JP2017043294A - ステアリングサポートメンバー構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】ステアリングサポートメンバー構造に作用する荷重を効率良く分散させる。【解決手段】ステアリングサポートメンバー構造は、前後に配置された第1メンバー11及び第2メンバー12を、ブラケット20、30で連結している。ブラケット20、30は、第2メンバー12の両側に配置される。ブラケット20、30は、対向配置される上面部21、31及び下面部23、33と、これらを接続する中間面部25、35を有し、凹形状の横断面が形成されている。上面部21、31及び下面部23、33は、第1メンバー11に接合され、中間面部25、35は、第2メンバー12に接合されている。【選択図】図1

Description

本発明は、2本のメンバーを有するステアリングサポートメンバー構造に関する。
ステアリングサポートメンバーは、自動車の車体を構成する部材の一つであり、車両室内の構造物を支持している。ステアリングサポートメンバーは、構造物の重量を支持する他に、ステアリングホイール操作に伴う捩れ荷重や、乗員がインストルメントパネルの部品を押すことに伴う車両前後方向の荷重など、様々な方向の荷重を支えている。このため、ステアリングサポートメンバー構造は、高剛性の構造体であることが要求される。ステアリングサポートメンバーを補強する方法は、例えば、特許文献1に開示されているような技術が知られている。
当該文献には、ステアリングサポートメンバーに局所的に補強部材を追加することにより、ステアリングサポートメンバーの構造を強固にする技術が開示されている。しかし、補強部材が大型化すると、左右のバランスが悪くなる可能性がある。
ステアリングサポートメンバーは、ステアリングシャフト及びステアリングホイールをバランス良く支持することが好ましい。バランスを良好な状態に保つことは、強度の向上の他にも、取付けの安定性の向上や、組み立てやすくなる等の生産性の向上にもつながる。よって、バランスを向上させることが重要となる。
特開2014−141138号公報
ところが、上記例のように、ステアリングサポートメンバーを繋ぐ補強ブラケットを設けると、ステアリングサポートメンバーの車幅方向中心に対する左右で、補強構造が大きく異なってしまう。すなわち、この例の補強構造では、バランスを良好に保つことが困難になる可能性がある。また、ステアリングサポートメンバーの長手方向において、局所的に荷重が集中する、いわゆる弱部となる部分が生じる可能性がある。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ステアリングサポートメンバー構造に作用する荷重を効率良く分散させることができ、さらに、構成部品の汎用性の高いステアリングサポートメンバー構造を提供することである。
上記目的を達成するため本発明に係るステアリングサポートメンバー構造において、車両前部に配置されているステアリングサポートメンバーは、車幅方向に延在している第1メンバーと、該第1メンバーに間隔を空けて配置され、車両の運転席側の領域を車幅方向に延びる第2メンバーと、を備えており、前記第1メンバー及び前記第2メンバーには、ステアリングコラムが接合され、前記第1メンバー及び前記第2メンバーが、ブラケットにより連結されている。当該ステアリングサポートメンバー構造において、前記ブラケットは、車両前後方向に延び、前記第2メンバーの車幅方向両側のそれぞれに配置されており、前記各ブラケットは、車両上部に設けられた上面部と、該上面部の車両下方に間隔を空けて対向配置するように設けられた下面部と、前記上面部及び前記下面部を接続する中間面部と、を備え、前記上面部、前記下面部及び前記中間面部で、凹形状の横断面が形成されており、前記上面部及び前記下面部は、前記第1メンバーに接合され、前記中間面部は、前記第2メンバーに接合されている。
また、本発明に係るステアリングサポートメンバー構造の一態様では、一方の端部が車体構造物に接続され、該端部から前記ブラケットに向かって延びる長尺のステーが、前記ブラケットの前記上面部及び前記下面部に接合され、前記ステー、前記上面部及び前記下面部で、閉断面が形成されている。
