JP6571470B2 - Steering mechanism support structure - Google Patents
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Description
本発明は、ステアリング機構部の支持構造に関する。 The present invention relates to a support structure for a steering mechanism.
従来の車両におけるステアリング機構部の支持構造の一例としては、図７に示すようなものがある。同図に示すように、車両の前方寄りにはメインパイプ９１が設けられている。メインパイプ９１は、車幅方向Ｗに延びており、両端部が車体側面部に固定されている。メインパイプの中央にはフロアブレース９２が設けられ、当該フロアブレース９２は下方に向かってフロアまで延びている。一方、メインパイプ９１の中央から車幅方向Ｗ一方側に離れた位置には、ステアリングサポート９３が設けられており、このステアリングサポート９３に、ステアリング機構に係る部品（以下、「ステアリング機構部９５」という）が支持されている。ステアリング機構部９５としては、例えばステアリングシャフト、ステアリングコラム、ステアリングホイール、電動パワーステアリング装置（電動モータや減速ギア機構）等が含まれる。 An example of a support structure for a steering mechanism portion in a conventional vehicle is shown in FIG. As shown in the figure, a main pipe 91 is provided near the front of the vehicle. The main pipe 91 extends in the vehicle width direction W, and both end portions are fixed to the side surface of the vehicle body. A floor brace 92 is provided at the center of the main pipe, and the floor brace 92 extends downward to the floor. On the other hand, a steering support 93 is provided at a position distant from the center of the main pipe 91 to the one side in the vehicle width direction W. The steering support 93 includes components related to the steering mechanism (hereinafter referred to as “steering mechanism portion 95”). Is supported). Examples of the steering mechanism unit 95 include a steering shaft, a steering column, a steering wheel, and an electric power steering device (an electric motor and a reduction gear mechanism).
図７に示したステアリング機構部の支持構造においては、ステアリング機構部９５による鉛直方向Ｈの荷重は、メインパイプ９１を介してフロアブレース９２に伝わる。また、ステアリング機構部９５への車両の前後方向Ｌにおける入力荷重は、メインパイプ９１によって受けることになる。このような構成においては、メインパイプ９１のパイプ径や厚さを大きくし、剛性を高めることで上記荷重を支えることが可能となる。しかしながら、メインパイプ９１のパイプ径や厚さを大きくする対応手法では、メインパイプ９１自体の重量が嵩み、車両全体の重量の増加を招いてしまう。 In the steering mechanism support structure shown in FIG. 7, the load in the vertical direction H by the steering mechanism 95 is transmitted to the floor brace 92 via the main pipe 91. Further, an input load in the front-rear direction L of the vehicle to the steering mechanism portion 95 is received by the main pipe 91. In such a configuration, the load can be supported by increasing the pipe diameter and thickness of the main pipe 91 and increasing the rigidity. However, in the corresponding method of increasing the pipe diameter and thickness of the main pipe 91, the weight of the main pipe 91 itself is increased, leading to an increase in the weight of the entire vehicle.
これに対し、特許文献１においては、ステアリングサポートの周辺に、メインパイプ（１１０）と平行なサブメインパイプ（１１２）を設けることで、ステアリング機構部への鉛直方向や前後方向の入力荷重による負荷を分散する構造が開示されている。特許文献１の場合、サブメインパイプ（１１２）、これとメインパイプ（１１０）との間に設けられた２個の中間ブラケット（１１４）やテアリング取付用ブラケット（１２０）等、他の種々の構成部品が必要となり、コスト高となる。また、それぞれの部品間でねじれや撓みが発生し、部品の剛性を高めるためには部品が大型化する傾向にあるので、軽量化を図る上で阻害要因となってしまう。 On the other hand, in Patent Document 1, by providing a sub-main pipe (112) parallel to the main pipe (110) around the steering support, a load caused by an input load in the vertical direction and the front-rear direction is applied to the steering mechanism. A structure for dispersing is disclosed. In the case of Patent Document 1, various other configurations such as a sub main pipe (112), two intermediate brackets (114) provided between the sub main pipe (112) and the main pipe (110), and a bracket for mounting a tearing (120). Parts are required, resulting in high costs. In addition, twisting and bending occur between the respective components, and the components tend to increase in size in order to increase the rigidity of the components, which is an impediment to reducing the weight.
