(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に搭載され、アルミニウム合金の中空押出形材からなり、互いに断面形状が大小異なる左右一対のビームと、
上記一対のビーム間に介在し且つ両ビームとボルト止めで固定することにより、上記一対のビームを連結する連結具と、を含み、
上記連結具は、上記一対のビーム同士が重複して嵌合するビーム端部同士の間に位置する筒形体であり、その中空部内に開口する凹溝と、当該凹溝を貫通する透孔とが形成されており、
断面形状が小さいビームの透孔に予め固定したブラインドナットの頭部を、上記凹溝内に収容するように、当該断面形状が小さいビームの端部を上記連結具の中空部に嵌合し、
断面形状が大きいビームの端部の中空部内に上記連結具を嵌合して、当該連結具を上記一対のビーム間に介在させると共に、
上記断面形状が大きいビームの透孔および上記連結具の透孔に挿入したボルトを上記ブラインドナットの雌ねじ部にねじ結合してなる、
ことを特徴とするインパネリィンフォースメント。
【請求項２】
前記一対のビームは、互いに略相似形断面であり、互いの軸心が同軸心あるいは偏心した状態で前記連結具に固定されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のインパネリィンフォースメント。
【請求項３】
前記一対のビームは、軸心に沿った中空部を含み且つ円形、正多角形、または変形多角形等の異形の断面を有する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のインパネリィンフォースメント。
【請求項４】
前記連結具の中空部内に開口する凹溝および該凹溝を貫通する透孔は、それぞれ一対が対称に形成され、該一対の透孔ごとに固定した一対の前記ブラインドナットに、断面形状が大きいビームに対称に設けた一対の透孔ごとに挿入した前記ボルトをねじ結合してなる、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のインパネリィンフォースメント。
【請求項５】
前記連結具を介して固定および連結された一対のビームの両外端部に、係る外端部と嵌合しつつねじ止め等の機械的手段で固定されるボデー接続用ブラケットが固定されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のインパネリィンフォースメント。
【請求項６】
前記ボデー接続用ブラケットは、前記一対のビームの各外端部と嵌合する包囲部または挿入部と、これらの一端に一体に設けたフランジと、を含む、
ことを特徴とする請求項５に記載のインパネリィンフォースメント。
【請求項７】
前記ビームのうち断面が大きなビームに、当該ビームを包囲し且つ係るビームと直交する保持部を有するステアリングシャフト取付用ブラケットが固定されている、
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のインパネリィンフォースメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のダッシュボードの内部において、車体の幅方向に沿って配置されると共に、ステアリングシャフト、各種の計器類、エアコン、又はエアバッグ等を支持するための取付ブラケットを固定するためのインパネリィンフォースメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、インパネリィンフォースメント１９０は、図１０(Ａ)に示すように、ステアリングホイール１９４が位置する運転者側の太径の鋼管１９１と、助手席側に位置する細径の鋼管１９２とを有すると共に、両者をテーパ管１９３に溶接して連結している。上記鋼管１９１，１９２には薄肉のパイプが用いられ、テーパ管１９３は例えば鋼管１９１，１９２を両者の軸心が同心又は偏心するように薄い鋼板を折り曲げ加工して溶接するか、パイプを絞り加工したものであり、且つ両端に鋼管１９１等を溶接している。
また、細径の鋼管１９２には、エアバッグ取付用ブラケット１９７が溶着されると共に、太径の鋼管１９１には、図１０(Ｂ)に示すように、ステアリングホイール１９４のステアリングシャフト１９５を支持するためのステアリングコラムブラケット１９６が溶着されている。
【０００３】
更に、図１０(Ａ)に示すように、テーパ管１９３には、エアコン等の取付用ブラケット１９８が溶着されると共に、鋼管１９１，１９２の外端部には鋼材からなるボデー取付用ブラケット１９９がそれぞれ溶着されている。
加えて、インパネリィンフォースメント１９０は、以上のような複雑の形状を有する各部分の表面全体に渉り、防錆のために黒色の塗装膜が被覆されている。
しかしながら、鋼管等の鋼材から形成される上記インパネリィンフォースメント１９０は、全体の重量が嵩むため自動車の燃料効率や環境上の点から好ましくない。また、多数で個別に仕様が異なる溶接作業を必要とするため、煩雑で多くの工数を要する上、防錆用の塗装が加わるため、一層組立に工数を必要とする。
尚、上記のように鋼管１９１，１９２の外径を異ならしめているのは、これらに取り付けられる部品類を介して加わる外力が、運転席側で大きく助手席側で小さいことや、車体の軽量化及び車内容積を有効に利用し、グローズボックス等の容積を大きくするためである。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】
本発明は、以上において説明した従来の技術における問題点を解決し、全体を軽量化でき、組立工数を低減すると共に、リサイクルにも適したインパネリィンフォースメントを提供すること、を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、インパネリィンフォースメントを構成する一対のビームにアルミニウム合金の中空押出形材を活用すると共に、ボルト止めを適用することに着目して、成されたものである。
