JP2017061267A - ステアリングサポートビーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で、取付けに際して車体幅方向の寸法公差内のバラツキを吸収し、無理な歪みを発生させることなく、確実に固定することのできるステアリングサポートビーム構造を提供する。
【解決手段】ステアリングサポートビーム１のビーム本体５を運転席側ビーム部７と助手席側ビーム部８とに分割し、運転席側ビーム部７の対向端部７ｂに、助手席側ビーム部８の対向端部８ａを摺動自在に挿通する絞り部７ａを形成し、助手席側ビーム部８の対向端部８ａを絞り部７ａ内で相対摺動させることで車体幅方向の取付け長さを調整する。そして絞り部７ａを挟む両ビーム部７，８を、車体側に固定されるクランプ部材２１で連結することで、両ビーム７，８を一体化させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ビーム本体を伸縮自在にして取付け時における車幅に対応できるようにしたステアリングサポートビーム構造に関する。

車体前部のインストルメントパネル内には、フロントピラー（Ａピラー）間を連設するステアリングサポートビームが内装されており、このステアリングサポートビームのビーム本体に、ステアリングホイールを動作させるステアリングシャフトが回転自在に支持されていると共に、ステー等を介してブレーキペダルに連設するブレーキレバー等が支持されている。

ステアリングサポートビームは、ステアリングシャフト、ブレーキレバー等を支持するばかりでなく、車体側面からの耐衝撃性能も確保する必要があるので、比較的高い剛性が要求される。そのため、多くのステアリングサポートビームでは、比較的外径の太い一本のパイプでビーム本体を形成し、その両端を、ブラケットを介して車体のフロントピラー（Ａピラー）に固定している。

しかし、上述したステアリングシャフトやブレーキレバーを支持するブラケット等、ビーム本体に対して径方向に荷重が作用する被支持部材の多くは、運転席側に配設されているため、例えば、特許文献１（特開２００６−２６４４６９号公報）に開示されているように、単構造のパイプ状ビーム本体に対し、運転席側は短尺のビーム本体を外嵌合させて固定する二重構造とすることで、運転席側の強度確保、及び全体の軽量化を実現する技術が開示されている。

特開２００６−２６４４６９号公報

ところで、車体のフロントピラー（Ａピラー）間は所定の寸法公差が設定されており、ステアリングサポートビームの両端は、この寸法公差内のバラツキを考慮してフロントピラーに固定する必要がある。

しかし、上述した文献に開示されているステアリングサポートビームは、ビーム本体の両端にサイドブラケットが固定されており、このサイドブラケットを車体幅方向両側に設けたフロントピラーに各々固定する構造であるため、取付けに際して、フロントピラー間の寸法公差内のバラツキを吸収することが困難となり、歪みを発生させた状態固定する等の不具合がある。

又、運転席側のビーム本体を二重構造にすることで強度を確保するようにしているため、運転席側のビーム本体の径を自由に設定することができず、より高い強度を得ようとした場合、ビーム本体を三重構造にする等、複雑な構造にしなければならず製造コストが嵩む不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、構造が簡単で、運転席側の強度を適宜設定することができて設計の自由度が向上するばかりでなく、取付けに際して車体幅方向の寸法公差内のバラツキを吸収し、無理な歪みを発生させることなく確実に固定することのできるステアリングサポートビーム構造を提供することを目的とする。

本発明は、両端部を車体の幅方向に設けた運転席側フロントピラーと助手席側フロントピラーとの間に連設するビーム本体を有するステアリングサポートビーム構造において、前記ビーム本体が運転席側ビーム部と助手席側ビーム部とに分割され、前記両ビーム部の対向端部が接合部を介して互いに摺動自在に接合され、前記接合部と該接合部を介して接合されている前記両ビーム部の端部とがクランプ部材を介して連結されると共に、前記クランプ部材が前記車体に支持されている。

