JP2010095111A - ステアリングサポートメンバーの補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、インストルメントパネルの内部に車幅方向にわたって架け渡され、ステアリングコラムを支持するステアリングサポートメンバーとして、メンバーの全域にわたって一定の径を有するパイプ材を用いた場合でも、他の箇所よりも高い強度が求められるステアリングコラムの支持部分などの箇所を部分的に補強することが可能なステアリングサポートメンバーの補強構造を提供することにある。
【解決手段】本発明は、パイプ材５ａから成り、車幅方向にわたって架け渡されるステアリングサポートメンバー５の補強構造において、ステアリングサポートメンバー５のステアリングブラケット６を固着した箇所６ｂに、ピン材７を車両前後方向に沿って貫通して配置するとともに、ピン材７の端部をパイプ材５ａの外周面に固着している。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車のインストルメントパネルの内部に車幅方向にわたって架け渡され、ステアリングコラムを支持するステアリングサポートメンバーの補強構造に関する。

従来から、自動車のインストルメントパネルの内部には、ステアリングコラムなどを支持するステアリングサポートメンバーが車幅方向にわたって架け渡されている。
このステアリングサポートメンバーは、金属製のパイプ材から構成されており、運転席側は、ステアリングコラムなどを支持する関係から、助手席側よりも剛性を高くすることが要求されている。

そこで、従来の自動車の中には、特許文献１に開示されているように、ステアリングコラム側に大径パイプを用い、その反対側に小径パイプを用いるとともに、小径パイプの一端を拡径し、大径パイプの端部を小径パイプの拡径部に圧入して接合することにより、運転席側の剛性を助手席側よりも高くしたデッキクロスメンバ（ステアリングサポートメンバー）を装備しているものがある。
特開平９−２７７９６１号公報

しかしながら、上述した従来のデッキクロスメンバの補強構造にあっては、複数の異なる径のパイプが必要となる上、両パイプの接合のためにパイプの拡経加工等が必要となるので、作業工数及び設備コストが増加するという問題を有している。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、インストルメントパネルの内部に車幅方向にわたって架け渡され、ステアリングコラムを支持するステアリングサポートメンバーとして、メンバーの全域にわたって一定の径を有するパイプ材を用いた場合でも、他の箇所よりも高い強度が求められるステアリングコラムの支持部分などの箇所を部分的に補強することが可能なステアリングサポートメンバーの補強構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、パイプ材から成り、車幅方向にわたって架け渡されるステアリングサポートメンバーの補強構造において、前記ステアリングサポートメンバーのステアリングブラケットを固着した箇所に、ピン材を車両前後方向に沿って貫通して配置するとともに、前記ピン材の端部を前記パイプ材の外周面に固着している。

また、本発明において、前記ピン材は、前記ステアリングブラケットの前記パイプ材への車幅方向に沿った固着部の両端部にそれぞれ配置され、一対として構成されている。

さらに、本発明において、前記一対のピン材の軸方向が前記ステアリングブラケットのステアリングシャフトの固定面と同等の傾斜角度となるように配置されている。

そして、本発明において、前記一対のピン材の中間位置には、車両前後方向の水平方向に対して対称となる角度に傾けた中間のピン材を配置し、前記一対のピン材と前記中間のピン材とが車両側面から見て交差するように配置されている。

上述の如く、本発明に係るステアリングサポートメンバーの補強構造は、パイプ材から成り、車幅方向にわたって架け渡されるものであって、前記ステアリングサポートメンバーのステアリングブラケットを固着した箇所に、ピン材を車両前後方向に沿って貫通して配置するとともに、前記ピン材の端部を前記パイプ材の外周面に固着しているので、ステアリングサポートメンバーの全域にわたって一定の径を有するパイプ材を用いた場合でも、他の箇所よりも高い強度が求められるステアリングコラム支持部分などの箇所の剛性を向上させることができ、ステアリング装置の振動を効率的に抑制し、操作品質及び車室内の居住性の向上を図ることができる。
また、本発明の補強構造は、規格品であるパイプ材、ピン材を使用することによって得られるので、部品コストを抑えることができる。しかも、ピン材を使用することによって、最小限の設置空間で大きな補強効果を得ることができるとともに、周辺部品のレイアウトへの影響がほとんど無く、様々なタイプの自動車に適応することができる。

また、本発明の補強構造によれば、前記ピン材は、前記ステアリングブラケットの前記パイプ材への車幅方向に沿った固着部の両端部にそれぞれ配置され、一対として構成されているので、ステアリングブラケットの固着部を効果的に補強することが可能となり、ステアリングブラケットの固着部である溶接箇所に捻れなどが生じても、ステアリングブラケットがステアリングサポートメンバーから剥離するのを防止することができる。

さらに、本発明の補強構造によれば、前記一対のピン材の軸方向が前記ステアリングブラケットのステアリングシャフトの固定面と同等の傾斜角度となるように配置されているので、ステアリングシャフトからステアリングブラケットを介して入力される荷重に対して、効果的な補強を行うことができる。

