JP2015058792A - Instrument panel reinforcement structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等のインストルメントパネルレインフォースメント(以下、単に「インパネレインフォースメント」という。)構造に関し、特にステアリングコラムを支持するインパネレインフォースメントを備えたインパネレインフォースメント構造に関する。 The present invention relates to an instrument panel reinforcement (hereinafter, simply referred to as “instrument reinforcement”) structure of an automobile or the like, and more particularly to an instrument panel reinforcement structure including an instrument panel reinforcement that supports a steering column.
下記特許文献1には、自動車等の車両のステアリング支持部構造が開示されている。このステアリング支持部構造では、ステアリングコラムが車体強度部材としてのインパネレインフォースメントに支持されている。このインパネレインフォースメントはステーを介して車両床部に支持されている。ステーは、車両前方側へ傾斜しインパネレインフォースメントと車両床部との間に配置された前ステーと、車両後方側へ傾斜しインパネレインフォースメントと車両床部との間に配置された後ステーとを備えている。 Patent Document 1 below discloses a steering support structure for a vehicle such as an automobile. In this steering support structure, the steering column is supported by an instrument panel reinforcement as a vehicle body strength member. The instrument panel reinforcement is supported on the vehicle floor via a stay. The stay is inclined to the front side of the vehicle and disposed between the instrument panel reinforcement and the vehicle floor, and the stay is inclined to the rear side of the vehicle and disposed between the instrument panel reinforcement and the vehicle floor. With stays.
上記ステアリング支持部構造では、ステアリングコラムから車両上下方向の力(振動)がインパネレインフォースメント加わると、インパネレインフォースメントにねじり応力が発生する。インパネレインフォースメント径の増加やステー強度の増加を抑制しつつ、上記ねじり応力を効率良く減少させるには改善の余地があった。 In the steering support structure described above, when a force (vibration) in the vehicle vertical direction is applied from the steering column to the instrument panel reinforcement, a torsional stress is generated in the instrument panel reinforcement. There is room for improvement in order to efficiently reduce the torsional stress while suppressing an increase in instrument panel reinforcement diameter and an increase in stay strength.
本発明は上記事実を考慮し、ステアリングコラムからの上下入力に対してインパネレインフォースメントに発生するねじり応力を効率良く減少させることができるインパネレインフォースメント構造を得ることが目的である。 In view of the above fact, an object of the present invention is to obtain an instrument panel reinforcement structure capable of efficiently reducing torsional stress generated in an instrument panel reinforcement with respect to vertical input from a steering column.
請求項1に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造は、車両幅方向を長手方向として配置され、車両平面視で車両前後方向を軸方向として配置されたステアリングコラムを支持するインパネレインフォースメントと、インパネレインフォースメントに固定されると共に、インパネレインフォースメントの外周面よりも外側に連結箇所が設けられた連結部材と、連結箇所から車両前方かつ斜め下方を長手方向として延設され、連結箇所に長手方向の一端部が固定されると共に車両床部に長手方向の他端部が固定された前側フロアブレースと、連結箇所から車両後方かつ斜め下方を長手方向として延設され、連結箇所に長手方向の一端部が固定されると共に車両床部に長手方向の他端部が固定された後側フロアブレースと、を備えている。 An instrument panel reinforcement structure according to a first aspect of the present invention is an instrument panel reinforcement that is disposed with a vehicle width direction as a longitudinal direction and supports a steering column that is disposed with the vehicle longitudinal direction as an axial direction in a plan view of the vehicle. And a connecting member that is fixed to the instrument panel reinforcement and that has a connecting part provided outside the outer peripheral surface of the instrument panel reinforcement, and extends from the connecting part in the longitudinal direction in front of the vehicle and obliquely downward. A front floor brace having one end in the longitudinal direction fixed to the location and the other end in the longitudinal direction secured to the vehicle floor, and extending from the connection location in the longitudinal direction at the rear of the vehicle and obliquely downward. A rear floor brace having one end in the longitudinal direction fixed and the other end in the longitudinal direction fixed to the vehicle floor. To have.
請求項1に係るインパネレインフォースメント構造では、インパネレインフォースメントに連結部材を介して前側フロアブレース及び後側フロアブレースが連結されている。仮に、ステアリングコラムからインパネレインフォースメントに車両上下方向の力が入力されると、インパネレインフォースメントにその軸芯を中心とするねじり応力が発生する。 In the instrument panel reinforcement structure according to the first aspect, the front floor brace and the rear floor brace are connected to the instrument panel reinforcement via a connecting member. If a vehicle vertical force is input from the steering column to the instrument panel reinforcement, a torsional stress about the axis of the instrument panel reinforcement is generated.
ここで、連結部材は、インパネレインフォースメントに固定されると共に、インパネレインフォースメントの外周面よりも外側に連結箇所を設けている。この連結箇所に前側フロアブレース及び後側フロアブレースの一端部が固定されている。このため、連結部材の連結箇所に上記ねじり応力と逆向きの反力が前側フロアブレース及び後側フロアブレースの少なくとも一方により作用する。逆向きの反力は、インパネレインフォースメントの外周面から連結箇所までの距離(長さ)の増加に比例して減少されるので、ねじり応力に対して絶対値で減少される。従って、例えばインパネレインフォースメント径の増加や前側フロアブレース強度及び後側フロアブレース強度の増加を抑制しつつ、ねじり応力を減少することができる。 Here, the connecting member is fixed to the instrument panel reinforcement and has a connecting portion outside the outer peripheral surface of the instrument panel reinforcement. One end portions of the front side floor brace and the rear side floor brace are fixed to the connecting portion. For this reason, the reaction force opposite to the torsional stress acts on the connecting portion of the connecting member by at least one of the front floor brace and the rear floor brace. The reverse reaction force is reduced in proportion to the increase in the distance (length) from the outer peripheral surface of the instrument panel reinforcement to the connection portion, and thus is reduced in absolute value with respect to the torsional stress. Therefore, for example, it is possible to reduce torsional stress while suppressing an increase in instrument panel reinforcement diameter and an increase in front floor brace strength and rear floor brace strength.
