WO2001054963A1 - Structure of instrument panel support member - Google Patents

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WO2001054963A1
WO2001054963A1 PCT/JP2000/005941 JP0005941W WO0154963A1 WO 2001054963 A1 WO2001054963 A1 WO 2001054963A1 JP 0005941 W JP0005941 W JP 0005941W WO 0154963 A1 WO0154963 A1 WO 0154963A1
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instrument panel
stay
steering
bracket
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PCT/JP2000/005941
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French (fr)
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Akinori Tokinaga
Atsuhiko Omo
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FUTABA KOGYO Co Ltd
Original Assignee
FUTABA KOGYO Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08—Front or rear portions
    • B62D25/14—Dashboards as superstructure sub-units
    • B62D25/145—Dashboards as superstructure sub-units having a crossbeam incorporated therein

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement for mounting an installation column or the like of an automobile; Background art
  • an instrument panel support member is horizontally provided between the left and right front villas, and a conventional instrument panel support member is disclosed in The structure is as shown in Japanese Patent Publication No. 78983 and FIGS. That is, the instrument panel support members shown in FIGS. 9 and 10 are composed of pipes, which are closed-section members, and are provided with side brackets 110 a and 110 b at both ends of the member body 101 extending in the vehicle width direction. The side brackets 110a and 110b are attached to a front pillar (not shown) by porting or the like.
  • An upper end of a pair of stays 105a and 105b arranged at a predetermined interval is joined to a substantially central portion of the member main body 101, and stays 105a and 100b are joined.
  • the lower part of 5b is joined to the floor (not shown) of the vehicle.
  • the member main body 101 and the stays 105a and 105b are joined by welding in consideration of ease of assembly to a vehicle.
  • the pair of stays 105a and 105b are connected to each other by a connecting member 104 at an intermediate portion for reinforcement such as prevention of twisting when mounted on a vehicle.
  • the instrument panel support member includes a steering bracket 103 that is located on the driver's seat side and supports the steering column, a bracket 102 that is connected to the dash panel, and several other appropriate brackets. 107 and 108 are provided.
  • the side brackets 110a and 110b are welded to both ends of the pipe constituting the member body 101 by welding.
  • the rigidity of the joints is not sufficient due to the joints, and the rigidity of the side brackets 110a and 110b is liable to be affected by the unit rigidity. For this reason, it is difficult to obtain sufficient support rigidity for the steering column and the instrument panel.
  • the steering column Normally, if the support rigidity of the instrument panel support member that supports the steering column is low, the steering column resonates with the vibration of the vehicle during idling or high-speed running, and the steering shaft supported by the steering column. Vibrations caused the driver to feel uncomfortable.
  • the mounting pitch between the side plackets 110a and 110b and the left and right front pillars was increased in order to increase the rigidity against twisting around the pipe constituting the member body 101. Is wide. In other words, the greater the mounting pitch between both ends of the pipe and the front pillar, the higher the support rigidity of the steering column.
  • the side plackets 110a and 110b must be increased.
  • stays 105A and 105b were provided to reduce the above-mentioned torsion, and a connecting member 104 was assembled between these stays for reinforcement. As a result, the number of parts inevitably increased, causing a rise in manufacturing costs.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, and a structure of an instrument panel support member that can prevent a steering column and a shaft from vibrating during idling or high-speed driving of a vehicle and can reduce manufacturing costs. It is intended to provide Disclosure of the invention
  • the present invention provides a steering body, which is formed of a pipe, is laterally mounted on a vehicle, and has both ends coupled to left and right front villas.
  • a steering bracket to be supported In the structure of the instrument panel support member in which a steering bracket to be supported, a bracket to be connected to the dash panel, and a stay which is located substantially at the center and joined to the floor are arranged,
  • the joints to be joined to the front villa are integrally molded by squeezing the ends of the pipe that constitutes the above.
  • both ends of the pipe forming the member-one body are connected by crushing. Since the joints are integrally molded, the need for side brackets that were conventionally joined to both ends of the member body is eliminated, reducing the number of parts and ensuring the rigidity of the joints. .
  • FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an instrument panel support member according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion along a line AA in FIG. 1 with a steering column attached.
  • FIG. 3 is a partially detailed perspective view of the instrument panel support member.
  • FIG. 4 is a sectional view of the stay.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the reinforcing member.
  • Figure 6 is a graph showing the moment of inertia and cost of various pipes currently in use.
  • Figure 7 is a graph showing the moment of inertia and the cost for the currently used pipes by diameter, with the thickness as the horizontal axis.
  • FIG. 8 is a graph comparing the steering support stiffness between the conventional example and the example of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the structure of a conventional instrument panel support member.
  • FIGS. 10A and 10B are a front view (a) and a side view (b) of the side bracket joined to the instrument panel of FIG. 9 joined to the front villa of the vehicle.
