JP2018024348A - ステアリングバーの支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングバーを十分な強度で支持することが可能なステアリングバーの支持構造を提供すること。【解決手段】ステアリングバーの支持構造は、車両の前後方向に互いに離間して設けられた前側及び後側のクロスメンバーの間の隙間に配置されたステアリングバーの支持構造において、前側クロスメンバーに固定される前側支持ブラケットと、当該前側支持ブラケットの後方に配置され、後側クロスメンバーに固定される後側支持ブラケットとを備え、前側支持ブラケットと後側支持ブラケットとの間で、ステアリングバーを支持する。【選択図】図１

Description

本開示は、ステアリングバーの支持構造に関する。

例えば、特許文献１には、車両の車幅方向に並ぶように２つのサイドフレームが設けられ、２つのサイドフレームの間に、車両の前後方向に互いに離間して２本のクロスメンバーが配置され、そのうちの１本のクロスメンバーに固定されたステアリングバーの支持構造が開示されている。

国際公開第２０１１／１０１９０５号

しかしながら、１本のクロスメンバーにステアリングバーを固定する前者のステアリングバーの支持構造において、例えば、クロスメンバーの周辺部品との干渉等により、クロスメンバーの中で、ステアリングバーを固定するためのスペースを確保することが困難である場合に、例えば、固定する箇所が減少して、ステアリングバーを十分な強度で支持することが困難になるという問題点があった。

本開示の目的は、ステアリングバーを十分な強度で支持することが可能なステアリングバーの支持構造を提供することである。

本開示のステアリングバーの支持構造は、
車両の前後方向に互いに離間して設けられた前側及び後側のクロスメンバーの間の隙間に配置されたステアリングバーの支持構造において、
前記前側クロスメンバーに固定される前側支持ブラケットと、当該前側支持ブラケットの後方に配置され、前記後側クロスメンバーに固定される後側支持ブラケットとを備え、
前記前側支持ブラケットと前記後側支持ブラケットとの間で、前記ステアリングバーを支持する。

本開示によれば、ステアリングバーを十分な強度で支持することができる。

本開示の一実施の形態にかかるステアリングバーの支持構造の一例を示す図 図１のＩＩ線断面図 図１のＩＩＩ線断面図 ステアリングバーの左側を支持する支持構造における前側及び後側のブラケットを示す斜視図 ステアリングバーの右側を支持する支持構造における前側及び後側のブラケットを示す斜視図

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図において、車両１の車幅方向ｘ、左方向ｘ１、および、右方向ｘ２を示し、車両１の前後方向ｙ、前方向ｙ１、および、後方向ｙ２を示し、車両１の上下方向ｚ、上方向ｚ１、および、下方向ｚ２を示す。なお、車幅方向ｘを左右方向という場合がある。

図１は、ステアリングバー４０の支持構造１００の一例を示す図である。

まず、本開示の一実施の形態にかかる車両１の構成について説明する。
図１に示すように、車両１の車幅方向ｘに並ぶようにサイドフレーム１１，１２が設けられている。サイドフレーム１１，１２の間には、前後方向ｙに互いに離間して前側及び後側のクロスメンバー２０，３０が設けられている。

図２は、図１のＩＩ線断面図である。
前側クロスメンバー２０は、図１および図２に示すように、ハットチャンネル型の断面形状に形成されている。ただし、図２では、前側クロスメンバー２０における略前半分を省略して示している。前側クロスメンバー２０は、天井部２２、前側及び後側の縦壁部２４、並びに、前側及び後側のフランジ部２６を有している。前側のフランジ部２６は、前側の縦壁部２４の下端から前方向ｙ１へ延出されている。後側のフランジ部２６は、後側の縦壁部２４の下端から後方向ｙ２へ延出されている。

後側クロスメンバー３０は、図１および図２に示すように、ハットチャンネル型の断面形状に形成されている。ただし、図２では、後側クロスメンバー３０における略後半分を省略して示している。後側クロスメンバー３０は、天井部３２、前側及び後側の縦壁部３４、並びに、前側及び後側のフランジ部３６を有している。前側のフランジ部３６は、前側の縦壁部３４の下端から前方向ｙ１へステアリングバー４０の斜め下方まで延出されている（図２参照）。前側のフランジ部３６は、後側の縦壁部３４の下端から後方向ｙ２へ延出されている。

