JP6593697B2 - ステアリングサポートメンバーの構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の室内側に搭載され、ステアリングホイールとステアリングシャフトを含むステアリング等を支持するステアリングサポートメンバーの構造に関する。

従来から、車両の室内側には、ステアリングホイールとステアリングシャフトを含むステアリング等を支持するステアリングサポートメンバーが車両幅方向に沿って架設されて搭載されており、該ステアリングサポートメンバーは、車両幅方向の左右両端が車体側部に取付けられている。
このようなステアリングサポートメンバーには、ステアリングの操作に伴い、ブレなどが起きない安定した強度及び剛性が求められているとともに、車体構造体を介して伝播された振動がステアリングを通して運転者に伝わらないようにする剛性の高さも求められている。ステアリングサポートメンバーの剛性を高める１つの方法としては、当該ステアリングサポートメンバーに補強部材を連結させる方法がある。この方法は、ステアリングサポートメンバーの剛性向上につなげることは可能であるが、重量増加を招くことは避けられない。

一方、ステアリングサポートメンバーとして従来採用されることが多かったパイプ部品は、加工の困難な部分が多く、空調ダクト等の周辺部品のレイアウトに影響を及ぼす可能性があり、所望の位置に周辺部品を設定できないおそれがある。また、プレス加工などの部品は、形状の自由度が高いという利点を有しているが、効果的な形状部分を設けていないと、重量増加を招いてしまう可能性がある。
そこで、従来のステアリングサポートメンバー（ステアリングビーム）の中には、パイプ部品とプレス加工部品とを組み合わせた構造のものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２１４７３５号公報

上述した従来のステアリングサポートメンバーの構造においては、運転席側部分にステアリングコラム支持用のブラケット部が設けられ、該ブラケット部が上側部分と下側部分とによって構成されているので、ステアリングサポートメンバーの形状としては必要な強度を有している。
しかしながら、上述した従来のステアリングサポートメンバーの構造は、無駄な部分が多いことから、組付作業性、荷重伝達性能、重量などの点で問題を有しており、形状の最適化が求められている。すなわち、ステアリングサポートメンバーには、効率的な荷重伝達を意識した最適形状を施すことにより、強度及び剛性の向上かつ軽量化につながるような構造が求められている。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、車体構造体に連結する複数の連結部材との接続部を有し、車体構造体が受け、連結部材を介してステアリングサポートメンバーに負荷された荷重を当該連結部材との接続部から他の連結部材との接続部に向けて効率的に分散させることができ、高い強度及び剛性を確保することが可能なステアリングサポートメンバーの構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、車両幅方向に沿って延びて車体側部を構成するサイドパネルへ向かう連結部材と、車両前方側の車体を構成するダッシュパネルと、平面形状の部分を有する上面部材と下面部材を接合することにより形成されるコラム部とを備える、車体に搭載されるステアリングサポートメンバーの構造において、前記上面部材は、車両上方へ膨らむ膨らみ面を有し、前記下面部材は、車両下方へ膨らむ膨らみ面を有し、車両前方側の車体を構成する前記ダッシュパネルへの接続部とステアリングシャフトとの接続部とは、前記コラム部の車両前後方向に沿って直線状に延びる前記上面部材及び前記下面部材の膨らみ面を介して繋がれ、かつ前記ステアリングシャフトとの接続部と前記サイドパネルへ連結する連結部材との接続部とは、前記コラム部の車両幅方向に沿って延びる前記上面部材及び前記下面部材の膨らみ面を介して繋がれている。

また、本発明の態様において、前記サイドパネルへ向かう連結部材は、前記ステアリングサポートメンバーを構成するパイプ状部材であり、前記上面部材及び前記下面部材の車両幅方向の端部は、前記パイプ状部材の端部外周を抱え込むような形状に形成され、前記パイプ状部材との接続部は、前記上面部材及び前記下面部材の車両幅方向の端部が前記パイプ状部材の端部を抱え込んだ状態で、前記平面形状の部分が接合される接続部である。

