JP6566387B2 - ステアリング固定構造 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリング固定構造に係わり、特に、車幅方向に延びるインパネメンバと車両を操舵するステアリング装置とを固定するステアリング固定構造に関する。

従来から、車両を操舵するステアリング装置を車幅方向に延びるステアリングハンガビームに、上側及び下側ブラケットを用いて取り付けるステアリング装置の固定構造が知られている。この構造において、下側ブラケットのみにボルトを貫通させてステアリング装置を取り付けると、下側ブラケットに荷重が集中し、車両走行時の振動によって下側ブラケットの底面が変形することがある。
これを防止するために、特許文献１のステアリング装置の固定構造は、上側ブラケット及び下側ブラケットの両方にボルトを貫通させて、下側ブラケットにステアリング装置を取り付けている。

また、特許文献２のステアリング装置の固定構造は、上側ブラケット及び下側ブラケットの両方にボルトを貫通させると共に、ブラケット内においてボルトの周囲に筒状スペーサーを配設している。

特開２００６−３２７３９７号公報 特開２０１６−５５６９６号公報

しかしながら、特許文献１及び２のステアリング装置の固定構造においては、上側及び下側ブラケットの両方にボルトを貫通させてステアリング装置を取り付けているために、ボルトを結合させる上側及び下側ブラケットの面を平行に形成することが必要となる。このため、上側ブラケットは、周辺部材、装置等との取り合いを考慮すると屈曲させることが必要となり、ブラケットの支持剛性が低下するという問題がある。
また、下側ブラケットとボルトとの間には隙間があるために、車両の振動が伝わると各部材が動き、ステアリングの共振が生じる問題がある。

従って、本発明は、上述した課題を解決するために、ブラケットの最適な支持剛性が得られ、ステアリングの共振を抑えるステアリング固定構造を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、車幅方向に延びるインパネメンバと車両を操舵するステアリング装置とを固定するステアリング固定構造であって、一端がインパネメンバに固定される上側ブラケットと、この上側ブラケットと接合すると共に、一端がインパネメンバに固定され、且つ、他端の底面に貫通孔が形成された下側ブラケットと、この下側ブラケットの貫通孔に挿通されステアリング装置と結合し、上側及び下側ブラケットを介してステアリング装置をインパネメンバに固定するための締結具と、を有し、下側ブラケットの対向する２つの側面の内側に架設された補強部材を更に有し、締結具が下側ブラケットの底面の内側に接合される共に、補強部材が締結具の上面に当接し、下側ブラケットの底面、対向する２つの側面及び補強部材によって閉断面を形成している。

このように構成された本発明においては、下側ブラケットの対向する２つの側面の内側に補強部材を架設して、下側ブラケットの底面と下側ブラケットの対向する２つの側面、補強部材によって閉断面を実質的に形成する。これにより、下側ブラケットの変形を抑えることができる。また、本発明では、このような補強部材を適用すると共に、締結具を下側ブラケットの底面の内側に接合して動かないようにしているために、車両の振動により生じるステアリングの共振を抑えることができる。更に、締結具は下側ブラケットのみと貫通しているため（上側ブラケットには貫通してないため）、最適な支持剛性を得るように上側ブラケットを形成することができ、ブラケットの最適な支持剛性を得ることができる。

また、上述した課題を解決するために、車幅方向に延びるインパネメンバと車両を操舵するステアリング装置とを固定するステアリング固定構造であって、一端がインパネメンバに固定される上側ブラケットと、この上側ブラケットと接合すると共に、一端がインパネメンバに固定され、且つ、他端の底面に貫通孔が形成された下側ブラケットと、この下側ブラケットの貫通孔に挿通されステアリング装置と結合し、上側及び下側ブラケットを介してステアリング装置をインパネメンバに固定するための締結具と、を有し、下側ブラケットの対向する２つの側面の内側に架設された補強部材を更に有し、締結具が下側ブラケットの底面の内側に接合され、補強部材が締結具に当接すると共に締結具と接合している。
このように構成された本発明においては、補強部材が締結具に当接すると共に締結具と接合しているので、締結具が動かないようにされて、車両の振動により生じるステアリングの共振をより抑えることができる。

