JP5299571B2 - 車両のステアリングコラム支持構造 - Google Patents
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Description
本発明は、車両のステアリングコラム支持構造に関する。
一般にステアリングコラムは、パイプ材で構成され又は板材を使ってパイプ状に形成されると共に車両幅方向に沿って配置されたインパネリインフォースメントにステアリングサポートブラケットを介して支持されている。
例えば、特開2009−227071号公報に開示された技術では、パイプ材で構成されたインパネリインフォースメントとカウルとをカウルトゥブレースで略車両前後方向に連結すると共に、当該インパネリインフォースメントと車体フロアとを2本のフロアブレースで略車両上下方向に連結することで、インパネリインフォースメントを補強している。そして、このインパネリインフォースメントにコラムブラケットを介してステアリングコラムが支持されるようになっている。
また、特開2000−62649号公報に開示された技術では、パイプ材で構成されたインパネリインフォースメントとカウルとをカウルトゥブレースで車両前後方向に連結することで、インパネリインフォースメントを補強している。そして、このインパネリインフォースメントに左右一対のステアリングサポートを介してステアリングコラムが支持されるようになっている。
特開2009−227071号公報
特開2000−62649号公報
特開2003−312542号公報
特開2004−034927号公報
しかしながら、上記先行技術による場合、ステアリングコラムの上下振動を、パイプ部材で構成されたインパネリインフォースメントの「捩り」で基本的に抑制する構造であるため、ステアリングコラムの最適な断面形状は必然的に円形断面となり、かつ口径も大きくなり、板厚も厚くなる。つまり、パイプ材の捩りで荷重を支持すること自体がそもそも効率が悪い。
本発明は上記事実を考慮し、ステアリングコラムを効率よく支持することができる車両のステアリングコラム支持構造を得ることが目的である。
第1の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、左右のフロントピラー間に車両幅方向に沿って配置されると共に、二分割された四角形断面のプレス構造体として構成され、更にステアリングコラムを支持するステアリングサポートブラケットが固定されたインパネリインフォースメントと、上端部が前記ステアリングサポートブラケットの後部に固定されると共に、下端部が車体フロア又は前記フロントピラーの下部に固定されたブレースと、を備え、前記プレス構造体は、前記四角形断面の上部側を構成するアッパ部材と、前記四角形断面の下部側を構成するロア部材と、を含み、前記ステアリングサポートブラケットは、前記アッパ部材に固定された第1サポート部材と、前記ロア部材に固定されると共に第1サポート部材側へ延出されて当該第1サポート部材に固定された第2サポート部材と、を備えている。
第2の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、第1の態様において、前記ブレースは、上端部が前記ステアリングサポートブラケットの後部に固定されると共に下端部が前記車体フロアの車両幅方向の中央部に固定されたフロアブレースと、上端部が前記ステアリングサポートブラケットの後部に固定されると共に下端部が前記フロントピラーの下部に固定されたステアリングブレースと、を含んでいる。
第3の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、第2の態様において、前記フロアブレースは、上端部から上下方向中間部までの上部と、当該上下方向中間部から下端部までの下部とを含み、当該上部が当該下部に対して車両幅方向外側へ傾斜して配置されている。
第5の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、第1〜第3の態様のいずれか一態様において、前記プレス構造体は、前後に重ね合わされて車両下方側へ延びる後方合わせフランジ部と、上下に重ね合わされて車両前方側へ延びる前方合わせフランジ部と、を備えている。
第6の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、第5の態様において、前記プレス構造体は、前記後方合わせフランジ部及び前記前方合わせフランジ部にてそれぞれスポット溶接されている。
第7の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、第1〜第3、第5、第6の態様のいずれか一態様において、前記プレス構造体の長手方向の両端部には平面視でL字状の取付ブラケットがそれぞれ固定されており、当該取付ブラケットが前記フロントピラーに対し車両後方側から締結固定されている。
第8の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、第1〜第3、第5〜第7の態様のいずれか一態様において、前記ステアリングサポートブラケットの両側部には前記プレス構造体の上面に重なる結合フランジ部がそれぞれ形成されており、当該結合フランジ部が当該プレス構造体の上面に固定されている。
第10の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、第1〜第3、第5〜第8の態様のいずれか一態様において、前記ステアリングサポートブラケットとカウルとはカウルトゥブレースによって車両前後方向に連結されており、さらに、カウルトゥブレースのステアリングサポートブラケットへの取付部は板状に形成されてステアリングサポートブラケットの上面に重ねて配置され、かつ当該取付部から下向きに立設されたスタッドボルトを用いて前記ステアリングコラムが締結固定されている。
第11の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、第2又は第3の態様において、前記フロアブレースの上下方向中間部及び前記ステアリングブレースの上下方向中間部には、車両上下方向に沿って膝拘束面が延在された膝拘束用ブラケットが取り付けられている。
