JP4089295B2

JP4089295B2 - センタクラスタの補強構造

Info

Publication number: JP4089295B2
Application number: JP2002150877A
Authority: JP
Inventors: 重喜戸田
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: JP2003341385A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のインストルメントパネルの車幅方向中央部の車室内側に設けられるセンタクラスタの補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乗用車などにおいては、例えば図１に示すように、自動車の運転席および助手席の前側に設けるインストルメントパネルＡの車幅方向中央部の車室内側に、センタクラスタ２０を設けたものがある。このセンタクラスタ２０は、相当な強度を有するインストルメントパネルＡの中央部に取り付けられ、クロック４０、ラジオ４２、ヒータ制御ユニット４４などの機能部品が取り付けられている。このセンタクラスタ２０は、これらの機能部品を取り付けるための大きな開口が設けられているので強度が弱くなり、急ブレーキなどの際に車内の荷物が衝突したり乗員が手をついたりすると大きく変形したり破損したりし、場合によってはこれに取り付けられた機能部品まで破損するという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決する手段としては、実開平６−１６１２５号公報に開示された技術がある。これは、吹き出し開口部とヒータコントロールユニット取付部との間を車幅方向に延びる中間桟部を有するセンタクラスタにおいて、中間桟部の内側に沿って延びる補強縁部と、この補強縁部から吹き出し開口部の外側面に沿って車体前方に延び、先端部が吹き出し開口部端縁とともにセンタダクトの端部に差し込まれる差し込み部と、ヒータコントロールユニットないしインストルメントパネルの適部に止着される固定部とを備えた補強部材を設けて補強したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実開平６−１６１２５号公報の技術では、補強部材は両端部がインストルメントパネルに固定されており、衝撃エネルギの吸収能力が小さいので衝突した荷物が破損するという問題があり、また補強部材の先端部はインストルメントパネル内に設けられたセンタダクトの端部に差し込んで連結されているだけであるので支持力が弱くまた不安定であるという問題がある。
【０００５】
本発明は、センタクラスタが破損しない程度までの変形は許容するが、それ以上の力が加わると加わった力を確実に受け止めるようにして、このような問題を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このために、本発明によるセンタクラスタの補強構造は、自動車のインストルメントパネルの車幅方向中央部の車室内側に設けられて、ラジオやヒータ制御ユニットなどの機能部品を取り付けるための開口を有する複数の機能部品取付部が上下に配置して設けられ、この機能部品取付部に形成された開口の間に車幅方向に延びる横桟部が形成されたセンタクラスタの補強構造において、センタクラスタの左右両側に沿って上下方向に延びるよう配置され進行方向前側がインストルメントパネルに固定されるとともに後側にセンタクラスタの両側部を取り付ける１対の取付ブラケットと、少なくとも両端部が横桟部の裏側に取り付けられてほゞ水平に進行方向前側に延びる補強ブラケットを備えてなり、この補強ブラケットの左右両端部の前縁と取付ブラケットの後縁とは前後方向に多少の隙間をおいて対向させ、車室内側から加わる力によりセンタクラスタが変形した場合にはセンタクラスタが破損する前に隙間が０となって室内側からセンタクラスタに加わる力を補強ブラケットを介して取付ブラケットに伝達するよう構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
