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JP2008179258A - ステアリング支持部構造 - Google Patents

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JP2008179258A JP2007014308A JP2007014308A JP2008179258A JP 2008179258 A JP2008179258 A JP 2008179258A JP 2007014308 A JP2007014308 A JP 2007014308A JP 2007014308 A JP2007014308 A JP 2007014308A JP 2008179258 A JP2008179258 A JP 2008179258A
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Abstract

【課題】車体正面からの荷重入力に対して強い構造とすると共に、ステアリングコラムの上下の振動に対して高い剛性を有するようにする。
【解決手段】インストルメントパネルの内部に、ステアリングサポートメンバ40を配設し、ステアリングサポートメンバ40の下部に、前後のコラムブラケット22,23を取付け、ステアリングコラム24の前後2箇所の位置を、前後のコラムブラケット22,23にそれぞれ設けられた前後の止め点25,26に各々懸垂支持状態で固定したステアリング支持部構造であって、ステアリングサポートメンバ40を、水平上面部41と、前側傾斜面部42と、後側傾斜面部43とを有する三角断面形状としている。
【選択図】図1

Description

この発明は、ステアリング支持部構造に関するものである。
自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルが設けられている。このインストルメントパネルの内部には、ほぼ車幅方向へ延びて左右の車体パネル間を連結可能なステアリングサポートメンバが配設されている。このステアリングサポートメンバの下部には、前後のコラムブラケットが取付けられている。そして、ほぼ車両前後方向へ延びると共にステアリングサポートメンバの下方に配設されたステアリングコラムは、前後2箇所の位置を、前後のコラムブラケットにそれぞれ設けられた前後の止め点に各々懸垂支持状態で固定されている。
ここで、図7に示すように、ステアリングサポートメンバ1は、通常、金属製の丸パイプ2によって構成されている。コラムブラケット3,4には、一体型のものと別体型のものとが存在しているが、この場合には、一体型とされている。この一体型のコラムブラケット3,4は、ステアリングサポートメンバ1の下部に嵌着されると共に、嵌着部分を溶接固定されている(溶接部5)。この溶接部5は、丸パイプ2の外周に沿った曲線状とされている。
しかし、ステアリングサポートメンバ1が金属製の丸パイプ2とした場合、構造的に捩(ねじ)り6に対して弱くなることから、ステアリングコラムの上下の振動に対する剛性が不足する傾向にあるので、その対策として、丸パイプ2の大径化や厚肉化を図る必要があるという問題がある。
そのため、ステアリングサポートメンバ1を、丸パイプ2(丸断面)以外の異形断面とすることなどが、一部で行われている(例えば、特許文献1参照)。
例えば、図8では、ステアリングサポートメンバ1を、各面7〜10がそれぞれ前後・上下に向いた矩形断面の角パイプ11などとしている。
特開昭63−49587号公報
しかしながら、図8に示すように、ステアリングサポートメンバ1を、矩形断面の角パイプ11とした場合、構造的に車体正面からの荷重入力12に対して弱いことから、即ち、前後面7,8が仮想線で示すように変形し易いことから、下部に補強ブラケット13などを設けるなどの対策を取る必要が生じて、重量増加やコスト増加を招くという問題があった。
上記課題を解決するために、請求項1に記載された発明では、インストルメントパネルの内部に、ほぼ車幅方向へ延びて左右の車体パネル間を連結可能なステアリングサポートメンバを配設し、該ステアリングサポートメンバの下部に、前後のコラムブラケットを取付け、ほぼ車両前後方向へ延びると共にステアリングサポートメンバの下方に配設されたステアリングコラムの前後2箇所の位置を、前後のコラムブラケットにそれぞれ設けられた前後の止め点に各々懸垂支持状態で固定したステアリング支持部構造において、前記ステアリングサポートメンバを、その上面に車両前後方向および車幅方向とほぼ平行な水平上面部を有し、該水平上面部の下側に、前側のコラムブラケットが取付けられる前側傾斜面部と、後側のコラムブラケットが取付けられる後側傾斜面部とを有する三角断面形状としたステアリング支持部構造を特徴としている。