さらに、本発明の態様において、前記コラム部と車両下方の車体フロアを構成するフロアパネルのトンネル部とを連結するステーを更に備え、前記ステアリングシャフトとの接続部と前記ステーとの接続部とは、前記コラム部の車両幅方向に沿って延びる前記上面部材及び前記下面部材の膨らみ面を介して繋がれている。

そして、本発明の態様において、前記コラム部と前記ステーとの接続部は、前記ステーの上部が前記上面部材及び前記下面部材を貫通した状態で前記上面部材及び前記下面部材に接合される接続部である。

また、本発明の態様において、前記コラム部は、車両前方側の車体を構成する前記ダッシュパネルとの接続部から前記ステアリングシャフトとの接続部まで延びる直線状の部分を中心にして左右対称の形状を有している。

上述の如く、本発明に係るステアリングサポートメンバーの構造は、車両幅方向に沿って延びて車体側部を構成するサイドパネルへ向かう連結部材と、車両前方側の車体を構成するダッシュパネルと、平面形状の部分を有する上面部材と下面部材を接合することにより形成されるコラム部とを備える、車体に搭載されるステアリングサポートメンバーであり、前記上面部材は、車両上方へ膨らむ膨らみ面を有し、前記下面部材は、車両下方へ膨らむ膨らみ面を有し、車両前方側の車体を構成する前記ダッシュパネルへの接続部とステアリングシャフトとの接続部とは、前記コラム部の車両前後方向に沿って直線状に延びる前記上面部材及び前記下面部材の膨らみ面を介して繋がれ、かつ前記ステアリングシャフトとの接続部と前記サイドパネルへ連結する連結部材との接続部とは、前記コラム部の車両幅方向に沿って延びる前記上面部材及び前記下面部材の膨らみ面を介して繋がれているので、ダッシュパネルへの接続部からステアリングサポートメンバーに負荷される荷重を当該接続部からサイドパネルへ向かう他の連結部材との接続部に向けて円滑かつ確実に分散させることができる。

また、本発明のステアリングサポートメンバーの構造においては、コラム部を構成する上面部材及び下面部材の膨らみ面によって断面係数が大きくなっているので、耐性が高い状態になり、コラム部を含むステアリングサポートメンバーの強度及び剛性を向上させることができる。ステアリングサポートメンバーに負荷される荷重を１点で受けようとすると、その受けた点の破壊に繋がってしまうおそれがある。一方、本発明の態様の構造のように、荷重がステアリングサポートメンバーに負荷された時に分散する構造とすれば、負荷された荷重を複数の接続部に受け流すことが可能になり、その結果、高い負荷荷重にも耐え得ることができ、ステアリングの操作に伴うブレなどが起こらず、安定した強度及び剛性を確保できるとともに、車体構造体を介して伝播する振動を軽減させることができる。
しかも、本発明の態様の構造においては、ステアリングサポートメンバーを構成する部品単品が受ける荷重を低減させることが可能になるので、構成する各部品の肉厚低減などが進み、ステアリングサポートメンバーの軽量化を図ることができる。

また、本発明の態様において、車両前方側の車体を構成するダッシュパネルとの接続部と、ステアリングシャフトとの接続部とは、前記コラム部の車両前後方向に沿って直線状に延びる前記上面部材及び前記下面部材の膨らみ面を介して繋がれ、かつ車両幅方向に沿って延びる他の連結部材との接続部へ向かって分岐しながら繋がれているので、ステアリングサポートメンバーに最も影響を及ぼすステアリングシャフト（ステアリングホイールを含む）に負荷される荷重に対して耐性を持たせた構造に形成することができ、当該ステアリングシャフトを強固に支持することが可能となる上、当該荷重を効率良く分散させることができる。