ステアリングバー４０は、図１及び図２に示すように、前側及び後側のクロスメンバー２０，３０の間の隙間に設けられている。

ステアリングバー４０は、図１に示すように、内部にラック・ピニオン機構（図示略）を収納したステアリングギアボックス４１と、ステアリングギアボックス４１の左方向ｘ１に配置され、パワーピストン（図示略）を収容したパワーシリンダー４２と、ステアリングギアボックス４１内のラックにパワーピストンを介して間接的に接続されたタイロッド４３と、ラックにパワーピストンを介さずに直接的に接続されたタイロッド４３と、を有する。左右のタイロッド４３は、左右のナックルアーム（図示略）にそれぞれ接続されている。

操舵時において、ステアリングホイール（図示略）の回転がステアリングギアボックス４１内のピニオンに伝達された場合に、ラックがピニオンに連動し、ラックの動きがパワーピストンを介して又はパワーピストンを介さずに左右のタイロッド４３に伝達され、タイロッド４３が車幅方向（左右方向）ｘに移動して、左右のナックルアームの向きが変えられる。

操舵に伴う反力は、パワーシリンダー４２（ステアリングバー４０の左側）を支持する後述する支持ブラケット６０Ｌ，７０Ｌに対して、および、ステアリングギアボックス４１（ステアリングバー４０の右側）を支持する後述する支持ブラケット６０Ｒ，７０Ｒに対して車幅方向ｘにかかる。

ステアリングバー４０における車幅方向ｘの中心から左方向ｘ１（ステアリングバー４０の左側という）に左側の被固定部５０Ｌが設けられ（図２参照）、車幅方向ｘの中心から右方向ｘ２（ステアリングバー４０の右側という）に右側の被固定部５０Ｒが設けられている（図３参照）。なお、左側の被固定部５０Ｌは、ステアリングバー４０の左側を支持する支持構造１００Ｌを構成する（図２参照）。また、右側の被固定部５０Ｒは、ステアリングバー４０の右側を支持する支持構造１００Ｒを構成する（図３参照）。

以下、本開示の一実施の形態にかかるステアリングバー４０の支持構造１００について説明する。

先ず、ステアリングバー４０に設けられる左側及び右側の被固定部５０Ｌ，５０Ｒについて説明する。

（左側の被固定部５０Ｌ）
左側の被固定部５０Ｌは、図２に示すように、第１及び第２のバンド５１Ｌ，５２Ｌを有する。

第１バンド５１Ｌは、図２に示すように、ステアリングバー４０における上側円弧に沿って設けられている。第１バンド５１Ｌの前側の端部５１３は、前側クロスメンバー２０の後側の縦壁部２４における上下方向ｚの下端部に向かって突出している。第１バンド５１Ｌの後側の端部５１３は、後側クロスメンバー３０の前側のフランジ部３６に向かって突出している。

第２バンド５２Ｌは、ステアリングバー４０における下側円弧に沿って設けられている。第２バンド５２Ｌの前側の端部５２３は、第１バンド５１Ｌの前側の端部５１３に沿うように、前側クロスメンバー２０の後側の縦壁部２４における上下方向ｚの下端部に向かって突出している。第２バンド５２Ｌの後側の端部５２３は、第１バンド５１１の後側の端部５１３に沿うように、後側クロスメンバー３０の前側のフランジ部３６に向かって突出している。

第１及び第２バンド５１Ｌ，５２Ｌにおける前側の端部５１３，５２３には、締結ボルト１０１が通される下穴５１５が設けられている。同様に、第１及び第２バンド５１Ｌ，５２Ｌにおける後側の端部５１３，５２３には、締結ボルト１０１が通される下穴５１６が設けられている。各下穴５１５，５１６には、締結ボルト１０１に螺合するナット１０２が溶着されている。

