JP2006528575A - 自動車用の変形可能な縦桁 - Google Patents

Abstract

本発明は、後部分（２４）を介して自動車の車室（１４）へ連結される前部分（２２）と、前部分（２２）が縦方向に衝撃を受けたときに、前部分（２２）を後部分（２４）に対して、エンジングループの反対側の方向へ折り曲げる制御手段を有し、制御手段は、第１翼部（３２）と第２翼部（３４）との２つの翼部と、２つの翼部（３２、３４）の接合部において突出する、中央の回り継ぎ手を形成するように適合化された中央部（３６）を有する、Ｖ型の硬い部品（３０）からなり、第２翼部（３４）は前部分（２２）に連結され、第１翼部（３２）は後部分（２４）に連結され、中央部（３６）は、縦桁（１２）に面して広がり、縦桁（１２）が縦方向に圧縮されたときに、前部分（２２）を後部分（２４）に対して、エンジングループの反対側の方向へ折り曲げるように縦桁（１２）を誘導するように適合化された、自動車用の縦桁に関する。

Description

本発明は、自動車用の変形可能な縦桁に関する。

自動車の縦桁は、エンジングループを支持するための固定点を構成するように、エンジンコンパートメントの中を、エンジングループの側方に沿って一対をなして縦方向に伸びる。
また、自動車の縦桁は、後部分を介して自動車の車室へ連結される前部分を有する。この後部分は、縦桁を自動車の構造に対して剛に支持するように適合化された支持部材に接続される。

しかしながら、縦桁の剛性を考慮すると、前面衝突の際に縦桁は車室の中へ縦方向に侵入して、搭乗者を危険にさらすリスクがある。

このような侵入を回避することを目的として、前部分と後部分の間に、縦桁の折り曲げ端緒を設けることが考案されている。この折り曲げ端緒は、衝突の際に、前部分と後部分とが、エンジングループの反対側へ互いに折れ曲がることを可能にする。このような縦桁が記載された文献として、特にＦＲ ００ ０６４１２を参照することができる。

折り曲げ端緒の効果で、前部分と後部分が折り曲げられてエンジングループから離されるためには、一方向の変形のみを優先するように、支持部材を過大な大きさにし、縦桁を補強する必要がある。そうしないと、縦桁は内側へ折れ曲がり、エンジングループの車室の中への移動をもたらす可能性が極めて高い。
ＦＲ ００ ０６４１２

本発明が解決しようとする課題は、衝突の際にエンジングループから離されるように適合化されるのみならず、支持部材を過大な大きさにする必要がない縦桁を提供することにある。支持部材を過大な大きさにしないことにより、自動車の構造重量を著しく軽減することが可能になる。

このため、本発明は、エンジンコンパートメントの中を、エンジングループの側面に沿って伸び、上記エンジングループを支持するように適合化され、後部分を介して上記自動車の車室へ連結される前部分を有し、上記前部分が縦方向に衝撃を受けたときに、上記前部分を上記後部分に対して、上記エンジングループの反対側の方向へ折り曲げる制御手段を有する自動車用の縦桁において、制御手段は、第１翼部と第２翼部との２つの翼部と、上記２つの翼部の接合部において突出する、中央の回り継ぎ手を形成するように適合化された中央部を有する、Ｖ型の硬い部品を含んでなり、上記第２翼部は上記前部分に連結され、上記第１翼部は上記後部分に連結され、上記中央部は、上記前部分と上記後部分の間の概ね中間を、上記エンジングループの反対側の方向へ、上記縦桁に面して広がり、上記中央部は、上記縦桁が縦方向に圧縮されたときに、上記前部分を上記後部分に対して、上記エンジングループの反対側の方向へ折り曲げるように、上記縦桁を誘導するように適合化された、自動車用の縦桁を提供する。

