JP2007084066A - 車両クロスメンバを支持する耐荷力コンポーネント - Google Patents

Abstract

【課題】車両への空調ユニットの組込み設計を改良する。
【解決手段】本発明は、好ましくは、車両クロスメンバ（３）又はモジュールキャリヤ（９）を自動車の車体のフロア領域上に支持できるようにする耐荷力コンポーネント（８）に関し、この耐荷力コンポーネント（８）は、空調ユニットの取付けに役立ち、耐荷力コンポーネントは、空調ユニットの少なくとも１つのケーシング部分（１，１′）に連結され、耐荷力コンポーネント（８）及び空調ユニットのケーシング（１）が、調和空気を車両の乗客室内へ流入させる少なくとも１つのチャネル（７，７′）を形成するようになっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両クロスメンバ又はモジュールキャリヤを車体のフロア領域上に支持することができるようにする車両の内部に設けられた耐荷力（荷重支持）コンポーネントに関する。場合によっては、かかるコンポーネントはそれ自体、種々の装置を担持したレールの支持とは別に、種々の付属品を車両内に支持し又は取り付け、特に、空調ユニットのケーシングを取り付けるよう働く。

現代型の車両の操縦室又はコックピットは、現代型車両を道路走行可能な条件で且つ認可に従って作動させる共に快適さ及び技術上の改良に関して常に増大している需要に応じることができるようにするのに必要な複数個の互いに異なる種々の装置を搭載している。重量及びコスト軽減に関する要件並びに高度の保守及び組立て上の優しさの提供に関して競争原理に戻る上での制約には、全てのコンポーネントを永続的に改良しなければならないので複雑さの増大が伴う。車体及びこれに連結された付属品がいつまでも完全であることは、この改良の範囲内で極めて重要である。

取り付けられるべき装置又はコンポーネントを受け入れる複数の用意された手段を搭載している場合のある特に様々な水平構造部材が、車両工学において確立されるようになっており、構造部材は、車両長手方向軸線に沿って車体のフロア領域に配置されたトンネルで支持される場合が多い。組立て手段だけでなく強度及び安全性の観点は、これら構造部材の設計を決定する。

空調ユニットの主ケーシングは、これらの中に収納されたコンポーネント、例えば蒸発器、温度制御又はドアシステム、暖房用熱交換器及びもし設けられていれば追加のヒータ及びエアフィルタと共に、通常は、車両トンネルの上方且つインストルメントパネル（ダッシュボード）の下でほぼ車両中央に位置決めされる。一般に、これらコンポーネントは、車体の両方のＡピラーの構造的連結部として設計された車両クロスメンバに取り付けられる。大抵の場合、車両クロスメンバは、車両中央の付近でトンネル支持体により支持される。というのは、不必要な材料の出費を回避する目的で、この車両クロスメンバは、これが大きな組立てユニットの荷重に非支持状態では耐えることができないように寸法決めされている。技術の現状において、強度及び設計上の理由で、トンネル支持体は、車両に組み込まれた空調ユニットの主ケーシングの直ぐ隣に位置決めされ、加うるに、空調ユニットを保持するよう設計されている場合がある。多くの場合、空調ユニットは、コックピットのフロント領域の最も嵩張る組立てユニットのうちの１つである。取付けスペースが絶えず減少している中で空調ユニットの技術的性能に関する需要が高まっている中で、両側に配置されたトンネル支持体の技術的思想は、もはや維持することができない。

２つの垂直トンネル支持体相互間に空調ユニットを組み込むには、部分的に相当な欠点を伴うことが判明した。車両内に固定されたトンネル支持体は、コックピットのフロント領域で利用できる取付けスペースを３つのゾーンに分割し、この分割を後で変更することはできない。車両のフロント領域のレッグルームは、できるだけ大きいことが望ましいので、トンネル支持体は大抵の場合、これらが空調ユニットの主ケーシングに非常に近接して位置決めされて、これらが、これらのレッグルームを過度に制限する運転手又は乗客のフットスペース内へ不必要に突き出さないように構成されている。しかしながら、主ケーシングの近くへの配置には、組立ての自由度が制限されるという欠点がある。加うるに、空調ユニットを挿入するのに利用できる取付けスペースは、両側に設けられたトンネル支持体によって変更不能に制限される。後で変更されるケーシングの形状、スペースの分割の変更又は幾何学的形状の変更を伴うケーシングの後での据え付けに適合することは、たとえ可能であっても費用が高く付く。

