JP4050525B2 - Vehicle steering beam - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両のステアリングシャフトを支持するステアリングビームに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、車両の前側部には、鋼製の円筒パイプからなるステアリングビームが設けられている。ステアリングビームは、車幅方向に延び、その両端部が車載ブラケットを介して車体の両サイドに支持されている。このステアリングビームの運転席側部には、支持ブラケットを介してステアリングシャフトが支持されている。さらに、ステアリングビームには、複数の取付ブラケットがボルトで連結されている。各取付ブラケットに、メータ、カーオーディーオ、助手席エアバッグ等の車内装備品がそれぞれ取り付けられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、幾つものブラケットをステアリングビームとは別途に作り、ボルトで連結するのは、煩雑で時間とコストを要するという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、発明者は、ステアリングビームを樹脂成形し、これにブラケットを一体成形することを発案した。一方、ステアリングビームを樹脂製にした場合、必要な剛性を確保するには大型化、重量化を免れないという新たな課題が生じた。そこで、更にステアリングビームを第1、第2の2つのビーム部材に分割することを発案したものである。
【0005】
上記第1ビーム部材は、例えば樹脂(ポリプロピレン等)の射出成形品で構成され、ステアリングシャフト支持用又は車内装備品取付用又は車載用のブラケットを一体に有して車幅方向に延びている。これによって、ブラケットを別途製造してビームに取り付ける必要が無く、製造、組立て作業の簡素化を図ることができ、時間とコストを大幅に節約することができる。上記第2ビーム部材は、上記第1ビーム部材より剛性の高い材料、例えば金属(アルミニウム等)の押出し成形品で構成され、車幅方向に延びている。これら第1、第2ビーム部材の各々には、他方のビーム部材と長手方向へスライド可能に嵌合する嵌合部が略全長にわたって形成されている。この嵌合状態において第1、第2ビーム部材どうしが、長手方向と直交する方向の応力を伝達可能に当接されている。これによって、軽量化を図りながらステアリングビームとして必要な強度を十分に発揮することができ、更には、第1、第2ビーム部材どうしの材料の違いによる膨張・収縮の差を吸収することができる。
【0006】
上記第1、第2ビーム部材の各々は、長手方向を車幅方向に向け幅方向を略上下に向けたビーム縦板と、このビーム縦板に一体に連なるとともに長手方向を車幅方向に向け幅方向を略車両前後方向に向けたビーム横板とを有していることが望ましい。これによって、長手方向と直交する方向の力を確実に担うことができ、ステアリングビームとして必要な強度を一層確実に発揮することができる。
【0007】
第1、第2ビーム部材どうしが、長手方向の中程においてボルト等の連結手段によって互いに連結されているのが望ましい。これによって、長手方向と直交する方向の応力を一層確実に伝達することができる。更に、上記第1、第2ビーム部材の少なくとも一方には、上記装備品のハーネスを配索可能ないしはベンチレーションダクトとして提供可能な空間が、長手方向に延びるようにして形成されているのが望ましい。これによって、ハーネスの配索を容易化でき、又はベンチレーションダクトの配管スペースを別途確保しなくて済む。上記ビーム横板を上下に離して複数設け、隣り合うビーム横板とビーム縦板とによって上記空間が画成されるようにすると良い。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図1〜図3は、車両のステアリングビームモジュールMを示したものである。モジュールMは、ステアリングシャフト3を支持するステアリングビーム1と、それに取り付けられたメータ7、ディスプレイ4、オーディオ・エアコンユニット5、助手席エアバッグ6等の各種車内装備品とを備え、車体(図示せず)の前側のエンジンルームと車室に面するインストルメントパネル(図示せず)との間に搭載されている。
【0009】
ステアリングビーム1は、第1、第2の2つのビーム部材10,20を備えている。第1ビーム部材10は、樹脂からなる射出成形品であるのに対して、第2ビーム部材20は、それより剛性の高い金属からなる押出し成形品である。具体的には、第1ビーム部材10の樹脂材料としてガラス繊維入りポリプロピレン(PPG)が用いられ、第2ビーム部材20の金属材料としてアルミニウムが用いられているが、これら材料に限定されるものではない。