前項に記載のセンタクラスタの補強構造は、１対の取付ブラケットの後縁には補強ブラケットと対応する位置に切欠きを形成し、この切欠きの底縁と補強ブラケットの前縁とを対向させてそれらの間に隙間を形成することが好ましい。
【０００８】
前２項に記載のセンタクラスタの補強構造は、補強ブラケットにはその前縁と横桟部に取り付けられる取付部の間に上側または下側に突出した山形で左右方向に延びる屈曲部を形成し、この屈曲部の頂部を補強ブラケットの上側となるセンタクラスタの一部に形成した支持壁の下面または補強ブラケットの下側となる機能部品の上面と第２の隙間をおいて対向させ、この第２の隙間は補強ブラケットに前後方向から加わる力により補強ブラケットが屈曲部において座屈した際に屈曲部の頂部が支持壁の下面または機能部品の上面に当接する程度の値とすることが好ましい。
【０００９】
前項に記載のセンタクラスタの補強構造は、補強ブラケットのすぐ上側となる機能部品取付部の下側の底壁を支持壁とすることが好ましい。
【００１０】
前各項に記載のセンタクラスタの補強構造は、補強ブラケットの後縁の中央部と横桟部の裏面の間には第３の隙間を設け、車室内側から横桟部の中央部に加わる力により横桟部が変形した場合には横桟部が破損する前に第３の隙間が０となって室内側から横桟部の中央部に加わる力を補強ブラケットを介して取付ブラケットに伝達するよう構成することが好ましい。
【００１１】
【発明の作用および効果】
上述のように、本発明によれば、少なくとも両端部が横桟部の裏側に取り付けられてほゞ水平に進行方向前側に延びる補強ブラケットの左右両端部の前縁と、上下方向に延びるよう配置され進行方向前側がインストルメントパネルに固定されるとともに後側にセンタクラスタの両側部を取り付ける１対の取付ブラケットの後縁とを、前後方向に多少の隙間をおいて対向させ、車室内側から加わる力によりセンタクラスタが変形した場合にはセンタクラスタが破損する前に隙間が０となって室内側からセンタクラスタに加わる力を補強ブラケットを介して取付ブラケットに伝達するよう構成したしたので、急ブレーキなどにより車内の荷物がセンタクラスタ２０に衝突したり乗員が手をついたりした場合、加わった力の大きさががセンタクラスタを破損しない程度に達するまではセンタクラスタが変形するが、それ以上となれば隙間が０となって補強ブラケットの前縁が取付ブラケットの後縁に当接し、加わる力は補強ブラケットを介して取付ブラケットに伝達されて受け止められる。従って加わる力がセンタクラスタを破損しない程度であればセンタクラスタが変形するので乗員あるいは荷物に加わる衝撃を減少させることができ、それ以上となれば補強ブラケットを介して取付ブラケットにより受け止めるのでセンタクラスタが破損したり、あるいはこれに取り付けられた機能部品まで破損したりすることはなくなる。
【００１２】
１対の取付ブラケットの後縁には補強ブラケットと対応する位置に切欠きを形成し、この切欠きの底縁と補強ブラケットの前縁とを対向させてそれらの間に隙間を形成したセンタクラスタの補強構造によれば、センタクラスタに加わる力が大きくなった際に補強ブラケットの前縁は取付ブラケットの切欠き内に入ってその底縁と当接するので、取付ブラケットと当接した補強ブラケットの前縁は上下にずれることなく取付ブラケットにより確実に受け止められる。従ってセンタクラスタが補強ブラケットを介して取付ブラケットにより受け止められるまでの変形がそのようなずれにより過大になってセンタクラスタが破損するおそれはなくなる。
【００１３】
補強ブラケットにはその前縁と横桟部に取り付けられる取付部の間に上側または下側に突出した山形で左右方向に延びる屈曲部を形成し、この屈曲部の頂部を補強ブラケットの上側となるセンタクラスタの一部に形成した支持壁の下面または補強ブラケットの下側となる機能部品の上面と第２の隙間をおいて対向させ、この第２の隙間は補強ブラケットに前後方向から加わる力により補強ブラケットが屈曲部において座屈した際に屈曲部の頂部が支持壁の下面または機能部品の上面に当接する程度の値としたセンタクラスタの補強構造によれば、補強ブラケットはその前縁が取付ブラケットの後縁に当接した後は屈曲部において座屈し、屈曲部の頂部が支持壁の下面に当接した後に取付ブラケットにより確実に受け止められる。そして屈曲部が座屈している間は加わる力によりセンタクラスタが変形する際の抵抗力が増大し、これによりその間のエネルギ吸収量は増大するので、乗員あるいは荷物に加わる衝撃を一層減少させることができる。