  • the instrument panel support member consists of a member body 1 consisting of a pipe such as a steel pipe, and brackets (bracket 2, steering bracket 3, steering bracket 3) for supporting the instrument panel, steering column, and the like. 5, Reinforcement members 4, Brackets 7, 8), and the brackets are plastically processed using ST KM material ⁇ steel plate material or aluminum alloy extension material, and are fixed to the member 1 body 1 by welding or the like. I have.
  • the pipe that constitutes the member body 1 uses the Young's modulus E and the area moment of inertia I
  • (section stiffness) E ⁇ I (Young's modulus) EX (second moment of area) I.
  • Holes 10 are provided on the surfaces of the both crushed portions 1a and 1b at two places where the pitch p is equal to or less than ⁇ ⁇ ⁇ / 2 (the outer shape of the pipe is d). Portes (not shown) inserted into the holes 10 are fastened to the plate-like attached portions 11 a and 11 b provided on the villa, so that both ends of the member body 1 are fixed. It is fixed to the front pillar. In place of such bolt fastening, the above-mentioned two locations may be fixed to the parts to be attached 11a and 11b by welding such as spot welding.
  • the section rigidity of the pipe constituting the member body is increased, and the squeezed molded portions 1a and 1b formed at both ends of the member are directly joined to the front pillar, so that the steering support rigidity can be improved.
  • the contribution of the member body (pipe) 1 is increased compared to the conventional example, and the contribution of the rigidity of the other components is adjusted to be appropriately reduced.
  • the member body 1 may have a substantially central portion bent into a substantially trapezoidal shape, similar to the shape of the pipe shown in FIG. 9, or may have a partial shape, depending on the layout of the devices arranged inside the instrument panel. In some cases, crushing is performed.
  • a substantially central portion of the instrument panel support member is supported by a vehicle floor (not shown) via a stay 5. Further, a bracket 2 for connecting to the dash panel and a steering bracket 3 for supporting the steering column are arranged at the position of the driver's seat side of the instrument panel support member.
  • the specific structure of these steps 5, bracket 2, and steering bracket 3 is as follows.
  • the stay 5 is formed in a U-shaped cross section including a pair of front and rear flanges 5a and 5b and a plate-like portion 5c connecting the flanges 5a and 5b.
  • the side end of b is directed to the steering bracket 3 side, and the stay is inclined with respect to the vertical direction so that the upper end of the stay is located closer to the driver's seat than the lower end of the stay.
  • the upper ends of the stays 5 are fixed to the member-main body 1 by welding the upper ends of the a, 5b and the plate-shaped portion 5c to the contact portions between the member-main body 1.
  • the stay 5 is connected to the vehicle floor (not shown) at a fixed portion 5d provided at the lower end of the stay 5.
  • the stay provided near the passenger seat among the pair of stays in the conventional structure is not provided in the present embodiment.
  • a reinforcing member 4 serving as a beam is connected between a portion near the upper end of the stay 5 and a portion near the steering bracket 3 of the member body 1.
  • the reinforcing member 4 has a U-shaped or rectangular cross section as shown in FIGS. .
  • the steering bracket 3 provided on the driver's seat side of the instrument panel support member has a plurality of nuts for attaching the steering column, the portions of which abut on the member-one body 1 are partially joined by welding. I have. As shown in FIG. 2, the steering bracket 3 and the steering column 12 are connected to each other by fastening a bracket 13 welded to the steering column 12 to the above nut with bolts. I have.
  • the bracket 2 is arranged at the upper part of the steering bracket 3 and in the front direction of the vehicle so as to be joined to the dash panel of the vehicle.
  • the contacting parts are joined by welding.
  • the bracket 2 and the dash panel are connected by bolts in consideration of the assemblability of the vehicle, that is, bolts are inserted into bolt insertion holes provided in the bracket, and the port is fastened to the dash panel. I have.
  • Fig. 6 is a graph showing the moment of inertia and sectional cost of various pipes currently used for this type of application. The moment and cost are different, and the pipe diameter ranges from ⁇ 38.l to 54imn, and the wall thickness ranges from 1.6 to 3.2.
  • the dashed line in the graph represents the average cost (about 244) and the average moment of inertia (about 8.13) of these products.
  • the rigidity setting of the pipes that make up the member body 1 the pipes whose second moment of area is larger than the average and whose cost is below the average or near the average balance the cost and rigidity. It can be said.
  • Figures 7 (a) to 7 (d) show the thickness of the pipes currently used, according to the diameter ( ⁇ 38.1 ⁇ , ⁇ 42.7 ⁇ , ⁇ 50.8 reference, ⁇ 54 drawing).
  • ⁇ 38.1 ⁇ , ⁇ 42.7 ⁇ , ⁇ 50.8 reference, ⁇ 54 drawing The data connected by a solid line is the second moment of area, and the broken line is a broken line. Connected data is cost. The average of the second moment of area and the average of the cost are shown by a thin solid line and a thin broken line.