【0010】
樹脂射出成形品の第1ビーム部材10について詳述する。
第1ビーム部材10は、長板形状をなす複数のビーム板11,12と、複数のブラケット13〜18とを一体に有している。ビーム縦板11の長手方向は、車体の両サイド間に架け渡されるように車幅方向(図2及び図3において紙面と直交する方向)に向けられ、幅方向は、上下に向けられている。ビーム横板12は、上下に離れて3つ(複数)設けられている。各ビーム横板12の長手方向は、上記ビーム縦板11と同様に車体の両サイド間に架け渡されるように車幅方向に向けられ、幅方向は車両前後方向に向けられている。これらビーム横板12の車両後側(車室側)の縁がビーム縦板11にそれぞれ連なっている。上段と中段のビーム横板12どうしの間、及び中段と下段のビーム横板12どうしの間には、長手方向の複数の位置に縦リブ19が設けられている。
ビーム縦板11の上下の縁部は、上段と下段のビーム横板12よりも上下に突出し、第1嵌合部11aを構成している。
【0011】
図1に示すように、上段と下段のビーム横板12の長手方向の両端部には、上記車載ブラケット18が一体に設けられている。これら車載ブラケット18が車体の両サイドに連結されることによって、ステアリングビームモジュール1が支持されている。車載ブラケット18には、上記車体への連結用ボルトを挿通するボルト孔18aが形成されている。ボルト孔18aは、車幅方向に長い長孔になっている。
【0012】
図1及び図2に示すように、下段のビーム横板12の長手方向中央部には、上記取付ブラケット15が下方に向けて一体に設けられている。取付ブラケット15の下端部は、車体のフロアに連結・支持されるようになっている。この取付ブラケット15に、上記オーディオ・エアコンユニット5の取付部5aがボルト締めされている。オーディオ・エアコンユニット5は、カーエアコン本体と、それを操作するためのエアコン・コントロールパネルと、カーオーディオとを含んでいる。なお、取付ブラケット15には、オーディオ・エアコンユニット5に加えて、又はそれに代えて、灰皿やカップフォルダ等を取り付けることにしてもよい。
【0013】
上段のビーム横板12の長手方向中央部には、上記取付ブラケット14が上方に向けて一体に設けられている。この取付ブラケット14に、上記ディスプレイ4の取付部4aがボルト締めされている。図1に示すように、上段ビーム横板12の左側部(助手席側部)には、上記取付ブラケット16が上方に向けて一体に設けられ、これに上記助手席エアバッグ6の取付部6aがボルト締めされている。図1及び図3に示すように、上段ビーム横板12の右側部(運転席側部)には、上記取付ブラケット17が上方に向けて一体に設けられ、これに上記メータ7の取付部7aがボルト締めされている。
【0014】
更に、図1及び図3に示すように、下段のビーム横板11の右側部には、上記支持ブラケット13が一体に設けられている。支持ブラケット13は、下段ビーム横板11から垂下された連結部13aと、この連結部13aの下端部に設けられた水平な取付板13bと、この取付板13bの上面に設けられた2条(複数)のリブ13cとを有している。取付板13bの四隅には、止め金具31が設けられている。止め金具31は、取付板13bの縁を嵌め込むコ字状の金具本体31aと、この金具本体31aの上板に設けられたナット31bとを有している。取付板13bの下方には、金具本体31aの下板を挟んでステアリングシャフト3の連結ブラケット30が宛てがわれている。この連結ブラケット30と取付板13bとが、ナット31bに螺合されたボルト32によって連結されている。これによって、ステアリングシャフト3がステアリングビーム1に支持されている。
【0015】
次に、アルミニウム押出し成形品の第2ビーム部材20について説明する。
図1〜図3に示すように、第2ビーム部材20は、第1ビーム部材10よりも車室側に配されている。第2ビーム部材20は、長板形状をなす複数のビーム板21,22を一体に有し、断面E字形状をなしている。詳述すると、ビーム縦板21の長手方向は車幅方向に向けられ、幅方向は上下に向けられている。ビーム横板22は、上下に離れて3つ(複数)設けられている。各ビーム横板22の長手方向は車幅方向に向けられ、幅方向は、ビーム縦板21から車室側に突出するようにして車両前後方向に向けられている。なお、図1に示すように、第2ビーム部材20のビーム板21,22の長さは、第1ビーム部材10のビーム板11,12の長さより若干短くなっており、車体の両サイドと縁切りされている。
【0016】
