JP2006008119A - ダッシュボードのクロス部材 - Google Patents

Abstract

【課題】金属構造要素がプラスチック材料空気流れダクトに対し実質的に平行に配置される従来型式の構造体に対する開発及び製造コストと同程度のコストを実現することを可能にし、それにも拘わらず同心状の構造の容積を節減する有利な効果を維持する。
【解決手段】自動車２の前側ピラー４に組み付けられる管状金属構造要素３と、空気を自動車２の乗客室６に向けて運ぶためのプラスチック材料で出来た少なくとも１つの空気流れダクト５であって、金属構造要素３内に配置された少なくとも１つのセグメント部分５を有する上記少なくとも１つの空気流れダクト５とを備える自動車２用ダッシュボードのクロス部材に関する。金属構造要素３は、互いに組み付けられた２つの金属半殻体１１、１２を備え、空気流れダクト５は、２つの半殻体１１、１２から独立している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車用のダッシュボードのクロス部材、及びかかるダッシュボードのクロス部材を製造する方法に関する。

特に、本発明は、金属構造要素の内部に少なくとも部分的に配置されて空気を自動車の乗客室に運ぶための少なくとも１つの空気流れダクトと共に、自動車の前側本体ピラーに組み付けられた管状の金属構造要素を備える自動車用ダッシュボードのクロス部材に関する。

かかるクロス部材は、金属構造要素の管状の性質を利用して自動車の金属構造要素及び空気流れダクトを同心状に配置するという有利な点がある。このことは、構造要素が空気流れダクトに対し対し同心状でなく、実質的に平行に配置される、より従来型式の構造体と比較して容積を節約することになる。

スチールの優れた熱伝導率の特徴に起因する熱損失を理由として、運ばれる空気が管状の金属構造体要素と直接接触しないことを保証する必要があり、それは、さもなければ、自動車内の暖房換気又は空気調和（ＨＶＡＣ）ユニットは上記の損失に対応し得るよう過大な寸法にする必要があるからである。このため、空気流れダクトをプラスチック材料にて製造し、該ダクトが運ぶ空気をクロス部材のスチールから絶縁することを可能にすることが知られている。

米国特許明細書６ ４２２ ６３３号又はドイツ国特許明細書ＤＥ １０ ０４６ １２０号には、各々が自動車の前側ピラーに組み付けられた管状の金属構造要素と、空気を自動車の乗客室に運ぶため、プラスチック材料で出来た少なくとも１つの空気流れダクトとを備える自動車用ダッシュボードのクロス部材が開示されており、該プラスチックダクトは、少なくとも一部分、金属構造要素内に配置されている。これら明細書に記載された製造方法は、金属構造体が特に、空気流れダクトを構成し得るようにその上にオーバモールドされたプラスチック材料の要素を有するハイブリッド技術に基づくものである。プラスチック材料の要素は、補強機能も備えており、一部分、クロス部材の構造体的機能に寄与する。かかる方法は、製造サイクルにおける加工ステップの数及び（又は）中間製品の数を減少させるという有利な点がある。しかし、この節減は、空気流クロス部材、及びより複雑であるその関係した製造装置を開発する段階を犠牲にして実現されるものであり、このため、関係した製造装置を製造し且つ、使用するコストは、平行な空気流れダクトを有するクロス部材を製造するため従来から必要とされるコストを大幅に上廻る結果となる。

本発明の目的の１つは、金属構造要素がプラスチック材料空気流れダクトに対し同心状ではなく実質的に平行に配置されるより従来型式の構造体に対する開発及び製造コストと同程度の開発コスト及び製造コストを実現することを可能にし、それにも拘わらず同心状の構造の容積を節減する有利な効果を維持する、同心状のプラスチック材料空気流れダクトを有する構造的クロス部材を製造する方法を提供することである。

この目的のため、本発明は、自動車用のダッシュボードのクロス部材であって、自動車の前側ピラーに組み付けられた管状の金属構造要素と、空気を自動車の乗客室内に運び且つ、少なくとも一部分、金属構造要素内に配置された、プラスチック材料で出来た少なくとも１つの空気流れダクトとを備える、上記ダッシュボードのクロス部材を製造する方法に関する。