  • the area where the second moment of area is higher than the average and the cost is near the average is the range surrounded by the broken line, and the second moment of area in this range is the cross section.
  • the side bracket is eliminated, and the squeezed molded portions 1a and 1b at both ends of the pipe constituting the member body 1 are joined to the front pillar, so that the steering support rigidity is reduced.
  • Table 1 shows data indicating this point.
  • Table 1 The data shown in Table 1 is based on the conventional example in which side brackets 110a and 110b are attached to both ends of the pipe that constitutes the member body, and the side bracket only on the driver's seat side end of the pipe.
  • a comparative example in which a crushed portion is provided at the end of the passenger seat side at the time of attachment For each of the three cases of the embodiment of the present invention having the crushed portions 1a and 1b provided at both ends of the pipe, a load of 10 Okgf is applied to the mounting position of the steering column and the pipe at the mounting position of the steering column. Is measured.
  • the pipe has a diameter of 50.8 mm and a thickness of 1.6 mm
  • the bracket is made of a steel plate with a thickness of 2.3 and is ported to the front pillar at two places of 112 mm pitch and crushed.
  • the molded part was ported to the front villa at two locations of 52 mm pitch.
  • the stress is concentrated on the bracket side, so that the steering support rigidity is rather reduced as compared with the conventional example.
  • the bracket is formed by crushing the both ends. By abolition, the stress was dispersed, and the steering support rigidity was increased compared to the conventional example and the comparative example.
  • Table 2 shows the case where the stay 5 is vertical (inclination 0 °), the case where the stay 5 is inclined so that the upper end is closer to the driver's seat side than the lower end, and the inclination angle is 6 °.
  • the steering support stiffness was compared with the case where the steering angle was set to 20 ° and the steering angle was set to 20 °. I have.
  • the steering support rigidity is increased by inclining the stay 5 so that the upper end is closer to the driver's seat side than the lower end, and the steering support rigidity increases as the inclination increases at least up to about 20 °.
  • the joining position of the upper end of the stay with respect to the member main body be closer to the driver's seat side by about 60 cm than the attaching position of the lower end of the stay with respect to the floor in consideration of the shape of the instrument panel.
  • the reinforcing member 4 is provided for the stay 5 as in the embodiment, the stress is prevented from being concentrated on the joint between the upper end of the stay 5 and the member 1 body 1, that is, the reinforcing member 4 Since the stress is dispersed, the steering support rigidity is further enhanced.
  • FIG. 8 shows the displacement of the steering bracket at various positions by varying the load (input) applied to the steering bracket in order to compare the steering support stiffness with the embodiment of the present invention and the conventional example.
  • It is a graph which shows data, and shows a present Example with a solid line and a conventional example with a broken line.
  • the diameter of the pipe constituting the member body 101 is 50.8 strokes
  • the thickness of the pipe is 2.3 strokes on the driver's seat side
  • the steering bracket 103 has a plate thickness of 3.2 thighs
  • the bracket 102 has a plate thickness of 2.3 mm.
  • the pipe constituting the member body 1 is used.
  • the diameter of the valve was 54 mm
  • the wall thickness of the pipe was 1.6 mm
  • the thickness of the steering bracket 3 was 3.2 mm
  • the thickness of the bracket 2 was 2.3.
  • the steering support rigidity is improved in the embodiment of the present invention as compared with the conventional example. This is due to the relationship between the resonance frequency and the support rigidity of the steering column, the vehicle body, the instrument Considering the high contribution of the instrument panel support member in the vibration transmission system of the instrument panel support member and the steering column, when the vehicle is idling or driving at high speed, the resonance point is lower than that of the conventional resonance point. Since the frequency can be shifted to a higher frequency and resonance with the vehicle vibration becomes difficult, it is possible to reduce the discomfort of the driver due to the resonance phenomenon of the steering column.
  • the reinforcing member was joined between the pipe and the stay.
  • the reinforcing member was formed by integrally plastically processing the stay and the reinforcing member.
  • the squeeze molding is performed on both ends of the pipe O or the driver's seat side.
  • a bracket may be attached to the crushed surface and joined to the front villa.
  • the mounting pitch is not limited to 7 mm ⁇ dZ 2 or less.
  • the present invention is directed to a steering member, which is formed of a pipe and is laterally mounted on a vehicle and has both ends coupled to left and right front pillars, a steering bracket positioned on a driver's seat side to support a steering column,
  • a steering bracket positioned on a driver's seat side to support a steering column
  • both ends of a pipe constituting the member main body are provided.
  • the diameter of the pipe it is preferable that the diameter be dp ⁇ dZ 2 or less.
  • the sectional rigidity of the pipe constituting the member main body is set in the above range is to secure the steering support rigidity while avoiding an unnecessary increase in component mass and material cost.
