JP6108101B2 - 車両のステアリングサポートメンバーの支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、
ステアリングコラムが固定されるステアリングサポートメンバーがダッシュパネルの車両後方側に車幅方向に沿って配置され、
前記ステアリングサポートメンバーとメインフロアのフロアトンネルの上部とに、前記ステアリングサポートメンバーを支持する支持部材が架設され、
前記支持部材の下端部と前記フロアトンネルの上部との間にブラケットが介在している車両のステアリングサポートメンバーの支持構造に関する。

上記の車両のステアリングサポートメンバーの支持構造において、前記ステアリングサポートメンバーは左右のダッシュサイドパネル間に架設されている。そして、運転席側のステアリングサポートメンバー部分にステアリングコラムが固定され、インストルメントパネルやオーディオ機器・空調機器などの重量部品がステアリングサポートメンバーに取り付けられる。

このようなステアリングサポートメンバーは鋼管で構成されて強度・剛性を有しているが、ステアリングサポートメンバーは車室の全幅にわたっており、ステアリングサポートメンバーのみで剛性を確保することは困難である。

前記ステアリングサポートメンバーの周辺の剛性が低いと、ステアリングの振動が運転者に伝わり不快感を与える。さらに、機器類の振動により軋み音が発生する。また、衝突事故などで車両前方側から衝撃荷重が加わると、ダッシュパネルの上部及びカウルパネルが変形して車室内に入り込む。そして、ステアリングサポートメンバーが後方に変形し、ステアリングハンドルが後退する。

このような後退は最小限に留める必要があることから、ステアリングサポートメンバーとメインフロアのフロアトンネルの上部とに前記支持部材が架設されている。

しかしながら、フロアトンネルの上部に対する前記支持部材の下端部の固定強度が弱いと、耐振動特性や耐衝撃特性を十分向上させることができない。

そこで、従来、図８，図９に示すように、フロアトンネル３の上面に固定される周辺フランジ部１０Ｆと、周辺フランジ部１０Ｆに囲まれる中央膨出部１０Ｔとで前記ブラケット１０を構成してあった。図８，図９は特許文献１を参考にして描いた図である。そして、前記中央膨出部１０Ｔに、車両前後方向の略中央から後下方に傾斜する後部上面１０Ｔ１を形成し、この後部上面１０Ｔ１に前記支持部材の下端部５ＫをボルトＢで上下方向に固定してあった。図８において、符号４はステアリングサポートメンバー、１はダッシュパネル、６はダッシュサイドパネル、２はメインフロア、Ｆｒは車両前方側、Ｒｒは車両後方側を示している。

特開２０１２−７６５１２号公報

上記従来の構造によれば、前記ブラケットは、周辺フランジ部がフロアトンネルの上面にのみ固定されていたために、フロアトンネルの上壁に対する前記ブラケット及び支持部材の下端部の固定強度が十分ではなかった。
その結果、フロアトンネルの上部にせん断変形及び局所的な変形が発生し、振動を抑制することが困難であった。そして、ブラケットが変形してしまうと、振動を抑えることがより困難になっていた。このように、上記従来の構造では、耐振動特性を十分に向上させることができず、改善の余地が残されていた。
本発明の目的は、耐振動特性を十分向上させることができる車両のステアリングサポートメンバーの支持構造を提供する点にある。

本発明の特徴は、
ステアリングコラムが固定されるステアリングサポートメンバーがダッシュパネルの車両後方側に車幅方向に沿って配置され、
前記ステアリングサポートメンバーとメインフロアのフロアトンネルの上部とに、前記ステアリングサポートメンバーを支持する支持部材が架設され、
前記支持部材の下端部と前記フロアトンネルの上部との間にブラケットが介在している車両のステアリングサポートメンバーの支持構造であって、
前記ブラケットは、前記フロアトンネルの上面に対向する上壁と、
前記上壁の車幅方向両端部から下方に延びて、前記フロアトンネルの左右一対の側壁の上端部に各別に固定される左右一対の側壁と、
前記上壁の車両前後方向の一端部から下方に延びる縦壁と、
前記縦壁の下端部から前記上壁とは反対側の車両前後方向に延びて、前記フロアトンネルの上面に固定される第１フランジ部とを備え、
前記支持部材の下端部は、前記ブラケットの縦壁の外面に固定され、
前記ブラケットの上壁の左右両端部は上方に膨出する膨出壁部に構成され、
左右一方の前記膨出壁部の下方に位置する前記縦壁の外面に前記支持部材の下端部が固定されている点にある。（請求項１）