本発明によれば、該方法は、
底部金属半殻体と、該底部金属半殻体と相補的であり且つ、互いに組み付けられたならば、管状の金属構造要素を形成することを目的とする頂部金属半殻体とを製造するステップと、
底部金属半殻体の自由端にて、管状の金属構造要素を前側ピラーに対して締結する締結手段を組み立てるステップと、
空気流れダクトをプラスチック材料にて製造するステップと、順次に、
少なくとも１つの空気流れダクト部分を半殻体の１つに配置するステップと、
空気流れダクト部分が２つの半殻体の間に包み込まれた状態にて頂部半殻体を底部半殻体に組み付けるステップと、を備えている。

本発明の方法は、金属構造要素及び空気流れダクト要素を別個に製造し、その後、これらの予め製造した要素を互いに組み付けることにより、米国特許明細書６ ４２２ ６３３号又はドイツ国特許明細書ＤＥ １０ ０４６ １２０号の教示内容と異なるものである。

２つの半殻体を互いに組み付けるステップの１つの実施例において、頂部半殻体は、底部半殻体に接着剤にて接合される。
２つの半殻体を互いに組み付けるステップの別の実施例において、頂部半殻体は、底部半殻体に溶接される。

空気流れダクトを製造するステップの実施例において、プラスチック材料の空気流れダクトは、押出し成形及びブロー成形法により製造される。
空気流れダクトを製造するステップの実施例において、プラスチック材料の空気流れダクトは、
膜ヒンジにより互いに接続された２つの半殻体を画成する鋳型キャビティを有する鋳型内にプラスチック材料を射出するステップと、
膜ヒンジにより互いに接続された２つの半殻体を鋳型から分離するステップと、
２つの半殻体を膜ヒンジを介して伸びる軸線の周りにて互いに対して回転させることにより、プラスチック材料で出来た２つの半殻体を互いに組み付け、これによりプラスチック材料で出来た空気流れダクトを製造するステップとを備える射出成形法により製造される。

金属構造要素と空気ダクトとの間の密着を保証するため、本発明の１つの選択可能な特徴によれば、金属構造要素内に配置すべき空気流れダクトのセグメント部分は、金属半殻体を組み付ける前に且つ、少なくとも１つの横方向において、対面する金属構造要素の内寸法よりも大きい外寸法を提供する少なくとも一部分を備えており、このため、２つの金属半殻体を互いに組み付けるステップの間、この部分は、互いに組み付けた２つの金属半殻体の部分により横方向に弾性的に圧縮された状態に置かれる。

本発明の別の選択的な特徴によれば、互いに組み付けるべき要素の相対的な適正な配置を保証するため、金属構造要素及び該金属構造要素内に配置すべき空気流れダクトのセグメント部分は、相補的な割り出し手段を有しており、これにより空気流れダクトを金属半殻体の一方及び（又は）金属構造要素に対し長手方向に及び（又は）横方向に及び（又は）斜め方向に配置することを可能にする。

本発明はまた、自動車の前側ピラーに組み付けられる管状金属構造要素と、空気を自動車の乗客室に向けて運び且つ、金属構造要素内に配置された少なくとも１つのセグメント部分を有する該金属構造要素内に配置されたプラスチック材料で出来た少なくとも１つの空気流れダクトとを備える、自動車用のダッシュボードのクロス部材にも関する。本発明によれば、
金属構造要素は、互いに組み付けられた２つの金属半殻体を備え、
空気流れダクトは、２つの半殻体から独立しており、また、少なくとも１つの横方向において弾性的応力を受ける金属構造要素内に配置された少なくとも１つのセグメント部分を有し、また、該セグメント部分は上記弾性的応力の反力の作用の下、構造要素の内面の少なくとも２つの対向する点に対して押し付けられる。

本発明のクロス部材の１つの実施の形態において、頂部半殻体は底部半殻体に接着剤にて接合される。
本発明のクロス部材の１つの実施の形態において、頂部半殻体は底部半殻体に溶接される。