請求項2に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造では、請求項1において、連結部材は、インパネレインフォースメントにおけるステアリングコラムの支持箇所から長手方向へ離間された固定箇所で固定されている。 In the instrument panel reinforcement structure according to a second aspect of the present invention, in the instrument panel reinforcement according to the first aspect, the connecting member is fixed at a fixed position that is spaced apart from the support position of the steering column in the instrument panel reinforcement in the longitudinal direction. .
請求項2に係るインパネレインフォースメント構造によれば、連結部材がインパネレインフォースメントのステアリングコラムの支持箇所と離間された固定箇所で固定されている。仮に、ステアリングコラムからインパネレインフォースメントに車両幅方向の力が入力されると、ステアリングコラム及びインパネレインフォースメントを車両前後方向或いは車両幅方向へ移動させる並進力が発生する。また、ステアリングコラムの支持箇所を中心として時計回り方向か反時計回り方向へインパネレインフォースメントを回転させる回転モーメントが発生する。 According to the instrument panel reinforcement structure according to the second aspect, the connecting member is fixed at a fixed location separated from the support location of the steering column of the instrument panel reinforcement. If a force in the vehicle width direction is input from the steering column to the instrument panel reinforcement, a translational force that moves the steering column and the instrument panel reinforcement in the vehicle front-rear direction or the vehicle width direction is generated. In addition, a rotational moment is generated that rotates the instrument panel reinforcement in the clockwise direction or the counterclockwise direction around the support portion of the steering column.
ここで、インパネレインフォースメントに連結部材を介して前側フロアブレース及び後側フロアブレースが固定されており、前側フロアブレース及び後側フロアブレースの他端部が車両前後方向へ延設されて車両床部に固定されている。上記並進力又は上記回転モーメントと逆向きの反力が、前側フロアブレース及び後側フロアブレースの少なくとも一方によりインパネレインフォースメントに作用する。 Here, the front floor brace and the rear floor brace are fixed to the instrument panel reinforcement via a connecting member, and the other ends of the front floor brace and the rear floor brace are extended in the vehicle front-rear direction to extend the vehicle floor. It is fixed to the part. The translational force or the reaction force opposite to the rotational moment acts on the instrument panel reinforcement by at least one of the front floor brace and the rear floor brace.
請求項3に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造では、請求項2において、インパネレインフォースメントの長手方向の両端部は、車両両側部に配置されたフロントピラーに各々固定され、連結部材は、支持箇所よりも車両幅方向内側でインパネレインフォースメントの長手方向の中間部に位置する固定箇所に固定されている。 The instrument panel reinforcement structure according to a third aspect of the present invention is the instrument panel reinforcement structure according to the second aspect, wherein both end portions of the instrument panel reinforcement in the longitudinal direction are respectively fixed to front pillars disposed on both sides of the vehicle, Is fixed to a fixed location located in the middle of the instrument panel reinforcement in the longitudinal direction on the inner side in the vehicle width direction than the support location.
請求項3に係るインパネレインフォースメント構造によれば、インパネレインフォースメントは、長手方向の両端部がフロントピラーに固定されて両端支持梁構造とされている。このため、インパネレインフォースメントの長手方向の中間部に発生するねじり応力が最大となる。また、インパネレインフォースメントの長手方向の中間部に最大の並進力又は回転モーメントが発生する。ここで、上記中間部に固定箇所が設けられ、この固定箇所に連結部材が固定されると共に、この連結部材の連結箇所に前側フロアブレース及び後側フロアブレースが固定されている。このため、最大となるねじり応力、並進力又は回転モーメントを効果的に減少させることができる。 According to the instrument panel reinforcement structure of the third aspect, the instrument panel reinforcement has a both-end support beam structure in which both end portions in the longitudinal direction are fixed to the front pillar. For this reason, the torsional stress which generate | occur | produces in the intermediate part of the longitudinal direction of an instrument panel reinforcement becomes the maximum. Further, the maximum translational force or rotational moment is generated in the middle part of the instrument panel reinforcement in the longitudinal direction. Here, a fixing portion is provided in the intermediate portion, and a connecting member is fixed to the fixing portion, and a front floor brace and a rear floor brace are fixed to the connecting portion of the connecting member. For this reason, the maximum torsional stress, translational force or rotational moment can be effectively reduced.
請求項4に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造では、請求項1〜請求項3のいずれか1項において、連結部材は、インパネレインフォースメント側の固定端の断面積を連結箇所の断面積より大きく設定している。 In the instrument panel reinforcement structure according to the invention described in claim 4, in any one of claims 1 to 3, the connecting member is configured such that the cross-sectional area of the fixed end on the instrument panel reinforcement side is the connecting portion. It is set larger than the cross-sectional area.
