JP5122269B2 - ステアリングシャフトに装着されるキーロックのスリップトルク設定機構 - Google Patents

Description

本発明は、盗難防止を目的としてステアリングシャフトに装着されるキーロックのスリップトルク設定機構に関する。

自動車のステアリングシャフトが拘束されると、ハンドルを操作できなくなるので盗難防止となる。このため、ステアリングシャフトにキーロックが装着され、前記キーロックにロックピンを差し込んで、ステアリングシャフトが回転しないようにする。ところが、ステアリングシャフトが完全に拘束されると、かえって窃盗犯が無理にハンドルを操作しようとして、キーロックをはじめ、ステアリングシャフトを破損させてしまう虞がある。これは、盗難に限ったことでなく、ステアリングシャフトを拘束した状態で何らかの外力がハンドル等に加わった場合にも考えられる。そこで、キーロックは、ステアリングシャフトに一定以上のトルクが加わったときに空回りするように、スリップトルク設定機構を介してステアリングシャフトに装着される場合が通例である。

特許文献1は、ステアリングシャフト（ステアリングコラム管）にキーロック（ステアリングコラム・ロックカラー）を塑性変形させて装着し、キーロックに一定以上のトルクが加わって初めてステアリングシャフトに対してキーロックを空回りさせる構成のスリップトルク設定機構を開示している。特許文献1は、キーロックが空回りを始めるトルク（スリップトルク）を設定するため、ステアリングシャフトとキーロックとの間に減摩材料（樹脂被膜又は樹脂パイプ）を介装する構成も例示している。現在多く見られるキーロックのスリップトルク設定機構は、ステアリングシャフトにキーロックをそのまま外嵌して装着する構成で、前記減摩材料に相当する介装部材としてトレランスリングを用いている。このスリップトルク設定機構は、通常トレランスリングに内接するキーロックの内周面に周回する凹凸が設けられる。

特表平11-500977公報

特許文献1のスリップトルク設定機構は、減摩材料を介装した上でステアリングシャフトにキーロックを塑性変形させて装着しなければならない関係上、スリップトルクの設定が難しく、前記スリップトルクの設定がばらつく問題があった。これに対し、トレランスリングを用いたスリップトルク設定機構は、設計値通りにステアリングシャフト及びキーロックを加工しさえすれば、後はトレランスリングを介装するだけなので、スリップトルクの設定が比較的容易で、前記スリップトルクの設定が均一になる利点があった。しかし、トレランスリングは精密な加工部品で、どうしても製造コストが高く、前記トレランスリングの使用がスリップトルク設定機構の製造コスト増を招く問題を有していた。

キーロックのスリップトルク設定機構は、キーロックによりステアリングシャフトの盗難防止作用を実現しながら、過剰なトルクによるステアリングシャフトの破損を防止するために必要である。しかも、スリップトルクの設定を均一にする必要性を鑑みた場合、どうしてもトレランスリングの使用が避けがたくなる。そこで、トレランスリングを用いることなく、トレランスリングを使用した場合と変らない均一なスリップトルクの設定ができる新たなキーロックのスリップトルク設定機構を開発すべく、検討した。

検討の結果開発したものが、ステアリングシャフトに装着されるキーロックのスリップトルクを設定するスリップトルク設定機構であって、ステアリングシャフトは、キーロックの傾斜した端面を押し当てる摩擦面と、前記摩擦面に続いてキーロックを装着する装着面と、前記装着面に続いてキーロックを摩擦面に向けて締め付けるナットを取り付ける取付面とを設けて構成され、キーロックは、取付面に締め付けるナットとの間に反発弾性体を介装し、傾斜した端面を摩擦面に当接させて装着面に嵌め、取付面に締め付けるナットにより前記傾斜した端面を摩擦面に押し付けて、前記傾斜した端面と摩擦面との間で発生する摩擦力の大小により、スリップトルクを設定するキーロックのスリップトルク設定機構である。本発明のスリップトルク設定機構は、従来のトレランスリングによるスリップトルク設定機構がトレランスリングに対するステアリングシャフトの外周面やキーロックの内周面との間の摩擦力を利用していたのに対し、キーロックの傾斜した端面とステアリングシャフトに設ける摩擦面との間の摩擦力を利用する。

ここで、キーロックの「傾斜した端面」はステアリングシャフトの軸方向に対して交差する錐台側面に相当する端面を意味する。この場合、ステアリングシャフトに設ける摩擦面は、キーロックの傾斜した端面に対応して、ステアリングシャフトの軸方向に対して交差する錐台側面に相当する斜面となる。

ステアリングシャフトは、キーロックの傾斜した端面を押し当てる摩擦面と、前記摩擦面に続いてキーロックを装着する装着面と、前記装着面に続いてキーロックを摩擦面に向けて締め付けるナットを取り付ける取付面とを設けて構成され、キーロックは、傾斜した端面を摩擦面に当接させて装着面に嵌め、取付面に締め付けるナットにより前記傾斜した端面を摩擦面に押し付ける。このスリップトルク設定機構は、ナットの締付によりキーロックを摩擦面に向けて押し出し、前記摩擦面に傾斜した端面を押し付けて摩擦力を発生させる。このほか、経時的にナットが弛むとスリップトルクが変動する虞があるため、キーロックは、取付面に締め付けるナットとの間に反発弾性体を介装する。具体的な反発弾性体としては、スプリングワッシャを例示できる。