第12の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、第1の態様において、前記ブレースは、上端部が前記インパネリインフォースメントに固定されると共に下端部が前記車体フロアの車両幅方向の中央部に固定された第1フロアブレースと、上端部が前記ステアリングサポートブラケットの後部に固定されると共に下端部が前記フロントピラーの下部に固定されたステアリングブレースと、上端部が前記ステアリングサポートブラケットの後部に固定されると共に下端部が前記第1フロアブレースの上下方向の途中部位に固定された第2フロアブレースと、を含んでいる。
第1の態様によれば、インパネリインフォースメントにはステアリングサポートブラケットが固定されており、当該ステアリングサポートブラケットにステアリングコラムが支持される。
ここで、本態様では、上端部がステアリングサポートブラケットの後部に固定され、下端部が車体フロア又はフロントピラーの下部に固定されたブレースを備えている。このため、ステアリングコラムの上下振動は、ステアリングサポートブラケットを介してブレースの軸力で支持することができる。これにより、インパネリインフォースメントへの捩り力の入力が少なくなるので、インパネリインフォースメントに要求される支持剛性を下げることができる。その結果、従来のように板厚を厚くしてかつ口径が大きい円形断面のインパネリインフォースメントにする必要がなくなる。その結果、板厚を薄くしてかつ軽量な四角形断面等のインパネリインフォースメントにすることが可能になる。よって、ステアリングコラムの上下振動に対するインパネリインフォースメントの支持効率が非常に良くなる。
第2の態様によれば、ブレースがフロアブレースとステアリングブレースとを含み、いずれも上端部がステアリングサポートブラケットの後部に固定されているので、ステアリングコラムの上下振動をフロアブレースの軸力とステアリングブレースの軸力の両方で支持することができる。
第3の態様によれば、フロアブレースが上部と下部とを含み、上部が下部に対して車両幅方向外側へ傾斜して配置されているため、フロアブレースを直線状に形成しかつ当該フロアブレースの全体を斜めに配置する場合に比し、ペダルワークスペースが犠牲にならない。
第1の態様によれば、前述したようにステアリングコラムの上下振動をブレースの軸力で支持することにより、インパネリインフォースメントを円形断面で構成する必要がなくなり、板厚も薄くできる。このため、本態様のように四角形断面のプレス構造体で構成することが可能となり、軽量化を図ることができると共に、材料費を大幅に削減することができる。
また、四角形断面による平面を確保することができるので、周辺部品を精度良く固定することができる。このため、円形断面のインパネリインフォースメントを採用した場合には必要となるブラケット類を廃止して、スタッドボルトやウエルドナットをインパネリインフォースメントに取付けて、周辺部品をインパネリインフォースメントに直付けすることが可能になる。よって、部品点数を削減することができる。
第5の態様によれば、プレス構造体が、前後に重ね合わされて車両下方側へ延びる後方合わせフランジ部と、上下に重ね合わされて車両前方側へ延びる前方合わせフランジ部と、を有するので、前述したスタッドボルトやウエルドナットを用いた固定とは異なり、これらの合わせフランジ部を利用して周辺部品(例えば、HVAC等)を固定することが可能になる。
第6の態様によれば、プレス構造体が後方合わせフランジ部及び前方合わせフランジ部にてスポット溶接されているので、従来のように、板材をパイプ状に曲げ加工して、合わせ部を連続溶接(シーム溶接)することにより円形断面に形成されたインパネリインフォースメントを用いる場合に比べて、溶接が非常に容易になる。
第7の態様によれば、プレス構造体の長手方向の両端部に取り付けられた平面視でL字状の取付ブラケットをフロントピラーに車両後方側から締結固定することにより、インパネリインフォースメントがフロントピラーに固定される。このため、従来のようにパイプ材の捩り剛性でステアリングコラムの上下振動を支持する構造の場合には、パイプ材を周方向に囲むように少なくとも3箇所でフロントピラーに締結固定する必要があるが、本態様によれば、インパネリインフォースメントの捩り剛性でステアリングコラムの上下振動を支持しないので、少ない締結点数でプレス構造体をフロントピラーに締結固定しても必要充分な取付強度を確保することが可能になる。
第8の態様によれば、ステアリングサポートブラケットの両端部に形成された結合フランジ部がプレス構造体の上面に重ね合わされて固定されているので、インパネリインフォースメントの断面崩れが抑制されると共にインパネリインフォースメントの剛性が上がる。
第1の態様によれば、ステアリングサポートブラケットは、プレス構造体のアッパ部材に固定された第1サポート部材と、プレス構造体のロア部材に固定された第2サポート部材とに分割されている。このため、プレス構造体が構成される前に、第1サポート部材をアッパ部材に先付けすると共に、第2サポート部材をロア部材に先付けしておくことができる。その結果、第1サポート部材のアッパ部材への取付精度及び第2サポート部材のロア部材への取付精度を高めることができる。
さらに、第2サポート部材を第1サポート部材側へ延出させておくことで、アッパ部材とロア部材とを接合する際に、第2サポート部材を第1サポート部材に固定して、両者を連結することができる。このため、第1サポート部材と第2サポート部材とが直接連結されることになる。その結果、ステアリングサポートブラケットの全体の剛性が上がる。
第10の態様によれば、ステアリングサポートブラケットとカウルとがカウルトゥブレースによって車両前後方向に連結される。このため、ステアリングコラムの支持剛性を高めることができる。さらに本態様では、カウルトゥブレースのステアリングサポートブラケットへの取付部を板状に形成すると共に、その板状に形成された取付部はステアリングサポートブラケットの上面に重ねて配置される。この取付部からはスタッドボルトが下向きに立設されており、このスタッドボルトを用いてステアリングコラムが締結固定されているので、ステアリングコラムの締結固定部の板厚がステアリングサポートブラケットの板厚とカウルトゥブレースの取付部の板厚の二枚分になり、板厚が増加する。その結果、ステアリングコラムの取付部の面剛性が上がる。