また、本発明に係るステアリングサポートメンバー構造の一態様では、前記上面部及び前記下面部のそれぞれの車幅方向幅は、前記第1メンバー側よりも前記第2メンバー側が小さくなっており、前記ステーは、前記第1メンバーよりも前記第2メンバーの近くに配置されている。
また、本発明に係るステアリングサポートメンバー構造の一態様では、前記ステーは、横断面方向視で前記第2メンバーの重心に重なるように配置されている。
本発明によれば、第1メンバー、第2メンバー及びこれらを接続するブラケットにより形成される閉断面により、ステアリングサポートメンバー構造の補強効果を向上させることが可能となる。さらに、当該閉断面の部分で、ステアリングコラム等からの荷重を受けるため、当該荷重を多方向に分配することができ、その結果、当該荷重をバランスよく支持することができる。また、第1メンバーや第2メンバーの径を細くすることも可能となり、軽量化にも繋がる。さらに、当該ブラケットの形状は、左右反転で共通化が可能となる。そのため、取付けが容易になると共に、ブラケットの汎用性も向上する。
また、本発明の一態様によれば、ステー、上面部及び下面部で形成される閉断面により、車体構造物との接合部の強度を高めることが可能となる。また、本態様によれば、ブラケットに接続されるステーの延びる方向の自由度が高まるので、設計の自由度が向上する。
また、本発明の一態様によれば、上面部及び下面部の車幅方向幅が小さい部分にステーを接合させることで、閉断面が小さくなり、接続部の強度をさらに高めることが可能となる。また、上面部及び下面部の車幅方向幅が大きい部分で、第1メンバーに接合されるため、接合状態が安定する。
また、本発明の一態様によれば、ステアリングサポートメンバーの動きに対して、ステーが、第2メンバーの重心を抑えた突っ張り棒として機能するため、強度向上となる。
本発明に係るステアリングサポートメンバー構造を車両後方且つ車両上方から見た概略斜視図である。 図1のリヤメンバー及びその周辺を車両上方から見た拡大斜視図である。 図2の拡大図であり、(a)は第1ブラケット及びその周辺を示し、(b)は第2ブラケット及びその周辺を示している。 図2のA−A矢視の第1ブラケット及びその周辺の拡大斜視図である。 図2のB−B矢視の第2ブラケット及びその周辺の拡大斜視図である。 図1の第1ブラケットを単体で示す斜視図である。
以下、本発明に係るステアリングサポートメンバー構造の一実施形態について、図面(図1〜図6)を参照して説明する。本実施形態のステアリングサポートメンバー構造は、車幅方向に延びるステアリングサポートメンバー1に、ステアリングコラム45、第1ステー41及び第2ステー42等が接合されている構造である。
先ず、ステアリングサポートメンバー1の構造について説明する。ステアリングサポートメンバー1は、図1及び図2に示すように、互いに車両前後方向に間隔を空けて配置された2つのメンバー、すなわち、フロントメンバー(第1メンバー)11及びリヤメンバー(第2メンバー)12を有している。
フロントメンバー11は、車両の運転席側の領域及び助手席側の領域に亘って車幅方向に延びている丸棒状の部材である。図示は省略しているが、当該フロントメンバー11の車幅方向外側部は、車体パネル等の車体構造物に接続されている。リヤメンバー12は、フロントメンバー11の車両後方に間隔を空けて配置され、運転席側の領域を車幅方向に延びている部材である。当該リヤメンバー12の横断面は、略四角形であり、車両上部及び下部には水平な面が形成されている。また、ステアリングサポートメンバー1は、フロントメンバー11及びリヤメンバー12を連結する2つのブラケット、すなわち、第1ブラケット20及び第2ブラケット30を有している。
ステアリングコラム45は、ステアリングシャフト等が取り付けられている部材であり、フロントメンバー11及びリヤメンバー12の双方に接合されている。なお、ステアリングシャフトや、当該シャフトに取り付けられているステアリングホイール等の図示は省略している。
さらに、図1及び図2に示すように、ステアリングコラム45は、リヤメンバー12の車幅方向のほぼ中央に接合されている。さらに、ステアリングコラム45は、リヤメンバー12に接合される車幅方向位置とほぼ同じ車幅方向位置で、フロントメンバー11に接合されている。
ここで、第1ブラケット20及び第2ブラケット30について説明する。先ず、第1ブラケット20について説明する。
