JP6896958B2 - ステアリングコラムの支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングコラムを支持するための車体支持構造に関する。

特許文献１には、ステアリングコラムの支持構造の一例が開示されている。当該支持構造は、車幅方向に延び、かつステアリングコラムが支持されるステアリングサポートメンバと、ステアリングサポートメンバと車両前方部材とに接合された連結部材とを備える。ステアリングサポートメンバは、円形鋼管からなる。連結部材は、ステアリングサポートメンバと車両前方部材とに接合された第１のリーンフォースメントと、第１のリーンフォースメントよりも車両下方に位置し、かつ第１のリーンフォースメントに接合された第２のリーンフォースメントとを含む。第１のリーンフォースメントおよび第２のリーンフォースメントには、これらを車両上下方向に変形し得る脆弱部が設けられている。

特許文献１に開示されている支持構造によれば、車両衝突時において車両前方から衝撃荷重が連結部材に作用すると、車幅方向から視て脆弱部を支点として連結部がＺ字状に折れ曲がり変形する（特許文献１の図４参照）。これにより、衝撃荷重に伴うエネルギーが吸収されるため、乗員に対する安全性が向上する。しかし、ステアリングコラムは、円形鋼管からなるステアリングサポートメンバに直接支持される構成であるため、ステアリングコラムに作用する振動が乗員の負担になることが懸念される。このため、当該支持構造においては、ステアリングコラムの支持剛性の向上が望まれる。

特開２０１４−２１８１２１号公報

本発明は、上述の事情に鑑み、衝撃吸収性能を確保しつつ、ステアリングコラムの支持剛性の向上を図ることが可能なステアリングコラムの支持構造を提供することをその課題とする。

本発明によれば、車幅方向に延び、かつ前記車幅方向の両端が車両側方部材に連結されたメインメンバと、前記メインメンバから車両前方かつ斜め下方に向けて延び、かつステアリングコラムが吊り下げ支持される前方ブラケットを含むとともに、前記前方ブラケットが前記メインメンバに接合されたステアリングサポートと、前記メインメンバから車両前方に向けて延びる部分を含み、かつ前記メインメンバおよび前記前方ブラケットの双方に接合された主部、および前記主部の前端につながり、かつ車両前方部材に連結された突き当て部を有する上部ブレースと、前記前方ブラケットの前端から前記突き当て部に向けて延び、かつ前記前方ブラケットの前記前端、および前記突き当て部の双方に接合された下部ブレースと、を備え、前記車幅方向に沿って視て、前記前方ブラケット、前記主部、前記突き当て部および前記下部ブレースは、箱形状をなし、前記主部には、前記主部を車両上下方向に変形し得る脆弱部が設けられていることを特徴とするステアリングコラムの支持構造が提供される。

本発明の実施において好ましくは、車両上下方向に沿って視て、前記主部の前記車幅方向の外縁間寸法は、前記メインメンバから前記突き当て部に向けて徐々に小であり、前記主部は、車両上方に向けて凸状であり、前記下部ブレースは、前記主部に向けて凸状である。

本発明にかかるステアリングコラムの支持構造によれば、衝撃吸収性能を確保しつつ、ステアリングコラムの支持剛性の向上を図ることが可能となる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の一実施形態にかかるステアリングコラムの支持構造の斜視図である。 図１に示すステアリングコラムの支持構造の平面図である。 図１に示すステアリングコラムの支持構造の断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について、添付図面に基づいて説明する。

図１〜図４に基づき、本発明の一実施形態にかかるステアリングコラムの支持構造（以下「支持構造Ａ」という。）について説明する。支持構造Ａは、メインメンバ１０、ステアリングサポート２０、上部ブレース３０および下部ブレース４０を備える。

ここで、説明の便宜上、これらの図において示されるｕｐｒを車両上方向、ｄｗを車両下方向、ｆｒを車両前方向、ｒｒを車両後方向、ｒｈを車両右方向、ｌｈを車両左方向とする。なお、以下の説明で、特記なく上下を用いる場合は、車両上下方向の上下を指すものとし、特記なく左右を用いる場合は、車両左右方向（車幅方向）の左右を指すものとする。特記なく前後を用いる場合は、車両前後方向の前後を指す。

