JP2003520736A - 自動車用部材 - Google Patents

自動車用部材

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JP2003520736A
JP2003520736A JP2001554922A JP2001554922A JP2003520736A JP 2003520736 A JP2003520736 A JP 2003520736A JP 2001554922 A JP2001554922 A JP 2001554922A JP 2001554922 A JP2001554922 A JP 2001554922A JP 2003520736 A JP2003520736 A JP 2003520736A
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レディッヒ トーマス
ヴォルフ ヴァルター
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ベール ゲーエムベーハー ウント コー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一方で軽量部材の利点を有し、他方で支持機能の他に別の諸機能も果すことのできる改良された部材を提供する。 【解決手段】 本発明は、部材(10)が殻状本体(12)と射出される合成樹脂からなる補強リブ(20、26)とを有する軽量部材として構成されている自動車用部材、特にコックピット領域用クロスメンバに関する。補強リブ(20)と一緒に少なくとも1つの通路(16)が本体(12)の内部空間(14)内に完全にまたは部分的に射出されている。通路(16)が部材(10)の長手方向に延設され、少なくとも一方の通路末端で入口短管(30)または出口短管(34)が部材(10)から横に案内されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項1の前文に記載された自動車用部材、特にコックピット領域
用クロスメンバ、この部材の製造方法およびこの部材の使用に関する。
【0002】
【従来の技術】
管からなるクロスメンバが自動車製造の方から公知であり、このクロスメンバ
は十分な曲げ剛性、座屈剛性、捩れ剛性、したがって十分な耐圧縮荷重性のため
に金属からなり、相応に大きな壁厚を有する。そのことから高い重量と費用上の
不利が帰結する。管は基本的に、例えば車両内の中心に配置される空調装置から
側部吐出し口へと空気を案内するのに利用することができるが(例えばDE19
753877参照)、望ましくない凝縮水が金属管に容易に溜まりうるので、こ
れは今日まで利用されていない。
【0003】 さらに、安定化のために腹部を溶接した2殻構造を有するクロスメンバが公知
である。このようなクロスメンバは例えばDE19720902により公知であ
る。このようなクロスメンバは製造にきわめて支出を要し、高い重量を有する。
空気案内が可能ではない。
【0004】 EP0370342により自動車内でメンバとして利用可能な軽量部材が公知
であり、この軽量部材は、好ましくは金属からなる殻状本体を有し、本体の内部
に補強リブが配置されている。補強リブは射出された合成樹脂からなり、金属部
品に設けられた穿孔に合成樹脂が押し込まれて穿孔の面から張り出ることによっ
て補強リブは離散した結合部で金属製本体に結合されている。金属製本体はU形
に構成されており、高い剛性と強度を達成するために補強リブが本体の内部に装
着される。いわゆる混成構造に構成される公知のこの軽量部材は有利なことに軽
量で、同時に十分な強度、剛性、負荷容量を有する。メンバとして利用可能なこ
の軽量部材では空気案内が可能でない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
この先行技術から出発して、本発明の課題は、一方で軽量部材の利点を有し、
またそれにもかかわらず支持機能の他になお別の諸機能も果すことのできる改良
された部材を提供することである。他の課題は、この部材の製造方法および部材
の使用を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項1の特徴を有する部材と請求項9の特徴を有する方法とに
よって解決される。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、部材は、殻状本体と射出された合成樹脂からなる補強リブと
を有する軽量部材として構成されて、少なくとも1つの通路を有する。この通路
は補強リブと一緒に本体の内部空間内に完全にまたは部分的に射出されている。
通路は補強リブを装着される。こうして、混成構造の利点、つまり良好な強度、
剛性、負荷容量、簡単迅速安価な製造可能性と同時に軽量さも有しまた多種多様
な媒体に対する案内機能も有する混成構造の部材が全体として得られている。こ
の通路内で、例えば中心に配置される空調装置から側部吐出し口へと例えば空気
は案内することができる。部材はその場合好ましくは車両のAピラーの間に配置