即ち、本発明のインパネリィンフォースメント（請求項１）は、自動車に搭載され、アルミニウム合金の中空押出形材からなり、互いに断面形状が大小異なる左右一対のビームと、当該一対のビーム間に介在し且つ両ビームとボルト止めで固定することにより、上記一対のビームを連結する連結具と、を含み、該連結具は、上記一対のビーム同士が重複して嵌合するビーム端部同士の間に位置する筒形体であり、その中空部内に開口する凹溝と、当該凹溝を貫通する透孔とが形成されており、断面形状が小さいビームの透孔に予め固定したブラインドナットの頭部を、上記凹溝内に収容するように、当該断面形状が小さいビームの端部を上記連結具の中空部に嵌合し、断面形状が大きいビームの端部の中空部内に上記連結具を嵌合して、当該連結具を上記一対のビーム間に介在させると共に、上記断面形状が大きいビームの透孔および上記連結具の透孔に挿入したボルトを上記ブラインドナットの雌ねじ部にねじ結合してなる、ことを特徴とする。
【０００６】
これによれば、一対のビームをアルミニウム合金の中空押出形材で形成するため、全体を軽量化でき、搭載する自動車の燃費効率を高められる。しかも、断面形状が大小異なる一対のビームの端部同士の間において、ボルトとブラインドナットとの締結作業のみの簡単な工程からなる少ない工数で迅速に組立られる。更に、リサイクルにも適する素材であり、燃費効率が高くなることにより、環境上の観点からも好ましいインパネリィンフォースメントとする、ことが可能となる。
尚、上記断面形状の大小は、一対のビームの外径寸法が太径及び細径である形態や、断面形状が大小である形態を示す。
更に、連結具には、リサイクルの容易性からアルミニウム合金が好ましいが、その他の金属及び合金からなる鋳造品や鍛造品も用いられ、高強度を有する樹脂の成形品を適用することも可能である。また、連結具にはカウルと連結するカウルツウブレースやフロアと連結するフロアブレース等を一体化させることも可能である。
【０００７】
また、前記一対のビームは、互いに略相似形断面であり、互いの軸心が同軸心あるいは偏心した状態で前記連結具に固定されている、インパネリィンフォースメント（請求項２）も含まれる。
これによれば、これによれば、搭載する車種や取付けられるブラケット類の位置に対応して、一対のビームを上記連結具に単に固定するのみで、所要形状・形態のインパネリィンフォースメントを容易に形成することが可能となると共に、ダッシュボード付近における設計上の制限も少なくすることができる。
更に、前記一対のビームは、軸心に沿った中空部を含み且つ円形、正多角形、または変形多角形等の異形の断面を有する、インパネリィンフォースメント（請求項３）も含まれる。
これによれば、任意の断面形状とすることができるため、一層軽量化を図れ、且つ組立後におけるビームの不用意な回転を防止し得ると共に、一対のビームに取付けるブラケット類との機械的手段による固定も容易化することができ、組立作業を一層簡易化することが可能となる。
【０００８】
また、前記連結具の中空部内に開口する凹溝および該凹溝を貫通する透孔は、それぞれ一対が対称に形成され、該一対の透孔ごとに固定した一対の前記ブラインドナットに、断面形状が大きいビームに対称に設けた一対の透孔ごとに挿入した前記ボルトをねじ結合してなる、インパネリィンフォースメント（請求項４）も含まれる。
【０００９】
更に、前記連結具を介して固定及び連結された一対のビームの両外端部に、係る外端部と嵌合しつつねじ止め等の機械的手段で固定されるボデー接続用ブラケットが固定されている、インパネリィンフォースメント（請求項５）も含まれる。
これによれば、大小断面を有する一対のビームの各外端部において、各ビームの断面形状に応じた形状のボデー接続用ブラケットを容易に固定できる。
【００１０】
尚、上記ブラケットは、アルミニウム合金等からなる鋳造品または鍛造品の他、高強度を有する樹脂成形品を適用することも可能である。
また、前記ボデー接続用ブラケットは、前記一対のビームの各外端部と嵌合する包囲部または挿入部と、これらの一端に一体に設けたフランジと、を含む、インパネリィンフォースメント（請求項６）も含まれる。
これによれば、各ビームの外端部が軸心方向への移動を容易に阻止できるため、一対のビームを安全且つ確実にボデーに接続することが可能となる。
【００１１】
更に、前記ビームのうち断面が大きなビームに、当該ビームを包囲し且つ係るビームと直交する保持部を有するステアリングシャフト取付用ブラケットが固定されている、インパネリィンフォースメント（請求項７）も含まれる。
【００１２】
これによれば、ステアリングシャフト取付用ブラケットを、断面が大きなビームに容易に固定することができ、例えば上記ブラケットを予め固定したインパネリィンフォースメントを形成できるため、車体内部の組立工数を低減することも可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下において本発明の実施に好適な形態を図面と共に説明する。
図１(Ａ)は、本発明の前提的な参考形態のインパネリィンフォースメント１の正面図を示す。インパネリィンフォースメント１は、図１(Ｂ)や(Ｅ)に示すように、右側ステアリングホイールの自動車にあっては、右側の太径のビーム２と左側の細径のビーム４とを備える。ビーム２，４は、アルミニウム合金(JIS:Ａ６０６３，Ａ６Ｎ０１，Ａ６０６１等)の押出形材からなる。係るビーム２,４の間には、図１(Ｄ)に示すように、中空部７を有する円筒形の連結具(筒形体)６が介在されている。尚、連結具６も上記と同様なアルミニウム合金の押出形材や、後方押出法による形材を用いるのが望ましいが、鍛造品やダイカスト等の鋳造品も利用可能である。
