(57)【要約】      （修正有）【課題】ステアリングコラムからの上下入力に対してインパネレインフォースメントに作用するねじり応力を効率良く減少することができるインパネレインフォースメント構造を提供する。【解決手段】インパネレインフォースメント構造では、ステアリングコラムを支持するインパネレインフォースメント１２に連結部材４０が固定されている。連結部材４０にはインパネレインフォースメント１２の外周面よりも外側に連結箇所４０Ｂが設けられている。車両前後方向を下方側へ向かって配置され、車両床部２６に固定された前側フロアブレース４２及び後側フロアブレース４４が、連結箇所４０Ｂで固定されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両幅方向を長手方向として配置され、車両平面視で車両前後方向を軸方向として配置されたステアリングコラムを支持するインストルメントパネルレインフォースメントと、
前記インストルメントパネルレインフォースメントに固定されると共に、前記インストルメントパネルレインフォースメントの外周面よりも外側に連結箇所が設けられた連結部材と、
前記連結箇所から車両前方かつ斜め下方を長手方向として延設され、前記連結箇所に長手方向の一端部が固定されると共に車両床部に長手方向の他端部が固定された前側フロアブレースと、
前記連結箇所から車両後方かつ斜め下方を長手方向として延設され、前記連結箇所に長手方向の一端部が固定されると共に前記車両床部に長手方向の他端部が固定された後側フロアブレースと、
を備えたインストルメントパネルレインフォースメント構造。
【請求項２】
前記連結部材は、前記インストルメントパネルレインフォースメントにおける前記ステアリングコラムの支持箇所から長手方向へ離間された固定箇所で固定されている請求項１に記載のインストルメントパネルレインフォースメント構造。
【請求項３】
前記インストルメントパネルレインフォースメントの長手方向の両端部は、車両両側部に配置されたフロントピラーに各々固定され、
前記連結部材は、前記支持箇所よりも車両幅方向内側で前記インストルメントパネルレインフォースメントの長手方向の中間部に位置する前記固定箇所に固定されている請求項２に記載のインストルメントパネルレインフォースメント構造。
【請求項４】
前記連結部材は、前記インストルメントパネルレインフォースメントとの固定端の断面積を前記連結箇所の断面積よりも大きく設定している請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のインストルメントパネルレインフォースメント構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等のインストルメントパネルレインフォースメント（以下、単に「インパネレインフォースメント」という。）構造に関し、特にステアリングコラムを支持するインパネレインフォースメントを備えたインパネレインフォースメント構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、自動車等の車両のステアリング支持部構造が開示されている。このステアリング支持部構造では、ステアリングコラムが車体強度部材としてのインパネレインフォースメントに支持されている。このインパネレインフォースメントはステーを介して車両床部に支持されている。ステーは、車両前方側へ傾斜しインパネレインフォースメントと車両床部との間に配置された前ステーと、車両後方側へ傾斜しインパネレインフォースメントと車両床部との間に配置された後ステーとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２７０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ステアリング支持部構造では、ステアリングコラムから車両上下方向の力（振動）がインパネレインフォースメント加わると、インパネレインフォースメントにねじり応力が発生する。インパネレインフォースメント径の増加やステー強度の増加を抑制しつつ、上記ねじり応力を効率良く減少させるには改善の余地があった。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、ステアリングコラムからの上下入力に対してインパネレインフォースメントに発生するねじり応力を効率良く減少させることができるインパネレインフォースメント構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造は、車両幅方向を長手方向として配置され、車両平面視で車両前後方向を軸方向として配置されたステアリングコラムを支持するインパネレインフォースメントと、インパネレインフォースメントに固定されると共に、インパネレインフォースメントの外周面よりも外側に連結箇所が設けられた連結部材と、連結箇所から車両前方かつ斜め下方を長手方向として延設され、連結箇所に長手方向の一端部が固定されると共に車両床部に長手方向の他端部が固定された前側フロアブレースと、連結箇所から車両後方かつ斜め下方を長手方向として延設され、連結箇所に長手方向の一端部が固定されると共に車両床部に長手方向の他端部が固定された後側フロアブレースと、を備えている。
【０００７】
請求項１に係るインパネレインフォースメント構造では、インパネレインフォースメントに連結部材を介して前側フロアブレース及び後側フロアブレースが連結されている。仮に、ステアリングコラムからインパネレインフォースメントに車両上下方向の力が入力されると、インパネレインフォースメントにその軸芯を中心とするねじり応力が発生する。