本発明によれば、ビーム本体を運転席側ビーム部と助手席側ビーム部とに分割し、両ビーム部の対向端部を、接合部を介して互いに摺動自在に接合し、この接合部と、この接合部を介して接合されている両ビーム部の端部とをクランプ部材を介して連結すると共に、クランプ部材を車体に支持させたので、運転席側ビームの強度を適宜設定することが容易となり、設計の自由度を向上させることができる。又、取付けに際して車体幅方向の寸法公差内のバラツキを接合部にて吸収することができるため、無理な歪みを発生させることなく確実に固定させることができる。

第１実施形態によるステアリングサポートビームの取付け状態を示す説明図 同、車体前部側から見たステアリングサポートビームの部分斜視図 同、図２のIII-III断面図 同、クランプ部材、及び車体側支持ブラケットの斜視図 同、ステアリングサポートビームの組付け状態を示す図３相当の断面図 第２実施形態によるステアリングサポートビームの図３相当の断面図 同、ステアリングサポートビームの組付け状態を示す図５相当の断面図 第３実施形態によるステアリングサポートビームの図３相当の断面図 同、ステアリングサポートビームの組付け状態を示す図５相当の断面図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。

［第１実施形態］
図１〜図５に本発明の第１実施形態を示す。尚、図においては左ハンドル車を例示して説明する。

図１に示すように、ステアリングサポートビーム１は、その両端が車体２の車室前部の幅方向左右に設けたフロントピラー(Ａピラー)２ａ間に連設されて、車室側がインストルメントパネル３にて被われている。尚、符号４は車室とエンジンルームとを区画するトーボードである。

更に、図１、図２に示すように、ステアリングサポートビーム１はパイプ状のビーム本体５を有し、このビーム本体５の両端に固定されているブラケット６ａ，６ｂを介して、左右のＡピラー２ａに固定されている。又、ビーム本体５は、運転席側ビーム部７と助手席側ビーム部８とに分割されており、運転席側ビーム部７に対して助手席側ビーム部８が小径に形成されている。換言すれば、運転席側ビーム部７は助手席側ビーム部８よりも大径に形成されており、運転席側ビーム部７の対向端に、助手席側ビーム部８の対向端部８ａが摺動自在に挿通されている。

又、図３に示すように、運転席側ビーム部７の対向端部７ｂに、接合部としての絞り部７ａが形成されている。この絞り部７ａの内径ｄ１は、助手席側ビーム部８の外径ｄ２と同じかやや大きい寸法で形成されており、運転席側ビーム部７の絞り部７ａの内周に対して助手席側ビーム部８の外周を摺動自在に接合させることができる。更に、両ビーム部７，８の対向端部７ｂ，８ａの端面がテーパ状に面取りされている。

運転席側ビーム部７の絞り部７ａに対し、助手席側ビーム部８の端部８ａは所定にオーバラップされている。助手席側ビーム部８の軸長は、少なくとも、Ａピラー２ａ，２ａ間の寸法が、予め設定されている寸法公差の上限値を示している場合であっても、助手席側ビーム部８の対向端部８ａの端面が絞り部７ａよりも運転席側ビーム部７の内方へ突出する寸法に設定されている。従って、Ａピラー２ａ，２ａ間の寸法が、予め設定されている寸法公差の上限値であっても、絞り部７ａの軸方向全体に助手席側ビーム部８の軸端部をオーバラップさせることができる。

又、図１に示すように、運転席側ビーム部７には、ステアリングホイールを動作させるステアリングシャフト９が配設され、このステアリングシャフト９を挟む左右にシャフト支持ブラケット１０が固定されており、このシャフト支持ブラケット１０に、その両端を締結する取付けブラケット１１にてステアリングシャフト９が回動自在に支持されている。又、この運転席側ビーム部７のステアリングシャフト９を挟んで対向する側に、固定ブラケット１２が固設されており、この固定ブラケット１２がトーボード４にボルト締めされる。

更に、この運転席側ビーム部７に、ブレーキペダル１３を支持するブレーキレバー１３ａが、運転席側ビーム部７にボルト止めされているステー１４を介して支持されている。尚、このステー１４はトーボード４にもボルト止めされている。

