WO2016104094A1

WO2016104094A1 - インパネリインフォースメント

Info

Publication number: WO2016104094A1
Application number: PCT/JP2015/083999
Authority: WO
Inventors: 竜蔵西村; 悠介浅井; 芳徳竹内; 耕太郎津田
Original assignee: フタバ産業株式会社
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2016-06-30
Also published as: DE112015005785B4; CN107107962B; JP6416618B2; US10220883B2; US20170349218A1; JP2016120866A; DE112015005785T5; CN107107962A

Abstract

　一側面の筒状のインパネリインフォースメントは、ステアリングコラムを支持する大径部と、大径部よりも外径が小さく、大径部よりも厚みが薄い小径部と、大径部と小径部との間に配置された中間部と、を備えている。中間部は、大径部と一体的に形成され、大径部よりも外径が小さい。

Description

インパネリインフォースメント

関連出願の相互参照

　本国際出願は、２０１４年１２月２５日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１４－２６２９０１号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１４－２６２９０１号の全内容を本国際出願に参照により援用する。

　本開示は、車両用のインパネリインフォースメントに関する。

　従来、車両のインストルメントパネル内において車両幅方向に沿って配設される筒状のインパネリインフォースメントが知られている（特許文献１参照）。インパネリインフォースメントは、運転席側に配置され、ステアリングコラムを支持する大径部と、助手席側に配置され、エアコン等を支持する小径部とを備えている。大径部と小径部とは、主に嵌合により連結されている。

特開２０１４－２１０５４８号公報

　ところで、近年、スモールオーバーラップ衝突試験の対策が必要となってきている。具体的には、運転席側でのスモールオーバーラップ衝突（以下、単にスモールオーバーラップ衝突という）の際、ステアリングホイールのエアバッグが運転者に対し正しい向きに作動するように、スモールオーバーラップ衝突時におけるステアリングホイールの位置（以下、ステアリング位置という）の車両幅方向の移動量を小さくすることが求められている。

　従来のインパネリインフォースメントでは、スモールオーバーラップ衝突時、運転席側のフロントピラーが車両内側に侵入し、インパネリインフォースメントの運転席側（大径部）の端部に荷重が入力される。このとき、大径部と小径部との嵌合部分に応力が集中し、その部分でインパネリインフォースメントの折れが発生する。すなわち、ステアリング位置に近い箇所でインパネリインフォースメントの折れが発生する。そのため、インパネリインフォースメントの変形角度（折れ角度）が大きくなり、ステアリング位置の車両幅方向の移動量も大きくなる。

　例えば、上記特許文献１に開示されたインパネリインフォースメントでは、応力が集中する大径部と小径部との嵌合部分を強化するため、その嵌合部分に補強部材（補強パッチ）を設けるといった対策をしている。しかしながら、部品点数の増加、コストの増加、工数の増加等を招いてしまう。

　本開示の一側面は、スモールオーバーラップ衝突に対する衝突性能を向上させ、さらに剛性を高めることができるインパネリインフォースメントを提供する。

　本開示の一側面は、筒状のインパネリインフォースメントであって、ステアリングコラムを支持する大径部と、大径部よりも外径が小さく、大径部よりも厚みが薄い小径部と、大径部と小径部との間に配置された中間部と、を備えている。中間部は、大径部と一体的に形成され、大径部よりも外径が小さい。

　上記インパネリインフォースメントは、大径部と小径部との間に、小径部よりも高強度の中間部を設けている。そのため、スモールオーバーラップ衝突時、インパネリインフォースメントの運転席側（大径部）の端部に荷重が入力された場合、中間部と小径部との連結部分に応力を集中し、その部分でインパネリインフォースメントの折れが発生する。

　すなわち、従来よりもステアリング位置から遠い箇所でインパネリインフォースメントの折れを発生させることができる。これにより、インパネリインフォースメントの変形角度（折れ角度）が小さくなり、ステアリング位置の車両幅方向の移動量も小さくなる。その結果、スモールオーバーラップ衝突に対する衝突性能を高めることができる。

　また、大径部よりも外径の小さい中間部を設けることにより、質量増加を抑制し、省スペース化を図りながら、スモールオーバーラップ衝突に対する衝突性能を高めることができる。また、小径部よりも高強度の中間部を設けることにより、インパネリインフォースメント全体の剛性（例えばステアリング支持剛性）を高めることができる。また、従来のように、補強部材（補強パッチ）を設ける必要がないため、補強部材を設ける場合に比べて、部品点数の削減、コストの削減、工数の削減等の効果が得られる。

　このように、本開示の一側面によれば、スモールオーバーラップ衝突時におけるステアリング位置の車両幅方向の移動量を小さくし、スモールオーバーラップ衝突に対する衝突性能を向上させ、さらに剛性を高めることができるインパネリインフォースメントを提供することができる。