連結具６は、図１(Ｃ)に示すように、ビーム２の左端部における中空部３内に挿入されると共に、連結具６の中空部７内にビーム４の右端部が挿入される。この状態で、図１(Ｆ)に示すように、ビーム２の透孔２ａ、連結具６の上下の透孔６ａ、及びビーム４の透孔４ａと中空部５に、ボルト８を貫通し座金９を介してナット１０を締結する。これにより、ビーム２，４は、連結具６を介して互いに軸心を一致した状態で連結される。
【００１４】
図１(Ａ)及び(Ｆ)に示すように、ビーム２，４の両外端部には、ボデー接続用ブラケット１１，１５が対称に固定される。両者は、ビーム２，４の外端部を挿入して嵌合する円筒形の包囲部１３，１７と、その一端に一体に設けた矩形のフランジ１２，１６とを有するアルミニウム合金からなる鋳造品である。包囲部１３，１７には上下一対の透孔１３ａ，１７ａが穿孔され、図１(Ｆ)に示すように、係る包囲部１３，１７の内周部１４，１８及びビーム２，４の中空部３，５に、ボルト８ａ，８ｂを貫通し、座金９を介してナット１０を締結する。これにより、ブラケット１１，１５は、ビーム２，４の外端部に個別に固定される。
尚、フランジ１２，１６には、以上のようなインパネリィンフォースメント１を図示しない自動車に接続するためのボルト貫通用の透孔１２ａ，１６ａが複数穿孔されている。
【００１５】
以上のような参考形態のインパネリィンフォースメント１によれば、左右のビーム２，４、連結具６、及びボデー接続用ブラケット１１，１５にアルミニウム合金を用いたので全体を軽量化でき、これを搭載する自動車の燃料効率を高められる。しかも、錆びにくく強度が低下しにくいため耐久性も向上し、且つリサイクルにも適し、燃焼効率の向上による環境上の負荷軽減の点からも好ましくすることができる。更に、ボルト８・ナット１０の締結作業の簡単な工程のみからなる少ない工数で組立てることができるため、迅速で且つ安価に製造することも可能となる。
【００１６】
図２は異なる参考形態および本発明の実施形態の連結具と、これらを用いたインパネリィンフォースメントに関する。尚、以下においては前記形態と同じ要素等には共通の符号を用いる。
図２(Ａ)は、中空部７が軸心に対し偏心した円筒形の参考形態の連結具(筒形体)６′を示す。図２(Ｂ)に示すように、上記連結具６′を太径及び細径のビーム２，４間に介在させ、これらを前記同様に貫通するボルト８にナット１０を締結することにより、互いに軸心が偏心して連結されたビーム２，４を含むインパネリィンフォースメント１′を形成することができる。これにより、自動車における所定の位置に納まり良く配置することが可能となる。尚、上記連結具６′には、アルミニウム合金の押出形材が好適な素材として用いられる。
【００１７】
図２(Ｃ)は、中空部２２内に一対の凹溝２３を対称に形成した円筒形を呈する本発明の連結具(筒形体)２０を示し、各凹溝２３を貫通して一対の透孔２４が穿孔されている。
図２(Ｄ)に示すように、予めビーム４の透孔４ａにブラインドナット２８を固定しておき、上記連結具２０をビーム２，４間に介在させる。この際、上記ナット２８の頭部は、連結具２０の各凹溝２３内に収容される。係る状態で、ビーム２における左右の透孔２ａ及び連結具２０の透孔２４にボルト２５を座金２６を介して挿入し、且つ上記ナット２８の雌ねじ部２７にねじ結合する。これにより、一対の短いボルト２５により、連結具２０を介してビーム２，４を同軸心にして連結した本発明のインパネリィンフォースメント１ａを容易に形成することができる。
図２(Ｅ)は、中空部２２が軸心に対し偏心した円筒形を呈する本発明の連結具(筒形体)２０′を示し、前記と同様の凹溝２３及び透孔２４を有する。
図２(Ｆ)に示すように、前記同様にして連結具２０′をビーム２，４間に介在し、ボルト２５とブラインドナット２８とをねじ結合することにて、互いの軸心が偏心したビーム２，４を連結する本発明のインパネリィンフォースメント１ａ′を容易に形成することができる。
【００１８】
図３は、更に異なる参考形態の連結具と、これを用いた参考形態のインパネリィンフォースメントに関する。図３(Ａ)に示す参考形態の連結具３０は、水平片３１と垂直片３２とを直交させた断面十字形のアルミニウム合金の押出形材からなり、図示で左側の端面からその軸心方向に沿って右端の手前までの位置に、水平片３１と垂直片３２の各中間において断面がカーブした一対ずつのスリット(内嵌合部)３３，３４を形成している。上記の各スリット３３，３４は、図３(Ａ)において左端側から見た際に一つの円形軌跡と一致する。また、水平片３１及び垂直片３２のカーブする外曲面(外嵌合部)からスリット３３，３４まで貫通するねじ通し穴３５ａ，３６ａが形成され、更に、スリット３３，３４からねじ通し穴３５ａ，３６ａと同一の軸心上で水平片３１又は垂直片３２の中心部に向かって進入するねじ穴３５ｂ，３６ｂが穿設されている。
【００１９】
図３(Ｂ)に示すように、連結具３０の水平片３１及び垂直片３２のカーブする４つの外曲面を太径のビーム２の端部における中空部３に接触させつつ挿入すると共に、反対側から各スリット３３，３４内に細径のビーム４の端部を挿入する。この状態で、上下左右のビーム２，４の透孔２ａ等及び上記ねじ通し穴３５ａ，３６ａを貫通してねじ穴３５ｂ，３６ｂ内にボルト３７を座金３８を介してねじ込むことにより、連結具３０を介してビーム２，４を同軸心にして連結したインパネリィンフォースメントを精度良く容易に形成することができる。
【００２０】
図３(Ｃ)は、各スリット３３，３４を軸心に対し図示で下方に偏心して形成した参考形態の連結具３０′を示す。図３(Ｄ)に示すように、前記同様にして連結具３０′をビーム２，４の端部間に介在し、ボルト３７をねじ結合することにより、互いの軸心が偏心したビーム２，４を連結したインパネリィンフォースメントを容易に形成することができる。尚、連結具３０，３０′は、スリット３３，３４を含めてアルミニウム合金等の精密鋳造又は鍛造により成形することも可能である。