この構成によれば、ブラケットの左右一対の側壁がフロアトンネルの左右一対の側壁の上端部に各別に固定される。そして、ブラケットの縦壁の下端部からブラケットの上壁とは反対側の車両前後方向に延びる第１フランジ部がフロアトンネルの上面に固定される。これにより、フロアトンネルの上部に対するブラケットの固定強度を向上させることができる。
また、ブラケットは、フロアトンネルの上面に対向する上壁と、上壁の車幅方向両端部から下方に延びる左右一対の側壁と、上壁の車両前後方向の一端部から下方に延びる縦壁と、前記第１フランジ部とを備えているから、ブラケットの剛性を高くすることができる。
その結果、前記支持部材の下端部から加わる荷重を、前記ブラケットを介してフロアトンネルの広い範囲に分散させることができ、前記荷重がフロアトンネルの一部に集中するのを防ぐことができる。これにより、ブラケット及びフロアトンネルの変形を抑制することができて、耐振動特性を十分向上させることができる。
また、前記ブラケットの上壁の左右両端部は上方に膨出する膨出壁部に構成されているから、ブラケットの剛性をより高くすることができ、ブラケットの変形を抑制することができる。
また、前記膨出壁部の下方に位置する縦壁とその周辺の剛性を高くすることができる。このように剛性が高くなった縦壁の外面に支持部材の下端部が固定されているから、支持部材の下端部の前記縦壁への固定強度を向上させることができる。
これにより、支持部材の下端部からの荷重の入力を効率的にフロアトンネルの上部に伝達でき、振動をより確実に抑制することができる。
例えば、ブラケットの上壁の左右中央部が上方に膨出する膨出壁部に構成され、この膨出壁部の下方に位置する前記縦壁の外面に前記支持部材の下端部が固定されている構造に比べて、本発明の上記構成は次の利点を有する。
本発明の上記構成によれば、ブラケットの上壁の左右両端部は上方に膨出する膨出壁部に構成され、左右一方の前記膨出壁部の下方に位置する縦壁の外面に前記支持部材の下端部が固定されているから、支持部材の下端部をブラケットの側壁で支持しやすくすることができる。
その結果、上壁の車両前後方向の他端部側が開放していても、車両前後方向のブラケットの変形を抑制でき、支持部材の下端部の前記縦壁への固定強度を向上させることができる。つまり、前記上壁の車両前後方向の他端部から下方に延びる第２の縦壁を剛性向上の手段として設ける必要がなく、ブラケットを軽量化することができる。（請求項１）

本発明において、
前記第１フランジ部の車幅方向の両端部から下方に延びて、前記フロアトンネルの左右一対の側壁の上端部に各別に固定される左右一対の第２フランジ部を備えていると、次の作用を奏することができる。（請求項２）

フロアトンネルの上部に対するブラケットの固定強度をより向上させることができる。（請求項２）

本発明において、
前記支持部材の下端部が固定される前記縦壁の固定部の中心は、左右一対の前記膨出壁部間の縦壁の下半部よりも上方に位置していると、次の作用を奏することができる。（請求項３）

支持部材の下端部からの荷重をブラケットの稜線（両膨出壁部間に位置する上壁の車両前後方向の端部）で受けやすくすることができ、ブラケットの剛性・強度を向上させることができるとともに、支持部材の下端部のブラケットに対する固定強度を向上させることができる。これにより、振動をより確実に抑制することができる。（請求項３）

