JP2013023045A - 車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】支持強度を保ちながら、軽量化を図ることができる車体構造を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明にかかる車体構造１００は、ステアリングシャフト１２６を含むステアリング懸架部品を支持する車体構造において、車幅方向に延びていて両端１１０ａ、１１０ｂがダッシュサイドパネル１０６ａ、１０６ｂに固定された前側ステアリングサポートメンバ１１０と、前側ステアリングサポートメンバの後方に前側ステアリングサポートメンバとほぼ平行に延びていて両端がダッシュサイドパネルに到達せず中間ブラケット１１４ａ、１１４ｂを介して前側ステアリングサポートメンバに結合されている後側ステアリングサポートメンバ１１２とを備え、後側ステアリングサポートメンバは、車体側方から見てステアリング懸架部品の重心と重なっていることを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、ステアリングシャフトを含むステアリング懸架部品を支持する車体構造に関するものである。

自動車などの車体では、例えば、エンジンルームと車室内とを区画するダッシュパネルと、ダッシュパネルの車室内側に配置された内装部品であるインストルメントパネルとで仕切られた空間に、ステアリングサポートメンバが配置されている。

ステアリングサポートメンバは、車幅方向に延びていて、両端がダッシュサイドパネルなどの車体側面に固定された部材であり、各種部品を支持する。支持される部品としては、例えば、ステアリング懸架部品、インパネ支持部品およびオプション部品が挙げられる。

ステアリング懸架部品は、ステアリングホイールやステアリングシャフト、ステアリングコラムなどを含むステアリング部品である。このステアリング懸架部品は、乗員がステアリングホイールを操作する際に、ステアリングサポートメンバに捩れ荷重（トルク）を生じさせる可能性がある部品である。インパネ支持部品は、インストルメントパネル(インパネ)に付属するメーター類、オーディオ類などのインパネを構成する部品である。このインパネ支持部品の中には、重量の大きな部品も含まれ、操作荷重というよりも、その部品の自重を支える支持が必要な部品である。オプション部品は、車体構造が同じであっても、車両のグレードや使用者の要求に応じて追加される場合と追加されない場合とがある仕様部品である。

このようにステアリングサポートメンバは、上記各種部品の重量を支持する強度が求められる。それだけでなく、ステアリングサポートメンバは、車体前方からの衝突時に折れたり乗員側に移動したりしてしまうことで乗員への障害値を高めてしまうことを回避するために、衝突荷重に耐え得る強度や剛性も求められている。また、ステアリングサポートメンバの剛性が低い場合には、車体（サスペンションなど）からの振動やアイドリング時のエンジン振動がステアリングに伝達され、乗員に違和感を与える、いわゆるステアリング振動の発生につながってしまう。つまり、ステアリングサポートメンバには、部品支持、衝突耐久性、振動抑制などの役割が求められている。

特許文献１には、1本のステアリングサポートメンバを軸としてステアリングコラムハンガーを介して懸架部品を支持する車体構造が開示されている。しかし、この車体構造では、ステアリングコラムハンガー(ステアリングコラムの支持構造)がステアリングサポートメンバを支点とした片持ち構造となっている。このため、この車体構造では、支持強度が不足することでステアリングにかかる荷重や振動などに起因した捩れが発生しやすくなっていた。

この対策としては、ステアリングサポートメンバの径を大きくしたり、また、ステアリングコラムハンガーの形状を拡大したり、あるいは板厚を大きくしたりするなどの大掛かりな補強を行って、ステアリングコラムの支持剛性を高めることが必要となっていた。しかし、このような大掛かりな補強を行うと、重量の増加が避けられず、結果として燃費の悪化につながり、商品性が損なわれてしまう。

特許文献２および特許文献３には、車体の前後方向に平行な２本のステアリングサポートメンバを備えた車体構造が記載されている。なお、特許文献２では、断面径が異なる２本のステアリングサポートメンバが開示されている。これらの車体構造は、両端が車体側面に固定された一方のステアリングサポートメンバと、車幅方向の長さが運転席側のみの長さを有し、一端のみが車体側面に固定された他方のステアリングサポートメンバとを備えている。

特開２００９−２６２７０３号公報 特開２００６−３２７３９８号公報 特開平１１−１６５５６３号公報

しかしながら、特許文献２および特許文献３に記載の車体構造は、単にステアリングサポートメンバの軽量化やレイアウトの自由度を考慮したものにすぎない。つまり、これらの車体構造では、ステアリングサポートメンバに求められる上記部品支持、耐衝突性能、振動抑制効果を共に満足させるためには、求められる要求に対して満足していくための補強部材の追加が随時必要となる。このため、これらの車体構造では、部品単体で見れば軽量化が可能であっても、車両全体で見ると大幅な軽量化を図ることは困難である。