請求項2に記載された発明では、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバの捩り中心から前側のコラムブラケットの前側止め点までの車両前後方向の距離を、前記捩り中心から後側のコラムブラケットの後側止め点までの車両前後方向の距離よりも長くなるように設定した請求項1記載のステアリング支持部構造を特徴としている。
請求項3に記載された発明では、前側のコラムブラケットと車室前壁との間を、ポストブラケットロワ部材で連結すると共に、該ポストブラケットロワ部材が、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバの前記捩り中心を中心とする円の、前側止め点における接線方向とほぼ平行な方向へ向けて延設された請求項1または2記載のステアリング支持部構造を特徴としている。
請求項4に記載された発明では、前側のコラムブラケットと、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバの前側傾斜面部との間を、斜面長全域に亘って当接固定した請求項1ないし3のいずれか1項に記載のステアリング支持部構造を特徴としている。
請求項5に記載された発明では、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバの前側傾斜面部の斜面長を、後側傾斜面部の斜面長よりも大きくなるように設定した請求項4記載のステアリング支持部構造を特徴としている。
請求項1の発明によれば、インストルメントパネルの内部に、ほぼ車幅方向へ延びて左右の車体パネル間を連結可能なステアリングサポートメンバを配設し、該ステアリングサポートメンバの下部に、前後のコラムブラケットを取付け、ほぼ車両前後方向へ延びると共にステアリングサポートメンバの下方に配設されたステアリングコラムの前後2箇所の位置を、前後のコラムブラケットにそれぞれ設けられた前後の止め点に各々懸垂支持状態で固定したステアリング支持部構造において、前記ステアリングサポートメンバを、その上面に車両前後方向および車幅方向とほぼ平行な水平上面部を有し、該水平上面部の下側に、前側のコラムブラケットが取付けられる前側傾斜面部と、後側のコラムブラケットが取付けられる後側傾斜面部とを有する三角断面形状としたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。
即ち、三角断面形状のステアリングサポートメンバが、その上面に車両前後方向および車幅方向とほぼ平行な水平上面部を有することにより、構造的に車体正面からの荷重入力に対して強いものとすることができる。これにより、ステアリングサポートメンバに対する補強や大断面化および肉厚増加などが不要となるため、製作時間や部品点数や重量削減が可能となり、コスト削減を得ることができる。また、水平上面部の下側に前側傾斜面部と後側傾斜面部とを有することにより、前側のコラムブラケットと後側のコラムブラケットとに対する取付面積を確保して剛性向上を図ることが可能となる。
請求項2の発明によれば、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバの捩り中心から前側のコラムブラケットの前側止め点までの車両前後方向の距離を、前記捩り中心から後側のコラムブラケットの後側止め点までの車両前後方向の距離よりも長くなるように設定したことにより、以下のような作用効果を得ることができる。
即ち、ステアリングコラムの後端部(ステアリングホイール)に力が入力された場合に、前側止め点と後側止め点とに作用される力は、ステアリングサポートメンバの捩り中心を中心とする偶力となるが、上記設定によって前側止め点と後側止め点との間の間隔が広くなるので、偶力を受けるのに強い構造とすることができる。しかも、上記設定によって後側止め点の位置が捩り中心に近くなることにより、後側止め点へ入力される力を力学的により小さなものとすることができる。且つ、上記設定により、前側止め点の位置が車両前方寄りとなるので、前側止め点に作用される力を、短い経路で車室前壁へ伝えることができて有利である。これらにより、ステアリングコラムの上下の振動に対して高い剛性を有する構造を得ることができる。
