JP4722743B2 - ステアリングハンガービーム構造 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングハンガービーム構造に関するものである。

車両室内の前方にはインストルメントパネルが設けられ、その内部には左右の車体側壁を連結するステアリングハンガービームが設けられている（例えば、特許文献１参照）。従来のステアリングハンガービームは、押出し成形されたパイプからなるビームに、ステアリングサポート部を溶接して構成されている。
特開２００１−１８８４１号公報

近年では、ステアリングハンガービームをダイキャストにより一体成形する技術が開発されている。しかしながら、一体成形されたステアリングハンガービームでは、車両衝突時にステアリングサポート部が変形して、ステアリング軸が移動するおそれがある。これを防止するため、板厚を増加させる対策や、他の補強材を採用する対策も考えられるが、車体重量が増加するという問題がある。
そこで本発明は、ステアリングサポート部の変形を抑制することが可能なステアリングハンガービーム構造の提供を課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車幅方向左右の車体側壁を接続した開断面のビーム部（例えば、実施形態におけるビーム部３０）と、ステアリングサポート部（例えば、実施形態におけるサポート部２０）とを一体成形し、該ステアリングサポート部の車幅方向両側に乗員の膝から作用する荷重を受けるニーボルスター（例えば、実施形態におけるニーボルスターのベース部材６０）を備えたステアリングハンガービーム構造において、前記ビーム部を上壁（例えば、実施形態における上壁３２）、下壁（例えば、実施形態における下壁３４）および中間壁（例えば、実施形態における中間壁３６）から形成されるコ字状断面に形成するとともに、前記下壁に前記ニーボルスターを取り付け、前記ニーボルスターの車幅方向における前記車体側壁側に前記下壁の一部を隆起させた下壁隆起部（例えば、実施形態における隆起部３４ａ）を設け、前記下壁隆起部よりも車幅方向における前記ステアリングサポート部側にオフセットした位置で且つ前記ニーボルスターの上方位置に前記上壁の一部を隆起させた上壁隆起部（例えば、実施形態における隆起部３２ａ）を設けたことを特徴とする。
また、請求項２に係る発明は、前記ニーボルスターは、車幅方向に所定間隔を置いた一対のボルト（例えば、実施形態における一対のボルト６２，６２）によって前記下壁に取り付けられ、前記一対のボルトの間に切り欠き（例えば、実施形態における切り欠き６４）を備えることを特徴とする。
また、請求項３に係る発明は、前記ビーム部は、前記ビーム部に機能部材を装着するためのブラケット（例えば、実施形態におけるブラケット７０）を備え、前記ブラケットは、車幅方向に所定間隔を置いた一対のボルト（例えば、実施形態における一対のボルト７２，７２）によって前記下壁に取り付けられ、前記ブラケットは、前記一対のボルトの間に切り欠き（例えば、実施形態における切り欠き７４）を備えることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、前記下壁隆起部の車幅方向における前記車体側壁側の前記ビーム部と、前記下壁隆起部の車幅方向における前記ステアリングサポート部側の前記ビーム部と、を補強する補強部材（例えば、実施形態におけるフランジ４０またはプレート５０）を設けたことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、前記ビーム部は、前記上壁と前記下壁と前記中間壁とにより車両前方側に開放する前方開放部を有し、前記補強部材は、前記前方開放部を閉塞して、前記ビーム部を閉断面とするプレート（例えば、実施形態におけるプレート５０）からなることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、車両衝突時において隆起部に応力集中が発生し、この隆起部が起点となってビーム部が屈曲する。すなわち、車体側壁とステアリングサポート部との間のビーム部を屈曲させて、衝突エネルギーを吸収することが可能になる。したがって、サポート部の変形を抑制することができる。

請求項４に係る発明によれば、車両衝突時において補強部材が設けられていない隆起部においてビーム部を屈曲させ、衝突エネルギーを吸収することが可能になる。したがって、サポート部の変形を抑制することができる。

請求項５に係る発明によれば、プレートにより曲げ剛性を増加させて、ビーム部を補強することができる。これにより、プレートが設けられていない隆起部においてビーム部を屈曲させることが可能になり、サポート部の変形を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るステアリングハンガービームの斜視図である。車両室内の前方にはインストルメントパネル２が設けられ、その内部には左右の車体側壁を連結するステアリングハンガービーム１が設けられている。本実施形態に係るステアリングハンガービーム１は、アルミニウムやマグネシウム合金等を材料として、ダイキャストにより一体成形されている。このステアリングハンガービーム１は、車両左右方向に延在するビーム部３０と、ビーム部３０の両端に形成された車体側壁（例えば、フロントピラー５の下部）への取付部１２，１３と、ビーム部３０の中央から下方に延設された枠部１４と、車体左側壁への取付部１２と枠部１４との間に形成されたステアリングサポート部（以下「サポート部」という。）２０とを備えている。なお本実施形態では、車両左側に運転席が配置され車両右側に助手席が配置される、いわゆる左ハンドル車用のステアリングハンガービーム１を例にして説明する。