　上記インパネリインフォースメントにおいて、中間部の厚みは、小径部の厚みよりも厚くてもよい。また、中間部の外径は、小径部の外径よりも大きくてもよい。これらの場合には、スモールオーバーラップ衝突時におけるステアリング位置の車両幅方向の移動量を小さくし、スモールオーバーラップ衝突性能を高めるという効果をより十分に得られる。また、インパネリインフォースメント全体の剛性をさらに高めることができる。

　また、大径部及び中間部は、巻きパイプで構成されていてもよい。すなわち、外径の異なる大径部及び中間部を一体的に成形する場合、例えば、縮管加工で中間部を成形しようとすると、中間部の軸方向（車両幅方向）長さが長くなるほど、パイプの割れ、座屈等が生じやすくなり、加工時間も増加する。そのため、中間部の軸方向長さを十分に確保することができない。

　一方、大径部及び中間部を巻きパイプ加工による巻きパイプで構成すれば、中間部の軸方向長さを十分に確保でき、その軸方向長さも自由自在に調整できる。したがって、中間部の軸方向長さを要求性能や質量等を考慮した上で適切かつ自由に設定することが可能となる。なお、巻きパイプとは、板材を筒状に巻いてその板材の一方の端縁部と他方の端縁部とを突き合わせて溶接等により接合したものをいう。

　また、大径部及び中間部を巻きパイプで構成する場合、中間部の軸方向長さは、７０ｍｍ以上であることが好ましい。この場合には、中間部の軸方向長さを十分に確保する必要があるため、縮管加工では中間部の成形が非常に困難である。したがって、上述した巻きパイプ加工を用いることの利点を生かすことができる。

実施形態１のインパネリインフォースメントを含む構造を示す斜視図である。実施形態１のインパネリインフォースメントを含む構造を示す平面図である。図３Ａは実施形態１のインパネリインフォースメントの構成を示す平面図であり、図３Ｂは図３ＡのIIIＢ－IIIＢ線矢視断面図であり、図３Ｃは図３ＡのIIIＣ－IIIＣ線矢視断面図であり、図３Ｄは、図３ＡのIIIＤ-IIIＤ線矢視断面図である。スモールオーバーラップ衝突時におけるステアリング位置の車両幅方向の移動量を示す説明図である。

　１…インパネリインフォースメント
　１１…大径部
　１２…中間部
　１３…小径部
　５…ステアリングコラム

　以下、本開示の実施形態を図面と共に説明する。
　（実施形態１）
　図１、図２に示すように、実施形態１のインパネリインフォースメント１は、車両のインストルメントパネル（図示略）内において車両幅方向に沿って配設される筒状のインパネリインフォースメントである。

　インパネリインフォースメント１は、ステアリングコラム５を支持する大径部１１と、大径部１１よりも外径が小さく、大径部１１よりも厚みが薄い小径部１３と、大径部１１と小径部１３との間に配置された中間部１２と、を備えている。中間部１２は、大径部１１と一体的に形成され、大径部１１よりも外径が小さい。以下、このインパネリインフォースメント１の詳細について説明する。

　なお、実施形態１では、図１、図２において、車両の前後方向、左右方向、上下方向をそれぞれ矢印にて示してある。前後方向とは、車両のフロントからリアに沿った方向（リアからフロントに沿った方向）である。左右方向とは、車両幅方向のことである。上下方向とは、鉛直方向（車両の高さ方向）である。後述する図３Ａ、図４も同様である。

　図１、図２に示すように、インパネリインフォースメント１は、例えば、鋼材等からなり、長尺円管状に形成されている。インパネリインフォースメント１は、車両のインストルメントパネル（図示略）内において車両幅方向（車両左右方向）に沿って配設されている。

　インパネリインフォースメント１の左端部（運転席側の端部）１０１は、取付ブラケット２１を介して、締結部材（図示略）により車体フレーム（図示略）に締結固定されている。同様に、インパネリインフォースメント１の右端部１０２は、取付ブラケット２２を介して、締結部材（図示略）により車体フレーム（図示略）に締結固定されている。締結部材としては、例えば、ボルト及びナット等を用いることができる。以下も同様である。

　インパネリインフォースメント１の車両下方側には、長尺円管状に形成された２本のフロアブレース３１、３２が配設されている。インパネリインフォースメント１は、２本のフロアブレース３１、３２によって車両下方側から支持されている。

　具体的に、フロアブレース３１の上端部は、締結部材３１１によりインパネリインフォースメント１（大径部１１）に固定されている。また、フロアブレース３２の上端部は、締結部材３２１によりインパネリインフォースメント１（中間部１２）に締結固定されている。なお、各フロアブレース３１、３２の上端部は、インパネリインフォースメント１に溶接等で固定されていてもよい。また、各フロアブレース３１、３２の下端部は、締結部材（図示略）により車体フロア（図示略）に締結固定されている。