また、本発明において、好ましくは、補強部材は、平面視で締結具より大きな平板で形成され、この平板は中央に開口を有し、この開口を介して補強部材が締結具に接合される。このように構成された本発明においては、補強部材を下側ブラケットの内側に接合した後に、補強部材の開口を介して、工具等を用いて補強部材と締結具とを接合することができる。

本発明において、好ましくは、接合は、溶接接合である。このように構成された本発明においては、溶接接合されているために、車両の振動により生じるステアリングの共振を確実に抑えることができる。

また、本発明において、好ましくは、上側ブラケットの上面は、インパネメンバに固定された一端から他端に向かって下方へ傾斜して直線状に延びる。このように構成された本発明においては、上側ブラケットの上面が一端から他端に向かって下方へ傾斜して直線状に延びるよう形成されているので、上側及び下側ブラケットの面を平行に形成するために屈曲させた上側ブラケットと比較して、ブラケットの最適な支持剛性を得ることができる。

本発明のステアリング固定構造は、ブラケットの最適な支持剛性が得られ、ステアリングの共振を抑えるステアリング固定構造を提供することができる。

本発明の実施形態のステアリング固定構造を備えた車両の前方側を示す全体平面図である。 本発明の実施形態のステアリング固定構造を示す斜視図である。 図１におけるＡ-Ａ断面図である。 本発明の実施形態のステアリング固定構造による上側ブラケットを取り外した状態の斜視図である。 図３におけるＢ-Ｂ断面図である。 本発明の実施形態のステアリング固定構造による補強部材の平面図である。 本発明の別の実施形態のステアリング固定構造による補強部材の平面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図１乃至３を参照して、本発明の実施形態によるステアリング固定構造について説明する。図１は、本発明の実施形態のステアリング固定構造を備えた車両の前方側を示す全体平面図である。図２は、本発明の実施形態のステアリング固定構造を示す斜視図である。図３は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。

図１に示すように、車両１の前方側のダッシュパネル２付近には、車両１の車幅方向に延びるインパネメンバ７と、このインパネメンバ７に取り付けられ車両１を操舵するステアリング装置５とが設けられている。ステアリング装置５のインパネメンバ７への取り付けは、上側ブラケット１５及び下側ブラケット１７、前側ブラケット１９、締結ボルト６１、締結ナット６３を用いて行われる。ステアリング装置５は運転席に配置され、ステアリング装置５の上方位置には、スピードメーターやタコメーター等のメーター表示部とスイッチ等を含むインストルメントパネル（図示せず）が配置される。

インパネメンバ７は、正円形状の断面で、内側が空洞の円筒管で形成される（図２及び図３参照）。インパネメンバ７は、車両１の車幅方向に運転席及び助手席に亘って直線状に延び、インパネメンバ７の車幅方向の左右両端に取り付けられたサイドブラケット９を用いて、車両１の前方側の車両本体１１の車幅方向の左右両側に固定されている。更に、インパネメンバ７は、車幅方向の中央付近において補強するための支持部材１３にて車両本体１１と連結されている。インパネメンバ７は、支持部材１３の連結部分の左右両側においても補強するための連結部材１４にて車両本体１１と連結されている。また、インパネメンバ７は、金属製の材料により形成されている。

ステアリング装置５は、運転手が操作するステアリングホイール２１と、ステアリングホイール２１を回転自在に固定するステアリングシャフト２３と、ステアリングシャフト２３の車幅方向の左右両側に配置される取付部材２５と、車幅方向の左側下方に配置され、モーター等を含み運転手のステアリング操作の支援をするための電動支援装置２７とを備えている（図２参照）。