  • the joint consisting of the crushed portions of both ends of the pipe is directly fixed to the front villa by bolting or spot welding, eliminating the need for side brackets and the rigidity of the joint at both ends of the pipe with respect to the front pillar.
  • the mounting pitch is set to be ⁇ ⁇ dZ2 or less, where d is the diameter of the pipe, fixation by bolting or spot welding is achieved in the plane where the pipe is crushed and formed.
  • the stay is formed in a U-shaped cross section, and the upper end of the stay joined to the member body is closer to the driver's seat than the lower end of the stay joined to the floor. If the stay is arranged at an angle to the vertical direction so that it is located at the right position, the steering support rigidity can be further increased.

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Description

明 細 インス ；'—の構造 技術分野
本発明は、 自動車のインス ングコラム等を取付けるィ ンス ；'一の構造に関するものである。 背景技術
車両に配置されるインストルメントパネルの裏側には、 左右のフロントビラ一間に ィンストルメントパネル支持メンバ一が横設されており、従来のィンストルメントパ ネル支持メンバ一は特開平 1 1— 7 8 9 8 3号公報や図 9 , 1 0に示すような構造と なっている。 すなわち、 図 9， 1 0に示すインストルメントパネル支持メンバーは、 閉断面部材であるパイプからなって車幅方向に延びるメンバー本体 1 0 1の両端末 にサイドブラケット 1 1 0 a， 1 1 0 bが固着され、 このサイドブラケット 1 1 0 a， 1 1 0 bが図示しないフロントピラーにポルト止め等で取付けられるようになって いる。
前記メンバ一本体 1 0 1の略中央部には、 所定間隔をおいて配置された一対のステ - 1 0 5 a , 1 0 5 bの上端部が接合され、 ステー 1 0 5 a， 1 0 5 bの下部は前記 車両の床部 （図示せず） と接合されている。 メンバー本体 1 0 1とステ一 1 0 5 a , 1 0 5 bとは車両への組付け性を考慮して溶接により接合されている。 また、 一対の ステー 1 0 5 a , 1 0 5 bは、 車両への搭載時の捩じれ防止などの補強のため、 中間 部で連結部材 1 0 4により互いに連結されている。
さらにこのインストルメントパネル支持メンバーには、運転席側に位置してステア リングコラムを支持するステアリングブラケット 1 0 3、 ダッシュパネルと接合する ためのブラケット 1 0 2、 及びその他の適宜数箇所のブラケッ卜 1 0 7， 1 0 8が配 設されている。
上記のような従来のィンストルメントパネル支持メンバ一の構造では、 メンバー本 体 1 0 1を構成するパイプの両端にサイドブラケット 1 1 0 a， 1 1 0 bを溶接によ り接合しているため、 その接合部分の剛性が充分でなく、 また、 サイドブラケット 1 1 0 a , 1 1 0 bの単体剛性にも影響され易い。 このため、 ステアリングコラム及び ィンストルメントパネルの支持剛性が充分に得られ難い。
普通、 ステアリングコラムを支持しているインストルメントパネル支持メンバ一の 支持剛性が低いと、 車両のアイドリング時や高速走行時に、 車両の振動に共振してス テアリングコラム及びこれに軸支されたステアリングシャフトの振動が発生し、運転 者が不快感を感じることがあつた。
また、従来ではメンバー本体 1 0 1を構成するパイプを軸としたねじれに対する剛 性を上げるため、 サイドプラケット 1 1 0 a , 1 1 0 bと左右のフロントピラー （図 示せず） との取付けピッチを広くしている。 つまり、 パイプの両端とフロントピラー との取付けピッチが広い程ステアリングコラムの支持剛性が高くなる。 しかし、 取付 けピッチを広くするにはサイドプラケット 1 1 0 a , 1 1 0 bを大きくしなければな らない。 更に前述の捻れを軽減させるためステー 1 0 5 A， 1 0 5 bが設けられ、 こ れらステ一の間には、 補強のために連結部材 1 0 4が組付けられていた。 そのため、 必然的に部品点数が増加し、 製造コス卜が嵩む原因となっていた。
