JP6624489B2 - ステアリングサポートメンバー - Google Patents

Description

本発明は、
ステアリングシャフトを回転自在に支持する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に関する。

自動車のステアリングコラムは運転席側のステアリングサポートメンバーに固定される。そのために、運転席側のステアリングサポートメンバーには、助手席側のステアリングサポートメンバーよりも大きな負荷がかかる。
この負荷にステアリングサポートメンバーが抗することができるように、ステアリングサポートメンバーの全体を大径にする手段が考えられるが、この手段では、ステアリングサポートメンバーの重量が増大する上に、インストルメントパネル内への部品の配置の自由度を低下させてしまう。
そこで、従来、図７に示すように、前記ステアリングサポートメンバー２は、自動車の左右の側部に架け渡されたストレート状のメインパイプ７と、運転席側のメインパイプ７（メインパイプ７のうちの運転席側の部分）に接合されて運転席側のメインパイプ７の剛性を向上させるサブパイプ８とから構成されていた。
前記サブパイプ８は、運転席側のメインパイプ７に沿うストレート部８Ｂと、ストレート部８Ｂの長手方向の両端部から車両前方側Ｆｒに延びてメインパイプ７に接合する折曲部８Ａとから成る。
また、サブパイプ８の折曲部８Ａとフロアトンネルとにわたってストレート状のブレース１１が架け渡されている。そして、立体構造で剛性を有するスティフナ１０を介してカウルパネルと運転席側のメインパイプ７とが連結されている。
以上の構造により、ステアリングサポートメンバー２の全体を大径にしなくても、ステアリングサポートメンバー２の剛性を確保できて、ステアリングサポートメンバー２の軽量化を図ることができる。この従来の技術の構造に類似した構造が特許文献１に開示されている。

特開２０１３−３２１２４号公報

しかしながら、運転席側にはステアリングシャフト５を回転自在に支持するステアリングコラム６やスピードメーターの支持ブラケット２１が存在する。さらに、近年、電動パワーステアリングの電動モーターＭが前記支持ブラケット２１の近傍に位置する構造が多く採用されている。
そのために、上記従来の技術の構造によれば、支持ブラケット２１及び電動モーターＭと、車両前後方向に並んだメインパイプ７及びサブパイプ８とを干渉させることなく共存させるレイアウトが困難になっており、ステアリングサポートメンバーのレイアウトの自由度が低いという問題があった。
本発明の目的は、軽量化・高剛性化とレイアウトの自由度の向上とを両立させることができるステアリングサポートメンバーを提供する点にある。

本発明の特徴は、
ステアリングシャフトを回転自在に支持する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であって、
車両の左右の側部に架け渡されたメインパイプと、
運転席側のメインパイプに接合されて前記運転席側のメインパイプの剛性を向上させるサブパイプとから成り、
前記運転席側のメインパイプは、長手方向の両端部間のメインパイプ部分が車両後方側に凹んだ状態に折曲され、
車両前後方向から見て、前記ステアリングコラムが前記メインパイプ部分の左右一対の折曲部の間に位置するとともに、
前記サブパイプは、前記メインパイプ部分の車両後方側において前記メインパイプ部分に略沿うように車両後方側に凹んだ状態に折曲されるとともに、前記サブパイプの長手方向の両端部が、前記運転席側メインパイプ部分の左右一対の折曲部の夫々の外方側に各別に接合されている点にある。（ 請求項１ ）

この構成によれば、サブパイプが運転席側のメインパイプに接合されて運転席側のメインパイプの剛性を向上させる。その結果、前記メインパイプの径を小さくすることができてメインパイプの軽量化を図ることができる。
そして、運転席側のメインパイプは、長手方向の両端部間のメインパイプ部分が車両後方側に凹んだ状態に折曲され、車両前後方向から見て、ステアリングコラムが前記メインパイプ部分の左右一対の折曲部の間に位置するから、ステアリングコラムの電動モーター等の部品をメインパイプ部分の凹み内に収容することで、電動モーター等の部品とメインパイプ部分の干渉を回避することができる。
これにより、ステアリングサポートメンバーのレイアウトの自由度を向上させることができる。
また、ステアリングサポートメンバーをダッシュパネルに近づけることができる。これにより、ステアリングサポートメンバーのレイアウトの自由度をさらに向上させ、インストルメントパネルの車両前後方向の寸法を抑えて、乗員前方の空間を拡大させることができる。（請求項１）
（請求項１）