（右側の被固定部５０Ｒ）
図３は、図１のＩＩＩ線断面図である。
右側の被固定部５０Ｒは、図３に示すように、第１及び第２のマウント部５１Ｒ，５２Ｒを有する。

第１マウント部５１Ｒは、前側クロスメンバー２０の後側の縦壁部２４における上下方向ｚの下端部に向かって突出している。

第１マウント部５１Ｒは、所定の隙間をもって対向配置された２つのアウタープレート５３と、２つのアウタープレート５３間の隙間に配置された、締結ボルト１０１が通される２つのインナーカラー（図示略）と、アウタープレート５３の内周面およびインナーカラー（図示略）の外周面に焼き付けにより結合されたゴムブッシュ５４と、インナーカラーの両端に配置された側壁部材５５から構成される。

第２マウント部５２Ｒは、後側クロスメンバー３０の前側のフランジ部３６に向かって突出している。

第２マウント部５２Ｒは、概略円筒状のアウターカラー５６と、アウターカラー５６の内側に同心に配置された概略円筒状で、締結ボルト１０１が通されるインナーカラー（図示略）と、アウターカラー５６の内周面及びインナーカラー（図示略）の外周面に焼き付けにより結合された概略円筒状のゴムブッシュ（図示略）と、インナーカラーの両端に配置された側壁部材５７から構成される。

＜ステアリングバーの支持構造の構成＞
次に、ステアリングバー４０を支持する支持構造１００の構成について説明する。

（左側の支持構造１００Ｌ）
先ず、パワーシリンダー４２（ステアリングバー４０の左側）を支持する支持構造１００Ｌについて図１、図２及び図４を参照して説明する。図４は、支持構造１００Ｌにおける前側及び後側のブラケット６０Ｌ，７０Ｌを示す斜視図である。なお、図４では、ステアリングバー４０及び被固定部５０Ｌが省略されている。

支持構造１００Ｌは、図２及び図４に示すように、前後方向ｙに配置された前側及び後側の支持ブラケット６０Ｌ，７０Ｌを有し、支持ブラケット６０Ｌ，７０Ｌ間でステアリングバー４０を支持する。

図４に示すように、前側の支持ブラケット６０Ｌは、基端部６１、先端部６２および中央部６３を有している。

基端部６１は、図２及び図４に示すように、前側クロスメンバー２０の後側の縦壁部２４における上下方向ｚの下端部に、ボルト及びナットにより固定される。

先端部６２は、図２及び図４に示すように、被固定部５０Ｌにおける前側の端部５１３，５２３に沿うように設けられ、下穴６４を有している。先端部６２は、図２に示すように、下穴５１５に通される締結ボルト１０１、及び、締結ボルト１０１に螺合するナット１０２により、前側の端部５１３，５２３に固定される。

中央部６３は、基端部６１から先端部６２まで延在している。中央部６３は、溝状断面形状に成形され、天井部および両側壁を有している。

図４に示すように、後側の支持ブラケット７０Ｌは、基端部７１、先端部７２および中央部７３を有している。

基端部７１は、図２及び図４に示すように、後側クロスメンバー３０のフランジ部３６の近傍に配置されている。

先端部７２は、ステアリングバー４０の近傍に配置されている。

中央部７３は、基端部７１から前後方向ｙに対して斜め方向へ先端部７２まで延在する傾斜部７４を有する。

傾斜部７４は、図２及び図４に示すように、下穴７４０を有し、ステアリングバー４０の斜め下方に配置されている。傾斜部７４は、被固定部５０Ｌにおける後側の端部５１３，５２３に沿うように設けられ、下穴５１６に通される締結ボルト１０１、及び、締結ボルト１０１に螺合するナット１０２により、前側の端部５１３，５２３に固定される。ナット１０２は、傾斜部７４に溶着されている。

図４に示すように、傾斜部７４の車幅方向ｘの両端には、取付フランジ７４１が設けられている。取付フランジ７４１は、車幅方向ｘに延出された上縁７４３、下縁７４４および上下方向ｚに延出された側縁７４５を有している。