図2及び図3に示すように、第2ビーム部材20の上段と下段のビーム横板22の車両前側(エンジンルーム側)の縁部は、ビーム縦板21よりも前方へ突出し、その突出縁が垂直に折曲されることによって、L字状断面をなす上下一対の第2嵌合部22aを構成している。これら上下の第2嵌合部22aに、上記第1ビーム部材10の第1嵌合部11aが長手方向(車幅方向)へスライド可能に嵌め込まれている。この状態で、ビーム縦板11,21どうしが前後に重ね合わされ、長手方向の中央部においてリベット40(連結手段)によって連結されている。また、図1及び図3に示すように、下段のビーム横板22の下面に、上記支持ブラケット13のリブ13cの上縁が突き当てられている。これによって、第1、第2ビーム部材10,20どうしの間で、長手方向に直交する方向の応力が互いに伝達可能になっている。
【0017】
図1〜図3に示すように、第2ビーム部材20におけるビーム縦板21と上段及び中段のビーム横板22とで画成された車幅方向に延びる空間20aには、上記装備品4〜7のハーネス8が配索されている。また、上段ビーム横板22の下面と中段ビーム横板22の上面の車室側の縁部には、それぞれ2条の嵌込み溝22bが全長にわたって形成されている。これら溝22bの1つに、ハーネス止め板23の上下の縁がそれぞれ嵌め込まれている。止め板23は、第2ビーム部材20の長手方向に離れて複数配されている。これら止め板23によって、ハーネス8が空間20aから脱落するのが防止されている。
【0018】
中段ビーム横板22の下面と下段ビーム横板22の上面の車室側の縁部にも、上記と同様の嵌込み溝22bが全長にわたって形成されている。これら溝22bには、例えばPPG樹脂製のダクト形成板24が嵌め込まれている。ダクト形成板24は、第2ビーム部材20の長手方向の全長にわたって延びている。ダクト形成板24の長手方向の中央部と左右側部には、吹出し部24aが車室側へ突出するようにして設けられている。また、ビーム縦板21と中段及び下段のビーム横板22とダクト形成板24とで画成された車幅方向に延びる空間20bは、上記カーエアコン本体の出力口に連なっている(詳細な図示は省略)。これによって、空間20bが、カーエアコン本体からの調和空気を流通させるベンチレーションダクトとして提供されている。調和空気は、ダクト形成板24の各吹出し口24aから車室内へ吹出されるようになっている。
【0019】
上記のように構成されたステアリングビームモジュールMの作用を説明する。ステアリングビームモジュールMでは、第1ビーム部材10のビーム板11,12を成形するのと同時に各種ブラケット13〜18を一体成形できるので、ブラケットを別途製造してビームに取り付ける必要が無く、製造、組立て作業の簡素化を図ることができ、時間とコストを大幅に節約することができる。
【0020】
各ビーム部材10,20には、主に長手方向と直交する方向に外力が作用することになるが、この外力のうち上下方向の分力は、ビーム縦板11,21によって受けることができ、前後方向の分力は、ビーム横板12,22によって受けることができる。しかも、PPG樹脂製の第1ビーム部材10に加えられた上記力は、より剛性の高いアルミ製の第2ビーム部材20に伝達でき、この第2ビーム部材20でも受けることができる。これによって、ステアリングビーム1として必要な強度を十分に発揮することができる。ひいては、樹脂製のビーム部材10を大型化しなくて済み、軽量化を図ることができる。
【0021】
PPG樹脂製の第1ビーム部材10とアルミ製の第2ビーム部材20とでは気温の変化に伴う膨張・収縮時の線膨張係数が異なるが、両者は、リベット40で連結された中央部を境にして、左右側部が他方のビーム部材に対してスライドしながら長手方向に伸縮することができる。したがって、第1、第2ビーム部材10,20どうしの膨張・収縮の差を吸収でき、これらビーム部材10,20に歪みが生じるのを防止できる。また、車載ブラケット18の長孔18aによって、第1ビーム部材10と車体との膨張・収縮差を吸収することができる。更に、第2ビーム部材20の両端が車体の両サイドと縁切りされることによって、第2ビーム部材20と車体との膨張・収縮差を吸収することができる。
【0022】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜改変が可能である。例えば、第1、第2ビーム部材のビーム縦板の幅方向は、垂直ではなく多少傾いていてもよい。また、ビーム横板の幅方向は、水平ではなく多少斜めになっていてもよい。
