JP4239973B2 - ステアリングコラム装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用等の操舵装置を構成するステアリングコラムに係り、詳しくは、製造コストの低減を図りつつ、ステアリングロック取付部の強度や剛性の向上等を実現する技術に関する。

自動車用の操舵装置等においては、駐車時等における盗難防止を図るべく、ステアリングロックが備えられている。ステアリングロックは、イグニションキーをロック位置にまで回したり、ステアリングコラム等からイグニッションキーを抜く等の操作により、ばねに付勢されたロックキーがステアリングシャフトを係止して操舵を行えなくするものである。通常、ステアリングコラムは円形断面の鋼管を素材としており、ステアリングロックの装着時においては、半円断面の装着面を有するステアリングロックとロックブラケットとにより抱持されるかたちとなる。

ロック状態のステアリングホイールを自動車窃盗犯が回動させようとすると、ステアリングシャフトおよびロックキーを介して、その回転力がステアリングロックに伝達される。そのため、ステアリングロックは、装着面に形成された突起とステアリングコラムに穿設された係止孔との係合等により、ステアリングコラムに対して強固に固着されている。

従来のステアリングロックには以下に述べるような問題があった。

ステアリングコラムは一般に比較的薄肉の鋼管を素材としているため、上述した回転力が大きい場合には係止孔の縁部が破壊されてしまい、ステアリングコラムの周囲でステアリングロックが回転する虞があった。そして、この様な状況では、ロックキーの先端と係止孔との係合が外れやすく、外れた場合には、ステアリングコラムに対してステアリングシャフトが自由に回転するため、ステアリングロックの機能が全く失われてしまう。

そこで、特開平０８−２９５２０２号公報（以下、先行技術と記す）には、ステアリングロックの装着面に形成された第１の凸部が内嵌するロックキー用の第１の通孔とは別に、ステアリングコラムの一部に第１の通孔と離隔して第２の通孔を形成する一方、ステアリングロックの装着面に第２の凸部を形成し、第１の凸部を第１の通孔にがたつきなく嵌合させると共に、第２の凸部を第２の通孔にがたつきなく嵌合させたものが提案されている。この先行技術によれば、ステアリングシャフトの回転トルクが複数組の通孔と凸部との嵌合面に分散されるため、ステアリングコラムとステアリングロックとの係合強度が通常のものより向上し、ステアリングシャフトに大トルクが入力してもステアリングロックの機能が損なわれ難くなる。

しかしながら、先行技術の装置においては、両凸部の間隔や両通孔の間隔に高い寸法精度が要求されるため、孔明け加工等の追加によって製造コストが上昇するだけでなく、穿孔治具（パンチ）等の保守・管理に多大な労力が必要となる。また、ステアリングコラムとステアリングロックとの固着強度は凸部および通孔の寸法や個数に依存するが、通孔の寸法を大きくしたり個数を増大させた場合、ステアリングコラムの剛性が低下し、操舵フィーリングが悪化することが避けられなかった。

一方、チルト式のステアリングコラムには、車体側ブラケット（チルトブラケット）との連結部に比較的大きなディスタンスブラケットが取り付けられるが、これらは隅肉溶接やスポット溶接によって固着されるため、部品点数の増大も相俟って製造コストが増大する要因となっていた。また、ディスタンスブラケットのステアリングコラムへの溶接時にその回転位相がずれると、カウル（コラムカバー）をディスタンスブラケットに装着した際に、ステアリングロックとカウル側のステアリングロック用貫通孔とがずれてしまう。その結果、カウルを所期の位置からずらせて装着せざるを得ず、カウルが変形したり見栄えが悪くなる等の虞があった。