請求項3の発明によれば、前側のコラムブラケットと車室前壁との間を、ポストブラケットロワ部材で連結すると共に、該ポストブラケットロワ部材が、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバの前記捩り中心を中心とする円の、前側止め点における接線方向とほぼ平行な方向へ向けて延設されたことにより、前側止め点に作用される力(やその反力)を、余計な分力を発生させることなく、上記円の接線方向とほぼ平行な方向へ延びるポストブラケットロワ部材を介して直接的に車室前壁へと伝えることができるようになるため、ステアリングコラムの上下の振動を効率的に抑制することができる。また、前側止め点に発生される力が車室前壁へ効率的に伝えられて、車室前壁がこれを受けるので、その分だけ前側のコラムブラケットやポストブラケットロワ部材の剛性を低くして、重量削減やコスト削減を図ることが可能となる。
請求項4の発明によれば、前側のコラムブラケットと、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバの前側傾斜面部との間を、斜面長全域に亘って当接固定したことにより、前側傾斜面部に対する前側のコラムブラケットの接地面積を広くして前側のコラムブラケットの付根部分の剛性を向上することができる。これにより、前側のコラムブラケットに対する補強が不要となるため、重量削減やコスト削減を図ることが可能となる。
請求項5の発明によれば、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバの前側傾斜面部の斜面長を、後側傾斜面部の斜面長よりも大きくなるように設定したことにより、前側傾斜面部に対する前側のコラムブラケットの接地面積を一層広くして前側のコラムブラケットの付根部分の剛性を更に向上することができる。よって、更に有利に重量削減やコスト削減を図ることが可能となる。
以下、本発明を具体化した実施例について、図示例と共に説明する。
図1〜図6は、この発明の実施例を示すために用いられるものである。
まず、構成について説明する。
自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルが設けられている。このインストルメントパネルの内部には、図1に示すように、ほぼ車幅方向へ延びて左右の車体パネル間を連結可能な、ステアリングサポートメンバ21が配設されている。このステアリングサポートメンバ21の下部には、前後のコラムブラケット22,23が取付けられている。なお、コラムブラケット22,23には、一体型のものと別体型のものとが存在しているが、この場合には、別体型とされている。
また、ステアリングサポートメンバ21の下方には、ステアリングコラム24が配設されている。このステアリングコラム24は、ほぼ車両前後方向33へ延びるものである。そして、ステアリングコラム24は、前後2箇所の位置を、前後のコラムブラケット22,23にそれぞれ設けられた前後の止め点25,26に各々懸垂支持状態で固定されている。前後のコラムブラケット22,23は、ステアリングサポートメンバ21に対し、車幅方向におけるステアリングサポートメンバ21と対応する位置に、部分的に取付けられている。前後のコラムブラケット22,23は、ステアリングコラム24を挟むように、それぞれ左右一対設けられている。
ステアリングコラム24は、後上がりに傾斜されていると共に、その後端部には、ステアリングホイール34が取付けられている。なお、ステアリングコラム24が後上がりに傾斜されていることに伴い、前後のコラムブラケット22,23は、上下のコラムブラケット22,23なども言われている。この場合、前側のコラムブラケット22が下側のコラムブラケット22となり、後側のコラムブラケット23が上側のコラムブラケット23となる。ここでは、そのまま前後のコラムブラケット22,23と言う。
一方、車室の前部には、ダッシュパネルなどの車室前壁28が設けられている。この車室前壁28は、エンジンルームと車室とを仕切る隔壁である。この車室前壁28と、ステアリングサポートメンバ21、または、前側のコラムブラケット22との間には、ポストブラケット29が設けられている。このポストブラケット29は、ポストブラケットアッパ部材31と、ポストブラケットロワ部材32とを有している。このポストブラケットアッパ部材31と、ポストブラケットロワ部材32とは、通常は、ほぼフ字状に屈曲された一体物として構成される。そして、フ字状の屈曲部分が車室前壁28に固定され、フ字状の横線部分の自由端(後端)がステアリングサポートメンバ21または前側のコラムブラケット22の上部に固定され、フ字状の斜線部分の自由端(下端)が前側のコラムブラケット22の下部に固定される。
そして、ステアリングサポートメンバ21として、丸断面以外の異形断面のものを採用する。