本発明は、このような課題に鑑み、支持強度を保ちながら、軽量化を図ることができる車体構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる車体構造の代表的な構成は、ステアリングシャフトを含むステアリング懸架部品を支持する車体構造において、車幅方向に延びていて両端が車体側面に固定された第１ステアリングサポートメンバと、第１ステアリングサポートメンバの後方に第１ステアリングサポートメンバとほぼ平行に延びていて両端が車体側面に到達せずブラケットを介して第１ステアリングサポートメンバに結合されている第２ステアリングサポートメンバとを備え、第２ステアリングサポートメンバは、車体側方から見てステアリング懸架部品の重心と重なっていることを特徴とする。

上記構成によれば、ステアリング懸架部品を支持する第２ステアリングサポートメンバがステアリング懸架部品の重心と重なっている。そのため、ステアリング懸架部品の荷重や振動などに起因し第１ステアリングサポートメンバに作用する捩れの受け手を第２ステアリングサポートメンバの役割に設定することができる。一方、１本のステアリングサポートメンバからなる従来の構造では、ステアリング懸架部品、インパネ支持部品およびオプション部品から１本のステアリングサポートメンバが複雑な力を受けてしまい、受ける荷重の向きを特定できなかった。

これに対して、上記構成では、第１ステアリングサポートメンバに作用する捩れの受け手を第２ステアリングサポートメンバと明確にすることで、車体全幅に橋渡しされている第１ステアリングサポートメンバは、捩れの影響を受けにくくなり、インパネ支持部品やオプション部品などの部品支持に特化した役割を持たすことができる。また、第１ステアリングサポートメンバは、第２ステアリングサポートメンバをブラケットを介して支持している。このため、第２ステアリングサポートメンバに捩れが作用した際には、第１ステアリングサポートメンバが捩れ方向の中心となり、第２ステアリングサポートメンバが受ける荷重の向きを特定できる。

このように、第１および第２ステアリングサポートメンバでの荷重の受け方に明確な役割分担を持たすことで、受ける荷重の向きを特定できる。よって、支持強度が不足している場合であっても、第１および第２ステアリングサポートメンバが受ける荷重の向きを考慮した最小限の補強で支持強度を高めることが可能となる。その結果、第１および第２ステアリングサポートメンバの径を細くし、また板厚も薄くでき、車体構造の重量を軽減できる。したがって、この車体構造によれば、支持強度を保ちながら、軽量化を図ることができる。

第１ステアリングサポートメンバの近傍には、インストルメントパネルに付属する重量の大きなインパネ支持部品やステアリングシャフトの周りに配置され仕様分けされるオプション部品が配置されていると良い。上記構造を基に、第２ステアリングサポートメンバの役割は、第１ステアリングサポートメンバに作用する捩れの受け手として設定されているので、第１ステアリングサポートメンバは捩れの作用を受けにくい。このため、第１ステアリングサポートメンバには、部品支持に特化した役割を持たすことができる。つまり、オーディオなどの重量の大きなインパネ支持部品や仕様の有り無しの設定がある電動パワーモータなどのオプション部品の鉛直方向への荷重に特化した支持に限定することが可能となる。このようにすることで、第１ステアリングサポートメンバは、上下方向の補強を考慮すればよく、インパネ支持部品やオプション部品に対しても最小限の補強で対応可能となり、支持強度を向上できる。

第２ステアリングサポートメンバの車幅方向の幅を、ステアリング懸架部品およびステアリングシャフト近傍に配置されるオプション部品を車幅方向に沿って覆う幅とし、ブラケットは、第２ステアリングサポートメンバの端部に結合されているとよい。これにより、第１および第２ステアリングサポートメンバとブラケットとで閉断面を形成できる。また、第２ステアリングサポートメンバの端部に結合されたブラケット間に、ステアリング懸架部品およびオプション部品の車幅方向の形状が位置する。よって、車両後方視で見たステアリングシャフトを中心とした捩れに対しても強度を高められる。

ステアリングシャフトやステアリングホイールなどのステアリング懸架部品は、第２ステアリングサポートメンバに支持されるための取付点が設定されるステアリングコラムを含み、第２ステアリングサポートメンバの直下に、このステアリングコラムの取付点を設定するとよい。これにより、ステアリングコラムの重心直下に取付点が設定されるので、余分なトルクが生じない。よって、ステアリングコラムの取付形状は、支持強度を考慮した簡素な形状であればよく、軽量化を図ることができる。さらに、取付点にはトルクが生じないことから、ステアリングに伝播される振動は堅固に固定されている第２ステアリングサポートメンバで直に受けるため、ステアリング振動を低減できる。