本発明のクロス部材の１つの実施の形態において、プラスチック材料で出来た空気流れダクトは、押出し成形され且つ、ブロー成形されたダクトである。
本発明のクロス部材の１つの実施の形態において、プラスチック材料で出来た空気流れダクトは、上記半殻体と一体的に成形された膜ヒンジにより互いに接続されたプラスチック材料で出来た２つの半殻体を備えている。

本発明のクロス部材の１つの実施の形態において、金属構造要素及び該金属構造要素内に配置される空気流れダクトは、相補的な割り出し手段を備えており、これにより空気流れダクトを金属半殻体の一方及び（又は）金属構造要素に対し長手方向に及び（又は）横方向に及び（又は）斜め方向に配置することを可能にする。

最後に、本発明は、２つの前側ピラーと、上述したクロス部材とを有する構造体を備え、該クロス部材は、前側ピラーの各々に配置された相補的な締結具手段と協働し、クロス部材を２つの前側ピラーの間にて自動車の構造体に組み付けるための締結具手段を備える自動車を提供するものである。

本発明は、単に一例として記載した以下の説明及び添付図面を参照して読むことにより、一層良く理解することができる。
図１は、自動車２の部分概略図であり、この自動車は、自動車２の前側本体ピラー４に組み付けられた長手方向軸線８の管状金属構造要素３を備えるダッシュボードのクロス部材１を提供し、また、該金属構造要素はプラスチック材料で出来た少なくとも１つの空気流れダクト５に組み付けられ、該空気流れダクトは、空気を自動車２の乗客室６に運び、また、該ダクトは管状金属構造要素３内にて少なくとも部分的に長手方向に配置されている。

以下の説明において、「長手方向」という語は、管状金属構造要素３の軸線８に対し平行な任意の方向を意味するために使用し、また、「横方向」又は「クロス」という語は、管状金属構造要素３の軸線に対し垂直な任意の平面又は方向を示すために使用する。

ダッシュボードのクロス部材１は、クロス部材を自動車の前側ピラーに装着する任意の従来型式の締結具手段７により前側ピラー４に接続されており、該締結具手段は、単に非限定的な例として、フランス国特許出願明細書ＦＲ−Ａ−２ ８４１ ８６４号に提案された締結具手段を参照することができる。

管状金属構造要素３は、空気流れダクト５の横方向出口セグメント部分１０を通す少なくとも１つの横方向開口部９を提供する。この横方向出口１０は、空気ディフューザ装置（図示せず）に接続し、空気流れダクトに入り又は空気流れダクトから出る空気の方向及び（又は）流量を制御することを可能にすることができる。単に一例として、この装置は、空気流れダクト５によって運ばれた空気を乗客室６内に拡散することを可能にするファンとし、又はこの装置は、空気の流れを空気流れダクト５内に向ける空気調和ユニットとしてもよい。

本発明の管状金属構造要素３は、それらの長手方向自由端縁１５、１６に沿って互いに組み付けられた底部半殻体１１と、頂部半殻体１２とを備えている。クロス部材１を前側ピラー４に締結する手段７は、半殻体１１、１２の一方又はその他方の横方向端部に組み付けられている。更に且つ選択的に、金属支柱（図示せず）を金属構造要素３に装着して自動車２のクロス部材１と床との間及び（又は）底部金属ウィンドシールドクロス部材との間に剛性な接続部を提供し、これにより自動車２のダッシュボードのクロス部材１と底部ウィンドシールドクロス部材（図示せず）との間に剛性な接続部を提供することができる。２つの半殻体１１、１２を構成する金属材料、半殻体１１、１２の各々の寸法及び２つの半殻体１１、１２を互いに組み付ける方法、また、任意の金属支柱及び（又は）金属底部ウィンドシールドクロス部材をクロス部材１に対し締結する手段は、全てダッシュボードのクロス部材１に対する構造的仕様を満足させる金属構造組立体が得られるようなものとされている。換言すれば、互いに組み付けられるとき、上述したこれら２つの金属要素は、衝突強度の基準に適合し、自動車の前側ピラーの間に取り付けられたとき、その装置（エアバック、ステアリングコラム、計器パネル、ＨＶＡＣ等）が設けられたダッシュボードに対する仕様に述べられた振動に耐える能力に適合するように機械的に挙動する。