請求項4に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造では、連結部材が、インパネレインフォースメント側を固定端とし連結箇所を荷重作用点とする片持ち梁構造とされている。この連結部材の固定端における曲げモーメントは、連結箇所における曲げモーメントよりも大きくなる。ここで、連結部材の固定端の断面積が連結箇所の断面積よりも大きく設定されている。このため、連結部材の固定端の断面二次モーメントが連結箇所の断面二次モーメントよりも大きくなるので、連結部材の固定端の剛性が連結箇所の剛性よりも向上される。従って、連結箇所からインパネレインフォースメントへ作用させるねじり応力と逆向きの反力の連結部材の変形に伴う損失を減少させることができる。 In the instrument panel reinforcement structure according to the fourth aspect of the invention, the connecting member has a cantilever structure in which the instrument panel reinforcement side is a fixed end and the connecting portion is a load application point. The bending moment at the fixed end of the connecting member is larger than the bending moment at the connecting portion. Here, the cross-sectional area of the fixed end of the connecting member is set larger than the cross-sectional area of the connecting portion. For this reason, since the cross-sectional secondary moment of the fixed end of the connecting member is larger than the cross-sectional secondary moment of the connecting part, the rigidity of the fixed end of the connecting member is improved more than the rigidity of the connecting part. Therefore, it is possible to reduce a loss due to the deformation of the connecting member having a reaction force opposite to the torsional stress acting on the instrument panel reinforcement from the connecting portion.
請求項1に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造は、ステアリングコラムからの上下入力に対してインパネレインフォースメントに作用するねじり応力を効率良く減少させることができるという優れた効果を有する。 The instrument panel reinforcement structure according to the first aspect of the invention has an excellent effect that the torsional stress acting on the instrument panel reinforcement can be efficiently reduced with respect to the vertical input from the steering column.
請求項2に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造は、ステアリングコラムからの左右入力に対してインパネレインフォースメントに作用する並進力又は回転モーメントを減少させることができるという優れた効果を有する。 The instrument panel reinforcement structure according to the second aspect of the invention has an excellent effect that the translational force or the rotational moment acting on the instrument panel reinforcement can be reduced with respect to the left and right inputs from the steering column. .
請求項3に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造は、ステアリングコラムからの上下入力に対してインパネレインフォースメントに作用する最大のねじり応力、又はステアリングコラムからの左右入力に対してインパネレインフォースメントに作用する最大の並進力或いは最大の回転モーメントを効果的に減少させることができるという優れた効果を有する。 The instrument panel reinforcement structure according to the invention described in claim 3 is the instrument panel rain for the maximum torsional stress acting on the instrument panel reinforcement with respect to the vertical input from the steering column, or for the left and right input from the steering column. It has an excellent effect that the maximum translational force or the maximum rotation moment acting on the force can be effectively reduced.
請求項4に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造は、連結部材の剛性を曲げモーメントに応じて向上させることができるので、インパネレインフォースメントに作用するねじり応力を効率良く減少させることができるという優れた効果を有する。 Since the instrument panel reinforcement structure according to the fourth aspect of the invention can improve the rigidity of the connecting member in accordance with the bending moment, the torsional stress acting on the instrument panel reinforcement can be efficiently reduced. It has an excellent effect of being able to.
以下、図面を参照し、本発明に係るインパネレインフォースメント構造の実施の形態を説明する。なお、図において適宜示されている矢印FRは車両前方側を示しており、矢印UPは車両上方側を示している。また、矢印Wは車両幅方向を示している。 Hereinafter, an embodiment of an instrument panel reinforcement structure according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that an arrow FR appropriately shown in the figure indicates the vehicle front side, and an arrow UP indicates the vehicle upper side. An arrow W indicates the vehicle width direction.
[第1実施の形態]
図1〜図5を用いて、本発明の第1実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造を説明する。
[First Embodiment]
The instrument panel reinforcement structure according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(インパネレインフォースメント構造の構成)