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、コスト高や重量増加を抑制しつつ、ステアリング機構部への入力荷重に対する剛性を高めるのに適したステアリング機構部の支持構造を提供することを主たる課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and supports a steering mechanism suitable for increasing rigidity against an input load to the steering mechanism while suppressing an increase in cost and weight. Providing structure is the main challenge.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following technical means.
本発明によって提供されるステアリング機構部の支持構造は、車幅方向に延びるメインパイプと、上記メインパイプの車幅方向における中央に設けられ、下方に向かってフロアまで延びるフロアブレースと、ステアリング機構部を支持するステアリングサポートと、車幅方向に延び、横断面形状がＵ字状とされたＵ字状ブラケットと、を備え、上記Ｕ字状ブラケットは、車幅方向における両端部が閉断面構造とされ、かつ横断面Ｕ字の曲線部分の反対側に開口部を有する箱状とされており、上記Ｕ字状ブラケットの上記開口部が上記メインパイプに溶接接合されており、上記フロアブレースは、上記メインパイプ、および上記Ｕ字状ブラケットの車幅方向における端部、に溶接接合されており、上記ステアリングサポートは、車幅方向において上記フロアブレースから離れた位置において、少なくとも一部がＵ字状ブラケットに設けられている。 The steering mechanism support structure provided by the present invention includes a main pipe extending in the vehicle width direction, a floor brace provided at the center of the main pipe in the vehicle width direction and extending downward to the floor, and the steering mechanism portion. And a U-shaped bracket extending in the vehicle width direction and having a U-shaped cross-sectional shape. The U-shaped bracket has a closed cross-sectional structure at both ends in the vehicle width direction. And a box shape having an opening on the opposite side of the curved portion of the U-shaped cross section, the opening of the U-shaped bracket is welded to the main pipe, and the floor brace is The main pipe and the end of the U-shaped bracket in the vehicle width direction are welded and joined, and the steering support is installed in the vehicle width direction. At a distance from the floor brace, at least a portion is provided in a U-shaped bracket.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
図１〜図３は、本発明に係るステアリング機構部の支持構造の一例を示している。本実施形態のステアリング機構部の支持構造Ａ１は、メインパイプ１０、フロアブレース２０、ステアリングサポート３０、およびＵ字状ブラケット４０を備えて構成されている。 1 to 3 show an example of a support structure for a steering mechanism portion according to the present invention. The steering mechanism support structure A1 according to the present embodiment includes a main pipe 10, a floor brace 20, a steering support 30, and a U-shaped bracket 40.
メインパイプ１０は、車両の前方寄りに設けられており、概略円筒形状の金属製パイプからなる。メインパイプ１０は、車幅方向Ｗに延びており、当該メインパイプ１０の両端部は車体側面部（図示略）に固定されている。 The main pipe 10 is provided near the front of the vehicle and is made of a substantially cylindrical metal pipe. The main pipe 10 extends in the vehicle width direction W, and both end portions of the main pipe 10 are fixed to a side surface portion (not shown) of the vehicle body.
