JP6015407B2 - ハンドルロック構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のステアリングホイールの回転をロックするハンドルロック構造に関する。

従来、車両の盗難防止構造の一つとして、ステアリングホイールの回転を機械的にロックするハンドルロック構造が知られている。典型的なハンドルロックの原理は、ステアリングホイールに連結されたインナーシャフトの外周面に凹部を形成し、この凹部にロックバーを係合させることによってステアリングホイールの回転を拘束する、というものである。

ロックバーは、イグニッションキーの回動操作等に応じて出没方向に移動可能に設けられ、例えばイグニッションキーをキーシリンダーのロック位置に合わせたときに、インナーシャフトの凹部に向かって突出するように設けられる。また、ロックバーを支持するロック装置本体は、インナーシャフトの外周を環囲するアウターチューブや車体に対して固定される。このような構造により、アウターチューブや車体に対するインナーシャフトの相対回転が拘束され、ステアリングホイールの回転がロックされる。

ところで、アウターチューブは、ベアリングを介して軸状のインナーシャフトを内部に支承しており、一般的には中空の円筒形状に形成される。そのため、ロック装置本体をアウターチューブに対して固定する場合には、アウターチューブの外形に対応する形状のロック装置及びブラケットが用いられる。例えば、ロック装置本体とブラケットとでリング状の締結部を形成し、この締結部にアウターチューブを挟み込むことによってロック装置本体を固定する構造が知られている（特許文献１，２参照）。

この構造では、ロック装置本体とアウターチューブとの接触面が内側に凹んだ半円筒形状とされ、凹みの内部にロックバーが配設される。また、この凹みに対応する半円弧状の断面形状を持つブラケットが用意され、ロック装置本体とブラケットとの間にアウターチューブが挟装される。

特開2011-131846号公報 特開2010-12906号公報

しかしながら、上記のような従来のハンドルロック構造において、ロック装置本体及びブラケットとアウターチューブとの回転方向の移動は、ロックバーの基端部の突設箇所とアウターチューブとの接触面のみで拘束されている。例えば、ハンドルロックの作動中にインナーシャフトを無理に回転させようとする力が作用した場合には、荷重がロックバーの基端部に集中して作用する。そのため、ハンドルロックの信頼性を向上させるためには、ロック装置本体とアウターチューブとの接触面近傍における強度，剛性を高めることが求められ、ハンドルロック構造全体の重量増加やコストアップを招くという課題がある。

また、ロックバーとインナーシャフトとの係合形状によっては、インナーシャフトの回転力に対するロックバーの反力が回転軸の半径方向に作用する場合がある。この場合、ステアリングコラム全体がロックバーから離れる方向に変位するようなたわみ変形が生じ、ロックバーがインナーシャフトの凹部から外れやすくなる可能性がある。

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、簡素な構成でコストダウン及び軽量化を図りつつ盗難防止機能の信頼性を向上させたハンドルロック構造を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置づけることができる。

（１）ここで開示するハンドルロック構造は、アウターチューブに内挿されたインナーシャフトの回転をロック装置のロックバーで固定するハンドルロック構造である。まず、前記ロック装置に設けられ、前記ロックバーの基端部を隆起させてなる台座部を備える。
また、前記アウターチューブの筒面に穿孔され、前記台座部と嵌合するロック孔と、前記ロック孔とは別に前記アウターチューブの筒面に穿孔された係止孔とを備える。
さらに、前記ロック装置を前記アウターチューブの外周に固定するブラケットから前記係止孔に向かって突設され、前記アウターチューブと前記アウターチューブの周方向に係合するピンを備える。
前記ピンは、前記アウターチューブの中心から前記ロックバーの出没方向に対して４５°〜１３５°の範囲内の角度をなす方向に位置するように設けられる。例えば、前記インナーチューブの回転軸に垂直な方向の断面において、前記ロックバーが前記回転軸に対して６時の方向から１２時の方向に突出した状態で前記インナーシャフトと係合しているとき、前記ピンを３時の方向又は９時の方向に配置する。
なお、前記アウターチューブは、ベアリングを介して軸状の前記インナーシャフトを内部に支承することが好ましい。