取付部材２５は、金属製の材料により形成され、車幅方向でステアリングシャフト２３を中央として左右対称に形成される（図２参照）。取付部材２５は、車両の前後方向に延びる長方形状の金属プレートで形成される取付部２９と、この取付部２９から下方に延びる平面で形成される側方支持部３１と、車幅方向で左右対称に配置される２つの取付部２９を連結する連結部３１とを備えている。取付部２９は、車両前後方向の前方側に締結ボルト６１が貫通するための孔３３が形成され、この孔３３に締結ボルト６１が貫通し、下面側から締結ナット６３が締結することにより、ステアリング装置５が下側ブラケット１７に固定される。側方支持部３１は、ボルト３５にてステアリングシャフト２３に固定され、ステアリングシャフト２３を車幅方向で左右両側から側方支持部３１の平面にて挟み込むように押さえている。

上側ブラケット１５は、上面３７及び側面３９からなる下向き凹状の断面で形成され、車両前後方向の前方側の一端にインパネメンバ７と固定される固定部４１が形成されている（図２及び図３参照）。上側ブラケット１５の上面３７は、平坦面で形成され、側面視で、インパネメンバ７の外周縁と固定される固定部４１（一端）から車両前後方向の後方側（他端）に向かって下方へ傾斜して直線状に延びるように形成されている。上側ブラケット１５の側面３９は、側面視で、上下方向の幅が上側ブラケット１５の固定部４１から車両前後方向の後方側に向かって短くなるように形成されている。上側ブラケット１５の固定部４１は、インパネメンバ７の外周縁を上方からオーバーハングする形状にて形成され、インパネメンバ７の外周縁と溶接接合にて固定される。

下側ブラケット１７は、底面４３及び側面４５からなる上向き凹状の断面で形成され、車両前後方向の前方側の一端にインパネメンバ７と固定される固定部４７が形成されている（図２及び図３参照）。下側ブラケット１７の上向き凹状の断面は、下向き凹状の上側ブラケット１５に内嵌することができるように形成されている。下側ブラケット１７の底面４３は、平坦面で形成され、側面視で、車両前後方向の前方側から後方側に向かって下方へ傾斜して直線状に延びる前方側底面４９と、この前方側底面４９から屈曲し後方側に向かって上方へ傾斜して直線状に延びる後方側底面５１とを備える。この後方側底面５１には、締結ボルト６１を貫通させる締結孔５３（貫通孔）が形成されている。この締結孔５３に締結ボルト６１を貫通させ締結ナット６３で締めることにより、ステアリング装置５を下側ブラケット１７に固定する。下側ブラケット１７の固定部４７は、インパネメンバ７の外周縁を下方からオーバーハングする形状にて形成され、インパネメンバ７の外周縁と溶接接合にて固定される。

上側ブラケット１５及び下側ブラケット１７は、上向き凹状の下側ブラケット１７を下向き凹状の上側ブラケット１５内に内嵌した状態で、接合箇所を溶接して接合される。上側ブラケット１５及び下側ブラケット１７は、両者が接合した状態において、上側ブラケット１５の上面３７及び側面３９と下側ブラケット１７の底面４３及び側面４５とにより閉断面を構成する。上側ブラケット１５及び下側ブラケット１７は、車両前後方向の前方側の一端でインパネメンバ７の外周縁を上側ブラケット１５の固定部４１及び下側ブラケット１７の固定部４７にて上下方向から挟み込んだ状態で溶接され固定される。

前側ブラケット１９は、側面視で、インパネメンバ７の外周縁と固定される固定部５５から車両前後方向の前方側に向かって下方へ傾斜して直線状に延びるように形成されている（図３参照）。前側ブラケット１９の固定部５５は、インパネメンバ７の外周縁を上方からオーバーハングする形状にて形成され、インパネメンバ７の外周縁に溶接接合され固定される。前側ブラケット１９の車両前後方向の前方側は、ステアリング装置５の前方取付部５７とボルト５９にて固定されている。