また、本発明の補強構造によれば、前記一対のピン材の中間位置には、車両前後方向の水平方向に対して対称となる角度に傾けた中間のピン材を配置し、前記一対のピン材と前記中間のピン材とが車両側面から見て交差するように配置されているので、車両前後方向におけるある程度の幅を持った荷重にも耐えることが可能となり、ステアリングブラケットからの入力に対して、ステアリングサポートメンバーは高い補強効果を得ることができる。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係るステアリングサポートメンバーの補強構造が適用される自動車のインストルメントパネルの分解斜視図、図２は本実施形態のステアリングサポートメンバーと周辺部品の斜視図、図３は本実施形態のステアリングサポートメンバーと周辺部品の断面図である。

図１に示すように、自動車の車室内の前部側には、大型の樹脂成形部品であるインストルメントパネル本体１が配設されており、このインストルメントパネル本体１には、各種の艤装品が設置されている。このうち、インストルメントパネル本体１の助手席側には、収納部としてのグローブボックス２が設けられ、一方、運転席側にはメーター３が配置されている。また、メーター３の下方に設けられた開口部から図示しないステアリングコラムシャフトが挿通配置され、該シャフトの室内側に臨む先端には、ステアリングホイール４が取付けられている。

上記インストルメントパネル本体１は、車幅方向に延在するステアリングサポートメンバー５によって支持されている。このステアリングサポートメンバー５は、インストルメントパネル本体１の内部に配置されており、車幅方向の全部にわたって掛け渡され、左右両端のブラケット５ｂにより図示しない車両側壁に固定されている。
ステアリングサポートメンバー５は、車幅方向に延びかつ全域にわたって径が一定であるパイプ材５ａと、該パイプ材５ａの左右両端にそれぞれ設けられるブラケット５ｂとにより主なステアリングサポートメンバーコンプの構成部品としている。このコンプ構造に対して、種々の支持ブラケットがパイプ材５aから延出されて配設されており、インストルメントパネル本体１の意匠面に臨んで、当該インストルメントパネル本体１の内部に取付けられるオーディオ、空調機器、収納部などの艤装品がステアリングサポートメンバー５に支持されるようになっている。

同様に、ステアリングサポートメンバー５の運転席側に位置するパイプ材５ａの外周面には、図１及び図２に示すように、ステアリングホイール４の回転軸となるステアリングコラムシャフトを支持するためのステアリングブラケット６が溶接等により固着されている。このステアリングブラケット６の設置箇所は、常に操作され、かつ重量も大きいステアリング部の支持を担っており、自動車の安定な走行や衝突時のステアリング装置の安全な挙動のために、特に高い強度が要求される箇所である。
したがって、ステアリングブラケット６は、強度面で有利となるように閉断面を備えた箱型形状に形成され、車幅方向にある程度の幅を持たせて基端側を溶接した溶接部６ｂによりステアリングサポートメンバー５のパイプ材５ａに固着されている。
また、このステアリングブラケット６の強度を向上させると同時に、その支持部となるステアリングサポートメンバー５のパイプ材５ａの強度も向上させる必要がある。パイプ材５ａの強度を保つためには、径方向の潰れなどによって断面積が減少しないようにしなければならない。

そこで、本発明の実施形態の補強構造では、図２及び図３に示すように、ステアリングブラケット６が固着された箇所の変形によるパイプ材５ａの断面積の減少を防止するため、複数のピン材７（７ａ，７ｂ)がパイプ材５ａの軸方向に直角な径方向（車両前後方向）に沿って貫通して配置され、その両端がパイプ材５ａの外周壁面に溶接等により固着されている。これにより、図示しないステアリングコラムシャフトから受ける荷重に対して、ピン材７が突っ張り棒の役割を果たし、パイプ材５ａが径方向に変形するのを防ぐことが可能な構造となっている。

しかも、本発明の実施形態の補強構造では、補強効果をより一層高めるため、複数のピン材７（７ａ，７ｂ)の配置関係に工夫が施されている。すなわち、図２に示すように、ステアリングブラケット６のパイプ材５ａへの車幅方向に沿った溶接部（固着部）６ｂの両端部付近には、それぞれ１本ずつピン材７ａが所定の間隔を開けて配置されている。この２本のピン材７ａは一対として構成されており、図３に示すように、ステアリングシャフト（図示せず）を固定する面となるステアリングブラケット６の下面６ａの傾斜角度とほぼ同等の傾斜角度θａとなるように、一対のピン材７ａの軸心が配置されている。
これにより、使用頻度の高いステアリングシャフトの軸方向への入力に対して、高い補強効果を得ることが可能となる。また、ステアリングブラケット６の車両前方側のパイプ材５ａへの溶接部６ｂの両端にこれらピン材７ａの端部を溶接することによって、捩れなどによる応力が集中しやすいステアリングブラケット６の溶接部６ｂの端部が補強され、溶接部６ｂのパイプ材５ａからの剥離等を防いでいる。