メインメンバ１０は、図１および図２に示すように、車幅方向に延びている。メインメンバ１０の車幅方向の両端は、車両側方部材（図示略）に連結されている。支持構造Ａが示す例においては、当該車両側方部材は、一対のフロントピラーである。メインメンバ１０は、曲げ剛性が比較的大の部材である。支持構造Ａが示す例においては、メインメンバ１０の主要部は、円形鋼管からなる。

ステアリングサポート２０は、図１および図３に示すように、メインメンバ１０に接合されるとともに、ステアリングコラム５０を吊り下げ支持している。ステアリングサポート２０は、前方ブラケット２１、中間ブラケット２２および一対の後方ブラケット２３を含む。

図３に示すように、前方ブラケット２１は、車両前方かつ斜め下方に向けて延びている。前方ブラケット２１は、メインメンバ１０に接合されている。図１および図４に示すように、前方ブラケット２１は、主板２１１、一対の側板２１２および一対の前方締結部材２１３を有する。主板２１１は、メインメンバ１０よりも車両下方に位置する。支持構造Ａが示す例においては、隅肉溶接により主板２１１の後端がメインメンバ１０に接合されている。一対の側板２１２は、主板２１１の車幅方向の両端から上部ブレース３０に向けて起立している。主板２１１および一対の側板２１２により、前方ブラケット２１が延びる方向に対する横断面はコ字状をなしている。主板２１１には、突条２１１Ａが形成されている。突条２１１Ａは、主板２１１から主部３１に向けて突出し、かつ前方ブラケット２１が延びる方向に沿って形成されている。一対の前方締結部材２１３は、主板２１１の前端に、かつ互いに車幅方向に離間して配置されている。図３に示すように、一対の前方締結部材２１３の下端は、ステアリングコラム５０に締結されている。これにより、ステアリングコラム５０は、一対の前方締結部材２１３を介して前方ブラケット２１に吊り下げ支持されている。前方締結部材２１３は、たとえばウェルドボルトである。

図１〜図３に示すように、中間ブラケット２２は、メインメンバ１０に対して前方ブラケット２１とは反対側に位置し、かつメインメンバ１０に接合されている。中間ブラケット２２は、車幅方向に延びている。中間ブラケット２２の車幅方向に対する横断面はコ字状またはＵ字状をなしている。支持構造Ａが示す例においては、隅肉溶接により中間ブラケット２２がメインメンバ１０に接合されている。

図１〜図３に示すように、一対の後方ブラケット２３は、中間ブラケット２２から車両後方に向けて突出し、かつ中間ブラケット２２に接合されている。一対の後方ブラケット２３は、車幅方向において互いに離間している。支持構造Ａが示す例においては、隅肉溶接により一対の後方ブラケット２３が中間ブラケット２２に接合されている。一対の後方ブラケット２３の各々は、後方締結部材２３１を有する。後方締結部材２３１は、後方ブラケット２３の後端に配置されている。一対の後方締結部材２３１の下端は、ステアリングコラム５０に締結されている。これにより、ステアリングコラム５０は、一対の後方締結部材２３１を介して一対の後方ブラケット２３に吊り下げ支持されている。一対の後方締結部材２３１は、たとえばウェルドボルトである。

上部ブレース３０は、図１〜図３に示すように、車両上方からメインメンバ１０およびステアリングサポート２０に覆い被さっている。上部ブレース３０は、主部３１、突き当て部３２および一対の連結部３３を有する。

図１〜図３に示すように、主部３１は、メインメンバ１０から車両前方に向けて延びる部分を含む。主部３１は、メインメンバ１０、前方ブラケット２１の一対の側板２１２、および中間ブラケット２２に接合されている。支持構造Ａが示す例においては、隅肉溶接により主部３１がこれらに接合されている。図２に示すように、車両上下方向に沿って視て、主部３１の車幅方向の外縁間寸法ｂ１，ｂ２は、メインメンバ１０から突き当て部３２に向けて徐々に小（ｂ１＞ｂ２）である。これにより、車両上下方向に視て、主部３１の外縁は三角形状をなしている。図３に示すように、主部３１は、車両上方に向けて凸状である。図１および図３に示すように、主部３１には、前記主部を車両上下方向に変形し得る脆弱部３１１が設けられている。突き当て部３２に衝撃荷重Ｆが作用した時、主部３１は、脆弱部３１１が支点となって車両上下方向に折れ曲がり変形する。支持構造Ａが示す例においては、脆弱部３１１は、車両上方に向けて凹む切欠きである。