このように、本発明の１つの特徴は、上記Ｖ型の硬い部品と、この硬い部品が縦桁の縦方向に沿って広がるように取り付けられる上記縦桁とを組み合わせることにある。上記翼部の１つは上記前部分に連結され、他の１つの翼部は上記後部分に連結されるが、上記中央部は、上記縦桁に対向して、上記エンジングループから反対方向に配置される。このようにして、前方衝突の際に上記縦桁が圧縮されたときには、上記前部分は上記後部分へ向けて動かされる傾向を有するが、上記前部分と上記後部分にそれぞれ連結された上記硬い部品の２つの翼部は互いに接近し、一方、その周りを上記２つの翼部が回動する上記中央部は、上記縦桁に対向して支持され、上記縦桁の上記エンジングループから反対方向への折り曲げを強制する。

有利には、上記硬い部品の上記第１翼部と上記第２翼部は、それぞれ上記中央部の反対側に第１端部と第２端部を有し、上記第１端部は上記後部分に連結され、上記第２端部は上記前部分に連結される。このようにして、上記縦桁が変形される前には、上記硬い部品の上記第１翼部と上記第２翼部は、上記縦桁に対して自由であり、前面衝突が発生した直後には、上記第１翼部と上記第２翼部との相対的な移動の開始は拘束されず、上記縦桁のエンジンコンパートメントの外側へ向けた変形が常に同じようにもたらされる。

また、上記縦桁の折り曲げを更に制御するために、上記第１端部と上記第２端部は、上記第１翼部と上記第１端部との接合部と、上記第２翼部と上記第２端部との接合部が、それぞれ第１回り継ぎ手と第２回り継ぎ手を形成するように、それぞれ上記第１翼部と上記第２翼部に対して傾斜させられ、上記傾斜させられた上記第１端部と上記第２端部は、互いの延長上を反対方向へ伸びることが望ましい。

このようにして、それぞれ上記前部分と上記後部分に連結され、その結果概ね一直線に配置された上記第１端部と上記第２端部は、上記縦桁の圧縮の際に互いに接近し、上記中央部の周りを互いに回動する２つの上記翼部は、上記第１翼部と上記第１端部との接合部と、上記第２翼部と上記第２端部との接合部との回りにおいても、それぞれ上記第１端部と上記第２端部に対して、同様に回動する。また、縦桁を２つに分ける中間線に沿って互いに接近する両端部は、上記中間線に対する上記中央部の離隔をもたらし、このことは、上記縦桁をエンジンコンパートメントの外側へ向けて強制的に移動させることを可能にする。

本発明の特に有利な実施の形態によれば、傾斜させられた上記第２端部は、縦方向に圧縮可能にするように適合化された、機械的な抵抗力が小さい部分を有する。後に詳しく説明するように、上記縦桁は、前部衝突の衝撃を緩和するための縦方向に圧縮可能な端部を有し、この端部に連結された上記第２端部も、このように縦方向に収縮可能である必要がある。

また、上記縦桁は、上記エンジングループに対向して伸びる第１側壁と、反対側に設けられた第２側壁とを有する単一のボックスを有利に形成し、上記硬い部品は、上記第１翼部と上記第２翼部が上記第１側壁に連結され、上記中央部が上記第２側壁に対向して位置するように、上記ボックスの中に装着される。このようにして、前部衝突の際に、上記ボックスは、特に上記第１側壁が最初は縦方向に軽度に圧縮し、このことは、上記中央部が上記第２側壁の内面に対向して支持される上記硬い部品の座屈を直ちに引き起こし、上記第２側壁の上記エンジングループと反対の方向への動きを引き起こす。

このようにして、上記硬い部品は、上記エンジングループと反対の方向への上記前部分の上記後部分に対する折り曲げを強制し、上記硬い部品のこの作用がなければ、縦桁は車室へ向けて縦方向に動かされる傾向を有することになる。

また上記縦桁は、特に有利に、傾斜させられた上記第２端部と協同するように適合化された、上記縦桁の頭部を形成する、縦方向に圧縮可能な端部を有する。傾斜させられた上記第２端部自身も縦方向に変形可能であり、上記縦方向に圧縮可能な端部に連結される。このようにして、上記縦桁の頭部が縦方向に圧縮されると、直ちに衝撃の一部を吸収するように収縮するが、上記Ｖ型の硬い部品の効果によって、上記前部分と上記後部分の折り曲げが開始される。

また、上記縦桁は、望ましくは、上記縦桁の折り曲げが、上記前部分と上記後部分の間の所定の箇所で正確に実行されるように、上記前部分と上記後部分の間に位置する折り曲げ端緒領域を有する。