締結ボルト６１及び締結ナット６３は、ステアリング装置５と下側ブラケット１７とを固定する締結具である（図２及び図３参照）。締結ボルト６１は、締結孔５３の開口より大きい平面にて形成される頭部６５と、締結孔５３及び孔３３の開口の内径より小さい外径の雄螺子にて形成される螺子部６７とを備えている。締結ナット６３は、孔３３の開口より大きい平面にて形成され、締結ボルト６１の螺子部６７と結合するように雌螺子にて形成されている。また、本実施形態において、締結ボルト６１の頭部６５は、六角形状で形成されるがこれに限定されるものではない。

締結ボルト６１は、下側ブラケット１７の上方から下側ブラケット１７の締結孔５３及び取付部材２５の取付部２９の孔３３を貫通して、取付部材２５の下面に配置される締結ナット６３に締結される。これによりステアリング装置５は下側ブラケット１７に固定される。

次いで、図４乃至６を参照して、本発明の実施形態によるステアリング固定構造について詳しく説明する。図４は、本発明の実施形態のステアリング固定構造による上側ブラケットを取り外した状態の斜視図である。図５は、図３におけるＢ-Ｂ断面図である。図６は、本発明の実施形態のステアリング固定構造による補強部材の平面図である。

図４及び５に示すように、下側ブラケット１７の内側の内空間には、補強部材６９が下側ブラケット１７の左右方向（車幅方向）の変形を防止するために、下側ブラケット１７の底面４３と平行で、且つ左右方向（車幅方向）において一方側の側面４５の内側から対向する他方側の側面４５の内側へと架設されている。これにより、下側ブラケット１７の底面４３と下側ブラケット１７の対向する２つの側面４５、補強部材６９によって閉断面を実質的に形成している。

補強部材６９は、金属製の矩形状の平板であり、略正方形の平面で且つ締結ボルト６１の頭部６５の厚さと略同じ厚さで形成されている。補強部材６９の平板の平面は、締結ボルト６１の頭部６５の上面６４より大きくなるように形成されている。平板の左右方向（車幅方向）の長さは、下側ブラケット１７の側面４５の内側とそれと対向する側面４５の内側との間の距離と略同じ長さで形成されている。平板の前後方向（車両前後方向）の長さは、平板の左右方向の長さと略同じ長さで形成されている。平板の平面の中央には正円形状の一つの開口７１が形成されている。この開口７１の内径は、締結ボルト６１の頭部６５の上面６４の外径６８より小さく、且つ溶接棒等の工具が進入できる程度の大きさで形成されている。即ち、この開口７１は、補強部材６９と締結ボルト６１の頭部６５とを溶接接合するための作業口として機能する。

図５に示すように、補強部材６９は、側面視で、補強部材６９の下面７３が締結ボルト６１の頭部６５の上面６４に当接するように配設されている。また、補強部材６９は、補強部材６９の側面７５が下側ブラケット１７の側面４５の内側と当接するように配設されている。

図６に示すように、補強部材６９は、平面視で、補強部材６９の開口７１の中心と締結ボルト６１の上面６４の中心が一致するように配設されている。また、補強部材６９は、平面視で、補強部材６９の開口７１が締結ボルト６１の頭部６５の外周縁より内側に位置するように配設されている。

締結ボルト６１の頭部６５の下面６６は、下側ブラケット１７の底面４３の内側と当接しており、平面視で、締結ボルト６１の頭部６５の外周縁は、この外周縁の全周に亘る領域７７において、下側ブラケット１７の底面４３の内側と溶接接合されている。これにより、締結ボルト６１が下側ブラケット１７に対して動かないように固定されている。本実施形態においては、溶接接合される領域７７は頭部６５の外周縁の全周であるが、これに限定されるものではなく、半周でも、一部でもあっても良く、締結ボルト６１が下側ブラケット１７に対して動かないように固定されていればよい。