この運転席側ビーム部７と助手席側ビーム部８とは、トーボード４に形成したフロアトンネル４ａよりも運転席側で結合され、助手席側ビーム部８にはインストルメントパネル３に連続するセンターパネル（図示せず）を支持する左右一対のパネルステー１５の上端がビームブラケット１６を介してボルト止めされており、このパネルステー１５の下端がフロアトンネル４ａに固定されている。

又、運転席側ビーム部７と助手席側ビーム部８との結合部がクランプ部材２１を介して連結固定される。このクランプ部材２１は、例えば金属や樹脂等からなる延性材料で形成されている。図４に示すように、このクランプ部材２１は断面Ｃ形に形成されており、この断面Ｃ形の開口部２１ａに直交して横切るスリット２１ｂが軸方向の中途、具体的にはほぼ中央に形成されている。

クランプ部材２１はスリット２１ｂを挟んで、運転席側ビーム部７を締結する第１クランプ部２２と、助手席側ビーム部８を締結する第２クランプ部２３とを有している。更に、この両クランプ部２２，２３の開口部２１ａから径方向へ互いに対向する一対の第１固定フランジ２２ａ，２２ｂ、及び第２固定フランジ２３ａ，２３ｂが所定間隙を有して突出形成されている。

又、下側の固定フランジ２２ｂ，２３ｂに、前方から延在する前後支持ブラケット２４が当接され、更に、この前後支持ブラケット２４の底面に、下方から延在する上下支持ブラケット２５が当接される。第１固定フランジ２２ａ，２２ｂ及び第２固定フランジ２３ａ，２３ｂと各支持ブラケット２４，２５とは、図示しないボルトを介して共締めされるものであり、両固定フランジ２２ａ，２２ｂには、ボルト挿通孔２６ａ，２６ｂが穿設されている。

更に、各支持ブラケット２４，２５には、ボルト挿通孔２６ａ，２６ｂと共にボルト（図示せず）が挿通されるボルト挿通孔２７ａ，２７ｂがビーム本体５の軸方向に沿って横長に穿設されている。尚、この両支持ブラケット２４，２５はトーボード４、或いはトーボード４に接合されたリンフォース（図示せず）等に締結固定されている。

又、図３に示すように、クランプ部材２１の構成部品である第１クランプ部２２と第２クランプ部２３との内周に、対向する第１固定フランジ２２ａ，２２ｂ、及び第２固定フランジ２３ａ，２３ｂを締め付けた際に、運転席側ビーム部７と助手席側ビーム部８との外周に、それぞれ圧接される複数の第１リブ２２ｃと第２リブ２３ｃとが、それぞれ所定間隔を開けて突設されている。

次に、このような構成による本実施形態の作用について説明する。ステアリングサポートビーム１を車体２のＡピラー２ａ間に架設するに際しては、先ず、図５に示すように、クランプ部材２１を助手席側ビーム部８に外装した状態で、この助手席側ビーム部８の対向端部８ａを運転席側ビーム部７の対向端部７ｂ側に形成されている絞り部７ａに挿通する。助手席側ビーム部８の外径ｄ２は運転席側ビーム部７の絞り部７ａの内径ｄ１と同じかやや小さい寸法で形成されているため、相対摺動された状態で挿通される。又、両対向端部７ｂ，８ａの端面がテーパ状に面取りされているため、それがガイドとなりスムーズに挿通させることかできる。

次いで、運転席側ビーム部７の外端に固設されているブラケット６ａを運転席側Ａピラー２ａに固設し、又、この運転席側ビーム部７の外周に固設されている固定ブラケット１２をトーボード４にボルト締めして、運転席側ビーム部７を固定する。その後、反対側の助手席側ビーム部８の外端を、ブラケット６ｂを介して助手席側Ａピラー２ａに固設する。ところで、このＡピラー２ａ，２ａ間は所定の寸法公差が設定されており、従って、Ａピラー２ａ，２ａ間の寸法は車体毎に寸法公差内でのバラツキがある。

助手席側ビーム部８の外端を助手席側Ａピラー２ａにブラケット６ｂを介して固定するに際し、Ａピラー２ａ，２ａ間の寸法のバラツキは、運転席側ビーム部７に形成した絞り部７ａ内にて、助手席側ビーム部８の対向端部８ａを相対的に進退させることで吸収する。その際、Ａピラー２ａ，２ａ間が寸法公差の上限値を示している場合であっても、絞り部７ａ全体に助手席側ビーム部８がオーバラップしているため、確実に保持させておくことができる。