本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、製造コストの低減を図りつつ、ステアリングロック取付部の強度や剛性の向上等を実現したステアリングコラム装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するべく、本発明では、外周に周方向にわたるステアリングロック装着部を備え、内部にステアリングシャフトを回動自在に支持するステアリングコラムと、
前記ステアリングシャフトの係止のためのロックキーを有し、前記ステアリングコラムの前記ステアリングロック装着部の一周方向部分に対応した形状をもって接触し、該ステアリングロック装着部に保持される保持部を備えたステアリングロックと、
前記ステアリングロック装着部の他の周方向部分に対応した形状をもって接触し、該ステアリングロック装着部に保持される保持部を備えたロックブラケットとから成り、
前記ステアリングロックの前記保持部と前記ロックブラケットの前記保持部とで前記ステアリングコラムの前記ステアリングロック装着部を抱持しているステアリングコラム装置であって、
前記ステアリングロック装着部は、前記ステアリングロックの前記保持部と前記ロックブラケットの前記保持部との少なくとも一方を保持する前記周方向部分が断面非円形であるものを提供する。

本発明によれば、例えば、ステアリングロック装着部を多角形の当接面をもってステアリングロックやロックブラケットと係合させることで、凸部や通孔によらず回転方向に対して強固な係合が得られる。

また、本発明のステアリングコラム装置において、好ましくは前記ステアリングロック装着部における前記ステアリングロックの前記保持部を保持する前記一周方向部分が断面円形とすることが出来る。この構成によれば、円形断面のステアリングコラムに装着されていた旧来のステアリングロックが流用可能となり、金型の新規製作等が不要となる。

また、本発明のステアリングコラム装置において、好ましくは前記ステアリングロック装着部が液圧バルジ工法により塑性加工されたものと出来る。この構成によれば、ステアリングロック装着部がステアリングコラムに対して膨出した形状であっても、その加工が比較的容易となる。

また、本発明のステアリングコラム装置において、好ましくは前記ステアリングコラムが前記ステアリングロック装着部以外に塑性加工部位を有し、当該塑性加工部位が当該ステアリングロック装着部と同時に液圧バルジ工法により塑性加工されたものとすることができる。この構成によれば、ステアリングコラムにチルト用のディスタンス部等を設ける際に、別部品としてディスタンスブラケットを製造したり、その溶接作業を行うことが不要となる。

以下、本発明に係るステアリングコラム装置の実施形態を説明する。

図１は第１実施形態に係るステアリングコラム装置の側面図であり、図２は図１中のＡ矢視図であり、図３は図１中のＢ−Ｂ断面図であり、図４は図１中のＣ−Ｃ断面図であり、図５，図６は共に図１中のＤ−Ｄ断面図である。ステアリングコラム１は、鋼板プレス成形品のアッパブラケット３とアルミ合金ダイカスト成形品のピボットブラケット５とを介して車体側強度メンバ７に装着されており、軸受９，１１を介してアッパステアリングシャフト（以下、単にステアリングシャフトと記す）１３を回動自在に支持している。ステアリングシャフト１３には、その上端（図１、２中右端）にステアリングホイール（図示なし）が取り付けられる一方、下端（図１、２中左端）にはユニバーサルジョイントを介してロアステアリングシャフトが連結される。図１中、ステアリングシャフト１３上軸受９および軸受１１のそれぞれ右側および左側にはスナップリングが設けてある。

ステアリングコラム１は、鋼管を素材とする液圧バルジ成形品であり、車体取付用のアッパブラケット３に対応する部位にディスタンス部２３が膨出され、車体に固定されるピボットブラケット５に対応する部位に鋼板プレス成形品のロアブラケット２５が溶接接合されている。

アッパブラケット３はステアリング軸の長さ方向に幅を有し、ステアリング軸の延びる方向に直交する方向、すなわち、図３において左右方向に対称に延び、ボルト等の固定部材（図示なし）により車体強度部材に固設される一対の車体取付部３ａ、３ｂを一体に有している。

アッパブラケット３の車体取付部３ａ、３ｂの後端でほぼ直角に折れ曲がりそれぞれ下向きに延びる後壁部３ｃ、３ｄおよび後壁部３ｃ、３ｄそれぞれの内側でほぼ直角に折れ曲げられて前方（図１中左方）にかつ上下に延在する一対の側板部３ｅ、３ｆを一体に形成している。

