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JP-2026076601-A - インパネリインフォース及び金属部材の製造方法

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Abstract

【課題】ねじり剛性を向上可能なインパネリインフォース及び金属部材の製造方法を提供すること。 【解決手段】本開示に係るインパネリインフォース１は、表面に凸構造１１１を有するステアリングハンガービーム１１と、ステアリングハンガービーム１１に固定され、ステアリング機構を保持するステアリングサポート部１２と、を備える。ステアリングサポート部１２は、ステアリングハンガービーム１１の表面のうち、少なくとも凸構造１１１を含む領域を被覆する。 【選択図】図１

Inventors

  • 北 周三郎

Assignees

  • トヨタ自動車株式会社

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20241024

Claims (5)

  1. 表面に凸構造を有するステアリングハンガービームと、 前記ステアリングハンガービームに固定され、ステアリング機構を保持するステアリングサポート部と、を備え、 前記ステアリングサポート部は、前記ステアリングハンガービームの表面のうち、少なくとも前記凸構造を含む領域を被覆する、 インパネリインフォース。
  2. 中空パイプに治具を挿入する工程と、 挿入した前記治具を拡径し、前記中空パイプに凸構造を形成する工程と、 前記治具を挿入した状態で、中空パイプを鋳包みする工程と、を備える、 金属部材の製造方法。
  3. 挿入した前記治具を縮径させて中空パイプから取り出す工程を更に備える、 請求項２に記載の金属部材の製造方法。
  4. 前記鋳包みする工程を、ダイカスト鋳造により実行する、 請求項２又は３に記載の金属部材の製造方法。
  5. 前記金属部材が、インパネリインフォースであり、 前記中空パイプが、ステアリングハンガービームであり、 前記鋳包みする工程において、ステアリング機構を保持するステアリングサポート部を鋳造する、 請求項２又は３に記載の金属部材の製造方法。