その後、助手席側ビーム部８に挿通されているクランプ部材２１を、運転席側ビーム部７に形成されている絞り部７ａ方向へスライドさせ、このクランプ部材２１に形成されている下側の第１、第２固定フランジ２２ｂ．２３ｂを、トーボード４側から延出している前後支持ブラケット２４上に当接し、又、この前後支持ブラケット２４の底面に上下支持ブラケット２５に当接させる（図４参照）。

そして、この下側の第１、第２固定フランジ２２ｂ，２３ｂ、及び、これに対峙する上側の固定フランジ２２ａ，２３ａにそれぞれ穿設されているボルト挿通孔２６ａ，２６ｂと、各支持ブラケット２４，２５に穿設されている横長のボルト挿通孔２７ａ，２７ｂとを位置合わせした状態でボルトを各々貫通させてナットで締結する。すると、上側の第１、第２固定フランジ２２ａ，２３ａと下側の第１、第２固定フランジ２２ｂ，２３ｂとの間が開口部２１ａ分の間隙を有しているため、上側の第１、第２固定フランジ２２ａ，２３ａが下側の第１、第２固定フランジ２２ｂ，２３ｂに近接して締結される。その結果、第１、第２クランプ部２２，２３の内周に形成されている第１、第２リブ２２ｃ，２３ｃが、運転席側ビーム部７と助手席側ビーム部８との各外周を締め付けて、両ビーム部７，８の接合部を締結固定し、一体化されたビーム本体５を形成する。

その際、第１固定フランジ２２ａと第２固定フランジ２３ｂとの間にスリット２１ｂが形成されているため、両固定フランジ２２ａ，２３ａの締め付け量が相違しても、それを許容することができる。その結果、クランプ部材２１にて両ビーム部７，８間を確実に連結固定させることができる。

その後、助手席側ビーム部８に、ビームブラケット１６を介してトーボード４のフロアトンネル４ａから延在するパネルステー１５の上部をボルト締めして固定する。

このように、本実施形態では、ステアリングサポートビーム１のビーム本体５を、運転席側ビーム部７と助手席側ビーム部８とに分割し、両ビーム部７，８の対向端部７ｂ，８ａを摺動自在に結合させ後、クランプ部材２１で固定するようにしたので、車体２に設定されているＡピラー２ａ間の寸法公差内のバラツキを吸収する個とができ、無理な歪みを発生させることなく、両ビーム部７，８の端部を確実に連結固定させることができる。

又、運転席側ビーム部７を大径にすることで、この運転席側ビーム部７の強度を容易に設定することができるため、設計の自由度を向上させることができる。更に、簡単な構造であるため、高い汎用性を得ることができる。

ところで、助手席側ビーム部８に助手席エアバッグモジュールを固定させれば、この助手席エアバッグモジュールをマスとしてダイナミックダンパ性能を得ることができるが、その際、助手席側ビーム部８に対する固定位置、固定数等を適宜設定することで、ビーム本体５の固有振動数周辺の共振現象を抑制させることが可能となる。

［第２実施形態］
図６、図７に本発明の第２実施形態を示す。尚、第１実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を簡略化する。

上述した第１実施形態では、運転席側ビーム部７と助手席側ビーム部８との外径差を、運転席側ビーム部７の軸端に絞り部７ａを形成することで接合部を実現させたが、本実施形態では運転席側ビーム部７の対向端部７ｂに、絞り部７ａに代えて接合部としてのブッシュ３１を装着したものである。

図６に示すように、運転席側ビーム部７の対向端部７ｂにはブッシュ３１が圧入固定されている。図７に示すように、このブッシュ３１の内径ｄ１と助手席側ビーム部８の外径ｄ２とはほぼ同一か、所定締め代を有する寸法で形成されており、助手席側ビーム部８の対向端部８ａがブッシュ３１に相対摺動自在に接合される。