（２）また、前記係止孔が、前記アウターチューブの筒面における上面側に配置されることが好ましい。すなわち、前記係止孔が、前記アウターチューブの表面のうち上面視で視認される位置に配置されることが好ましい。
（３）また、前記ピンが、前記ブラケットの一部を内側に向かって切り起こした切り起こし部からなることが好ましい。つまり、前記ブラケットの表面を切り起こし、前記係止孔に向かって突設させることによって、前記ブラケットと前記アウターチューブとを係合させることが好ましい。

開示のハンドルロック構造によれば、ピンがブラケットから係止孔に向かって突出し、アウターチューブに係合するため、ロックされたインナーシャフトを回転させたときにアウターチューブの周方向に作用する荷重をピンに負担させることができる。
これにより、アウターチューブがロックバーだけでなくピンによっても固定されることになり、アウターチューブのたわみ変形を抑制することができる。したがって、インナーシャフトの回転をロック装置で確実に固定することができ、盗難防止機能の信頼性を向上させることができる。また、アウターチューブが変形しにくくなることから、ブラケットやアウターチューブの板厚を減少させることができ、あるいはブラケットの形状を小さくすることができ、コストを削減することができ、軽量化を図ることができる。

一実施形態に係るハンドルロック構造が適用されたステアリングの斜視図である。 図１に示すステアリングコラムの要部を拡大した図（図１のＡ方向矢視図）である。 図２に示すステアリングコラムの断面図（図２のＢ−Ｂ断面図）である。 （ａ），（ｂ）はハンドルロック時に作用しうる荷重を説明するための断面図である。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

［１．構成］
［１−１．全体構成］
本実施形態のハンドルロック構造１は、図１に示す自動車のステアリングコラム１０に適用される。このステアリングコラム１０は、中空円筒状のアウターチューブ３０に軸状のインナーシャフト２０を挿通したものである。インナーシャフト２０は、アウターチューブ３０の内筒面に対し、ベアリングを介して回動自在に支承される。また、インナーシャフト２０の上端側は、ステアリングホイール１１に連結され、インナーシャフト２０の下端側は、ユニバーサルジョイントやパワーステアリング装置等を介して、図示しないステアリングギヤボックスに接続される。

アウターチューブ３０の外周面には、ロック装置４０及びブラケット５０が固定される。ロック装置４０は、インナーシャフト２０の回転を拘束するための錠前であり、例えば自動車のイグニッションキーやスマートエントリーキー等を鍵として、ステアリングホイール１１の回転を機械的にロックするものである。また、ブラケット５０は、ロック装置４０と一緒にステアリングコラム１０の所定位置に固定される取り付け金具であり、ロック装置４０との間にアウターチューブ３０を挟み込みように配置される。本実施形態のロック装置４０は、ステアリングコラム１０の中心軸Ｃに垂直な断面において、アウターチューブ３０の下面側をカバーするように配置され、ブラケット５０はアウターチューブ３０の上面側をカバーするように配置される。

［１−２．ステアリングコラム］
図２は、ステアリングコラム１０のうち、ロック装置４０及びブラケット５０が固定された部位を拡大した図（図１のＡ方向矢視図）である。また、図３は、ロック装置４０及びブラケット５０が固定された部位をステアリングコラム１０の中心軸Ｃに垂直な断面で切断した断面図（図２のＢ−Ｂ断面図）である。図２中の縦方向の一点鎖線は、中心軸Ｃを表す。なお、この中心軸Ｃは、ステアリングコラム１０だけでなく、インナーシャフト２０やアウターチューブ３０の中心線でもある。

インナーシャフト２０には、後述するロック装置４０のロックバー４１と係合する凹部２１が設けられる。この凹部２１は、例えばステアリングホイール１１が中立位置のときにロックバー４１と対向する位置に設けられる。図３に示すように、凹部２１の形状は、インナーシャフト２０の外表面から中心軸Ｃに向かって凹んだ形状とされる。