さらに、本発明の態様において、車両幅方向に沿って延びる前記他の連結部材は、前記ステアリングサポートメンバーを構成するパイプ状部材であり、前記上面部材及び前記下面部材の車両幅方向の端部は、前記パイプ状部材の端部外周を抱え込むような形状に形成され、前記パイプ状部材との接続部は、前記上面部材及び前記下面部材の車両幅方向の端部が前記パイプ状部材の端部を抱え込んだ状態で、前記平面形状の部分が接合される接続部であるので、ステアリングサポートメンバーに負荷される荷重の集中を抑制し、パイプ状部材との接続部における荷重の受け渡しを効率的に行うことができる。一方、パイプ状部材との接続部が１点しか設けられていないと、その部分での荷重の集中が起きてしまう。そのため、本発明の態様の構造では、上面部材及び下面部材の車両幅方向の端部がパイプ状部材に対して全周を回り込むようにして接合することにより、パイプ状部材との接続部であってもステアリングサポートメンバーに負荷された荷重を分散させることができ、当該接続部での荷重の集中を効果的に抑えることができる。

そして、本発明の態様において、前記連結部材は、前記コラム部の面に対して直交する方向に延びるステーであり、該ステーとの接続部は、前記ステーの上部が前記上面部材及び前記下面部材を貫通した状態で前記上面部材及び前記下面部材に接合される接続部であるので、ステーからの荷重を上面部材及び下面部材で受けることが可能になるとともに、ステーとの接続部から他の接続部に向けて荷重を分散させることができる。

また、本発明の態様において、前記コラム部は、車両前方側の車体を構成する前記ダッシュパネルとの接続部から前記ステアリングシャフトとの接続部まで延びる直線状の部分を中心にして左右対称の形状を有しているので、ステアリングサポートメンバーに負荷される荷重が左右にバランス良く分散され、荷重の集中部分を作り出すことが無くなり、強度及び剛性の高い構造のステアリングサポートメンバーを得ることができる。

本発明の実施形態に係る構造のステアリングサポートメンバーを車両後方から見た斜視図である。 図１におけるステアリングサポートメンバーのコラム部及びその周辺部を拡大して示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る構造のステアリングサポートメンバーに負荷された荷重分散の流れを連結部材との接続部に対する関係で概念的に示す平面図である。 図３におけるＸ−Ｘ線断面であって、ステアリングサポートメンバーのコラム部を構成する上面部材及び下面部材の膨らみ面と、連結部材であるステーとの接続位置関係を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る構造であって、ステーとの接続部が設けられていないステアリングサポートメンバーに負荷された荷重分散の流れを概念的に示す平面図である。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４は本発明の実施形態に係るステアリングサポートメンバーの構造を示すものである。また、図１〜図３における矢印Ｆｒは車両前方を示し、図３における矢印Ｆはステアリングサポートメンバーに負荷された荷重分散の流れを示している。

車両の車室内Ｒの前方側上部には、図１に示すように、車両幅方向に沿って延在する車体強度部材のステアリングサポートメンバー１が架設されており、該ステアリングサポートメンバー１は、車両幅方向の左右両端が端部結合ブラケット２などを介して車体構造体である車体側部のサイドパネル３に取付けられ、車体に搭載されている。ステアリングサポートメンバー１は、各種の艤装品を設置する大型樹脂成形部品のインストルメントパネル（図示せず）の内部に配置されており、当該インストルメントパネルを支持するとともに、運転席側では、図示しないステアリングシャフトやステアリングホイールを含むステアリングなどを支持している。

本実施形態のステアリングサポートメンバー１は、図１〜図４に示すように、運転席（図示せず）の車両前方側の位置に配設されるコラム部４と、該コラム部４の左右両側に設けられるパイプ状部材（他の連結部材）５とを備えることにより構成されている。このパイプ状部材５は、車両幅方向に沿って延在する２本のパイプを有し、内側端部がコラム部４の左右両側に連結されているとともに、外側端部が端部結合ブラケット２を介してサイドパネル３に連結されている。