第11の態様によれば、フロアブレースの上下方向中間部及びステアリングブレースの上下方向中間部に、車両上下方向に沿って膝拘束面が延在された膝拘束用ブラケットが取り付けられているので、インパネリインフォースメントに膝拘束用ブラケットを取り付ける場合に比し、膝拘束用ブラケットの車両前後方向の長さを短くできる。つまり、膝拘束用ブラケットの車体側への取付点を従来よりも車両後方側に設定することができるので、膝拘束用ブラケットの長手方向(略車両前後方向)の長さが短くて済む。その結果、膝拘束用ブラケットで乗員の膝を拘束した際に、膝拘束用ブラケットの拘束面が車両上下方向にずれ(逃げ)難くなる。
第12の態様によれば、ブレースが従来からある第1フロアブレースと、上端部がステアリングサポートブラケットの後部に固定されかつ下端部が第1フロアブレースの上下方向の途中部位に固定された第2ロアブレースと、ステアリングブレースとを含んでいる。つまり、上述した第3の態様で採用した上部と下部の構成を2本のフロアブレースで代替した構成といえる。このため、この構成によっても、ペダルワークスペースを確保することができる。
以上説明したように、第1の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、ステアリングコラムを効率よく支持することができるという優れた効果を有する。
第2の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、ステアリングコラムの上下振動に対して充分な支持剛性を確保することができるという優れた効果を有する。
第3の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、良好なペダル操作性を確保することができるという優れた効果を有する。
第1の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、軽量化及び大幅なコスト削減を図ることができるという優れた効果を有する。
第5の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、合わせフランジ部を利用した周辺部品の取付けが可能になるという意味で、周辺部品のインパネリインフォースメントへの取付方の豊富化を図ることができるという優れた効果を有する。
第6の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、溶接費及び溶接検査費を大幅に削減することができるという優れた効果を有する。
第7の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、インパネリインフォースメントのフロントピラーへの取付作業性を向上させることができるという優れた効果を有する。
第8の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、インパネリインフォースメントの断面崩れを抑制することができると共に、インパネリインフォースメントの剛性を上げることができるという優れた効果を有する。
第1の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、ステアリングコラムのステアリングサポートブラケットへの取付精度を向上させることができる共に、ステアリングサポートブラケットの支持剛性を高めることができるという優れた効果を有する。
第10の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、ステアリングコラムの支持剛性を向上させることができるという優れた効果を有する。
第11の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、膝拘束用ブラケットを小型化することができると共に、乗員の膝拘束性能を向上させることができるという優れた効果を有する。
第12の態様に係る車両のステアリングコラム支持構造は、良好なペダル操作性を確保することができるという優れた効果を有する。
以下、図1〜図15を用いて、本発明に係る車両のステアリングコラム支持構造の実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印FRは車両前方側を示しており、矢印UPは車両上方側を示しており、矢印INは車両幅方向内側を示している。
図1に示されるように、インパネリインフォースメント10は、対角線にて二分割された四角形断面のプレス構造体12として構成されている。具体的には、図5及び図9等に示されるように、プレス構造体12は、各々プレス成形によって構成されると共に断面形状がL字状となるように形成されたアッパ部材14とロア部材16の二部品で構成されている。
アッパ部材14は、四角形断面の上部側を構成しており、上面部18と後面部20とを備えている。一方、ロア部材16は、四角形断面の下部側を構成しており、前面部22と下面部24とを備えている。前面部22の上端部は車両前方側へ折り曲げられており、ロア側前方合わせフランジ部22Aとされている。下面部24の後端部は車両下方側へ折り曲げられており、ロア側後方合わせフランジ部24Aとされている。ロア側前方合わせフランジ部22Aには、アッパ部材14の上面部18の前端部であるアッパ側前方合わせフランジ部18Aが上下に重ね合わされており、この状態で両者がスポット溶接により接合されている(以下、ロア側前方合わせフランジ部22Aとアッパ側前方合わせフランジ部18Aとを区別する必要がない場合は、「前方合わせフランジ部26」と称す。)。また、ロア側後方合わせフランジ部24Aには、アッパ部材14の後面部20の下端部であるアッパ側後方合わせフランジ部20Aが前後に重ね合わされており、この状態で両者がスポット溶接により接合されている(以下、ロア側後方合わせフランジ部24Aとアッパ側後方合わせフランジ部20Aとを区別する必要がない場合は、「後方合わせフランジ部28」と称す。)。これにより、四角形断面のプレス構造体12が形成されている。
図1及び図5〜図8に示されるように、上記プレス構造体12の長手方向の両端部には、平面視でL字状に形成された取付ブラケット30が取り付けられている。取付ブラケット30は、プレス成形によって製作されている。また、取付ブラケット30は、プレス構造体12の長手方向の端部に形成された四角形断面を塞ぐベース部32と、このベース部32の後端部を車両幅方向外側へ折り曲げることにより形成された取付部34と、を備えている。