本発明は、 上記問題を解決し、 車両のアイドリング時や高速運転時においてステア リングコラム、 シャフトの振動を防止し、 しかも製造コストの低減を図ることができ るィンストルメントパネル支持メンバ一の構造を提供することを目的とするもので ある。 発明の開示
上記目的を達成するために、 本発明は、 パイプからなって、 車両に横設され、 両端 部が左右のフロントビラ一に結合されるメンバー本体に、 運転席側に位置してステア リングコラムを支持するステアリングブラケッ卜と、 ダッシュパネルと結合されるブ ラケットと、 略中央部に位置して床部に接合されるステ一とを配設したインストルメ ントパネル支持メンバーの構造において、 上記メンバ一本体を構成するパイプの両端 末につぶし成形を施すことにより、 フロントビラ一に接合する接合部を一体に成形し たものである。
本発明によれば、 メンバ一本体を構成するパイプの両端末につぶし成形によって接 合部を一体に成形しているため、従来ではメンバー本体の両端末に接合されていたサ ィドブラケットを不要にして部品点数を少なくし、 かつ、 接合部の剛性を確保するこ とができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の一実施例によるィンストルメントパネル支持メンバーの構造を示 す斜視図である。
図 2は、 ステアリングコラムを取付けた状態での図 1の A— A線に沿った部分の断 面図である。
図 3は、 ィンストルメントパネル支持メンバーの部分詳細斜視図である。
図 4は、 ステ一の断面図である。
図 5は、 補強部材の断面図である。
図 6は、 現在使用されている各種パイプの断面 2次モーメント及びコストを示すグ ラフである。
図 7は、 現在使用されているパイプについて直径別に、 板厚を横軸にとって断面 2 次モーメント及びコストを示したグラフである。
図 8は、従来例と本発明の実施例とのステアりング支持剛性を比較したグラフであ る。
図 9は、 従来のィンストルメントパネル支持メンバーの構造を示す斜視図である。 図 1 0は、 車両のフロントビラ一と接合される図 9のインストルメントパネルに接 合されたサイドブラケットの正面図 （a ) 及び側面図 （b ) である。 発明を実施するための最良の形態
図 1に示すように、 インストルメントパネル支持メンバーは、 鋼管等のパイプから なるメンバ一本体 1と、 インストルメントパネルやステアリングコラム等を支持する ためのブラケット類 （ブラケット 2、 ステアリングブラケット 3、 ステ一 5、 補強部 材 4、 ブラケット 7， 8 ) を備え、 ブラケット類は S T KM材ゃ鋼板材、 あるいはァ ルミ合金伸展材等を用いて塑性加工され、 メンバ一本体 1に溶接等で固着されている。 メンバー本体 1を構成するパイプは、 ヤング係数 E、 断面 2次モーメント Iを用い て、 断面剛性が E · 1 = 2 . 0〜3 . 0 X 1 0 8 ( N - c m 2 ) 程度に高く設定され、 その両端末につぶし成形が施され、 このつぶし成形部分 l a , l bがフロントピラ一 に対する接合部とされている。 つまり、 図示しないインストルメントパネルの裏側で フロントピラーにつぶし成形部分 1 a， l bが接合されている。 なお、 （断面剛性） E · I = (ヤング係数） E X (断面 2次モーメント） Iである。
前記両つぶし成形部分 1 a， 1 bの面には、 それぞれ、 ピッチ pが π · ά / 2 (パ イブの外形を dとする） 以下の 2個所に孔 1 0が設けられ、 図示しないフロントビラ —に設けられたプレート状の被取付部 1 1 a， 1 1 bに対し、 上記孔 1 0に挿通した ポルト （図示せず） が締着されることにより、 メンバー本体 1の両端部がフロントピ ラ一に固定されている。 なお、 このようなボルト締結の替わりに、 上記 2個所を被取 付部 1 1 a , 1 1 bにスポット溶接等の溶接により固着してもよい。
このようにメンバー本体を構成するパイプの断面剛性を高めるとともに、 その両端 部に形成したつぶし成形部分 1 a， 1 bをフロントピラーに直接接合することにより、 ステアリング支持剛性に関して、 各構成部材のうち、 メンバー本体 （パイプ） 1が受 け持つ寄与度合を従来例と比べて増加させ、 その他の構成部品が受け持つ剛性の寄与 度合を適度に軽減するように調整している。 なお、 メンバー本体 1は、 インストルメ ントパネルの内部に配置される機器類のレイアウトの都合により、 図 9中に示すパイ プの形状と同様に略中央部を略台形状に屈曲させたり、 部分的につぶし成形を施した りすることもある。