本発明において、
前記膨出壁部の左右一対の側面のうち、前記フロアトンネルの幅方向中心側の側面は、下側ほど前記フロアトンネルの幅方向中心側に位置するように傾斜し、
車両前後方向から見た断面において、左右一方側の前記膨出壁部の頂点と、前記フロアトンネルの左右他方側の上側コーナー部の外面とを結んだ第１仮想線よりも下側であって、かつ、前記左右一方側の膨出壁部の頂点と、前記フロアトンネルの上面の左右一方側の端縁から前記上面の１／３幅の点とを結んだ第２仮想線よりも上側に、前記フロアトンネルの幅方向中心側の膨出壁部の側面が位置していると、次の作用を奏することができる。（請求項４）

膨出壁部の左右一対の側面のうち、フロアトンネルの幅方向中心側の側面を上記のように傾斜させることにより、支持部材の下端部からの入力を、前記幅方向中心側の側面を介して、効率的にブラケットの稜線（両膨出壁部間に位置する上壁の車両前後方向の端部）に伝えることができる。
そして、前記フロアトンネルの幅方向中心側の膨出壁部の側面が前記第１仮想線と第２仮想線の間に位置しているから、反対側のフロアトンネルの稜線（フロアトンネルの左右他方側の上側コーナー部）に前記入力を分散させやすくすることができる。従って、支持部材の下端部からの入力をフロアトンネルの全体で受けることで、フロアトンネルの変形を確実に抑制することができ、ステアリングの耐振動特性・剛性性能を向上させることができる。
例えば、前記第２仮想線が、前記上面の１／３幅よりも小さい幅の点を通っている構造では、本発明の上記構成に比べると、フロアトンネルの左右他方側の側壁に前記入力を分散させにくくなることがある。これに対して、本発明の上記構成によれば、このようなことがなく、上記のように、支持部材の下端部からの入力をフロアトンネルの全体で受けることができる。（請求項４）

本発明において、
前記ブラケットは、１枚の金属板をプレス加工して一体物に構成されていると、次の作用を奏することができる。（請求項５）

ブラケットを短時間で簡単に製作することができ、ブラケットの製作コストを低減することができる。（請求項５）

本発明によれば、
耐振動特性を十分向上させることができる車両のステアリングサポートメンバーの支持構造を提供することができた。

車両のステアリングサポートメンバーの支持構造の全体斜視図 支持部材の下端部とブラケットとフロアトンネルの上部の連結構造の斜視図 支持部材の下端部とブラケットとフロアトンネルの上部の連結構造の拡大斜視図 ブラケットとフロアトンネルの上部との連結構造の斜視図 （ａ）は支持部材の下端部とブラケットとの固定構造の側面図、（ｂ）は支持部材の下端部とブラケットとの固定構造の後面図（車両後方側から見た図） ブラケットに設けられた取り付け孔の位置を示す図 ブラケットの膨出壁部とフロアトンネルの上側コーナー部との位置関係を示す図 従来の技術を示す図であり、車両のステアリングサポートメンバーの支持構造の全体斜視図 従来の技術を示す図であり、支持部材の下端部とブラケットとフロアトンネルの上部の連結構造の斜視図

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
図１に、左ハンドル仕様の自動車に設けられたステアリングサポートメンバーの支持構造を示してある。同図に示すように、ステアリングコラムが固定されるステアリングサポートメンバー４が、ダッシュパネル１の車両後方側Ｒｒの左右一対のダッシュサイドパネル６間に車幅方向に沿って架設されている。符号Ｆｒは車両前方側である。

ステアリングサポートメンバー４は段付きの鋼管で形成され、前記ステアリングコラムは運転者側の大径のステアリングサポートメンバー部分に固定される。

そして、ステアリングサポートメンバー４とメインフロア２のフロアトンネル３の上部とに、ステアリングサポートメンバー４を支持する支持部材５が架設されている。支持部材５は鋼管で形成されている。支持部材５の下端部５Ｋとフロアトンネル３の上部との間には、平面視（上面視）矩形のブラケット１０が介在している。このブラケット１０は左右対称に形成されている。支持部材５の上端部５Ｊはステアリングサポートメンバー４の長手方向中間部（前記大径のステアリングサポートメンバー部分）に直接溶接固定さいる。