ベース部32の中央部には、切り起こしによりプレス構造体12の後面部20側へ折り曲げられた曲げフランジ部36が形成されている。曲げフランジ部36は後面部20に車両後方側から重ね合わされ、この状態で両者がスポット溶接されている。また、ベース部32及び取付部34の上縁部及び下縁部は同一方向へ直角に折り曲げられており、これにより取付ブラケット30が補強されている。ベース部32の上縁部に形成された上縁フランジ部32Aは車両幅方向内側へ張り出されている。この上縁フランジ部32Aは、プレス構造体12の上面部18に車両上方側から重ね合わされており、この状態で両者がスポット溶接されている。また、図5及び図8に示されるように、ロア部材16の長手方向の端部には、一対の前側取付片38と下側取付片40が一体に形成されている。前側取付片38は、前面部22の長手方向の端部を車両前方側へ折り曲げることにより形成されている。また、下側取付片40は、下面部24の長手方向の端部を車両下方側へ折り曲げることにより形成されている。そして、これらの前側取付片38及び下側取付片40は、ベース部32の車両幅方向内側の面に重ね合わされており、この状態で両者がスポット溶接により接合されている。
上記取付部34の上部及び下部には、車両幅方向に長い長孔とされた上下一対のボルト挿通孔42が形成されている。これに対応して、図6に示されるように、左右のフロントピラー44の後壁部44Aには、上下のボルト挿通孔42に対応する位置に、円孔で構成された上下一対のボルト挿通孔46がされている。なお、後壁部44Aの前面には、ボルト挿通孔46と同軸上にウエルドナット48が溶着されている。そして、取付部34をフロントピラー44の後壁部44Aに車両後方側から重ね合わせて、上下一対のボルト挿通孔42、46にボルト50をウエルドナット48に螺合させることにより、インパネリインフォースメント10が左右のフロントピラー44に締結固定されている。
図1〜図4に示されるように、上述したインパネリインフォースメント10の運転席側には、ステアリングサポートブラケット52及びカウルトゥブレース54が取り付けられている。ステアリングサポートブラケット52は、ロア側のみで構成されている。つまり、ステアリングサポートブラケット52のアッパ側は廃止されている。具体的には、図2及び図3に示されるように、ステアリングサポートブラケット52は、プレス構造体12のアッパ部材14側に固定される第1サポート部材56と、プレス構造体12のロア部材16側に固定される第2サポート部材58と、によって構成されている。第1サポート部材56及び第2サポート部材58は、いずれもプレス成形によって製作されている。
第1サポート部材56は、車両上方側が開放された略U字状に形成されており、車両幅方向に沿って延在する底部56Aと、底部56Aの車両幅方向両端部を車両上方側へ折り曲げて形成した両側部56B、56Cと、を備えている。底部56Aの両サイドは、底部56Aの中央部よりも一段下がっており、左右一対のボルト挿通孔60(図3参照)がそれぞれ形成されている。また、両側部56B、56Cの上端部は互いに離間する方向へそれぞれ折り曲げられており、上端フランジ部56D、56Eを形成している。上端フランジ部56D、56Eは車両前方側へ延出されており、当該延出部分56F、56Gがアッパ部材14の上面部18に車両上方側から重ね合わされてスポット溶接されている。
一方、図3に示されるように、第2サポート部材58は、全体としては板状に形成されている。第2サポート部材58の前部58Aの車両幅方向の両端部は車両上方側へ折り曲げられており、両側部58A1、58A2とされている。このため、前部58Aは、第1サポート部材56と同様に、車両上方側が開放された略U字状に形成されている。両側部58A1、58A2の後端上角部には、一対の上側取付片62及び下側取付片64が形成されている。上側取付片62は、ロア部材16のロア側前方合わせフランジ部22Aにスポット溶接されている。また、下側取付片64は、ロア部材16の前面部22にスポット溶接されている。さらに、前部58Aの前端部には、左右一対のボルト挿通孔66が形成されている。また、第2サポート部材58の後部58Bは第1サポート部材56側へ延出されており、第1サポート部材56にスポット溶接されている。これにより、第1サポート部材56と第2サポート部材58とが相互に連結されて一体化されている。
カウルトゥブレース54は、側面視で逆V字状に形成されており、プレス構造体12を車両上方側から跨ぐように配置されたアッパ部68と、このアッパ部68の前端部から車両下方側へ垂下されてプレス構造体12の車両前方側に配置されたロア部70と、によって構成されている。アッパ部68及びロア部材16は、いずれもプレス成形によって製作されている。
アッパ部68は、平面視で略矩形状に形成された本体部68Aと、この本体部68Aの車両幅方向両端部を車両下方側へ折り曲げることにより形成された両側部68Bと、を備えており、車両下方側が開放された逆U字状の断面形状に形成されている。本体部68Aの前端部は車両下方側へ折り曲げられており、この前端フランジ68Cはカウル72にボルトで締結固定するためのボルト挿通孔74が形成されている。また、図2に示されるように、両側部68Bの後端部は車両幅方向でかつ互いに離間する方向へ折り曲げられており、一対の取付フランジ68Dとされている。これら一対の取付フランジ68Dが前述した第1サポート部材56の底部56Aの両サイドの上面に重ね合わされている。各取付フランジ68Dには、取付ボルト76が下向きに固定されている。取付ボルト76は第1サポート部材56の底部56Aの両サイドに形成されたボルト挿通孔60(図3参照)内へ挿通され、更にステアリングコラム78(図1参照)のコラムチューブ80に固定されたコラム側取付ブラケットに締結固定されている。