されるクロスメンバを形成し、このクロスメンバにインストルメントパネルとス
テアリングコラム、エアバッグ等のその他の構成部品を結合することができる。
ヘッドランプまたはフロントウインド用洗浄水、冷却水、油、圧縮空気等のその
他の媒体も通路内に通しまたは貯蔵することができよう。同様に通路はケーブル
、ガソリン管路、油管路、圧縮空気管路等々を保護して敷設しまたは物品を保管
するのに利用することができる。
【0008】 本体にかかわりなく通路を任意方向に延設することは確かに基本的に可能であ
る。しかし通路は好ましくは部材の長手方向に延設され、部材は通路を受容する
のに最適に利用することができる。
【0009】 部材をその末端で例えば車両のAピラーの間に固着できるように、通路の末端
に各1つの入口短管もしくは出口短管を設けて部材から横に案内しておくことが
できる。
【0010】 部材をインストルメントパルメメンバとして利用する場合、通路は有利には空
気案内通路として構成されており、例えば中心に配置される空調装置から側部吐
出し口へと空気を通すことができるように第2空気案内通路が設けられている。
その場合これらの通路は互いにほぼ対称に配置され、それらの入口短管は部材の
ほぼ中心領域にあり、また出口短管は部材の末端領域にある。
【0011】 両方の通路用の2つの入口短管の代わりに、1構成において両方の通路用の共
通する入口短管を設けておくことができよう。
【0012】 射出成形用金型内での部材の良好な離型性のために通路は一端から他端にかけ
て横断面で僅かに先細となっている。
【0013】 本発明の1構成において本体は横断面でU形に構成されてU脚と底とを有し、
底は好ましくは円弧状、例えば半円形に構成されている。次に、射出される空気
案内通路は横断面において流体工学上好ましい仕方で、離型を困難にしうるよう
なアンダカットを生じることなくほぼ円形に構成することができる。
【0014】 本発明の好ましい1構成において、横断面で見て本体の部分領域は通路壁の一
部を形成する。射出成形法での製造を困難にしうるような自由空間が通路と本体
との間に存在しない。
【0015】 安定性を高めるために、そしてステアリングコラム等々の車両構成部品用の結
合部を得るために、補強リブは周知の如く内部空間内だけでなく内部空間の外側
にも配置されている。
【0016】
【実施例】
以下、図面を参考に実施例に基づいて本発明が詳しく説明される。
【0017】 本発明による部材10は、好ましくは金属からなる殻状本体12を有する。本
体12の内部空間14に少なくとも1つの通路16が配置されており、この通路
は好ましくは部材10の長手方向に延設されている。通路16の壁18と本体1
2との間で内部空間14に補強リブ20が配置されている。個々の補強リブ20
の間に残された自由空間は台形、三角形、菱形等に構成されている。図示実施例
において補強リブ20は菱形パターンを形成している(図1)。通路16と補強
リブ20は合成樹脂からなり、射出成形法で一体に製造されている。
【0018】 本体12は横断面で好ましくはU形に構成されてU脚22と底24とを有し、
底24は好ましくはほぼ円弧状に構成されている(図5)。底24は図5に示す
ように通路16の壁18の一部を形成する。底24の領域で通路16は二重壁に
構成されている。本体12はこの場合、壁18を形成する合成樹脂で被覆されて
いる。底24が壁18を直接形成することも基本的に可能であろうし、そのこと
はのちに図6a、図6b、図6cの実施例に基づいて説明される。しかし本体が
金属からなり、通路が空気案内通路として利用される場合、望ましくない凝縮水
が金属に容易に生じる虞がある。
【0019】 部材10の安定性を高めるために内部空間の外側にも、特に底24の領域に、
特に図2と図3に示すように他の補強リブ26が配置されている。第2補強リブ
26は第1補強リブ20と同様に菱形パターンを形成し、付加的に部材10の縁
に腹部27が設けられている。この腹部はやはり合成樹脂からなり、補強リブ2
6と一緒に射出成形されている。腹部27に取付具38等を配置しておくことが
でき、取付具は図3に例示されているだけである。
【0020】 部材10は好ましくはコックピット領域でクロスメンバとして利用され、多く
の可能な実施例の1つについての以下の説明では部材10がクロスメンバと称さ
れる。
【0021】 好ましくはクロスメンバ10内で通路16の横に他の通路28が第1通路16
に対してほぼ対称に配置されている。通路16、28はそれぞれ入口短管30も
しくは32と出口短管34もしくは36を有する。入口短管30、32と出口短
管34、36はそれぞれクロスメンバ10から横に引き出されている。利用目的
に応じてクロスメンバ10の4つの側面の1つから短管を引き出しておくことが
できる。入口短管30、32はクロスメンバ10のほぼ中心にあり、出口短管3
4、36はクロスメンバ10の両方の末端領域にある。このように構成されたク
ロスメンバ10はこの場合インストルメントパネルおよびさらにはインストルメ