また、これら一対のピン材７ａの車幅方向のほぼ中間位置には、図２及び図３に示すように、車両側面から見て一対のピン材７ａと交差するように角度を振って配置された中間のピン材７ｂが１箇所固着されている。この中間のピン材７ｂの存在により、大きな荷重によりステアリングシャフトの角度が変化した場合でも、突っ張り棒としての効果を発揮できる構造となっている。一対のピン材７ａに対する中間のピン材７ｂの傾斜角度θｂは、図３に示すように、水平方向Lに対して一対のピン材７ａと対称となる角度としている。このような配置にすることにより、車両前後方向において、高い補強効果が得られることになる。

なお、ピン材７のパイプ材５ａへの固着方法は、まず、パイプ材５ａの周壁面にパイプ材５ａの中心軸に垂直に交わる径方向の外周面に、互いに向かい合う一対の貫通孔１０（１０ａ，１０ｂ）を穿設し、これら貫通孔１０にピン材７を挿通した後、室内側（車両後方側）の端部を溶接することにより固着している。また、寸法誤差の吸収及び治具固定用として、エンジンルーム側（車両前方側）の端部がパイプ材５ａから突出するように寸法決めされている。

このように本発明の実施形態に係るステアリングサポートメンバー５の補強構造では、一定の径のパイプ材５ａにより形成したステアリングサポートメンバー５のうち、図示しないステアリングコラムを支持するステアリングブラケット６を固着した範囲のパイプ材５ａの径方向にピン材７を貫通して配置するとともに、該ピン材７の端部を溶接等でパイプ材５ａの外周面に固着させているため、ステアリングシャフトから受ける荷重に対して、ピン材７が突っ張り棒の役割を担い、簡易な構造で高い補強効果を得ることができる。また、このような補強構造とするためには、規格品である市販のパイプ材５の外周面に貫通する貫通孔１０を穿設し、同様に規格品である市販のピン材７を挿入し、しかる後、溶接等で固着するのみで良いため、簡易な加工と少ない部品点数で、運転席側の剛性が必要な箇所に部分的な補強効果を与えることができる。しかも、ピン材７を用いた補強構造は、スペースを最小限に抑えることが可能なため、他の周辺部品の配置への影響を極力抑えることができる。

詳述すると、本発明の実施形態に係るステアリングサポートメンバー５の補強構造の特徴により、以下の効果を得ることができる。
（１）車幅方向に延在するパイプ材５ａにて製作されるパイプ形状のステアリングサポートメンバー５に貫通配置したピン材７を溶接することにより、ステアリングサポートメンバー５の剛性を容易に向上させることができる。
（２）（１）の効果によりステアリング取付け部の剛性を確保しているため、ステアリング装置の振動を抑制でき、操作品質を向上させることができる。
（３）（１）、（２）の効果により他の構成部品の板厚を薄くし得るため、メンバーコンプ全体の軽量化が可能である。
（４）（３）と同様にコンプ剛性向上に使用していたリンフォースメントを廃止することができる。
（５）ピン材７を採用することにより、低コストで性能向上を図ることができる。
（６）上記内容からメンバーコンプ全体のコストダウンが可能となる。
（７）部品構成、レイアウト変更無しで上記効果が得られるため、既存機種への展開、検討が容易に実施できる。
（８）ピン材７の設定本数、レイアウトを変更することにより様々な形状、剛性不足に対応することが可能である。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
例えば、既述の実施の形態では、一対のピン材７ａの車幅方向のほぼ中間位置に中間のピン材７ｂを設けているが、適応車種によって中間のピン材７ｂを設けなくても良く、あるいは中間のピン材７ｂを複数本設けても良い。

本発明の実施形態に係るステアリングサポートメンバーの補強構造が適用される自動車のインストルメントパネルを示す分解斜視図である。 上記実施形態のステアリングサポートメンバーとその周辺部品を示す斜視図である。 上記実施形態のステアリングサポートメンバーとその周辺部品を示す断面図である。

符号の説明

１ インストルメントパネル本体
５ ステアリングサポートメンバー
５ａ パイプ材
５ｂ ブラケット
６ ステアリングブラケット
６ａ 下面（固定面）
６ｂ 溶接部（固着部）
７ ピン材
７ａ 一対のピン材
７ｂ 中間のピン材
１０ 貫通孔

Claims (4)

1. パイプ材から成り、車幅方向にわたって架け渡されるステアリングサポートメンバーの補強構造において、前記ステアリングサポートメンバーのステアリングブラケットを固着した箇所に、ピン材を車両前後方向に沿って貫通して配置するとともに、前記ピン材の端部を前記パイプ材の外周面に固着したことを特徴とするステアリングサポートメンバーの補強構造。
2. 前記ピン材は、前記ステアリングブラケットの前記パイプ材への車幅方向に沿った固着部の両端部にそれぞれ配置され、一対として構成されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングサポートメンバーの補強構造。
3. 前記一対のピン材の軸方向が前記ステアリングブラケットのステアリングシャフトの固定面と同等の傾斜角度となるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のステアリングサポートメンバーの補強構造。
4. 前記一対のピン材の中間位置には、車両前後方向の水平方向に対して対称となる角度に傾けた中間のピン材を配置し、前記一対のピン材と前記中間のピン材とが車両側面から見て交差するように配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載のステアリングサポートメンバーの補強構造。

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