第1ビーム部材に、ハーネス配索用空間やベンチレーションダクト用空間を設けてもよい。第1、第2ビーム部材の一方に、ハーネス配索用空間を設け、他方に、ベンチレーションダクト用空間を設けてもよい。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第1ビーム部材にブラケットを一体に設けることによって、ブラケットを別途製造してビームに取り付ける必要が無く、製造、組立て作業の簡素化を図ることができ、時間とコストを大幅に節約することができる。また、第1ビーム部材より剛性の高い第2ビーム部材によって、ステアリングビームとして必要な強度を十分に発揮することができるとともに、軽量化を図ることができる。更には、これら第1、第2ビーム部材を長手方向にスライド可能に嵌合させることによって、気温の変化に伴う膨張・収縮の差を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ステアリングビームモジュールを車室側から見た正面図である。
【図2】 図1のクランク状のII−II折曲線に沿う上記モジュールの縦断面図である。
【図3】 図1のIII−III線に沿う上記モジュールの縦断面図である。
【符号の説明】
M ステアリングビームモジュール
1 ステアリングビーム
3 ステアリングシャフト
4 ディスプレイ(車内装備品)
5 オーディオ・エアコンユニット(車内装備品)
6 助手席エアバッグ(車内装備品)
7 メータ(車内装備品)
8 ハーネス
10 第1ビーム部材
11 ビーム縦板
11a 第1嵌合部
12 ビーム横板
13 支持ブラケット
14〜17 取付ブラケット
18 車載ブラケット
20 第2ビーム部材
20a ハーネス配索用空間
20b ベンチレーションダクト用空間
21 ビーム縦板
22 ビーム横板
22a 第2嵌合部
40 リベット(連結手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering beam that supports a steering shaft of a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Generally, a steering beam made of a steel cylindrical pipe is provided on the front side of the vehicle. The steering beam extends in the vehicle width direction, and both end portions thereof are supported on both sides of the vehicle body via the in-vehicle bracket. A steering shaft is supported on a driver seat side portion of the steering beam via a support bracket. Further, a plurality of mounting brackets are connected to the steering beam by bolts. In-vehicle equipment such as a meter, a car audio, and a passenger airbag is attached to each mounting bracket.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is troublesome to make several brackets separately from the steering beam and connect them with bolts, which requires time and cost.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the inventor has proposed that the steering beam is formed by resin molding and the bracket is integrally formed thereon. On the other hand, when the steering beam is made of resin, a new problem arises that it is inevitable to increase the size and weight in order to ensure the required rigidity. In view of this, the idea of further dividing the steering beam into first and second beam members has been proposed.