図２，図６に示すように、フロアトンネル３は、車両前後方向から見た断面において台形状に形成され、左右一対の側壁９と、左右一対の側壁９の上端部同士を連結する上壁８とを備えている。左右一対の側壁９の下端部には幅方向外側に張り出すフランジ９Ｆが形成されている。このフランジ９Ｆはメインフロア２に溶接接合される。フロアトンネル３の上壁８は、幅方向中央部が幅方向両端部に対して下側に凹んでいる。

［ブラケット１０の構造］
図２〜図４に示すように、前記ブラケット１０は、フロアトンネル３の上面（フロアトンネル３の上壁８の外面）に対向する上壁１１と、
上壁１１の車幅方向両端部から下方に延びて、フロアトンネル３の左右一対の側壁９の上端部に各別に溶接固定される左右一対の側壁１２と、
上壁１１の車両後方側Ｒｒの一端部（車両前後方向の一端部に相当）から下方に延びる縦壁１５と、
縦壁１５の下端部から車両後方側Ｒｒ（上壁１１とは反対側の車両前後方向に相当）に延びて、フロアトンネル３の上面に溶接固定される第１フランジ部１３と、
第１フランジ部１３の車幅方向の両端部から下方に延びて、フロアトンネル３の左右一対の側壁９の上端部に各別に溶接固定される左右一対の第２フランジ部１４とを備えている。
このブラケット１０は左右対称に形成され、車両前方側Ｆｒが開放している。これにより、車両前方側Ｆｒが開放していない箱形のブラケットに比べると、ブラケット１０を軽量化することができる。

また、ブラケット１０は、１枚の金属板をプレス加工して一体物に構成されている。従って、上壁１１と左右一対の側壁１２と縦壁１５と第１フランジ部１３と左右一対の第２フランジ部１４との隣り合うもの同士は互いに連なっている。

上記のように、１枚の金属板をプレス加工してブラケット１０を形成することで、ブラケット１０を短時間で簡単に製作することができ、ブラケット１０の製作コストを低減することができる。

フロアトンネル３の上面は、幅方向中央部が幅方向両端部に対して下側に凹んでいることから、第１フランジ部１３も幅方向中央部（フロアトンネル３の幅方向に対応する方向の中央部）が幅方向両端部に対して下側に凹んでいる。

ブラケット１０の上壁１１の左右両端部は上方に膨出する膨出壁部１１Ｊに構成されている。図６にも示すように、この膨出壁部１１Ｊは、車両前後方向から見た断面において、上方に凸の円弧状に形成されている。

図６に示すように、前記左右一方の膨出壁部１１Ｊの下方に位置する縦壁１５にはボルト挿通孔１５Ｈが形成されている。また、図３に示すように、支持部材５の下端部５Ｋは板面が車両前後方向を向く平板状に形成され、支持部材５の前記下端部５Ｋにボルト挿通孔５Ｈが形成されている。

そして、図３，図５（ａ），図５（ｂ）に示すように、左右一方（本実施形態では「左側」、以下、同じ）の膨出壁部１１Ｊの下方に位置する前記縦壁１５の外面（ブラケット１０の背面）に支持部材５の下端部５Ｋがボルト（図示せず）で車両前後方向に固定されている。

上記のように、ブラケット１０の左右一対の側壁１２がフロアトンネル３の左右一対の側壁９の上端部に各別に溶接固定され、前記第１フランジ部１３がフロアトンネル３の上面に溶接固定され、第２フランジ部１４がフロアトンネル３の左右一対の側壁９の上端部に各別に溶接固定されるから、フロアトンネル３の上部に対するブラケット１０の固定強度を向上させることができる。
また、ブラケット１０は前記上壁１１と左右一対の側壁１２と縦壁１５と第１フランジ部１３と第２フランジ部１４を備えているから、ブラケット１０の剛性を高くすることができる。
その結果、前記支持部材５の下端部５Ｋから加わる荷重を、ブラケット１０を介してフロアトンネル３の広い範囲に分散させることができ、前記荷重がフロアトンネル３の一部に集中するのを防ぐことができる。これにより、ブラケット１０及びフロアトンネル３の変形を抑制することができて、耐振動特性を十分向上させることができる。