コラム部４は、図示しないステアリングシャフトなどが接続される部分であり、上下２部品の上面部材４１と下面部材４２の重ね合わせた外周部分を溶接接合することによって形成されている。上面部材４１及び下面部材４２は、板金プレス加工などにより成形される部品であって、平面視でほぼ同じ大きさと形状を有している。上面部材４１は、車両上側に配置され、車両上方へ膨らむ膨らみ面４１ａを有し、下面部材４２は、車両下側に配置され、車両下方へ膨らむ膨らみ面４２ａを有するとともに、上面部材４１及び下面部材４２は、重ね合わせて接合される平面形状のパネル面であって、外側へ張り出すフランジ（平面形状の部分）４１ｂ，４２ｂを有している。
また、コラム部４は、平面視で逆Ｔ字状に交差して配置される分岐形状に形成されており、車両前後方向に沿って延びる直線状の幅狭部４Ａと、車両幅方向に沿って延びる幅広部４Ｂとを有している。幅広部４Ｂは、車両前方側が車両後方側（車室内Ｒ側）よりも大きく、かつ左右両側が車両前方へ向かって車両外側に傾斜している平面視で略台形形状に形成されており、当該幅広部４Ｂの左右両端部は、連結するパイプ状部材５と対応する形状及び大きさに形成されている。

本実施形態のステアリングサポートメンバー１は、車体構造体に連結する複数の連結部材との接続部を有する構造となっている。本実施形態の車体構造体としては、図１〜図４に示すように、左右両側の車体側部を構成するサイドパネル３、車両前方側の車体を構成するダッシュパネル（カウルパネル、リンフォースメントパネルを含む）６、車両下方の車体フロアを構成するフロアパネルのトンネル部７が挙げられる。また、本実施形態の連結部材としては、コラム部４の幅狭部４Ａ、図示しないステアリングシャフト、パイプ状部材５、ステアリングサポートメンバー１を支持するステー８が挙げられる。

さらに、本実施形態の接続部としては、ダッシュパネル６との接続部であるパネル接続部１０、図示しないステアリングシャフトとの接続部であるシャフト接続部１１、パイプ状部材５との接続部であるパイプ接続部１２、ステー８との接続部であるステー接続部１３などが挙げられる。シャフト接続部１１は、引っ掛けボルト１１ａを有し、平面視で前後左右に４箇所設けられており、パイプ接続部１２は、平面視で左右に２箇所設けられている。
これら接続部１０〜１３は、上面部材４１の膨らみ面４１ａと下面部材４２の膨らみ面４２ａとによって形成される領域に配置されており、隣り合う接続部１０〜１３の間は、図３に示すように、車両前後方向及び車両幅方向へ延びる滑らかな線で繋がれるような位置関係に設定されている。しかも、パネル接続部１０とシャフト接続部１１とは、コラム部４の車両前後方向に沿って直線状に延び、幅狭部４Ａを形成する上面部材４１及び下面部材４２の膨らみ面４１ａ，４２ａを介して繋がれ、かつ車両幅方向に沿って延びるパイプ状部材５とのパイプ接続部１２へ向かって分岐しながら繋がれている。そのため、コラム部４及びパイプ状部材５を備えたステアリングサポートメンバー１は、該ステアリングサポートメンバー１に最も影響を及ぼす図外のステアリングシャフト等に負荷される荷重に対して耐性を有する構造となり、図３の矢印Ｆで示すように、荷重の分散が円滑にかつ効率良く行われるように構成されている。

本実施形態のステアリングサポートメンバー１の構造において、コラム部４の幅広部４Ｂを形成する上面部材４１及び下面部材４２の車両幅方向の左右両端部は、図１〜図３に示すように、パイプ状部材５の端部外周を外側から抱え込むような形状に形成されている。そのため、上面部材４１及び下面部材４２の車両幅方向の左右両端部は、パイプ状部材５の外径よりも少し大きな径の半円弧形状を有しており、車両上下方向で重ね合された平面形状のフランジ４１ｂ，４２ｂが接合された状態では、筒状となるように形成されている。また、パイプ状部材５との接続部であるパイプ接続部１２は、上面部材４１及び下面部材４２の車両幅方向の端部がパイプ状部材５の端部を抱え込んだ状態で、平面形状のパネル面であるフランジ４１ｂ，４２ｂが接合される接続部である。
これにより、パイプ接続部１２が１点ではなく、上面部材４１及び下面部材４２の車両幅方向の端部がパイプ状部材５に対して全周を回り込むようにして接合されることになり、パイプ接続部１２であってもステアリングサポートメンバー１に負荷された荷重が効率的に受け渡されて分散され、当該パイプ接続部１２での荷重の集中が抑制されるようになっている。