本発明のその他の特徴及び利点は、参考として非限定的に示され、添付図面を参照して行う、以下の説明を読むことによって明らかとなるであろう。これらの添付図面において：
−図１は、本発明の１実施の形態による縦桁を示す、自動車の前部内部構造の概略斜視図であり；
−図２は、図１に示された縦桁の一部の上部の概略上面図であり；
−図３は、図２に示された部品を示す概略斜視図であり；
−図４は、変形後における、図２に示された縦桁の一部の上部の概略上面図であり；
−図５は、図２に示された縦桁の実施の形態の１変形を示す概略図である。

図１は、自動車の前部内部構造を示す。図には、エンジンコンパートメント１０と、縦桁１２が示されている。縦桁１２は、車室１４から、縦桁１２が支持するバンパー１６まで縦方向に伸びる。また、縦桁１２は、エンジンコンパートメント１０に向かって外側の方は車輪ハウジング１８に沿って伸び、エンジンコンパートメント１０向かって内側の方はエンジングループに沿って伸びる。縦桁１２は、特に取り付け部２０によってエンジングループを支持するように適合化されている。

他方では、縦桁１２は、一般に２つのＵ型形鋼の組み立てによって作られ、後部分２４を介して車室へ連結される前部分２２を有する、縦方向のボックスを形成する。また縦方向のボックスは、エンジングループに対向して伸びる第１側壁２５を有する。前部分２２は、バンパー１６に連結される縦桁の頭部を形成する、縦方向に圧縮可能な端部２６を有する。

自動車が前面衝突したときに、縦桁１２は車室の方向へ動かされる傾向を有するが、このことは搭乗者にとって危険であるので、先ず第一に、圧縮可能な端部２６が縦方向に収縮しながら衝突に関連する運動エネルギの一部を吸収する。次いで、後に説明する本発明の変形可能な縦桁の効果によって、衝突の運動エネルギの残りの部分が、後部分２４に対する前部分２２の、矢印Ｆに沿ってエンジンコンパートメント１０の外側に向けた、横方向の折り曲げをもたらす。なお、縦桁１２のエンジンコンパートメント１０の内側に向けた折り曲げは、エンジングループを車室へ向けて動かす傾向を有するので危険である。

本発明の変形可能な縦桁を、図２、３を参照して詳細に説明する。
図３は、第１翼部３２と第２翼部３４を有する、Ｖ型の硬い部品３０の斜視図である。第１翼部３２と第２翼部３４の間の接合部は中央部３６に該当し、それぞれ第１翼部３２と第２翼部３４の端部であるの第１端部３８と第２端部４０とによって定められる平均面Ｐに対して突出している。第１端部３８と第２端部４０は、第１端部３８、第２端部４０がそれぞれ第１翼部３２、第２翼部３４との傾斜を形成することによって定める平均面Ｐ内を、互いに反対の方向へ縦方向に伸びる。

Ｖ型の硬い部品３０は、縦桁１２の前部分２２の、後部分２４に対する折り曲げの制御手段を構成し、金属材料の１枚の板から型打ちによって有利に製作される。型打ちは、金属材料の板にＶ型の形状を与えることと、中央部分５０から突出して対向する２つの自由縁４６、４８の範囲を定める２つの肩４２、４４を作ることとを同時に可能にする。

このようにして、Ｖ型の硬い部品３０は、変形に対するより大きな抵抗をもたらすための、直角に立ち上がった部分を有する。しかしながら、中央部３６と、第１翼部３２と第１端部３８との接合部５２と、第２翼部３４と第２端部４０との接合部５４は、肩を有しない。このように、一方では、第１翼部３２と第２翼部３４との２つの翼部は、中央部３６の中を第１翼部３２と第２翼部３４に概ね直交して伸びる軸ＡＯに沿って互いに優先的に大きく折り曲げられることができ、他方では、２つの端部、第１端部３８と第２端部４０は、第１翼部３２と第２翼部３４に対して、同様に軸Ａ１、Ａ２に沿って優先的に大きく折り曲げられるようにそれぞれ適合化される。このようにして、接合部５２、５４と中央部３６は、回り継ぎ手を形成するように適合化される。