【０００８】
ここで、連結部材は、インパネレインフォースメントに固定されると共に、インパネレインフォースメントの外周面よりも外側に連結箇所を設けている。この連結箇所に前側フロアブレース及び後側フロアブレースの一端部が固定されている。このため、連結部材の連結箇所に上記ねじり応力と逆向きの反力が前側フロアブレース及び後側フロアブレースの少なくとも一方により作用する。逆向きの反力は、インパネレインフォースメントの外周面から連結箇所までの距離（長さ）の増加に比例して減少されるので、ねじり応力に対して絶対値で減少される。従って、例えばインパネレインフォースメント径の増加や前側フロアブレース強度及び後側フロアブレース強度の増加を抑制しつつ、ねじり応力を減少することができる。
【０００９】
請求項２に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造では、請求項１において、連結部材は、インパネレインフォースメントにおけるステアリングコラムの支持箇所から長手方向へ離間された固定箇所で固定されている。
【００１０】
請求項２に係るインパネレインフォースメント構造によれば、連結部材がインパネレインフォースメントのステアリングコラムの支持箇所と離間された固定箇所で固定されている。仮に、ステアリングコラムからインパネレインフォースメントに車両幅方向の力が入力されると、ステアリングコラム及びインパネレインフォースメントを車両前後方向或いは車両幅方向へ移動させる並進力が発生する。また、ステアリングコラムの支持箇所を中心として時計回り方向か反時計回り方向へインパネレインフォースメントを回転させる回転モーメントが発生する。
【００１１】
ここで、インパネレインフォースメントに連結部材を介して前側フロアブレース及び後側フロアブレースが固定されており、前側フロアブレース及び後側フロアブレースの他端部が車両前後方向へ延設されて車両床部に固定されている。上記並進力又は上記回転モーメントと逆向きの反力が、前側フロアブレース及び後側フロアブレースの少なくとも一方によりインパネレインフォースメントに作用する。
【００１２】
請求項３に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造では、請求項２において、インパネレインフォースメントの長手方向の両端部は、車両両側部に配置されたフロントピラーに各々固定され、連結部材は、支持箇所よりも車両幅方向内側でインパネレインフォースメントの長手方向の中間部に位置する固定箇所に固定されている。
【００１３】
請求項３に係るインパネレインフォースメント構造によれば、インパネレインフォースメントは、長手方向の両端部がフロントピラーに固定されて両端支持梁構造とされている。このため、インパネレインフォースメントの長手方向の中間部に発生するねじり応力が最大となる。また、インパネレインフォースメントの長手方向の中間部に最大の並進力又は回転モーメントが発生する。ここで、上記中間部に固定箇所が設けられ、この固定箇所に連結部材が固定されると共に、この連結部材の連結箇所に前側フロアブレース及び後側フロアブレースが固定されている。このため、最大となるねじり応力、並進力又は回転モーメントを効果的に減少させることができる。
【００１４】
請求項４に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造では、請求項１〜請求項３のいずれか１項において、連結部材は、インパネレインフォースメント側の固定端の断面積を連結箇所の断面積より大きく設定している。
【００１５】
請求項４に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造では、連結部材が、インパネレインフォースメント側を固定端とし連結箇所を荷重作用点とする片持ち梁構造とされている。この連結部材の固定端における曲げモーメントは、連結箇所における曲げモーメントよりも大きくなる。ここで、連結部材の固定端の断面積が連結箇所の断面積よりも大きく設定されている。このため、連結部材の固定端の断面二次モーメントが連結箇所の断面二次モーメントよりも大きくなるので、連結部材の固定端の剛性が連結箇所の剛性よりも向上される。従って、連結箇所からインパネレインフォースメントへ作用させるねじり応力と逆向きの反力の連結部材の変形に伴う損失を減少させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造は、ステアリングコラムからの上下入力に対してインパネレインフォースメントに作用するねじり応力を効率良く減少させることができるという優れた効果を有する。
【００１７】
請求項２に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造は、ステアリングコラムからの左右入力に対してインパネレインフォースメントに作用する並進力又は回転モーメントを減少させることができるという優れた効果を有する。
【００１８】
請求項３に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造は、ステアリングコラムからの上下入力に対してインパネレインフォースメントに作用する最大のねじり応力、又はステアリングコラムからの左右入力に対してインパネレインフォースメントに作用する最大の並進力或いは最大の回転モーメントを効果的に減少させることができるという優れた効果を有する。
【００１９】