以上のような基本構成に対し、この実施例のものでは、ステアリングサポートメンバ21を、その上面に車両前後方向33および車幅方向とほぼ平行な水平上面部41を有し、水平上面部41の下側に、前側のコラムブラケット22が取付けられる前側傾斜面部42と、後側のコラムブラケット23が取付けられる後側傾斜面部43とを有する三角断面形状とする(三角型ステアリングサポートメンバ。以下、ステアリングサポートメンバ40と言う)。ここで、前側傾斜面部42は、前上がりに傾斜し、後側傾斜面部43は、後上がりに傾斜している。
また、ステアリングサポートメンバ40を三角断面形状としたことに伴い、前後のコラムブラケット22,23を、側面視ほぼ三角形状のものとする。この場合、前後の止め点25,26は、側面視ほぼ三角形状の前後のコラムブラケット22,23の下端部にそれぞれ設定される。
そして、図2に示すように、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバ40の捩(ねじ)り中心44から前側のコラムブラケット22の前側止め点25までの車両前後方向33の距離45を、捩り中心44から後側のコラムブラケット23の後側止め点26までの車両前後方向33の距離46よりも長くなるように設定する(距離45>距離46)。距離45は、距離46と実質的に同等と認められる長さよりも長くなるようにする(効果が発揮される程度の長さとする)。特に、距離45は、可能な限り長くするのが好ましい。
更に、図3に示すように、ポストブラケットロワ部材32を、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバ40の捩り中心44を中心とする円の、前側止め点25における接線方向とほぼ平行な方向へ向けて延設する(接線方向ポストブラケットロワ部材。以下、ポストブラケットロワ部材48と言う)。そして、前側のコラムブラケット22と車室前壁28との間を、このポストブラケットロワ部材48を用いて連結する。なお、ポストブラケットロワ部材48は、接線と一致させるのが好ましい。
ここで、ポストブラケットアッパ部材31は、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバ40における水平上面部41と同じ高さレベルで、且つ、水平上面部41と連続して車両前後方向33の前方へ車室前壁28に達するまでほぼ水平に延びるように設ける。そして、ポストブラケットロワ部材48は、ポストブラケットアッパ部材31の車室前壁28と対応する端部の位置から、上記接線方向またはそれと平行な方向へ向けてステアリングコラム24に達するまで下方に延設する。更に、ポストブラケットロワ部材48の下端部の位置(前側のコラムブラケット22またはステアリングコラム24に達する位置)またはその近傍に前側のコラムブラケット22の前側止め点25を設定する。
以上の各構成により、ポストブラケットロワ部材48は、従来のものと比べて、より立上がったものとなる。
そして、前側のコラムブラケット22と、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバ40の前側傾斜面部42との間を、斜面長52(図4参照)の全域に亘って当接固定させるようにする(全域固定部51)。
そのために、側面視ほぼ三角形状の前側のコラムブラケット22の3つの頂点を、前側止め点25と、前側傾斜面部42の斜面長の両端部とに設定する。
更に、図4に示すように、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバ40の前側傾斜面部42の斜面長52が、後側傾斜面部43の斜面長53よりも大きくなるように設定する。
そのために、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバ40における、水平上面部41と前側傾斜面部42とが成す角49が、水平上面部41と後側傾斜面部43とが成す角50よりも小さくなるようにする(角49<角50)。特に、角49は鋭角とし、角50は鈍角に近い角度などとする。
次に、この実施例の作用について説明する。
例えば、図2に示すように、ステアリングコラム24の後端部(ステアリングホイール34)に下方へ向かう力55が入力された場合、ステアリングサポートメンバ40は、捩り中心44を中心とする捩りを受ける。この際に、後側止め点26には、ほぼ下側へ向かう力56が作用される。この力56の反力57は、後側のコラムブラケット23、ステアリングサポートメンバ40、ポストブラケットアッパ部材31を介し車室前壁28へと伝えられて、車室前壁28がこれを受ける。同時に、前側止め点25には、ほぼ上側へ向かう力58が作用される。この力58の反力59は、前側のコラムブラケット22、ポストブラケットロワ部材32を介し車室前壁28へと伝えられて、車室前壁28がこれを受ける。