２つの半殻体１１、１２の長手方向自由端縁は、当然に、横方向開口部９の配置の関数として最適化される。図３において、横方向開口部９の周縁は、頂部半殻体１２に属する一部分と、底部半殻体１１に属する一部分とを備えている。

２つの半殻体１１、１２を互いに組み付ける方法は、例えば、金属対金属を接着剤にて接合するか（図２及び図３に示すように）、又は他の溶接ステップを備えることができる。

空気流れダクト５は、プラスチック材料で出来ており、２つの半殻体１１、１２の間に配置された少なくとも１つの長手方向セグメント部分５を備えている。かかる空気流れダクト５を製造する方法は、例えば、既知の型式の押出し成形及びブロー成形方法により構成することができる。

かかる空気流れダクトを製造する別の方法は、
膜ヒンジ３２により互いに接続された２つの半殻体３０、３１を画成する金型キャビティを有する金型内にプラスチック材料を射出するステップと、
膜ヒンジ３２により一体化された２つの半殻体３０、３１の鋳型を分解するステップと、
膜ヒンジ３２を通して伸びる軸線の周りにて２つの半殻体３０、３１を互いに回転させることにより、２つのプラスチック半体３０、３１を互いに組み付け、また、半殻体３０、３１の長手方向自由端縁３３、３４を一体化し、これによりプラスチック材料で出来た空気流れダクト５を形成するステップとを備えている。

図４は、この方法を使用して形成された空気流れダクト５の概略断面図である。好ましくは、このようにして形成された空気流れダクトに対し優れた気密性を提供するため、長手方向端縁は、密封バッフル３７を形成し得るよう相補的な階段形状の輪郭外形を提供することができる。

空気流れダクトを２つの半殻体１１、１２の間に実質的に配置するため、金属構造要素３及び該金属構造要素３内に配置すべき空気流れダクトのセグメント部分５は、相補的な割り出し手段９、１０；２０、２１を有しており、空気流れダクト５を底部金属半殻体１１及び（又は）頂部半殻体１２に対して長手方向に及び（又は）横方向に及び（又は）斜め方向に配置することを可能にする。「斜め方向に」配置するという語は、構造要素３の長手方向軸線８の周りにてダクト５及び構造要素３を相対的に斜め方向に配置することを意味するために使用する。

図１及び図２に示した割り出し手段は、底部半殻体１１に形成され且つ、空気流れダクト５に形成されたボス２１と協働する溝要素２０を有している。空気流れダクト５が単一のステップ（図４参照）にて射出成形法により形成されるとき、膜ヒンジ３２又は自由端縁３３、３４はボスを構成することができる。

更に、図３に示すように、構造要素３の横方向開口部９及び空気流れダクト５の関係した横方向出口セグメント部分１０は、互いに割り出し手段を構成する。
本発明の別の特徴によれば、空気流れダクト５は、半殻体と組み付けられる前に、少なくとも１つの横方向２５において、互いに組み付けた２つの半殻体１１、１２の相応する内寸法よりも大きい外寸法を提供する。このことは、空気流れダクト５の製造直後の断面２２の外形を破線で示す図２に示されている。２つの半殻体１１、１２が互いに組み付けられるとき、半殻体１１、１２の間に配置されたプラスチック材料の空気流れダクト５は、２つの半殻体１１、１２が互いに向けて動くことにより変形又は弾性的応力を受け、これにより復帰力を発生させ、この復帰力により空気流れダクト５の少なくとも２つの対向する箇所２３、２４は２つの半殻体１１、１２の向き合う内壁に対して押し付けられる。このように、２つの半殻体１１、１２を互いに組み付けるステップの間、単独にて又は割り出し手段と組み合わさって、空気流れダクト５は応力を加えることにより、プラスチック材料の空気流れダクト５がオーバモールディング等のような特別な締結技術を必要とせずに、金属構造要素３内の所要位置に強固に保持されることを保証することになる。