請求項４に記載された発明に係るインパネレインフォースメント構造は、連結部材の剛性を曲げモーメントに応じて向上させることができるので、インパネレインフォースメントに作用するねじり応力を効率良く減少させることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】運転席の車両後方側から見た第１実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造の斜視図である。
【図２】図１に示されるインパネレインフォースメント構造を車両側部から見た側面図（図１に示されるＡ−Ａ線で切った一部断面を有する側面図）である。
【図３】（Ａ）は図１及び図２に示されるインパネレインフォースメント構造を構築する連結部材を車両側部から見た拡大側面図であり、（Ｂ）はこの連結部材の曲げモーメント図である。
【図４】ステアリングコラムに入力された車両幅方向の力により発生した応力の状態を模式的に示すインパネレインフォースメント構造の平面図である。
【図５】ステアリングコラムに入力された車両上下方向の力により発生した応力の状態を模式的に示す図２に対応するインパネレインフォースメント構造の側面図である。
【図６】第２実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造の図５に対応する側面図である。
【図７】第２実施の形態の第１変形例に係るインパネレインフォースメント構造の図６に対応する側面図である。
【図８】第２実施の形態の第２変形例に係るインパネレインフォースメント構造の図６に対応する側面図である。
【図９】第２実施の形態の第３変形例に係るインパネレインフォースメント構造の図６に対応する側面図である。
【図１０】第３実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造の図４に対応する平面図である。
【図１１】第４実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造の図５に対応する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照し、本発明に係るインパネレインフォースメント構造の実施の形態を説明する。なお、図において適宜示されている矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示している。また、矢印Ｗは車両幅方向を示している。
【００２２】
［第１実施の形態］
図１〜図５を用いて、本発明の第１実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造を説明する。
【００２３】
（インパネレインフォースメント構造の構成）
図１には左ハンドル車の運転席から車両前方側を見たインパネレインフォースメント構造の斜視図が示されている。また、図２には図１におけるＡ−Ａ切断線で切ったインパネレインフォースメント構造の一部断面を有する側面図が示されている。自動車の車室内の運転席及び助手席よりも車両前方側には、図示を省略したインストルメントパネルが配設されている。このインストルメントパネルの内側に本発明に係るインパネレインフォースメント構造が適用されたインパネレインフォースメント１２が設けられている。
【００２４】
インパネレインフォースメント１２は、車両幅方向を長手方向として配置されており、例えば金属製の中空丸パイプ材により形成されている。このインパネレインフォースメント１２では、運転席側の部位１２Ａの径が助手席側の部位１２Ｂの径よりも太く設定されており、運転席側の部位１２Ａの剛性が高められている。インパネレインフォースメント１２の運転席側の一端部１２Ｃ（部位１２Ａの端部）にプレート状のエクステンション１４が接続されている。このエクステンション１４により一端部１２Ｃが車両左側部に設けられ二点鎖線により示されるフロントピラー１６に固定されている。同様に、インパネレインフォースメント１２の助手席側の他端部１２Ｄ（部位１２Ｂの端部）にエクステンション１８が接続されている。他端部１２Ｄはエクステンション１８を介して車両右側部に設けられ二点鎖線により示されるフロントピラー２０に固定されている。つまり、インパネレインフォースメント１２は、車両両側部に配置された左右一対のフロントピラー１６、２０間に車両幅方向に沿って架設されている。
【００２５】
インパネレインフォースメント１２の助手席側の部位１２Ｂの中間部にセンタブレース２２及びカウルブレース２４が設けられている。センタブレース２２は車両上下方向を長手方向として配置されている。長手方向の一端部となるセンタブレース２２の上端部２２Ａはインパネレインフォースメント１２に固定されており、長手方向の他端部となるセンタブレース２２の下端部２２Ｂは車両床部２６に固定されている。センタブレース２２は、車両前後方向を幅方向とし、この幅方向端部を車両幅方向へ折曲げてフランジ部とした金属製板材により構成されている。
【００２６】
カウルブレース２４は車両前後方向を長手方向として配置されている。長手方向の一端部となるカウルブレース２４の後端部２４Ａは、センタブレース２２の上端部２２Ａが固定された箇所に近接した箇所において、インパネレインフォースメント１２に固定されている。長手方向の他端部となるカウルブレース２４の前端部２４Ｂは図示を省略したカウルに固定されている。カウルブレース２４は、車両上下方向を幅方向とし、幅方向端部を車両幅方向へ折曲げてフランジ部としたセンタブレース２２と同様の金属製板材により構成されている。
【００２７】