[0005]
The first beam member is formed of, for example, an injection-molded product of resin (polypropylene or the like), and integrally has a bracket for supporting a steering shaft, mounting of in-vehicle equipment, or in-vehicle, and extends in the vehicle width direction. This eliminates the need to separately manufacture and attach the bracket to the beam, simplifying the manufacturing and assembling operations, and greatly saving time and cost. The second beam member is made of an extruded product of a material having higher rigidity than the first beam member, for example, a metal (aluminum or the like), and extends in the vehicle width direction. Each of the first and second beam members is formed with a fitting portion that fits the other beam member so as to be slidable in the longitudinal direction over substantially the entire length. In this fitted state, the first and second beam members are in contact with each other so as to transmit stress in a direction orthogonal to the longitudinal direction. As a result, the strength required for the steering beam can be sufficiently exerted while reducing the weight, and further, the difference in expansion and contraction due to the difference in material between the first and second beam members can be absorbed. .
[0006]
Each of the first and second beam members includes a beam vertical plate whose longitudinal direction is directed in the vehicle width direction and whose width direction is substantially vertically directed, and is integrally connected to the beam vertical plate and has the longitudinal direction directed in the vehicle width direction. It is desirable to have a beam lateral plate whose width direction is substantially in the vehicle longitudinal direction. As a result, a force in a direction orthogonal to the longitudinal direction can be reliably carried out, and the strength required for the steering beam can be more reliably exhibited.
[0007]
It is desirable that the first and second beam members are connected to each other by connecting means such as a bolt in the middle in the longitudinal direction. Thereby, the stress in the direction orthogonal to the longitudinal direction can be transmitted more reliably. Furthermore, it is preferable that at least one of the first and second beam members is formed with a space in which the harness of the equipment can be routed or provided as a ventilation duct so as to extend in the longitudinal direction. . As a result, the wiring of the harness can be facilitated, or a piping space for the ventilation duct need not be secured separately. It is preferable that a plurality of the beam horizontal plates are provided apart in the vertical direction so that the space is defined by the adjacent beam horizontal plate and beam vertical plate.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show a steering beam module M of a vehicle. The module M includes a
[0009]
The
[0010]
The
The
The upper and lower edge portions of the beam
[0011]
As shown in FIG. 1, the in-
[0012]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0013]
At the center in the longitudinal direction of the upper beam
[0014]
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the
[0015]
Next, the
As shown in FIGS. 1 to 3, the
[0016]
As shown in FIGS. 2 and 3, the upper and lower beam
[0017]
As shown in FIGS. 1 to 3, in the
[0018]
A
[0019]
The operation of the steering beam module M configured as described above will be described. In the steering beam module M, since the
[0020]
An external force acts mainly on the
[0021]
The
[0022]
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as appropriate. For example, the width direction of the beam vertical plate of the first and second beam members may be slightly inclined rather than vertical. Further, the width direction of the beam horizontal plate may be slightly inclined rather than horizontal.
A space for harness wiring or a space for ventilation ducts may be provided in the first beam member. One of the first and second beam members may be provided with a harness routing space, and the other may be provided with a ventilation duct space.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by providing the bracket integrally with the first beam member, it is not necessary to separately manufacture the bracket and attach it to the beam, and the manufacturing and assembling work can be simplified. , Can save a lot of time and cost. Further, the second beam member having higher rigidity than the first beam member can sufficiently exhibit the strength required for the steering beam and can be reduced in weight. Further, by fitting these first and second beam members so as to be slidable in the longitudinal direction, it is possible to absorb the difference between expansion and contraction accompanying the change in temperature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a steering beam module as viewed from the passenger compartment side.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the module along the crank-like II-II folding line of FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the module taken along line III-III in FIG.
[Explanation of symbols]
M
5 Audio air conditioner unit (equipment in the car)
6 Passenger airbag (in-vehicle equipment)
7 Meter (in-vehicle equipment)
8 Harness 10
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