第1ブラケット20は、板材が2か所で折り曲げられてなる部材であり、車両前後方向に延びている。この第1ブラケット20は、リヤメンバー12の図2における左側の車幅方向外側に配置されている。第1ブラケット20の車両後部は、リヤメンバー12の車幅方向外側部に接合され、車両前部は、フロントメンバー11に接合されている。図1に示すように、第1ブラケット20の横断面は、リヤメンバー12の車幅方向外側端から離れる方向に開いている凹形状である。当該第1ブラケット20は、一体的に設けられた第1上面部21、第1下面部23及び第1中間面部25を有している。第1上面部21、第1下面部23及び第1中間面部25で、凹形状の横断面が形成されている。以下、第1ブラケット20の上記各部の形状等について、図6を用いて説明する。
先ず、第1上面部21について説明する。第1上面部21は、車両前後方向に延びる板状の部分で、車両上部に設けられている。当該第1上面部21には、車両前後方向に延びる平坦な面が形成されている。この第1上面部21の車幅方向幅は、車両後方に向かうに従い徐々に小さくなる。すなわち、フロントメンバー11に接続されている側から、リヤメンバー12に接続されている側に向かうに従い、車幅方向幅が徐々に小さくなっている。この例の第1上面部21は、略三角形である。
また、第1上面部21には、フロントメンバー11に接合される第1上側接合部21aが設けられている。第1上側接合部21aは、第1上面部21の車両前部に配置され、車両前端を介して第1上面部21における凹形状の内側及び外側の面(車両下側及び上側の面)に亘って設けられている。この例では、当該第1上側接合部21aは、第1中間面部25の車両前端25bよりも、車両前方に張り出している部分に設けられている。第1上側接合部21aは、図1〜図3に示すように、フロントメンバー11における車両上部に接合されている。
また、第1上面部21には、図6に示すように、第1ステー41が接合される上側ステー接合部21bが設けられている。これについては、後で説明する。
続いて、第1下面部23について説明する。第1下面部23は、図6に示すように、第1上面部21の車両下方に、車両上下方向に間隔を空けて対向配置されている板状の部分である。第1下面部23は、第1上面部21と同様の形状で、車両前後方向に延びる平坦な面が形成されている。当該第1下面部23の車幅方向幅は、車両後方に向かうに従い徐々に小さくなる。この例では、第1上面部21及び第1下面部23は、車両上下方向視でほぼ重なるように配置されている。
また、第1下面部23には、フロントメンバー11に接合される第1下側接合部23aが設けられている。第1下側接合部23aは、第1上側接合部21aと同様に、第1下面部23の車両前部に配置され、車両前端を介して第1下面部23における凹形状の内側及び外側の面(車両上側及び下側の面)に亘って設けられている。この例では、第1下側接合部23aは、第1中間面部25の車両前端25bよりも、車両前方に張り出している部分に設けられている。当該第1下側接合部23aは、第1上側接合部21aの車両下方に対向配置されている。第1下側接合部23aは、図1に示すように、フロントメンバー11における車両下部に接合されている。
また、第1下面部23には、図6に示すように、第1ステー41が接合される下側ステー接合部23bが設けられている。これについては、後で説明する。
続いて、第1中間面部25について説明する。第1中間面部25は、図6に示すように、第1上面部21と第1下面部23とを繋ぐ板状の部分であり、車両上下方向に立設している。上述しているように、第1ブラケット20は、第1上面部21、第1下面部23及び第1中間面部25によって、車両前後方向視の横断面が凹形状になっている。
当該第1中間面部25には、リヤメンバー12に接合する第1リヤメンバー接合部25aが設けられている。第1リヤメンバー接合部25aは、第1中間面部25を貫通する貫通孔である。図1及び図4に示すように、リヤメンバー12の車幅方向外側部12bが、当該貫通孔に挿入された状態で溶接等により接合されている。また、図2及び図3に示すように、第1中間面部25の車両前端25bは、フロントメンバー11に接合されている。
次に、第2ブラケット30について説明する。第2ブラケット30は、第1ブラケット20と同様に、板材が2か所で折り曲げられてなる部材である。第2ブラケット30は、リヤメンバー12の図2における右側の車幅方向外側に配置されている。第2ブラケット30は、第1ブラケット20に対して、リヤメンバー12を介して左右対称となるように配置されている。この例では、第2ブラケット30は、第1ブラケット20と同一形状の部材である。