当該車体構造は、第２ステアリングサポートメンバから第１ステアリングサポートメンバを跨いで車体前部の車体パネルまで直線状に延びるリンフォースをさらに備えるとよい。これにより、第２ステアリングサポートメンバは、第１ステアリングサポートメンバを中心とした捩れ(回転方向の荷重)のうち、車両前後方向の荷重をリンフォースで効果的に受けることができる。また、リンフォースが第１ステアリングサポートメンバを跨いでいるので、リンフォースの重量を第１ステアリングサポートメンバで支持でき、第２ステアリングサポートメンバに新たな荷重が掛かることを抑えられる。

当該車体構造は、車体の床面から延びていて、第２ステアリングサポートメンバの軸線を通るように下方向から第２ステアリングサポートメンバに接続されたブレースをさらに備えるとよい。これにより、第２ステアリングサポートメンバは、第１ステアリングサポートメンバを中心とした捩れ(回転方向の荷重)のうち、車両上下方向の荷重をブレースで効果的に受けることができる。

本発明によれば、支持強度を保ちながら、軽量化を図ることができる車体構造を提供することができる。

本実施形態における車体構造を示す図である。 図１の車体構造に含まれる支持構造を示す図である。 図２の支持構造の一部を拡大して示す図である。 図３の支持構造とステアリング懸架部品との配置関係を模式的に示す図である。 図２の支持構造にステアリング懸架部品およびオプション部品を取付けた状態を示す図である。 図５の支持構造を側面から見た状態を示す図である。 比較例の車体構造に含まれる支持構造を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態における車体構造を示す図である。図２は、図１の車体構造に含まれる支持構造を示す図である。車体構造１００は、図１に示すように車体前部に搭載された支持構造１０２と、例えば車体の一部を構成するダッシュパネル１０４と、ダッシュサイドパネル１０６ａ、１０６ｂと、フロアパネル１０８とを備える。ダッシュパネル１０４は、エンジンルームと車室内とを区画する部材である。ダッシュサイドパネル１０６ａ、１０６ｂは、ダッシュパネル１０４を相互間で支持する一対の部材であり、ダッシュパネル１０４の車幅方向の両端部に取付けられている。フロアパネル１０８は、ダッシュパネル１０４の一部とともに車体の床面を構成している。

ダッシュパネル１０４の車室内側には、乗員に視認される意匠面を有する内装部品となる図示しないインストルメントパネルが配置されている。このダッシュパネル１０４とインストルメントパネルとで仕切られた空間には、上記支持構造１０２が搭載されている。

支持構造１０２は、ステアリング懸架部品、インパネ支持部品およびオプション部品を支持する構造を有する。ステアリング懸架部品は、ステアリングホイールやステアリングシャフト、ステアリングコラムなど全車両に搭載されるステアリング部品である。このステアリング懸架部品は、乗員がステアリングホイールを操作する際に、ステアリングサポートメンバに捩れ荷重（トルク）を生じさせる可能性がある部品である。インパネ支持部品は、インストルメントパネルに付属するメーター類、オーディオ類などのインパネを構成する部品である。このインパネ支持部品の中には、重量の大きな部品も含まれ、操作荷重というよりも、その部品の自重を支える支持が必要な部品である。オプション部品は、車体構造が同じであっても、車両のグレードや使用者の要求に応じて搭載される場合と搭載されない場合とがある仕様部品（例えば電動パワーモータ、電動パワーコントローラ）である。

支持構造１０２は、図示のように、車両前後方向にほぼ平行に配置された長さの異なる２本のステアリングサポートメンバ、すなわち第１ステアリングサポートメンバ（前側ステアリングサポートメンバ１１０）および第２ステアリングサポートメンバ（後側ステアリングサポートメンバ１１２）を備えている。支持構造１０２はまた、これらのステアリングサポートメンバ１１０、１１２を結合する中間ブラケット１１４ａ、１１４ｂも備える。

さらに、支持構造１０２は、車体の運転席側に位置する、補強部品としてのリンフォース１１６およびブレース１１８と、図示しないステアリングコラムを取付けるためのブラケット（以下、コラム取付用ブラケット１２０）を備える。なお、図中には、車体の助手席側に位置していて、前側ステアリングサポートメンバ１１０からダッシュパネル１０４に向かって延びる他のリンフォース１２２も示されている。

前側ステアリングサポートメンバ１１０は、図１に示すように、車幅方向に延びていて、両端１１０ａ、１１０ｂが車体側面のダッシュサイドパネル１０６ａ、１０６ｂに固定されている。前側ステアリングサポートメンバ１１０は、その近傍に配置された上記インパネ支持部品およびオプション部品を主に支持する。

後側ステアリングサポートメンバ１１２は、図１および図２に示すように、前側ステアリングサポートメンバ１１０の後方に前側ステアリングサポートメンバ１１０とほぼ平行に延びている。後側ステアリングサポートメンバ１１２は、両端が車体側面のダッシュサイドパネル１０６ａ、１０６ｂに到達せず、車体の運転席側に位置している。後側ステアリングサポートメンバ１１２は、その端部近傍に結合された中間ブラケット１１４ａ、１１４ｂを介して、前側ステアリングサポートメンバ１１０に結合されている。