技術の現状において、当該車体部分を構成する際に使用状態の空調ユニットの強度供給源を利用する種々の方法が知られている。

例えば、空調ユニットのケーシングの外部を乗客室のフロント境界部のところで耐力構造体に機能的に組み込むことが知られている（欧州特許第９７９，１７５号明細書）。しかしながら、かかる解決策では、互いに異なる形式の本体への据え付けが計画される場合、多大な適合努力が必要である。

さらに、車両クロスメンバに過剰に加重しないようにするために、空調ユニットの重量を幾つかの取付け箇所で支持することが知られている（独国特許出願公開第１００６０１０５号明細書）。この解決策を種々の幾何学的形状に適合させることは、問題である場合がある。

欧州特許第９７９，１７５号明細書 独国特許出願公開第１００６０１０５号明細書

本発明は、材料出費が少なく且つ高い融通性が得られるようにしながら利用可能な取付けスペースの良好な使用、取付け上の優しさ及び強度要件への容易な適合性によって、それ自体区別する車両への空調ユニットの組込みに関する設計上の解決策の改良を提供することを目的とする。

この課題は、独立形式の請求項１及び３の特徴により特徴付けられる耐荷力コンポーネントによって解決される。請求項２及び請求項４〜請求項１７は、本発明のコンポーネントの有利な実施形態を記載しており、請求項１８は、本発明の耐荷力コンポーネントの多構成に関する。

本発明は、従来型トンネル支持体の機能を主として、空調ユニットのケーシングを貫通する耐荷力コンポーネントに移すことに基づいている。したがって、本発明は、車両クロスメンバ又はモジュールキャリヤを車体のフロア領域上に支持することができるようにする少なくとも１つの耐荷力コンポーネントであって、この少なくとも１つの耐荷力コンポーネントが、空調ユニットのケーシングを貫通していることを特徴とする。空調ユニットへの内部にシフトされた支持体は、空調ユニットの外寸を制限しない。

耐荷力コンポーネントは、空調ユニットのケーシングの部分を取り付けることができる手段を備え、耐荷力コンポーネントは、耐荷力コンポーネントが主として垂直方向に加重されるように位置合わせされると共に寸法決めされれば有利である。このように、耐荷力コンポーネントは、従来型トンネル支持体の機能を担うことができ、利用可能な取付けスペースを制限しないで、空調ユニットを受け入れる他の締結手段を補償する。

さらに、本発明は、自動車内の空調ユニットのケーシングの構造上の特徴を考慮している。

種々の受座のための種々の温度ゾーンを空調システム内に生じさせるために、幾つかの空気チャネルが、大抵の場合互いに分離した状態で中央に配置された仕切りにより形成されるのが通例である。空気チャネルを分離するために挿入される仕切りは、別個のコンポーネントとして製造され又は供給業者から購入される場合が多い。

本発明は、かかる温度ゾーン仕切りが、空調ユニットの主ケーシングを貫通し、少なくともその一部を貫通する可能性に基づいている。垂直方向に配置されると、この仕切りは、今日まで、技術の現状のトンネル支持体によって支持されていた荷重を支持できるコンポーネントを形成する。

本発明の別の実施形態によれば、車両クロスメンバ又はモジュールキャリヤを車体のフロア領域上に支持することができる耐荷力コンポーネントにおいて、耐荷力コンポーネントは、空調ユニットを取り付けるのに役立ち、耐荷力コンポーネントは、空調ユニットの少なくとも１つのケーシング部分に連結され、耐荷力コンポーネント及び空調ユニットのケーシングは、調和空気を乗客室内へ流入させる少なくとも１つのチャネルを形成するようになっている耐荷力コンポーネントが提供される。