また、本実施形態の連結部材の１つであるステー８は、図１〜図４に示すように、ステアリングサポートメンバー１の支持剛性及び振動抑制性能を高めるために、コラム部４を構成する幅広部４Ｂの面に対して斜めに直交する方向に延びて配置されており、ステー８の上部は幅広部４Ｂに接合され、ステー８の下部はフロアパネルのトンネル部７に接合されている。
また、ステー８との接続部であるステー接続部１３は、ステー８の上部が上面部材４１及び下面部材４２を貫通した状態で、上面部材４１及び下面部材４２に接合される接続部である。上面部材４１及び下面部材４２には、ステー８の上部を貫通させる貫通孔４１ｃ，４２ｃがそれぞれ穿設されており、これら貫通孔４１ｃ，４２ｃの周縁部とステー８の外周部とが溶接などにより接合されている。
これによって、ステー８からの荷重がコラム部４の幅広部４Ｂを形成する上面部材４１及び下面部材４２で受け取られ、ステー接続部１３から他のシャフト接続部１１やパイプ接続部１２などに向けて分散されることになる。

このように本発明の実施形態に係るステアリングサポートメンバー１の構造では、プレス加工部品である上下２つの上面部材４１と下面部材４２を接合することにより形成されるコラム部４を備えており、上面部材４１が車両上方へ膨らむ膨らみ面４１ａを有し、下面部材４２が車両下方へ膨らむ膨らみ面４２ａを有し、サイドパネル３、ダッシュパネル６、フロアパネルのトンネル部７に連結するコラム部４の幅狭部４Ａ、ステアリングシャフト（図示せず）、パイプ状部材５、ステー８との接続部であるパネル接続部１０、シャフト接続部１１、パイプ接続部１２、ステー接続部１３を有し、これら接続部１０〜１３が上面部材４１の膨らみ面４１ａと下面部材４２の膨らみ面４２ａとによって形成される領域に配置されているので、コラム部４の幅狭部４Ａ、ステアリングシャフト（図示せず）、パイプ状部材５、ステー８を介してステアリングサポートメンバー１に負荷される荷重をパネル接続部１０、シャフト接続部１１、パイプ接続部１２、ステー接続部１３から他のパネル接続部１０、シャフト接続部１１、パイプ接続部１２、ステー接続部１３に向けて分散させて受け渡し、効率良くサイドパネル３などの車体構造体に伝達することができる。

また、本実施形態のステアリングサポートメンバー１の構造では、コラム部４を構成する上面部材４１及び下面部材４２の膨らみ面４１ａ，４２ａによって断面係数が大きくなっているので、高い負荷荷重に対して耐性を有する高強度及び高剛性のステアリングサポートメンバー１を得ることができる。しかも、ステアリングサポートメンバー１を構成する部品単品が受ける荷重を低減させ、各部品の肉厚を薄く設定することが可能になるので、ステアリングサポートメンバー１の軽量化を実現できる。