インパネレインフォースメント１２の部位１２Ａ（運転席側）の中間部に、このインパネレインフォースメント１２に対して車両下方側に配置されると共に、車両平面視で車両前後方向を軸方向として配置されたステアリングコラム３０が支持されている。ステアリングコラム３０は、模式的に二点鎖線を用いて輪郭の一部を示しているが、筒状のコラムチューブ及びステアリングメインシャフト（図示省略）を備えている。ステアリングメインシャフトの軸芯部３０Ａは、車両側面視で車両前方側から車両後方側へ向かって若干車両上方側へ傾斜されている。ステアリングコラム３０は、車両平面視で略矩形状をなし、車両後方側から車両前方側を見て車両下方側に開口された形状を有するステアリングサポート３２を介してインパネレインフォースメント１２に取付けられている。ステアリングサポート３２をインパネレインフォースメント１２に取付けた箇所が、図１に示されるインパネレインフォースメント１２におけるステアリングコラム３０の支持箇所１２Ｅとされている。ステアリングコラム３０の車両後方側の端部でかつ軸芯部３０Ａにはステアリングホイール３４が取付けられている。
【００２８】
図１、図２、図３（Ａ）及び図４に示されるように、上記インパネレインフォースメント１２の長手方向に沿ってステアリングコラム３０の支持箇所１２Ｅから離間された固定箇所１２Ｆに連結部材４０が固定されている。詳しく説明すると、固定箇所１２Ｆは、ステアリングコラム３０の支持箇所１２Ｅよりも車両幅方向内側でインパネレインフォースメント１２の長手方向の中間部に位置している。この固定箇所１２Ｆは、インパネレインフォースメント１２の運転席側の部位１２Ａと助手席側の部位１２Ｂとの境界箇所に相当する。
【００２９】
連結部材４０は、特に図３（Ａ）に示されるように、車両前方側の固定端４０Ａをインパネレインフォースメント１２の固定箇所１２Ｆとなる外周面に固定し、この外周面よりも車両後方側の外側に連結箇所４０Ｂを有する構成とされている。詳しく説明すると、連結部材４０の固定端４０Ａは、インパネレインフォースメント１２の固定箇所１２Ｆの形状に合わせて凹曲面状で形成されており、固定箇所１２Ｆに例えば溶接等の固定手段により固定されている。固定手段としては、溶接に限らず、例えばボルト締めであってもよい。連結部材４０の連結箇所４０Ｂ（の中心箇所）は、インパネレインフォースメント１２の固定箇所１２Ｆ（外周面）から距離Ｌ３だけ車両後方側へ離間されている。インパネレインフォースメント１２はここでは中空丸パイプにより形成されているので、インパネレインフォースメント１２の軸芯Ｃから固定箇所１２Ｆまでの距離（半径）Ｌ２よりも更に距離Ｌ３だけ軸芯Ｃから離間された位置に連結箇所４０Ｂが配置されている。因みに、距離Ｌ２に距離Ｌ３を加算した距離Ｌ１は軸芯Ｃから連結箇所４０Ｂまでの距離である。
【００３０】
連結部材４０は、本実施の形態では、図４に示される車両平面視で略矩形状により形成されているが、図３（Ａ）に示される車両側面視で固定端４０Ａの車両上下方向の寸法Ｈ１を連結箇所４０Ｂの車両上下方向の寸法Ｈ２よりも大きく設定している。詳しく説明すると、固定端４０Ａから連結箇所４０Ｂへ向かって、車両側面視で連結部材４０の断面積が小さくなる構成とされ、連結部材４０の側面形状が台形状とされている。連結部材４０は、固定端４０Ａをインパネレインフォースメント１２に固定し、連結箇所４０Ｂを荷重作用点とする片持ち梁構造で構成されている。連結部材４０に作用する曲げモーメントＭは、図３（Ｂ）に示されるように、固定端４０Ａから連結箇所４０Ｂへ向かって直線的に減少されるので、連結部材４０の断面積は曲げモーメントの減少に伴って小さくされる構成とされている。連結部材４０は、機械的剛性に優れ、機械的加工が容易で、かつ材料費が安価な鋼材により形成されている。なお、連結部材４０は、車両平面視で固定端４０Ａから連結箇所４０Ｂへ向かって断面積を小さくする台形状とされてもよい。
【００３１】
図１、図２及び図４に示されるように、連結部材４０の連結箇所４０Ｂに前側フロアブレース４２及び後側フロアブレース４４が固定されている。詳しく説明すると、前側フロアブレース４２は連結箇所４０Ｂから車両前方かつ斜め下方を長手方向として延設されている。この前側フロアブレース４２の長手方向の一端部４２Ａは連結箇所４０Ｂに固定されると共に、長手方向の他端部４２Ｂは車両床部２６に固定されている。前側フロアブレース４２は例えば金属製の中空丸パイプ材により形成されている。一端部４２Ａ及び他端部４２Ｂは、潰し加工を施してあり、例えばボルト４６及びナット４８の固定手段により固定されている。一方、後側フロアブレース４４は連結箇所４０Ｂから車両後方かつ斜め下方を長手方向として延設されている。この後側フロアブレース４４の長手方向の一端部４４Ａは連結箇所４０Ｂに固定されると共に、長手方向の他端部４４Ｂは車両床部２６に固定されている。特に図４に示されるように、前側フロアブレース４２の一端部４２Ａはここでは連結部材４０の運転席側の側面４０Ｃに固定されており、後側フロアブレース４４の一端部４４Ａは側面４０Ｃに一端部４２Ａを介して上記固定手段により固定されている。従って、前側フロアブレース４２の一端部４２Ａ及び後側フロアブレース４４の一端部４４Ａは実質的に同一箇所で固定されている。前側フロアブレース４２と同様に、後側フロアブレース４４は例えば金属製の中空丸パイプ材により形成され、一端部４４Ａ及び他端部４４Ｂは潰し加工を施して固定手段により固定されている。
【００３２】
（本実施の形態の作用及び効果）
本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図１及び図２に示されるように、インパネレインフォースメント１２に連結部材４０を介して前側フロアブレース４２及び後側フロアブレース４４が連結されている。図１及び図５に示されるように、仮に、ステアリングコラム３０からインパネレインフォースメント１２に車両下方向の力Ｆ１が入力されると、インパネレインフォースメント１２にその軸芯Ｃを中心とする時計回り方向のねじり応力Ｆ２が発生する。
