JP6805998B2 - 車両用インストルメントパネル補強構造 - Google Patents

車両用インストルメントパネル補強構造 Download PDF

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Description

本発明は、車両用インストルメントパネルの補強構造に関する。
車室前部には、計器等を収容する内装部品であるインストルメントパネルが設けられる。インストルメントパネルは、上部部材であるインストルメントパネルアッパ(以下適宜インパネアッパと記載する)と下部部材であるインストルメントパネルロア(以下適宜インパネロアと記載する)の分割体から構成される。
インストルメントパネルは、インストルメントパネルリーンフォースメント(以下適宜インパネR/Fと記載する)及びこれに組み付けられた機器を被覆する外皮部材である。インパネR/Fは車両幅方向に設けられた骨格部材であり、ステアリングコラム、計器類、空調機器、オーディオ機器、エアバッグ等が組み付けられる。インストルメントパネルのうち、インパネアッパは、インパネR/Fの上面から後方側面に亘って延在し、インパネロアは、インパネアッパの後方側面端から接続されて下方向に延在する。インパネアッパ、インパネロアともに、ステアリングコラムや計器の一部を車室に露出させるために、適宜開口が設けられている。
インパネアッパ、インパネロアとも、その表面は車室側に露出しており、運転者や乗員のアクセスが可能となっている。特にインパネアッパについては、車両の乗降に際してインパネアッパ上壁部に手を添えて支えとする場合がある。またインパネアッパ上壁部には、一時的にまたは恒久的に荷物が置かれる場合がある。
インパネアッパは合成樹脂等の樹脂材料から構成されており、荷重を受けることで上壁部が凹むおそれがある。そうなると車両の高級感を損ねることから、従来からインパネアッパを支持する補強構造が知られている。
例えば特許文献1では、インパネアッパの裏側(インパネR/F側)に樹脂製のダクトを溶着させている。インパネアッパとダクトによって閉断面が形成されるため、インパネアッパの強度が向上する。加えて特許文献2では、ダクトの車両前後方向両端に翼部(リブ)を設け、強度の増加を図っている。
特開2002−283876号公報 特開平9−267623号公報
ところで、インパネアッパの剛性を高めるために、インパネアッパ裏面とインパネR/Fとを補強部材で繋ぐことが考えられる。しかしながら、一般的にはインパネアッパとインパネR/Fとの組み付けは、インパネR/Fに各種機器が搭載された後の最終工程で行われることが多く、当該工程ではインパネアッパ表側から裏側へのアクセスが困難となる。したがって上記工程でインパネアッパ表側から裏側に工具を差し入れて、インパネR/F及びインパネアッパと補強部材とをボルト等の締結部材で固定する等の作業が追加されると、インストルメントパネルの組立の作業性が低下するおそれがある。また車両のメンテナンス時にインパネアッパを車体から外す分解作業時に、まずインパネアッパ表側から裏側に工具を差し入れて締結部材を外す必要があり、メンテナンス時の作業性低下に繋がるおそれもある。そこで本発明は、インストルメントパネルの組立/分解作業性の低下を抑制可能な、車両用インストルメントパネル補強構造を提供することを目的とする。
本発明はインストルメントパネル補強構造に関する。当該補強構造は、インパネR/F、インパネアッパ、補強部材、及び取付部材を備える。インパネR/Fは車両幅方向に延設される。インパネアッパはインパネR/Fの上面を覆う。補強部材は、インパネアッパの、インパネR/Fとの対向面である裏面に設けられ、インパネR/Fに向かって延出し、その延出端部に第1締結部材が固定される。取付部材は、インパネR/Fに設けられ補強部材に向かって延出し、その延出端部に第2締結部材が固定される。さらに第1締結部材及び第2締結部材は、一軸方向に沿った付勢によって着脱可能に構成される。
上記構成によれば、一軸方向の付勢によって第1及び第2締結部材が着脱可能となっていることから、組み付けの際には例えばインパネアッパをインパネR/F側に押す(付勢する)ことで第1及び第2締結部材を締結可能となる。また分解時には、上記にて押した方向とは逆方向に、インパネアッパをインパネR/Fから離間させるように付勢することで第1及び第2締結部材を離間可能となる。このような簡易な付勢動作で第1及び第2締結部材の着脱が可能となるので、組立/分解の作業性低下が抑制される。
また上記発明において、第1締結部材及び第2締結部材は、ともに面ファスナから構成されてよい。