前記サブパイプの長手方向の両端部が、前記運転席側のメインパイプの長手方向の両端部（すなわち、前記メインパイプ部分の長手方向両外方側） に各別に接合されているから、例えば、図２に示すように、メインパイプ７ の左右一対の折曲点Ｃ を、メインパイプ７とサブパイプ８ で囲まれた閉じ構造の中に入り込ませることができる。
その結果、曲がり変形の起点となるような単純な折曲点をなくすことができる。つまり、前記左右一対の折曲点Ｃ が曲がり変形の起点となることを回避することができる。これにより、メインパイプ７ の左右一対の折曲点Ｃ が前記閉じ構造の外側に位置する構造に比べて、メインパイプ７ の剛性をより向上させることができる。（請求項１）

本発明において、
前記サブパイプは、前記メインパイプ部分から車両後方側に離間して、前記メインパイプ部分とサブパイプとで環状のパイプ部が形成されていると、次の作用を奏することができる。（請求項２）

前記メインパイプ部分とサブパイプとで環状のパイプ部が形成されているから、メインパイプ部分の剛性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、
車両衝突時にペダルアーム後退抑制機構のトリガーを受け止めるトリガー受けが前記ステアリングコラムに設けられ、
上面視、前記トリガー受けが前記メインパイプ部分の左右一対の折曲部の間に位置すると、次の作用を奏することができる。（請求項３）

車両のブレーキのペダルアームやクラッチのペダルアームはペダルブラケットを介してダッシュパネルに取り付けられている。そして、このペダルアームを踏み込むことにより、ペダルアームの変位量をマスターシリンダに伝えて制動操作やクラッチの接断操作を行っている。
前記マスターシリンダはダッシュパネルに直接取り付けられている。そのために、車両衝突時に車両前方側から過大な荷重がダッシュパネルに入力すると、ダッシュパネルの変位がそのままマスターシリンダの変位量になる。そして、マスターシリンダのプッシュロッドがペダルアームを車両後方側に揺動させることになる。
そこで、車両前方側からの過大な荷重の入力でペダルブラケットが車両後方側に移動したときにペダルアームが車両後方側に揺動するのを抑制するペダルアーム後退抑制機構が前記ペダルアームの周りに設けられている。
また、車両前方側からの過大な荷重の入力でペダルブラケットが車両後方側に移動したときに、マスターシリンダのプッシュロッドとブレーキペダルアームとの連動連結状態を解除する解除手段がペダルアーム後退抑制機構に設けられている。解除手段が作動することで、マスターシリンダのプッシュロッドがペダルアームを車両後方側に揺動させることができなくなる。この解除手段は、ペダルブラケット側に設けられたトリガーと、トリガーを車両後方側から受け止めるトリガー受けとから成る。
本発明の上記の構成によれば、車両衝突時にペダルアーム後退抑制機構のトリガーを受け止めるトリガー受けが前記ステアリングコラムに設けられており、上面視、前記トリガー受けが前記メインパイプ部分の左右一対の折曲部の間に位置するから、前記トリガー受けでトリガーを確実に受け止めることができて、ペダルアーム後退抑制機構を確実に作動
させることができる。
そして、折曲部によって衝突時コラム固定個所の変形を低減することにより、トリガーとトリガー受けのずれが低減できる。（屈曲によりメンバーの変形を吸収できる） また、後方に凸な形状内に電動モーターの幅方向の全体を含めて位置するように配置することで、トリガーとトリガー受けの横方向のずれを最小限に抑え確実性を向上できる。（請求項３）

本発明によれば、
軽量化・高剛性化とレイアウトの自由度の向上とを両立させることができるステアリングサポートメンバーを提供することができた。

ステアリングサポートメンバーとその周りの構造を左後上方から見た斜視図 ステアリングサポートメンバーとその周りの構造を上方から見た図 ステアリングサポートメンバーとその周りの構造を車両後方側から見た図 図３のＡ−Ａ矢視図 図４のブレーキペダルとその周りの構造の拡大図 別実施形態を示す図 従来のステアリングサポートメンバーとその周りの構造を示す斜視図

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，図２に示すように、自動車の左右のダッシュサイドパネル１（車両の側部に相当）に、車幅方向に沿うステアリングサポートメンバー２が略水平に架け渡されている。符号３はエンジンルームと車室を仕切るダッシュパネル、４はフロアパネルである。

そして、運転席側（本実施形態では車両右側）のステアリングサポートメンバー２に、ステアリングシャフト５を回転自在に支持するステアリングコラム６が固定されている。ステアリングシャフト５の車室内側の一端部にはステアリング（図示せず）が取り付けられる。この構造により、運転席側のステアリングサポートメンバー２に、助手席側のステアリングサポートメンバー２よりも大きな負荷がかかる。