そして、ブラケット１０の上壁１１の左右両端部は上方に膨出する膨出壁部１１Ｊに構成されているから、ブラケット１０の剛性をより高くすることができ、ブラケット１０の変形を抑制することができる。
また、前記膨出壁部１１Ｊの下方に位置する縦壁１５とその周辺の剛性を高くすることができる。このように剛性が高くなった縦壁１５の外面に支持部材５の下端部５Ｋが固定されているから、支持部材５の下端部５Ｋの前記縦壁１５への固定強度を向上させることができる。これにより、支持部材５の下端部５Ｋからの荷重を効率的にフロアトンネル３の上部に伝達でき、振動をより確実に抑制することができる。

図６に示すように、支持部材５の下端部５Ｋが固定される前記縦壁１５の固定部の中心Ｐ、すなわち、前記縦壁１５のボルト挿通孔１５Ｈの中心Ｐは、左右一対の膨出壁部１１Ｊ間の縦壁１５の下半部１５Ｋよりも上方に位置している。

図６の符号Ｏ２は、前記左右一対の膨出壁部１１Ｊ間の縦壁１５の下端、Ｏ３はこの縦壁１５の上端、Ｏ１は、この縦壁１５の上下方向中心を通る中心線である。前記下半部１５Ｋは前記中心線Ｏ１と前記縦壁１５の下端Ｏ２との間の部分である。

これにより、支持部材５の下端部５Ｋからの荷重をブラケット１０の稜線（両膨出壁部１１Ｊ間に位置する上壁１１の車両前後方向の端部）で受けやすくすることができ、ブラケット１０の剛性・強度を向上させることができるとともに、支持部材５の下端部５Ｋのブラケット１０に対する固定強度を向上させることができる。その結果、振動をより確実に抑制することができる。

図７に示すように、膨出壁部１１Ｊの左右一対の側面１１Ｊ１のうち、フロアトンネル３の幅方向中心側の側面１１Ｊ１は、下側ほど前記フロアトンネル３の幅方向中心側に位置するように傾斜している。

これにより、支持部材５の下端部５Ｋからの入力を、前記幅方向中心側の側面１１Ｊ１を介して、効率的にブラケット１０の稜線（両膨出壁部１１Ｊ間に位置する上壁１１の車両前後方向の端部）に伝えることができる。

さらに、車両前後方向から見た断面において、左右一方側の前記膨出壁部１１Ｊの頂点１１Ｑと、前記フロアトンネル３の左右他方側（本実施形態では「右側」、以下、同じ）の上側コーナー部２０の外面とを結んだ第１仮想線Ｌ１よりも下側であって、かつ、前記左右一方側の膨出壁部１１Ｊの頂点１１Ｑと、前記フロアトンネル３の上面の左右一方側の端縁から前記上面の１／３幅の点３Ｔ２とを結んだ第２仮想線Ｌ２よりも上側に、前記フロアトンネル３の幅方向中心側の膨出壁部１１Ｊの側面１１Ｊ１が位置している。

これにより、反対側のフロアトンネル３の稜線（フロアトンネル３の左右他方側の上側コーナー部２０）に前記入力を分散させやすくすることができる。従って、支持部材５の下端部５Ｋからの入力をフロアトンネル３の全体で受けることで、フロアトンネル３の変形を確実に抑制することができ、ステアリングの耐振動特性・剛性性能を向上させることができる。

[別実施形態]
（１） 前記ブラケット１０が前記左右一対の膨出壁部１１Ｊを備えていない構造であっても本発明を適用することができる。

（２） 右ハンドル仕様の自動車では、左右他方（右側）の膨出壁部１１Ｊの下方に位置する前記縦壁１５の外面に支持部材５の下端部５Ｋがボルトで車両前後方向に固定される。
前記ブラケット１０は左右対称に構成されているから、組み付け時に、左右ハンドル位置は前記ボルト挿通孔１５Ｈの有無で把握することができる。
前記ブラケット１０が非対称であれば、左ハンドル仕様の自動車のブラケットの金型と、右ハンドル仕様の自動車のブラケットの金型との二つの金型が必要になるが、本発明の上記の構成によれば、ブラケット１０は左右対称に形成されているから金型が一つで済み、ブラケット１０の成形コストを低減することができる。