いわば、空調ユニットの機能発揮は、かかる耐荷力コンポーネントと調和空気を乗客室内へ導く少なくとも１つのチャネルに関する必要な開発の結びつきによってのみ確立される。

耐荷力コンポーネントは、車体のＡピラー相互間に延びる車両クロスメンバから車体のフロア領域に設けられた車両トンネルまで本質的に二次元にわたって延びる状態で車両クロスメンバ及び車両トンネルに連結されたコンポーネントであれば有利である。二次元コンポーネントに垂直な表面は主として、車両クロスメンバの方向に向いている。

同様な有利な変形例は、耐荷力コンポーネントが、モジュールキャリヤから車体のフロア領域に設けられた車両トンネルまで本質的に二次元的に延びる状態でモジュールキャリヤ及び車両トンネルに連結された同じ向きのコンポーネントである場合に得られる。

上述した向きの二次元コンポーネントとして耐荷力コンポーネントを設計することは、特に材料が十分な厚さを有している場合、一方において、荷重を効果的に支持することが必要であり、他方において、車両クロスメンバ又はモジュールキャリヤ及び耐荷力コンポーネントにより形成されるシステムの特定の周波数を上昇させるのに必要な高い強度を必要とする。特徴的な周波数の増大は効果的に、乗客室の付近、特にステアリングシステムの付近での妨害振動を無くし、その結果、安全性と関連した要件が満たされるようになる。これにより、本発明のコンポーネントが金属で作られている場合、種々の従来のプラスチック材料で作られた種々の支持コンポーネントと比較して別の重要な利点が得られる。この理由で、耐荷力コンポーネントは好ましくは、金属で作られるべきであるが、適当な耐荷力コンポーネントに対して設定される強度要件を満たす別の材料、例えば繊維強化プラスチック、ハイブリッド材料等で作られてもよい。耐荷力コンポーネントが金属で作られ、プラスチックで被覆される（これは、例えば、溶射被覆によって行うことができる）場合、金属な有利の特性を種々のプラスチック材料の特性と組み合わせることができる。これは例えば、腐食からの効果的な保護を達成することができる。

製造における優先順位に応じて、支持部材、車両トンネル及び耐荷力コンポーネント相互間の取外し可能又は永続的な連結部を構成することができる。この連結部が永続的である場合、耐荷力コンポーネントは事実上、車体の固定要素になり、これは、後で行われる組立て労力を軽減し、それ故コストを軽減するのに役立つ。取外し可能な連結部は、設計をいつでも変更できるという利点を有する。

本発明の利点は、耐荷力コンポーネントは両側が、空調ユニットの少なくとも１つのケーシング部分に連結されていて、耐荷力コンポーネント及び耐荷力コンポーネントのいずれかの側の空調ユニットのケーシングは、各場合において、調和空気を乗客室内へ流入させる少なくとも１つのチャネルを形成するようになっていれば十分に明らかになる。この場合、耐荷力コンポーネントは、温度ゾーン仕切りの機能を完全に実行する。

特に、耐荷力コンポーネントは、耐荷力コンポーネントそれ自体で、車両のＡピラー相互間にそれ以上の支持場所を設けないで車両クロスメンバ又はモジュールキャリヤを支持できるように寸法決めされ、耐荷力コンポーネントは、従来型トンネル支持体を補償できる。

凝縮物出口に関する通常の封止要件では、空調ユニットの底部領域にドリップパン（受皿）を設けることを必要とする。それ故、耐荷力コンポーネントは、永続的に連結されたドリップパンを備えていれば特に有利である。特に、温度ゾーン仕切りとして形成される耐荷力コンポーネントへのドリップパンの組込みにより、製造されるべきコンポーネントの数が減少する。

さらに、耐荷力コンポーネントは、ケーシング部分を受け入れる締結手段又はケーシング部分のところに位置した適当な締結手段の受座を備えていれば有利である。

耐荷力コンポーネントは、ケーシング部分を受け入れる締結手段又はケーシング部分のところに位置した適当な締結手段の受座を備えていれば、結果的に有利な実施形態が得られる。