図1には左ハンドル車の運転席から車両前方側を見たインパネレインフォースメント構造の斜視図が示されている。また、図2には図1におけるA−A切断線で切ったインパネレインフォースメント構造の一部断面を有する側面図が示されている。自動車の車室内の運転席及び助手席よりも車両前方側には、図示を省略したインストルメントパネルが配設されている。このインストルメントパネルの内側に本発明に係るインパネレインフォースメント構造が適用されたインパネレインフォースメント12が設けられている。
(Structure of instrument panel reinforcement structure)
FIG. 1 shows a perspective view of an instrument panel reinforcement structure as viewed from the driver's seat of a left-hand drive vehicle in front of the vehicle. 2 shows a side view having a partial cross section of the instrument panel reinforcement structure taken along the line AA in FIG. An instrument panel (not shown) is disposed in front of the driver's seat and front passenger seat in the interior of the vehicle. An
インパネレインフォースメント12は、車両幅方向を長手方向として配置されており、例えば金属製の中空丸パイプ材により形成されている。このインパネレインフォースメント12では、運転席側の部位12Aの径が助手席側の部位12Bの径よりも太く設定されており、運転席側の部位12Aの剛性が高められている。インパネレインフォースメント12の運転席側の一端部12C(部位12Aの端部)にプレート状のエクステンション14が接続されている。このエクステンション14により一端部12Cが車両左側部に設けられ二点鎖線により示されるフロントピラー16に固定されている。同様に、インパネレインフォースメント12の助手席側の他端部12D(部位12Bの端部)にエクステンション18が接続されている。他端部12Dはエクステンション18を介して車両右側部に設けられ二点鎖線により示されるフロントピラー20に固定されている。つまり、インパネレインフォースメント12は、車両両側部に配置された左右一対のフロントピラー16、20間に車両幅方向に沿って架設されている。
The
インパネレインフォースメント12の助手席側の部位12Bの中間部にセンタブレース22及びカウルブレース24が設けられている。センタブレース22は車両上下方向を長手方向として配置されている。長手方向の一端部となるセンタブレース22の上端部22Aはインパネレインフォースメント12に固定されており、長手方向の他端部となるセンタブレース22の下端部22Bは車両床部26に固定されている。センタブレース22は、車両前後方向を幅方向とし、この幅方向端部を車両幅方向へ折曲げてフランジ部とした金属製板材により構成されている。
A
カウルブレース24は車両前後方向を長手方向として配置されている。長手方向の一端部となるカウルブレース24の後端部24Aは、センタブレース22の上端部22Aが固定された箇所に近接した箇所において、インパネレインフォースメント12に固定されている。長手方向の他端部となるカウルブレース24の前端部24Bは図示を省略したカウルに固定されている。カウルブレース24は、車両上下方向を幅方向とし、幅方向端部を車両幅方向へ折曲げてフランジ部としたセンタブレース22と同様の金属製板材により構成されている。
The
インパネレインフォースメント12の部位12A(運転席側)の中間部に、このインパネレインフォースメント12に対して車両下方側に配置されると共に、車両平面視で車両前後方向を軸方向として配置されたステアリングコラム30が支持されている。ステアリングコラム30は、模式的に二点鎖線を用いて輪郭の一部を示しているが、筒状のコラムチューブ及びステアリングメインシャフト(図示省略)を備えている。ステアリングメインシャフトの軸芯部30Aは、車両側面視で車両前方側から車両後方側へ向かって若干車両上方側へ傾斜されている。ステアリングコラム30は、車両平面視で略矩形状をなし、車両後方側から車両前方側を見て車両下方側に開口された形状を有するステアリングサポート32を介してインパネレインフォースメント12に取付けられている。ステアリングサポート32をインパネレインフォースメント12に取付けた箇所が、図1に示されるインパネレインフォースメント12におけるステアリングコラム30の支持箇所12Eとされている。ステアリングコラム30の車両後方側の端部でかつ軸芯部30Aにはステアリングホイール34が取付けられている。
An
図1、図2、図3(A)及び図4に示されるように、上記インパネレインフォースメント12の長手方向に沿ってステアリングコラム30の支持箇所12Eから離間された固定箇所12Fに連結部材40が固定されている。詳しく説明すると、固定箇所12Fは、ステアリングコラム30の支持箇所12Eよりも車両幅方向内側でインパネレインフォースメント12の長手方向の中間部に位置している。この固定箇所12Fは、インパネレインフォースメント12の運転席側の部位12Aと助手席側の部位12Bとの境界箇所に相当する。
As shown in FIGS. 1, 2, 3 </ b> A, and 4, the connecting
連結部材40は、特に図3(A)に示されるように、車両前方側の固定端40Aをインパネレインフォースメント12の固定箇所12Fとなる外周面に固定し、この外周面よりも車両後方側の外側に連結箇所40Bを有する構成とされている。詳しく説明すると、連結部材40の固定端40Aは、インパネレインフォースメント12の固定箇所12Fの形状に合わせて凹曲面状で形成されており、固定箇所12Fに例えば溶接等の固定手段により固定されている。固定手段としては、溶接に限らず、例えばボルト締めであってもよい。連結部材40の連結箇所40B(の中心箇所)は、インパネレインフォースメント12の固定箇所12F(外周面)から距離L3だけ車両後方側へ離間されている。インパネレインフォースメント12はここでは中空丸パイプにより形成されているので、インパネレインフォースメント12の軸芯Cから固定箇所12Fまでの距離(半径)L2よりも更に距離L3だけ軸芯Cから離間された位置に連結箇所40Bが配置されている。因みに、距離L2に距離L3を加算した距離L1は軸芯Cから連結箇所40Bまでの距離である。
As shown in FIG. 3A in particular, the connecting
連結部材40は、本実施の形態では、図4に示される車両平面視で略矩形状により形成されているが、図3(A)に示される車両側面視で固定端40Aの車両上下方向の寸法H1を連結箇所40Bの車両上下方向の寸法H2よりも大きく設定している。詳しく説明すると、固定端40Aから連結箇所40Bへ向かって、車両側面視で連結部材40の断面積が小さくなる構成とされ、連結部材40の側面形状が台形状とされている。連結部材40は、固定端40Aをインパネレインフォースメント12に固定し、連結箇所40Bを荷重作用点とする片持ち梁構造で構成されている。連結部材40に作用する曲げモーメントMは、図3(B)に示されるように、固定端40Aから連結箇所40Bへ向かって直線的に減少されるので、連結部材40の断面積は曲げモーメントの減少に伴って小さくされる構成とされている。連結部材40は、機械的剛性に優れ、機械的加工が容易で、かつ材料費が安価な鋼材により形成されている。なお、連結部材40は、車両平面視で固定端40Aから連結箇所40Bへ向かって断面積を小さくする台形状とされてもよい。
In the present embodiment, the connecting
図1、図2及び図4に示されるように、連結部材40の連結箇所40Bに前側フロアブレース42及び後側フロアブレース44が固定されている。詳しく説明すると、前側フロアブレース42は連結箇所40Bから車両前方かつ斜め下方を長手方向として延設されている。この前側フロアブレース42の長手方向の一端部42Aは連結箇所40Bに固定されると共に、長手方向の他端部42Bは車両床部26に固定されている。前側フロアブレース42は例えば金属製の中空丸パイプ材により形成されている。一端部42A及び他端部42Bは、潰し加工を施してあり、例えばボルト46及びナット48の固定手段により固定されている。一方、後側フロアブレース44は連結箇所40Bから車両後方かつ斜め下方を長手方向として延設されている。この後側フロアブレース44の長手方向の一端部44Aは連結箇所40Bに固定されると共に、長手方向の他端部44Bは車両床部26に固定されている。特に図4に示されるように、前側フロアブレース42の一端部42Aはここでは連結部材40の運転席側の側面40Cに固定されており、後側フロアブレース44の一端部44Aは側面40Cに一端部42Aを介して上記固定手段により固定されている。従って、前側フロアブレース42の一端部42A及び後側フロアブレース44の一端部44Aは実質的に同一箇所で固定されている。前側フロアブレース42と同様に、後側フロアブレース44は例えば金属製の中空丸パイプ材により形成され、一端部44A及び他端部44Bは潰し加工を施して固定手段により固定されている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the