締結ボルト６１の頭部６５の上面６４は、補強部材６９の下面７３と当接している。更に、開口７１の内周縁の一部の領域７９は、頭部６５の上面６４と溶接接合されている。溶接接合する領域７９は、車両前後方向の前方側に位置し、開口７１の内周縁全周の約４分の１の長さである。これにより、締結ボルト６１と補強部材６９とが動かないように固定されている。

補強部材６９の上面７２の車幅方向の左右両端は、下側ブラケット１７の側面４５の内側と当接している。更に、当接している一部の領域８１は、下側ブラケット１７の側面４５の内側と溶接接合されている。溶接接合する領域８１の長さは、補強部材６９の左右両側の一辺の約３分の１の長さである。これにより、下側ブラケット１７と補強部材６９とが動かないように固定されている。

次に、図７を参照して、本発明の別の実施形態によるステアリング固定構造を説明する。本実施形態のステアリング構造は、補強部材の形状を除き、基本的な構成は、上記実施形態によるステアリング構造と同様である。以下、上記実施形態との相違点のみを説明する。

図７は、本発明の別の実施形態のステアリング固定構造による補強部材の平面図である。補強部材９０は、金属製の長方形状の平板で形成されており、補強部材９０は、車両前後方向の前方側に偏って配置されている。補強部材９０は、締結ボルト６１の上面６４の半分を覆う平板で形成されている。補強部材９０の平板の前後方向の長さは、図６の補強部材に対して約半分の長さである。即ち、締結ボルト６１の上面６４の後方側は、補強部材９０に覆われていない。

締結ボルト６１の頭部６５の上面６４は、補強部材９０の下面７３と当接している。更に、補強部材９０の後方側の側面９２の一部の領域９４は、締結ボルト６１の上面６４と溶接接合されている。溶接接合する領域９４は、左右方向（車幅方向）の中央で補強部材９０の長辺長さに対して約３分の１の長さである。これにより、締結ボルト６１と補強部材６９とが動かないように固定されている。

補強部材９０の上面９６の車幅方向の左右両端は、下側ブラケット１７の側面４５の内側と当接している。更に、当接している一部の領域９８は、下側ブラケット１７の側面４５と溶接接合されている。溶接接合する領域９８は、補強部材９０の短辺の長さに対して略同じ長さである。これにより、下側ブラケット１７と補強部材９０とが動かないように固定されている。

本実施形態のステアリング固定構造により、下側ブラケット１７の対向する２つの側面４５の内側に補強部材６９、９０を架設しているために、下側ブラケット１７の底面４３と下側ブラケット１７の対向する２つの側面４５と補強部材６９、９０とによって閉断面を実質的に形成する。これにより、下側ブラケット１７の左右方向（車幅方向）の変形を抑えることができる。また、締結ボルト６１の頭部６５の下面６６を下側ブラケット１７の底面４３の内側に溶接接合して動かないようにしている。このために、走行中の車両の振動により生じるステアリングの共振を抑えることができる。更に、締結ボルト６１は、上側ブラケット１５を貫通せずに、下側ブラケット１７のみを貫通して締結ナット６３と結合している。このために、最適な支持剛性を得るように上側ブラケット１５を形成することができ、ブラケットの最適な支持剛性を得ることができる。

また、本実施形態のステアリング固定構造によれば、締結ボルト６１及びナット６３が上下方向に動かないように、締結ボルト６１の頭部６５の上面６４は、補強部材６９、９０の下面７３と当接し、補強部材６９、９０の下面７３に溶接接合されている。このために、車両の振動により生じるステアリングの共振をより抑えることができる。

本実施形態のステアリング固定構造によれば、補強部材６９が締結ボルト６１の頭部６５より大きな平板で形成され、その平板の中央に開口７１が形成されている。このために、補強部材６９を下側ブラケット１７に接合した後に、溶接用の工具等を用いて、開口７１を介して補強部材６９を締結ボルト６１の頭部６５の上面６４に溶接接合することができる。