さらに、耐荷力コンポーネントは、取付け状態のケーシング部分との接触領域において、ケーシング部分が耐荷力コンポーネントに気密又は液密状態で連結されるように構成されていれば有利である。これを得るためには、少なくとも１つの舌部及び溝シールを密封のために設けるのがよい。耐荷力コンポーネントのかかる準備により、空調ユニット一式の迅速な組立てが容易になると共に他方において、難なく欠陥のあるコンポーネントの交換が可能になる。

本発明の耐荷力コンポーネントは又、多くの構造に有利に使用できる。

実施形態を例にとって本発明を詳細に説明する。

図１は、自動車内の空調ユニットの従来の構造を示す略図である。空調ユニットの主ケーシング１の取付けに利用できる取付けスペース２は、頂部が車体（図示せず）のＡピラー相互間に延びる車両クロスメンバ３により制限され、底部が、車体のフロア領域で車両長手方向に延びる車両トンネル４により制限されている。取付けスペース２の両側部は、２つのトンネル支持体５，５′により制限されている。空調ユニットの主ケーシング１は、垂直に配置された温度ゾーン仕切り６により分割されていて、調和空気を乗客室内に導くことができる２つのチャネル７，７′が形成されるようになっている。トンネル支持体５，５′は、一方において、車両クロスメンバ３を車両トンネル４上に支持するのに役立ち、他方、空調ユニットの主ケーシング１を組込み状態に固定するのに役立つ。温度ゾーン仕切り６が言及する価値のあるほどの強度機能を車体システムに提供しないで、主ケーシング全体を貫通していることは、明らかになっている。主ケーシング１に加えて、トンネル支持体５，５′は、主ケーシング１の左側及び右側で他のインサートに使用できず又は運転手及び乗客のそれぞれのフットスペースを制限する取付けスペースを占める。

図２は、車両クロスメンバを有する自動車内の空調ユニットの本発明の構造の略図である。この場合も又、空調ユニットの主ケーシング１の取付けに利用できる取付けスペース２は、頂部が車体（図示せず）のＡピラー相互間に延びる車両クロスメンバ３により制限され、底部が、車体のフロア領域で車両長手方向に延びる車両トンネル４により制限されている。ケーシングの両側にはトンネル支持体が設けられておらず、これに代えて、空調ユニットのケーシング１を貫通した２個の耐荷力コンポーネント８，８′が設けられている。それ故、取付けスペース２は、両側のトンネル支持体によってはもはや制限されない。空中ユニットの主ケーシング１は、垂直に配置された温度ゾーン仕切り６により分割されていて、調和空気を乗客室内に導くことができる２つのチャネル７，７′が形成されるようになっている。耐荷力コンポーネント８，８′は、これらチャネル７，７′の内部に配置されている。

耐荷力コンポーネント８，８′は、空調ユニットのケーシング１の部分を固定できる手段を備え、それにより、耐荷力コンポーネント８，８′は、これらが主として垂直方向に加重されるように位置合わせされると共に寸法決めされている。このように、耐荷力コンポーネント８，８′は、主として、従来型トンネル支持体の機能を実行し、取付けスペースの制限を回避するためにこれらトンネル支持体を補償できる。

図３は、車両クロスメンバを有する自動車内の空調ユニットの本発明の別の構造の略図である。車両クロスメンバ３はそれ自体耐荷力コンポーネント８で支持され、この耐荷力コンポーネントは、車両クロスメンバ３からこれらの両方に永続的に連結された車両トンネルまで垂直方向に延びている。耐荷力コンポーネント８は、車両のＡピラー相互間に任意他の支持場所が無く、車両クロスメンバ３をそれ自体で支持できるように寸法決めされている。したがって、耐荷力コンポーネント８は、従来型トンネル支持体を補償できる。空調ユニットの主ケーシング１の取付けに利用できる取付けスペース２は、頂部が、車両クロスメンバ３によってのみ制限され、頂部が、車体のフロア領域で車両長手方向に延びる車両トンネル４によって制限されている。耐荷力コンポーネント８は、両側が、各場合において空調ユニットのケーシング１，１′の一部に連結されていて、耐荷力コンポーネント８及び耐荷力コンポーネント８の各側に設けられた空調ユニットのケーシング１が、各場合において、調和空気を車両の乗客室に流入させる１つのチャネル７，７′を形成するようになっている。この場合、耐荷力コンポーネント８は、温度ゾーン仕切りの機能を受け持つ。