【００１４】
補強ブラケットのすぐ上側となる機能部品取付部の下側の底壁を支持壁としたセンタクラスタの補強構造によれば、機能部品取付部の底壁を屈曲部の頂部と当接する支持壁として利用でき、別個の支持壁が不要となるのでセンタクラスタの構造を簡略化することができる。
【００１５】
補強ブラケットの後縁の中央部と横桟部の裏面の間には第３の隙間を設け、車室内側から横桟部の中央部に加わる力により横桟部が変形した場合には横桟部が破損する前に第３の隙間が０となって室内側から横桟部の中央部に加わる力を補強ブラケットを介して取付ブラケットに伝達するようにしたセンタクラスタの補強構造によれば、車室内側から横桟部の中央部に力が加わった場合は横桟部が変形するが、第３の隙間が０となれば加わった力は補強ブラケットを介して取付ブラケットに伝達されて受け止められるので横桟部が破損することは防止される。また加わる力により横桟部が変形する分だけ、乗員あるいは荷物に加わる衝撃を減少させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、図１〜図４に示す実施の形態により、本発明によるセンタクラスタの補強構造の説明をする。この実施の形態のセンタクラスタは、図１に示すように、自動車の運転席および助手席の前側に設けるインストルメントパネルＡの車幅方向中央部の車室内側に設けられるもので、センタクラスタ２０には、上から順にクロック４０，ラジオ４２およびヒータ制御ユニット４４が取り付けられている。図２および図３に示すように、センタクラスタ２０は左右１対の取付ブラケット１０を介してインストルメントパネルＡに取り付けられ、センタクラスタ２０と取付ブラケット１０の間には補強ブラケット３０が設けられている。
【００１７】
センタクラスタ２０は、図２および図３に示すように、全体として大きな半径の弧状の湾曲された長方形で、左右両側に沿ってフランジ部２１が形成され、上から順にクロック４０を取り付ける開口２２ａが設けられたクロック取付部２２、ラジオ４２を取り付ける開口２３ａが設けられたラジオ取付部２３およびヒータ制御ユニット４４のための開口２４ａ，２４ｂが設けられたヒータ制御ユニット取付部２４が形成されている。センタクラスタ２０は合成樹脂による一体成型品であり、各取付部２２，２３，２４はセンタクラスタ２０の表面から多少凹んで形成され、各開口２２ａ，２３ａ，２４ａの間には、センタクラスタ２０の左右の側部を連結する横桟部２５，２６が形成されている。
【００１８】
左右１対の取付ブラケット１０は板金製で、図２および図３に示すように、センタクラスタ２０の左右両側に沿って上下方向に延びるよう配置され、自動車の進行方向前側の上下部に形成された各取付部１２ａ，１２ｂを、インストルメントパネルＡの中央切欠部の両側に形成された取付座部Ａａ，Ａｂに重ねて取付ねじ１４により固定される。また各取付ブラケット１０の後縁およびこれから突出する取付耳部１３ａ，１３ｂと、センタクラスタ２０両側のフランジ部２１に形成した取付部２１ａ，２１ｂは、互いに重ねられて取付ねじ２８により固定され、これによりセンタクラスタ２０は取付ブラケット１０を介してインストルメントパネルＡに取り付けられる。取付ブラケット１０の後縁には、後述する補強ブラケット３０の前縁と対応する位置にコ字状の切欠き１１が形成されている。この切欠き１１の部分に後側から力が加わった場合の取付ブラケット１０の剛性および強度は、横桟部２５付近に後側から力が加わった場合のセンタクラスタ２０の剛性および強度に比して遙かに大としてある。
【００１９】