第1ブラケット20と同様に、第2ブラケット30の車両後部がリヤメンバー12の車幅方向外側部に接合され、第2ブラケット30の車両前部がフロントメンバー11に接合されている。当該第2ブラケット30の横断面は、リヤメンバー12の車幅方向外側に開く凹形状である。当該第2ブラケット30は、一体的に設けられた第2上面部31、第2下面部33及び第2中間面部35を有しており、第2上面部31、第2下面部33及び第2中間面部35で、凹形状の横断面が形成されている。
第2上面部31、第2下面部33及び第2中間面部35は、それぞれ、第1上面部21、第1下面部23及び第1中間面部25と同様に形成されている。第2上面部31には、第2上側接合部31aが設けられており、第2下面部33には、第2下側接合部(図示せず)が設けられている。第2上側接合部31aは、フロントメンバー11の車両上部に接合され、第2下側接合部は、フロントメンバー11の車両下部に接合されている。
第2中間面部35は、第2上面部31と第2下面部33とを繋ぐ板状の部分であり、車両上下方向に立設している。当該第2中間面部35には、リヤメンバー12に接合する第2リヤメンバー接合部35aが設けられている。第2リヤメンバー接合部35aは、第1リヤメンバー接合部25aと同様に、第2中間面部35を貫通する貫通孔であり、図5に示すように、リヤメンバー12の車幅方向外側部12cが、当該貫通孔に挿入された状態で溶接等により接合されている。また、図2及び図3に示すように、第2中間面部35の車両前端35bは、フロントメンバー11に接合されている。
上記のように第1ブラケット20及び第2ブラケット30により、リヤメンバー12及びフロントメンバー11が連結されることによって、車両上下方向視で、四角形状の閉断面が形成される。これにより、ステアリングサポートメンバー構造の補強効果を向上させることが可能となる。さらに、当該閉断面の部分で、ステアリングコラム45等からの荷重を受けるため、当該荷重を多方向に分配して車体構造体に伝達することができ、その結果、当該荷重をバランスよく支持することができる。また、強度向上に伴い、フロントメンバー11やリヤメンバー12の径を細くすることも可能となり、軽量化にも繋がる。
さらに、第1ブラケット20及び第2ブラケット30は、同形状の同一部材であるため、左右反転で共通化が可能となる。そのため、取付けが容易になると共に、ブラケットの汎用性も向上する。例えば、本実施形態のステアリングサポートメンバー構造は、右ハンドルの車種と、左ハンドルの車種の双方に共通して用いることができる。この場合には、フロントメンバー11の配置を、左ハンドル車用に配置すればよい。このとき、第1ブラケット20及び第2ブラケット30は、同じ形状のものを用いることが可能である。さらに、本構造を用いることで、他の車種に用いているブラケットを別の車種に用いるような、ブラケットの共通化が可能となる。例えば、互いに車幅が異なる車種においても、同じブラケットを用いることも可能である。この場合には、フロントメンバー11やリヤメンバー12の長さを変更すればよい。
次に、第1ブラケット20に第1ステー41が接合されている状態について説明する。第1ブラケット20の第1上面部21及び第1下面部23には、上述したように、それぞれ、上側ステー接合部21b及び下側ステー接合部23bが設けられている。
上側ステー接合部21bは、第1中間面部25から遠い方の端部を、第1中間面部25に向かって、略半円状に切り欠いて形成されている。すなわち、図6における左側の端部を切り欠いて形成されている。上側ステー接合部21bは、第1上面部21のうち、フロントメンバー11よりもリヤメンバー12に近い側であって、第1上面部21のうちの車両後部に配置されている。すなわち、上側ステー接合部21bは、第1上面部21の車幅方向幅が小さい部分に配置されている。
また、下側ステー接合部23bも、上側ステー接合部21bと同様に、第1中間面部25から遠い方の端部を、第1中間面部25に向かって、略半円状に切り欠いて形成されており、第1下面部23における車幅方向幅の小さい車両後部に配置されている。