この負荷にステアリングサポートメンバー２が抗することができるように、ステアリングサポートメンバー２の全体を大径にする手段が考えられるが、この手段では、ステアリングサポートメンバー２の重量が増大する。
そこで、ステアリングサポートメンバー２は、左右のダッシュサイドパネル１に架け渡された車幅方向に沿う円筒状の金属製のメインパイプ７と、運転席側のメインパイプ７（メインパイプ７のうちの運転席側の部分）に溶接接合されて前記運転席側のメインパイプ７の剛性を向上させる円筒状の金属製のサブパイプ８とから構成されている。

［メインパイプ７の構造］
図２に示すように、前記運転席側のメインパイプ７は、長手方向の両端部７Ａ間のメインパイプ部分７Ｂが車両後方側Ｒｒに凹んだ状態に折曲されている。メインパイプ部分７Ｂは、上面視車両後方側Ｒｒに窄まる台形状に形成されており、左右一対の第１傾斜部７Ｂ１（折曲部に相当）と、左右一対の第１傾斜部７Ｂ１間の第１ストレート部７Ｂ２とから成る。

［サブパイプ８の構造］
前記サブパイプ８は、メインパイプ部分７Ｂの車両後方側Ｒｒにおいてメインパイプ部分７Ｂに略沿うように車両後方側Ｒｒに凹んだ状態に折曲されている。このサブパイプ８も上面視車両後方側Ｒｒに窄まる台形状に形成されており、左右一対の第２傾斜部８Ａ（折曲部に相当）と、左右一対の第２傾斜部８Ａ間の第２ストレート部８Ｂとから成る。車両前後方向から見て、サブパイプ８はメインパイプ７よりも上方に位置する。メインパイプ部分７Ｂの第１ストレート部７Ｂ２とサブパイプ８の第２ストレート部８Ｂとは平行である。

そして、図２に示すように、サブパイプ８の長手方向の両端部８Ａ１（第２傾斜部８Ａの前端部）が、運転席側のメインパイプ７の屈曲部の長手方向の両端部７Ａ近傍に各別に溶接接合されている。
前記サブパイプ８は、メインパイプ部分７Ｂから車両後方側Ｒｒ（詳しくは車両後上方側）に離間して、メインパイプ部分７Ｂとサブパイプ８とで車幅方向に長い環状のパイプ部９が形成されている。

図１，図２に示すように、ステアリングサポートメンバー２とダッシュパネル３とには、連結部材としての金属製のスティフナ１０が架け渡されている。図４に示すように、スティフナ１０は車両後方側Ｒｒほど上方に位置するように傾斜している。このスティフナ１０は、車両後方側Ｒｒの後半部が車両後方側Ｒｒほど幅広の台形状に形成されるとともに（図２参照）、後端部が二股に分岐している。そして、スティフナ１０の左右一対の後端側接合部１０Ａ１が、サブパイプ８の第２ストレート部８Ｂに溶接接合され、左右一対の中間部側接合部１０Ａ２が、メインパイプ部分７Ｂの第１ストレート部７Ｂ２に溶接接合されている。

また、図３に示すように、サブパイプ８の車両左右中央側（車幅方向内側Ｗ１）の第２傾斜部８Ａとフロアパネル４とにわたって、支持部材としての金属製のブレース１１が架け渡されている。ブレース１１は上側ほど車両後方側Ｒｒに位置するように（図４参照）、かつ、上側ほど車幅方向外側Ｗ２に位置するように（図３参照）傾斜している。

［ステアリングコラム６の構造］
図４に示すように、ステアリングシャフト５及びステアリングコラム６の軸芯Ｏ（共通の軸芯である）は、車両後方側Ｒｒほど上方に位置するように後ろ上がりに傾斜している。図１に示すように、このステアリングコラム６の車両左右中央側の側部にＥＰＳモーターＭ（電動モーターである）が取り付けられている。ＥＰＳモーターＭは、モーター軸芯方向（符号Ｑはモーター軸芯である）から見て略円形であり、モーター軸芯方向にやや長く形成されている。

図４に示すように、車両の側方から見て、ＥＰＳモーターＭのモーター軸芯Ｑは、ステアリングシャフト５及びステアリングコラム６の軸芯Ｏに対して略直交している。より詳しくは、ＥＰＳモーターＭは、車両前方側Ｆｒほど上方に位置し（図４参照）、かつ、上端部側ほど車両左右中央側に位置する（図２参照）ように傾斜している。

