ等により強度を付与する必要がなくなり得る。
Thus, according to the present embodiment, the rotation of the steering shaft 2 is locked not only by the
即ち、本実施例によれば、過大な回転トルクを受けた際のステアリングシャフト2の挙動(即ち、往復動軸X方向のみならずそれに直交する軸方向にも撓むという挙動)を的確に把握し、その挙動に対応した位置に被係合凹凸部18を設定することで、防盗性の向上と共に、各構成部材の小型化・簡略化を図ることができる。尚、矢印Dとは逆方向に同様の回転トルクが付与された場合についても、上述の議論が同様に成り立つことは理解されるべきである。但し、この場合、ステアリングシャフト2の係合凹凸部16は、ステアリングコラムチューブ3の他方の被係合凹凸部18に嵌合される。
That is, according to the present embodiment, the behavior of the steering shaft 2 when receiving excessive rotational torque (that is, the behavior of bending not only in the reciprocating axis X direction but also in the axial direction perpendicular thereto) is accurately grasped. And by setting the to-be-engaged uneven | corrugated |
また、本実施例によれば、過大なトルクが付与された際、上述の如く、ステアリングシャフト2の係合凹凸部16が、ステアリングコラムチューブ3の被係合凹凸部18に当接・係合されるので、ステアリングシャフト2の径方向の最大変位量(最大撓み量)を所定範囲内(即ち、≦Δ)に収めることができる。従って、ステアリングコラムチューブ3の被係合凹凸部18とステアリングシャフト2の係合凹凸部16との間の隙間Δを適切に設定することで、ステアリングシャフト2の径方向の最大変位量を規制することができる。これにより、ステアリングシャフト2に発生しうる最大曲げ応力を規制することが可能となり、また、ロックバー12がステアリングシャフト2のロック穴14から抜け出ることを確実に防止することが可能となる。尚、ステアリングコラムチューブ3の被係合凹凸部18及びステアリングシャフト2の係合凹凸部16には、上述の回転・撓み規制機能を確実に発揮できるような十分な強度が付与される。
Further, according to the present embodiment, when an excessive torque is applied, the engaging
尚、過大な回転トルクを受けた際のステアリングシャフト2の挙動(特に撓み方向)は、ステアリングシャフト2やロックバー12の構造や強度(剛性)等に依存して変化しうる。従って、上述の被係合凹凸部18の設定位置は、ステアリングシャフト2やロックバー12の構造や強度(剛性)を考慮して決定される。図1に示す実施例では、被係合凹凸部18の中心位置B,Cは、約45度のオフセット角θで設定されており、設定範囲は、それぞれ約30度程度(−15度〜約+15度の範囲)となっている。
Note that the behavior (particularly the bending direction) of the steering shaft 2 when subjected to excessive rotational torque can vary depending on the structure and strength (rigidity) of the steering shaft 2 and the
次に、図3及び図4を参照して、本発明によるステアリングロック機構10の代替実施例について説明する。図3に示す実施例では、ステアリングシャフト2のまわりには、ロックホルダー4が圧入されている。ロックホルダー4の外周面には、上述の実施例と同様の係合凹凸部16が設けられる。係合凹凸部16の構成は、上述の実施例と同様であってよい。このように、係合凹凸部16は、ステアリングシャフト2の外周面に直接的に形成される(例えば、切削等により形成)のではなく、別部材に形成され、当該別部材がステアリングシャフト2まわりに設けられてもよい。
Next, an alternative embodiment of the
同様に、ステアリングコラムチューブ3の被係合凹凸部18についても、ステアリングコラムチューブ3に直接的に形成されるものであっても、ステアリングコラムチューブ3に固定される他の部材に形成されるものであってもよい。
Similarly, even if the engaged
図4に示すその他の代替実施例では、ステアリングシャフト2の外周面には、セレーション等の係合凹凸部16に代えて、第2の凹部17が形成される。この場合、第2の凹部17は、ロックバー12の端部が嵌合可能なロック穴14よりも開口幅が小さい。即ち、第2の凹部17は、ロックバー12の端部が嵌合できないような大きさに設定される。第2の凹部17は、ロック穴14から両側に周方向に離間した位置に設定される(即ち、本例のようにロック穴14が2箇所の場合には4箇所)。
In another alternative embodiment shown in FIG. 4, a second
一方、この第2の凹部17に対応して、ステアリングコラムチューブ3の内周面にも、凸部19が形成される。この凸部19の上面は、それに対向する第2の凹部17の底面から径方向に所定距離Δだけ離間した位置に形成される。これにより、上述の実施例と同様、過大な回転トルクが付与された際の、ステアリングシャフト2の径方向の最大変位量を、所定範囲内(即ち、≦Δ)に収めることができる。
On the other hand, a
また、この凸部19は、被係合凹凸部18と同様、ステアリングコラムチューブ3のロックバー12の進退側(ロックバー12用の開口3a)とは逆側であって、且つ、ロックバー12の往復動軸Xを基準として周方向にオフセットした位置にそれぞれ形成される(例えば、図2の位置Aから±θオフセットされた位置B,C)。本実施例の場合も、上述の実施例と同様、ステアリングロック状態でステアリングシャフト2に大きな回転トルクが付与された場合、ステアリングシャフト2が上述の如く変形・移動し、ステアリングシャフト2の第2の凹部17が、ステアリングコラムチューブ3の凸部19に係合される。これにより、上述の実施例と同様、過大な回転トルクが付与された際にも、ステアリングシャフト2の回転を確実に防止することができ、また、回転トルクの負担をステアリングコラムチューブ3とロックバー12とで分担することで、ロックバー12等の小型化・簡略化を図ることができる。
Further, like the engaged concave-
尚、本実施例において、第2の凹部17をロック穴14と同様の構成とし、且つ、第2の凹部17及びロック穴14をステアリングシャフト2の外周面に略等間隔に設定してもよい(典型的には、計8箇所の凹部)。この場合、第2の凹部17及びロック穴14の何れにも、ロックバー12の端部及びステアリングコラムチューブ3の凸部19が嵌合されうる。即ち、第2の凹部17及びロック穴14の何れもが、ロックバー12と協働してステアリングシャフト2を回転規制する役割と共に、ステアリングコラムチューブ3の凸部19と協働して、撓み時のステアリングシャフト2の回転を阻止する役割をも果たしうる。
In this embodiment, the
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した各実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した各実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Substitutions can be added.