図２に示すように、上縁７４３および側縁７４５は、後側クロスメンバー３０における前側の縦壁部３４の上下方向ｚの下端部に溶着されている。図４に溶着部位を破線で示す。溶着部位の長さは、支持ブラケット７０Ｌに対して車幅方向ｘにかかる操舵に伴う反力に応じて設定される。

（右側の支持構造１００Ｒ）
次に、ステアリングギアボックス４１（ステアリングバー４０の右側）を支持する支持構造１００Ｒについて図１、図３及び図５を参照して説明する。図５は、支持構造１００Ｒにおける前側及び後側のブラケット６０Ｒ，７０Ｒを示す斜視図である。なお、図５には、ステアリングバー４０及び被固定部５０Ｒが省略されている。

支持構造１００Ｒは、図３及び図５に示すように、前後方向ｙに配置された前側及び後側の支持ブラケット６０Ｒ，７０Ｒを有し、支持ブラケット６０Ｒ，７０Ｒ間でステアリングバー４０を支持する。

図５に示すように、前側の支持ブラケット６０Ｒは、基端部６５、先端部６６、及び、中央部６７を有する。

基端部６５は、図３及び図５に示すように、前側クロスメンバー２０の後側の縦壁部２４における上下方向ｚの下端部に、ボルト及びナットで固定される。

先端部６６は、図３及び図５に示すように、被固定部５０Ｒにおける第１マウント部５１Ｒに沿うように設けられている。先端部６６には車幅方向ｘに互いに離れて２つの下穴６８が設けられている。先端部６６には、図３に示すように、インナーカラー（図示略）および下穴６８に通される締結ボルト１０１、及び、その締結ボルト１０１に螺合するナット１０２により、第１マウント部５１Ｒが２箇所で固定されている。

中央部６７は、基端部６５から先端部６６まで延在し、当該延在する方向に対し直交する閉じた断面形状を有する。閉じた断面形状は、図３に示すように、中央部６７の両縁を下方向ｚ２に延ばすことで構成された支持ブラケット６０Ｒの上面および両側面と、基端部６５の下端縁を後方向ｙ２に延ばすことで構成された支持ブラケット６０Ｒの下面と、を上下方向ｚで合わせ、相互に溶着することによって形成される。図５に溶着部分を破線で示す。

図５に示すように、後側の支持ブラケット７０Ｒは、基端部７５、先端部７６および中央部７７を有する。

基端部７５は、図３及び図５に示すように、車幅方向ｘに延出され、後側クロスメンバー３０のフランジ部３６に溶着される基端縁７５１を有している。図５に溶着部位を破線で示す。溶着部位の長さは、支持ブラケット７０Ｒに対して車幅方向ｘにかかる操舵に伴う反力に応じて設定される。

先端部７６は、ステアリングバー４０の近傍に配置されている。

中央部７７は、基端部７５から前後方向ｙに対して斜め方向へ先端部７６まで延在する傾斜部７８を有する。

傾斜部７８は、図３及び５に示すように、下穴７８０を有し、ステアリングバー４０の斜め下方に配置されている。傾斜部７８は、被固定部５０Ｒにおける第２マウント部５２Ｒに沿うように設けられ、インナーカラー（図示略）に通される締結ボルト１０１、及び、締結ボルト１０１に螺合するナット１０２により、第２マウント部５２Ｒに固定される。ナット１０２は傾斜部７８に溶着されている。

図５に示すように、傾斜部７８の車幅方向ｘの両端には、取付フランジ７８１が設けられている。取付フランジ７８１は、車幅方向ｘに延出された上縁７８３、下縁７８４および上下方向ｚに延出された側縁７８５を有している。

上縁７８３および側縁７８５は、後側クロスメンバー３０における前側の縦壁部３４の上下方向ｚの下端部に溶着されている。図５に溶着部位を破線で示す。溶着部位の長さは、支持ブラケット７０Ｒに対して車幅方向ｘにかかる操舵に伴う反力に応じて設定される。