(本実施の形態の作用及び効果)
本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図1及び図2に示されるように、インパネレインフォースメント12に連結部材40を介して前側フロアブレース42及び後側フロアブレース44が連結されている。図1及び図5に示されるように、仮に、ステアリングコラム30からインパネレインフォースメント12に車両下方向の力F1が入力されると、インパネレインフォースメント12にその軸芯Cを中心とする時計回り方向のねじり応力F2が発生する。
(Operation and effect of the present embodiment)
In the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a
ここで、連結部材40は、インパネレインフォースメント12に固定されると共に、インパネレインフォースメント12の外周面よりも車両後方向の外側に連結箇所40Bを設けている。そして、前側フロアブレース42の長手方向の一端部42A及び後側フロアブレース44の長手方向の一端部44Aが連結箇所40Bに固定されている。このため、特に図5に示されるように、連結部材40の連結箇所40Bにねじり応力F2と逆向きの反力F3が前側フロアブレース42により作用すると共に、逆向きの反力F4が後側フロアブレース44により作用する。本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、逆向きの反力F3は前側フロアブレース42に沿って車両上方向へ作用し、逆向きの反力F4は後側フロアブレース44に沿って同様に車両上方向へ作用する。逆向きの反力F3と逆向きの反力F4とを合成した図3(A)に示される合成反力F5は、インパネレインフォースメント12の外周面(固定箇所12F)から連結箇所40Bまでの距離(長さ)L3の増加に比例して減少される。このため、合成反力F5は、ねじり応力F2に対して絶対値で減少される。従って、例えばインパネレインフォースメント12の径の増加や前側フロアブレース42の強度及び後側フロアブレース44の強度の増加を抑制しつつ、合成反力F5によりねじり応力F2が減少される。
Here, the connecting
また、図5に破線で示されるように、仮に、ステアリングコラム30からインパネレインフォースメント12に車両下方向の力F1と反対の車両上方向の力F6が入力されると、インパネレインフォースメント12に反時計回り方向のねじり応力F7が発生する。これに対して、前側フロアブレース42に沿って車両下方向へ逆向きの反力F8及び後側フロアブレース44に沿って車両下方向へ逆向きの反力F9が作用する。この逆向きの反力F8と逆向きの反力F9とを合成した図3(A)に示される合成反力F10が連結箇所40Bに車両下方向へ作用し、ねじり応力F7は合成反力F10により減少される。
Further, as indicated by a broken line in FIG. 5, if a vehicle upward force F6 opposite to the vehicle downward force F1 is input from the
従って、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造によれば、ステアリングコラム30からの上下入力(力F1又は力F6)に対してインパネレインフォースメント12に作用するねじり応力F2、F7を効率良く減少させることができる。本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、ねじり応力F2とそれよりも小さい合成反力F5とが釣合い状態にあるので、ねじり応力F2を合成反力F5により相殺することができる。同様に、ねじり応力F7を合成反力F10により相殺することができる。
Therefore, according to the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, the torsional stresses F2 and F7 acting on the
更に、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、特に図4に示されるように、連結部材40がインパネレインフォースメント12のステアリングコラム30の支持箇所12Eと離間された固定箇所12Fで固定されている。仮に、ステアリングコラム30からインパネレインフォースメント12に車両幅方向内側(運転席側から助手席側へ)への力F11が入力されると、ステアリングコラム30及びインパネレインフォースメント12を車両前方向或いは車両幅方向へ移動させる並進力F12が発生する。また、ステアリングコラム30の支持箇所12Eを中心として反時計回り方向へインパネレインフォースメント12を回転させる回転モーメントF13が発生する。
Furthermore, in the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, as shown in FIG. 4 in particular, the connecting
ここで、インパネレインフォースメント12に連結部材40を介して前側フロアブレース42が固定されており、前側フロアブレース42の他端部42Bが車両前方向へ延設されて車両床部26に固定されている。このため、連結部材40の固定箇所40Bに上記並進力F12又は上記回転モーメントF13と逆向きの反力F14が前側フロアブレース42により作用する。
Here, the
また、仮に、ステアリングコラム30に力F11と逆方向の車両幅方向外側の力F15が入力されると、ステアリングコラム30及びインパネレインフォースメント12を車両後方向或いは車両幅方向へ移動させる並進力F16、又はステアリングコラム30の支持箇所12Eを中心として時計回り方向へインパネレインフォースメント12を回転させる回転モーメントF17が発生する。ここで、前側フロアブレース42と同様に、連結部材40の固定箇所40Bに上記並進力F16又は上記回転モーメントF17と逆向きの反力F18が後側フロアブレース44により作用する。
Also, if a force F15 outside the vehicle width direction opposite to the force F11 is input to the
従って、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造によれば、ステアリングコラム30からの左右入力(力F11又は力F15)に対してインパネレインフォースメント12に作用する並進力F12、F16又は回転モーメントF13、F17を減少させることができる。本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、並進力F12又は回転モーメントF13と逆向きの反力F14とが釣合い状態にあるので、並進力F12又は回転モーメントF13は逆向きの反力F14により相殺することができる。同様に、並進力F16又は回転モーメントF17は逆向きの反力F18により相殺することができる。
Therefore, according to the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, the translational forces F12, F16 or the rotational moment acting on the
更に、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図1に示されるインパネレインフォースメント12は、長手方向の両端部(一端部12C及び他端部12D)がフロントピラー16、20に固定されて両端支持梁構造とされている。このため、インパネレインフォースメント12では、図1及び図5に示されるように、長手方向の中間部に発生するねじり応力F2、F7が最大となる。また、図1及び図4に示されるように、インパネレインフォースメント12の長手方向の中間部に最大の並進力F12、F16又は回転モーメントF13、F17が発生する。ここで、インパネレインフォースメント12の長手方向の中間部に固定箇所12Fが設けられ、この固定箇所12Fに連結部材40が固定されると共に、この連結部材40の連結箇所40Bに前側フロアブレース42及び後側フロアブレース44が固定されている。このため、最大となるねじり応力F2、F7、並進力F12、F16又は回転モーメントF13、F17を効果的に減少させることができる。
Further, in the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, the
従って、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造によれば、ステアリングコラム30からの上下入力に対してインパネレインフォースメントに作用する最大のねじり応力F2、F7を効果的に減少させることができる。また、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造によれば、ステアリングコラム30からの左右入力に対してインパネレインフォースメント12に作用する最大の並進力F12F、F16或いは最大の回転モーメントF13、F17を効果的に減少させることができる。