なお、ステアリングコラム24の後端部(ステアリングホイール34)に下方へ向かう力55が入力された場合には、力の方向は逆になるが、上記とほぼ同様となる。このような作用により、ステアリングコラム24の上下の振動が防止されることになる。
そして、この実施例によれば、インストルメントパネルの内部に、ほぼ車幅方向へ延びて左右の車体パネル間を連結可能なステアリングサポートメンバ40を配設し、ステアリングサポートメンバ40の下部に、前後のコラムブラケット22,23を取付け、ほぼ車両前後方向33へ延びると共にステアリングサポートメンバ40の下方に配設されたステアリングコラム24の前後2箇所の位置を、前後のコラムブラケット22,23にそれぞれ設けられた前後の止め点25,26に各々懸垂支持状態で固定したステアリング支持部構造において、ステアリングサポートメンバ40を、その上面に車両前後方向33および車幅方向とほぼ平行な水平上面部41を有し、水平上面部41の下側に、前側のコラムブラケット22が取付けられる前側傾斜面部42と、後側のコラムブラケット23が取付けられる後側傾斜面部43とを有する三角断面形状としたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。
即ち、三角断面形状のステアリングサポートメンバ40が、その上面に車両前後方向33および車幅方向とほぼ平行な水平上面部41を有することにより、車両前後方向33に芯(または軸)が通った状態となるので、構造的に車体正面からの荷重入力61に対して強いものとすることができる(図5参照)。これにより、ステアリングサポートメンバ40に対する補強や大断面化および肉厚増加などが不要となるため、ステアリングサポートメンバ40廻りの製作時間や部品点数や重量削減が可能となり、コスト削減を得ることができる。また、水平上面部41の下側に前側傾斜面部42と後側傾斜面部43とを有することにより、前側のコラムブラケット22と後側のコラムブラケット23とに対する取付面積を確保して剛性向上を図ることが可能となる。
また、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバ40の捩り中心44から前側のコラムブラケット22の前側止め点25までの車両前後方向33の距離45を、捩り中心44から後側のコラムブラケット23の後側止め点26までの車両前後方向33の距離46よりも長くなるように設定することにより(距離45>距離46)、以下のような作用効果を得ることができる。
即ち、ステアリングコラム24の後端部(ステアリングホイール34)に力55が入力された場合に、前側止め点25と後側止め点26とに作用される力56,58は、ステアリングサポートメンバ40の捩り中心44を中心とする偶力となるが、上記設定によって前側止め点25と後側止め点26との間の間隔が広くなるので、偶力を受けるのに強い構造とすることができる。
しかも、上記設定によって後側止め点26の位置が捩り中心44に近くなることにより、後側止め点26へ入力される力56を力学的により小さなものとすることができる(図6参照)。
また、上記設定により、前側止め点25の位置が車両前方寄りとなるので、前側止め点25に作用される力を、短い経路で車室前壁28へ伝えることができて有利である。
これらにより、ステアリングコラム24の上下の振動に対して高い剛性を有する構造を得ることができる。
更に、図3に示すように、前側のコラムブラケット22と車室前壁28との間を、ポストブラケットロワ部材48で連結すると共に、ポストブラケットロワ部材48が、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバ40の捩り中心44を中心とする円の、前側止め点25における接線方向とほぼ平行な方向へ向けて延設されたことにより、前側止め点25に作用される力58やその反力59を、余計な分力を発生させることなく、上記円の接線方向とほぼ平行な方向へ延びるポストブラケットロワ部材48を介して直接的に車室前壁28へと伝えることができるようになるため、ステアリングコラム24の上下の振動を効率的に抑制することができる。
また、前側止め点25に発生される力が車室前壁28へ効率的に伝えられて、車室前壁28がこれを受けるので、その分だけ前側のコラムブラケット22やポストブラケットロワ部材48の剛性を低くして、重量削減やコスト削減を図ることが可能となる。