図３に示すように、ステアリングコラム本体６Ｈの長手方向中間部の上側外周面に左右一対の取り付けブラケット１２が固定され、この取り付けブラケット１２がサブパイプ８の第２ストレート部８Ｂに取り付けボルト１３・ナット１４により締め付け固定されている。取り付けブラケット１２と第２ストレート部８Ｂの間には金属製の円筒形のボス状の台座２２が介在している。

図２に示すように、上面視、ステアリングコラム６はメインパイプ部分７Ｂの左右一対の第１傾斜部７Ｂ１（折曲部）の間に位置している。また、ＥＰＳモーターＭの車両後方側Ｒｒの部分は、車両後方側Ｒｒに凹む前記メインパイプ部分７Ｂの凹み内に収容されている。

［ペダルアーム後退抑制機構２６の構造］
図４，図５に示すように、上記の自動車のブレーキペダルアーム１５は、ペダルブラケット１６を介してダッシュパネル３に取り付けられている。そして、このブレーキペダルアーム１５を踏み込むことにより、ブレーキペダルアーム１５の変位量をマスターシリンダ（図示せず）に伝えて制動操作を行っている。ブレーキペダルアーム１５はペダル軸芯Ｐ（図５参照）周りに揺動する。
マスターシリンダはダッシュパネル３に直接取り付けられている。そのために、車両衝突時に車両前方側Ｆｒから過大な荷重がダッシュパネル３に入力すると、ダッシュパネル３の変位がそのままマスターシリンダの変位量になり、マスターシリンダのプッシュロッドがブレーキペダルアーム１５を、ペダル軸芯Ｐ周りに車両後方側Ｒｒに揺動させることになる。

そこで、車両前方側Ｆｒからの過大な荷重の入力でペダルブラケット１６が車両後方側Ｒｒに移動したときにブレーキペダルアーム１５が車両後方側Ｒｒに揺動するのを抑制するペダルアーム後退抑制機構２６がブレーキペダルアーム１５の周りに設けられている。

また、車両前方側Ｆｒからの過大な荷重の入力でペダルブラケット１６が車両後方側Ｒｒに移動したときに、マスターシリンダのプッシュロッドとブレーキペダルアーム１５との連動連結状態を解除する解除手段１７がペダルアーム後退抑制機構２６に設けられている。解除手段１７が作動することで、マスターシリンダのプッシュロッドがブレーキペダルアーム１５を車両後方側Ｒｒに揺動させることができなくなる。この解除手段１７は、ペダルブラケット１６側に設けられたトリガー１８と、このトリガー１８を車両後方側Ｒｒから受け止めるトリガー受け１９とから成る。

前記トリガー受け１９はステアリングコラム６に設けられている。このトリガー受け１９は、上面視、前記メインパイプ部分７Ｂの左右一対の第１傾斜部７Ｂ１（折曲部）の間に位置する。これにより、前記トリガー受け１９でトリガー１８を確実に受け止めることができて、ペダルアーム後退抑制機構２６を確実に作動させることができる。

図３に示すように、前記ＥＰＳモーターＭは、前記メインパイプ部分７Ｂの一方の第１傾斜部７Ｂ１側に位置し、トリガー受け１９はメインパイプ部分７Ｂの他方の第１傾斜部７Ｂ１側に位置している。そして、車幅方向から見て、ＥＰＳモーターＭとトリガー受け１９とが重なっている。

本発明によれば、
（１） サブパイプ８が運転席側のメインパイプ７に溶接接合されて運転席側のメインパイプ７の剛性を向上させる。その結果、メインパイプ７の径を小さくすることができてメインパイプ７の軽量化を図ることができる。
そして、運転席側のメインパイプ７は、長手方向の両端部７Ａ間のメインパイプ部分７Ｂが車両後方側Ｒｒに凹んだ状態に折曲され、車両前後方向から見て、ステアリングコラム６が前記メインパイプ部分７Ｂの左右一対の第１傾斜部７Ｂ１の間に位置するから、ステアリングコラム６のＥＰＳモーターＭ等の部品をメインパイプ部分７Ｂの凹み内に収容することで、ＥＰＳモーターＭ等の部品とメインパイプ部分７Ｂの干渉を回避することができる。これにより、ステアリングサポートメンバー２のレイアウトの自由度を向上させることができる。
また、ステアリングサポートメンバー２をダッシュパネル３に近づけることができる。これにより、ステアリングサポートメンバー２のレイアウトの自由度をさらに向上させることができる。