【００３３】
ここで、連結部材４０は、インパネレインフォースメント１２に固定されると共に、インパネレインフォースメント１２の外周面よりも車両後方向の外側に連結箇所４０Ｂを設けている。そして、前側フロアブレース４２の長手方向の一端部４２Ａ及び後側フロアブレース４４の長手方向の一端部４４Ａが連結箇所４０Ｂに固定されている。このため、特に図５に示されるように、連結部材４０の連結箇所４０Ｂにねじり応力Ｆ２と逆向きの反力Ｆ３が前側フロアブレース４２により作用すると共に、逆向きの反力Ｆ４が後側フロアブレース４４により作用する。本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、逆向きの反力Ｆ３は前側フロアブレース４２に沿って車両上方向へ作用し、逆向きの反力Ｆ４は後側フロアブレース４４に沿って同様に車両上方向へ作用する。逆向きの反力Ｆ３と逆向きの反力Ｆ４とを合成した図３（Ａ）に示される合成反力Ｆ５は、インパネレインフォースメント１２の外周面（固定箇所１２Ｆ）から連結箇所４０Ｂまでの距離（長さ）Ｌ３の増加に比例して減少される。このため、合成反力Ｆ５は、ねじり応力Ｆ２に対して絶対値で減少される。従って、例えばインパネレインフォースメント１２の径の増加や前側フロアブレース４２の強度及び後側フロアブレース４４の強度の増加を抑制しつつ、合成反力Ｆ５によりねじり応力Ｆ２が減少される。
【００３４】
また、図５に破線で示されるように、仮に、ステアリングコラム３０からインパネレインフォースメント１２に車両下方向の力Ｆ１と反対の車両上方向の力Ｆ６が入力されると、インパネレインフォースメント１２に反時計回り方向のねじり応力Ｆ７が発生する。これに対して、前側フロアブレース４２に沿って車両下方向へ逆向きの反力Ｆ８及び後側フロアブレース４４に沿って車両下方向へ逆向きの反力Ｆ９が作用する。この逆向きの反力Ｆ８と逆向きの反力Ｆ９とを合成した図３（Ａ）に示される合成反力Ｆ１０が連結箇所４０Ｂに車両下方向へ作用し、ねじり応力Ｆ７は合成反力Ｆ１０により減少される。
【００３５】
従って、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造によれば、ステアリングコラム３０からの上下入力（力Ｆ１又は力Ｆ６）に対してインパネレインフォースメント１２に作用するねじり応力Ｆ２、Ｆ７を効率良く減少させることができる。本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、ねじり応力Ｆ２とそれよりも小さい合成反力Ｆ５とが釣合い状態にあるので、ねじり応力Ｆ２を合成反力Ｆ５により相殺することができる。同様に、ねじり応力Ｆ７を合成反力Ｆ１０により相殺することができる。
【００３６】
更に、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、特に図４に示されるように、連結部材４０がインパネレインフォースメント１２のステアリングコラム３０の支持箇所１２Ｅと離間された固定箇所１２Ｆで固定されている。仮に、ステアリングコラム３０からインパネレインフォースメント１２に車両幅方向内側（運転席側から助手席側へ）への力Ｆ１１が入力されると、ステアリングコラム３０及びインパネレインフォースメント１２を車両前方向或いは車両幅方向へ移動させる並進力Ｆ１２が発生する。また、ステアリングコラム３０の支持箇所１２Ｅを中心として反時計回り方向へインパネレインフォースメント１２を回転させる回転モーメントＦ１３が発生する。
【００３７】
ここで、インパネレインフォースメント１２に連結部材４０を介して前側フロアブレース４２が固定されており、前側フロアブレース４２の他端部４２Ｂが車両前方向へ延設されて車両床部２６に固定されている。このため、連結部材４０の固定箇所４０Ｂに上記並進力Ｆ１２又は上記回転モーメントＦ１３と逆向きの反力Ｆ１４が前側フロアブレース４２により作用する。
【００３８】
また、仮に、ステアリングコラム３０に力Ｆ１１と逆方向の車両幅方向外側の力Ｆ１５が入力されると、ステアリングコラム３０及びインパネレインフォースメント１２を車両後方向或いは車両幅方向へ移動させる並進力Ｆ１６、又はステアリングコラム３０の支持箇所１２Ｅを中心として時計回り方向へインパネレインフォースメント１２を回転させる回転モーメントＦ１７が発生する。ここで、前側フロアブレース４２と同様に、連結部材４０の固定箇所４０Ｂに上記並進力Ｆ１６又は上記回転モーメントＦ１７と逆向きの反力Ｆ１８が後側フロアブレース４４により作用する。
【００３９】
従って、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造によれば、ステアリングコラム３０からの左右入力（力Ｆ１１又は力Ｆ１５）に対してインパネレインフォースメント１２に作用する並進力Ｆ１２、Ｆ１６又は回転モーメントＦ１３、Ｆ１７を減少させることができる。本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、並進力Ｆ１２又は回転モーメントＦ１３と逆向きの反力Ｆ１４とが釣合い状態にあるので、並進力Ｆ１２又は回転モーメントＦ１３は逆向きの反力Ｆ１４により相殺することができる。同様に、並進力Ｆ１６又は回転モーメントＦ１７は逆向きの反力Ｆ１８により相殺することができる。
【００４０】