枠部１４には、ナビゲーション用のディスプレイやオーディオ、ヒータコントロール等を挿入するため、複数の開口部が形成されている。
またサポート部２０は、ビーム部３０から車両後方に向かって延設されている。そのサポート部２０の下方には、ステアリングコラム２２が固定されている。そのステアリングコラム２２にはステアリングシャフト２４が回転自在に支持され、そのステアリングシャフト２４の先端部にはステアリングホイール２６が取り付けられている。

インストルメントパネルの下方には、運転席側の乗員の膝から作用する荷重を受けるため、ニーボルスターが設けられている。このニーボルスターは、樹脂材料や発砲ウレタン等からなるカバー部材（不図示）と、そのカバー部材が装着される一対のベース部材６０，６０とで構成されている。そのベース部材６０は、金属材料等により略扇状に形成され、その外周円弧部を車両の後ろ斜め下側に向けて、サポート部２０の車幅方向両側におけるビーム部３０の下方に取り付けられている。

図２は、ステアリングハンガービームの前面図であり、図１のＡ矢視図である。
図２に示すように、ビーム部３０は、車両上方に上壁３２を備え、下方に下壁３４を備え、後方に中間壁３６を備えている。なお、ビーム部３０の前方は開放されている。これにより、ビーム部３０の延在方向に垂直な断面は、コ字状の開断面となっている。ビーム部３０の剛性を高めるため、中間壁３６の内面から上壁３２の内面および下壁３４の内面にかけて、リブ３８が形成されている。また上壁３２および下壁３４の前縁部には、フランジ４０が立設されている。なおビーム部３０は、上述した断面構造に限られず、様々な断面構造とすることが可能である。

本実施形態では、車体左側壁への取付部１２とサポート部２０との間のビーム部３０において、上壁３２の一部を隆起させた隆起部３２ａが形成されている。この隆起部３２ａは、上壁３２の前縁部を上方に隆起（湾曲）させたものである。なお下壁３４にも同様の隆起部３４ａが形成されている。

車両の正面衝突（オフセット衝突を含む）時には、この隆起部３２ａ，３４ａに応力集中が発生するので、この隆起部３２ａ，３４ａが起点となってビーム部３０が屈曲する。これにより、車体側壁とサポート部２０との間のビーム部３０を屈曲させて、衝突エネルギーを吸収することが可能になる。したがって、サポート部２０の変形を抑制することができる。なお、隆起部３２ａ，３４ａ以外の構造により屈曲部を構成することも可能である。

また、屈曲部の車幅方向両側のビーム部３０を補強する補強部材が設けられている。
第１の補強部材として、ビーム部３０にフランジ４０が立設されている。具体的には、サポート部２０の枠部１４側における下壁３４の前縁部から下方に向かってフランジ４０が立設されている。これに対して、サポート部２０の枠部１４側における上壁３２の前縁部には、フランジ４０が立設されていない。またサポート部２０の取付部１２側における上壁３２および下壁３４の前縁部には、いずれもフランジが立設されていない。このように、屈曲部にフランジを設けることなく、屈曲部の車幅方向両側にフランジ４０を設けることにより、屈曲部への応力集中を促進させることが可能になる。したがって、車両衝突時におけるサポート部２０の変形を抑制することができる。

また第２の補強部材として、ビーム部３０の板厚を増加させている。例えば、サポート部２０の取付部１２側における上壁３２の板厚が２．５ｍｍに設定され、サポート部２０の枠部１４側における上壁３２の板厚が３．５ｍｍに設定されているのに対して、サポート部２０の板厚は５〜７ｍｍ程度に設定されている。このように、屈曲部における板厚を薄くし、屈曲部の車幅方向両側における板厚を厚くすることにより、屈曲部への応力集中を促進させることが可能になる。したがって、車両衝突時におけるサポート部２０の変形を抑制することができる。

さらに第３の補強部材として、リブ３８の高さを増加させてもよい。すなわち、屈曲部ではリブを低くし、屈曲部の車幅方向両側ではリブを高くすることにより、車両衝突時における屈曲部への応力集中を促進させることが可能になる。したがって、車両衝突時におけるサポート部２０の変形を抑制することができる。

図３は、第４の補強部材の説明図である。第４の補強部材として、ビーム部３０の開断面を閉塞するプレート５０を追加してもよい。例えば、隆起部３４ａが形成された屈曲部の車幅方向両側において、ビーム部３０の前方開放部を閉塞するように、プレート５１，５２が溶接等によって固着されている。なお、サポート部２０にもプレート５３が固着されていることが望ましい。このように、屈曲部にプレート５０を固着することなく、屈曲部の車幅方向両側にプレート５０を固着することにより、車両衝突時における屈曲部への応力集中を促進させることが可能になる。したがって、車両衝突時におけるサポート部２０の変形を抑制することができる。

