JP6571470B2 - ステアリング機構部の支持構造 - 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。
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。
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。
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。
特開2013−23045号公報
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。
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。
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。
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。
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、車両の斜め後方から見た斜視図である。 図1に示した支持構造の要部を上方から見た図である。 図1に示した支持構造の要部を車両の後方側から見た図である。 図2のIV−IV線に沿う断面図である。 図2のV−V線に沿う断面図である。 図2のVI−VI線に沿う端面図である。 従来のステアリング機構部の支持構造の一例を示し、車両の斜め後方から見た斜視図である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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

Claims (1)

  1. 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。
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