更に、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図１に示されるインパネレインフォースメント１２は、長手方向の両端部（一端部１２Ｃ及び他端部１２Ｄ）がフロントピラー１６、２０に固定されて両端支持梁構造とされている。このため、インパネレインフォースメント１２では、図１及び図５に示されるように、長手方向の中間部に発生するねじり応力Ｆ２、Ｆ７が最大となる。また、図１及び図４に示されるように、インパネレインフォースメント１２の長手方向の中間部に最大の並進力Ｆ１２、Ｆ１６又は回転モーメントＦ１３、Ｆ１７が発生する。ここで、インパネレインフォースメント１２の長手方向の中間部に固定箇所１２Ｆが設けられ、この固定箇所１２Ｆに連結部材４０が固定されると共に、この連結部材４０の連結箇所４０Ｂに前側フロアブレース４２及び後側フロアブレース４４が固定されている。このため、最大となるねじり応力Ｆ２、Ｆ７、並進力Ｆ１２、Ｆ１６又は回転モーメントＦ１３、Ｆ１７を効果的に減少させることができる。
【００４１】
従って、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造によれば、ステアリングコラム３０からの上下入力に対してインパネレインフォースメントに作用する最大のねじり応力Ｆ２、Ｆ７を効果的に減少させることができる。また、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造によれば、ステアリングコラム３０からの左右入力に対してインパネレインフォースメント１２に作用する最大の並進力Ｆ１２Ｆ、Ｆ１６或いは最大の回転モーメントＦ１３、Ｆ１７を効果的に減少させることができる。
【００４２】
また、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図３（Ａ）に示されるように、連結部材４０が、インパネレインフォースメント１２側を固定端４０Ａとし連結箇所４０Ｂを荷重作用点とする片持ち梁構造とされている。図３（Ｂ）に示されるように、この連結部材４０の固定端４０Ａにおける曲げモーメントＭは、連結箇所４０Ｂにおける曲げモーメントＭよりも大きくなる。ここで、連結部材４０の固定端４０Ａの断面積が連結箇所４０Ｂの断面積よりも大きく設定されている。このため、連結部材４０の固定端４０Ａの断面二次モーメントが連結箇所４０Ｂの断面二次モーメントよりも大きくなるので、連結部材４０の固定端４０Ａの剛性が連結箇所４０Ｂの剛性よりも向上される。従って、連結箇所４０Ｂからインパネレインフォースメント１２へ作用させるねじり応力Ｆ２、Ｆ７と逆向きの合成反力Ｆ５、Ｆ１０の連結部材４０の変形に伴う損失を減少させることができる。
【００４３】
従って、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造よれば、連結部材４０の剛性を曲げモーメントＭに応じて向上させることができるので、インパネレインフォースメント１２に作用するねじり応力Ｆ２、Ｆ７を効率良く減少させることができる。
【００４４】
更に、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図１、図２、図４及び図５に示されるように、連結部材４０の１箇所の連結箇所４０Ｂに前側フロアブレース４２の一端部４２Ａ及び後側フロアブレース４４の一端部４４Ａが固定されている。そして、前側フロアブレース４２の他端部４２Ｂ及び後側フロアブレース４４の他端部４４Ｂは、各々車両床部２６に固定されると共に、車両床部２６を介して連結されている。すなわち、前側フロアブレース４２、後側フロアブレース４４及び車両床部２６は車両側面視で三角形状により構成されており、インパネレインフォースメント構造の剛性を向上させることができる。
【００４５】
また、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図２及び図４に示されるように、連結部材４０の１箇所の連結箇所４０Ｂに前側フロアブレース４２の一端部４２Ａ及び後側フロアブレース４４の一端部４４Ａが固定されている。この固定には例えばボルト４６及びナット４８が使用されている。このため、複数の部材である連結部材４０、前側フロアブレース４２及び後側フロアブレース４４が一箇所で固定されるので、作業性を向上させることができる。
【００４６】
［第２実施の形態］
次に、図６〜図９を用いて、本発明の第２実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造を説明する。第２実施の形態は、インパネレインフォースメント１２の軸芯Ｃを中心とした外周囲の様々な位置に連結部材４０の連結箇所４０Ｂを配置した例を説明するものである。なお、第２実施の形態並びに後述する第３実施の形態において、第１実施の形態で説明した構成要素と同一の機能又は同等の機能を有する構成要素には同一符号を付し、この同一符号が付された構成要素の説明は重複するので省略する。
【００４７】
（インパネレインフォースメント構造の構成）
本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図６に示されるように、連結部材４０の固定端４０Ａがインパネレインフォースメント１２の車両後方側かつ車両下方側の固定箇所１２Ｆに固定されている。連結部材４０の連結箇所４０Ｂは、固定箇所１２Ｆよりも車両後方側かつ車両下方側の外側に設けられている。前側フロアブレース４２の一端部４２Ａ及び後側フロアブレース４４の一端部４４Ａは連結箇所４０Ｂに固定されている。
【００４８】
（本実施の形態の作用及び効果）