また、後側ステアリングサポートメンバ１１２は、上記ステアリング懸架部品を支持し、車体側方から見てステアリング懸架部品の重心と重なる位置に配置されている。なお、ステアリング懸架部品の重心の位置は、車体の設計やレイアウト時に算出され確定する。例えば、後側ステアリングサポートメンバ１１２は、この確定されたステアリング懸架部品の重心と重なるように長さが調整された中間ブラケット１１４ａ、１１４ｂを介して、前側ステアリングサポートメンバ１１０に結合されることになる。

リンフォース１１６は、図示のように、後側ステアリングサポートメンバ１１２から前側ステアリングサポートメンバ１１０を跨いで、車体前面のダッシュパネル１０４（あるいはカウルトップパネル）まで直線状に延びている。また、リンフォース１１６が前側ステアリングサポートメンバ１１０を跨いでいるので、リンフォース１１６の重量は前側ステアリングサポートメンバ１１０で支持される。

次に、図３および図４を参照して上記ブレース１１８およびコラム取付用ブラケット１２０について説明する。図３は、図２の支持構造１０２の一部を拡大して概略的に示す図である。図３（ａ）は、車体側面側から支持構造１０２の下方を見た状態を示す図である。図３（ｂ）は、車両中央側から支持構造１０２の下方を見た状態を示す図である。但し、図３（ａ）および図３（ｂ）では各部材の一部を省略して概略的に示している。図４は、図３の支持構造１０２とステアリング懸架部品との配置関係を模式的に示す図である。なお、図４では、便宜上、ステアリング懸架部品としてステアリングホイール１２４およびステアリングシャフト１２６を模式的に破線で示している。なお、ステアリングコラムは図示していないが、ステアリングシャフト１２６を覆うように配置される。

ブレース１１８は、図１に示すフロアパネル１０８から直線状に延びていて、図３（ｂ）および図４に示すように、後側ステアリングサポートメンバ１１２の軸線を通るように同メンバ１１２に接続されている。すなわちブレース１１８は、同心上に後側ステアリングサポートメンバ１１２の車両中央側に下方から取付部１１８ａを介して接続されている。

コラム取付用ブラケット１２０には、図３（ａ）および図４に示すように、後側ステアリングサポートメンバ１１２の直下に、ステアリングコラムの車両後方側締結点（取付点１２８ａ、１２８ｂ）が設けられている。この取付点１２８ａ、１２８ｂにステアリングコラムが締結された際には、ステアリングコラムの重量は後側ステアリングサポートメンバ１１２で支持される。

また、コラム取付用ブラケット１２０は、前側ステアリングサポートメンバ１１０まで延びていて、前側ステアリングサポートメンバ１１０の近傍に車両前方側締結点（取付点１２８ｃ、１２８ｄ）が設けられている。これらの取付点１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｄにステアリングコラムが締結された場合、ステアリングコラムの重量の殆どは、車両後方側の取付点１２８ａ、１２８ｂで受けている。そのため、車両前方側の取付点１２８ｃ、１２８ｄには、例えばステアリングコラムの位置を安定させる程度の荷重が作用するのみである。車両前方側の取付点１２８ｃ、１２８ｄでは、図３（ｂ）および図４に示すコラム取付用ブラケット１２０に設けられた孔部に、ステアリングシャフト１２６を貫通する丸棒１３０を挿入することでステアリングシャフト１２６を固定している。よって、ステアリングコラムは、コラム取付用ブラケット１２０に３点で固定されている。

以下、図５および図６を参照して、ステアリング懸架部品およびオプション部品を支持構造１０２で支持した場合について説明する。ここでは、まず、前側ステアリングサポートメンバ１１０および後側ステアリングサポートメンバ１１２が受ける荷重の向きについて主に説明する。

図５は、図２の支持構造１０２にステアリング懸架部品およびオプション部品を取付けた状態を示す図である。図６は、図５の支持構造１０２を側面から見た状態を示す図である。図６では、ステアリング懸架部品の重心Ｇと、前側ステアリングサポートメンバ１１０を中心とした捩れ（回転方向の荷重）による円運動（矢印Ａ）とに加えて、円運動に伴う車両前後方向の荷重の向き（矢印Ｂ）および車両上下方向の荷重の向き（矢印Ｃ）を示した。なお、図中、ステアリング懸架部品は、ステアリングシャフト１２６を代表的に示した。また、オプション部品は、電動パワーモータ１３２および電動パワーコントローラ１３４（図６参照）を代表的に示した。