尚、上記スリット３３，３４は、ビーム４の端部に一致するカーブ形の断面形状とすることが望ましい。但し、ビーム４の端部が挿入可能であれば、スリット３３，３４をカーブしない直線形の断面形状としても良い。また、ねじ穴３５ａ，３６ａが互いに干渉しないように、位置をずらして水平片３１又は垂直片３２を貫通する貫通孔とし、これらに図示しない通しボルトを座金を介して挿通し且つナットを締結することによっても、容易にインパネリィンフォースメントを形成することができる。
【００２１】
図３(Ｅ)に示す参考形態の連結具４０は、断面が互いに略相似形で且つ同軸心にして一体化された大径部(内嵌合部)４１と小径部(内嵌合部)４６とからなり、それぞれ垂直片４２，４７及び水平片４３，４８を直交させた断面十字形のアルミニウム合金からなる鋳造品或いは鍛造品である。また、垂直片４２，４７と水平片４３，４８のカーブした外曲面における中央付近には、ねじ穴４４，４９が各々穿設されている。更に、上記大径部４１と小径部４６との間には、上下左右に対称に４つの垂直な段部４５が位置する。
図３(Ｆ)に示すように、連結具４０の大径部４１における垂直片４２及び水平片４４のカーブする４つの外曲面を太径のビーム２の端部における中空部３内に接触させつつ、大径部４１を嵌合する。また、小径部４６における垂直片４７及び水平片４８のカーブする４つの外曲面に、反対側から細径のビーム４における端部の中空部５を接触させつつ、係る小径部４６自体を中空部５内に嵌合すると共に、ビーム４の端面を各段部４５に当接する。
【００２２】
上記のように、連結具４０とビーム２，４とを嵌合した状態で、ビーム２，４の透孔２ａ，４ａ及び上記ねじ穴４４，４９内にボルト３７を座金３８を介してねじ込む。これにより、連結具４０を介してビーム２，４を同軸心にして連結した参考形態のインパネリィンフォースメントを精度良く容易に形成できる。
尚、連結具４０における大径部４１と小径部４６とを、それぞれの軸心を偏心させて一体化した図示しない連結具を用いることにより、図３(Ｄ)と同様な互いの軸心が偏心しているビーム２，４を連結した参考形態のインパネリィンフォースメントを容易に形成できる。
【００２３】
前記垂直片４２及び水平片４４を貫通し且つ互いに干渉しない一対の貫通孔を穿孔し、これらに図示しない通しボルトを座金を介して挿通し、ナットを締結することにより、容易にインパネリィンフォースメントを形成することもできる。
また、ビーム２，４を互いに相似形でない断面のものとすることもできる。或いは、ビーム２，４の寸法関係や相互の軸心の偏心形態により、ビーム２，４の断面が互いに重複し合い、且つ太径のビーム２に細径のビーム４を挿入できない寸法関係とすることも可能となる。
更に、連結具４０には、例えばポリカーボネート等の高強度を有する樹脂の成形体を適用することも可能である。
【００２４】
図４は、前記と別異の参考形態を有する連結具とビーム、及びこれらを用いた参考形態のインパネリィンフォースメントに関する。
図４(Ａ)，(Ｂ)に表・裏面を示す参考形態の連結具５０は、円盤形の基部５１と、図示で基部５１の左側面上において互いに同じ円形軌跡の一部から対称に立設する薄肉で４つの円弧片５２と、基部５１の右側面上において外周縁５７の内側に同様に立設する厚肉で４つの円弧片５６とを一体に有する。係る円弧片５２，５６の中心は、基部５１の軸心と同じ位置にある。
また、円弧片５２同士や円弧片５６同士の間には、基部５１の両側面の同じ位置に隙間５３，５８が形成され、これらに挟まれた基部５１には透孔５５が穿孔されている。４つの円弧片５２の内側には、基部５１を貫通する４つの透孔５４が等間隔に穿孔されている。尚、各円弧片５２，５６は、各々全体として１つの外／内嵌合部を形成する。また、連結具５０には、アルミニウム合金又は前記樹脂からなる鋳造品或いは鍛造品が用いられる。
【００２５】
図４(Ｃ)は、押出形材からなる太径のビーム２ｂの端面を示し、その中空部３内の４カ所に等間隔でビスホール２ｃが長手方向に沿って突設されている。尚、細径のビーム４ｂにも同様にビスホール４ｃを形成しておく。
図４(Ｄ)に示すように、連結具５０における各円弧片５２の内周面内にビーム４ｂの端部を挿入し、図示で基部５１の右側面から透孔５４を通じて、セルフタッピングボルト５９をビスホール４ｃ内にねじ込む。次に、連結具５０における各円弧片５６の外周面上にビーム２ｂの端部を挿入し、図示で基部５１の左側面から透孔５５を通じて、セルフタッピングボルト５９をビスホール２ｃ内にねじ込む。これにより、連結具５０を介してビーム２ｂ，４ｂを同軸心にして連結した参考形態のインパネリィンフォースメントを容易且つ精度良くに形成できる。
【００２６】
尚、各円弧片５２，５６の中心を、基部５１の表裏面における異なる位置にそれぞれ配置し、各円弧片５２，５６を互いに偏心する位置に設けることにより、互いの軸心が偏心したビーム２ｂ，４ｂを連結した参考形態のインパネリィンフォースメントを容易に形成できる。また、連結具５０は、円形断面以外の断面形状を有するビーム間にも、必要な変更を加えることにて適用可能である。但し、何れにても上記ボルト５９の配設位置は、ビスホール２ｃ等の位置に合わせる。
【００２７】
図４(Ｅ)，(Ｆ)に示す参考形態の連結具６０は、円盤形の基部６１と、図４(Ｅ)で基部６１の左側面上において、該基部６１と同心に立設するスリーブ(外嵌合部)６２と、その内周部６３の底面における基部６１に対称に穿孔した一対の透孔６４とを含む。また、図４(Ｆ)で基部６１の右側面上には、外周縁６５の内側に、同じ円形軌跡の一部であって、互いに対称で且つ厚肉な一対の円弧片(内嵌合部)６６が立設し、円弧片６６，６６の両端間に円柱形の隙間６８が形成される。係る隙間６８には、上記透孔６４の一端が開口している。