このような構成では、先ず、図７に示すように、運転席側ビーム部７の対向端部７ｂに圧入固定されているブッシュ３１に対して、助手席側ビーム部８の対向端部８ａを相対摺動させながら挿通する。これにより、Ａピラー２ａ，２ａ間の寸法誤差が吸収される。

そして、両ビーム７，８の軸方向の長さが所定に調整された後、図６に示すように、両ビーム部７，８間を、第１実施形態と同様、クランプ部材２１を介して連結固定させる。その際、両ビーム部７，８はブッシュ３１を介して連結されているため、その結合部に作用する曲げ振動をブッシュ３１にて吸収させることができる。更に、ステアリングシャフト９に伝達される振動をブッシュ３１にて緩衝させることも可能となる。その際、ブッシュ３１の材質、ばね定数、形状及び長さを適宜調整することで、ビーム本体５が受ける振動を効率良く減衰（吸収）させることが可能となる。

更に、両Ａピラー２ａの少なくとも一方が車幅方向へ多少傾斜していても、その傾きはブッシュ３１の変形で吸収することができる。

［第３実施形態］
図８、図９に本発明の第３実施形態を示す。尚、第２実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を簡略化する。

上述した第２実施形態では、運転席側ビーム部７の軸端にブッシュ３１を圧入固定し、これに助手席側ビーム部８の軸端を挿通するようにしたが、本実施形態では、運転席側ビーム部７の軸端に、接合部としての弾性カップリング３２の後端を圧入固定し、運転席側ビーム部７の軸端から突出する先端部３２ａに助手席側ビーム部８の軸端を摺動自在に接合させるものである。

すなわち、弾性カップリング３２は、その後端部が運転席側ビーム部７の軸端部に圧入固定され、先端部３２ａが運転席側ビーム部７の端面から突出されている。又、弾性カップリング３２の先端側同軸上にカップリング凹部３２ｂが穿設されており、このカップリング凹部３２ｂに助手席側ビーム部８の対向端部８ａが挿通される。従って、このカップリング凹部３２ｂの内径ｄ１は、助手席側ビーム部８が摺動できるように、この助手席側ビーム部８の外径ｄ２と同じか、所定の締め代を有する寸法で形成されている。

尚、符号３２ｃは先端部３２ａの外周の一部に軸方向に沿って形成されたスグリ溝であり、例えば、軸芯を挟む対称な位置（２カ所）に形成されている。このすぐり溝３２ｃにて先端部３２ａの軸周方向に対するばね定数を調整する。すなわち、すぐり溝３２ｃが形成されている軸径方向ではばね定数が小さくなり優れた振動絶縁効果が発揮される。一方、すぐり溝２３ｃの配置と直交する軸径方向ではばね定数が相対的に大きくなり、軸径方向への変位を抑制することができる。

このような構成では、先ず、図９に示すように、運転席側ビーム部７の対向端部７ｂに、後端部を圧入固定する弾性カップリング３２の先端部３２ａに穿設されているカップリング凹部３２ｂに対し、助手席側ビーム部８を相対スライドさせながら内装して、Ａピラー２ａ，２ａ間の寸法誤差を吸収する。

そして、両ビーム７，８の軸方向の長さが所定に調整された後、図８に示すように、両ビーム部７，８間を、第１実施形態と同様、クランプ部材２１を介して連結固定させる。両ビーム部７，８の端部は互いにオーバラップされておらず弾性カップリング３２を介して連結されているため、軸方向、及び軸径方向に作用する振動を弾性カップリング３２にて吸収させることができる。更に、ステアリングシャフト９に伝達される振動も、この弾性カップリング３２で緩衝させることができる。

弾性カップリング３２は、その材質、ばね定数、形状及び長さを適宜調整することで、ビーム本体５が受ける振動を効率良く減衰（吸収）させることができる。又、両Ａピラー２ａの少なくとも一方が車幅方向へ多少傾斜していても、その傾きは弾性カップリング３２の変形で吸収することができる。