支持構造１０２では、図５に示すように、後側ステアリングサポートメンバ１１２の車幅方向の幅を、ステアリングシャフト１２６および電動パワーモータ１３２を車幅方向に沿って覆う幅とした。また、中間ブラケット１１４ａ、１１４ｂは、上記したように後側ステアリングサポートメンバの端部に結合されている。このため、前側ステアリングサポートメンバ１１０および後側ステアリングサポートメンバ１１２と中間ブラケット１１４ａ、１１４ｂとで閉断面が形成される。

また、支持構造１０２では、図６に示すように、後側ステアリングサポートメンバ１１２の直下でステアリングシャフト１２６が車両後方側の取付点１２８ａおよび取付点１２８ｂ（図３および図４参照）を介して締結されている。

後側ステアリングサポートメンバ１１２は、上記したようにステアリングシャフト１２６に代表されるステアリング懸架部品の重心Ｇと重なっている。このため、後側ステアリングサポートメンバ１１２には、ステアリングシャフト１２６の重量による鉛直下方向の力が作用する。一方、前側ステアリングサポートメンバ１１０には、この鉛直下方向の力やステアリングシャフト１２６の振動などに起因して捩れが作用する。この捩れは、前側ステアリングサポートメンバ１１０を中心とした捩れ(回転方向の荷重)として、後側ステアリングサポートメンバ１１２に作用する（図６中、矢印Ａで示す円運動）。つまり、後側ステアリングサポートメンバ１１２には、前側ステアリングサポートメンバ１１０に作用する捩れの受け手としての役割が設定される。なお、ステアリング懸架部品の重心Ｇは、後側ステアリングサポートメンバ１１２の軸線と一致するのが理想的であるが、後側ステアリングサポートメンバ１１２の車両側面視での断面の内部に位置していればよい。

また、図６に矢印Ａで示す円運動の変位は、例えば図示のように、車両前後方向（矢印Ｂ）の成分と車両上下方向（矢印Ｃ）の成分とを有する。このように、後側ステアリングサポートメンバ１１２に捩れが作用した際には、前側ステアリングサポートメンバ１１０が捩れ方向の中心となる。このため、後側ステアリングサポートメンバ１１２が受ける荷重の向きを特定できる。

さらに、前側ステアリングサポートメンバ１１０に作用する捩れの受け手を後側ステアリングサポートメンバ１１２と明確にすることで、車体全幅に橋渡されている前側ステアリングサポートメンバ１１０は、捩れの影響を受け難くなる。このため、前側ステアリングサポートメンバ１１０には、電動パワーモータ１３２および電動パワーコントローラ１３４などのオプション部品や、図示しないメーター類およびオーディオ類などのインパネ支持部品などの部品支持に特化した役割を持たせることができる。

以下、図７を参照して、比較例の車体構造について説明する。図７は、比較例の車体構造に含まれる支持構造１０２Ａを示す図である。比較例の支持構造１０２Ａは、１本のステアリングサポートメンバ１４０を有し、ステアリングコラムハンガー１４２を介してステアリング懸架部品として代表的に示されたステアリングシャフト１４４を支持している点で、上記車体構造１００の支持構造１０２と異なる。なお、ステアリングサポートメンバ１４０には、オプション部品として代表的に示された電動パワーモータ１４６も支持されている。

支持構造１０２Ａは、図示のように、ステアリングサポートメンバ１４０から車両前後方向に延びているステアリングコラムハンガー１４２を有する。支持構造１０２Ａでは、ステアリングサポートメンバ１４０を跨いで車両前後方向に位置するシャフト締結部（締結点１４８ａ、１４８ｂ）と、ステアリングシャフト１４４を跨いで車幅方向に位置する不図示の締結点とを有する。

つまり、支持構造１０２Ａでは、ステアリングサポートメンバ１４０に取付けられたステアリングコラムハンガー１４２に合計４箇所の上記締結点を形成し、このステアリングコラムハンガー１４２を通じて、ステアリングシャフト１４４がステアリングサポートメンバ１４０に固定されている。

このように、比較例の車体構造では、ステアリングサポートメンバ１４０を跨いで車両前後方向にステアリングコラムハンガー１４２が延びているので、支持バランスを保つことはできる。しかし、この支持構造１０２Ａでは、ステアリングサポートメンバ１４０を軸とした片持ち構造となっているので、ステアリングサポートメンバ１４０およびステアリングコラムハンガー１４２への負担が大きくなる。

さらに、ステアリングサポートメンバ１４０を軸とした片持ち構造では、例えばステアリング懸架部品にかかる荷重や振動などに起因した捩れがステアリングサポートメンバ１４０に発生してしまう。この捩れは、図中矢印Ｄで示すように、ステアリングサポートメンバ１４０を中心として作用する。なお、図中斜線で示した領域Ｅは、この捩れに伴って補強が必要となる領域を示している。