上記構成によれば、第1及び第2締結部材の面の少なくとも一部が対向していれば両者の締結が可能となる。つまり第1及び第2締結部材の面積に応じた、位置ずれに対する許容度が生じ、その分、締結作業が容易になる。
本発明によれば、車両用インストルメントパネル補強構造を設けるに当たり、インストルメントパネルの組立/分解作業性の低下を抑制可能となる。
本実施形態に係る車両用インストルメントパネル補強構造を構成する各部材を例示する分解斜視図である。 インパネR/Fを例示する斜視図である。 取付部材を例示する拡大斜視図である。 インパネアッパの表側(車室側)を例示する斜視図である。 インパネアッパの裏側(インパネR/F側)を例示する斜視図である。 補強部材の裏側(溶着面側)を例示する斜視図である。 補強部材の表側(締結部材側)を例示する斜視図である。 本実施形態に係る車両用インストルメントパネル補強構造の組立工程(1/2)を説明する図である。 本実施形態に係る車両用インストルメントパネル補強構造の組立工程(2/2)を説明する図である。
図1には、本実施形態に係る車両用インストルメントパネル補強構造を構成する各部材が例示されている。なお、図1〜図9において、車両前後方向を記号FRで表される軸で示し、車両幅方向を記号RWで表される軸で示し、鉛直方向を記号UPで表される軸で示す。記号FRはFrontの略であり、前後方向軸FRは車両前方方向を正方向とする。記号RWはRight Widthの略であり、幅方向軸RWは右幅方向を正方向とする。また高さ軸UPは上方向を正方向とする。特に幅方向軸RWに沿ったステアリングサポート24の位置関係から理解されるように、図1には右ハンドル車両のインストルメントパネル補強構造が例示されている。
図1に示されているように、これらFR軸、RW軸、UP軸は互いに直交する。以下、本実施形態に係る車両用インストルメントパネル補強構造を説明する際には、これら3軸を基準に適宜説明する。例えば「前端」は任意の部材のFR軸正方向側の端部を指し、「後端」は任意の部材のFR軸負方向側の端部を指す。「幅内側」はRW軸に沿って相対的に車両の幅方向内側を指すものとし、「幅外側」はRW軸に沿って相対的に車両の幅方向外側を指すものとする。さらに「上側」は相対的にUP軸の正方向側を指し、「下側」は相対的にUP軸の負方向側を指す。
本実施形態に係る車両用インストルメントパネル補強構造は、インパネアッパ10、インパネR/F12、補強部材14、及び取付部材16を備える。後述するように、補強部材14には第1締結部材18(図7等を参照)が固定され、取付部材16には第2締結部材20が固定される。
図2にはインパネR/F12が例示されている。インパネR/F12は車両幅方向に延設される骨格部材である。インパネR/F12は、例えば図8に例示するように、延設方向に直交する断面(FR−UP断面)形状が、複数回に亘り折り曲げられた板金部材から構成される。この板金部材をベースにして、インパネR/F12には複数のブラケットが設けられる。
具体的には、インパネR/F12の幅方向両端には、図示しないAピラー(フロントピラー)と接合されるサイドブラケット22A,22Bが設けられる。また、図2のRW方向右側には、図示しないステアリングコラムを支持するステアリングサポート24が設けられる。さらにステアリングサポート24とサイドブラケット22Bの間には、運転者用のニーエアバッグブラケット26が設けられる。さらに、RW方向左側には、一対の助手席用エアバッグブラケット28A,28Bが設けられる。
加えて、幅方向中央、すなわち、ステアリングサポート24と助手席用エアバッグブラケット28Bの間には、空調機を支持するための一対の空調ブラケット30A,30Bが設けられる。空調ブラケット30A,30Bは車両後方に延設され、その対向面には空調機を取り付けるための開口32が設けられる。加えて、空調ブラケット30A,30Bの後端上部にはそれぞれ高さ方向に延設されるスタッドボルト34A,34Bが設けられる。後述するように、スタッドボルト34A,34Bに取付部材16の脚部36A,36Bの開口45A,45Bが挿通されることで、取付部材16がインパネR/F12に固定される。
図3に取付部材16を例示する。取付部材16はU字形状の部材であって、一対の脚部36A,36Bと両者を繋ぐベース38とを備える。取付部材16は例えば板金をプレス加工することで形成される。
脚部36A,36Bは、インパネR/F12に組み付けられた際に高さ方向に延設される。その延設高さは、空調ブラケット30A,30B(図2参照)に取り付けられる空調機を跨ぐように形成される。つまり取付部材16は、その周辺機器との干渉を避けるように形状が定められている。