ステアリングコラム１の下方に一体に膨出形成されたディスタンス部２３はアッパブラケット３の側板部３ｅ、３ｆに圧接挟持される平らな側壁部２３ａ、２３ｂおよび下端でこれら側壁部２３ａ、２３ｂを連接する底部２３ｃを一体に有している。

アッパブラケット３の側板部３ｅ、３ｆには後述するチルト調整の長孔３ｇ、３ｈが形成されており、これらに対応してディスタンス部２３の側壁部２３ａ、２３ｂには丸孔が形成されている。ディスタンス部２３は側板部３ｅ、３ｆのチルト調整用長孔３ｇ、３ｈおよび側壁部２３ａ、２３ｂの貫通孔を貫通するボルト３１と該ボルト３１に螺合、固着されたナット３３とにより所定の締付力でアッパブラケット３の側板部３ｅ、３ｆ間に圧接挟持されている。ボルト３１の頭部３１ａとブラケット側板部３ｅとの間において、ボルト３１上には側板部３ｅ側から公知のカム要素３５、３７、チルト調整用レバー３９およびスラスト軸受４１が介装されている。カム要素３７は第３図で右方に延びる突出部３７ａがブラケット側板３ｅの長孔３ｇに係合していて回転不能になっている。他方のカム要素３５はチルト調整用レバー３９と一体的関係にあり、チルト調整用レバー３９を手動で回転するとカム要素３５が共に回転し、その結果カム要素３５と３７との相対位置がボルト３１の軸方向に変化して、カム要素３７とナット３３間の間隔を変えて側板部３ｅと、３ｆとの間隔を変えてディスタンス部２３の側壁部２３ａ、２３ｂを締付け固定したり、この締付け固定を解除する。

本実施形態において、上述のディスタンス部２３はステアリングコラム１の下部に成形されてステアリングシャフト１３の下方に延在しているが、この反対にディスタンス部をステアリングコラム１の上部に形成してステアリングシャフト１３の上方でブラケット側板部に支持するようにしても良い。

一方、アッパブラケット３の車両前方において車体側強度部材７には車体側ロアーブラケットであるピボットブラケット５が、その水平に延びる車体取付部５ａをボルト等により固設されている。ピボットブラケット５には車体取付部５ａから下向きに延びる一対の平行な鉛直板部５ｂ、５ｃが垂下している。

ステアリングコラム１の下方に固設されたコラム側ロアブラケット２５は、ピボットブラケット５の鉛直板部５ｂ、５ｃに対応して上下に延びそれぞれ圧接される平らな板部２５ｂ、２５ｃを一体に有している。コラム側ロアーブラケットの平らな板部２５ｂ、２５ｃには、水平方向に並んで円孔がそれぞれ形成されていて、当該円孔にはボルト４３が貫通してナット４５により締付けられている。

本実施の形態において、コラム側ロアーブラケット２５はステアリングコラム１とは別体であり、溶接によりステアリングコラム１に固定されているが、前述したディスタンス部２３同様液圧バルジ成形法等によりステアリングコラム１を膨出させて形成しても良い。ピボットブラケット５には前方に開口する略Ｕ字形状の切欠き４７が形成されており、ピボットボルト４３はこの切欠き４７の後端側に嵌挿されている。尚、ステアリングコラム１は、ピボットボルト４３を軸に揺動可能となっており、チルトレバー３９を操作することにより運転者は所定の範囲でステアリングホイールの上下位置を調整することができる。

また、２次衝突持に、ステアリングシャフト１３に衝撃荷重がかかると、ステアリングコラム１は前方に移動するためアッパブラケット３は側板部３ｅ、３ｆを介して後壁部３ｃ、３ｄが、その上端折れ曲がり部を中心に前方に揺動する。同時に、コラム側ロアーブラケット２５はステアリングコラム１と共に切欠部４７を介してピボットブラケット５から離脱する。