ここで、第1ステー41について説明する。第1ステー41は、図1に示すように、長尺の丸棒状の部材であり、車両上下方向に対してやや傾斜する方向に延びている。第1ステー41の車両下端部は、車体構造物に接続されている。この例では、図示は省略しているが、車体フロア等を構成する車体構造物に接続されている。
第1ステー41は、図4に示すように、上側ステー接合部21b及び下側ステー接合部23bを繋ぐように、上側ステー接合部21b及び下側ステー接合部23bに接合されている。第1ステー41、第1上面部21及び第1下面部23により、閉断面が形成される。この例の閉断面は、車両前後方向視で、台形形状をなしている。このように閉断面が形成されることで、車体構造物との接合部の強度を高めることが可能となる。
また、第1ブラケット20に接続される第1ステー41の延びる方向、すなわち傾斜している角度は、上側ステー接合部21b及び下側ステー接合部23bの切欠きの深さを調整することで対応できるので、当該角度決定の自由度が高まる。その結果、車両の設計の自由度が向上する。
また、第1上面部21及び第1下面部23の車幅方向幅が小さい部分に第1ステー41を接合させることで、閉断面が小さくなり、接続部の強度をさらに高めることが可能となる。また、第1上面部21及び第1下面部23の車幅方向幅が大きい部分で、フロントメンバー11に接合されるので、接合状態が安定する。
第1ステー41は、横断面方向視(車幅方向視)でリヤメンバー12の重心に重なるように配置されている。このように第1ステー41を配置することで、ステアリングサポートメンバー1の動きに対して、第1ステー41が、リヤメンバー12の重心を抑えた突っ張り棒として機能するため、ステアリングサポートメンバー構造の強度が向上する。
次に、第2ブラケット30に第2ステー42が接合されている状態について説明する。第2ステー42は、板材が2か所で折り曲げられてなる部材であり、凹形状の断面形状を有している。当該凹形状は、第2ブラケット30に対向する側が開くように形成されている。第2ステー42は、図2に示すように、上板部42a、下板部42b及び側壁部42cを備えている。上板部42a及び下板部42bは、それぞれ水平な板状で互いに平行である。また、上板部42a及び下板部42bは、第2ブラケット30からフロントメンバー11に向かって、車幅方向前方且つ車幅方向外側に斜めに延びている。側壁部42cは、上板部42aの車両後部と、下板部42bの車両後部とを接続する部分である。
図2に示すように、第2ステー42の車両前部は、フロントメンバー11に接合され、第2ステー42の車幅方向内側部は、第2ブラケット30に接合されている。第2ステー42の上板部42aは、第2上面部31に接合され、下板部42bは第2下面部33に接合されている。また、第2ブラケット30の車両後部は、リヤメンバー12と第2ステー42によって挟まれている。
また、半円状に切り欠かれた第2ブラケット30の上側ステー接合部31bは、車両上下方向視で、第2ステー42の上板部42aで塞がれている状態となる。同様に、第2ブラケット30の下側ステー接合部(図示せず)は、車両上下方向視で、第2ステー42の下板部42bで塞がれている状態となる。この例では、上側ステー接合部31bを構成する半円形状に隣接する部分で溶接されている。なお、半円形状の部分で溶接することも可能である。
このように接合することで、図5に示すように、第2ブラケット30の第2上面部31及び第2下面部33と、第2ステー42の上板部42a、下板部42b及び側壁部42cで、車両前後方向視で、閉断面が形成されている。当該閉断面を形成することで、強度が向上する。また、当該閉断面は、第1ステー41側で形成される閉断面と同様に、第2上面部31及び第2下面部33の車幅方向幅が小さい部分に形成されるので、強固な接合となる。本実施形態では、リヤメンバー12の車幅方向両外側に、閉断面が形成されることで、強固な接合が可能となり、リヤメンバー12の動きを抑制する支持が可能となる。
なお、第1ブラケット20における上側ステー接合部21b及び下側ステー接合部23bは、第1ステー41の傾斜方向によっては、半円状に切り欠く深さが異なる場合がある。例えば、乗員レイアウトの変更等により、ステアリングコラム45のコラム軸の角度が変わると、第1ブラケット20に対する第1ステー41の角度が変わることがある。これに対応するために、必要に応じて切り欠く深さを変えている。