このため、比較例の車体構造では、ステアリングサポートメンバ１４０の径を大きくしたり、また、ステアリングコラムハンガー１４２の形状を拡大したり、板厚を大きくしたりするなど大掛かりな補強が必要となり、重量の増加が避けられない。

これに対して、本実施形態の車体構造１００では、前側ステアリングサポートメンバ１１０および後側ステアリングサポートメンバ１１２にかかる負荷の向きが特定でき、荷重の受け方に対し、明確な役割分担を持たすことが可能となる。

すなわち、上記したように、ステアリング懸架部品の重心付近に後側ステアリングサポートメンバ１１２を配置させることで、ステアリング懸架部品の重量などの荷重は後側ステアリングサポートメンバ１１２で支持される。また、後側ステアリングサポートメンバ１１２は、中間ブラケット１１４ａ、１１４ｂを通じて前側ステアリングサポートメンバ１１０と結合していることから、前側ステアリングサポートメンバ１１０を中心とした回転方向の荷重の受け手となる。一方、ステアリング懸架部品からの負荷が軽減された前側ステアリングサポートメンバ１１０は、衝突荷重などの車体前後方向に負荷される荷重と、オプション部品およびインパネ支持部品の重量など車体上下方向に負荷される荷重との受け手と特定できる。

このため、車体構造１００では、支持強度が不足している場合であっても、前側ステアリングサポートメンバ１１０および後側ステアリングサポートメンバ１１２が受ける荷重の向きを考慮した最小限の補強で支持強度を高めることが可能となる。その結果、前側ステアリングサポートメンバ１１０および後側ステアリングサポートメンバ１１２の径を細くし、また板厚も薄くでき、車体構造１００の重量を軽減できる。したがって、この車体構造１００によれば、支持強度を保ってステアリングサポートメンバの変形の低減や振動の抑制を図りながら、軽量化を図ることができる。

ここで、支持強度を確保するために径を大きくした既存のステアリングサポートメンバには、レイアウト面で問題があった。一例として、ステアリングサポートメンバは、曲げたり凹ませたり、管の径を一部変化させたりすると、コストがかかる上に、その変化点を起点として支持剛性が低下してしまう。

そのため、支持強度やコストを考慮して、ステアリングサポートメンバは、一直線に繋ぐことが好ましい。しかし、車幅方向全体に延びるステアリングサポートメンバをレイアウトする際には、電装部品や空調部品を避け、さらに運転席側では衝突時に車両前側に乗員の膝が入り込んできた場合にステアリングサポートメンバに接触しないようにするなど、衝突要件も回避する必要がある。よって、径の大きなステアリングサポートメンバを一直線上に繋ぐ際に、レイアウトおよび性能をともに満足させることは困難であった。

これに対して、車体構造１００では、前側ステアリングサポートメンバ１１０の径を細くできるので、一直線上の前側ステアリングサポートメンバ１１０を設定しながら、レイアウトの自由度の幅を拡大できる。

また、車体構造１００では、上記したように、捩れの影響を受け難い前側ステアリングサポートメンバ１１０には、インパネ支持部品やオプション部品などの部品支持に特化した役割を持たすことができる。ここでは、前側ステアリングサポートメンバ１１０の近傍にオプション部品である電動パワーモータ１３２および電動パワーコントローラ１３４を配置している（図６参照）。このように、インパネ支持部品やオプション部品が前側ステアリングサポートメンバ１１０の近傍で支持されると、前側ステアリングサポートメンバ１１０には、鉛直方向の荷重が追加される。なお、前側ステアリングサポートメンバ１１０近傍でかかる鉛直方向の荷重に起因して、前側ステアリングサポートメンバ１１０を中心とした回転方向の荷重が後側ステアリングサポートメンバ１１２にかかる可能性は小さい。

つまり、車体構造１００では、後側ステアリングサポートメンバ１１２への負担を最小限に抑え、前側ステアリングサポートメンバ１１０に明確化された補強方向、すなわち鉛直方向に小規模の補強を行うだけで十分な支持強度を得られる。また、補強が小規模で済むことから補強自体も容易となる。

さらに、車体構造１００では、オプション部品を追加する際の対応が容易となる。オプション部品を追加する場合としては、例えば、試作段階で衝突荷重などによってステアリングサポートメンバが強度不足で折れてしまった場合や、同一構造の車両で上記電動パワーモータ１３２や電動パワーコントローラ１３４などの重量物に仕様の有無がある場合などが挙げられる。

オプション部品（特に、重量の大きな部品）を追加した場合、既存の手法では、ステアリングサポートメンバへの負荷の仕方が変わり、ステアリングサポートメンバの変形や振動の挙動にも影響が及んでしまう。このため、オプション部品を追加することで、車体構造に大掛かりな設計変更が必要となっていた。