Therefore, according to the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, it is possible to effectively reduce the maximum torsional stresses F2 and F7 that act on the instrument panel reinforcement with respect to the vertical input from the
また、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図3(A)に示されるように、連結部材40が、インパネレインフォースメント12側を固定端40Aとし連結箇所40Bを荷重作用点とする片持ち梁構造とされている。図3(B)に示されるように、この連結部材40の固定端40Aにおける曲げモーメントMは、連結箇所40Bにおける曲げモーメントMよりも大きくなる。ここで、連結部材40の固定端40Aの断面積が連結箇所40Bの断面積よりも大きく設定されている。このため、連結部材40の固定端40Aの断面二次モーメントが連結箇所40Bの断面二次モーメントよりも大きくなるので、連結部材40の固定端40Aの剛性が連結箇所40Bの剛性よりも向上される。従って、連結箇所40Bからインパネレインフォースメント12へ作用させるねじり応力F2、F7と逆向きの合成反力F5、F10の連結部材40の変形に伴う損失を減少させることができる。
Further, in the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, as shown in FIG. 3A, the connecting
従って、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造よれば、連結部材40の剛性を曲げモーメントMに応じて向上させることができるので、インパネレインフォースメント12に作用するねじり応力F2、F7を効率良く減少させることができる。
Therefore, according to the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, the rigidity of the connecting
更に、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図1、図2、図4及び図5に示されるように、連結部材40の1箇所の連結箇所40Bに前側フロアブレース42の一端部42A及び後側フロアブレース44の一端部44Aが固定されている。そして、前側フロアブレース42の他端部42B及び後側フロアブレース44の他端部44Bは、各々車両床部26に固定されると共に、車両床部26を介して連結されている。すなわち、前側フロアブレース42、後側フロアブレース44及び車両床部26は車両側面視で三角形状により構成されており、インパネレインフォースメント構造の剛性を向上させることができる。
Furthermore, in the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, as shown in FIGS. 1, 2, 4, and 5, one end portion of the
また、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図2及び図4に示されるように、連結部材40の1箇所の連結箇所40Bに前側フロアブレース42の一端部42A及び後側フロアブレース44の一端部44Aが固定されている。この固定には例えばボルト46及びナット48が使用されている。このため、複数の部材である連結部材40、前側フロアブレース42及び後側フロアブレース44が一箇所で固定されるので、作業性を向上させることができる。
Further, in the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, one
[第2実施の形態]
次に、図6〜図9を用いて、本発明の第2実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造を説明する。第2実施の形態は、インパネレインフォースメント12の軸芯Cを中心とした外周囲の様々な位置に連結部材40の連結箇所40Bを配置した例を説明するものである。なお、第2実施の形態並びに後述する第3実施の形態において、第1実施の形態で説明した構成要素と同一の機能又は同等の機能を有する構成要素には同一符号を付し、この同一符号が付された構成要素の説明は重複するので省略する。
[Second Embodiment]
Next, an instrument panel reinforcement structure according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, an example in which the connecting
(インパネレインフォースメント構造の構成)
本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図6に示されるように、連結部材40の固定端40Aがインパネレインフォースメント12の車両後方側かつ車両下方側の固定箇所12Fに固定されている。連結部材40の連結箇所40Bは、固定箇所12Fよりも車両後方側かつ車両下方側の外側に設けられている。前側フロアブレース42の一端部42A及び後側フロアブレース44の一端部44Aは連結箇所40Bに固定されている。
(Structure of instrument panel reinforcement structure)
In the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
(本実施の形態の作用及び効果)
本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、仮に、ステアリングコラム30に車両下方向の力F1が入力されると、インパネレインフォースメント12に時計回り方向のねじり応力F2が発生する。前側フロアブレース42及び後側フロアブレース44により連結部材40の連結箇所40Bにねじり応力F2と逆向きの反力F3、F4が作用する。このため、逆向きの反力F3及び逆向きの反力F4は車両上方向へ作用する合成反力F5(図3(A)参照)として作用し、第1実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造と同様に、合成反力F5によりねじり応力F2が減少される。ステアリングコラム30に車両上方向の力F6が入力された際に発生するねじり応力F6(図5参照)は、第1実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造と同様に、減少される。従って、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造によれば、第1実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
(Operation and effect of the present embodiment)
In the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, if a downward force F1 of the vehicle is input to the
また、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、第1実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造と同様に、ステアリングコラム30からの左右入力に対してインパネレインフォースメント12に作用する並進力F12、F16又は回転モーメントF13、F17を減少させることができる(図4参照)。
Further, in the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, as in the instrument panel reinforcement structure according to the first embodiment, the translation that acts on the
(変形例1)
変形例1に係るインパネレインフォースメント構造では、図7に示されるように、連結部材40の固定端40Aがインパネレインフォースメント12の車両前方側の固定箇所12Fに固定されている。連結部材40の連結箇所40Bは、固定箇所12Fよりも車両前方側の外側に設けられている。前側フロアブレース42の一端部42A及び後側フロアブレース44の一端部44Aは連結箇所40Bに固定されている。
(Modification 1)
In the instrument panel reinforcement structure according to the first modification, as shown in FIG. 7, the