図３に示すように、クロック４０はその前面がクロック取付部２２の開口２２ａから前側に突出されてセンタクラスタ２０の裏面に取り付けられ、ラジオ４２はその前面がラジオ取付部２３の開口２３ａから前側に突出されて両側の取付ブラケット１０に取り付けられる。またヒータ制御ユニット４４は、その表示部４４ａおよび操作ボタン４４ｂがヒータ制御ユニット取付部２４の各開口２４ａ，２４ｂから前側に突出され、上下の取付突部４４ｃをセンタクラスタ２０裏面のボス部に当接して取付ねじ４５により取り付けられる。
【００２０】
補強ブラケット３０は、図３および図４に示すように、取付ブラケット１０の間の距離よりも長い横長の板金製品で前縁を折り曲げてフランジ部３０ｂを形成し、後縁の両端部は下向きに折曲して取付部３１を形成し、後縁の中央部は取付部３１よりも後方に突出させたものである。また補強ブラケット３０には、フランジ部３０ｂと取付部３１の中間位置に、上側に突出した山形で左右方向全長にわたる屈曲部３０ａが形成されている。この補強ブラケット３０は、左右の取付部３１をヒータ制御ユニット４４の取付突部４４ｃとセンタクラスタ２０の間に挟んで、取付ねじ４５によりセンタクラスタ２０に共締め固定される。
【００２１】
以上に述べた取付状態では、補強ブラケット３０の左右両端部の前縁のフランジ部３０ｂと、これと対応する位置に形成された取付ブラケット１０の後縁の切欠き１１の底縁とは、前後方向に多少の隙間ａ（図３参照）をおいて互いに対向されており、この隙間ａの初期値（センタクラスタ２０に外力が加わらない状態の値）は、車室内側から加わる力によりセンタクラスタ２０が変形した場合に、センタクラスタ２０が破損する前に隙間ａが０となって、補強ブラケット３０のフランジ部３０ｂと取付ブラケット１０の切欠き１１の底縁とが当接するような値に設定されている。また、ラジオ取付部２３の下側の底壁２７の下面と、補強ブラケット３０の屈曲部３０ａの頂部との間には第２の隙間ｂ（図３参照）が設けられ、この第２の隙間ｂの初期値は、補強ブラケット３０に前後方向から加わる力により補強ブラケット３０が屈曲部３０ａにおいて座屈した際に屈曲部３０ａの頂部が底壁２７の下面に当接する程度の値で、かつこの座屈に伴いセンタクラスタ２０がさらに変形してもセンタクラスタ２０が破損する前に第２の隙間ｂが０になるような値に設定されている。さらに、補強ブラケット３０の後縁の中央部と横桟部２５の裏面の間には第３の隙間ｃ（図３参照）が設けられ、この第３の隙間ｃの初期値は、車室内側から横桟部２５の中央部に加わる力により横桟部２５が変形した場合には横桟部２５が破損する前に第３の隙間ｃが０となって、補強ブラケット３０の後縁の中央部と横桟部２５の裏面とが当接するような値に設定されている。
【００２２】
次に上述した実施の形態の作動の説明をする。急ブレーキなどにより車内の荷物がセンタクラスタ２０に衝突したり乗員が手をついたりした場合、加わった力によりセンタクラスタ２０が変形して、これに固定された補強ブラケット３０の前縁のフランジ部３０ｂと取付ブラケット１０の後縁に形成された切欠き１１の底縁との間の隙間ａは減少するが、隙間ａの初期値は前述のように設定されているので、この隙間ａが０になってもセンタクラスタ２０が破損することはない。加わった力が大きくフランジ部３０ｂが切欠き１１の底縁に当接した後は、補強ブラケット３０が屈曲部３０ａの部分で上向きに座屈するのでセンタクラスタ２０の変形は増大するが、第２の隙間ｂの初期値は前述のように設定されているので、屈曲部３０ａの頂部が底壁２７の下面に当接してこの第２の隙間ｂが０になってもセンタクラスタ２０が破損することはない。屈曲部３０ａの頂部が底壁２７の下面に当接すれば補強ブラケット３０の座屈は拘束されてそれ以上進行しなくなるので、センタクラスタ２０に加わった力は全て、補強ブラケット３０の前縁のフランジ部３０ｂとインストルメントパネルＡに固定された剛性の大きい取付ブラケット１０の後縁の切欠き１１の底縁との当接により確実に受け止められ、センタクラスタ２０にはそれ以上の力は加わらなくなる。従ってセンタクラスタ２０が破損したり、あるいはこれに取り付けられた機能部品まで破損したりすることはない。
【００２３】