ロア部70は、車両前方側から見て略二等辺三角形状に形成されている。ロア部70の各辺は車両後方側へ折り曲げられて補強されている。また、ロア部70の下縁部から車両後方側へ折り曲げられて形成された下フランジ70Aは、第2サポート部材58の前部58Aの上面に重ね合わされている。また、下フランジ70Aには、左右一対の取付ボルト82が下向きに固定されている。これらの取付ボルト82は第2サポート部材58の前部58Aに形成されたボルト挿通孔66内へ挿通され、更にステアリングコラム78のコラムチューブ80に固定されたコラム側取付ブラケットに締結固定されている。これにより、ステアリングコラム78は第1サポート部材56及び第2サポート部材58に締結固定されている。
次に、フロアブレース84とステアリングブレース86について説明する。図1〜図4に示されるように、上述したステアリングサポートブラケット52の第1サポート部材56には、当該第1サポート部材56を車両幅方向に挟むようにフロアブレース84及びステアリングブレース86が取り付けられている。
フロアブレース84は、パイプ材で構成されており、上端部84A及び下端部84Bは固定し易いように潰されている。また、フロアブレース84は、室内側から見て上下方向中間部で湾曲した形状に形成されている。具体的には、フロアブレース84は、上端部84Aから上下方向中間部までの上部84Cと、上下方向中間部から下端部84Bまでの下部84Dと、によって構成されている。上端部84Aは、第1サポート部材56の車両幅方向内側の側部56Bにボルト及びウエルドナットから成る締結具88によって締結固定されている。また、下端部84Bは、車体フロア90の車両幅方向中央部に鞍状に設けられたフロアトンネル部92の側壁部92A(図4参照)にボルト及びウエルドナットから成る締結具94で締結固定されている。さらに、上部84Cは下部84Dに対して車両幅方向外側へ傾斜されている。これにより、ペダルワークスペース96(図4参照)が確保されている。
ステアリングブレース86は、パイプ材で構成されており、上端部86A及び下端部86Bは固定し易いように潰されている。また、ステアリングブレース86は、直線状に形成されている。上端部86Aは、第1サポート部材56の車両幅方向外側の側部56Cにボルト及びウエルドナットから成る締結具98によって締結固定されている。また、下端部86Bは、フロントピラー44の高さ方向中間部にボルト及びウエルドナットから成る締結具100で締結固定されている(図4参照)。その結果、ステアリングブレース86は、室内側から見て上端部86Aの位置が下端部86Bの位置よりも高くなるように傾斜されている。
上記フロアブレース84の上部84C及びステアリングブレース86の上部には、左右一対の膝拘束用ブラケット102、104が取り付けられている。フロアブレース84側に配設される膝拘束用ブラケット102は、基端部がフロアブレース84の上部84Cに略垂直に固定されると共に先端部が車両後方側へ延出された狭幅な矩形プレート状の支持部102Aと、この支持部102Aの先端部に上部裏面が略垂直に固定されると共に下端部がフロアブレース84の上部84Cに固定された矩形平板状の膝拘束面102Bと、によって構成されている。膝拘束面102Bは略車両上下方向へ延在されている。また、膝拘束面102Bには上下一対のボルト挿通孔106が形成されており、このボルト挿通孔106を利用して図示しないエネルギー吸収部材が取り付けられるようになっている。
一方、ステアリングブレース86側に配設された膝拘束用ブラケット104は、プレス成形によって製作されている。具体的には、膝拘束用ブラケット104は、狭幅な矩形プレート状に形成された膝拘束面104Aと、膝拘束面104Aの長辺を車両前方側へ折り曲げて形成した左右一対の側壁部104Bと、膝拘束面104Aの上側の短辺を車両前方側へ折り曲げて形成した上端壁104Cと、によって構成されている。左右一対の側壁部104B及び上端壁104Cがステアリングブレース86に固定されている。膝拘束面104Aは車両上下方向に沿って延在されており、又図示しないエネルギー吸収部材を取り付けるための上下一対のボルト挿通孔108が形成されている。
最後に、上記インパネリインフォースメント10の各部の断面構造について説明する。図1に示されるように、上述したインパネリインフォースメント10の助手席側には、助手席用フロアブレース110が配設されている。助手席用フロアブレース110は直線状に形成されており、その上端部110Aはアッパ部材14の後面部20に締結固定されている。具体的には、図9に示されるように、後面部20にプロジェクションボルト112が車両後方側へ向けて立設されている。そして、このプロジェクションボルト112に上端部110Aを挿通させてナット114を螺合させることにより、助手席用フロアブレース110の上端部110Aが後面部20に直接締結固定されている。なお、助手席用フロアブレース110の下端部110Bは、前述したフロアトンネル部92の助手席側の側壁部92Bに締結固定されている。
また、図1に示されるように、インパネリインフォースメント10の助手席側には、助手席用フロアブレース110と助手席側の取付ブラケット30との間に助手席用エアバッグ装置を取り付けるための取付ブラケット116が配設されている。図10に示されるように、取付ブラケット116は平面視でハット形状とされており、両側部と下部に取付用のフランジ部116Aが形成されている。これらのフランジ部116Aはスポット溶接により後面部20に接合されている。なお、図10には、スポット溶接する際に使用するガン118が図示されている。
さらに、インパネリインフォースメント10の車両幅方向の中央部には、左右一対の取付ブラケット120が配設されている。これらの取付ブラケット120は、オーディオを取り付けるためのブラケットである。取付ブラケット120も、助手席用エアバッグ装置を取り付けるための取付ブラケット116と同様にスポット溶接により後面部20に接合されている。
また、図11に示されるように、インパネリインフォースメント10の後面部20には、バーリング部122が形成されている。このバーリング部122には、インストルメントパネル124がタッピングスクリュー126で固定されている。