本実施形態のステアリングコラム１では、アッパブラケット３の車両後方（図１，図２中の右方）に正八角断面形状のステアリングロック装着部５１が形成されており、このステアリングロック装着部５１にステアリングロック５３が装着されている。ステアリングロック装着部５１は、上述したディスタンス部２３等と同時に液圧バルジ工法により成形されており、図５に示したように、その下面にステアリングロック５３に形成された凸部５５が嵌入する貫通孔５７が穿設されている。

ステアリングロック５３はアルミ合金ダイカスト成形品であり、図５に示したように、ステアリングコラム１のステアリングロック装着部５１の下部に対応する形状に形成された保持面６１と、ロックキー６３や図示しないキーシリンダ等を収容するホルダ部６５とを有している。ホルダ部６５の上面には、ステアリングロック装着部５１の上部に対応する形状に形成された保持面７１を有するロックブラケット７３が一対のシャーボルト７５により締結され、これによりステアリングロック装着部５１がステアリングロック５３とロックブラケット７３とにより強固に抱持されることになる。シャーボルト７５は、ステアリングロック５３を取り外しての盗難を防止するべく、所定の締付トルクで締め付けると頭部（通常は六角部）が破断・分離し、レンチ等によって緩めることを不可能としたボルトである。尚、図２に示したように、ステアリングロック５３はステアリングコラム１に対して斜めに装着されているが、図２以外では説明の便宜上ステアリングロック５３をステアリングコラム１に対して直交するように描いている。

ホルダ部６５に収納されたキーシリンダにはイグニッションキー８１が抜き差し可能となっており、イグニッションキー８１の操作によりロックキー６３が凸部５５から図５中上下に出没する。すなわち、本実施形態の場合、イグニッションキー８１をキーシリンダに差し込んでＯＮ位置にするとロックキー６３が図５に示したように凸部５５内に下降し、イグニッションキー８１をＯＦＦ位置にして抜き取るとロックキー６３が図示しないばねに付勢されて図６に示したように凸部５５から上昇する。ステアリングシャフト１３にはロックキー６３に対応する位置に図７に平面を示す長孔８３が穿設されており、この長孔８３に上昇したロックキー６３が嵌入する。イグニッションキー８１に連動してロックキー６３を移動させる機構は、従来公知の機構（例えば日本特開昭５６−１４２７２８号および特開昭５７−１６４８４１号公報参照）であり、かつ本発明に直接関係がないので詳細な説明を省略する。

本実施形態のステアリングコラム装置では、運転者が自動車を駐車させた際にイグニッションキー８１をキーシリンダから抜き取ると、上述したようにロックキー６３がステアリングロック５３の凸部５５から上昇する。そして、ステアリングホイールが所定量回転され、ステアリングシャフト１３の長孔８３とロックキー６３との位相が一致すると、ばねに付勢されたロックキー６３が長孔８３に嵌入してステアリングシャフト１３が回転方向に係止される。

この状態で、自動車窃盗犯がステアリングホイール（すなわち、ステアリングシャフト１３）を回動させようとすると、ロックキー６３および凸部５５を介してステアリングロック５３には回転力が作用する。ところが、本実施形態では、ステアリングコラム１のステアリングロック装着部５１の八角断面形状に対応する保持面６１，７１を有したステアリングロック５３およびロックブラケット７３がステアリングロック装着部５１を抱持しているため、ステアリングロック５３がステアリングコラム１に対して回動することはない。その結果、従来装置で問題となっていたロックキーの先端と係止孔との係合の外れは起こらず、ステアリングロック５３の機能が喪失する虞が無くなった。