かかるダッシュボードのクロス部材１を製造する方法は、
底部金属半殻体１１と、該底部金属半殻体１１に対して相補的であり、また、互いに組み付けられたならば、管状金属構造要素３を形成する頂部金属半殻体１２とを製造するステップと、
底部金属半殻体１１又は頂部金属半殻体１２の自由端にて管状金属構造要素３の締結手段７及び前側ピラー４を組み付けるステップと、
空気流れダクト５をプラスチック材料にて製造するステップと、順次に、
空気流れダクト５の少なくとも１つのセグメント部分を半殻体１１、１２の一方に長手方向に配置するステップと、次に、
空気流れダクトのセグメント部分５が２つの半殻体１１、１２の間に包み込まれた状態にて、頂部半殻体１２を底部半殻体１１に組み付けるステップとを備えている。

本発明に従った自動車の部分概略図である。 図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った概略断面図である。 図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った概略図断面図である。 単一段射出成形過程により製造されたプラスチック空気流れダクトの概略断面図である。

符号の説明

２ 自動車
３ 管状金属構造要素
４ 前側ピラー
５ 空気流れダクト
６ 自動車の乗客室
１１ 底部半殻体
１２ 頂部半殻体
１８ 内面
２３ ２つの対向する箇所
２４ ２つの対向する箇所

Claims (13)