また、第２端部４０は、縦方向の大きな変形を可能にする穴５６、または図示しない付加的または代替的な褶曲を縦方向に有する。

さて、図２を参照して、Ｖ型の硬い部品３０が装着された縦桁１２について説明する。
図２には、縦桁１２の前部分２２及び後部分２４と、第２側壁５８に対向する第１側壁２５が示されている。

Ｖ型の硬い部品３０は、縦桁１２の中に縦方向に装着され、第１端部３８は、リベット、ボルト、または溶接によって、縦桁１２の後部分２４の中の第１側壁２５に連結され、第２端部４０は、同様に縦桁１２の前部分２２の中の第１側壁２５に連結される。一方、中央部３６は、第２側壁５８に対向して、概ね縦桁１２の前部分２２と後部分２４の間で、縦桁１２に面して広がる。また、中央部３６は、横方向の遊びを構成するように、第２側壁５８から間隔をおいて設けられる。

このようにして、縦桁１２が、互いに反対向きの力Ｆ、Ｔに応じて縦方向の変形を受け、Ａ−Ａ面内で圧縮されると、直ちに、Ｖ型の硬い部品３０の第１端部３８と第２端部４０が取り付けられた第１側壁２５は、第１端部３８と第２端部４０を相互の方向へ動かして、Ｖ型の硬い部品３０を拘束し、このことは、中央部３６の第２側壁５８の方へ向けた、Ｂ−Ｂ面に沿った方向Ｒの、横方向の移動を引き起こす。

上記の横方向の遊びによって、前部衝突によって発生されたエネルギの大部分は、第２側壁５８に即座には接触せず、従って抵抗力が小さい、Ｖ型の硬い部品３０へ伝達される。このようにして、中央部３６は、より大きな力を持って第２側壁５８にぶつかり、このことは第２側壁５８の変形を助ける。

他方では、組み立ての際に、縦桁１２の様々な壁の組み立ては、中央部３６に干渉しないように行われる必要がある。

また、振動に起因するＶ型の硬い部品３０の打撃音が、縦桁との接触による有害な音を発生しないようにする必要がある。

より正確には、第１端部３８と第２端部４０は、相互に向けて概ね平行移動されるが、一方、第１翼部と第２翼部に対して、それぞれ軸Ａ１と軸Ａ２の周りに回動する。
この縦方向の変形は、自動車が前面衝突を受けたときに生じる。衝突中に、穴５６の効果によって収縮可能なＶ型の硬い部品３０の第２端部４０とともに収縮するのは、先ず第１に縦方向に圧縮可能な端部２６である。
このようにして、図４に示すように、縦桁１２が縦方向に圧縮された後に、前部分２２と後部分２４は、その中央部３６が第２側壁５８に寄りかかってＲ方向に力を導く、Ｖ型の硬い部品３０の効果によって、エンジンコンパートメント１０と反対の方向に、互いに対して折り曲げられる。

このように、Ｖ型の硬い部品３０は、プレストレスを与えるように適合化された過大な大きさの縦桁１２の支持部材を設けることを必要とすることなく、縦桁１２を、車室１４とエンジンコンパートメント１０の外側の方向へ、優先的に変形させる。

図５は、特に有利な実施の形態の１変形を示す。この図には、図２に示した全ての部品を有する縦桁が再び示されており、第２側壁５８は、接触領域６０を有する。該接触領域６０は、中央部３６に対向して型打ち成型され、中央部３６を受けてブロックするように適合化される。接触領域６０は、衝突の際に中央部３６が入り込むことができ、中央部３６の移動を少なくとも部分的に阻止することが可能な凹面の内壁を形成する。すなわち、この接触領域６０は、中央部３６を案内し、少なくとも部分的に第２側壁５８に連結することを可能にする、折り曲げ端緒領域となる、中央部３６の支持、捕捉領域を形成する。

さらに、本発明に適応された、一方が右側で、他方が左側の２つの縦桁は、自動車に装着されるように適合化される。

このように、支持部材を除去することが可能であり、このことは自動車の軽量化も可能にし、しかも縦桁１２に前部分と後部分との間に折り曲げの端緒と、補強のための内部の３角形の部材を設けることが可能である。