更に、各隙間６８の中央付近を横切り且つ一つの円形軌跡を形成すると共に、各円弧片６６の内側に位置するリング溝６７が設けられると共に、各隙間６８とリング溝６７に囲まれた太い略円柱形の中央部６９が突設されている。且つ、各円弧片６６の外周面の中央には、ここからリング溝６７を横切って中央部６９内に達するねじ穴６９ａが穿設されている。
【００２８】
図４(Ｇ)に示すように、連結具６０におけるスリーブ６２の内周部６３に、細径のビーム４ｂの端部を挿入し、且つ各ビスホール４ｃを各透孔６４に位置合わせした後、反対側からセルフタッピングボルト５９を透孔６４を通じてビスホール４ｃ内にねじ込む。次に、各円弧片６６の外周面上に中空部３を接触させつつ太径の前記ビーム２を嵌合し、その端面を外周縁６５に当てた後、ビーム２の透孔２ａから上記ボルト５９をねじ穴６９ａ内にねじ込む。これにより、図４(Ｇ)に示すように、連結具６０を介してビーム２，４ｂを同軸心にして連結した参考形態のインパネリィンフォースメントを容易且つ精度良くに形成できる。
【００２９】
また、図４(Ｇ)は、図中の破線で示すように、ビーム２をその中空部３内に同心の内円環部２ｄを併設した二重管とし、且つビーム４ｂをその外側に同心の外円環部４ｄを併設した二重管とし、両ビーム２，４ｂを連結具６０を介して連結する形態をも示す。尚、ビーム２，４ｂにおいて、内・外円環部２ｄ，４ｄを支持する図示しないウェブは、連結具６０寄りの端部を予め切り欠いておく。
連結具６０におけるスリーブ６２の内・外周部に、ビーム４ｂとその外円環部４ｄの各端部を嵌合し、連結具６０の透孔６４の右側からビーム４ｂのビスホール４ｃ内に向けて上記ボルト５９をねじ込む。次に、連結具６０の外周縁６５にビーム２の端部を当接し且つリング溝６７内にビーム２の内円環部２ｄの端部を嵌合し、上記ボルト５９をビーム２の透孔２ａとねじ穴６９ａを通して、中央部６９内にねじ込むこともできる。この場合、スリーブ６２は内・外嵌合部になると共に、リング溝６７は内嵌合部になり、且つ円弧片６６は外嵌合部となる。
以上のような連結具６０によれば、直径の異なるビーム２，４ｂを互いに同心にして容易に連結することができる。
【００３０】
図４(Ｈ)，(Ｉ)に左右側面を示す参考形態の連結具７０は、円盤形の基部７１と、図４(Ｈ)で基部７１の左側面上において、この基部７１と偏心して立設するスリーブ(外嵌合部)７２と、その内周部７３の底面における基部７１に対称に穿孔した一対の透孔７４とを含む。また、図４(Ｉ)で基部７１の右側面上には、外周縁７５の内側に基部７１と同心のスリーブ(内嵌合部)７６が立設し、これに一対の透孔７８が穿孔されている。即ち、スリーブ７２，７６は互いに偏心して形成されている。尚、スリーブ７６の内周部７７の底面には上記透孔７４が開口している。
【００３１】
図４(Ｊ)に示すように、連結具７０におけるスリーブ７２の内周部７３に、細径のビーム４ｂの端部を挿入し、且つ各ビスホール４ｃを各透孔７４に位置合わせした後、反対側からセルフタッピングボルト５９を透孔７４を通じてビスホール４ｃ内にねじ込む。次に、スリーブ７６の外周面上に中空部３を接触させつつ太径の前記ビーム２の端面を外周縁７５に当接した後、ブラインドリベット７９をビーム２の透孔２ａから透孔７８内に打設する。これにより、図４(Ｊ)に示すように、連結具７０を介してビーム２，４ｂを互いに偏心させて連結した参考形態のインパネリィンフォースメントを容易且つ精度良くに形成できる。また、ブラインドリベット７９に替えて、座金を介した通しボルトを貫通した後、ナットを締結しても、インパネリィンフォースメントを形成することができる。
【００３２】
図５(Ａ)は、前記と異なる参考形態のインパネリィンフォースメント８０を示す。
インパネリィンフォースメント８０は、図５(Ａ)で右側の押出形材からなる太径のビーム８２と左側の細径のビーム８４とを備える。ビーム８２，８４は、略半円形の中空部８３，８５と共に、一部に平坦面８２ａ，８４ａを長手方向の全長に沿って有する。係るビーム８２，８４の間には連結具(筒形体)８６が介在し、これも平坦部８６ａを有する。即ちビーム８２，８４、及び連結具８６は、互いに相似形の断面略半円形状を有する。図８(Ａ)に示すように、連結具８６は、ビーム８２の左端部における中空部８３内に挿入されると共に、且つその中空部内にビーム８４の右端部を挿入する。この状態で、前記図１(Ｆ)と同様にビーム８２，８４、連結具８６、及び中空部８５を貫通するボルトにナットを締結する。これにより、ビーム８２，８４は、連結具８６を介して同軸心で連結される。
【００３３】
更に、ビーム８２，８４の両外端部には、ボデー接続用ブラケット８７，８８が対称に固定される。両者は、ビーム８２，８４の外端部を挿入して嵌合する略円筒形で平坦部を有する包囲部８７ａ，８８ａと、その一端に一体に設けた矩形のフランジ８９，８９とを一体にしたアルミニウム合金からなる鋳造品である。
包囲部８７ａ，８８ａには前記図１(Ｆ)に示したと同様に、ボルトがビーム８２，８４の外端部と共に貫通し、これにナットを締結する。これにより、上記ブラケット８７，８８は、ビーム８２，８４の外端部に個別に固定される。尚、各フランジ８９には、以上のようなインパネリィンフォースメント８０を図示しない自動車に接続するためのボルト貫通用の透孔８９ａが複数穿孔されている。
【００３４】
以上のような参考形態のインパネリィンフォースメント８０では、ビーム８２，８４、及び連結具８６が平坦面８２ａ等を相似形にして有する非円形で且つ異形の断面を有するため、これらを互いに精度良く容易に嵌合でき、且つ安定した状態でボルトの挿通やナットの締結を行うことができる。
図５(Ｂ)は、インパネリィンフォースメント８０の使用状態を示し、太径のビーム８２の平坦面８２ａを活用して、ステアリングホイール９０のステアリングシャフト９１に取付けたステアリングコラムブラケット９２を、上記平坦面８２ａに接触させた安定した姿勢で、図示しないボルト等により強固に固定することができる。尚、上記平坦面８２ａや細径のビーム８４における平坦面８４ａを活用して、図示しないエアバッグ取付用やエアコン取付用ブラケット、或いはカウルツウブレースやフロアブレース等を固定して取り付けることも可能である。