＜ステアリングバー４０の支持構造１００の組立＞
次に、ステアリングバー４０の支持構造１００の組立の一例について説明する。

この支持構造１００の組立においては、サイドフレーム１１，１２に間に前側及び後側のクロスメンバー２０，３０が予め設けられているものとして、また、後側クロスメンバー３０に支持ブラケット７０Ｌ，７０Ｒが予め溶着されているものとして説明する。

（ステアリングバー４０の位置決め）
先ず、ステアリングバー４０を、前側及び後側のクロスメンバー２０，３０間の所定の位置に位置決めする。なお、ステアリングバー４０には被固定部５０Ｒにおける第１及び第２のマウント部５１Ｒ，５２Ｒが予め設けられている。

（支持ブラケット６０Ｌ，６０Ｒの固定）
次に、前側クロスメンバー２０に支持ブラケット６０Ｌ，６０Ｒを固定する。
前側クロスメンバー２０に支持ブラケット６０Ｌを固定する場合、後方向ｙ２から前側クロスメンバー２０の後側の縦壁部２４における所定位置にセットされた支持ブラケット６０Ｌを、ボルトおよびナットにより固定する。

前側クロスメンバー２０に支持ブラケット６０Ｒを固定する場合、後方向ｙ２から前側クロスメンバー２０の後側の縦壁部２４における所定位置にセットされた支持ブラケット６０Ｒを、ボルトおよびナットにより固定する。

（第１および第２のバンド５１Ｌ，５２Ｌの位置決め）
次に、支持ブラケット６０Ｌの下穴６４と前側の端部５１３，５２３に設けられた下穴５１５とを合わせるように、かつ、支持ブラケット７０Ｌの下穴７４０と後側の端部５１３，５２３に設けられた下穴５１６とを合わせるように、第１および第２のバンド５１Ｌ，５２Ｌをステアリングバー４０に対して位置決めする。

（被固定部５０Ｌの固定）
次に、締結ボルト１０１を、図２において下側から下穴６４，５１５に通し、ナット１０２に螺合することにより、被固定部５０Ｌを支持ブラケット６０Ｌに固定する。

また、締結ボルト１０１を図２において下側から下穴５１６，７４０に通し、ナット１０２に螺合することにより、被固定部５０Ｌを支持ブラケット７０Ｌに固定する。

（被固定部５０Ｒの固定）
次に、被固定部５０Ｒにおける第１マウント部５１Ｒのインナーカラー（図示略）および下穴６８に通された締結ボルト１０１に、図２において下側からナット１０２に螺合することにより、第１マウント部５１Ｒを支持ブラケット６０Ｒに固定する。

また、締結ボルト１０１を、図３において下側から被固定部５０Ｒにおける第２マウント部５２Ｒのインナーカラー（図示略）および下穴７８０に通し、ナット１０２に螺合することにより、第２マウント部５２Ｒを支持ブラケット７０Ｒに固定する。

以上のように、被固定部５０Ｌを支持ブラケット６０Ｌ，７０Ｌに締結ボルト１０１およびナット１０２により固定する場合、また、被固定部５０Ｒを支持ブラケット６０Ｒ，７０Ｒに締結ボルト１０１およびナット１０２により固定する場合に、図２及び図３における下側から、定着ボルト１０１とナット１０２とを締結する作業を行えばよいため、組付作業性の低下を防止することができる。

＜比較例＞
次に、比較例について説明する。
比較例として、２本のクロスメンバーの間の隙間に通されるように設けられたステアリングバーの支持構造がある。この支持構造において、２本のクロスメンバーの間には、一枚板のブラケットが架設されている。当該ブラケットによって、ステアリングバーが複数箇所で固定されている。

上記比較例にかかる支持構造において、例えば、２本のクロスメンバーの間の隙間が狭い場合に、２本のクロスメンバーの間に架設される一枚板のブラケットの前後方向の幅も狭くなるため、ブラケットの中で、ステアリングバーを固定するためのスペースを確保することが困難となり、例えば、ステアリングバーを固定する箇所が減少して、ステアリングバーを十分な強度で支持することが困難になるという問題点があった。

