JP2007509789A - 構成部品、特に車両用横支持体、構成部品の使用および構成部品を形成する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来技術から知られている横支持体を改良すること、特にさらに重量を削減することに関して改良することである。
【解決手段】 構成部品（１）、特に自動車のＡピラーの間に配置するための横支持体であって、ほぼ中空プロフィールとして形成された基体（２）を有し、その基体（２）の内側に、少なくとも１つの通路（６）を形成するプラスチックコア（４）が設けられており、基体（２）が少なくとも部分的に穿孔されて形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、構成部品、特に自動車のＡピラーの間に配置するための横支持体とこの種の構成部品の使用に関する。さらに、本発明は、この種の構成部品を形成する方法に関する。

自動車製造から、パイプからなる横支持体が知られており、その横支持体は金属からなり、然るべき大きさの肉厚を有している。その場合に肉厚は、十分な形状強度、曲げ強度、折れ強度および捻り強度のため、従って十分に圧力に耐えるために、それに応じた厚みで形成されている。パイプまたは中空プロフィールとして形成された横支持体は、原理的に、たとえば車両のフロント領域の中央に配置された空調設備の、側方の流出部へ向けて空気を案内するのに適している。

この種の横支持体は、従来技術（たとえば、特許文献１を参照）から知られている。その場合に横支持体は、重量を削減するために軽構造材料から、特に軽金属から、シェル構成部品または基体の形式で形成されており、その中へ横支持体の十分な安定性と耐圧性のために、少なくとも１つの通路を形成するプラスチックコアが配置されている。空気流を流出させるために、通路には開口部が設けられている。
ドイツ公開公報ＤＥ１００６４５２２Ａ１

本発明の課題は、従来技術から知られている横支持体を改良すること、特にさらに重量を削減することに関して改良することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴を有する構成部品（すなわち、ほぼ中空プロフィールとして形成された基体を有し、前記基体の内側に、少なくとも１つの通路を形成するプラスチックコアが設けられており、基体が少なくとも部分的に穿孔されて形成されている、構成部品、特に自動車のＡピラーの間に配置するための横支持体）と、請求項１５および１６の特徴を有する構成部品の使用（すなわち、構成部品を、自動車内の計器パネル支持体として使用し、通路が空気案内通路および／またはケーブル通路である、構成部品の使用。構成部品を、自動車内の風防ガラスの下に配置されている横支持体として使用し、通路が、風防ガラスおよび／またはサイドガラスへ供給すべき空気流を案内するため、および／またはワイパーブレード置き場を加熱するための空気案内通路である、構成部品の使用）によって、並びに請求項１７の特徴を有する構成部品を形成する方法（すなわち、基体が少なくとも部分的に穿孔されて、基本形状に変形され、工具内へ挿入されて、その工具内でプラスチックコアが唯一の処理ステップにおいて基体に形成され、たとえば射出形成される、構成部品を形成する方法）によって解決される。

本発明の好ましい展開が、従属請求項の対象である。

発明の実施の形態

車両構造内でできるだけ大きく重量を削減するために、ほぼ中空プロフィールとして形成された基体を有する構成部品、特に自動車のＡピラーの間に配置するめの横支持体が設けられており、その基体の内側に少なくとも１つの通路を形成するプラスチックコアが設けられており、その場合に基体は、少なくとも部分的に穿孔されて形成されている。好ましくは基体は、少なくとも開口領域において、特に流れ出口の領域において、穿孔して形成されている。穿孔を設けられた開口領域を有するこの種の基体は、重量削減に加えて、構成部品の構造の良好な補強機能も有している。

好ましくは基体は、薄板から、特に軽金属薄板または鋼薄板、たとえばアルミニウム薄板または鋼シートから形成されている。基体の穿孔は、たとえば穴あき板および／またはワイヤ織物および／または伸張金属から形成することができる。特に簡単な実施形態においては、基体は、穴あき板から形成されている。その場合に金属の基体の肉厚はできる限り薄いくされているので、重量を削減することができる。同時に構成部品を特に軽い構造にしながら、高い変形エネルギ吸収と高い形状強度、曲げ強度および捻り強度のために、基体にはプラスチックコアが設けられており、その場合に強度は、基体とプラスチックコアとの複合によって得られる。さらに、プラスチックコアは、十分に良好な絶縁、特に、たとえば構成部品を空気案内通路として使用する場合に、遮音と熱絶縁をもたらす。好ましくはプラスチックコアは、発泡材料から、たとえば発泡されたサーモプラスト、ポリウレタン泡または粒子泡からなる。比較的高い強度を有するプラスチックコアのためには、プラスチックコアは好ましくは結着剤を介して互いに結合された泡粒子から形成されている。