ントパネル領域に配置されるステアリングコラム、エアバッグ等々の構成部品を
取付けるのに利用できるだけでなく、同時に、中心に配置される空調装置から車
室の側部領域に配置される吐出し口へと案内されねばならない空気を案内するの
にも役立つ。
【0022】 入口短管30、32、出口短管34、36を備えた通路16、28と、腹部2
7を備えた補強リブ20、26は、以下で詳しく説明するように共通する射出成
形プロセスで射出成形される。合成樹脂部品はEP0370342からすでに詳
しく知られているように離散した結合部で本体12に結合されている。離散した
結合部に本体12は図面には示していない穿孔を有し、これらの穿孔は合成樹脂
を押し込まれかつ合成樹脂で覆われている。
【0023】 本発明によるクロスメンバ10は以下の工程で製造される: まず本体12は圧延、押出し成形、縁曲げ、打抜き、穴あけ、深絞り等のさま
ざまな金属加工技術の1つまたは複数によって製造される。次に本体12が射出
成形用金型に挿入され、通路16、28が補強リブ20、26および腹部27と
一緒に射出成形される。同時に入口短管30、32と出口短管34、36が射出
成形される。通路16、28、入口短管30、32、出口短管34、36を得る
ために、コアとも呼ばれる相応する滑り子が金型内に設けられていなければなら
ない。短管用コアは短管方向で導入され、通路用コアはクロスメンバ10の末端
40、41の方から長手方向(矢印42)に導入される。合成樹脂を射出し、合
成樹脂部品、つまり通路16、28、入口短管30、32、出口短管34、36
、補強リブ20、26および腹部27を成形後、離型のために特にコアは再び引
き出される。これが可能となるように、通路はクロスメンバの末端40、41か
ら中心の入口短管へと横断面が僅かに先細となっていなければならず、コアと通
路は僅かに円錐状に構成されている。横断面の変化は図面では認めることができ
ないほどに小さく、円錐度は代表的には0.5°〜1°である。適宜に特殊構成
されたコアでもって、円筒状に構成される通路も得ることができよう。
【0024】 離型後、次に通路16、28は必要ならそれらの末端40a、41aが閉鎖要
素44、46の嵌挿によって閉鎖される(図4)。通路16、28を空気案内に
使用する場合、閉鎖要素44、46が有利には流体工学上好ましく成形されてお
り、被案内空気は相応する空気案内通路16もしくは28から出口短管34もし
くは36内へと流体工学上好ましく案内することができる。
【0025】 クロスメンバ10は車両内でAピラーの間に配置することができる。クロスメ
ンバをAピラーに結合するために取付要素を設けておくことができ、これらの取
付要素は通路16、28の閉鎖要素44、46から張り出す開口末端40a、4
1aに差込可能であり、場合によってはそこに固定可能である。
【0026】 本発明の他の構成において本体12と通路16もしくは28は横断面で図1〜
図5に示す形状とは別の形状を有することができる。図6a、図6b、図6cは
本発明によるクロスメンバ10の3つの他の実施例を示す。これらの図において
クロスメンバ10の図1〜図5に示したのと同じ構成部品には同じ符号が付けて
ある。
【0027】 図6aに示すクロスメンバはU形本体12とそのなかに配置される通路16と
を有し、本体12の一部、つまり横断面でU形の本体12の底24は通路16の
壁18を形成する。
【0028】 同様に、クロスメンバ10の通路16も図6b、図6cの実施例に従って構成
されており、しかしこの場合クロスメンバ10は互いに平行に配置される2つの
通路16’、16’’を有し、クロスメンバ10の本体12は横断面で二重U形
に構成されて、各U内に空気通路16’もしくは16’’が配置されている。ク
ロスメンバの3つ以上のU形部分領域内に3つ以上の平行に配置される通路も考
えられる。
【0029】 図6a、図6b、図6cのこれらの実施例において補強リブ20はクロスメン
バ10の内部空間14に配置されているだけである。
【0030】 本発明のその他の構成も考えられる。
【0031】 両方の入口短管30、32の代わりに共通する入口短管を設けてそこを通して
空気が両方の通路16、28に流入するようにすることができる。共通する短管
の流入口は、個々の入口短管30、32の口も、円形とは異なる形状を有するこ
とができる。
【0032】 入口短管および/または出口短管を省き、通路に通すべき空気またはその他の
媒体を軸方向中心で通路に直接導入することも考えられる。これは滑り子を備え
た金型を簡素化しよう。
【0033】 単数または複数の通路は、複数の平行な部分通路が設けられているように複数
の平行に延びる室を有することができよう。複数の部分通路の存在は部材の安定
性を高めることができよう。
【0034】 さらに、図面に示したように部材が直線的に構成されているのでなく、相互に
角度をもって配置される複数の直線的部分領域を有することも考えられる。直線
的部分領域のそれぞれが1つの通路を受容することができる。
【0035】 しかし、湾曲した部材がやはり湾曲した通路を有することも可能である。この