図５は本発明の他の実施形態に係るステアリングサポートメンバーの構造を示すものである。なお、図５において、矢印Ｆｒ方向は車両前方を示し、矢印Ｆはステアリングサポートメンバーに負荷された荷重分散の流れを示している。
本実施形態のステアリングサポートメンバー１Ａは、基本的には上記実施形態のステアリングサポートメンバー１と同様に構成されており、上記実施形態と同様の構成要素は、上記実施形態と同様の符号及び用語を用いて説明する。ここでは、上記実施形態と異なる構成について説明する。
本実施形態のステアリングサポートメンバー１Ａは、図５に示すように、連結部材の１つであるステー８がコラム部４の幅広部４ｂに接合されておらず、ステー８との接続部であるステー接続部１３が設けられていない。コラム部４は、ダッシュパネル６とのパネル接続部１０からステアリングシャフト（図示せず）とのシャフト接続部１１まで延びる直線状の部分を中心にして左右対称の形状を有している。
したがって、本実施形態のステアリングサポートメンバー１Ａの構造によれば、ステアリングサポートメンバー１Ａに負荷される荷重が左右にバランス良く分散され、荷重の集中部分を無くすことが可能となり、高い強度及び剛性を有するステアリングサポートメンバー１Ａを得ることができる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、既述の実施の形態では、連結部材としてコラム部４の幅狭部４Ａ、ステアリングシャフト、パイプ状部材５、ステー８が挙げられているが、これ以外の車体構造体に連結する連結部材を設けることも可能であり、これに伴って連結部材との接続部も増やしても良い。また、コラム部４には、既述の実施の形態における接続部１０〜１３の設置数に限られず、コラム部４の大きさなどに対応して、接続部の数を増やしても良い。

１，１Ａ ステアリングサポートメンバー
２ 端部結合ブラケット
３ サイドパネル（車体構造体）
４ コラム部
４Ａ 幅狭部（連結部材）
４Ｂ 幅広部
５ パイプ状部材（連結部材）
６ ダッシュパネル（車体構造体）
７ フロアパネルのトンネル部（車体構造体）
８ ステー（連結部材）
１０ パネル接続部
１１ シャフト接続部
１２ パイプ接続部
１３ ステー接続部
４１ 上面部材
４１ａ 膨らみ面
４１ｂ フランジ
４２ 下面部材
４２ａ 膨らみ面
４２ｂ フランジ

Claims (5)

1. 車両幅方向に沿って延びて車体側部を構成するサイドパネルへ向かう連結部材と、
   車両前方側の車体を構成するダッシュパネルと、
   平面形状の部分を有する上面部材と下面部材を接合することにより形成されるコラム部とを備える、車体に搭載されるステアリングサポートメンバーの構造において、
   前記上面部材は、車両上方へ膨らむ膨らみ面を有し、前記下面部材は、車両下方へ膨らむ膨らみ面を有し、
   車両前方側の車体を構成する前記ダッシュパネルへの接続部とステアリングシャフトとの接続部とは、前記コラム部の車両前後方向に沿って直線状に延びる前記上面部材及び前記下面部材の膨らみ面を介して繋がれ、かつ前記ステアリングシャフトとの接続部と前記サイドパネルへ連結する連結部材との接続部とは、前記コラム部の車両幅方向に沿って延びる前記上面部材及び前記下面部材の膨らみ面を介して繋がれていることを特徴とするステアリングサポートメンバーの構造。
2. 前記サイドパネルへ向かう連結部材は、前記ステアリングサポートメンバーを構成するパイプ状部材であり、前記上面部材及び前記下面部材の車両幅方向の端部は、前記パイプ状部材の端部外周を抱え込むような形状に形成され、前記パイプ状部材との接続部は、前記上面部材及び前記下面部材の車両幅方向の端部が前記パイプ状部材の端部を抱え込んだ状態で、前記平面形状の部分が接合される接続部であることを特徴とする請求項１に記載のステアリングサポートメンバーの構造。
3. 前記コラム部と車両下方の車体フロアを構成するフロアパネルのトンネル部とを連結するステーを更に備え、前記ステアリングシャフトとの接続部と前記ステーとの接続部とは、前記コラム部の車両幅方向に沿って延びる前記上面部材及び前記下面部材の膨らみ面を介して繋がれてい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サポートメンバーの構造。
4. 前記コラム部と前記ステーとの接続部は、前記ステーの上部が前記上面部材及び前記下面部材を貫通した状態で前記上面部材及び前記下面部材に接合される接続部であることを特徴とする請求項３に記載のステアリングサポートメンバーの構造。
5. 前記コラム部は、車両前方側の車体を構成する前記ダッシュパネルとの接続部から前記ステアリングシャフトとの接続部まで延びる直線状の部分を中心にして左右対称の形状を有してい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サポートメンバーの構造。

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