ハイブリッド構成部品として形成される構成部品をできるだけ簡単に形成するために、基体は、好ましくは２つの半体から、特に２つのハーフシェルから形成されている。特にその２つのハーフシェルがプラスチックコアを介して合体されている、基体が効果的である。付加的に、２つの半体をさらに機械的に結合することができる。

それぞれ構成部品の種類と機能および配置に応じて、基体はそれぞれ半体につき少なくとも１つの穿孔された開口領域を有している。その代りに、あるいはそれに加えて、基体の、２つの半体にまたがる開口領域が穿孔されている。換言すると：２つのハーフシェルから形成された基体は、シェルにまたがる開口領域、すなわちオーバーシェルとアンダーシェルにまたがる領域を有している。それぞれ機能に応じて、穿孔された開口領域が基体を完全に一周することもできる。好ましくは、開口領域内の穿孔が両方の半体にまたがっている場合に、その開口領域に、たとえばプラスチックまたは金属からなる、補強部材が設けられている。好ましくは補強部材は、半体の分離平面に対して平行に配置されている。

構成部品の機能に関する成形の自由のために、基体に、長手方向に見て互いに間隔をおいて配置された、好ましくは多数の開口領域を設けることができる。その場合に通路は、好ましくはマルチチャンバ通路として形成することができる。特に、後からプラスチックコアまたはプラスチック構造を挿入することによって、製造技術的および形態的な自由度が与えられ、それが多様な機能を有する構成部品を可能にする。マルチチャンバ通路によって、マルチチャンバ通路の別々の通路内で新しい空気、熱い空気または冷たい空気を案内するための空気案内通路が可能である。その代りに、あるいはそれに加えて、チャンバの１つを導管またはケーブルを案内するための通路として使用することができる。

１つまたは複数の通路を構成部品内へ統合することに加えて、好ましくは半体の互いに添接する端縁に、および／または基体に、暖房および／または空調設備のホルダ、結合点またはハウジング部分が形成されている。好ましくは、このように形成された構成部品が、自動車内で計器パネル支持体として使用され、その場合に通路は、空気案内通路および／またはケーブル通路である。代替的に、このように形成された構成部品を、自動車内で風防ガラスの下に配置された横支持体として使用することができ、その場合に通路は、風防ガラスおよび／または側方ガラスへ供給すべき空気流を案内する、かつ／またはワイパーブレード置き場を加熱するための、空気案内通路である。また、構成部品をいわゆるリアエンドまたは後尾終端モジュールとして使用することもできる。

この種の構成部品を形成するための好ましい方法において、基体は少なくとも部分的に穿孔され、基本形状に変形されて、工具内へ挿入され、その中でプラスチックコアが唯一の処理ステップにおいて基体に設けられ、たとえば射出形成される。換言すると：プラスチックコアを後から金属の基体と結合し、あるいは金属の基体内へ継ぎ合せ、噴射し、発泡させ、あるいは挿入する。その場合にプラスチック、特にポリウレタン泡のような、熱的に能動化可能な泡が、基体内へ噴射され、そこで泡が膨らんで、基体に付着する。それぞれ設定に応じて、プラスチックコアは異なる泡密度を有することができるので、プラスチックコアによって形成される通路内の媒体の流れ推移は、構成部品の静的構造に依存しない。プラスチックコアの静的構造あるいは補強構造は、構成部品の機械的負荷に従ってそれに応じた泡密度に従って調節されるので、領域的に応力可変の構成部品が可能である。

本発明によって得られる利点は、特に、横支持体、フロントエンド構成部品または構造構成部品として使用することができる、構成部品は、同時にできるだけ良好な形状強度、曲げ強度、折れ強度、凹み強度および捻り強度において、特に軽く形成されていることにある。通路を形成するプラスチックコアは、特に、それぞれ構造に応じて、１つまたは複数の媒体案内通路あるいはケーブル通路を内蔵するために用いられる。プラスチックコアまたはプラスチック構造は、後から基体内へ挿入することができる。プラスチックコアおよびそのプラスチックコアと金属の基体との接合によって、付加的な結合を省くことができる。