フロアブレース２０は、メインパイプ１０の車幅方向Ｗにおける中央に設けられている。フロアブレース２０の上部は、例えば溶接によりメインパイプ１０に接合される。フロアブレース２０は、下方に向かってフロアまで延びており、メインパイプ１０をフロア側で支えている。ここで、メインパイプ１０の「車幅方向Ｗにおける中央」とは、厳密に車幅方向Ｗにおける丁度真ん中のみを意味するのではなく、真ん中から車幅方向Ｗに変位する状態も含む。図１においては、メインパイプ１０に対するフロアブレース２０の取り付け位置は、メインパイプ１０の車幅方向Ｗにおける真ん中から、ステアリング機構部５０が設けられる運転席側（図中右側）に少し変位している。なお、図２、図３においては、フロアブレース２０を想像線で表している。 The floor brace 20 is provided at the center of the main pipe 10 in the vehicle width direction W. The upper part of the floor brace 20 is joined to the main pipe 10 by welding, for example. The floor brace 20 extends downward to the floor and supports the main pipe 10 on the floor side. Here, “the center in the vehicle width direction W” of the main pipe 10 does not strictly mean only the middle in the vehicle width direction W, but includes a state in which the main pipe 10 is displaced in the vehicle width direction W from the middle. In FIG. 1, the mounting position of the floor brace 20 with respect to the main pipe 10 is slightly displaced from the center of the main pipe 10 in the vehicle width direction W to the driver's seat side (right side in the figure) where the steering mechanism unit 50 is provided. . 2 and 3, the floor brace 20 is indicated by an imaginary line.
本実施形態では、フロアブレース２０は、車両後方側に延出する後方延出部２１と、この後方延出部２１から屈曲して下方に延びる下垂部２２と、を有する。これら後方延出部２１および下垂部２２の意義については後述する。 In the present embodiment, the floor brace 20 includes a rearward extension portion 21 that extends toward the vehicle rear side, and a hanging portion 22 that is bent from the rearward extension portion 21 and extends downward. The significance of the rearward extension 21 and the hanging part 22 will be described later.
図１、図２、図４に示したステアリングサポート３０は、ステアリング機構部５０が取り付けられる部品であり、当該ステアリング機構部５０を直接支持している。本実施形態において、ステアリングサポート３０は、一対のブラケット係止部材３１，３２と、パイプ係止部材３３とにより構成される。ブラケット係止部材３１，３２は、係止片３１１，３２１によりＵ字状ブラケット４０に係止され、パイプ係止部材３３は、係止片３３１によりメインパイプ１０に係止される。また、ステアリングサポート３０の適所は、溶接によりＵ字状ブラケット４０およびメインパイプ１０に接合されている（図５において溶接部位を符号３４で表す）。ステアリングサポート３０の取り付け位置は、車幅方向Ｗにおいてフロアブレース２０から離れた位置にある。 The steering support 30 shown in FIGS. 1, 2, and 4 is a component to which the steering mechanism unit 50 is attached, and directly supports the steering mechanism unit 50. In the present embodiment, the steering support 30 includes a pair of bracket locking members 31 and 32 and a pipe locking member 33. The bracket locking members 31 and 32 are locked to the U-shaped bracket 40 by the locking pieces 311 and 321, and the pipe locking member 33 is locked to the main pipe 10 by the locking piece 331. Further, an appropriate place of the steering support 30 is joined to the U-shaped bracket 40 and the main pipe 10 by welding (the welded portion is represented by reference numeral 34 in FIG. 5). The steering support 30 is attached at a position away from the floor brace 20 in the vehicle width direction W.
図１〜図３、図５、図６に示すように、Ｕ字状ブラケット４０は、車幅方向Ｗに延びており、横断面形状がＵ字状とされている。Ｕ字状ブラケット４０は、車幅方向Ｗにおける両端部４１，４２が閉断面構造とされており、横断面Ｕ字の曲線部分の反対側に開口部４３を有する箱状とされている。このような形状のＵ字状ブラケット４０は、例えば鋼板等の金属板をプレス加工することにより形成される。本実施形態において、Ｕ字状ブラケット４０の適所には、リブ４５が形成されている。 As shown in FIGS. 1 to 3, 5, and 6, the U-shaped bracket 40 extends in the vehicle width direction W and has a U-shaped cross section. The U-shaped bracket 40 has a closed cross-section structure at both ends 41 and 42 in the vehicle width direction W, and has a box shape having an opening 43 on the opposite side of the curved portion of the U-shaped cross section. The U-shaped bracket 40 having such a shape is formed, for example, by pressing a metal plate such as a steel plate. In the present embodiment, ribs 45 are formed at appropriate positions of the U-shaped bracket 40.