図４は、モジュールキャリヤを有する自動車内の空調ユニットの本発明の構造の略図である。図３に示す実施形態の例とは対照的に、モジュールキャリヤ９は、Ａピラー相互間で距離全体にわたって延びておらず、運転者側のＡピラー（図示せず）から本発明の耐荷力コンポーネント８まで延びているに過ぎない。この場合、耐荷力コンポーネントは、モジュールキャリヤが大きすぎるほど下方に曲げられるのを阻止するだけでなく、車両トンネル４の上方の領域でモジュールキャリヤ９を完全に支持するよう働く。

その他の点においては、図３の実施形態と図４の実施形態はほぼ同じである。各場合において、耐荷力コンポーネント８は、十分に強固に構成された二次元コンポーネントであり、その延長部は、一方において、主ケーシング１，１′の半部の両方を互いに完全に分離し、他方において、支持部材の各々を車両トンネル４に連結するのに十分である。ケーシング１，１′の取付け部分への接触領域１０において、耐荷力コンポーネント８は、舌部と溝の連結方式の準備により、ケーシング１，１′の上述の部分が、耐荷力コンポーネント８に気密且つ液密に連結されるように構成されている。

図５は、車両クロスメンバ３と組み合わされた温度ゾーン仕切りとしての本発明の耐荷力コンポーネント８の実施形態の斜視図である。耐荷力コンポーネント８の二次元構成が又、空調ユニットのコンポーネント、特に熱交換器のため及びケーシング１，１′の上述の部分のところに設けられていて、迅速な組立てを可能にする適当な締結手段を受け入れるための開口部１１を備えた状態で示されている。

図６は、ドリップパンを別個のコンポーネントとして取り付ける組立て労力が無くなるよう一体形ドリップパン１２を備えた温度ゾーン仕切りとしての本発明の耐荷力コンポーネント８の別の実施形態の斜視図である。これにより更に、密封面が節約されると共に気密及び液密の組立てが保証される。

自動車内の空調ユニットの従来の構造を示す略図である。 車両クロスメンバを有する自動車内の空調ユニットの本発明の構造の略図である。 車両クロスメンバを有する自動車内の空調ユニットの本発明の別の構造の略図である。 モジュールキャリヤを有する自動車内の空調ユニットの本発明の構造の略図である。 温度ゾーン仕切りとしての本発明の耐荷力コンポーネントの実施形態を示す図である。 一体形ドリップパンを備えた温度ゾーン仕切りとしての本発明の耐荷力コンポーネントの実施形態を示す図である。

符号の説明

１ ケーシング
３ クロスメンバ
７，７′ チャネル
８ 耐荷力コンポーネント
９ モジュールキャリヤ

Claims (18)