【００３５】
図５(Ｃ)〜(Ｈ)は、非円形の断面を有する本発明に適用可能なビームに関する。尚、ここでは相似形断面を有する太径(大径)及び細径(小径)のビームの双方を共通して示す。
図５(Ｃ)に示すビーム９３は、中空の押出形材からなり正五角形の断面を有し、図５(Ｄ)に示すビーム９４は、正六角形の断面を有する。また、図５(Ｅ)に示すビーム９５は、正八角形の断面を有し、図５(Ｆ)に示すビーム９６は、正十二角形の断面を有する。更に、図５(Ｇ)に示すビーム９７は、中空の押出形材からなり各コーナーにアールを付した略長方形の断面を有し、上下一対の長辺には平坦面９７ａを有する。加えて、図５(Ｈ)に示すビーム９８は、長円形の断面を有する中空形材であり、図中の上下に一対の平坦面９８ａを有する。
これらのビーム９３〜９８も、前記インパネリィンフォースメント８０と同様に、太径及び細径のビームを相似形断面の連結具を介して容易に連結できると共に、外周面の平坦部９７ａ等を活用することにより、各種のブラケットを容易に固定することも可能となる。また、ビーム９３〜９６の断面を、それぞれの変形多角形とすることも、押出形材を用いることにより容易である。
【００３６】
図６は、円形の断面を有する参考形態のビームに関する。尚、ここでも相似形断面を有する太径及び細径のビームの双方を共通して示す。
図６(Ａ)に示すビーム１００は、アルミニウム合金の押出形材からなり、中空部１０１を含む円形の断面を有し、その外周面１０３上に軸心方向に沿って、４つの突条１０２を対称で且つ長手方向の全長に沿って突設している。係るビーム１００は、各突条１０２により剛性を高められる。また、ビーム１００を太径及び細径のビームの双方用いる場合、両者の間に介在する連結具には細径のビーム１００の各突条１０２を受け入れる凹溝を予めその中空部の内周面に形成する。
係る突条１０２と凹溝との嵌合により、ビーム１００の回転を防止できる。
【００３７】
また、図６(Ｂ)に示すビーム１０４も、アルミニウム合金の押出形材からなり、中空部１０５を含む円形の断面を有し、その内周面１０５上に軸心方向に沿って、４つの突条１０６を対称で且つ長手方向の全長に沿って突設している。係るビーム１０４は、各突条１０６により剛性を高められる。また、ビーム１０４を太径及び細径のビームの双方用いる場合、両者の間に介在する連結具には、少なくとも太径のビーム１０４の各突条１０６を受け入れる凹溝を、予めその中空部の内周面に形成しておくことが望ましい。係る突条１０６と凹溝との嵌合により、ビーム１０４の回転を防ぐことができる。
【００３８】
更に、図６(Ｃ)に示すビーム１０８も押出形材からなり、中空部１１０を含む円形の断面を有し、その外周面に軸心方向に沿って、４つの幅広いカーブ形の突条１１４とこれらの間の凹溝１１２を、互いに対称で且つ長手方向の全長に沿って突設している。係るビーム１０８は、各突条１１４により剛性を高められる。
また、ビーム１０８を太径及び細径のビームの双方用いる場合、両者の間に介在する連結具には細径のビーム１０８の各突条１１４を受け入れる凹溝を、予めその中空部の内周面に形成しておくことが望ましい。係る突条１１４と凹溝との嵌合により、ビーム１０８の回転を防ぐことができる。
【００３９】
加えて、図６(Ｄ)に示すビーム１１６も押出形材からなり、内部に互いに対称な４つの断面扇形の中空部１１８と、これらを仕切る断面十字形の仕切壁１１９とを、その長手方向の全長に沿って設けている。係るビーム１１６は、上記仕切壁１１９を内設することで剛性を高めている。また、ビーム１１６を太径及び細径のビームの双方に用いる場合、両者の間に介在する連結具には各ビーム１１６の各中空部１１８内に嵌合する複数の突起(嵌合部)を、予め両側にそれぞれに形成しておくことが望ましい。尚、以上の突条１０２，１０６，１１４及び仕切壁１１９は、前記非円形断面のビーム９３〜９８にも適宜適用することができる。
【００４０】
図７は、前記形態以外の本発明に適用可能なボデー接続用ブラケットに関する。尚、これらは相似形断面の太径及び細径のビームの双方に共通して用い得るものとして説明する。
図７(Ａ)に示すボデー接続用ブラケット１２０は、断面正八角形の前記ビーム９５の外端部を挿入して嵌合する断面正八角形の包囲部１２２と、その一端に一体に設けた矩形のフランジ１２１とを有する。また、図７(Ａ)に示すように、上記包囲部１２２には左右一対の透孔１２３が穿孔され、フランジ１２１には上下一対の透孔１２４が穿孔されている。上記透孔１２３には前記ビーム９５を貫通して固定するボルトが、上記透孔１２４には車体に固定するボルトが貫通する。
【００４１】
また、図７(Ｂ)に示すボデー接続用ブラケット１２５は、４つの突条１０２を外周面１０３に有する前記ビーム１００の外端部を挿入して嵌合する断面円形の包囲部１２７と、その一端に一体に設けた矩形のフランジ１２１とを有する。
図７(Ｂ)に示すように、上記包囲部１２７の内周面には上記突条１０２を受け入れる凹溝１２８が４つ対称に形成され、且つ左右の凹溝１２８には上記ビーム１００を貫通し且つ固定するボルト用の透孔１２９が穿孔されている。また、フランジ１２６には、車体に固定するボルトが貫通する上下一対の透孔１２６ａが穿孔されている。
【００４２】
更に、図７(Ｃ)に示すボデー接続用ブラケット１３０は、４つの突条１０６を内周面１０５に有する前記ビーム１０４の外端部に挿入して嵌合する略円柱形の挿入部１３２と、その一端に一体に設けた矩形のフランジ１３１とを有する。
図７(Ｃ)に示すように、上記挿入部１３２の外周面には上記突条１０６を受け入れる凹溝１３３が４つ対称に形成され、且つ左右の凹溝１３３間には前記ビーム１０４を貫通し且つ固定するボルト用の透孔１３４が穿孔されている。また、フランジ１３１には、車体に固定するボルトが貫通する上下一対の透孔１３１ａが穿孔されている。