本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、仮に、ステアリングコラム３０に車両下方向の力Ｆ１が入力されると、インパネレインフォースメント１２に時計回り方向のねじり応力Ｆ２が発生する。前側フロアブレース４２及び後側フロアブレース４４により連結部材４０の連結箇所４０Ｂにねじり応力Ｆ２と逆向きの反力Ｆ３、Ｆ４が作用する。このため、逆向きの反力Ｆ３及び逆向きの反力Ｆ４は車両上方向へ作用する合成反力Ｆ５（図３（Ａ）参照）として作用し、第１実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造と同様に、合成反力Ｆ５によりねじり応力Ｆ２が減少される。ステアリングコラム３０に車両上方向の力Ｆ６が入力された際に発生するねじり応力Ｆ６（図５参照）は、第１実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造と同様に、減少される。従って、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造によれば、第１実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、第１実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造と同様に、ステアリングコラム３０からの左右入力に対してインパネレインフォースメント１２に作用する並進力Ｆ１２、Ｆ１６又は回転モーメントＦ１３、Ｆ１７を減少させることができる（図４参照）。
【００５０】
（変形例１）
変形例１に係るインパネレインフォースメント構造では、図７に示されるように、連結部材４０の固定端４０Ａがインパネレインフォースメント１２の車両前方側の固定箇所１２Ｆに固定されている。連結部材４０の連結箇所４０Ｂは、固定箇所１２Ｆよりも車両前方側の外側に設けられている。前側フロアブレース４２の一端部４２Ａ及び後側フロアブレース４４の一端部４４Ａは連結箇所４０Ｂに固定されている。
【００５１】
変形例１に係るインパネレインフォースメント構造では、インパネレインフォースメント１２に発生するねじり応力Ｆ２に対して、前側フロアブレース４２及び後側フロアブレース４４により連結部材４０の連結箇所４０Ｂに逆向きの反力Ｆ３、Ｆ４が作用する。逆向きの反力Ｆ３、Ｆ４は第１又は第２実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造の逆向きの反力Ｆ３、Ｆ４に対して逆方向へ作用するものの、変形例１に係るインパネレインフォースメント構造では、第１又は第２実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造で得られる効果と同様の効果を得ることができる。前述の図５に示されるねじり応力Ｆ６、前述の図４に示される並進力Ｆ１２、Ｆ１６又は回転モーメントＦ１３、Ｆ１７に対しても、変形例１に係るインパネレインフォースメント構造では、第１又は第２実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
（変形例２）
変形例２に係るインパネレインフォースメント構造では、図８に示されるように、連結部材４０の固定端４０Ａがインパネレインフォースメント１２の車両下方側の固定箇所１２Ｆに固定されている。連結部材４０の連結箇所４０Ｂは、固定箇所１２Ｆよりも車両下方側の外側に設けられている。前側フロアブレース４２の一端部４２Ａ及び後側フロアブレース４４の一端部４４Ａは連結箇所４０Ｂに固定されている。
【００５３】
変形例２に係るインパネレインフォースメント構造では、インパネレインフォースメント１２に発生するねじり応力Ｆ２に対して、前側フロアブレース４２及び後側フロアブレース４４により連結部材４０の連結箇所４０Ｂに逆向きの反力Ｆ３、Ｆ４が作用する。変形例２において、逆向きの反力Ｆ４が第１又は第２実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造の逆向きの反力Ｆ４に対して逆方向へ作用するものの、変形例２に係るインパネレインフォースメント構造では、第１又は第２実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造で得られる効果と同様の効果を得ることができる。前述の図５に示されるねじり応力Ｆ６、前述の図４に示される並進力Ｆ１２、Ｆ１６又は回転モーメントＦ１３、Ｆ１７に対しても、変形例２に係るインパネレインフォースメント構造では、第１又は第２実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
（変形例３）
変形例３に係るインパネレインフォースメント構造では、図９に示されるように、連結部材４０の固定端４０Ａがインパネレインフォースメント１２の車両上方側の固定箇所１２Ｆに固定されている。連結部材４０の連結箇所４０Ｂは、固定箇所１２Ｆよりも車両上方側の外側に設けられている。前側フロアブレース４２の一端部４２Ａ及び後側フロアブレース４４の一端部４４Ａは連結箇所４０Ｂに固定されている。
【００５５】