Description

本開示は、インパネリインフォース及び金属部材の製造方法に関する。 特許文献１には、インパネリインフォースの一体化構造が記載されている。特許文献１に記載のインパネリインフォースの一体化構造においては、ステアリングハンガービームが複数部品に分割されている。そして、分割された一部の部品を軽金属で鋳包むことにより、ステアリングコラム取り付け部を成型している。 特開２０１０－２６０４７９号公報 インパネリインフォースの構成を示す模式斜視図である。インパネリインフォースの構成を示す模式断面図である。インパネリインフォースの製造方法を示すフローチャートである。インパネリインフォースの製造方法を説明するための模式断面図である。インパネリインフォースの製造方法を説明するための模式断面図である。インパネリインフォースの製造方法を説明するための模式断面図である。 ＜第１の実施形態＞ （インパネリインフォースの構成） 以下、図面を参照しながら、本開示に係る第１の実施形態について詳細に説明する。始めに、本実施形態に係るインパネリインフォースの構成について詳細に説明する。 図１は、インパネリインフォースの構成を示す模式斜視図である。より詳細には、図１は、本実施形態に係るインパネリインフォースの構成の一部を示す模式斜視図である。 なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ直行座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものであり、各図面間において共通である。 本実施形態に係るインパネリインフォース１は、自動車を構成する金属部材であり、運転席の前方に配置されている。本実施形態に係るインパネリインフォース１は、図中のｘ軸がステアリング機構と平行となり、ｙ軸が車両の前後進方向と垂直となり、ｚ軸が鉛直方向となるように配置されている。 本実施形態に係るインパネリインフォース１は、ステアリングハンガービーム１１及びステアリングサポート部１２を備える。 ステアリングハンガービーム１１は、ｙ軸と平行に、即ち、前後進方向と垂直となるように延在する中空パイプである。ステアリングハンガービーム１１には、ステアリングサポート部１２が鋳包みによって固定されている。 詳細は後述するが、ステアリングハンガービーム１１は、表面に凸構造を有しており、少なくとも凸構造を含む領域をステアリングサポート部１２によって被覆されている。 ステアリングハンガービーム１１は、例えば、鉄を材料として形成されているが、所定以上の強度を実現可能な材料であれば、どのような材料を用いてもよい。 また、本実施形態に係るステアリングハンガービーム１１は、円柱状の中空パイプであるが、ステアリングハンガービーム１１の形状これに限定されず、例えば、角柱形状の中空パイプとして構成されていてもよい。 ステアリングサポート部１２は、図示しないステアリング機構を保持する。より詳細には、ステアリングサポート部１２は、ステアリング機構における回転入力の回転軸がｘ軸と平行となるように、ステアリング機構を保持する。 本実施形態に係るステアリングサポート部１２は、保持しているステアリング機構から、ｘ軸と平行な回転軸を有するねじり方向の力を受ける。 ステアリングサポート部１２は、ステアリングハンガービーム１１とは異なる材料により形成されており、例えば、アルミニウム、マグネシウム、銅、チタン、樹脂材料等を材料として形成されている。詳細は後述するが、ステアリングサポート部１２は、ダイカスト鋳造により、ステアリングハンガービーム１１の一部を鋳包むことにより形成される。 ステアリングサポート部１２は、ステアリングハンガービーム１１に固定されている。より詳細には、ステアリングサポート部１２は、鋳包み部１２１を有しており、鋳包み部１２１において、ステアリングハンガービーム１１の表面の一部を被覆することにより固定されている。 図２は、インパネリインフォースの構成を示す模式断面図である。 より詳細には、図２（ａ）は、鋳包み部１２１及びステアリングハンガービーム１１を、ｙｚ平面と平行な切断面で切断した場合の模式断面図である。また、図２（ｂ）は、鋳包み部１２１及びステアリングハンガービーム１１を、ｚｘ平面と平行な切断面で切断した場合の模式断面図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す通り、ステアリングハンガービーム１１の表面には、凸構造１１１が形成されている。より詳細には、本実施形態に係る凸構造１１１は、ステアリング機構における回転入力の回転軸と平行な平面、即ち、ｚｘ平面上を延びるように形成されている円錐形状の構造体である。凸構造１１１は、ｚｘ平面と平行な円周上を並ぶように６つ配置されている。 なお、本実施形態に係るステアリングハンガービーム１１の表面には、６つの凸構造１１１が形成されているが、当然のことながら、ステアリングハンガービーム１１の表面に形成される凸構造１１１の数は６つに限定されない。例えば、本実施形態に係るステアリングハンガービーム１１の表面には、凸構造１１１が１つのみ形成されていてもよい。 また、本実施形態に係る凸構造１１１は円錐形状を有するが、凸構造１１１の形状は、例えば、多角錐形状であってもよい。 図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す通り、鋳包み部１２１は、凸構造１１１を含む領域を被覆するように、ステアリングハンガービーム１１を鋳包んでいる。 このような構成によると、ステアリングサポート部１２は、ｘ軸と平行な回転中心を有するねじり方向の力を受けた場合に、凸構造１１１から反力を受ける。その結果として、本実施形態に係るインパネリインフォース１は、ねじり剛性を向上できる。 （インパネリインフォースの製造方法） 次に、本実施形態に係るインパネリインフォースの製造方法について詳細に説明する。図３は、第１の実施形態に係るインパネリインフォースの製造方法を示すフローチャートである。