これに対して、車体構造１００では、前側ステアリングサポートメンバ１１０近傍にオプション部品（例えば、電動パワーモータ１３２および電動パワーコントローラ１３４）を配置した場合、後側ステアリングサポートメンバ１１２への影響は殆どない。このため、車体構造１００では、新たな補強を準備する必要はなく、前側ステアリングサポートメンバ１１０に電動パワーモータ１３２および電動パワーコントローラ１３４の重量を支持させるための鉛直方向の補強を行うことで、支持強度を高めることができる。

また、車体構造１００では、上記したように、前側ステアリングサポートメンバ１１０および後側ステアリングサポートメンバ１１２と中間ブラケット１１４ａ、１１４ｂとで閉断面が形成される（図５参照）。閉断面が形成されたことで、後側ステアリングサポートメンバ１１２には自由端が生じない。また、図５に示すように、車幅方向に沿った中間ブラケット１１４ａ、１１４ｂの間に、ステアリング懸架部品およびオプション部品の車幅方向の形状が位置している。なお、閉断面を形成する前後のステアリングサポートメンバ１１０、１１２と中間ブラケット１１４ａ、１１４ｂとで、例えば比較例のステアリングコラムハンガー１４２（図７参照）と同等の役割を果たすことができる（形状は既存のものよりも大きい）。

このため、車体構造１００では、車幅方向においてステアリングホイール１２４にかかるステアリングシャフト１２６の軸を中心とした回転方向の荷重（捩れ）に対して、無駄なく効果的に支持強度を保つことができる。

また、車体構造１００では、後側ステアリングサポートメンバ１１２を車体側面のダッシュサイドパネル１０６ａ、１０６ｂまで延ばさないので、内部レイアウトの自由度を拡大させ、さらに、車体パネルのデザインの自由度を拡大できる。仮に、後側ステアリングサポートメンバ１１２をダッシュサイドパネル１０６ａ、１０６ｂまで延ばしてしまうと、後側ステアリングサポートメンバ１１２に被さるインストルメントパネルのデザインが制約されてしまう。

これに対して、車体構造１００では、後側ステアリングサポートメンバ１１２の車幅方向の幅がダッシュサイドパネル１０６ａ、１０６ｂに到達せず、ステアリングシャフト１２６を覆う幅を有する。そのため、インストルメントパネルの形状を例えば奥行き感を与えるような車両前方に沿った形状にするなど自由度が拡大する。また、車体の車幅方向の外側に空調部品であるルーバーが設定され、その内部にルーバーに風を送るためのダクトが設定された場合であっても、車体構造１００では、自由度の高いレイアウトが可能となる。

また、車体構造１００では、後側ステアリングサポートメンバ１１２の幅をステアリング懸架部品の幅に留めたことで、前席のドア開口を広くとることができる。仮に、後側ステアリングサポートメンバ１１２を車幅方向の外側のダッシュサイドパネル１０６ａ、１０６ｂまで延ばしてしまうと、後側ステアリングサポートメンバ１１２を結合する部分までダッシュサイドパネル１０６ａ、１０６ｂを車両後方側に延ばさなければならず、ドア開口が縮小してしまう。

これに対して、車体構造１００では、ダッシュサイドパネル１０６ａ、１０６ｂの車両前後方向の長さは、前側ステアリングサポートメンバ１１０との結合部となる両端１１０ａ、１１０ｂまでの長さを有すればよく、ドア開口の広い乗降性に優れたドア構造を形成できる。

また、車体構造１００では、ステアリングサポートメンバが１本だけの従来の支持構造に対して、後側ステアリングサポートメンバ１１２を追加するなどして、従来の支持構造を本実施形態の支持構造１０２に置き換えて、車体全体の軽量化を図ってもよい。

さらに、車体構造１００では、上記したように、後側ステアリングサポートメンバ１１２の直下にステアリングコラムの車両後方側の取付点１２８ａ、１２８ｂを設けている（図３および図４参照）。このため、ステアリング懸架部品に負荷される荷重を後側ステアリングサポートメンバ１１２で受けて、乗員に違和感を与えるステアリング振動を効果的に低減できる。

言い換えると、車体構造１００では、ステアリング振動に対して、車両後方側のステアリングコラムの取付点１２８ａ、１２８ｂの直上に後側ステアリングサポートメンバ１１２を配置して固定している。このため、ステアリングコラムの取付点には、余分な捩れ荷重が生じない。よって、比較例で示したステアリングハンガー１４２を延ばして締結する手法に比べて、ステアリング振動は、堅固に固定されている後側ステアリングサポートメンバ１１２で直に受けるため、効果的かつ確実に振動を抑制できる。

また、車体構造１００では、比較例のステアリングハンガー１４２の構造と異なり、上記コラム取付用ブラケット１２０を図４に示すように左右独立した四方を囲まれたブラケットとすることができ、最小寸法、最小重量で支持強度を保つことが可能となる。