　インパネリインフォースメント１（大径部１１）の車両前方側には、後述するサポート部材４３を固定するための固定用ブラケット４１が配設されている。固定用ブラケット４１の後端部４１２は、インパネリインフォースメント１（大径部１１）の外周面に溶接等により接合されている。

　固定用ブラケット４１の後端部４１２には、カウルトゥブレース４２が溶接等により接合されている。カウルトゥブレース４２は、固定用ブラケット４１の後端部４１２以外にも、インストルメントパネルの内部に配設される部材（図示略）と連結されている。

　また、固定用ブラケット４１の後端部４１２には、ステアリングコラム５をインパネリインフォースメント１（大径部１１）に支持するためのサポート部材４３が固定されている。具体的に、サポート部材４３の上端部は、締結部材４３１によりインパネリインフォースメント１（大径部１１）に締結固定されている。

　ステアリングコラム５は、車両前後方向に沿って配設され、ステアリングホイール（図示略）に接続されている。ステアリングコラム５は、ステアリングホイールの操舵操作を車輪（図示略）に伝達する構成の一部をなしている。なお、ステアリングホイールは、運転者によって把持されて操作される周知の部材である。

　また、ステアリングコラム５は、ブラケット（図示略）を介して、サポート部材４３に固定されている。すなわち、ステアリングコラム５は、サポート部材４３、固定用ブラケット４１等の部材を介して、インパネリインフォースメント１（大径部１１）に支持されている。

　図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ及び図３Ｄに示すように、インパネリインフォースメント１は、大径部１１と、小径部１３と、中間部１２とを有する。中間部１２は、大径部１１と小径部１３との間に配置されている。運転席側（車両幅方向左側）から、大径部１１、中間部１２、小径部１３の順に配置されている。

　大径部１１は、インパネリインフォースメント１の左端部１０１を含む運転席側部分を構成している。大径部１１は、上述したように、サポート部材４３、固定用ブラケット４１等の部材を介して、ステアリングコラム５を支持している。

　小径部１３は、インパネリインフォースメント１の右端部１０２を含む運転席とは反対側（助手席側）部分を構成している。小径部１３の外径Ｄ３は、大径部１１の外径Ｄ１よりも小さい。また、小径部１３の厚み（板厚）Ｔ３は、大径部１１の厚みＴ１よりも薄い。

　中間部１２は、大径部１１と一体的に形成されている。実施形態１において、外径の異なる大径部１１及び中間部１２は、巻きパイプ加工により形成された巻きパイプで構成されている。なお、巻きパイプとは、板材を筒状に巻いてその板材の一方の端縁部と他方の端縁部とを突き合わせて溶接等により接合したものをいう。図３Ｂ及び図３Ｃには、筒状に巻いた板材の一方の端縁部と他方の端縁部とを突き合わせて溶接した溶接部１００を示す。大径部１１の右端部には、中間部１２に向かって縮径して形成された縮径部１１１が設けられている。

　中間部１２の厚みＴ２は、小径部１３の厚みＴ３よりも厚く、大径部１１の厚みＴ１と同じである。中間部１２の外径Ｄ２は、大径部１１の外径Ｄ１よりも小さく、小径部１３の外径Ｄ３よりも大きい。中間部１２の軸方向長さＬは、７０ｍｍ以上である。

　一体的に形成された大径部１１及び中間部１２と小径部１３とは、溶接等により連結されている。具体的に、中間部１２の右端部の内側には、小径部１３の左端部の一部が挿入されている。中間部１２と小径部１３とは、小径部１３が挿入されている部分において、溶接等により接合されている。

　次に、実施形態１のインパネリインフォースメント１における作用効果を説明する。
　実施形態１のインパネリインフォースメント１は、大径部１１と小径部１３との間に、小径部１３よりも高強度の中間部１２を設けている。そのため、スモールオーバーラップ衝突時、インパネリインフォースメント１の運転席側の端部（左端部１０１）に荷重が入力された場合、中間部１２と小径部１３との連結部分に応力が集中し、その部分でインパネリインフォースメント１の折れが発生する。

　すなわち、従来よりもステアリング位置から遠い箇所でインパネリインフォースメント１の折れを発生させることができる。これにより、インパネリインフォースメント１の変形角度（折れ角度）が小さくなり、ステアリング位置の車両幅方向の移動量も小さくなる。その結果、スモールオーバーラップ衝突に対する衝突性能を高めることができる。