一方、アウターチューブ３０にはその筒面を貫通する二つの孔、すなわちロック孔３１及び係止孔３２が穿孔される。ロック孔３１は、凹部２１に対応する位置に設けられ、例えばステアリングホイール１１が中立位置のときに凹部２１と対向する位置に配置される。ロック孔３１の形状は、後述するロック装置４０の台座部４３の輪郭に対応するものとされ、台座部４３と嵌合する部位である。

係止孔３２は、ステアリングコラム１０の上面側に配置される。本実施形態の係止孔３２は、図３に示すように、ロック孔３１と中心軸Ｃとを結ぶ線に対して略垂直な線を中心軸Ｃから引いたときに、アウターチューブ３０と交差する位置の近傍であって、中心軸Ｃの鉛直上方に設けられる。つまり、ロックバー４１の出没方向が、係止孔３２の縁端面３２ａに対して略垂直となるような位置に係止孔３２が配置される。ここでいう略垂直とは９０°前後のことであり、４５°〜１３５°の範囲内で任意に設定される。係止孔３２の形状は、少なくとも後述するブラケット５０のピン５１が挿入されうる形状とされる。

［１−３．ロック装置］
ロック装置４０には、図３に示すように、アウターチューブ３０の外周面と接触する凹設部４４と、凹設部４４から突設された台座部４３とが設けられる。凹設部４４は、アウターチューブ３０の外筒面形状に対応する円筒面状の凹曲面をなす部位であり、ステアリングコラム１０の下面側から図３中の左側面にかけての略半周面に対して面接触するように設けられる。

また、台座部４３は、ロックバー４１を支持する台座となる部位であり、ステアリングコラム１０に固定されたときに、中心軸Ｃに向かって突出するように隆起した形状とされる。つまり、台座部４３はロックバー４１の基端部を隆起させてなる部位である。台座部４３の凹設部４４の表面からの突設量は、好ましくはアウターチューブ３０の厚みよりも大きい値とされる。また、台座部４３の大きさは、アウターチューブ３０のロック孔３１に隙間なく嵌合する大きさとされる。これにより、ロック装置４０をステアリングコラム１０に固定したときに、台座部４３がアウターチューブ３０の内側に入り込んで堅固に固定される。

台座部４３の内側には、前述の凹部２１に係合するロックバー４１と、ロックバー４１を摺動自在に支持するロックバー支持部４２とが設けられる。ロックバー４１は、例えば自動車のイグニッションキーやスマートエントリーキー等のキー操作に応じて、図３中に示す出没方向に移動可能とされる。この出没方向は、ロック装置４０をステアリングコラム１０に固定したときに、凹部２１に向かう方向であって、図３中に示す中心軸Ｃに向かう方向である。なお、ロックバー４１を出没方向に移動させるための構造は任意であり、機械的に駆動するものとしてもよいし、電気的に駆動するものとしてもよい。

ロック装置４０の凹設部４４の外側には、ロック装置４０とブラケット５０とを互いに固定するための第一締結部４５及び第二締結部４６が設けられる。第一締結部４５及び第二締結部４６は、ボルトやナット等の締結具６０を介してブラケット５０に締結固定される部位であり、例えば締結面が平面状となるように形成される。これらの第一締結部４５及び第二締結部４６は、上面視でアウターチューブ３０を挟むように配置され、例えば第一締結部４５がアウターチューブ３０よりも左側に配置され、第二締結部４６がアウターチューブ３０よりも右側に配置される。

また、第一締結部４５及び第二締結部４６は、それぞれのブラケット５０との接触面が直交するような向きとなるように形成される。例えば図３に示すように、第一締結部４５は、ロックバー４１の出没方向と平行にブラケット５０と接触する。これに対して、第二締結部４６は、ロックバー４１の出没方向に垂直にブラケット５０と接触する。なお、ロック装置４０とブラケット５０との締結に用いられる締結具６０としては、規定値以上のトルクで締め付けたときに角柱状頭部が切断されるシアーヘッド型のボルトが用いられる。

［１−４．ブラケット］
図２に示すように、ブラケット５０には、円筒面部５２，第一締結面部５３，第二締結面部５４及びエッジ補強部５５が設けられる。円筒面部５２は、ロック装置４０の凹設部４４と同様に、アウターチューブ３０の外周面に対応する円筒面状の凹曲面をなす部位であり、ステアリングコラム１０の上面側から図３中の右側面にかけての略半周面に対して面接触するように設けられる。