（２） 前記サブパイプ８の長手方向の両端部８Ａが、前記運転席側のメインパイプ７の長手方向の両端部７Ａ（すなわち、前記メインパイプ部分７Ｂの長手方向両外方側）に各別に接合されているから、図２に示すように、メインパイプ７の左右一対の折曲点Ｃを、メインパイプ７とサブパイプ８で囲まれた閉じ構造（環状のパイプ部９）の中に入り込ませることができる。その結果、曲がり変形の起点となるような単純な折曲点をなくすことができる。つまり、前記左右一対の折曲点Ｃが曲がり変形の起点となることを回避することができる。これにより、メインパイプ７の左右一対の折曲点Ｃが前記閉じ構造の外側に位置する構造に比べて、メインパイプ７の剛性をより向上させることができる。

（３） 前記メインパイプ部分７Ｂとサブパイプ８とで環状のパイプ部９が形成されているから、メインパイプ部分７Ｂの剛性をより向上させることができる。

［別実施形態］
（Ａ） 上記の第１の実施形態において、前記メインパイプ部分７は上面視車両後方側Ｒｒに窄まる台形状に形成されているが、前記メインパイプ部分７が上面視車両後方側Ｒｒに凹む円弧状に形成されている構造であってもよい。
（Ｂ） 図６に示すように、前記サブパイプ８がストレート状に形成されて、前記メインパイプ部分７Ｂの左右一対の折曲部７Ｂ１に架け渡されている構造であってもよい。
前記サブパイプ８は、メインパイプ部分７Ｂの凹み内に入り込んで、助手席側のメインパイプ７よりも車両後方側Ｒｒに位置している。この構成により、上記（１）と同様の作用効果を奏することができる。

第１実施形態の図１〜図５の発明は、前記別実施形態の（Ｂ）の図６に示す構造に比べると、次のような利点がある。
すなわち、前述したように、メインパイプ７の左右一対の折曲点Ｃ（図２参照）は、メインパイプ７とサブパイプ８で囲まれた閉じ構造（環状のパイプ部９）の中に入っており（図６に示す構造では、左右一対の折曲点Ｃは閉じ構造（環状のパイプ部９）の外側に位置している）、曲がり変形の起点となるような単純な折曲点が存在しない。つまり、図１〜図５の発明では、前記左右一対の折曲点Ｃが曲がり変形の起点となることを回避することができる。これにより、前記（Ｂ）の構造に比べて、メインパイプ７の剛性をより向上させることができる。

１ 車両の側部（ダッシュサイドパネル）
５ ステアリングシャフト
６ ステアリングコラム
７ メインパイプ
７Ａ 長手方向の端部（運転席側のメインパイプの長手方向の端部）
７Ｂ メインパイプ部分
７Ｂ１ 折曲部（メインパイプ部分の折曲部、メインパイプ部分の第１傾斜部）
８ サブパイプ
８Ａ 長手方向の端部（サブパイプの長手方向の端部）
９ パイプ部
１８ トリガー
１９ トリガー受け
２６ ペダルアーム後退抑制機構
Ｒｒ 車両後方側

Claims (3)

1. ステアリングシャフトを回転自在に支持する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であって、
   車両の左右の側部に架け渡されたメインパイプと、
   運転席側のメインパイプに接合されて前記運転席側のメインパイプの剛性を向上させるサブパイプとから成り、
   前記運転席側のメインパイプは、長手方向の両端部間のメインパイプ部分が車両後方側に凹んだ状態に折曲され、
   車両前後方向から見て、前記ステアリングコラムが前記メインパイプ部分の左右一対の折曲部の間に位置するとともに、
   前記サブパイプは、前記メインパイプ部分の車両後方側において前記メインパイプ部分に略沿うように車両後方側に凹んだ状態に折曲されるとともに、前記サブパイプの長手方向の両端部が、前記運転席側メインパイプ部分の左右一対の折曲部の夫々の外方側に各別に接合されているステアリングサポートメンバー。
2. 前記サブパイプは、前記メインパイプ部分から車両後方側に離間して、前記メインパイプ部分とサブパイプとで環状のパイプ部が形成されている請求項１記載のステアリングサポートメンバー。
3. 車両衝突時にペダルアーム後退抑制機構のトリガーを受け止めるトリガー受けが前記ステアリングコラムに設けられ、
   上面視、前記トリガー受けが前記メインパイプ部分の左右一対の折曲部の間に位置する請求項１又は２に記載のステアリングサポートメンバー。

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