本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。

すべての図において、互いに相当する部分には、同一の参照符号が設けられている。

図１は、構成部品１、たとえば、詳しく図示されていない車両の、詳しく図示されていないＡピラーの間に配置するための横支持体を示している。構成部品１は、たとえば空調設備および／または暖房設備のための計器パネル支持体として用いられる。代替的に、構成部品１を、車両内の風防ガラスの下方に配置された横支持体として用いることができ、その横支持体は車両室内を空調するため、および風防ガラスまたはフロントガラスを除霜するための空気案内通路として設けられている。

そのために、構成部品１は基体２を有しており、その基体は好ましくは金属薄板から、特に軽金属薄板から、たとえばアルミニウム薄板またはファインシュタール薄板から形成されている。基体２は、本実施例においては、中空プロフィールとして、特にパイプ状に形成されている。代替的に、基体２を、多角形の横断面を有する中空プロフィールとして形成することもできる（図示せず）。さらに、基体２は、２つの半体２ａと２ｂ、たとえば２つのハーフシェル−アンダーシェルとオーバーシェル−から形成されている。

基体２は、内側にプラスチックコア４を有しており、それが通路６を形成している。プラスチックコア４を介して基体２、特にその２つの半体２ａと２ｂが合体されており、特にプラスチックコア４が基体２に接合されている。そのためにプラスチックが、基体２内へ、たとえば射出成形方法で設けられる。代替的に、かつプラスチックの種類に従って、このプラスチックを発泡、鋳造あるいは同様な方法で設けることもできる。

付加的に、基体２を機械的に結合することもできる。たとえば、基体２を、半体２ａ、２ｂの互いに添接された端縁Ｒにおいてリベット止めし、ねじ止めし、あるいは同様な方法で結合することができる。

プラスチックコア４によって形成される通路６は、たとえば媒体、特に車両室内を空調するための空気、を案内するために用いられる。代替的に、通路６を導管またはケーブルを案内するために用いることもできる。基体２には、通路６内で案内される媒体、たとえば空気を流入および／または流出させるための、長手方向に見て互いに距離をもって配置された多数の開口領域８ａから８ｃが設けられている。

プラスチックコア４は、特に、基体２を補強するために用いられる。特に肉薄に形成された基体２は、空気で貫流された場合に騒音発生をもたらし、それが基体２をプラスチックコア４で被覆することによって特に効果的に減衰される。すなわち、プラスチックコア４は、特に遮音と場合によっては熱絶縁も引き受ける。

構成部品１を特に軽く形成するために、その基体２には、少なくとも部分的に穿孔が設けられている。好ましくは基体２は、開口領域の１つ８ａにおいて穿孔を設けられている。代替的に、基体２を複数の、あるいはすべての開口領域８ａから８ｃにおいて穿孔を設けることができる。この場合に穿孔というのは、穴パターンをもって列および／または行で配置されている、互いに隔たった多数の穴である。基体２は、最も簡単な実施形態においては、穴あき板から形成されている。穿孔を有する開口領域８ａは、通路６が空気ガイドとして用いられる場合に、車両室内へ案内すべき空気のための流れ出口とすることができる。

図１に示すように、基体２は、上方の半体２ａの開口領域８ａ内で穿孔されて形成されている。それぞれ基体２の種類と形成に応じて、それぞれの半体２ａ、２ｂが穿孔された開口領域８ａを有することができる。

図２には、構成部品１のための代替的な実施形態が示されている。穿孔された開口領域８ａ内の、丸い穴を有する穴パターンの代りに、この構成部品は多角形を有する穴パターン（＝六角形穴パターン）を有している。六角形の穴パターンは、図１に示す開口領域８ａ内の穴パターンに比較して、穴の間の、より少ない材料堆積と、それに伴ってさらに重量削減をもたらす。

図３は、構成部品１のための代替的な実施形態を示しており、その場合に開口領域８ａから８ｄが半体２ａ、２ｂにわたって配置されている。それぞれ種類と形態に従って、２つの半体２ａ、２ｂを覆う開口領域８ａから８ｄに穿孔を設けることもできる（図示せず）。この開口領域８ａから８ｄの十分に良好な強度のために、こられ開口領域に補強部材１０が設けられている。この補強部材１０は、好ましくは半体２ａ、２ｂの分離平面に対して平行に配置されており、プラスチックから形成されている。補強部材１０は、基体２とプラスチックコア４の接合処理において、１つの形成ステップで上述したように、たとえば射出成形で挿入される。