ィンストルメントパネル支持メンバーの略中央部は、 ステ一 5を介して車両の床部 (図示せず） により支持されている。 また、 インストルメントパネル支持メンバーの 運転席側の位置には、 ダッシュパネルと結合するためのブラケット 2及びステアリン グコラムを支持するためのステアリングブラケット 3が配設されている。 これらステ 一 5、 ブラケット 2及びステアリングブラケット 3の具体的構造は次のようになって いる。
ステー 5は、 図 3及び図 4にも示すように、 前後一対のフランジ 5 a , 5 bとその 間をつなぐ板状部分 5 cとからなる断面コ字状に形成され、 フランジ 5 a , 5 bの側 端部がステアリングブラケット 3側へ向けられ、 かつ、 ステー上端がステー下端より も運転席側に位置するように垂直方向に対し傾いた状態に配置されている。 そして、 a , 5 b及び板状部分 5 cの各上端とメンバ一本体 1との当接部分が溶接 されることにより、 ステ一 5の上端がメンバ一本体 1に固着されている。 また、 ステ 一 5の下端部に設けられた固定部 5 dにて、 ステー 5が車両の床部 （図示せず） に接 合されている。 なお、 図 9に示す従来構造と比較すると、 従来構造における一対のス テ一のうちで助手席寄りに設けられたステ一は、 本実施例では設けられていない。 さらに、 ステー 5の上端近傍部とメンバー本体 1のステアリングブラケット 3近傍 部との間に、 梁の役目を持った補強部材 4が連結されている。 この補強部材 4は、 図 3及び図 5にも示すように、 コの字状若しくは矩形状の断面を持ち、 両端がそれぞれ メンバー本体 1及びステー 5に対して当接した部分で溶接されている。
インストルメントパネル支持メンバーの運転席側に設けられたステアリングブラ ケット 3は、 メンバ一本体 1に対して当接する部位が部分的に溶接により接合され、 ステアリングコラム取付けのための複数のナツトを備えている。図 2にも示すように、 ステァリングブラケット 3とステアリングコラム 1 2とは、上記ナツトに対してステ ァリングコラム 1 2に溶接されたブラケット 1 3をボルトで締結することにより、連 結されている。
ブラケット 2は、 図 2にも示すように、 車両のダッシュパネルと接合するため、 ス テアリングブラケット 3の上部で、 かつ車両前方向に配置され、 ステアリングブラケ ット 3及びメンバー本体 1に対して当接する部位が溶接により接合されている。 この ブラケット 2とダッシュパネルとは、 車両の組付性を考慮してボルトで連結され、 つ まり、 ブラケットに設けられたボルト挿通孔にボルトが挿通されて、 このポルトがダ ッシュパネルに締結されている。
以上、 本発明の実施例について述べたが、 この実施例において、 メンバ一本体 1を 構成するパイプの断面剛性を E · I = 2 . 0〜3 . 0 X 1 0 8 (N · c m2) の範囲と しているのは、 Ε · Ι < 2 . 0 X 1 0 8 (Ν · c m 2 ) では従来例と比べてステアリン グ支持剛性が低下し、 一方、 E · 1 > 3 . 0 X 1 0 8 (N · c m2) では、 ステアリン グ支持剛性は向上するものの、 部品質量や材料コストが嵩み不経済だからである。 メ ンバー本体 1を構成するパイプの断面剛性を上記範囲のうちでも特に E · 1 = 2 . 3 X 1 0 8 (N · c m2) 程度とすると、 最も適切な結果が得られた。
このような点についての根拠を示すデータを、 図 6及び図 7 ( a )〜（d )に示す。 図 6はこの種用途で現在使用されている各種パイプの断面 2次モーメント及びコス トをグラフ化して示しており、 このグラフ中の丸印で示した十数種類の製品はパイプ 径及び断面 2次モーメント及びコストがそれぞれ異なっており、 パイプ径は φ 38. l〜54imnの範囲、 肉厚は 1. 6〜3. 2誦 の範囲にわたっている。 同グラフ中の 一点鎖線はこれらの製品のコストの平均 （約 244) 及び断面 2次モーメントの平均 (約 8. 1 3) を表している。 メンバー本体 1を構成するパイプの剛性設定にあたつ ては、 断面 2次モーメントが平均より大きくて、 かつ、 コストが平均以下若しくは平 均付近にあるものが、 コストと剛性のバランスがとれているものといえる。
図 7 (a) 〜 （d) は現在使用されているパイプを直径 （Φ 38. 1讓、 φ 4 2. 7删、 φ 5 0. 8誦、 Φ 54画の 4種類） 別に、 板厚 （ 1. 6誦、 2. 0讓、 2. 3 mm, 3.2誦 の 4種類）を横軸にとって断面 2次モーメント及びコストを示しており、 実線でつないだデータが断面 2次モーメント、 破線でつないだデータがコストである。 また、 前記の断面 2次モーメントの平均及びコス卜の平均を細実線及び細破線で示し ている。
これらのデータの中では、 直径 54mm、 板厚 2. 0 mmのパイプが、 コストは平均付 近であるが断面 2次モーメントが平均と比べて充分高いため最も好ましく、 この場合 の断面剛性は、 ヤング率を E= 2. 0 7 X 1 07 (N/cm2) とすると Ε · 1 = 2. 3 X 1 08Ν . cm2程度となる。