なお、以降の説明においては、適宜、図１及び図２を参照する。 本実施形態に係るインパネリインフォースの製造方法においては、始めに、中空パイプに治具を挿入する（ステップＳＴ１）。つまり、ステップＳＴ１においては、製造後のインパネリインフォース１においてステアリングハンガービーム１１として機能する中空パイプに対して治具を挿入する。 図４は、インパネリインフォースの製造方法を説明するための模式断面図である。 より詳細には、図４（ａ）は、ステップＳＴ１が実行された後の中空パイプ、即ちステアリングハンガービーム１１を、ｙｚ平面と平行な切断面で切断した場合の模式断面図である。また、図４（ｂ）は、ステップＳＴ１が実行された後のステアリングハンガービーム１１を、ｚｘ平面と平行な切断面で切断した場合の模式断面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す通り、ステップＳＴ１の実行後においては、ステアリングハンガービーム１１の内部には、治具２が配置されている。治具２は、前述した凸構造１１１に対応する形状を有しており、ステアリングハンガービーム１１の内部において、自由に拡径及び縮径できるように構成されている。 本実施形態に係るインパネリインフォースの製造方法においては、次に、挿入した治具を拡径し、中空パイプに凸構造を形成する（ステップＳＴ２）。 つまり、ステップＳＴ２においては、ステアリングハンガービーム１１内部において治具２を拡径し、凸構造１１１に対応する形状を有する治具２を、ステアリングハンガービーム１１の内側側面に押し付ける。 図５は、インパネリインフォースの製造方法を説明するための模式断面図である。 より詳細には、図５（ａ）は、ステップＳＴ２が実行された後のステアリングハンガービーム１１を、ｙｚ平面と平行な切断面で切断した場合の模式断面図である。また、図５（ｂ）は、ステップＳＴ２が実行された後のステアリングハンガービーム１１を、ｚｘ平面と平行な切断面で切断した場合の模式断面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す通り、ステップＳＴ２の実行後においては、ステアリングハンガービーム１１の内側側面に治具２が押し付けられており、その結果として、凸構造１１１が形成されている。 本実施形態に係るインパネリインフォースの製造方法においては、次に、治具を挿入した状態で中空パイプを鋳包みする（ステップＳＴ３）。つまり、ステップＳＴ３においては、ステアリングハンガービーム１１内部に治具２を配置したまま、ステアリングハンガービーム１１に対して鋳包み工程を実行し、ステアリングサポート部１２を鋳造する。 このような構成によると、凸構造１１１が治具２に支持されている状態で鋳包みが実行されるため、鋳包みに起因する凸構造１１１の変形を抑制できる。つまり、このような構成により、本実施形態に係るインパネリインフォースの製造方法は、ステアリングハンガービーム１１に対して凸構造を適切に形成しつつ、鋳包みを実行することができる。 ここで、本実施形態に係るインパネリインフォースの製造方法においては、ステップＳＴ３をダイカスト鋳造により実行してもよい。 前述した通り、本実施形態に係るインパネリインフォースの製造方法は、治具２を挿入した状態で鋳包み工程を実行する。このような構成によると、溶湯に圧力をかけることに起因して鋳包み対象の変形が発生しやすいダイカスト鋳造を用いて鋳包みを実行する場合においても、凸構造１１１の変形を抑制できる。 つまり、本実施形態に係るインパネリインフォースの製造方法は、ステップＳＴ３をダイカスト鋳造により実行する場合に、特段の効果を奏する。 図６は、インパネリインフォースの製造方法を説明するための模式断面図である。 より詳細には、図６（ａ）は、ステップＳＴ３が実行された後の鋳包み部１２１及びステアリングハンガービーム１１を、ｙｚ平面と平行な切断面で切断した場合の模式断面図である。また、図６（ｂ）は、ステップＳＴ３が実行された後の鋳包み部１２１及びステアリングハンガービーム１１を、ｚｘ平面と平行な切断面で切断した場合の模式断面図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す通り、ステップＳＴ３の実行後においては、ステアリングサポート部１２が鋳造されている。また、ステップＳＴ３の実行後においては、ステアリングハンガービーム１１の表面のうち、少なくとも凸構造１１１を含む領域が、鋳包み部１２１によって被覆されている。 本実施形態に係るインパネリインフォースの製造方法においては、最後に、挿入した治具を縮径させて、中空パイプから取り出す（ステップＳＴ４）。つまり、ステップＳＴ４においては、ステアリングハンガービーム１１内部から治具２を取り出す。上述したステップＳＴ１からステップＳＴ４までの工程を実行することにより、本実施形態に係るインパネリインフォース１を製造することができる。 以上、説明した通り、本実施形態に係るインパネリインフォース１は、ステアリングハンガービーム１１が表面に凸構造１１１を有し、凸構造１１１をステアリングサポート部１２が被覆するようにしている。 このような構成によると、ステアリングサポート部１２は、ねじり方向の力を受けた場合に、凸構造１１１から反力を受ける。その結果として、本実施形態に係るインパネリインフォース１は、ねじり剛性を向上できる。 また、本実施形態に係るインパネリインフォースの製造方法においては、治具２を用いて、ステアリングハンガービーム１１の表面に凸構造１１１を形成し、治具２をステアリングハンガービーム１１に挿入した状態で、鋳包み工程を実行するようにしている。 このような構成によると、本実施形態に係るインパネリインフォースの製造方法は、鋳包み工程において、凸構造１１１の変形を抑制できる。つまり、このような構成により、本実施形態に係るインパネリインフォースの製造方法は、凸構造を適切に形成しつつ、鋳包みを実行