　具体的に説明すると、図４に示すように、実施形態１のインパネリインフォースメント１では、スモールオーバーラップ衝突時、インパネリインフォースメント１の運転席側の端部（左端部１０１）に荷重Ｆが入力された場合、中間部１２と小径部１３との連結部分Ａ１に応力が集中し、その部分でインパネリインフォースメント１の折れが発生する。このときのインパネリインフォースメント１の変形角度（折れ角度）をＢ１、ステアリング位置（ステアリングの所定の位置）をＳ１とする。なお、図４には、インパネリインフォースメント１の元の中心軸１９０、折れ発生後の中心軸１９１を示した。

　一方、従来のインパネリインフォースメントでは、大径部と小径部とからなり、中間部を設けていない（実施形態１の中間部１２の部分も小径部である）ため、スモールオーバーラップ衝突時、インパネリインフォースメントの運転席側の端部に荷重Ｆが入力された場合、大径部と小径部との連結部分Ａ２に応力が集中し、その部分でインパネリインフォースメントの折れが発生する。このときのインパネリインフォースメントの変形角度（折れ角度）をＢ２、ステアリング位置をＳ２とする。なお、図４には、インパネリインフォースメントの折れ発生後の中心軸１９２を示した。

　同図からもわかるように、実施形態１のインパネリインフォースメント１の折れ位置（連結部分Ａ１）は、従来の折れ位置（連結部分Ａ２）よりも元のステアリング位置Ｓ０から遠い箇所になる。これにより、インパネリインフォースメント１の変形角度（折れ角度）Ｂ１は、従来の変形角度Ｂ２に比べて小さくなる。また、ステアリング位置の車両幅方向の移動量Ｃ１も、従来の移動量Ｃ２に比べて小さくなる。その結果、実施形態１のインパネリインフォースメント１は、従来の構造に比べて、スモールオーバーラップ衝突に対する衝突性能に優れたものとなる。

　また、大径部１１よりも外径の小さい中間部１２を設けることにより、質量増加を抑制し、省スペース化を図りながら、スモールオーバーラップ衝突に対する衝突性能を高めることができる。また、小径部１３よりも高強度の中間部１２を設けることにより、インパネリインフォースメント１全体の剛性（例えばステアリング支持剛性）を高めることができる。また、従来のように、補強部材（補強パッチ）を設ける必要がないため、補強部材を設ける場合に比べて、部品点数の削減、コストの削減、工数の削減等の効果が得られる。

　また、実施形態１において、中間部１２の厚みは、小径部１３の厚みよりも厚い。また、中間部１２の外径は、小径部１３の外径よりも大きい。そのため、スモールオーバーラップ衝突時におけるステアリング位置の車両幅方向の移動量を小さくし、スモールオーバーラップ衝突性能を高めるという上述の効果をより十分に得られる。また、インパネリインフォースメント１全体の剛性をさらに高めることができる。

　また、大径部１１及び中間部１２は、巻きパイプ加工により形成された巻きパイプで構成されている。そのため、例えば、縮管加工で中間部１２を成形する場合に比べて、中間部１２の軸方向長さＬを十分に確保でき、その軸方向長さＬも自由自在に調整できる。したがって、中間部１２の軸方向長さＬを要求性能や質量等を考慮した上で適切かつ自由に設定することが可能となる。

　また、中間部１２の軸方向長さＬは、７０ｍｍ以上である。すなわち、中間部１２の軸方向長さＬを十分に確保する必要があり、縮管加工では中間部１２の成形が非常に困難である。したがって、上述した巻きパイプ加工を用いることの利点を生かすことができる。

　このように、実施形態１によれば、スモールオーバーラップ衝突時におけるステアリング位置の車両幅方向の移動量を小さくし、スモールオーバーラップ衝突に対する衝突性能を向上させ、さらに剛性を高めることができるインパネリインフォースメント１を提供することができる。

　（その他の実施形態）
　本開示は、上述の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

　（１）上述の実施形態１では、中間部の外径を小径部の外径よりも大きくしたが、例えば、中間部の外径を小径部の外径よりも小さくしてもよい。
　（２）上述の実施形態１では、中間部の厚みを大径部の厚みと同じとしている。ここで、厚みが同じ（同一）とは、例えば、製造上の誤差等を含む略同一の厚みであることをいう。

Claims

　筒状のインパネリインフォースメントであって、
　ステアリングコラムを支持する大径部と、
　該大径部よりも外径が小さく、前記大径部よりも厚みが薄い小径部と、
　前記大径部と前記小径部との間に配置された中間部と、を備え、
　該中間部は、前記大径部と一体的に形成され、前記大径部よりも外径が小さい、インパネリインフォースメント。
　前記中間部の厚みは、前記小径部の厚みよりも厚い、請求項１に記載のインパネリインフォースメント。
　前記中間部の外径は、前記小径部の外径よりも大きい、請求項１又は２に記載のインパネリインフォースメント。
　前記大径部及び前記中間部は、巻きパイプで構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載のインパネリインフォースメント。