脚部36A,36Bの下端には、FR−RW平面に平行なフランジ42A,42Bが形成される。このフランジ42A,42Bに車両高さ方向に貫通する開口45A,45Bが設けられる。取付部材16をインパネR/F12に取り付ける際には、この開口45A,45Bに空調ブラケット30A,30Bのスタッドボルト34A,34Bを挿入させる。さらに開口45A,45Bから突き出されたスタッドボルト34A,34Bに図示しないナットを螺合させる。これにより、取付部材16がインパネR/F12に固定される。
取付部材16のベース38は脚部36A,36B間を繋ぐようにして車両幅方向に延設される。ベース38は、インパネR/F12に組み付けられた際にインパネアッパ10の上壁部44の裏面60(インパネR/F12との対向面、図5参照)に面する天面40を有する。
天面40には、第2締結部材20A,20Bが固定される。第2締結部材20A,20Bは、第1締結部材18A,18B(図7参照)とともに、一軸方向に沿った付勢によって着脱可能に構成されている。例えば第1締結部材18A,18B及び第2締結部材20A,20Bは、面ファスナから構成される。例えば第1締結部材18A,18B及び第2締結部材20A,20Bの一方がフック面であり、他方がループ面であってよい。
第1締結部材18A,18B及び第2締結部材20A,20Bを面ファスナから構成することで、位置ずれの許容度を十分に得られるというメリットがある。すなわち、第1締結部材18A,18B及び第2締結部材20A,20Bの面のうち、少なくとも一部が対向できていれば両者(第1締結部材18A,18B及び第2締結部材20A,20B)は締結される。後述するように第1締結部材18A,18B及び第2締結部材20A,20Bを目視せずにインパネアッパ10の上壁部44を押圧するのみにて第1締結部材18A,18B及び第2締結部材20A,20Bを締結させる場合であっても、上述の許容度により、両者を十分に締結することができる。
許容度を確保する観点から、周辺機器の干渉を避けられる範囲で、第1締結部材18A,18B及び第2締結部材20A,20Bの面積が定められる。例えば第1締結部材18A,18B及び第2締結部材20A,20Bのサイズはそれぞれ5cm×5cmの正方形であってよく、また相対的にRW方向に長い長方形であってもよい。
上記のような構造から、インパネR/F12に取付部材16が固定されている状態において、脚部36A,36Bの延設方向に沿って、取付部材16はインパネアッパ10及びこれに取り付けられた補強部材14に向かって延出する構造となる。さらにその延出端部に第2締結部材20A,20Bが固定される構造となる。
図4にはインパネアッパ10の表側(車室側)の斜視図が例示される。インパネアッパ10は、インパネR/F12の上面(UP軸正方向端の面)から後方側面(FR軸負方向端の面)を覆う外皮部材である。
説明の便宜上、インパネアッパ10を上壁部44と側壁部48に分けて説明する。上壁部44は、インパネR/F12の上面を覆ってほぼ水平に延設されるインパネアッパ10の領域を指す。側壁部48は、上壁部44の後端からインパネR/F12の側面を覆ってほぼ鉛直に延設されるインパネアッパ10の領域を指す。インパネアッパ10は図示しないインパネロアとともに例えば合成樹脂等の樹脂材料から構成される。
インパネアッパ10には各種機器の一部を露出させるための開口や吹き出し口が設けられている。例えばインパネアッパ10の上壁部44には、デフロスター用吹き出し口46が形成される。またインパネアッパ10の側壁部48には、空調機用開口50、計器用開口52、及び空調用吹き出し開口54A,54Bが形成される。
図5には、インパネアッパ10の裏側(インパネR/F12と対向する側)の斜視図が例示される。インパネアッパ10の側壁部48の裏面56には、図示しないインパネロア及び周辺機器と締結される複数の締結部材58が設けられる。締結部材58は例えばクリップやピンから構成される。
また、インパネアッパ10の上壁部44の裏面60にも、周辺機器や車体等と締結される複数の締結部材58が設けられる。加えて、上壁部裏面60には、補強部材14の溶着スペースをガイドする一対の突起62A,62Bが設けられる。突起62A,62Bは、上壁部裏面60のうち、インパネR/F12上にインパネアッパ10を組み付けたときに、空調ブラケット30A,30B(図2参照)の末端のスタッドボルト34A,34Bと車両高さ方向で一致する(UP軸上で一致する)位置に形成される。突起62A,62Bに挟まれ破線で示すスペースが、補強部材14の溶着スペースとなる。
図6には補強部材14の裏側(溶着面側)が例示されている。また図7には補強部材14の表面(締結部材側)が例示されている。補強部材14は例えば樹脂材料から構成される。補強部材14は断面(FR−UP断面)が台形の箱型形状であって、内部には補強用のリブが形成されていてよい。