変形例1に係るインパネレインフォースメント構造では、インパネレインフォースメント12に発生するねじり応力F2に対して、前側フロアブレース42及び後側フロアブレース44により連結部材40の連結箇所40Bに逆向きの反力F3、F4が作用する。逆向きの反力F3、F4は第1又は第2実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造の逆向きの反力F3、F4に対して逆方向へ作用するものの、変形例1に係るインパネレインフォースメント構造では、第1又は第2実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造で得られる効果と同様の効果を得ることができる。前述の図5に示されるねじり応力F6、前述の図4に示される並進力F12、F16又は回転モーメントF13、F17に対しても、変形例1に係るインパネレインフォースメント構造では、第1又は第2実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
In the instrument panel reinforcement structure according to the modified example 1, against the torsional stress F <b> 2 generated in the
(変形例2)
変形例2に係るインパネレインフォースメント構造では、図8に示されるように、連結部材40の固定端40Aがインパネレインフォースメント12の車両下方側の固定箇所12Fに固定されている。連結部材40の連結箇所40Bは、固定箇所12Fよりも車両下方側の外側に設けられている。前側フロアブレース42の一端部42A及び後側フロアブレース44の一端部44Aは連結箇所40Bに固定されている。
(Modification 2)
In the instrument panel reinforcement structure according to the modified example 2, as shown in FIG. 8, the
変形例2に係るインパネレインフォースメント構造では、インパネレインフォースメント12に発生するねじり応力F2に対して、前側フロアブレース42及び後側フロアブレース44により連結部材40の連結箇所40Bに逆向きの反力F3、F4が作用する。変形例2において、逆向きの反力F4が第1又は第2実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造の逆向きの反力F4に対して逆方向へ作用するものの、変形例2に係るインパネレインフォースメント構造では、第1又は第2実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造で得られる効果と同様の効果を得ることができる。前述の図5に示されるねじり応力F6、前述の図4に示される並進力F12、F16又は回転モーメントF13、F17に対しても、変形例2に係るインパネレインフォースメント構造では、第1又は第2実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
In the instrument panel reinforcement structure according to the second modification, the
(変形例3)
変形例3に係るインパネレインフォースメント構造では、図9に示されるように、連結部材40の固定端40Aがインパネレインフォースメント12の車両上方側の固定箇所12Fに固定されている。連結部材40の連結箇所40Bは、固定箇所12Fよりも車両上方側の外側に設けられている。前側フロアブレース42の一端部42A及び後側フロアブレース44の一端部44Aは連結箇所40Bに固定されている。
(Modification 3)
In the instrument panel reinforcement structure according to the modified example 3, as shown in FIG. 9, the
変形例3に係るインパネレインフォースメント構造では、インパネレインフォースメント12に発生するねじり応力F2に対して、前側フロアブレース42及び後側フロアブレース44により連結部材40の連結箇所40Bに逆向きの反力F3、F4が作用する。変形例3において、逆向きの反力F3が第1又は第2実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造の逆向きの反力F3に対して逆方向へ作用するものの、変形例3に係るインパネレインフォースメント構造では、第1又は第2実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造で得られる効果と同様の効果を得ることができる。前述の図5に示されるねじり応力F6、前述の図4に示される並進力F12、F16又は回転モーメントF13、F17に対しても、変形例3に係るインパネレインフォースメント構造では、第1又は第2実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
In the instrument panel reinforcement structure according to the modified example 3, the
なお、第2実施の形態では、インパネレインフォースメント12の車両後方側かつ車両上方側、車両前方側かつ車両上方側、又は車両前方側かつ車両下方側の外側に連結部材40の連結箇所40Bを配置した例が省略されている。本発明に係るインパネレインフォースメント構造では、これらの省略された位置を含むインパネレインフォースメント12の軸芯Cを中心としたすべの外周囲のいずれかに連結箇所40Bを設けた連結部材40が使用可能である。
In the second embodiment, the connecting
[第3実施の形態]
次に、図10を用いて、本発明の第3実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造を説明する。本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図10に示されるように、連結部材40の助手席側の側面40Dにおいて連結箇所40Bに前側フロアブレース42の一端部42Aが固定されている。加えて、連結部材40の運転席側の側面40Cにおいて連結箇所40Bに後側フロアブレース44の一端部44Aが固定されている。一端部42A及び一端部44Aと連結箇所40Bとの固定には上記固定手段が使用されている。
[Third Embodiment]
Next, an instrument panel reinforcement structure according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, as shown in FIG. 10, one
本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、第1実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造と同様に、前側フロアブレース42、後側フロアブレース44及び車両床部26が車両側面視で三角形状により構成されているので、剛性を向上させることができる。
In the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, as in the instrument panel reinforcement structure according to the first embodiment, the
[第4実施の形態]
次に、図11を用いて、本発明の第4実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造を説明する。本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図11に示されるように、連結部材40の車両前方側の固定端40Aと車両後方側の連結箇所40Bとの間の中間にも連結箇所40Eが設けられている。第1実施の形態と同様に、連結箇所40Bに後側フロアブレース44の一端部44Aが固定されている。そして、連結箇所40Bよりも車両前方側に配設された連結箇所40Eに前側フロアブレース42の一端部42Aが固定されている。一端部42Aと連結箇所40Eとの固定には、一端部44Aと連結箇所40Bとの固定と同様の上記固定手段が使用されている。
[Fourth embodiment]
Next, an instrument panel reinforcement structure according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, as shown in FIG. 11, the connection point 40E is also provided in the middle between the