図４は、ニーボルスターのベース部材の取付構造の説明図である。車室内側のベース部材６０は、車体側壁とサポート部２０との間において、車幅方向の両側に配置された一対のボルト６２，６２等により、ビーム部３０に取り付けられている。このベース部材６０を取り付けることにより、ビーム部３０の曲げ剛性が増加している。そのため車両衝突時には、車体側壁とサポート部２０との間におけるビーム部３０の変形量が小さくなり、サポート部２０の変形量が大きくなるおそれがある。

そこで、ベース部材６０に切り欠き６４が設けられている。この切り欠き６４は、ベース部材６０をビーム部３０に取り付ける一対のボルト６２，６２の間に形成されている。この切り欠き６４を設けることにより、ビーム部３０の曲げ剛性の増加を抑制することが可能になる。これにより、車体側壁とサポート部２０との間のビーム部３０を屈曲させて、衝突エネルギーを吸収することが可能になる。したがって、車両衝突時におけるサポート部２０の変形を抑制することができる。

またビーム部３０には、様々な機能部材を装着するため、ブラケット７０が取り付けられる場合がある。このブラケット７０を取り付けた場合にも、ビーム部３０の曲げ剛性が増加して、サポート部２０の変形量が大きくなるおそれがある。
そこで、ブラケット７０にも切り欠き７４が設けられている。この切り欠き７４は、ブラケット７０をビーム部３０に取り付ける一対のボルト７２，７２の間に形成されている。この切り欠き７４を設けることにより、ビーム部３０の曲げ剛性の増加を抑制することが可能になり、車両衝突時におけるサポート部２０の変形を抑制することができる。
また、側壁側のニーボルスターのベース部材６０ａもブラケットと同じ箇所に取り付けられているが、この一対のボルト７２，７２の間にも切り欠きを設ける構造としてもよい。この切り欠きを設けることによってビーム部３０の曲げ剛性の増加を抑制することが可能になり、車両衝突時におけるサポート部２０の変形を抑制することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、車両右側にステアリングサポート部が設けられた、いわゆる右ハンドル車用のステアリングハンガービームに、本発明を適用することも可能である。また、上記実施形態では様々な補強部材について説明したが、いずれか一つの補強部材を単独で採用してもよく、複数の補強部材を同時に採用してもよい。

本実施形態に係るステアリングハンガービームの斜視図である。 ステアリングハンガービームの前面図であり、図１のＡ矢視図である。 第４の補強部材の説明図である。 ニーボルスターのベース部材の取付構造の説明図である。

符号の説明

１…ステアリングハンガービーム １２，１３…取付部 ２０…ステアリングサポート部 ３０…ビーム部 ３２…上壁 ３２ａ…隆起部（屈曲部） ３４…下壁 ３４ａ…隆起部（屈曲部） ３６…中間壁 ４０…フランジ（補強部材） ５０…プレート（補強部材） ６０…ベース部材

Claims (5)

1. 車幅方向左右の車体側壁を接続した開断面のビーム部と、ステアリングサポート部とを一体成形し、該ステアリングサポート部の車幅方向両側に乗員の膝から作用する荷重を受けるニーボルスターを備えたステアリングハンガービーム構造において、
   前記ビーム部を上壁、下壁および中間壁から形成されるコ字状断面に形成するとともに、前記下壁に前記ニーボルスターを取り付け、
   前記ニーボルスターの車幅方向における前記車体側壁側に前記下壁の一部を隆起させた下壁隆起部を設け、
   前記下壁隆起部よりも車幅方向における前記ステアリングサポート部側にオフセットした位置で且つ前記ニーボルスターの上方位置に前記上壁の一部を隆起させた上壁隆起部を設けたことを特徴とするステアリングハンガービーム構造。
2. 前記ニーボルスターは、車幅方向に所定間隔を置いた一対のボルトによって前記下壁に取り付けられ、前記一対のボルトの間に切り欠きを備えることを特徴とする請求項１に記載のステアリングハンガービーム構造。
3. 前記ビーム部は、前記ビーム部に機能部材を装着するためのブラケットを備え、
   前記ブラケットは、車幅方向に所定間隔を置いた一対のボルトによって前記下壁に取り付けられ、
   前記ブラケットは、前記一対のボルトの間に切り欠きを備えることを特徴とする請求項１または２に記載のステアリングハンガービーム構造。
4. 前記下壁隆起部の車幅方向における前記車体側壁側の前記ビーム部と、前記下壁隆起部の車幅方向における前記ステアリングサポート部側の前記ビーム部と、を補強する補強部材を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のステアリングハンガービーム構造。
5. 前記ビーム部は、前記上壁と前記下壁と前記中間壁とにより車両前方側に開放する前方開放部を有し、
   前記補強部材は、前記前方開放部を閉塞して、前記ビーム部を閉断面とするプレートからなることを特徴とする請求項４に記載のステアリングハンガービーム構造。

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