変形例３に係るインパネレインフォースメント構造では、インパネレインフォースメント１２に発生するねじり応力Ｆ２に対して、前側フロアブレース４２及び後側フロアブレース４４により連結部材４０の連結箇所４０Ｂに逆向きの反力Ｆ３、Ｆ４が作用する。変形例３において、逆向きの反力Ｆ３が第１又は第２実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造の逆向きの反力Ｆ３に対して逆方向へ作用するものの、変形例３に係るインパネレインフォースメント構造では、第１又は第２実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造で得られる効果と同様の効果を得ることができる。前述の図５に示されるねじり応力Ｆ６、前述の図４に示される並進力Ｆ１２、Ｆ１６又は回転モーメントＦ１３、Ｆ１７に対しても、変形例３に係るインパネレインフォースメント構造では、第１又は第２実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
なお、第２実施の形態では、インパネレインフォースメント１２の車両後方側かつ車両上方側、車両前方側かつ車両上方側、又は車両前方側かつ車両下方側の外側に連結部材４０の連結箇所４０Ｂを配置した例が省略されている。本発明に係るインパネレインフォースメント構造では、これらの省略された位置を含むインパネレインフォースメント１２の軸芯Ｃを中心としたすべの外周囲のいずれかに連結箇所４０Ｂを設けた連結部材４０が使用可能である。
【００５７】
［第３実施の形態］
次に、図１０を用いて、本発明の第３実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造を説明する。本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図１０に示されるように、連結部材４０の助手席側の側面４０Ｄにおいて連結箇所４０Ｂに前側フロアブレース４２の一端部４２Ａが固定されている。加えて、連結部材４０の運転席側の側面４０Ｃにおいて連結箇所４０Ｂに後側フロアブレース４４の一端部４４Ａが固定されている。一端部４２Ａ及び一端部４４Ａと連結箇所４０Ｂとの固定には上記固定手段が使用されている。
【００５８】
本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、第１実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造と同様に、前側フロアブレース４２、後側フロアブレース４４及び車両床部２６が車両側面視で三角形状により構成されているので、剛性を向上させることができる。
【００５９】
［第４実施の形態］
次に、図１１を用いて、本発明の第４実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造を説明する。本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、図１１に示されるように、連結部材４０の車両前方側の固定端４０Ａと車両後方側の連結箇所４０Ｂとの間の中間にも連結箇所４０Ｅが設けられている。第１実施の形態と同様に、連結箇所４０Ｂに後側フロアブレース４４の一端部４４Ａが固定されている。そして、連結箇所４０Ｂよりも車両前方側に配設された連結箇所４０Ｅに前側フロアブレース４２の一端部４２Ａが固定されている。一端部４２Ａと連結箇所４０Ｅとの固定には、一端部４４Ａと連結箇所４０Ｂとの固定と同様の上記固定手段が使用されている。
【００６０】
本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造では、連結部材４０の車両前後方向にずれた連結箇所４０Ｅに前側フロアブレース４２の一端部４２Ａが固定され、連結箇所４０Ｂに後側フロアブレース４４の一端部４４Ａが固定されている。このため、本実施の形態に係るインパネレインフォースメント構造によれば、連結部材４０、前側フロアブレース４２、後側フロアブレース４４及び車両床部２６が車両側面視で台形形状により構成されているので、三角形状と同様に剛性を向上させることができる。
【００６１】
［上記実施の形態の補足説明］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。本発明には例えば以下の変形例が含まれる。本発明では、インパネレインフォースメントの助手席側の径の細い部位に連結部材を設け、この連結部材の連結箇所に前側フロアブレース及び後側フロアブレースが固定されてもよい。また、連結部材は、インパネレインフォースメントのステアリングコラムの支持箇所よりも車両幅方向外側に固定されてもよい。
【００６２】
また、本発明に係るインパネレインフォースメント構造は、インパネレインフォースメントを中空丸パイプ材で形成することに限定されない。例えば、本発明に係るインパネレインフォースメント構造では、丸棒、角棒等の棒状部材や、角パイプ等のパイプ状部材によりインパネレインフォースメントが形成可能とされる。更に、本発明に係るインパネレインフォースメント構造では、インパネレインフォースメントが、軽合金材やカーボン材により形成されてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１２  インパネレインフォースメント
１２Ｅ  支持箇所
１２Ｆ  固定箇所
１６、２０  フロントピラー
２６  車両床部
３０  ステアリングコラム
３２  ステアリングサポート
３４  ステアリングホイール
４０  連結部材
４０Ａ  固定端
４０Ｂ  連結箇所
４２  前側フロアブレース
４２Ａ、４４Ａ  一端部
４４  後側フロアブレース
４２Ｂ、４４Ｂ  他端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015058792.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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