上述した実施の形態によれば、補強ブラケット３０に座屈のための屈曲部３０ａを設けており、このようにすれば、隙間ａが０になって補強ブラケット３０の前縁が取付ブラケット１０の後縁に当接するまでの間は、センタクラスタ２０は弾性変形しながら加わる力を受け止めることにより荷物の衝突によるエネルギを吸収し、その後で第２の隙間ｂが０になって補強ブラケット３０の屈曲部３０ａの頂部が底壁２７の下面に当接するまでは、センタクラスタ２０がさらに弾性変形しながら加わる力を受け止めるのに加えて補強ブラケット３０は座屈により塑性変形しながら加わる力を受け止めるので、荷物の衝突によるエネルギの吸収量はセンタクラスタ２０の弾性変形だけで衝撃のエネルギを吸収する場合に比して大幅に増大する。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、補強ブラケット３０は屈曲部３０ａがなく座屈しない程度の肉厚のものとして実施してもよく、そのようにした場合は、センタクラスタ２０が変形して補強ブラケット３０のフランジ部３０ｂが切欠き１１の底縁に当接した時点で、センタクラスタ２０に加わった力は全て、補強ブラケット３０の前縁のフランジ部３０ｂとインストルメントパネルＡに固定された剛性の大きい取付ブラケット１０の後縁の切欠き１１の底縁との当接により確実に受け止められ、センタクラスタ２０にはそれ以上の力は加わらなくなる。従ってセンタクラスタ２０が破損したり、あるいはこれに取り付けられた機能部品まで破損したりすることはないという前述の効果は得られる。
【００２４】
なお上述した実施の形態では、補強ブラケット３０の屈曲部３０ａの頂部がラジオ取付部２３の底壁２７に当接して補強ブラケット３０の座屈を拘束しており、このようにすればセンタクラスタ２０の構造を簡略化することができるが、本発明はこれに限られるものではなく、補強ブラケット３０の座屈を拘束する支持壁を底壁２７とは別個にセンタクラスタ２０に形成するようにして実施することもできる。また上述した実施の形態では、補強ブラケット３０の屈曲部３０ａは上側に突出させて上向きに座屈させるようにしたが、屈曲部３０ａを下側に突出させて補強ブラケット３０を下向きに座屈させ、補強ブラケット３０の下側となる機能部品であるヒータ制御ユニット４４の上面に屈曲部３０ａの頂部を当接させて座屈を拘束するようにして実施してもよい。
【００２５】
また前述した実施の形態では、取付ブラケット１０の後縁には補強ブラケット３０と対応する位置に切欠き１１を形成し、この切欠き１１の底縁と補強ブラケット３０の前縁の間に隙間ａを形成しており、このようにすれば補強ブラケット３０の前縁のフランジ部３０ｂは取付ブラケット１０の切欠き１１内に入ってその底縁と当接するので、取付ブラケット１０と当接した補強ブラケット３０のフランジ部３０ｂは上下にずれることはなく、従ってセンタクラスタ２０が補強ブラケット３０を介して取付ブラケット１０により受け止められるまでの変形がそのようなずれにより過大になってセンタクラスタ２０の破損をまねいたりするおそれはなくなる。このような取付ブラケット１０と補強ブラケット３０のフランジ部３０ｂの間のずれは、補強ブラケット３０が座屈する場合に生じやすい。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、補強ブラケット３０は屈曲部３０ａがなく座屈しない程度の肉厚のものとし、センタクラスタ２０に対する取付部の剛性を充分大とすることにより、取付ブラケット１０の後縁に形成する切欠き１１を省略して実施することもできる。
【００２６】