また、補強部材14は溶着面64の車両前後方向の幅が、天面66の車両前後方向の幅より広くなるように形成される。溶着面64を相対的に広く取ることで、インパネアッパ10の裏側をより広い範囲で支持可能となる。また天面66の幅を狭く取ることで、周辺機器との干渉を回避可能となる。
図6を参照し、補強部材14の溶着面64の4隅には、溶着スポット68が形成されている。この溶着スポット68とインパネアッパ10の溶着面(図5にて破線で示す)とを当接させ、超音波溶着等の既存の樹脂溶着技術を用いて補強部材14をインパネアッパ10の裏面に溶着させる。
図7を参照して、補強部材14の天面66には第1締結部材18A,18Bが固定されている。上述したように、第1締結部材18A,18Bは面ファスナであってよい。
上記のような構造から、補強部材14は、インパネアッパ10の上壁部裏面60に取り付けられた際に、インパネR/F12に延出する構造となる。加えてその延出端部である天面66には第1締結部材18A,18Bが取り付けられる。
ここで、第1締結部材18A,18B及び第2締結部材20A,20Bとの着脱に際して、取付部材16や補強部材14が破損または脱落しないような構造であることが好適である。つまり、補強部材14とインパネアッパ10との締結力(溶着力)をP1、空調ブラケット30A,30Bと取付部材16との締結力(ボルト軸力)をP2、第1締結部材18A,18B及び第2締結部材20A,20Bの締結力(面ファスナ抜去荷重)をP3とすると、P1>P3かつP2>P3とすることが好適である。言い換えると、面ファスナ抜去荷重P3が溶着力P1及びボルト軸力P2より低くなるように面ファスナの仕様が定められる。
このように構成することで、インパネアッパ10をインパネR/F12から取り外す分解作業の際に、第1締結部材18A,18B及び第2締結部材20A,20Bが専ら分離し、インパネアッパ10からの補強部材14の離脱や、空調ブラケット30A,30Bからの取付部材16の離脱を防止可能となる。
図8、図9には、本実施形態に係るインストルメントパネル補強構造の組立工程が例示されている。なお図8、図9は図1のA−A断面であり、主に第1締結部材18Bと第2締結部材20Bとの着脱関係が示されているが、第1締結部材18Aと第2締結部材20Aもこれと同様の着脱動作を行う。
この組立工程では、インパネR/F12上にインストルメントパネルが被せられる。当該工程に当たり、予めインパネR/F12に取付部材16が固定され、インパネアッパ10に補強部材14が固定されている。
なお、インパネR/F12とインパネアッパ10とを繋ぐ部材として、補強部材14と取付部材16とに分割させたことで、一体部材とした場合と比較して、それぞれの車両高さ方向長さを短くできる。その結果、組立の際にインパネR/F12やこれに既に組み付けられている周辺機器との干渉を抑制可能となる。
図8には、インパネR/F12上の所定位置にインパネアッパ10を配置させたときの例が図示されている。例えばインパネアッパ10に設けられた複数の締結部材58(図5参照)は車体や周辺機器に締結されている。このとき、第1締結部材18B(及び18A、以下同じ)及び第2締結部材20B(及び20A、以下同じ)は対向して離間される。
図8にて矢印で示すように、インパネアッパ10の上壁部44をその表面(裏面60の対向面)から、一軸方向に、つまり車両UP軸負方向に付勢する。この付勢は組立スタッフによる押圧であってよい。この付勢に伴い、インパネアッパ10の上壁部44が下方向に凹む。これにより第1締結部材18Bが下降して第2締結部材20Bと当接する。この当接により、面ファスナのフックとループとが絡み合って、図9に例示するように、第1締結部材18Bと第2締結部材20Bとが締結状態となる。
なお、この締結状態を維持するために、第1締結部材18Bと第2締結部材20Bとの締結力(面ファスナ抜去荷重)P3は、インパネアッパ10の上壁部44が凹んだ状態から元に戻ろうとする弾性力(復元力)P4より高い(P3>P4)ことが好適である。
第1締結部材18Bと第2締結部材20Bとの締結により、インパネR/F12から取付部材16及び補強部材14を介してインパネアッパ10の上壁部44が支持される。特に取付部材16及び補強部材14が車両高さ方向に延設されている場合は、インパネアッパ10の上壁部44が受ける荷重(鉛直荷重)に対して取付部材16及び補強部材14に圧縮応力が働くので、上壁部44の凹み変形を効果的に抑制可能となる。
また、インパネR/F12から取付部材16及び補強部材14を介してインパネアッパ10の上壁部44を支持させるに際して、組立工程では上壁部44を下方に押圧するだけで済むことから、組立作業性の低下が抑制される。