図 6のグラフ中で、 断面 2次モーメントが平均よりも高くてコス卜が平均付近にあ るのは、 破線で囲った程度の範囲であり、 この程度の範囲の断面 2次モーメントは断 面剛性で 2 X 1 08 (N · cm2) 程度から 3 X 1 08 (N · cm2) 程度までの範囲 となる。
また、 本発明の実施例において、 サイドブラケットを廃止し、 メンバー本体 1を構 成するパイプの両端のつぶし成形部分 1 a， 1 bをフロントピラーに接合するように したことにより、 ステアリング支持剛性が高められる。 この点を示すデータを表 1に 示す。
この表 1に示すデータは、 メンバー本体を構成するパイプの両端にそれぞれサイド ブラケット 1 1 0 a， 1 1 0 bを取付けた従来例と、 上記パイプの運転席側端部にの みサイドプラケッ卜を取付けて助手席側端部につぶし成形部分を設けた比較例と、 上 記パイプの両端につぶし成形部分 1 a， 1 bを設けた本発明の実施例との三者につき, それぞれ、 ステアリングコラム取付位置に 1 0 Okgf の荷重を加え、 ステアリングコ ラム取付位置でのパイプの変位量を測定したものである。 なお、 パイプは直径 50. 8mm、 厚さ 1. 6mmとし、 ブラケットは厚さ 2. 3匪 の鋼板で形成して 1 1 2 mmピ ツチの 2個所でフロントピラーにポルト止めし、 また、つぶし成形部分は 52ΐ ΐピッ チの 2個所でフロントビラ一にポルト止めした。
【表 1】
Figure imgf000009_0001
この表から明らかなように、比較例ではブラケット側に応力が集中してしまうこと によりステアリング支持剛性が従来例より却って低下するが、本発明実施例によれば、 両端ともつぶし成形してブラケットを廃止することにより応力が分散し、従来例及び 比較例と比べてステアリング支持剛性が高められた。
また、本発明の実施例において、ステー 5を前述のように傾けた状態に配置すれば、 ステアリング支持剛性向上に有利となり、 この点を示すデータを表 2に示す。
この表 2に示すデータは、 ステ一 5を垂直 （傾き 0° ) とした場合と、 ステ一 5を 上端が下端より運転席側に寄るように傾けてその傾き角度を 6° とした場合と、 同じ くステ一 5を傾けてその傾き角度を 20° とした場合とにっき、 ステアリング支持剛 性を比較したものであって、傾き 0° の場合に対して剛性値が変化した割合を示して いる。
【表 2】
剛性値 （％)
傾き 0° 0
傾き 6° 7. 22 UP
傾き 20 ° 2 1. 78 UP この表から明らかなように、 ステー 5を上端が下端より運転席側に寄るように傾け ることでステアリング支持剛性が高められ、 少なくとも傾き 2 0 ° 程度までは傾きを 大きくするにつれてステアリング支持剛性が高められる。従ってメンバー本体に対す るステー上端の接合位置は、 インストルメントパネルの形状も考慮して、 床部に対す るステー下端の取付位置よりも 6 0讓程度運転席側に寄せることが好ましい。
さらに、 実施例のようにステ一 5に対して補強部材 4を設ければ、 ステ一 5上端と メンバ一本体 1との間の接合個所に応力が集中することが避けられ、 つまり補強部材 4に応力が分散されるため、 ステアリング支持剛性がより一層高められる。
また、 図 8は本発明の実施例と従来例とにっき、 ステアリング支持剛性を比較する ため、 ステアリングブラケットに加える荷重 （入力） を種々変えて、 ステアリングブ ラケッ卜の位置での変位量を測定したデータを示すグラフであり、 本実施例を実線、 従来例を破線で示している。 なお、 従来例としてはメンバ一本体 1 0 1を構成するパ ィプの直径が 5 0 . 8画、パイプの肉厚が運転席側で 2 . 3画、助手席側で 1 . 6誦、 ステアリングブラケット 1 0 3の板厚が 3 . 2腿、 ブラケット 1 0 2の板厚が 2 . 3 mmのものを用いており、 また、 本発明の実施例としてはメンバー本体 1を構成するパ ィプの直径が 5 4 mm, パイプの肉厚が 1 . 6 mm、 ステアリングブラケット 3の板厚が 3 . 2 mm, ブラケット 2の板厚が 2 . 3誦のものを用いた。
図 8から明らかなように、 従来例に比べ、 本発明の実施例では、 ステアリング支持 剛性が向上しており、 このことは、 共振周波数とステアリングコラムの支持剛性との 関係や車両における車体、 インストルメントパネル支持メンバー及びステアリングコ ラムという振動の伝達系でィンストルメントパネル支持メンバーの寄与の度合が高 いことを考慮すると、 車両のアイドリング時や高速運転時において、 従来例の共振点 と比べてより高い周波数にシフトさせることができ、 車両の振動に共振しにくくなる ため、 ステアリングコラムの共振現象による運転者の不快感を低減できるという効果 が得られる。