第一締結面部５３及び第二締結面部５４はそれぞれ、ロック装置４０の第一締結部４５及び第二締結部４６に対応して締結具６０を固定するための部位であり、互いに直交する向きに配置される。これらの第一締結面部５３及び第二締結面部５４は、図２に示すように、上面視で円筒面部５２を挟むように配置される。

エッジ補強部５５は、上記の円筒面部５２，第一締結面部５３及び第二締結面部５４の外縁に沿って立設された部位である。円筒面部５２のエッジ補強部５５は、図３に示すように、円筒面部５２の表面から拡径方向に向かって延設され、第一締結面部５３及び第二締結面部５４のエッジ補強部５５は、それぞれの面に対して垂直な方向に延設される。これにより、ブラケット５０の強度，剛性が向上し、全体形状の変形が抑制される。

また、図２に示すように、円筒面部５２内には、表面をＵ字状に切り欠いたその内側部分を中心軸Ｃ側に向かって内向きに屈曲させてなるピン５１が設けられる。つまり、円筒面部５２の一部をブラケット５０の内側に向かって切り起こした切り起こし部でピン５１を形成している。このピン５１は、ロック装置４０をステアリングコラム１０に固定したときに、アウターチューブ３０の係止孔３２の内側に向かって突設される位置に設けられる。好ましくは、ロック装置４０を固定した時点で、ピン５１が係止孔３２の縁端面３２ａに接触するように設けられる。

ピン５１の断面形状は、図３に示すように略Ｌ字状であり、屈曲した先端側がアウターチューブ３０の内側に配置される。ピン５１の基端部から先端部にかけての屈曲方向は、図３中で時計回り方向の方向である。つまり、アウターチューブ３０の周面方向について、ピン５１の基端部が先端部よりもロック孔３１に近い位置とされる。したがって、例えばアウターチューブ３０が中心軸Ｃを中心として時計回りに回転しようとした場合には、ピン５１の先端側と係止孔３２の縁端面３２ａとの係合により、アウターチューブ３０の移動や変形が抑制，拘束される。

また、図３に示すように、このピン５１は、ステアリングコラム１０の中心軸Ｃからロックバー４１の出没方向に略垂直な方向に位置するように設けられる。したがって、例えばアウターチューブ３０がロック装置４０から離隔する方向に移動しようとした場合であっても、ピン５１が係止孔３２の縁端面３２ａに当接して引っ掛かり、アウターチューブ３０の移動が抑制される。

［２．作用］
［２−１．荷重の分散］
図４（ａ）に示すように、ロック装置４０を作動させると、ロックバー４１が中心軸Ｃ方向に駆動されて凹部２１に係合し、インナーシャフト２０の回転がロックされる。この状態でステアリングホイール１１を回転させて、インナーシャフト２０を白抜き矢印方向に回転させようとすると、凹部２１とロックバー４１との接触面（図中のＤ部分）を介して荷重が伝達される。この荷重は、ロック装置４０の内部でロックバー４１からロックバー支持部４２へと伝達され、台座部４３とロック孔３１との接触面（図中のＥ部分）を介してアウターチューブ３０に伝達される。

ここで、仮にアウターチューブ３０の係止孔３２やブラケット５０のピン５１が設けられていなかったとすると、アウターチューブ３０は台座部４３との接触面のみで荷重を受けるため、集中荷重によってロック孔３１の近傍が変形しやすくなる。一方、上記のハンドルロック構造１では、ロック装置４０に伝達された荷重がブラケット５０を介して係止孔３２とピン５１との接触面（図中のＦ部分）にも伝達される。これにより、アウターチューブ３０に作用する荷重が一箇所に集中することなく分散し、アウターチューブ３０の変形が抑制される。