【００４３】
図７(Ｄ)に示すボデー接続用ブラケット１３５は、断面円形で中空部３に一対のビスホール２ｃ，４ｃを有する前記ビーム２ｂ，４ｂの外端部に挿入して嵌合する略円柱形の挿入部１３７と、その一端に一体に設けた矩形のフランジ１３６とを有する。また、図７(Ｄ)に示すように、上記挿入部１３７には上下一対の円弧溝１３８が形成され、前記ビーム２ｂ，４ｂのビスホール２ｃ，４ｃを受け入れる。更に、挿入部１３７にはビーム２ｂ，４ｂを固定するボルト用の水平な透孔１３９が貫通し、フランジ１３６には車体に固定するボルト用の上下一対の透孔１３６ａが穿孔されている。
【００４４】
また、図７(Ｅ)に示すボデー接続用ブラケット１４０は、前記ビーム１００の外端部を挿入して嵌合する断面円形の包囲部１４４と、その一端に一体に設けた矩形のフランジ１４１とを有する。
図７(Ｅ)に示すように、上記包囲部１４４の内周面には前記突条１０２を受け入れる凹溝１４６が３つ形成され、且つ包囲部１４４の上部に開口する狭い間隙１４５の両側には一対の平板部１４７が立設する。各平板部１４７に穿孔した透孔１４８内に、図示せぬボルトを貫通しナットを締結して、一対の平板部１４７同士を弾性により接近させる。これにより、包囲部１４４内に挿入されたビーム１００の外端部をねじ止めすることなく、強固に固定することができる。また、フランジ１４１には、車体に固定するボルトが貫通する上下一対の透孔１４２が穿孔されている。尚、間隙１４５の奥部はフランジ１４１において終端となる。
【００４５】
更に、図７(Ｆ)に示すボデー接続用ブラケット１５０は、前記ビーム１００の外端部を挿入して嵌合する断面略円形の包囲部１５２を有する包囲体１５１と、その両端に固定する矩形のプレート１５６とからなる。包囲体１５１における包囲部１５２の内周面には、開口部１５３を除いて前記ビーム１００の突条１０２を受け入れる３つの凹溝１５４が形成され、且つ開口部１５３の両縁には一対の平板片１５５が対称に延びている。各平板片１５５をプレート１５６に接触させて、ボルト１５８等にて固定することにより、本ブラケット１５０が得られる。
尚、プレート１５６の上下端には、車体に固定するボルト用の一対の透孔１５７が穿孔されている。このブラケット１５０によれば、包囲部１５２に前記ビーム１００の外端部を挿入し、係る包囲体１５１とプレート１５６とをボルト止めすることにより、インパネリィンフォースメントを強固に車体に固定することができる。尚、包囲体１５１には、アルミニウム合金の押出形材を短尺に切断するのみで活用できる。尚、上記ブラケット１５０は、車体側の取付面がインパネリィンフォースメントの長手方向と同じ向きである場合に好適である。
【００４６】
図８(Ａ)は、前記太径のビーム２に固定する本発明に適用可能なステアリングシャフト取付用ブラケット１６０を示す。このブラケット１６０は、上記ビーム２を挿通する中空部１６３を有する上部の円環部１６２と、下部の台形部１６１とを一体に有するアルミニウム合金等からなる鋳造品である。上記円環部１６２は、中空部１６３の長手方向に沿ったスリット１６４を挟んで一対のフランジ１６５を有する。各フランジ１６５の透孔１６６に図示しないボルトを通し且つナットを締結することにより、スリット１６４を狭める。これにより、中空部１６３内に予め挿通したビーム２に、本ブラケット１６０が強固に固定される。
【００４７】
また、図８(Ａ)に示すように、台形部１６１には、中空部１６３と平面視で直交する通し孔１６９が一対の傾斜面１６７，１６８間を貫通している。この通し孔１６９にステアリングシャフトが挿通される。以上のようなブラケット１６０をビーム２に固定することにより、前記インパネリィンフォースメント１にステアリングシャフトを確実に支持することができる。尚、中空部１６３の断面形状を変更することにより、前記ビーム８２，９３〜９８，１００〜１１６を有するインパネリィンフォースメントに本ブラケット１６０を固定することもできる。
【００４８】
図８(Ｂ)は、前記太径のビーム２に固定する異なる形態のステアリングシャフト取付用ブラケット１７０を示す。このブラケット１７０は、上半体１７１と下半体１７７とからなるアルミニウム合金等の鋳造品である。上半体１７１は、中央の中空部１７２と、その長手方向に沿ったスリット１７３を挟んで一対のフランジ１７４とを有する。各フランジ１７４の透孔１７５に図示しないボルトを通し且つナットを締結することにで、スリット１７３を狭める。これにより、中空部１７２内に予め挿通したビーム２に強固に本ブラケット１７０が固定される。
上半体１７１の両端のフランジ１７６には、透孔１７６ａが穿孔されている。
【００４９】
また、図８(Ｂ)に示すように、下半体１７７は、断面略逆Ω字形を有し、上記中空部１７２と直交する円弧溝１７８と、その開口部１７８ａの両側の一対のフランジ１７９とからなる。図示のように、上半体１７１の各フランジ１７６に上記フランジ１７９を接触させ、透孔１７６ａフランジ１７９の図示しない透孔とにボルトを通し且つナットを締結する。これにより、予め円弧溝１７８内に挿通したステアリングシャフトを、前記インパネリィンフォースメント１に確実に支持することができる。尚、中空部１７２の断面形状を変更することにより、前記ビーム８２，９３〜９８等に本ブラケット１７０を固定することもできる。
【００５０】
図９(Ａ)，(Ｂ)は、外端部にボデー接続用ブラケット１１，１５を有する一対のビーム２，４を連結する参考形態の連結具１８０を示す。