1. 車両クロスメンバ（３）又はモジュールキャリヤ（９）を自動車の車体のフロア領域上に支持することができるようにする耐荷力（８）において、該耐荷力コンポーネント（８）は、空調ユニットのケーシング（１）を貫通している耐荷力コンポーネント。
2. 前記耐荷力コンポーネント（８）は、前記空調ユニットの前記ケーシングの部分（１，１′）を取り付けることができる手段を備え、前記耐荷力コンポーネント（８）は、該耐荷力コンポーネントが主として垂直方向に加重されるように位置合わせされると共に寸法決めされている請求項１記載の耐荷力コンポーネント。
3. 車両クロスメンバ（３）又はモジュールキャリヤ（９）を車体のフロア領域上に支持することができる耐荷力コンポーネント（８）において、該耐荷力コンポーネント（８）は、空調ユニットを取り付けるのに役立ち、前記耐荷力コンポーネントは、空調ユニットの少なくとも１つのケーシング部分（１，１′）に連結され、前記耐荷力コンポーネント（８）及び前記空調ユニットの前記ケーシング（１）は、調和空気を乗客室内へ流入させる少なくとも１つのチャネル（７，７′）を形成するようになっている耐荷力コンポーネント。
4. 前記耐荷力コンポーネント（８）は、前記車両クロスメンバ（３）から前記車体の前記フロア領域に設けられた車両トンネル（４）まで本質的に二次元にわたって延びる状態で前記車両クロスメンバ（３）及び前記車両トンネル（４）に連結されたコンポーネントである請求項３記載の耐荷力コンポーネント。
5. 前記耐荷力コンポーネント（８）は、モジュールキャリヤ（９）から前記車体の前記フロア領域に設けられた車両トンネル（４）まで本質的に二次元的に延びる状態で前記モジュールキャリヤ（９）及び前記車両トンネル（４）に連結されたコンポーネントである請求項４記載の耐荷力コンポーネント。
6. 前記耐荷力コンポーネント（８）はいずれの側も、前記空調ユニットの前記少なくとも１つのケーシング部分（１，１′）に連結されていて、前記耐荷力コンポーネント（８）及び前記耐荷力コンポーネント（８）の前記いずれかの側の前記空調ユニットの前記ケーシングは、各場合において、調和空気を乗客室内へ流入させる少なくとも１つのチャネル（７，７′）を形成するようになっている請求項３乃至５の何れか１項に記載の耐荷力コンポーネント。
7. 前記耐荷力コンポーネント（８）は、該耐荷力コンポーネントそれ自体で、前記車両のＡピラー相互間にそれ以上の支持場所を設けないで前記車両クロスメンバ（３）又は前記モジュールキャリヤ（９）を支持できるように寸法決めされている請求項１乃至６の何れか１項に記載の耐荷力コンポーネント。
8. 前記耐荷力コンポーネント（８）は、永続的に連結されたドリップパン（１２）を含む請求項１乃至７の何れか１項に記載の耐荷力コンポーネント。
9. 前記耐荷力コンポーネント（８）は、前記ケーシング部分（１，１′）を受け入れる締結手段又は前記ケーシング部分（１，１′）のところに位置した適当な締結手段の受座を備えている請求項３乃至８の何れか１項に記載の耐荷力コンポーネント。
10. 前記耐荷力コンポーネント（８）は、取付け状態の前記ケーシング部分（１，１′）との接触領域（１０）において、前記ケーシング部分（１，１′）が前記耐荷力コンポーネント（８）に気密又は液密状態で連結されるように構成されている請求項３乃至９の何れか１項に記載の耐荷力コンポーネント。
11. 少なくとも１つの舌部及び溝シールが、密封のために設けられている請求項１０記載の耐荷力コンポーネント。
12. 前記耐荷力コンポーネント（８）は、前記車両クロスメンバ（３）又は前記モジュールキャリヤ（９）及び前記車両トンネル（４）に永続的に連結されている請求項１乃至１１の何れか１項に記載の耐荷力コンポーネント。
13. 前記耐荷力コンポーネント（８）は、前記車両クロスメンバ（３）又は前記モジュールキャリヤ（９）及び前記車両トンネル（４）に取外し可能に連結されている請求項１乃至１１の何れか１項に記載の耐荷力コンポーネント。
14. 前記耐荷力コンポーネント（８）は、熱交換器のための開口部（１１）を備えている請求項１乃至１３の何れか１項に記載の耐荷力コンポーネント。
15. 前記耐荷力コンポーネント（８）は、金属で作られている請求項１乃至１４の何れか１項に記載の耐荷力コンポーネント。
16. 前記耐荷力コンポーネント（８）は、金属で作られると共にプラスチックで被覆されている請求項１乃至１４の何れか１項に記載の耐荷力コンポーネント。
17. 前記耐荷力コンポーネント（８）は、ハイブリッド材料で作られている請求項１乃至１４の何れか１項に記載の耐荷力コンポーネント。
18. 請求項１乃至１７の何れか１項に記載の耐荷力コンポーネントを少なくとも２つ（８，８′）から成る構造。

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