［２−２．移動の抑制］
また、インナーシャフト２０を回転させる力をさらに大きくすると、図４（ｂ）中に破線で示すように、ロックバー４１及びインナーシャフト２０が回転方向に僅かに移動する。このとき、インナーシャフト２０には、ロックバー４１との接触箇所を中心として回転しようとする力が作用する。つまり、インナーシャフト２０には、図４（ｂ）中に黒矢印で示すように、ロックバー４１との係合が外れる方向に移動しようとする荷重が働くことになる。このとき、ベアリングを介してインナーシャフト２０を支承しているアウターチューブ３０も一緒に移動しようとするため、ステアリングコラム１０の全体がロック装置４０から離れる方向（浮き上がり方向）に変形しようとすることになる。

しかしながら、上記のハンドルロック構造１では、ブラケット５０のピン５１がステアリングコラム１０の中心軸Ｃからロックバー４１の出没方向に略垂直な方向に位置するように設けられる。これにより、図４（ｂ）中に白矢印で示すように、係止孔３２とピン５１との接触面において、アウターチューブ３０の浮き上がり方向への移動を抑制する力が作用する。つまり、ピン５１は、外側に広がろうとするステアリングコラム１０をロック装置４０側に引っ張るように機能するため、ステアリングコラム１０の変形が効果的に抑制，拘束される。

［３．効果］
（１）上記のハンドルロック構造１では、アウターチューブ３０に係止孔３２が穿孔されるとともに、係止孔３２に係合するように、ピン５１が内向きにブラケット５０から突設される。例えば、インナーシャフト２０の回転がロック装置４０によって拘束された状態でステアリングホイール１１を回転させると、係止孔３２の縁端面３２ａとピン５１との接触面を介して荷重が伝達される。このように、ロックされたインナーシャフト２０を回転させたときにアウターチューブ３０の周方向に作用する荷重をピン５１に負担させることができる。

これにより、アウターチューブ３０がロックバー４１だけでなくピン５１によって固定されることになり、アウターチューブ３０のたわみ変形を抑制することができる。したがって、インナーシャフト２０の回転をロック装置４０で確実に固定することができ、盗難防止機能の信頼性を向上させることができる。
また、アウターチューブ３０が変形しにくくなることから、ブラケット５０やアウターチューブ３０の板厚を減少させることができ、あるいはブラケット５０の形状を小さくすることができ、コストを削減することができるとともに軽量化を図ることができる。

（２）上記のハンドルロック構造１では、アウターチューブ３０の中心軸Ｃからロックバー４１の出没方向に対して垂直な方向で、ピン５１と係止孔３２とが係合するように、それぞれの配設位置が設定される。これにより、例えば図４（ｂ）に示すように、ステアリングコラム１０の全体がロック装置４０から離れる浮き上がり方向に移動しようとするたわみ変形が発生したとしても、その変形を効率的に抑制することができる。このように、上記のハンドルロック構造１によれば、ステアリングコラム１０のたわみ変形の抑制効果を高めることができる。

（３）上記のハンドルロック構造１では、アウターチューブ３０の係止孔３２がアウターチューブ３０の筒面における上面側に配置される。これにより、ロック装置４０をステアリングコラム１０に取り付ける際に、ブラケット５０のピン５１とアウターチューブ３０の係止孔３２との係合箇所を目視で確認しやすくすることができる。

また、ピン５１と係止孔３２との係合箇所がアウターチューブ３０の上面側であることから、ピン５１を係止孔３２に引っ掛けた状態で安定的に仮置きしやすくすることができる。これにより、例えばブラケット５０の位置を決めたうえで、その下方にロック装置４０を締結するといった組付手順を採用することもでき、組付性を向上させることができる。一方、先にロック装置４０の台座部４３とアウターチューブ３０のロック孔３１とを嵌合させたうえで、その上方にブラケット５０を締結するといった組付手順を採用することも可能である。つまり、組付手順の自由度を高めることができる。このように、上記のハンドルロック構造１によれば、ロック装置４０のステアリングコラム１０への組み付け時における艤装性を向上させることができ、ひいては製品品質を向上させることができる。

（４）上記のハンドルロック構造１では、ブラケット５０をＵ字状に切り欠いたその内側部分を屈曲させて、ピン５１が形成される。つまり、ブラケット５０の表面を内側に切り起こした部分が、ピン５１として機能している。このような簡素な構成により、別体の部材を用意することなくアウターチューブ３０のたわみ変形を抑制することができ、製品コストをさらに削減することができる。