補強部材６９は、平面視で、補強部材６９の開口７１が頭部６５の外周縁の内側に位置するように配設されている。このために、補強部材６９の開口７１を締結ボルト６１の頭部６５の上面６４上に配置させ、補強部材６９の開口７１の内周縁を上面６４に溶接接合することができる。

また、本実施形態のステアリング固定構造によれば、接合は溶接接合である。このために、車両の振動により生じるステアリングの共振を確実に抑えることができる。

本実施形態のステアリング固定構造によれば、上側ブラケット１５は、インパネメンバ７の外周縁と固定される固定部４１（一端）から車両前後方向の後方側（他端）に向かって下方へ傾斜して直線状に延びるように形成される。このために、上側ブラケット１５は支持剛性が得られる最適な形状で形成することができる。

ステアリング装置５のインパネメンバ７への固定は、車両前後方向において、インパネメンバ７の後方側は上側ブラケット１５及び下側ブラケット１７にて固定され、インパネメンバ７の前方側は前側ブラケット１９にて固定されている。このために、ステアリング装置５をインパネメンバ７に強固に固定することができる。

上述した実施形態による溶接接合の領域７７、７９、８１、９４、９８の長さ、位置は、これに限定されるものではなく適宜変更することができる。また、上述した実施形態においては、接合を溶接接合として説明したが、本発明の接合には、接着又は圧着、圧入接合も含む。

本発明の上述した実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。

５ ステアリング装置
７ インパネメンバ
１５ 上側ブラケット
１７ 下側ブラケット
３７ 上側ブラケットの上面
４３ 下側ブラケットの底面
４５ 下側ブラケットの側面
５３ 締結孔（貫通孔）
６１ 締結ボルト（締結具）
６３ 締結ナット（締結具）
６９、９０ 補強部材
７１ 補強部材の開口

Claims (5)

1. 車幅方向に延びるインパネメンバと車両を操舵するステアリング装置とを固定するステアリング固定構造であって、
   一端が上記インパネメンバに固定される上側ブラケットと、
   この上側ブラケットと接合すると共に、一端が上記インパネメンバに固定され、且つ、他端の底面に貫通孔が形成された下側ブラケットと、
   この下側ブラケットの貫通孔に挿通され上記ステアリング装置と結合し、上記上側及び下側ブラケットを介して上記ステアリング装置を上記インパネメンバに固定するための締結具と、を有し、
   上記下側ブラケットの対向する２つの側面の内側に架設された補強部材を更に有し、
   上記締結具が上記下側ブラケットの底面の内側に接合される共に、上記補強部材が上記締結具の上面に当接し、
   上記下側ブラケットの底面、上記対向する２つの側面及び上記補強部材によって閉断面を形成している、ステアリング固定構造。
2. 車幅方向に延びるインパネメンバと車両を操舵するステアリング装置とを固定するステアリング固定構造であって、
   一端が上記インパネメンバに固定される上側ブラケットと、
   この上側ブラケットと接合すると共に、一端が上記インパネメンバに固定され、且つ、他端の底面に貫通孔が形成された下側ブラケットと、
   この下側ブラケットの貫通孔に挿通され上記ステアリング装置と結合し、上記上側及び下側ブラケットを介して上記ステアリング装置を上記インパネメンバに固定するための締結具と、を有し、
   上記下側ブラケットの対向する２つの側面の内側に架設された補強部材を更に有し、
   上記締結具が上記下側ブラケットの底面の内側に接合され、上記補強部材が上記締結具に当接すると共に上記締結具と接合している、ステアリング固定構造。
3. 上記補強部材は、平面視で上記締結具より大きな平板で形成され、この平板は中央に開口を有し、この開口を介して上記補強部材が上記締結具に接合される、請求項１又は２に記載のステアリング固定構造。
4. 上記接合は、溶接接合である、請求項１乃至３の何れか１項に記載のステアリング固定構造。
5. 上記上側ブラケットの上面は、上記インパネメンバに固定された一端から他端に向かって下方へ傾斜して直線状に延びる、請求項１乃至４の何れか１項に記載のステアリング固定構造。

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