一方、本実施形態では、八角断面形状を有するステアリングロック装着部５１だけでなく、ディスタンス部２３も液圧バルジ工法により形成されているため、先行技術で要求されていた高い寸法精度や多くの孔明け加工等が不要となることも相俟って、部品点数や製作工数の削減による製品コストの低下を実現できた。また、ディスタンス部２３とステアリングロック装着部５１とが同時に成形されるため、ステアリングロック５３と周辺部品（チルト機構の構成部品等）との間の回転方向の相対位相のずれがなくなり、各部品の位置関係が設計値近傍に略収まることになる。これにより、従来装置で問題となっていた、カウル装着時におけるステアリングロック５３とカウル側のステアリングロック用貫通孔との位置ずれや、これに起因するカウルの変形や見栄えの悪化等も起こらなくなる。

図８は第２実施形態に係るステアリングコラム装置の側面図であり、図９は図８中のＥ−Ｅ断面図である。これらの図に示したように、第２実施形態もその全体構成は上述した第１実施形態と同様であるが、ステアリングロック装着部の断面形状やステアリングロックの保持面の形状が異なっている。すなわち、第２実施形態では、ステアリングロック装着部５１の上半分は正八角形の半断面形状を有しているが、下半分は半円形断面状となっている。ステアリングロック５３の上部の保持面６１もこれに対応して半円形断面形状であり、また、この保持面６１に対となってステアリングコラムを抱持するロックブラケット７３は、ロック装着部５１の上半分の断面形状に対応した正八角形半断面形状になっている。これにより、第２実施形態ではステアリングロック５３として旧来のものが流用可能となり、高価なアルミダイカスト金型を新製する必要がなくなり、第１実施形態に較べて設備コスト等を大幅に削減できた。尚、本実施形態の作用は第１実施形態と略同様である。

図１０は第３実施形態に係るステアリングコラム装置の側面図であり、図１１は図１０中のＦ−Ｆ拡大断面図である。これらの図に示したように、第３実施形態もその全体構成は上述した上記実施形態と同様であるが、ステアリングロック装着部およびステアリングロックの軸方向位置が上記実施形態のものと異なっており、また上記実記形態においては、ステアリングロック１５３において純粋に機械的なロック機構が用いられているのに対し、第３実施形態のものにおいては、電磁ロック機構が採用されている。本実施形態の場合、ステアリングロック１５３内に設けられている電磁ロック機構は、例えば特開平１０−１３８８７１等によりそれ自体既知のものであり、また本発明に直接関係ないので詳細な説明は省略するが、キー差し込みシリンダ２００はロック１５３とは別体に形成されて、例えばダッシュパネルの適切な位置に設けられ、ワイヤ２０１を介して接続される。

第３実施形態のステアリングコラム１０１では、車体取付用のアッパブラケット３に取付けられるディスタンス部１２３と車体取付用ピボットブラケット５に取付けられるコラム側ロアブラケット２５の固定位置との間の適切な位置に正八角断面形状のステアリングロック装着部１５１が形成されており、このステアリングロック装着部１５１にステアリングロック１５３が装着されている。ステアリングロック装着部１５１は、ディスタンス部１２３等と同時に液圧バルジ工法により成形されており、図１１に示したように、その下面にステアリングロック１５３に形成された凸部１５５が嵌入する貫通孔１５７が穿設されている。

ステアリングロック１５３はアルミ合金ダイカスト成形品であり、図１１に示したように、ステアリングコラム１０１のステアリングロック装着部１５１の下部に対応する形状に形成された保持面１６１と、ロックキー１６３や図示しないそれ自体公知の電磁ロック機構を収容するホルダ部１６５とを有している。ホルダ部１６５の上面には、ステアリングロック装着部１５１の上部に対応する形状に形成された保持面１７１を有するロックブラケット１７３が一対のシャーボルト１７５により締結され、これによりステアリングロック装着部１５１がステアリングロック１５３とロックブラケット１７３とにより強固に抱持されることになる。シャーボルト１７５は、ステアリングロック１５３を取り外しての盗難を防止するべく、所定の締付トルクで締め付けると頭部（通常は六角部）が破断・分離し、レンチ等によって緩めることを不可能としたボルトである。本実施形態の場合、ステアリングロック１５３内に設けられている電磁ロック機構は、それ自体既知のものであり、また本発明に直接関係ないので詳細な説明は省略するが、キー差し込みシリンダ２００はロック１５３とは別体に形成されて、例えばダッシュパネルの適切な位置に設けられ、ワイヤ２０１を介して接続される。