［４．変形例］
上述の実施形態は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができ、上述の実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択してもよく、あるいは適宜組み合わせてもよい。
例えば、上述の実施形態ではブラケット５０の表面を切り起こしてピン５１を形成したものを例示したが、このような構造の代わりに、ブラケット５０の表面から内側に向かって膨出する膨出部を設けてもよいし、別体の部材をブラケット５０に溶接固定してもよい。

また、ピン５１及び係止孔３２の個数を増やして、複数箇所でブラケット５０とアウターチューブ３０とを係合させてもよい。この場合、アウターチューブ３０からブラケット５０への荷重の分散性を向上させることができる。なお、ピン５１，係止孔３２が増加するほど、ブラケット５０，アウターチューブ３０の剛性，強度を確保しにくくなるため、ステアリングコラム１０に要求される剛性，強度に応じてピン５１，係止孔３２の数やその配設位置を設定することが好ましい。また、複数のピン５１，係止孔３２を等間隔に配置すれば、荷重の分散性をさらに向上させることができる。

また、上述の実施形態では、図３に示すように、係止孔３２及びピン５１がステアリングコラム１０の中心軸Ｃからロックバー４１の出没方向に略垂直な方向に位置するように設けられたものを示したが、係止孔３２及びピン５１の位置とロックバー４１の出没方向との関係はこれに限定されない。インナーシャフト２０の回転によるアウターチューブ３０の浮き上がりやたわみ変形を抑制するうえでは、ロックバー４１の出没方向を基準として、係止孔３２及びピン５１と中心軸Ｃとのなす角度が９０°前後であることが好ましく、４５〜１３５°の範囲で設定するのが効果的であると考えられる。

例えば、上述の実施形態では、図３に示すように、ブラケット５０の円筒面部５２の表面に対して縁端面３２ａが垂直に形成されている。一方、縁端面３２ａをやや傾斜させて、円筒面部５２の表面とのなす角度を９０°以外にすることも可能である。つまり、縁端面３２ａとピン５１との接触面の向きは、係止孔３２及びピン５１と中心軸Ｃとのなす角度とは無関係に、任意に設定可能である。

したがって、中心軸Ｃの周方向についての係止孔３２及びピン５１の配設位置がどこであっても、接触面の向きを調節することでアウターチューブ３０の浮き上がりやたわみ変形を抑制することが可能である。同様に、縁端面３２ａと円筒面部５２の表面とのなす角度の大きさに関わらず、係止孔３２及びピン５１と中心軸Ｃとのなす角度を調節することで、アウターチューブ３０の浮き上がりやたわみ変形を抑制することが可能である。

１ ハンドルロック構造
２０ インナーシャフト
３０ アウターチューブ
３１ ロック孔
３２ 係止孔
３２ａ 縁端面
４０ ロック装置
４１ ロックバー
４３ 台座部
５０ ブラケット
５１ ピン（切り起こし部）
Ｃ 中心軸

Claims (3)

1. アウターチューブに内挿されたインナーシャフトの回転をロック装置のロックバーで固
   定するハンドルロック構造であって、
   前記ロック装置に設けられ、前記ロックバーの基端部を隆起させてなる台座部と、
   前記アウターチューブの筒面に穿孔され、前記台座部と嵌合するロック孔と、
   前記ロック孔とは別に前記アウターチューブの筒面に穿孔された係止孔と、
   前記ロック装置を前記アウターチューブの外周に固定するブラケットから前記係止孔に向かって突設され、前記アウターチューブと前記アウターチューブの周方向に係合するピンと、を備え、
   前記ピンが、前記アウターチューブの中心から前記ロックバーの出没方向に対して４５°〜１３５°の範囲内の角度をなす方向に位置するように設けられる
   ことを特徴とする、ハンドルロック構造。
2. 前記係止孔が、前記アウターチューブの筒面における上面側に配置される
   ことを特徴とする、請求項１記載のハンドルロック構造。
3. 前記ピンが、前記ブラケットの一部を内側に向かって切り起こした切り起こし部からなる
   ことを特徴とする、請求項１または２記載のハンドルロック構造。

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