１ ダッシュパネル
２ メインフロア
３ フロアトンネル
３Ｔ２ フロアトンネルの上面の左右一方側の端縁から前記上面の１／３幅の点
４ ステアリングサポートメンバー
５ 支持部材
５Ｋ 支持部材の下端部
９ 側壁（フロアトンネルの側壁）
１０ ブラケット
１１ 上壁（ブラケットの上壁）
１１Ｊ 膨出壁部
１１Ｊ１ 側面（膨出壁部の左右一対の側面のうち、フロアトンネルの幅方向中心側の側面）
１１Ｑ 左右一方側の膨出壁部の頂点
１２ 側壁（ブラケットの側壁）
１３ 第１フランジ部
１４ 第２フランジ部
１５ 縦壁
１５Ｋ 縦壁の下半部
２０ 上側コーナー部
Ｌ１ 第１仮想線
Ｌ２ 第２仮想線
Ｐ 固定部の中心（ボルト挿通孔の中心）
Ｒｒ 車両後方側

Claims (5)

1. ステアリングコラムが固定されるステアリングサポートメンバーがダッシュパネルの車両後方側に車幅方向に沿って配置され、
   前記ステアリングサポートメンバーとメインフロアのフロアトンネルの上部とに、前記ステアリングサポートメンバーを支持する支持部材が架設され、
   前記支持部材の下端部と前記フロアトンネルの上部との間にブラケットが介在している車両のステアリングサポートメンバーの支持構造であって、
   前記ブラケットは、前記フロアトンネルの上面に対向する上壁と、
   前記上壁の車幅方向両端部から下方に延びて、前記フロアトンネルの左右一対の側壁の上端部に各別に固定される左右一対の側壁と、
   前記上壁の車両前後方向の一端部から下方に延びる縦壁と、
   前記縦壁の下端部から前記上壁とは反対側の車両前後方向に延びて、前記フロアトンネルの上面に固定される第１フランジ部とを備え、
   前記支持部材の下端部は、前記ブラケットの縦壁の外面に固定され、
   前記ブラケットの上壁の左右両端部は上方に膨出する膨出壁部に構成され、
   左右一方の前記膨出壁部の下方に位置する前記縦壁の外面に前記支持部材の下端部が固定されている車両のステアリングサポートメンバーの支持構造。
2. 前記第１フランジ部の車幅方向の両端部から下方に延びて、前記フロアトンネルの左右一対の側壁の上端部に各別に固定される左右一対の第２フランジ部を備えている請求項１記載の車両のステアリングサポートメンバーの支持構造。
3. 前記支持部材の下端部が固定される前記縦壁の固定部の中心は、左右一対の前記膨出壁部間の縦壁の下半部よりも上方に位置している請求項１又は２記載の車両のステアリングサポートメンバーの支持構造。
4. 前記膨出壁部の左右一対の側面のうち、前記フロアトンネルの幅方向中心側の側面は、下側ほど前記フロアトンネルの幅方向中心側に位置するように傾斜し、
   車両前後方向から見た断面において、左右一方側の前記膨出壁部の頂点と、前記フロアトンネルの左右他方側の上側コーナー部の外面とを結んだ第１仮想線よりも下側であって、かつ、前記左右一方側の膨出壁部の頂点と、前記フロアトンネルの上面の左右一方側の端縁から前記上面の１／３幅の点とを結んだ第２仮想線よりも上側に、前記フロアトンネルの幅方向中心側の膨出壁部の側面が位置している請求項１〜３のいずれか一つに記載の車両のステアリングサポートメンバーの支持構造。
5. 前記ブラケットは、１枚の金属板をプレス加工して一体物に構成されている請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両のステアリングサポートメンバーの支持構造。

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