キーシリンダ２００にはイグニッションキー１８１が抜き差し可能となっており、イグニッションキー１８１の操作によりロックキー１６３が凸部１５５から図１１中上下に出没する。ステアリングシャフト１３にはロックキー１６３に対応する位置に長孔１８３が穿設されており、この長孔１８３に上昇したロックキー１６３が嵌入する。

本実施形態のステアリングコラム装置では、運転者が自動車を駐車させた際にイグニッションキー１８１をキーシリンダ２００から抜き取り、又は差し込みに応答して、電磁ロック機構が作動してステアリングロック１５３の凸部１５５を上昇させ又は引込めてステアリングロックの作用をすること以外は、第１および第２実施形態と同様である。

第３実施形態において、上記以外の構成および作用は第１実施形態と同様であるので説明を省略している。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、ステアリングロック装着部の形状としては、正八角断面に代えて四角断面や六角断面を採用してもよいし、スプラインや複数条の円弧状リブを有するもの等を採用してもよい。また、ステアリングロック装着部やディスタンス部の形成方法としては、液圧バルジ工法に代えて、例えば、爆発バルジ、ゴムバルジ、プレス成形等種々の加工方法が採用可能である。その他、ステアリングコラム装置の具体的構造や各構成部材の素材や形状等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

以上述べたように、本発明のステアリングコラム装置によれば、凸部や通孔によらず回転方向に対して強固な係合が得られる。

第１実施形態に係るステアリングコラム装置の側面図である。 図１中のＡ矢視図である。 図１中のＢ−Ｂ拡大断面図である。 図１中のＣ−Ｃ拡大断面図である。 図１中のＤ−Ｄ拡大断面図である。 図１中のＤ−Ｄ拡大断面図である。 長孔の拡大平面図である。 第２実施形態に係るステアリングコラム装置の側面図である。 図８中のＥ−Ｅ拡大断面図である。 第３実施形態に係るステアリングコラム装置の側面図である。 図１０中のＦ−Ｆ拡大断面図である。

Claims (4)

1. 外周に周方向にわたるステアリングロック装着部を備え、内部にステアリングシャフトを回動自在に支持するステアリングコラムと、
   前記ステアリングシャフトの係止のためのロックキーを有し、前記ステアリングコラムの前記ステアリングロック装着部の一周方向部分に対応した形状をもって接触し、該ステアリングロック装着部に保持される保持部を備えたステアリングロックと、
   前記ステアリングロック装着部の他の周方向部分に対応した形状をもって接触し、該ステアリングロック装着部に保持される保持部を備えたロックブラケットとから成り、
   前記ステアリングロックの前記保持部と前記ロックブラケットの前記保持部とで前記ステアリングコラムの前記ステアリングロック装着部を抱持しているステアリングコラム装置であって、
   前記ステアリングロック装着部は、前記ステアリングロックの前記保持部と前記ロックブラケットの前記保持部との少なくとも一方を保持する前記周方向部分が断面非円形であることを特徴とするステアリングコラム装置。
2. 前記ステアリングロック装着部における前記ステアリングロックの前記保持部を保持する前記一周方向部分が断面円形であることを特徴とする、請求項１記載のステアリングコラム装置。
3. 前記ステアリングロック装着部がバルジ工法により塑性加工されたことを特徴とする、請求項１または２記載のステアリングコラム装置。
4. 前記ステアリングコラムが前記ステアリングロック装着部以外に塑性加工部位を有し、当該塑性加工部位が当該ステアリングロック装着部と同時にバルジ工法により塑性加工されたことを特徴とする、請求項３記載のステアリングコラム装置。

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