Ｕ字状ブラケット４０は、溶接によりメインパイプ１０に接合されている。本実施形態において、Ｕ字状ブラケット４０は、開口部４３を塞ぐようにメインパイプ１０に宛てがわれ、当該開口部４３の全周にわたって溶接接合される（図５において溶接部位を符号４４で表す）。 The U-shaped bracket 40 is joined to the main pipe 10 by welding. In this embodiment, the U-shaped bracket 40 is addressed to the main pipe 10 so as to close the opening 43, and is welded over the entire periphery of the opening 43 (the welded part is represented by reference numeral 44 in FIG. 5). ).
図６に示すように、Ｕ字状ブラケット４０の車幅方向Ｗにおける一方の端部４１付近には、フロアブレース２０（後方延出部２１）が溶接接合されている（溶接部位を符号２４で表す）。本実施形態において、後方延出部２１は断面コの字状とされており、Ｕ字状ブラケット４０の端部４１に外嵌されている。上記構成により、Ｕ字状ブラケット４０、ステアリングサポート３０、およびフロアブレース２０は、一体的に接合されている。 As shown in FIG. 6, the floor brace 20 (rear extension portion 21) is welded and joined near one end 41 in the vehicle width direction W of the U-shaped bracket 40 (the welded portion is denoted by reference numeral 24). Represent). In the present embodiment, the rear extension 21 has a U-shaped cross section, and is fitted on the end 41 of the U-shaped bracket 40. With the above configuration, the U-shaped bracket 40, the steering support 30, and the floor brace 20 are integrally joined.
ステアリング機構部５０は、ステアリングサポート３０に取り付けることで当該ステアリングサポート３０に支持される、ステアリングに係る部品や装置である。ステアリング機構部５０としては、例えばステアリングシャフト、ステアリングコラム、ステアリングホイール、電動パワーステアリング装置（電動モータや減速ギア機構）等が含まれる。図１、図４において、ステアリング機構部５０を想像線で表している。また、図４においては、車幅方向Ｗ視におけるステアリング機構部５０の重心Ｇを示している。 The steering mechanism unit 50 is a component or device related to steering that is supported by the steering support 30 by being attached to the steering support 30. Examples of the steering mechanism 50 include a steering shaft, a steering column, a steering wheel, and an electric power steering device (an electric motor and a reduction gear mechanism). 1 and 4, the steering mechanism unit 50 is represented by an imaginary line. 4 shows the center of gravity G of the steering mechanism 50 in the vehicle width direction W view.
次に、上記構成のステアリング機構部の支持構造Ａ１の作用について、説明する。 Next, the operation of the steering mechanism support structure A1 configured as described above will be described.
本実施形態の支持構造Ａ１は、Ｕ字状ブラケット４０を備えて構成される。Ｕ字状ブラケット４０は、車幅方向Ｗにおける両端部４１，４２が閉断面構造とされており、横断面Ｕ字の曲線部分の反対側に開口部４３を有する箱状とされている。また、当該開口部４３がメインパイプ１０に溶接接合される。 The support structure A1 according to the present embodiment includes a U-shaped bracket 40. The U-shaped bracket 40 has a closed cross-section structure at both ends 41 and 42 in the vehicle width direction W, and has a box shape having an opening 43 on the opposite side of the curved portion of the U-shaped cross section. Further, the opening 43 is welded to the main pipe 10.