さらに、車体構造１００では、上記したように、後側ステアリングサポートメンバ１１２から前側ステアリングサポートメンバ１１０を跨いで車両前方のダッシュパネル１０４まで直線状に延びるリンフォース１１６を設けている。このため、車体構造１００では、後側ステアリングサポートメンバ１１２が受ける前側ステアリングサポートメンバ１１０を中心とした捩れ（回転方向の荷重）のうち、車両前後方向の変位（図６での矢印Ｂ参照）をリンフォース１１６で効果的に抑止することができる。

また、車体構造１００では、リンフォース１１６が前側ステアリングサポートメンバ１１０を跨いでいるので、リンフォース１１６の重量を前側ステアリングサポートメンバ１１０で支持でき、後側ステアリングサポートメンバ１１２に新たな荷重がかかることを抑えられる。なお、リンフォース１１６の形状は、車両の高さ方向において水平に最短距離で繋ぐことが最良な構造である。このような形状のリンフォース１１６とすれば、最小寸法、最小重量での無駄のない補強が可能となる。なお、リンフォース１１６は直線状に延びているので、いわゆる突っ張り棒として確実に機能する。

また、車体構造１００では、リンフォース１１６をステアリングシャフト１２６と同軸上に設けてもよい。このようにすれば、ステアリングホイール１２４にかかるシャフト軸を中心とした回転方向の荷重を最小限に抑制できる。

さらに、車体構造１００では、上記したように、後側ステアリングサポートメンバ１１２の同心上にフロアパネル１０８から延びるブレース１１８を下方向から接続している。このため、車体構造１００では、後側ステアリングサポートメンバ１１２が受ける前側ステアリングサポートメンバ１１０を中心とした捩れ（回転方向の荷重）のうち、車両の上下方向の変位（図６での矢印Ｃ参照）をブレース１１８で効果的に抑止することができる。なお、ブレース１１８は、フロアパネル１０８のうち上方に隆起したフロアトンネル部上から延ばして、ステアリングシャフト１２６の軸中心に近い位置で、後側ステアリングサポートメンバ１１２の下方から接続することが最良の構造となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、ステアリングシャフトを含むステアリング懸架部品を支持する車体構造に利用することができる。

１００…車体構造、１０２…支持構造、１０４…ダッシュパネル、１０６ａ、１０６ｂ…ダッシュサイドパネル、１０８…フロアパネル、１１０…前側ステアリングサポートメンバ、１１０ａ、１１０ｂ…両端、１１２…後側ステアリングサポートメンバ、１１４ａ、１１４ｂ…中間ブラケット、１１６…リンフォース、１１８…ブレース、１２０…ステアリングコラム取付用ブラケット、１２４…ステアリングホイール、１２６…ステアリングシャフト、１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｄ…取付点、１３０…丸棒、１３２…電動パワーモータ、１３４…電動パワーコントローラ

Claims (6)

1. ステアリングシャフトを含むステアリング懸架部品を支持する車体構造において、
   車幅方向に延びていて両端が車体側面に固定された第１ステアリングサポートメンバと、
   前記第１ステアリングサポートメンバの後方に該第1ステアリングサポートメンバとほぼ平行に延びていて両端が車体側面に到達せずブラケットを介して該第１ステアリングサポートメンバに結合されている第２ステアリングサポートメンバとを備え、
   前記第２ステアリングサポートメンバは、車体側方から見て前記ステアリング懸架部品の重心と重なっていることを特徴とする車体構造。
2. 前記第１ステアリングサポートメンバの近傍には、前記ステアリング懸架部品とは異なる部品であってインストルメントパネルに付属するインパネ支持部品、および前記ステアリングシャフト近傍に配置されるオプション部品を配置していることを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
3. 前記第２ステアリングサポートメンバの車幅方向の幅を、前記ステアリング懸架部品および前記ステアリングシャフト近傍に配置されるオプション部品を車幅方向に沿って覆う幅とし、
   前記ブラケットは、前記第２ステアリングサポートメンバの端部に結合されていることを特徴とする請求項２に記載の車体構造。
4. 前記ステアリング懸架部品は、前記第２ステアリングサポートメンバに支持されるための取付点が設定されるステアリングコラムを含み、
   前記第２ステアリングサポートメンバの直下に、前記ステアリングコラムの前記取付点を設定したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車体構造。
5. 前記第２ステアリングサポートメンバから前記第１ステアリングサポートメンバを跨いで車体前部の車体パネルまで直線状に延びるリンフォースをさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車体構造。
6. 車体の床面から延びていて、前記第２ステアリングサポートメンバの軸線を通るように下方向から該第２ステアリングサポートメンバに接続されたブレースをさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車体構造。

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