そして、前側のコラムブラケット22と、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバ40の前側傾斜面部42との間を、斜面長52の全域に亘って当接固定した(全域固定部51)ことにより、前側傾斜面部42に対する前側のコラムブラケット22の接地面積を広くして前側のコラムブラケット22の付根部分の剛性を向上することができる。これにより、前側のコラムブラケット22に対する補強が不要となるため、重量削減やコスト削減を図ることが可能となる。
更に、図4に示すように、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバ40の前側傾斜面部42の斜面長52を、後側傾斜面部43の斜面長53よりも大きくなるように設定することにより、前側傾斜面部42(の斜面長52の全域)に対する前側のコラムブラケット22の接地面積を一層広くして前側のコラムブラケット22の付根部分の剛性を更に向上することができる。よって、更に有利に重量削減やコスト削減を図ることが可能となる。
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が示されている場合には、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。
本発明の実施例にかかるステアリング支持部構造の側面図である。 図1の変形例を示す側面図である。 図1の他の変形例を示す側面図である。 図1の別の変形例を示す側面図である。 三角断面形状を有するステアリングサポートメンバの車体正面からの荷重入力に対する強さを示す参考図である。 捩り中心からの距離に応じた後側止め点に入力される力の大きさを示す参考図である。 従来例にかかるステアリング支持部構造の側面図である。 異形断面のステアリングサポートメンバを有する、従来例にかかるステアリング支持部構造の側面図である。
符号の説明
22 コラムブラケット
23 コラムブラケット
24 ステアリングコラム
25 止め点
26 止め点
28 車室前壁
33 車両前後方向
40 ステアリングサポートメンバ
41 水平上面部
42 前側傾斜面部
43 後側傾斜面部
44 捩り中心
45 距離
46 距離
48 ポストブラケットロワ部材
52 斜面長
53 斜面長

Claims (5)

  1. インストルメントパネルの内部に、ほぼ車幅方向へ延びて左右の車体パネル間を連結可能なステアリングサポートメンバを配設し、該ステアリングサポートメンバの下部に、前後のコラムブラケットを取付け、ほぼ車両前後方向へ延びると共にステアリングサポートメンバの下方に配設されたステアリングコラムの前後2箇所の位置を、前後のコラムブラケットにそれぞれ設けられた前後の止め点に各々懸垂支持状態で固定したステアリング支持部構造において、
    前記ステアリングサポートメンバを、その上面に車両前後方向および車幅方向とほぼ平行な水平上面部を有し、該水平上面部の下側に、前側のコラムブラケットが取付けられる前側傾斜面部と、後側のコラムブラケットが取付けられる後側傾斜面部とを有する三角断面形状としたことを特徴とするステアリング支持部構造。
  2. 三角断面形状を有するステアリングサポートメンバの捩り中心から前側のコラムブラケットの前側止め点までの車両前後方向の距離を、前記捩り中心から後側のコラムブラケットの後側止め点までの車両前後方向の距離よりも長くなるように設定したことを特徴とする請求項1記載のステアリング支持部構造。
  3. 前側のコラムブラケットと車室前壁との間を、ポストブラケットロワ部材で連結すると共に、該ポストブラケットロワ部材が、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバの前記捩り中心を中心とする円の、前側止め点における接線方向とほぼ平行な方向へ向けて延設されたことを特徴とする請求項1または2記載のステアリング支持部構造。
  4. 前側のコラムブラケットと、三角断面形状を有するステアリングサポートメンバの前側傾斜面部との間を、斜面長全域に亘って当接固定したことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のステアリング支持部構造。
  5. 三角断面形状を有するステアリングサポートメンバの前側傾斜面部の斜面長を、後側傾斜面部の斜面長よりも大きくなるように設定したことを特徴とする請求項4記載のステアリング支持部構造。
JP2007014308A 2007-01-24 2007-01-24 ステアリング支持部構造 Expired - Fee Related JP4971810B2 (ja)

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