Claims (10)

1. エンジンコンパートメント（１０）の中を、エンジングループの側面に沿って伸び、上記エンジングループを支持するように適合化され、後部分（２４）を介して上記自動車の車室（１４）へ連結される前部分（２２）を有し、上記前部分（２２）が縦方向に衝撃を受けたときに、上記前部分（２２）を上記後部分（２４）に対して、上記エンジングループの反対側の方向へ折り曲げる制御手段を有する自動車用の縦桁（１２）において、
   上記制御手段は、第１翼部（３２）と第２翼部（３４）との２つの翼部と、上記２つの翼部（３２、３４）の接合部において突出する、中央の回り継ぎ手を形成するように適合化された中央部（３６）を有する、Ｖ型の硬い部品（３０）を含んでなり、上記第２翼部（３４）は上記前部分（２２）に連結され、上記第１翼部（３２）は上記後部分（２４）に連結され、上記中央部（３６）は、上記前部分（２２）と上記後部分（２４）の間の概ね中間を、上記エンジングループの反対側の方向へ、上記縦桁（１２）に面して広がり、
   上記中央部（３６）は、上記縦桁（１２）が縦方向に圧縮されたときに、上記前部分（２２）を上記後部分（２４）に対して、上記エンジングループの反対側の方向へ折り曲げるように上記縦桁（１２）を誘導するように適合化されていることを特徴とする、自動車用の縦桁。
2. 上記硬い部品（３０）の上記第１翼部（３２）と上記第２翼部（３４）は、それぞれ上記中央部（３６）の反対側に第１端部（３８）と第２端部（４０）を有し、上記第１端部（３８）は上記後部分（２４）に連結され、上記第２端部（４０）は上記前部分（２２）に連結されることを特徴とする、請求項１に記載の自動車用の縦桁。
3. 上記第１端部（３８）と上記第２端部（４０）は、上記第１翼部（３２）と上記第１端部（３８）との接合部と、上記第２翼部（３４）と上記第２端部（４０）との接合部が、それぞれ第１回り継ぎ手と第２回り継ぎ手を形成するように、それぞれ上記第１翼部（３２）と上記第２翼部（３４）に対して傾斜させられ、上記傾斜させられた上記第１端部（３８）と上記第２端部（４０）は、互いの延長上を反対方向へ伸びることを特徴とする、請求項２に記載の自動車用の縦桁。
4. 傾斜させられた上記第２端部（４０）は、縦方向に圧縮可能にするように適合化された、機械的な抵抗力が小さい部分を有することを特徴とする、請求項２または３に記載の自動車用の縦桁。
5. 上記エンジングループに対向して伸びる第１側壁（２５）と、反対側に設けられた第２側壁（５８）とを有する単一のボックスを形成し、上記硬い部品（３０）は、上記第１翼部（３２）と上記第２翼部（３４）が上記第１側壁（２５）に連結され、上記中央部（３６）が上記第２側壁（５８）に対向して位置するように、上記ボックスの中に装着されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の自動車用の縦桁。
6. 上記中央部（３６）は、横方向の遊びを形成するように、上記第２側壁（５８）から間隔をおいて設けられることを特徴とする、請求項５に記載の自動車用の縦桁。
7. 上記第２側壁（５８）は、衝突の際に上記中央部（３６）をブロックするために、上記中央部（３６）を受けるように適合化された接触領域（６０）を有することを特徴とする、請求項５または６に記載の自動車用の縦桁。
8. 上記前部分（２２）は、上記縦桁の頭部を形成する、縦方向に圧縮可能な端部（２６）を有することを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１つに記載の自動車用の縦桁。
9. 上記硬い部品（３０）の傾斜させられた上記第２端部（４０）は、縦方向に圧縮可能な端部（２６）に連結されることを特徴とする、請求項８及び請求項２〜４のいずれか１つに記載の自動車用の縦桁。
10. 上記前部分（２２）と上記後部分（２４）の間に位置する折り曲げ端緒領域を有することを特徴とする、請求項１から９のいずれか１つに記載の自動車用の縦桁。

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