本実施形態の構成においては、メインパイプ１０およびＵ字状ブラケット４０は、横断面が一体となって閉じた断面構造を有する。これにより、メインパイプ１０とＵ字状ブラケット４０とが一体となって補強されているので、ステアリング機構部５０ないしメインパイプ１０に車両の前後方向Ｌ（図１参照）の荷重がかかっても、前後方向Ｌへの入力荷重に対する剛性が高くなる。 In the configuration of the present embodiment, the main pipe 10 and the U-shaped bracket 40 have a cross-sectional structure in which the transverse cross section is closed together. Thereby, since the main pipe 10 and the U-shaped bracket 40 are integrally reinforced, even if a load in the longitudinal direction L (see FIG. 1) of the vehicle is applied to the steering mechanism 50 or the main pipe 10, The rigidity with respect to the input load in the front-rear direction L is increased.
フロアブレース２０は、Ｕ字状ブラケット４０の車幅方向Ｗにおける端部４１に接合されている。また、ステアリングサポート３０は、車幅方向Ｗにおいてフロアブレース２０から離れた位置において、Ｕ字状ブラケット４０ないしメインパイプ１０に設けられている。このような構成によれば、ステアリング機構部５０による鉛直方向Ｈ（図１参照）の荷重による曲げ応力は、メインパイプ１０には殆ど作用せず、主にＵ字状ブラケット４０に分散して作用する。したがって、メインパイプ１０の厚さを薄くすることが可能であり、支持構造Ａ１の軽量化に寄与する。また、Ｕ字状ブラケット４０は、開口部４３を有する箱状である。このため、Ｕ字状ブラケット４０を具備することによる重量増加分は相対的に小さく、支持構造Ａ１全体の軽量化を図るうえで好ましい。 The floor brace 20 is joined to the end 41 of the U-shaped bracket 40 in the vehicle width direction W. The steering support 30 is provided on the U-shaped bracket 40 or the main pipe 10 at a position away from the floor brace 20 in the vehicle width direction W. According to such a configuration, the bending stress due to the load in the vertical direction H (see FIG. 1) by the steering mechanism 50 hardly acts on the main pipe 10, but is mainly dispersed and acts on the U-shaped bracket 40. To do. Therefore, the thickness of the main pipe 10 can be reduced, which contributes to the weight reduction of the support structure A1. Further, the U-shaped bracket 40 has a box shape having an opening 43. For this reason, the increase in weight due to the provision of the U-shaped bracket 40 is relatively small, which is preferable for reducing the weight of the entire support structure A1.
さらに、Ｕ字状ブラケット４０は、その横断面形状からも理解されるように曲げ部を有する箱状とされているので、ねじれに対する剛性が高く、ねじれ量も小さくなる。加えて、本実施形態において、Ｕ字状ブラケット４０にはリブ４５が設けられている。これにより、Ｕ字状ブラケット４０の断面係数を大きくすることができ、支持構造Ａ１全体の強度を高めるうえで適する。 Furthermore, since the U-shaped bracket 40 is formed in a box shape having a bent portion as understood from the cross-sectional shape, the rigidity with respect to torsion is high and the torsion amount is also reduced. In addition, in this embodiment, the U-shaped bracket 40 is provided with a rib 45. Thereby, the section modulus of the U-shaped bracket 40 can be increased, which is suitable for increasing the strength of the entire support structure A1.
図４を示すように、車幅方向Ｗ視において、ステアリング機構部５０の重心Ｇは、メインパイプ１０に対して車両後方側（図４における右側）に大きく偏倚している。本実施形態において、フロアブレース２０は、メインパイプ１０から車両後方側に延出する後方延出部２１と、当該後方延出部２１から屈曲して下方に延びる下垂部２２と、を有する。フロアブレース２０がこのように屈曲させられることで、当該フロアブレース２０は、車幅方向Ｗ視においてステアリング機構部５０の重心Ｇに近づく。このような構成によれば、ステアリング機構部５０の鉛直方向Ｈの荷重（自重）がフロアブレース２０によって支持されることを考慮すると、本実施形態と異なりフロアブレースが屈曲せずに真下に延びる場合と比べて、フロアブレース２０による支持状態がより安定する。 As shown in FIG. 4, the center of gravity G of the steering mechanism 50 is greatly deviated from the main pipe 10 toward the vehicle rear side (right side in FIG. 4) when viewed in the vehicle width direction W. In the present embodiment, the floor brace 20 includes a rear extension 21 that extends from the main pipe 10 toward the vehicle rear side, and a hanging part 22 that is bent from the rear extension 21 and extends downward. As the floor brace 20 is bent in this manner, the floor brace 20 approaches the center of gravity G of the steering mechanism 50 in the vehicle width direction W view. According to such a configuration, considering that the load (self-weight) in the vertical direction H of the steering mechanism unit 50 is supported by the floor brace 20, unlike the present embodiment, the floor brace extends directly below without being bent. Compared with, the support state by the floor brace 20 becomes more stable.