例えば、上述した実施例実施例において、ステアリングシャフト2の係合凹凸部16は、必ずしも、ステアリングシャフト2の外周のロック穴14を除く全周に亘って連続的に形成される必要はなく、上述のステアリングシャフト2の挙動に応じた適切な箇所に離散的に形成されていてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the engaging
また、上述した実施例において、セレーション等の係合凹凸部16及び被係合凹凸部18の組み合わせに代えて、ステアリングシャフト2の外周面及びステアリングコラムチューブ3の内周面に高い摩擦係数の材料・部材(例えば、摩擦板)を設定若しくは装着してもよい。この場合であっても、ステアリングシャフト2の外周面及びステアリングコラムチューブ3の内周面との間の摩擦力によって、ステアリングシャフト2の回転が阻止されると共に、当該摩擦面によりステアリングシャフト2に加わる回転力を分担して受けることができる。
Further, in the above-described embodiment, instead of the combination of the engaging
また、上述した実施例では、ロックバー12が嵌合されるロック穴14は2箇所設定されていたが、3箇所以上設定されていてもよい。何れの場合であっても、複数のロック穴14は、必ずしも対角位置に形成される必要はない。例えば、2以上のロック穴14が設定されている場合であって、一のロック穴14に対角の位置に他のロック穴14が存在しない構成であってもよい。この場合、係合凹凸部16は、各ロック穴14から周方向両側に(又は、各ロック穴14から上述の如く±θオフセットした位置に)形成されればよい。
Moreover, in the Example mentioned above, although the
また、ロック穴14は一箇所であってもよい。この場合、及び、2以上のロック穴14が設定されている場合であって、一のロック穴14に対角の位置に他のロック穴14が存在しない場合には、ステアリングコラムチューブ3の被係合凹凸部18は、上述の如くロックバー12の往復動軸Xを基準として周方向にオフセットした位置のみならず、ロックバー12の往復動軸Xの延長線上(即ち、図2の位置A付近)に形成されてもよい。
Moreover, the
また、上述した実施例では、ロックバー12の直線的な移動(即ち、往復動)によりステアリングロック状態及びアンロック状態が実現されているが、ロックバー12の回動によりステアリングロック状態及びアンロック状態が実現されてもよい。
In the above-described embodiment, the steering lock state and the unlock state are realized by linear movement (that is, reciprocation) of the
また、上述した実施例に係る各図では、中実のステアリングシャフト2が図示されているが、中空のステアリングシャフト2に対しても同様に適用可能である。この場合、ロックバー12の端部は、ステアリングシャフト2のロック穴14(貫通穴)に挿通してステアリングロック状態を実現する。
Moreover, in each figure which concerns on the Example mentioned above, although the solid steering shaft 2 is shown in figure, it is applicable similarly to the hollow steering shaft 2. FIG. In this case, the end of the
また、上述した実施例において、ロックバー12の往復動は、ソレノイドの電磁力を利用して実現されてよく、この場合、ステアリングシャフト2に向けてロックバー12を付勢するバネ部材が設けられ、ロックバー12は、バネ部材の付勢力に抗して、ソレノイドの吸引力によりステアリングシャフト2から離れる方向に引き込まれる。
In the above-described embodiment, the reciprocation of the
2 ステアリングシャフト
3 ステアリングコラムチューブ
10 ステアリングロック機構
11 ハウジング
12 ロックバー
14 ロック穴
16 係合凹凸部
18 被係合凹凸部
2
Claims (2)
ステアリングシャフトに対して径方向に往復動可能であり、ステアリングシャフトに設けられる凹部に嵌合可能な端部を有するロック部材と、
ステアリングシャフトのまわりに設けられ、ステアリングシャフトの外周面に設定された係合部が係合可能な被係合部を内周面に有する管部材とを含み、
前記管部材の被係合部が、ステアリングシャフトを挟んでロック部材とは逆側の位置で、且つ、ロック部材の往復動軸に対してステアリングホイールの回転方向にオフセットされた周方向の位置に設定されていることを特徴とする、ステアリングロック機構。 A steering shaft constituting the rotating shaft of the steering wheel;
A lock member that is capable of reciprocating in a radial direction with respect to the steering shaft and having an end that can be fitted in a recess provided in the steering shaft;
A pipe member provided around the steering shaft and having an engaged portion on the inner peripheral surface, which is engageable with an engaging portion set on the outer peripheral surface of the steering shaft,
The engaged portion of the tube member is at a position opposite to the lock member across the steering shaft and at a circumferential position offset in the rotational direction of the steering wheel with respect to the reciprocating shaft of the lock member. A steering lock mechanism characterized by being set.
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