ような通路は例えば回転コアを使って射出成形技術で製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による部材の斜視図である。
【図2】 本発明による部材の斜視図である。
【図3】 部材の一端の細部図である。
【図4】 図5のIV−IV線に沿った横断面図である。
【図5】 図4のV−V線に沿った横断面図である。
【図6】 a、b、cは、部材の他の実施形態の横断面図である。
【符号の説明】
12 本体 14 内部空間 16、28 通路 18 壁 20、26 補強リブ 22 U脚 24 底 27 腹部 30、32 入口短管 34、36 出口短管 38 取付具 44、46 閉鎖要素
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年10月15日(2001.10.15)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 3D003 AA04 AA08 BB01 CA06 DA09 DA10 DA11 3L011 BL00

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動車用部材、たとえばコックピット領域用クロスメンバで
    あって、部材(10)が殻状本体(12)と射出される合成樹脂からなる補強リ
    ブ(20)とを有する軽量部材として構成されているものにおいて、補強リブ(
    20)と一緒に少なくとも1つの通路(16)が本体(12)の内部空間(14
    )内に完全にまたは部分的に射出されていることを特徴とする部材。
  2. 【請求項2】 通路(16)が部材(10)の長手方向に延設され、少なく
    とも一方の通路末端で入口短管(30)および/または出口短管(34)が部材
    (10)から横に案内されていることを特徴とする、請求項1記載の部材。
  3. 【請求項3】 通路が空気案内通路(16)を形成し、他の空気案内通路(
    28)が第1通路(16)に対してほぼ対称に配置して設けられており、空気案
    内通路(16、28)の入口短管(30、32)が部材(10)のほぼ中心領域
    にあり、出口短管(34、36)が部材(10)の端領域にあることを特徴とす
    る、請求項1または2記載の部材。
  4. 【請求項4】 通路(16、28)が一端から他端(40a、41a)へと
    横断面で先細となっていることを特徴とする、先行請求項のいずれか1項記載の
    部材。
  5. 【請求項5】 本体(12)が横断面でU形に構成されていることを特徴と
    する、先行請求項のいずれか1項記載の部材。
  6. 【請求項6】 U形部材(10)の底(24)がほぼ円弧状に構成されてい
    ることを特徴とする、請求項5記載の部材。
  7. 【請求項7】 横断面で見て本体(12)の部分領域(24)が通路(16
    )の壁(18)の一部を形成することを特徴とする、先行請求項のいずれか1項
    記載の部材。
  8. 【請求項8】 補強リブ(20、26)が内部空間(14)内にも内部空間
    (14)の外側にも配置されていることを特徴とする、請求項7記載の部材。
  9. 【請求項9】 先行請求項のいずれか1項記載の部材を製造する方法におい
    て、 −本体(12)を製造する工程; −本体(12)を射出成形用金型に挿入する工程; −合成樹脂部品、つまり少なくとも1つの通路(16、28)と補強リブ(20
    、26)と場合によって設けられる少なくとも1つの入口短管(30、32)お
    よび/または出口端管(34、36)を射出成形する工程; −射出成形された合成樹脂部品と一緒に部材(10)を型から取り出す工程; −少なくとも1つの閉鎖要素(44、46)を空気案内通路(16、28)の少
    なくとも一端(40a、41a)に嵌挿する工程;を特徴とする方法。
  10. 【請求項10】 通路(16および/または28)が空気案内通路および/
    またはケーブル通路である、自動車内でインストルメントパネルメンバとしての
    、先行請求項1〜8のいずれか1項記載の部材の使用。
  11. 【請求項11】 通路(16および/または28)がフロントウインドおよ
    び/またはサイドウインドに供給されるべきデフロスト空気を案内する空気案内
    通路である、自動車内でフロントウインドの下に配置されるクロスメンバとして
    の、先行請求項1〜8のいずれか1項記載の部材の使用。
  12. 【請求項12】 通路がケーブル通路であり、またはヘッドランプまたはフ
    ロントウインド用洗浄水、冷却水、油、圧縮空気等の媒体用容器を形成し、また
    はガソリン管路、油管路、圧縮空気管路等を保護して敷設するための通路を形成
    する、自動車内でメンバとしての、例えばフロントエンド内でクロスメンバとし
    ての、先行請求項1〜8のいずれか1項記載の部材の使用。
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