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は上記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、種々に変更が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the present invention can be variously changed.
Ａ１ （ステアリング機構部の）支持構造
Ｈ 鉛直方向
Ｌ 前後方向
Ｗ 車幅方向
１０ メインパイプ
２０ フロアブレース
２１ 後方延出部
２２ 下垂部
２４ 溶接部位
３０ ステアリングサポート
３１，３２ ブラケット係止部材
３１１，３２１ 係止片
３３ パイプ係止部材
３３１ 係止片
３４ 溶接部位
４０ Ｕ字状ブラケット
４１，４２ 端部
４３ 開口部
４４ 溶接部位
４５ リブ
５０ ステアリング機構部
A1 (Steering mechanism part) Support structure H Vertical direction L Front-rear direction W Vehicle width direction 10 Main pipe 20 Floor brace 21 Rear extension part 22 Drop part 24 Welded part 30 Steering support 31, 32 Bracket locking members 311 and 321 Stop piece 33 Pipe locking member 331 Locking piece 34 Welding part 40 U-shaped brackets 41 and 42 End part 43 Opening part 44 Welding part 45 Rib 50 Steering mechanism part
Claims (1)
上記メインパイプの車幅方向における中央に設けられ、下方に向かってフロアまで延びるフロアブレースと、
ステアリング機構部を支持するステアリングサポートと、
車幅方向に延び、横断面形状がＵ字状とされたＵ字状ブラケットと、を備え、
上記Ｕ字状ブラケットは、車幅方向における両端部が閉断面構造とされ、かつ横断面Ｕ字の曲線部分の反対側に開口部を有する箱状とされており、
上記Ｕ字状ブラケットの上記開口部が上記メインパイプに溶接接合されており、
上記フロアブレースは、上記メインパイプから車両後方側に延出し、車幅方向視において上記ステアリング機構部の上記ステアリングサポートへの取付部位まで車両後方に延びる後方延出部と、この後方延出部から屈曲して下方に延びる下垂部と、を有し、
上記後方延出部は、上記メインパイプ、および上記Ｕ字状ブラケットの車幅方向における端部、に溶接接合されており、
上記ステアリングサポートは、車幅方向において上記フロアブレースから離れた位置において、少なくとも一部がＵ字状ブラケットに設けられている、ステアリング機構部の支持構造。 A main pipe extending in the vehicle width direction;
A floor brace provided at the center of the main pipe in the vehicle width direction and extending downward to the floor;
A steering support that supports the steering mechanism;
A U-shaped bracket extending in the vehicle width direction and having a U-shaped cross section,
The U-shaped bracket has a box shape in which both end portions in the vehicle width direction have a closed cross-sectional structure and an opening on the opposite side of the curved portion of the U-shaped cross section.
The opening of the U-shaped bracket is welded to the main pipe;
The floor brace extends from the main pipe to the vehicle rear side, and extends rearward from the rear extension portion to the vehicle rear direction as viewed in the vehicle width direction to the attachment portion of the steering mechanism portion to the steering support. A hanging portion that bends and extends downward,
The rear extension is welded to the main pipe and the end of the U-shaped bracket in the vehicle width direction,
The steering support is a steering mechanism support structure, wherein at least a part of the steering support is provided on the U-shaped bracket at a position away from the floor brace in the vehicle width direction.
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