さらに、図12に示されるように、インパネリインフォースメント10の前方合わせフランジ部26には、ボルト挿通孔128が形成されている。このボルト挿通孔128の下方には、HVAC(heating and ventilating air conditioning)130の取付フランジ132が配置されている。取付フランジ132は樹脂製であり、その先端部にはボルト挿通孔128と同軸上にボルト挿通孔134が形成されていると共に、ケースナット136が装着されている。そして、前方合わせフランジ部26のボルト挿通孔128、HVAC130の取付フランジ132のボルト挿通孔134の順にボルト138が挿通されてケースナット136のナット部136Aに螺合されることにより、HVAC130の取付フランジ132が締結固定されている。
また、図13に示されるように、HVAC130の樹脂部140に取付孔142を形成しておき、タッピングスクリュー144で前方合わせフランジ部26を樹脂部140に固定するようにしてもよい。
(本実施形態の作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
<基本的な作用・効果>
上記構成のインパネリインフォースメント10では、ステアリングコラム78は、ステアリングサポートブラケット52の下側に取付ボルト76、82を用いて固定される。
上記構成のインパネリインフォースメント10では、ステアリングコラム78は、ステアリングサポートブラケット52の下側に取付ボルト76、82を用いて固定される。
ここで、従来では、図14Bに示されるように、ステアリングコラム78がステアリングサポートブラケット150を介してインパネリインフォースメント152に直接支持される構成を採っていた。このため、ステアリングコラム78の上下振動Kをインパネリインフォースメント152の捩り力Mで支持することとなる。その結果、インパネリインフォースメント152の板厚を厚くしてかつ口径が大きい円形断面のパイプ材にする必要があり、ステアリングコラム78の上下振動Kに対するインパネリインフォースメント152の支持効率が良くなかった。なお、フロアブレース154は、インパネリインフォースメント152と車体フロアとを連結するように設けられている。
これに対し、本実施形態では、図1及び図4に示されるように、第1サポート部材56の車両幅方向内側の側部56Bと車体フロア90のフロアトンネル部92の側壁部92Aとにフロアブレース84を架け渡すと共に、第1サポート部材56の車両幅方向外側の側部56Cとフロントピラー44の上下方向中間部との間にステアリングブレース86を架け渡す構造とした。これにより、図14Aに示されるように、ステアリングコラム78の上下振動Kは、第1サポート部材56を介してフロアブレース84の軸力N1とステアリングブレース86の軸力N2(図4参照)の両方で支持される。このため、インパネリインフォースメント10への捩り力の入力が少なくなるので、インパネリインフォースメント10に要求される支持剛性を下げることができる。その結果、板厚を薄くしてかつ軽量な四角形断面のインパネリインフォースメント10にすることが可能になり、ステアリングコラム78を効率よく支持することができる。
上記効果は、以下の効果に敷衍される。板材を曲げ加工してパイプ状とし、両端部の合わせ部を溶接してパイプ材を製作する場合には、当該合わせ部を精度良く突き合わせることが難しく、溶接不良が発生しやすい。このため、インパネリインフォースメントの全長に亘って合わせ部を連続溶接する必要があり、コストがかかる。さらに、溶接不良があると、その部分が開断面となり、インパネリインフォースメントの剛性が著しく低下する。このため、溶接品質について検査を充分に行い、必要に応じて手直し工程を設ける必要がある。これに対し、本実施形態では、ステアリングコラム78の上下振動Kを捩り力で受ける必要がなく、フロアブレース84の軸力N1及びステアリングブレース86の軸力N2で受けるため、インパネリインフォースメントを円形断面にする必要がなく、板厚を薄くして四角形断面のプレス構造体12で構成することができる。その結果、前方合わせフランジ部26及び後方合わせフランジ部28にて全点スポット溶接化することができる。これにより、材料単価を大幅に削減できることはもとより、溶接費、検査費等の溶接に関するコストも大幅に削減することができ、かつインパネリインフォースメント10の生産性も向上させることができる。
また、アッパ部材14及びロア部材16から成る四角形断面のプレス構造体12でインパネリインフォースメント10を構成したことにより、種々の部品の取付面が曲面ではなく平面になる。このため、プロジェクションボルト112を立設させてインパネリインフォースメント10に直接締結固定する構成(図9参照)、インパネリインフォースメント10の後面部20にバーリング部122を直接形成してタッピングスクリュー126で直接締結固定する構成(図11参照)、前方合わせフランジ部26に直接締結固定する構成(図12、図13参照)等を採ることができる。すなわち、前方合わせフランジ部26や後方合わせフランジ部28を利用した周辺部品の取付けが可能になるという意味で、周辺部品のインパネリインフォースメント10への取付方の豊富化を図ることができる。また、これにより、円形断面のインパネリインフォースメント152を採用した場合には必要となるブラケット類を廃止して部品点数を削減することができるため、コスト及び重量を削減することができる。さらに、車両前方側へ延出された前方合わせフランジ部26を設定することにより、上面部18にワイヤハーネスを配索した場合に、ワイヤハーネスがフランジのエッジで損傷するのを防止することができるというメリットもある。
<副次的な作用・効果>
上述したように本実施形態では、フロアブレース84及びステアリングブレース86のいずれか一方のみを設定するのではなく、両方を設定したので、ステアリングコラム78の上下振動Kをフロアブレース84の軸力N1とステアリングブレース86の軸力N2の両方でステアリングコラム78から入力される荷重を支持することができる。その結果、ステアリングコラム78の上下振動Kに対して充分な支持剛性を確保することができる。
上述したように本実施形態では、フロアブレース84及びステアリングブレース86のいずれか一方のみを設定するのではなく、両方を設定したので、ステアリングコラム78の上下振動Kをフロアブレース84の軸力N1とステアリングブレース86の軸力N2の両方でステアリングコラム78から入力される荷重を支持することができる。その結果、ステアリングコラム78の上下振動Kに対して充分な支持剛性を確保することができる。