上記スリップトルク設定機構は、ナットを強く締め付ければ摩擦力に比例してスリップトルクが大きくなり、逆にナットを緩く締め付ければ摩擦力に比例してスリップトルクが小さくなる。すなわち、ナットの締付程度によってスリップトルクの大小を調整できる。また、傾斜した端面を摩擦面に押し付ける場合、ナットによるキーロックの押し付け力は、傾斜した端面の転写構造である傾斜した摩擦面に添った分力と、前記摩擦面に端面を押し付ける分力とに分かれることから、傾斜した端面の傾斜角を調整することにより、スリップトルクを調整できる。このほか、スリップトルクの大小は傾斜した端面と摩擦面との実際に接触する面積に比例するから、傾斜した端面や摩擦面の大小、位置関係（半径方向の位置関係）によっても、スリップトルクを調整できる。

本発明により、トレランスリングを使用することなく、キーロックのスリップトルク設定機構を構成できるようになる。しかも、トレランスリングを用いた従来のスリップトルク設定機構は、適宜スリップトルクの大小を調整することができないが、本発明のスリップトルク機構は、ナットの締付やストッパの固定位置によってスリップトルクの大小を調整できる利点を有する。このように、本発明はトレランスリングの使用を廃して製造コストを低減し、更にスリップトルクの大小を調整できるようにする新たな機能を得ることにより、スリップトルク設定機構の費用対効果を向上させる効果を有する。

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図1はステアリングシャフト11に設けた摩擦面111にキーロック12の傾斜した端面122を押し付けるスリップトルク設定機構１を表す部分断面図である。

図１に見られるスリップトルク設定機構１は、ステアリングシャフト11に設けた摩擦面111にキーロック12の傾斜した端面122を押し付ける構成である。ステアリングシャフト11は、装着面112より一回り大きなベルト部115を設け、前記ベルト部115の端面として、キーロック12の傾斜した端面122を押し当てる摩擦面111を形成している。装着面112は、前記摩擦面111に続いて設けられており、キーロック12を外嵌して装着する。取付面113は、前記装着面112に続いて設けられる。本例の取付面113は雌ネジを形成しており、キーロック12の端面121に対し、反発弾性体としてスプリングワッシャ14を2枚介装し、2個のナット13を螺着している。スプリングワッシャ14は、経時的なナット13の弛みによるスリップトルクの変動を吸収する働きを有する。

キーロック12は、傾斜していない真直ぐな内周面123を両端面121,122で挟んだ外観の金属製の円筒であり、点対称な位置関係でキー孔124,124を設けている。本例のキーロック12は、傾斜した端面122をステアリングシャフト11の摩擦面111に当接させて装着面112に嵌め、スプリングワッシャ14を介装したナット13を締め付けていくことにより、前記傾斜した端面122を摩擦面111に押し付けて摩擦力を発生させる。スリップトルクは、ナット13を強く締め付ければ摩擦力に比例して大きくなり、逆にナット13を緩く締め付ければ摩擦力に比例して小さくなる。このように、スリップトルク設定機構１は、ナット13の締付程度によってスリップトルクの大小を調整する。

また、傾斜した端面122を摩擦面111に押し付けることから、ナット13によるキーロック12の押し付け力Fpは、傾斜した摩擦面111に添った分力Foと、前記摩擦面111に傾斜した端面122を押し付ける分力Fenとに分かれる。ここで、スリップトルクを決定する摩擦力は、摩擦面111に傾斜した端面122を押し付ける分力Fenに比例するから、本例のスリップトルク設定機構１は、傾斜した端面122の傾斜角を調整することにより、スリップトルクを調整することもできる。このほか、スリップトルクの大小は傾斜した端面122と摩擦面111との実際に接触する面積に比例するから、傾斜した端面122や摩擦面111の大小、位置関係（半径方向の位置関係）によっても、スリップトルクを調整できる。

ステアリングシャフトに設けた摩擦面にキーロックの傾斜した端面を押し付けるスリップトルク設定機構を表す部分断面図である。

１ スリップトルク設定機構
11 ステアリングシャフト
111 摩擦面
112 装着面
113 取付面
12 キーロック
122 傾斜した端面
13 ナット
14 スプリングワッシャ

Claims (1)

1. ステアリングシャフトに装着されるキーロックのスリップトルクを設定するスリップトルク設定機構であって、
   ステアリングシャフトは、キーロックの傾斜した端面を押し当てる摩擦面と、前記摩擦面に続いてキーロックを装着する装着面と、前記装着面に続いてキーロックを摩擦面に向けて締め付けるナットを取り付ける取付面とを設けて構成され、
   キーロックは、取付面に締め付けるナットとの間に反発弾性体を介装し、傾斜した端面を摩擦面に当接させて装着面に嵌め、取付面に締め付けるナットにより前記傾斜した端面を摩擦面に押し付けて、前記傾斜した端面と摩擦面との間で発生する摩擦力の大小により、スリップトルクを設定することを特徴とするキーロックのスリップトルク設定機構。

Images