なお、 本発明はこの実施例に限定されるものではなく、 本発明の技術的範囲に基づ いて各種の変形及び変更が可能である。 すなわち、 上記実施例ではパイプとステ一と の間に補強部材を接合したが、 上記ステ一と補強部材を一体で塑性加工することによ り補強部材を また、 上記実施例ではパイプ O両端末、 または運転席側につぶし成形を施したが、 このつぶし成形された面に、 ブラケットを取付けてフロントビラ一と接合することも できる。 その際には、 取付ピッチは 7Γ Χ d Z 2以下に限定されないで実施することが できる。 以上記載したインストルメントパネル支持メンバ一の構造の主な特徴をまとめる と、 次の通りである。
本発明は、 パイプからなって、 車両に横設され、 両端部が左右のフロントピラーに 結合されるメンバ一本体に、運転席側に位置してステアリングコラムを支持するステ ァリングブラケットと、 ダッシュパネルと結合されるブラケットと、 略中央部に位置 して床部に接合されるステ一とを配設したィンストルメントパネル支持メンバ一の 構造において、 上記メンバー本体を構成するパイプの両端末につぶし成形を施すこと により、 フロントピラーに直接接合する接合部を一体に成形したことを特徴とする。 この構造により、従来ではメンバー本体の両端末に接合されていたサイドプラケッ トを不要にして部品点数を少なくし、 かつ、 接合部の剛性を確保することができる。 本発明のィンストルメントパネル指示メンバーの構造において、 前記メンバ一本体 を構成するパイプの断面剛性を、 ヤング係数 E及び断面 2次モーメント Iを用いて E · 1 = 2 . 0〜 3 . 0 X 1 0 8 (N · c m2) の範囲に設定し、 パイプの両端末のつ ぶし成形部分からなる接合部をフロントビラ一に対してポルト止め又はスポット溶 接により直接固着し、 その取付ピッチを、 パイプの直径を dとすると兀 · d Z 2以下 とすることが好ましい。
メンバー本体を構成するパイプの断面剛性を前記範囲としているのは、 部品質量や 材料コス卜が不必要に嵩むことを避けつつ、 ステァリング支持剛性を確保するためで ある。 そして、 パイプの両端末のつぶし成形部分からなる接合部をフロントビラ一に 対してボルト止め又はスポット溶接により直接固着することで、 サイドプラケッ卜を 不要にし、 かつフロントピラーに対するパイプ両端の接合部の剛性を高めることがで きる。 また、 取付ピッチをパイプの直径を dとすると π · d Z 2以下とすることによ り、 パイプをつぶし成形した面内でボルト止めまたはスポット溶接による固着が達成 される。 また、 本発明のインストルメントパネル指示メンバーの構造において、 上記ステ一 を断面コ字状に形成し、 かつ、 メンバー本体に接合されるステー上端が床部に接合さ れるステー下端よりも運転席側に位置するようにステーを垂直方向に対し傾けて配 置すれば、 ステアリング支持剛性がより一層高められる。
さらに、 前記ステ一の上端近傍部とメンバー本体のステアりングブラケット近傍部 との間に補強部材を連結すれば、 ステ一とメンバ一との接合部分の応力集中が避けら れ、 ステアリング支持剛性の向上により一層有利となる。 産業上の利用可能性
ィンストルメントパネル支持メンバ一の両端をフロントビラ一に接合するにあた つてサイドプラケットを省略することが可能となって、 部品点数削減などによるコス トダウンが可能となり、 かつ、 ステアリング支持剛性が高められる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . パイプからなって、 車両に横設され、 両端部が左右のフロントピラーに結合 されるメンバー本体に、 運転席側に位置してステアリングコラムを支持するステアリ ングブラケットと、 ダッシュパネルと結合されるブラケットと、 略中央部に位置して 床部に接合されるステ一とを配設したインストルメントパネル支持メンバ一の構造 において、 上記メンバ一本体を構成するパイプの両端末につぶし成形を施すことによ り、 フロントピラーに接合する接合部を一体に成形したことを特徴とするィンストル メントパネル支持メンバーの構造。
2 . 上記メンバー本体を構成するパイプの断面剛性を、 ヤング係数 E及び断面 2 次モーメント Iを用いて E · I = 2 . 0〜3 . 0 X 1 0 8 ( N · c m 2 ) の範囲に設定 し、 パイプの両端末のつぶし成形部分からなる接合部をフロントピラーに対してボル ト止め又は溶接により直接固着し、 その取付ピッチを、 パイプの直径を dとすると π · d Z 2以下にしたことを特徴とする請求の範囲第 1項記載のィンストルメントパ ネル支持メンバーの構造。
3 . 上記ステ一を断面コ字状に形成し、 かつ、 メンバー本体に接合されるステ一 上端が床部に接合されるステー下端よりも運転席側に位置するようにステーを垂直 方向に対し傾けて配置したことを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の ィンストルメントパネル支持メンバ一の構造。
4 . 上記ステ一の上端近傍部とメンバー本体のステアリングブラケット近傍部と の間に補強部材を連結したことを特徴とする請求の範囲第 3項記載のインストルメ ントパネル支持メンバ一の構造。
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