また、図4に示されるように、フロアブレース84が上部84Cと下部84Dとを含み、上部84Cが下部84Dに対して車両幅方向外側へ傾斜して配置されているため、直線状のフロアブレースの全体を斜めに配置する場合に比し、ペダルワークスペース96が犠牲にならない。その結果、良好なペダル操作性を確保することができる。
さらに、本実施形態では、プレス構造体12の長手方向の両端部に取り付けられた平面視でL字状の取付ブラケット30をフロントピラー44に車両後方側から締結固定することにより、インパネリインフォースメント10がフロントピラー44に固定することとしたので、締結点を2点にすることができる。つまり、従来のようにパイプ材の捩り剛性でステアリングコラム78の上下振動を支持する構造のインパネリインフォースメント152の場合、パイプ材の長手方向の端部を周方向に囲むように少なくとも3箇所でフロントピラー44に締結固定する必要があった。これに対し、本実施形態では、インパネリインフォースメント10の捩り剛性でステアリングコラム78の上下振動Kを支持しないので、少ない締結点数(2点)でプレス構造体12をフロントピラー44に締結固定しても必要充分な取付強度を確保することが可能になる。その結果、本実施形態によれば、インパネリインフォースメント10のフロントピラー44への取付作業性を向上させることができると共に、コストダウンを図ることができる。
また、本実施形態では、ステアリングサポートブラケット52の第1サポート部材56の両側部56B、56Cに形成された上端フランジ部56D、56Eの延出部分56F、56Gがプレス構造体12の上面部18に重ね合わされて固定されているので、インパネリインフォースメント10の断面崩れが抑制されると共にインパネリインフォースメント10の剛性が上がる。
さらに、本実施形態では、ステアリングサポートブラケット52が、アッパ部材14に固定される第1サポート部材56と、プレス構造体12のロア部材16に固定される第2サポート部材58とに分割されているので、プレス構造体12が構成される前に、第1サポート部材56をアッパ部材14に予め先付けすると共に、第2サポート部材58をロア部材16に予め先付けしておくことができる。これにより、第1サポート部材56のアッパ部材14への取付精度及び第2サポート部材58のロア部材16への取付精度を高めることができる。その結果、ステアリングコラム78のステアリングサポートブラケット52への取付精度を向上させることができる。
加えて、第2サポート部材58を第1サポート部材56側へ延出させておくことで、アッパ部材14とロア部材16とを接合する際に、第2サポート部材58を第1サポート部材56に固定して、両者を連結することができる。このため、第1サポート部材56と第2サポート部材58とが直接連結されることになる。その結果、ステアリングサポートブラケット52の全体の剛性が上がる。
また、本実施形態では、ステアリングサポートブラケット52とカウル72とがカウルトゥブレース54によって車両前後方向に連結される。このため、ステアリングコラム78の支持剛性を高めることができる。さらに、カウルトゥブレース54のステアリングサポートブラケット52への本体部68Aを板状にして、当該本体部68Aを第1サポート部材56の底部56Aの上面に重ねて配置し、当該本体部68Aから立設された取付ボルト76、82を用いてステアリングコラム78を締結固定したので、ステアリングコラム78の締結固定部の板厚が第1サポート部材56の板厚とカウルトゥブレース54の本体部68Aの板厚の二枚分になり、板厚が増加する。その結果、ステアリングコラム78の締結固定部の面剛性が上がる。そのため、ステアリングコラム78の支持剛性を向上させることができる。
さらに、本実施形態では、フロアブレース84の上下方向中間部及びステアリングブレース86の上下方向中間部に、車両上下方向に沿って膝拘束面102B、104Aが延在された膝拘束用ブラケット102、104が取り付けられているので、インパネリインフォースメント10に膝拘束用ブラケットを取り付ける場合に比し、膝拘束用ブラケット102、104の車両前後方向の長さを短くできる。つまり、膝拘束用ブラケット102、104の車体側への取付点を従来よりも車両後方側に設定することができるので、膝拘束用ブラケット102、104の長手方向(略車両前後方向)の長さが短くて済む。その結果、膝拘束用ブラケット102、104で乗員の膝を拘束した際に、膝拘束用ブラケット102、104の膝拘束面102B、104Aが車両上下方向にずれ(逃げ)難くなる。よって、膝拘束用ブラケット102、104を小型化することができると共に、乗員の膝拘束性能を向上させることができる。
〔上記実施形態の補足説明〕
(1) 上述した実施形態では、フロアブレース84を上下方向中間部で湾曲させることで1本のフロアブレース84でペダルワークスペース96を確保する構成を採ったが、これに限らず、図15に示されるように、フロアブレースを複数本に分割する構成を採ってもよい。簡単に説明すると、図15に示されるように、この変形例では、フロアブレース160が第1フロアブレース162と第2フロアブレース164によって構成されている。第1フロアブレース162は従来からあるものであり、上端部162Aがインパネリインフォースメント10の後面部20に締結固定されている。また、下端部162Bがフロアトンネル部92の側壁部92Aに締結固定されている。一方、第2フロアブレース164は、上端部164Aが第1サポート部材56の車両幅方向内側の側部56Bに締結固定されている。また、下端部164Bが第1フロアブレース162の上下方向の途中部位(上下方向の中間部と下端部162Bとの間)に溶接等により固定されている。この構成によっても、上述した実施形態と同様にペダルワークスペース96が確保されるので、良好なペダル操作性を確保することができる。