次にメンテナンス等の際にインパネアッパ10をインパネR/F12や車体等から取り外す場合は、締結時の付勢方向とは逆方向、つまり車両上方にインパネアッパ10を持ち上げる。これにより、第1締結部材18Bと第2締結部材20Bとが分離される。このように本実施形態では、インパネアッパ10の分解に際して、通常作業に沿ってインパネアッパ10を持ち上げ付勢することによって第1締結部材18A,18B及び第2締結部材20A,20Bとの締結が解除される。つまり、分解作業性の低下が抑制される。
このように、本実施形態に係るインストルメントパネル補強構造では、インパネアッパ10そのものの剛性を上げる代わりに、他部材による支持によって、インパネアッパ10の剛性を高めている。インパネアッパ10そのものの剛性を高めるには、例えば肉厚としたり補強リブを追加する等の手段が考えられる。しかしながら、このモデル変更に伴って新たな金型を形成する必要があり、特にインパネアッパ10が車室前部の多くの空間を占める大型部品であることを考慮すると、追加コストが嵩むおそれがある。そこで本実施形態では、インパネアッパ10は既存のものを使用し、これよりも小型の補強部材14及び取付部材16にてインパネアッパ10の剛性向上を図ることで、コストの増加を抑制している。
また、補強部材14及び取付部材16の形状を、インパネR/F12及びその周辺機器との干渉を避ける形状とすることで、既存のインパネR/F12及びその周辺機器のレイアウトを維持した状態で、補強部材14及び取付部材16を取り付けることが可能となる。
<他の実施形態>
上述した実施形態では、第1締結部材18A,18B及び第2締結部材20A,20Bを面ファスナとしたが、任意の一軸方向に沿った付勢によって着脱可能な構造であれば、面ファスナとは異なる構造であってもよい。例えば第1締結部材18A,18B及び第2締結部材20A,20Bの一方をクリップとして他方をクリップが挿入される開口としてもよい。例えばクリップは車両高さ方向に平行に延設され、開口は水平面上に形成される。この構造において、インパネアッパ10の上壁部44を車両下方に押圧することで、クリップが開口に挿入され、締結状態となる。またインパネアッパ10を車両上方に持ち上げることで、クリップが開口から抜けて離脱状態となる。
10 インパネアッパ、12 インパネR/F、14 補強部材、16 取付部材、18A,18B 第1締結部材、20A,20B 第2締結部材、30A,30B 空調ブラケット、34A,34B スタッドボルト、36A,36B 脚部、38 ベース、44 インパネアッパ上壁部、45A,45B 開口、60 インパネアッパの上壁部裏面。

Claims (4)

  1. 車両幅方向に延設されるインパネR/Fと、
    前記インパネR/Fの上面を覆うインパネアッパと、
    前記インパネアッパの、前記インパネR/Fとの対向面である裏面に設けられ、前記インパネR/Fに向かって延出し、その延出端部に第1締結部材が固定された補強部材と、
    前記インパネR/Fに設けられ前記補強部材に向かって車両上方に延出し、その延出端部に第2締結部材が固定された取付部材と、
    を備え、
    前記第1締結部材及び前記第2締結部材は、車両上下方向で対向するとともに一軸方向に沿った付勢によって着脱可能に構成される、車両インストルメントパネル補強構造。
  2. 請求項1に記載の車両用インストルメントパネル補強構造であって、
    前記第1締結部材及び前記第2締結部材は、ともに面ファスナから構成される、車両用インストルメントパネル補強構造。
  3. 請求項1または2に記載の車両用インストルメントパネル補強構造であって、
    前記取付部材は、
    前記インパネR/Fに下端が固定されるとともに車両上方に延出する一対の脚部と、
    一対の前記脚部の上端同士を繋ぐとともに前記インパネアッパの前記裏面に面する天面を備えるベースと、
    を備え、
    前記ベースの前記天面に前記第2締結部材が固定される、車両用インストルメントパネル補強構造。
  4. 請求項1から3のいずれか一つに記載の車両用インストルメントパネル補強構造であって、
    前記インパネアッパが付勢により下方に凹んだ状態となることで前記第1締結部材と前記第2締結部材とが締結され、
    前記インパネアッパが凹む前の状態において、前記第1締結部材と前記第2締結部材とが車両上下方向に離間される、車両用インストルメントパネル補強構造。
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