尚、本発明は、上述した各実施形態に限るものではなく、例えば、第２実施形態のブッシュ３１は運転席側ビーム部７の内周に圧入固定されているが、助手席側ビーム部８の外周に圧入固定されていても良い。同様に、第３実施形態の弾性カップリング３２は、後端部が運転席側ビーム部７に圧入固定されているが、カップリング凹部３２ｂを助手席側ビーム部８に圧入固定し、その後端部を運転席側ビーム部７の内周に摺動させることで、長さを調整するようにしても良い。

１…ステアリングサポートビーム、
２…車体、
２ａ…フロントピラー、
３…インストルメントパネル、
４…トーボード、
４ａ…フロアトンネル、
５…ビーム本体、
６ａ，６ｂ…ブラケット、
７…運転席側ビーム部、
７ａ…絞り部、
７ｂ，８ａ…対向端部、
８…助手席側ビーム部、
９…ステアリングシャフト、
１０…シャフト支持ブラケット、
１１…取付けブラケット、
１２…固定ブラケット、
１３…ブレーキペダル、
１３ａ…ブレーキレバー、
１４…ステー、
１５…パネルステー、
１６…ビームブラケット、
２１…クランプ部材、
２１ａ…開口部、
２１ｂ…スリット、
２２…第１クランプ部、
２２ａ，２２ｂ…第１固定フランジ、
２２ｃ…第１リブ、
２３…第２クランプ部、
２３ａ，２３ｂ…第２固定フランジ、
２３ｃ…第２リブ、
２４…前後支持ブラケット、
２５…上下支持ブラケット、
２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ…ボルト挿通孔、
３１…ブッシュ、
３２…弾性カップリング、
３２ａ…先端部、
３２ｂ…カップリング凹部、
３２ｃ…すぐり溝、
ｄ１…内径、
ｄ２…外径

Claims (6)

1. 両端部を車体の幅方向に設けた運転席側フロントピラーと助手席側フロントピラーとの間に連設するビーム本体を有するステアリングサポートビーム構造において、
   前記ビーム本体が運転席側ビーム部と助手席側ビーム部とに分割され、
   前記両ビーム部の対向端部が接合部を介して互いに摺動自在に接合され、
   前記接合部と該接合部を介して接合されている前記両ビーム部の端部とがクランプ部材を介して連結されると共に、
   前記クランプ部材が前記車体に支持されている
   ことを特徴とするステアリングサポートビーム構造。
2. 前記クランプ部材は断面Ｃ形に形成されていると共に軸方向中途の軸周にスリットが形成されており、
   前記クランプ部材の前記スリットを挟む軸方向両側の一方で前記運転席側ビーム部を締め付け、他方で前記助手席側ビーム部を締め付ける
   ことを特徴とする請求項１記載のステアリングサポートビーム構造。
3. 前記接合部は前記運転席側ビーム部の対向端部に形成した絞り部であり、
   前記運転席側ビーム部は前記助手席側ビーム部よりも大径に形成されていると共に、
   前記絞り部の内径が前記助手席側ビーム部の外周を摺動させる寸法に形成されている
   ことを特徴とする請求項１或いは２記載のステアリングサポートビーム構造。
4. 前記接合部は前記運転席ビーム部の対向端部に内装したブッシュであり、
   前記運転席側ビーム部は前記助手席側ビーム部よりも大径に形成されていると共に、
   前記ブッシュの内径が前記助手席側ビーム部の外周を摺動させる寸法に形成されている
   ことを特徴とする請求項１或いは２記載のステアリングサポートビーム構造。
5. 前記接合部は前記運転席ビーム部の対向端部に内装した弾性カップリングであり、
   前記運転席側ビーム部は前記助手席側ビーム部よりも大径に形成されていると共に、
   前記弾性カップリングの先端部が前記運転席側ビーム部の前記対向端部から前記助手席側ビーム部方向へ突出されており、
   前記弾性カップリングの先端部に形成されたカップリング凹部の内径が前記助手席側ビーム部の外周を摺動させる寸法に形成されている
   ことを特徴とする請求項１或いは２記載のステアリングサポートビーム構造。
6. 前記弾性カップリングの外周の一部にすぐり溝が軸周方向に沿って形成されている
   ことを特徴とする請求項５記載のステアリングサポートビーム構造。

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