この連結具１８０は、内嵌合部１８２と図示しない外嵌合部を両側に有する円筒形の基部１８１と、基部１８１からフロアＦ上に垂下するフロアブレース１８３と、基部１８１から水平に伸び且つ図示しないカウルと連結するカウルツウブレース１８４とを一体に有するアルミニウム合金等の鋳造品からなる。上記ブレース１８４は、複数の開口１８５と、その先端にて直角に伸び且つボルト孔を有する固定フランジ１８６とを有する。係る連結具１８０によれば、ビーム２，４を連結して容易にインパネリィンフォースメントを形成できると共に、得られたインパネリィンフォースメント自体をフロアＦ及びカウルに確実に支持させることができる。尚、連結具１８０において、フロアブレース１８３又はカウルツウブレース１８４の一方を省略しても良い。また、前記筒形体の連結具における露出する端面、あるいは、内嵌合部または外嵌合部を両側に有する連結具における基片の外周面に、適宜形状のフロアブレース等を一体に突設したり、エアコン等の取付ブラケットを形成することも可能である。
【００５１】
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
例えば、一つのインパネリィンフォースメントに、断面形状が相違する一対のビームを用いることもできる。この場合、各ビームの端部間に介在する連結具は各ビームの断面形状に倣った断面形状の内・外周面を併有する筒形体を適用する。
また、一対のビームをそれぞれの軸心が互いに僅かに傾斜して交差するように連結具を介して両者を連結することも可能である。この場合、連結具における筒形体の内外周面や内嵌合部または外嵌合部の軸心を、同様に傾斜して交差するように形成しておくものとする。
更に、ビームの外周面に突設する突条を、ボルト等の機械的手段による前記各種ブラケット類の固定に活用することも可能である。
また、ボデー接続用ブラケットのフランジは、前記形態のような矩形に限らず、取付面の形状や周辺の部材との納まり具合に応じ且つその機能を損なわないような形状にすることも可能である。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１のインパネリィンフォースメントによれば、全体を軽量化できるため、搭載する自動車の燃料効率を高められる。また、断面形状が大小異なる一対のビームの端部同士の間において、両者を個別に所定の位置に容易に位置決めでき、且つボルト・ブラインドナットの締結作業のみの簡単な工程からなる少ない工数で迅速に組立られる。更に、リサイクルにも適するため、環境上の観点からも好ましいインパネリィンフォースメントとすることが可能となる。
また、請求項３のインパネリィンフォースメントによれば、ビームを任意の中空断面を形成できるため一層軽量化を図れ、且つ組立後における不用意な回転を防止し得る。しかも、一対のビームに取付けるブラケット類との機械的手段による固定も納まり良く容易に行うことができ、組立作業を一層簡易化することが可能となる。
【００５３】
更に、請求項７のインパネリィンフォースメントによれば、ステアリングシャフト取付用ブラケットを、断面が大きなビームに容易に固定することができ、例えば上記ブラケットを予め固定したインパネリィンフォースメントを形成できるため、車体内部の組立工数を低減することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】(Ａ)は本発明の前提的な参考形態のインパネリィンフォースメントの一形態を示す正面図、(Ｂ)は(Ａ)中のＢ−Ｂ線に沿った断面図、(Ｃ)は(Ａ)中の一点鎖線部分Ｃの拡大断面図、(Ｄ)はこれに用いた連結具の斜視図、(Ｅ)は(Ａ)中のＥ−Ｅ線に沿った断面図。
【図２】(Ａ),(Ｂ)は異なる参考形態の連結具の斜視図とこれを用いた参考形態のインパネリィンフォースメントの断面図、(Ｃ),(Ｅ)は本発明の連結具を示す斜視図、(Ｄ),(Ｆ)はこれらを用いて一対のビームを連結した本発明のインパネリィンフォースメントの断面図。
【図３】(Ａ),(Ｃ),(Ｅ)は更に異なる参考形態の連結具を示す斜視図、(Ｂ),(Ｄ),(Ｆ)はこれらを用いて一対のビームを連結した参考形態のインパネリィンフォースメントの断面図。
【図４】(Ａ)，(Ｂ)は別の参考形態の連結具の各側面を示す斜視図、(Ｃ)は異なる参考形態のビームを示す端面図、(Ｄ)は上記の連結具に一対のビームを連結した状態を示す断面図、(Ｅ),（Ｆ）及び（Ｈ）,(Ｉ)は更に別形態の連結具の各側面を示す斜視図、(Ｇ),(Ｊ)はこれらに一対のビームを連結した状態を示す断面図。
【図５】(Ａ)は異なる参考形態のインパネリィンフォースメントを示す斜視図、(Ｂ)はその使用状態を示す概略図、(Ｃ)〜(Ｈ)は本発明に適用可能な異なる形態のビームを示す断面図。
【図６】(Ａ)〜(Ｄ)は別なる参考形態のビームを示す断面図。
【図７】 (Ａ)〜(Ｆ)は本発明に適用可能な異なる形態のボデー接続ブラケットを示す斜視図。
【図８】(Ａ)，(Ｂ)は本発明のインパネリィンフォースメントに用いるステアリングシャフト取付用ブラケットを示す斜視図。
【図９】(Ａ)は異なる参考形態の連結具を用いた参考形態のインパネリィンフォースメントの斜視図、(Ｂ)はその使用状態を示す概略図。
【図１０】(Ａ)は従来のインパネリィンフォースメントを示す斜視図、(Ｂ)はその使用状態を示す概略図
【符号の説明】
１ａ，１ａ′…………………………インパネリィンフォースメント
２，４，９３〜９８…………………ビーム
３，５…………………………………中空部
１１,１５，120,125,130,135,140,150…ボデー接続用ブラケット
２０，２０′…………………………連結具
２３……………………………………凹溝
２５……………………………………ボルト
２７……………………………………雌ねじ部
２８……………………………………ブラインドナット
１６０，１７０………………………ステアリングシャフト取付用ブラケット
【図１】
0004496592.tif 000002
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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