(1) 上述した実施形態では、フロアブレース84を上下方向中間部で湾曲させることで1本のフロアブレース84でペダルワークスペース96を確保する構成を採ったが、これに限らず、図15に示されるように、フロアブレースを複数本に分割する構成を採ってもよい。簡単に説明すると、図15に示されるように、この変形例では、フロアブレース160が第1フロアブレース162と第2フロアブレース164によって構成されている。第1フロアブレース162は従来からあるものであり、上端部162Aがインパネリインフォースメント10の後面部20に締結固定されている。また、下端部162Bがフロアトンネル部92の側壁部92Aに締結固定されている。一方、第2フロアブレース164は、上端部164Aが第1サポート部材56の車両幅方向内側の側部56Bに締結固定されている。また、下端部164Bが第1フロアブレース162の上下方向の途中部位(上下方向の中間部と下端部162Bとの間)に溶接等により固定されている。この構成によっても、上述した実施形態と同様にペダルワークスペース96が確保されるので、良好なペダル操作性を確保することができる。
(2) 上述した実施形態では、長手方向に対して直交する方向に切断したときの断面形状がL字状とされたアッパ部材14を四角形断面の上部に配置し、同断面形状が略M字状とされたロア部材16を四角形断面の下部に配置したインパネリインフォースメント10としたが、これに限らず、メリットは減るが、他の断面構造を採用してもよい。例えば、アッパ部材14とロア部材16の前後の配置関係を逆にしてもよい。この場合、インストルメントパネル124の意匠が制約を受けると共にHVAC130を前方合わせフランジ部26を利用して取り付けることができなくなるが、フロアブレース84及びステアリングブレース86の取付に影響はないので、基本的な効果は得られる。また、例えば、アッパ部材の上面部の前端部を車両下方側へ折り曲げてから更に車両前方側へ折り曲げると共に、ロア部材の前面部の高さを低くすることで、前方合わせフランジ部の高さを下げた断面形状(対角線で二分割されていない四角形断面形状)にしてもよい。
(3) 上述した実施形態では、フロアブレース84の上端部84Aをステアリングサポートブラケット52の第1サポート部材56の車両幅方向内側の側部56Bに固定し、ステアリングブレース86の上端部86Aを第1サポート部材56の車両幅方向外側の側部56Cに固定した(即ち、ステアリングサポートブラケット52を挟むようにフロアブレース84の上端部84Aとステアリングブレース86の上端部86Aとを固定した)が、これに限らず、フロアブレースの上端部とステアリングブレースの上端部とがステアリングサポートブラケットの後部に固定されていればよい。
Claims (10)
- 左右のフロントピラー間に車両幅方向に沿って配置されると共に、二分割された四角形断面のプレス構造体として構成され、更にステアリングコラムを支持するステアリングサポートブラケットが固定されたインパネリインフォースメントと、
上端部が前記ステアリングサポートブラケットの後部に固定されると共に、下端部が車体フロア又は前記フロントピラーの下部に固定されたブレースと、
を備え、
前記プレス構造体は、前記四角形断面の上部側を構成するアッパ部材と、前記四角形断面の下部側を構成するロア部材と、を含み、
前記ステアリングサポートブラケットは、前記アッパ部材に固定された第1サポート部材と、前記ロア部材に固定されると共に第1サポート部材側へ延出されて当該第1サポート部材に固定された第2サポート部材と、を備えている、
車両のステアリングコラム支持構造。 - 前記ブレースは、
上端部が前記ステアリングサポートブラケットの後部に固定されると共に下端部が前記車体フロアの車両幅方向の中央部に固定されたフロアブレースと、
上端部が前記ステアリングサポートブラケットの後部に固定されると共に下端部が前記フロントピラーの下部に固定されたステアリングブレースと、
を含む請求項1記載の車両のステアリングコラム支持構造。 - 前記フロアブレースは、上端部から上下方向中間部までの上部と、当該上下方向中間部から下端部までの下部とを含み、当該上部が当該下部に対して車両幅方向外側へ傾斜して配置されている請求項2記載の車両のステアリングコラム支持構造。
- 前記プレス構造体は、前後に重ね合わされて車両下方側へ延びる後方合わせフランジ部と、上下に重ね合わされて車両前方側へ延びる前方合わせフランジ部と、を備えている請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の車両のステアリングコラム支持構造。
- 前記プレス構造体は、前記後方合わせフランジ部及び前記前方合わせフランジ部にてそれぞれスポット溶接されている請求項5記載の車両のステアリングコラム支持構造。
- 前記プレス構造体の長手方向の両端部には平面視でL字状の取付ブラケットがそれぞれ固定されており、
当該取付ブラケットが前記フロントピラーに対し車両後方側から締結固定されている請求項1〜請求項3、請求項5、請求項6のいずれか1項に記載の車両のステアリングコラム支持構造。 - 前記ステアリングサポートブラケットの両側部には前記プレス構造体の上面に重なる結合フランジ部がそれぞれ形成されており、
当該結合フランジ部が当該プレス構造体の上面に固定されている請求項1〜請求項3、請求項5〜請求項7のいずれか1項に記載の車両のステアリングコラム支持構造。 - 前記ステアリングサポートブラケットとカウルとはカウルトゥブレースによって車両前後方向に連結されており、
さらに、カウルトゥブレースのステアリングサポートブラケットへの取付部は板状に形成されてステアリングサポートブラケットの上面に重ねて配置され、かつ当該取付部から下向きに立設されたスタッドボルトを用いて前記ステアリングコラムが締結固定されている請求項1〜請求項3、請求項5〜請求項8のいずれか1項に記載の車両のステアリングコラム支持構造。 - 前記フロアブレースの上下方向中間部及び前記ステアリングブレースの上下方向中間部には、車両上下方向に沿って膝拘束面が延在された膝拘束用ブラケットが取り付けられている請求項2又は請求項3記載の車両のステアリングコラム支持構造。
- 前記ブレースは、
上端部が前記インパネリインフォースメントに固定されると共に下端部が前記車体フロアの車両幅方向の中央部に固定された第1フロアブレースと、
上端部が前記ステアリングサポートブラケットの後部に固定されると共に下端部が前記フロントピラーの下部に固定されたステアリングブレースと、
上端部が前記ステアリングサポートブラケットの後部に固定されると共に下端部が前記第1フロアブレースの上下方向の途中部位に固定された第2フロアブレースと、
を含む請求項1記載の車両のステアリングコラム支持構造。
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