1. 自動車（２）の前側ピラー（４）に組み付けられる管状の金属構造要素（３）と、空気を自動車（２）の乗客室（６）内に運び且つ、少なくとも一部分、金属構造要素（３）内に配置された、プラスチック材料で出来た少なくとも１つの空気流れダクト（５）とを備える、自動車（２）用のダッシュボードのクロス部材（１）を製造する方法において、
   底部金属半殻体（１１）と、該底部金属半殻体（１１）と相補的であり且つ、互いに組み付けられたならば、管状の金属構造要素（３）を形成することを目的とする頂部金属半殻体（１２）とを製造するステップと、
   金属半殻体（１１、１２）の１方又は他方における自由端にて、管状の金属構造要素（３）を前側ピラー（４）に対して締結する締結手段（７）を組み付けるステップと、
   空気流れダクト（５）をプラスチック材料にて製造するステップと、順次に、
   少なくとも１つの空気流れダクト部分（５）を半殻体（１１、１２）の１つに配置するステップと、
   空気流れダクト部分（５）が２つの半殻体（１１、１２）の間に包み込まれた状態にて頂部半殻体（１２）を底部半殻体（１１）に組み付けるステップと、を備え、
   少なくとも一つの横方向（２５）において、金属構造要素内に配置される空気流れダクトのセグメント部分（５）は、金属半殻体（１１，１２）を組み付ける前に、金属半殻体（１１、１２）が互いに組み付けられたならば、金属構造要素（３）の対面する部分の内寸法よりも大きい外寸法を提供し、これにより２つの金属半殻体（１１、１２）を組み付ける間、セグメント部分（５）の前記部分が横方向に弾性的に圧縮された状態とされることを特徴とする、自動車用のダッシュボードのクロス部材を製造する方法。
2. 請求項１に記載のダッシュボードのクロス部材を製造する方法において、頂部半殻体（１２）は、底部半殻体（１１）に接着剤にて接合されることを特徴とする、ダッシュボードのクロス部材を製造する方法。
3. 請求項１に記載のダッシュボードのクロス部材を製造する方法において、頂部半殻体（１２）は、底部半殻体（１１）に溶接されることを特徴とする、ダッシュボードのクロス部材を製造する方法。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１つの項に記載のダッシュボードのクロス部材を製造する方法において、プラスチック材料で出来た空気流れダクト（５）は、押出し成形及びブロー成形法により製造されることを特徴とする、ダッシュボードのクロス部材を製造する方法。
5. 請求項１ないし請求項３の何れか１つの項に記載のダッシュボードのクロス部材を製造する方法において、
   プラスチック材料で出来た空気流れダクト（５）は、
   膜ヒンジ（３２）により互いに接続された２つの半殻体（３０、３１）を画成する鋳型キャビティを有する鋳型内にプラスチック材料を射出し、
   膜ヒンジ（３２）により互いに接続された２つの半殻体（３０、３１）を鋳型から分離し、
   ２つの半殻体（３０、３１）を膜ヒンジ（３２）を通して伸びる軸線の周りにて互いに対して回転させることにより、プラスチック材料で出来た２つの半殻体（３０、３１）を互いに組み付け、これによりプラスチック材料で出来た空気流れダクト（５）を製造する、１つのステップにて射出成形法により製造されることを特徴とする、ダッシュボードのクロス部材を製造する方法。
6. 請求項１ないし請求項５の何れか１つの項に記載のダッシュボードのクロス部材を製造する方法において、金属構造要素（３）及び該金属構造要素（３）内に配置すべき空気流れダクトのセグメント部分（５）は、相補的な割り出し手段（２０、２１；９、１０）を有しており、空気流れダクトを金属半殻体（１１、１２）の一方及び（又は）金属構造要素（３）に対し長手方向に及び（又は）横方向に及び（又は）斜め方向に配置することを可能にすることを特徴とする、ダッシュボードのクロス部材を製造する方法。
7. 自動車（２）の前側ピラー（４）に組み付けられる管状金属構造要素（３）と、空気を自動車（２）の乗客室（６）に向けて運ぶためのプラスチック材料で出来た少なくとも１つの空気流れダクト（５）であって、金属構造要素（３）内に配置された少なくとも１つのセグメント部分（５）を有する前記少なくとも１つの空気流れダクト（５）とを備える自動車（２）用ダッシュボードのクロス部材において、
   金属構造要素（３）は、互いに組み付けられた２つの金属半殻体（１１、１２）を備え、
   空気流れダクト（５）は、２つの半殻体（１１、１２）から独立しており、また、少なくとも一つの横方向（２５）において弾性的応力を受ける金属構造要素（３）内に配置された少なくとも１つのセグメント部分（５）を有し、また、該セグメント部分は、前記記弾性的応力に対する反力の作用の下、構造要素（３）の内面（１８）の少なくとも２つの対向する点（２３、２４）に対して押し付けられることを特徴とする、自動車用ダッシュボードのクロス部材。
8. 請求項７に記載の自動車用ダッシュボードのクロス部材において、頂部半殻体（１２）は、底部半殻体（１１）に接着剤にて接合されることを特徴とする、自動車用ダッシュボードのクロス部材。
9. 請求項７に記載の自動車用ダッシュボードのクロス部材において、頂部半殻体（１２）は、底部半殻体（１１）に溶接されることを特徴とする、自動車用ダッシュボードのクロス部材。
10. 請求項７ないし請求項９の何れか１つの項に記載の自動車用ダッシュボードのクロス部材において、プラスチック材料で出来た空気流れダクト（５）は、押出し成形され且つ、ブロー成形されたダクトであることを特徴とする、自動車用ダッシュボードのクロス部材。
11. 請求項７ないし請求項９の何れか１つの項に記載の自動車用ダッシュボードのクロス部材において、プラスチック材料で出来た空気流れダクト（５）は、半殻体（３０、３１）と一体的に成形された膜ヒンジ（３２）により互いに接続されたプラスチック材料で出来た前記２つの半殻体（３０、３１）を備えることを特徴とする、自動車用ダッシュボードのクロス部材。
12. 請求項７ないし請求項９の何れか１つの項に記載の自動車用ダッシュボードのクロス部材において、金属構造要素（３）及び該金属構造要素（３）内に配置される空気流れダクト（５）は、相補的な割り出し手段（２０、２１；９、１０）を備えており、空気流れダクト（５）を金属半殻体（１１、１２）の一方及び（又は）金属構造要素（３）に対し長手方向に及び（又は）横方向に及び（又は）斜め方向に配置することを可能にすることを特徴とする、自動車用ダッシュボードのクロス部材。
13. ２つの前側ピラー（４）を有する構造体と、請求項７ないし請求項１２の何れか１つの項に記載の自動車用ダッシュボードのクロス部材（１）とを有する自動車において、前側ビラ―（４）の各々に配置された相補的な締結具手段（７）と協働する締結具手段（７）を有し、クロス部材（１）を２つの前側ピラー（４）の間にて自動車用構造体に組み付けることを可能にすることを特徴とする、自動車。

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