本実施形態では、第1ブラケット20と同一の部材(第2ブラケット30)を左右反転して、リヤメンバー12の図3における右側に配置している。この場合、第1ブラケット20における下側ステー接合部23bに相当する部分が、第2ブラケット30における上側ステー接合部31bとなる。このように上側ステー接合部21b及び下側ステー接合部23bの切欠きの深さが異なる場合であっても、本実施形態のように第2ステー42を構成することで、第2ブラケット30に第2ステー42を接合して閉断面を形成することが可能となる。その結果、左右のブラケット、すなわち第1ブラケット20及び第2ブラケット30を共通化することができる。また、例えば右ハンドルの車種に用いている第2ステー42についても、左右反転させることで、左ハンドルの車種に用いることも可能である。
以上の説明から分かるように本実施形態のステアリングサポートメンバー構造を用いることにより、当該構造に作用する荷重を効率良く分散させることができ、さらに、ブラケット等の部品汎用性が高いため、当該構造へのブラケットの組付けを容易にすることが可能となる。
上記実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
本実施形態では、リヤメンバー12は、運転室側の領域で車幅方向に延びているが、これに限らない。フロントメンバー11が運転室側の領域で車幅方向に延び、リヤメンバー12が運転室側及び助手席側の領域に亘って車幅方向に延びてもよい。
1 ステアリングサポートメンバー
11 フロントメンバー(第1メンバー)
12 リヤメンバー(第2メンバー)
20 第1ブラケット
21 第1上面部
21a 第1上側接合部
21b 上側ステー接合部
23 第1下面部
23a 第1下側接合部
23b 下側ステー接合部
25 第1中間面部
25a 第1リヤメンバー接合部
30 第2ブラケット
31 第2上面部
31a 第2上側接合部
31b 上側ステー接合部
33 第2下面部
35 第2中間面部
35a 第2リヤメンバー接合部
41 第1ステー
42 第2ステー
42a 上板部
42b 下板部
42c 側壁部
45 ステアリングコラム

Claims (4)

  1. 車両前部に配置されているステアリングサポートメンバーは、車幅方向に延在している第1メンバーと、該第1メンバーに間隔を空けて配置され、車両の運転席側の領域を車幅方向に延びる第2メンバーと、を備えており、
    前記第1メンバー及び前記第2メンバーには、ステアリングコラムが接合され、
    前記第1メンバー及び前記第2メンバーが、ブラケットにより連結されているステアリングサポートメンバー構造において、
    前記ブラケットは、車両前後方向に延び、前記第2メンバーの車幅方向両側のそれぞれに配置されており、
    前記各ブラケットは、車両上部に設けられた上面部と、該上面部の車両下方に間隔を空けて対向配置するように設けられた下面部と、前記上面部及び前記下面部を接続する中間面部と、を備え、前記上面部、前記下面部及び前記中間面部で、凹形状の横断面が形成されており、
    前記上面部及び前記下面部は、前記第1メンバーに接合され、
    前記中間面部は、前記第2メンバーに接合されていることを特徴とするステアリングサポートメンバー構造。
  2. 一方の端部が車体構造物に接続され、該端部から前記ブラケットに向かって延びる長尺のステーが、前記ブラケットの前記上面部及び前記下面部に接合され、
    前記ステー、前記上面部及び前記下面部で、閉断面が形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構造。
  3. 前記上面部及び前記下面部のそれぞれの車幅方向幅は、前記第1メンバー側よりも前記第2メンバー側が小さくなっており、
    前記ステーは、前記第1メンバーよりも前記第2メンバーの近く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構造。
  4. 前記ステーは、横断面方向視で前記第2メンバーの重心に重なるように配置されていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のステアリングサポートメンバー構造。
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