また上述した実施の形態では、補強ブラケット３０の後縁の中央部と横桟部２５の裏面の間には第３の隙間ｃを設け、車室内側から横桟部２５の中央部に加わる力により横桟部２５が変形した場合には横桟部２５が破損する前に第３の隙間ｃが０となって室内側から横桟部２５の中央部に加わる力を補強ブラケット３０を介して取付ブラケット１０に伝達するようにしており、このようにすれば、車室内側から横桟部２５の中央部に力が加わった場合は横桟部２５が変形するが、第３の隙間ｃが０となれば加わった力は補強ブラケット３０を介して取付ブラケット１０に伝達されて受け止められるので横桟部２５が破損することは防止され、横桟部２５の中央部に力が加わった場合の衝撃エネルギの吸収量を多少増大することができる。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、補強ブラケット３０の後縁の中央部も横桟部２５の裏面に取り付けるようにして実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インストルメントパネルに取り付けられるセンタクラスタの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明によるセンタクラスタの補強構造の一実施形態を示す斜視図である。
【図３】図２に示す実施形態の中央部の側断面図である。
【図４】図２に示す実施形態の補強ブラケットの平面図である。
【符号の説明】
１０…取付ブラケット、１１…切欠き、２０…センタクラスタ、２２，２３，２４…機能部品取付部、２２ａ，２３ａ，２４ａ，２４ｂ…開口、２５…横桟部、２７…支持壁（底壁）、３０…補強ブラケット、３０ａ…屈曲部、３１…取付部、Ａ…インストルメントパネル、ａ…隙間、ｂ…第２の隙間、ｃ…第３の隙間。

Claims

自動車のインストルメントパネルの車幅方向中央部の車室内側に設けられて、ラジオやヒータ制御ユニットなどの機能部品を取り付けるための開口を有する複数の機能部品取付部が上下に配置して設けられ、この機能部品取付部に形成された開口の間に車幅方向に延びる横桟部が形成されたセンタクラスタの補強構造において、前記センタクラスタの左右両側に沿って上下方向に延びるよう配置され進行方向前側が前記インストルメントパネルに固定されるとともに後側に前記センタクラスタの両側部を取り付ける１対の取付ブラケットと、少なくとも両端部が前記横桟部の裏側に取り付けられてほゞ水平に進行方向前側に延びる補強ブラケットを備えてなり、この補強ブラケットの左右両端部の前縁と前記取付ブラケットの後縁とは前後方向に多少の隙間をおいて対向させ、車室内側から加わる力により前記センタクラスタが変形した場合には同センタクラスタが破損する前に前記隙間が０となって前記室内側からセンタクラスタに加わる力を前記補強ブラケットを介して前記取付ブラケットに伝達するよう構成したことを特徴とするセンタクラスタの補強構造。
請求項１に記載のセンタクラスタの補強構造において、前記１対の取付ブラケットの後縁には前記補強ブラケットと対応する位置に切欠きを形成し、この切欠きの底縁と前記補強ブラケットの前縁とを対向させてそれらの間に前記隙間を形成したことを特徴とするセンタクラスタの補強構造。
請求項１または請求項２に記載のセンタクラスタの補強構造において、前記補強ブラケットにはその前縁と前記横桟部に取り付けられる取付部の間に上側または下側に突出した山形で左右方向に延びる屈曲部を形成し、この屈曲部の頂部を前記補強ブラケットの上側となる前記センタクラスタの一部に形成した支持壁の下面または同補強ブラケットの下側となる前記機能部品の上面と第２の隙間をおいて対向させ、この第２の隙間は前記補強ブラケットに前後方向から加わる力により同補強ブラケットが前記屈曲部において座屈した際に同屈曲部の頂部が前記支持壁の下面または前記機能部品の上面に当接する程度の値としたことを特徴とするセンタクラスタの補強構造。
請求項３に記載のセンタクラスタの補強構造において、前記補強ブラケットのすぐ上側となる前記機能部品取付部の下側の底壁を前記支持壁としたことを特徴とするセンタクラスタの補強構造。
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のセンタクラスタの補強構造において、前記補強ブラケットの後縁の中央部と前記横桟部の裏面の間には第３の隙間を設け、車室内側から前記横桟部の中央部に加わる力により同横桟部が変形した場合には同横桟部が破損する前に前記第３の隙間が０となって前記室内側から前記横桟部の中央部に加わる力を前記補強ブラケットを介して前記取付ブラケットに伝達するよう構成したことを特徴とするセンタクラスタの補強構造。