図１〜図３に示すように、突き当て部３２は、主部３１の前端につながっている。突き当て部３２は、主部３１から車両下方に向けて垂れ下がっている。図３に示すように、突き当て部３２は、車両前方部材６０に連結されている。支持構造Ａが示す例においては、車両前方部材６０はダッシュパネルである。突き当て部３２には、車両前後方向に貫通する連結穴３２１が設けられている。連結穴３２１には、突き当て部３２を車両前方部材６０に連結するための締結部材（ボルトなど）が挿通される。

図１〜図３に示すように、一対の連結部３３は、主部３１の後端から車両後方に向けて延びている。一対の連結部３３は、車幅方向において互いに離間している。一対の連結部３３は、一対の後方ブラケット２３に接合されている。支持構造Ａが示す例においては、隅肉溶接により一対の連結部３３が一対の後方ブラケット２３に接合されている。

下部ブレース４０は、図１および図３に示すように、前方ブラケット２１の前端から上部ブレース３０の突き当て部３２に向けて延びている。下部ブレース４０は、車幅方向において互いに離間した一対の舌部４１を有する。一対の舌部４１は、下部ブレース４０の車幅方向の両端から車両上方に向けて起立している。一対の舌部４１の各々は、車両前後方向において互いに離間した２つの部分を含む。これらの部分のうち、車両前方に位置する一方の部分は、突き当て部３２に接合されている。車両後方に位置する他方の部分は、上部ブレース３０の主部３１に接合されている。支持構造Ａが示す例においては、隅肉溶接により一対の舌部４１がこれらに接合されている。下部ブレース４０の後端は、前方ブラケット２１（主板２１１および一対の側板２１２）の前端に接合されている。支持構造Ａが示す例においては、隅肉溶接により下部ブレース４０が前方ブラケット２１に接合されている。図３に示すように、下部ブレース４０は、主部３１に向けて凸状である。下部ブレース４０の曲率半径は、上部ブレース３０の主部３１の曲率半径よりも大である。なお、下部ブレース４０にも主部３１と同様の脆弱部３１１を設けてもよい。

図３に示すように、車幅方向に沿って視て、前方ブラケット２１、上部ブレース３０の主部３１、上部ブレース３０の突き当て部３２、および下部ブレース４０は、箱形状をなしている。

次に、支持構造Ａに作用効果について説明する。

支持構造Ａにおいては、ステアリングコラム５０が吊り下げ支持される前方ブラケット２１は、メインメンバ１０に接合されている。上部ブレース３０は、主部３１および突き当て部３２を有する。主部３１は、メインメンバ１０および前方ブラケット２１の双方に接合されている。突き当て部３２は、車両前方部材６０に連結されている。下部ブレース４０は、前方ブラケット２１の前端、および突き当て部３２の双方に接合されている。車幅方向から視て、前方ブラケット２１、主部３１、突き当て部３２および下部ブレース４０は、箱形状をなしている（以下「箱形構造」という。）。当該箱形構造は、車両上下方向回りにおける曲げ、および車幅方向回りにおけるねじれの双方に対して、比較的高い剛性を有する。ステアリングコラム５０は、当該箱形構造により吊り下げ支持された構成となる。これにより、ステアリングコラム５０の支持剛性の向上が図られるため、ステアリングコラム５０に作用する振動が低減される。

また、支持構造Ａにおいては、上部ブレース３０の主部３１には、主部３１を車両上下方向に変形し得る脆弱部３１１が設けられている。これにより、図３に示すように、上部ブレース３０の突き当て部３２に衝撃荷重Ｆが作用した時、脆弱部３１１を支点として主部３１が車両上下方向に折れ曲がり変形するため、主部３１により衝撃荷重Ｆに伴うエネルギーが吸収される。なお、下部ブレース４０にも主部３１と同様の脆弱部３１１を設けることにより、衝撃荷重Ｆに伴うエネルギー吸収効果がさらに高まる。したがって、支持構造Ａによれば、衝撃吸収性能を確保しつつ、ステアリングコラム５０の支持剛性の向上を図ることが可能となる。