本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、連結部材40の車両前後方向にずれた連結箇所40Eに前側フロアブレース42の一端部42Aが固定され、連結箇所40Bに後側フロアブレース44の一端部44Aが固定されている。このため、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造によれば、連結部材40、前側フロアブレース42、後側フロアブレース44及び車両床部26が車両側面視で台形形状により構成されているので、三角形状と同様に剛性を向上させることができる。
In the instrument panel reinforcement structure according to the present embodiment, one
[上記実施の形態の補足説明]
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。本発明には例えば以下の変形例が含まれる。本発明では、インパネレインフォースメントの助手席側の径の細い部位に連結部材を設け、この連結部材の連結箇所に前側フロアブレース及び後側フロアブレースが固定されてもよい。また、連結部材は、インパネレインフォースメントのステアリングコラムの支持箇所よりも車両幅方向外側に固定されてもよい。
[Supplementary explanation of the above embodiment]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the following modifications are included in the present invention. In the present invention, a connecting member may be provided in a portion having a small diameter on the passenger seat side of the instrument panel reinforcement, and the front floor brace and the rear floor brace may be fixed to the connecting portion of the connecting member. Further, the connecting member may be fixed to the outer side in the vehicle width direction than the support portion of the steering column of the instrument panel reinforcement.
また、本発明に係るインパネレインフォースメント構造は、インパネレインフォースメントを中空丸パイプ材で形成することに限定されない。例えば、本発明に係るインパネレインフォースメント構造では、丸棒、角棒等の棒状部材や、角パイプ等のパイプ状部材によりインパネレインフォースメントが形成可能とされる。更に、本発明に係るインパネレインフォースメント構造では、インパネレインフォースメントが、軽合金材やカーボン材により形成されてもよい。 Further, the instrument panel reinforcement structure according to the present invention is not limited to the instrument panel reinforcement formed of a hollow round pipe material. For example, in the instrument panel reinforcement structure according to the present invention, an instrument panel reinforcement can be formed by a rod-like member such as a round bar or a square bar, or a pipe-like member such as a square pipe. Furthermore, in the instrument panel reinforcement structure according to the present invention, the instrument panel reinforcement may be formed of a light alloy material or a carbon material.
12 インパネレインフォースメント
12E 支持箇所
12F 固定箇所
16、20 フロントピラー
26 車両床部
30 ステアリングコラム
32 ステアリングサポート
34 ステアリングホイール
40 連結部材
40A 固定端
40B 連結箇所
42 前側フロアブレース
42A、44A 一端部
44 後側フロアブレース
42B、44B 他端部
12
Claims (4)
前記インストルメントパネルレインフォースメントに固定されると共に、前記インストルメントパネルレインフォースメントの外周面よりも外側に連結箇所が設けられた連結部材と、
前記連結箇所から車両前方かつ斜め下方を長手方向として延設され、前記連結箇所に長手方向の一端部が固定されると共に車両床部に長手方向の他端部が固定された前側フロアブレースと、
前記連結箇所から車両後方かつ斜め下方を長手方向として延設され、前記連結箇所に長手方向の一端部が固定されると共に前記車両床部に長手方向の他端部が固定された後側フロアブレースと、
を備えたインストルメントパネルレインフォースメント構造。 An instrument panel reinforcement that supports a steering column that is arranged with the vehicle width direction as a longitudinal direction and the vehicle longitudinal direction as an axial direction in a plan view of the vehicle;
A connection member fixed to the instrument panel reinforcement and provided with a connection portion outside the outer peripheral surface of the instrument panel reinforcement,
A front floor brace that extends from the connection location in front of the vehicle and obliquely below as a longitudinal direction, one end portion in the longitudinal direction is fixed to the connection location, and the other end portion in the longitudinal direction is fixed to the vehicle floor portion;
A rear-side floor brace extending from the connection location with the vehicle rear and obliquely downward as a longitudinal direction, one end portion in the longitudinal direction being fixed to the connection location and the other end portion in the longitudinal direction being fixed to the vehicle floor portion When,
Instrument panel reinforcement structure with
前記連結部材は、前記支持箇所よりも車両幅方向内側で前記インストルメントパネルレインフォースメントの長手方向の中間部に位置する前記固定箇所に固定されている請求項2に記載のインストルメントパネルレインフォースメント構造。 Both ends in the longitudinal direction of the instrument panel reinforcement are respectively fixed to front pillars arranged on both sides of the vehicle,
3. The instrument panel reinforcement according to claim 2, wherein the connecting member is fixed to the fixed portion that is positioned at an intermediate portion in the longitudinal direction of the instrument panel reinforcement on the inner side in the vehicle width direction than the support portion. Structure.
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