＜本実施の形態の効果＞
これに対して、上記実施の形態にかかるステアリングバー４０の支持構造１００は、前側及び後側の支持ブラケット６０Ｌ，７０Ｌの間でステアリングバー４０の左側を支持する。また、前側及び後側の支持ブラケット６０Ｒ，７０Ｒの間でステアリングバー４０の右側を支持する。これにより、一枚板のブラケットでステアリングバー４０を固定する上記比較例にかかる支持構造と比較して、各支持ブラケット６０Ｌ，７０Ｌ，６０Ｒ，７０Ｒの配置の自由度が増し、ステアリングバー４０を固定するための固定スペースを容易に確保して、ステアリングバー４０を所定の複数箇所で固定することができ、ステアリングバー４０を十分な強度で支持することが可能となる。

また、支持ブラケット７０Ｌ，７０Ｒが前後方向ｙに対して斜め方向に延在し、ステアリングバー４０を支持する傾斜部７４，７８を有している。これにより、単に前後方向ｙに延ばされたブラケットと比較して、傾斜部７４，７８において、後側クロスメンバー３０からステアリングバー４０までの距離が長くなり、長くなるに応じて、固定スペースとなり得る領域を容易に確保することができるため、ステアリングバー４０を固定する箇所の減少を抑えて、ステアリングバー４０を十分な強度で支持することが可能となる。

また、傾斜部７４，７８がステアリングバー４０の斜め下方に配置されている。これにより、後側クロスメンバー３０とステアリングバー４０との間の前後方向ｙの隙間が狭くても、傾斜部７４，７８に固定スペースを容易に設けることができるため、ステアリングバー４０の固定箇所を減少させることなく、ステアリングバー４０を十分な強度で支持することが可能となる。

＜本実施の形態の変形例＞
なお、上記実施の形態では、傾斜部７４，７８を後側の支持ブラケット７０Ｌ，７０Ｒに設けたが、本発明はこれに限らず、例えば、前側の支持ブラケット６０Ｌ，６０Ｒに設けてもよい。

また、傾斜部７４，７８をステアリングバー４０の斜め下方に配置したが、本発明はこれに限らず、例えば、ステアリングバー４０の下方に配置してもよく、また、ステアリングバー４０の上方または斜め上方に配置してもよい。これらの場合においても、傾斜部７４，７８をステアリングバー４０の斜め下方に配置した場合と同様の効果を奏することができる。

本開示は、ステアリングバーを十分な強度で支持することが要求されるステアリングバーの支持構造として有用である。

１ 車両
１１ サイドフレーム
１２ サイドフレーム
２０ 前側クロスメンバー
２４ 縦壁部
２６ フランジ部
３０ 後側クロスメンバー
３４ 縦壁部
３６ フランジ部
４０ ステアリングバー
５０Ｌ 左側の被固定部
５０Ｒ 右側の被固定部
６０Ｌ 支持ブラケット
６０Ｒ 支持ブラケット
７０Ｌ 支持ブラケット
７０Ｒ 支持ブラケット
１００ ステアリングバーの支持構造

Claims (4)

1. 車両の前後方向に互いに離間して設けられた前側及び後側のクロスメンバーの間の隙間に配置されたステアリングバーの支持構造において、
   前記前側クロスメンバーに固定される前側支持ブラケットと、当該前側支持ブラケットの後方に配置され、前記後側クロスメンバーに固定される後側支持ブラケットとを備え、
   前記前側支持ブラケットと前記後側支持ブラケットとの間で、前記ステアリングバーを支持するステアリングバーの支持構造。
2. 前記前側支持ブラケット及び前記後側支持ブラケットの少なくとも一方の支持ブラケットは、前記前後方向に対して斜め方向に延在し、前記ステアリングバーを固定する傾斜部を有する、請求項１に記載のステアリングバーの支持構造。
3. 前記傾斜部は、前記ステアリングバーの下方または斜め下方に配置される、請求項２に記載のステアリングバーの支持構造。
4. 前記傾斜部は、前記ステアリングバーの上方または斜め上方に配置される、請求項２に記載のステアリングバーの支持構造。

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