図２に示すように、車両上下方向に沿って視て、上部ブレース３０の主部３１の外縁間寸法ｂ１，ｂ２は、メインメンバ１０から突き当て部３２に向けて徐々に小である。これにより、図３に示す衝撃荷重Ｆが突き当て部３２に作用したとき、主部３１により大きな応力が集中するため、主部３１が折れ曲がり変形しやすくなる。また、図３に示すように、主部３１は、車両上方に向けて凸状である。あわせて、下部ブレース４０は、主部３１に向けて凸状である。これにより、主部３１が車両上方に向けて折れ曲がり変形しやすくなる。したがって、支持構造Ａの衝撃吸収性能をより向上させることができる。さらに、下部ブレース４０の曲率半径が主部３１の曲率半径よりも大であることが、主部３１がより車両上方に向けて折り曲がり変形しやすくなる。

本発明は、先述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ：支持構造
１０：メインメンバ
２０：ステアリングサポート
２１：前方ブラケット
２１１：主板
２１１Ａ：突条
２１２：側板
２１３：前方締結部材
２２：中間ブラケット
２３：後方ブラケット
２３１：後方締結部材
３０：上部ブレース
３１：主部
３１１：脆弱部
３２：突き当て部
３２１：連結穴
３３：連結部
４０：下部ブレース
４１：舌部
５０：ステアリングコラム
６０：車両前方部材
ｂ１，ｂ２：外縁間寸法
Ｆ：衝撃荷重

Claims (2)

1. 車幅方向に延び、かつ前記車幅方向の両端が車両側方部材に連結されたメインメンバと、
   前記メインメンバから車両前方かつ斜め下方に向けて延び、かつステアリングコラムを吊り下げ支持する前方ブラケットを含むとともに、前記前方ブラケットが前記メインメンバに接合されたステアリングサポートと、
   前記メインメンバから車両前方に向けて延びる部分を含み、かつ前記メインメンバおよび前記前方ブラケットの双方に接合された主部、および前記主部の前端につながり、かつ車両前方部材に連結された突き当て部を有する上部ブレースと、
   前記前方ブラケットの前端から前記突き当て部に向けて延び、かつ前記前方ブラケットの前記前端、および前記突き当て部の双方に接合された下部ブレースと、を備え、
   前記車幅方向に沿って視て、前記前方ブラケット、前記主部、前記突き当て部および前記下部ブレースは、箱形状をなし、
   前記主部には、前記主部を車両上下方向に変形し得る脆弱部が設けられており、
   車両上下方向に沿って視て、前記主部の前記車幅方向の外縁間寸法は、前記メインメンバから前記突き当て部に向けて徐々に小であり、
   前記主部は、車両上方に向けて凸状であり、
   前記下部ブレースは、前記主部に向けて凸状である、ステアリングコラムの支持構造。
2. 車幅方向に延び、かつ前記車幅方向の両端が車両側方部材に連結されたメインメンバと、
   前記メインメンバに接合され、かつ前記メインメンバから車両前方かつ斜め下方に向けて延びる前方ブラケットと、前記前方ブラケットおよび前記メインメンバよりも車両後方に離れて位置する後方ブラケットと、を含むとともに、前記前方ブラケットおよび前記後方ブラケットがステアリングコラムを吊り下げ支持するステアリングサポートと、
   前記メインメンバおよび前記ステアリングサポートよりも車両上方に位置し、かつ前記メインメンバを跨いで車両前後方向に延びるとともに、前記メインメンバ、前記前方ブラケットおよび前記後方ブラケットに接合された上部ブレースと、
   前記前方ブラケットの前端から前記上部ブレースの前端に向けて延び、かつ前記上部ブレースおよび前記前方ブラケットに接合された下部ブレースと、を備え、
   前記上部ブレースの前端には、車両前方部材に連結された突き当て部が設けられ、
   前記下部ブレースは、前記突き当て部、および前記前方ブラケットの前端に接合されており、
   前記上部ブレースには、前記メインメンバと前記突き当て部との間に位置し、かつ前記上部ブレースを車両上下方向に変形し得る脆弱部が設けられている、ステアリングコラムの支持構造。
   

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