図４Ａから４Ｅは、構成部品１の個々の部材を斜視図で示している。図４Ａにおいては、金属のオーバーシェルの一部（基体２の半体２ａの一部）が示されている。図４Ｂは、プラスチックコア４を有する上方の半体２ａの内装を示している。図４Ｃは、プラスチックコア４を有する下方の半体２ｂの内装を示している。図４Ｄは、下方の半体２ｂの一部を示している。図４Ｅでは、構成部品１のすべての部材が組み合わせて示されており、たとえば複数の開口領域８ａから８ｆを有する横支持体を形成している。

図５は、内側をプラスチックコア４によって被覆された、上方と下方の半体２ａ、２ｂからなる基体２を有する構成部品１の横断面を図式的に示している。構成部品１の継ぎ合わされた状態において、プラスチックコア４の内部に通路６が形成されている。その場合に通路６は、詳しく図示されていない方法で、マルチチャンバ通路として形成することができる。そのために通路６は、壁によって複数のチャンバに分割されており、その場合にたとえば、１つのチャンバ通路は新しい空気を案内するために用いられる、他のチャンバ通路は暖かい空気を案内するために用いられる。図６は、構成部品１の断面を、穿孔を有する開口領域８ａの領域で図式的に示している。

図７は、同様に構成部品１を穿孔を有する開口領域８ａの領域で断面で示している。その場合に基体２の開口領域８ａには、ハウジング部分１２が配置されており、そのハウジング部分はたとえば流れ出口として用いられ、それに応じた出口開口部１４および／または方向変換手段１６を有している。その代りに、あるいはそれに加えて、基体２に、図示されていない方法で、暖房および／または空調設備の他のホルダ、結合点あるいはハウジング部分１２を形成することができる。

図８と９および１０Ａから１０Ｃは、穿孔を有する開口領域８ａから８ｆの穴パターンの種々の実施形態を示している。図８には、たとえば互いに対して平行に配置されて、方形の穴配置を形成する穴を有する穴パターンが示され、図９には、互いに対して変位して配置されて、変位された穴配置を形成する穴を有する穴パターンが示されている。図１０Ａから１０Ｃは、様々な配置の六角形穴の種々の穴パターンを示している。穴パターンおよび穴の配置と形状の多様性には、限界がない。種類、配置および形状は、付属の開口領域８ａから８ｆの機能に従う。

少なくとも部分的に穿孔された基体を有する構成部品、特に横支持体を図式的に示す斜視図である。 代替的な構成部品を図式的に示す斜視図である。 基体の開口領域内に配置された補強部材を有する、代替的構成部品を図式的に示す斜視図である。 半体から形成される構成部品を概略的に示す斜視図である。 半体から形成される構成部品を概略的に示す斜視図である。 半体から形成される構成部品を概略的に示す斜視図である。 半体から形成される構成部品を概略的に示す斜視図である。 半体から形成される構成部品を概略的に示す斜視図である。 構成部品の横断面を図式的に示している。 構成部品の断面を穿孔の領域で図式的に示している。 穿孔の領域に配置されたホルダを有する、図６に基づく構成部品を図式的に示す横断面図である。 穿孔の実施形態を図式的に示している。 穿孔の実施形態を図式的に示している。 穿孔の実施形態を図式的に示している。 穿孔の実施形態を図式的に示している。 穿孔の実施形態を図式的に示している。

符号の説明

１ 構成部品
２ 基体
２ａ、２ｂ 半体
４ プラスチックコア
６ 通路
８ａから８ｆ 開口領域
１０ 補強部材
１２ ハウジング部分
Ｒ 端縁

Claims (17)

1. ほぼ中空プロフィールとして形成された基体（２）を有し、前記基体の内側に、少なくとも１つの通路（６）を形成するプラスチックコア（４）が設けられており、基体（２）が少なくとも部分的に穿孔されて形成されている、構成部品（１）、特に自動車のＡピラーの間に配置するための横支持体。
2. 基体（２）が少なくとも開口領域（８ａ）において、特に流れ出口の領域において、穿孔されて形成されている、請求項１に記載の構成部品。
3. 基体（２）が薄板から、特に鋼薄板または軽金属薄板から形成されている、請求項１または２に記載の構成部品。
4. 基体（２）の穿孔が、穴あき薄板および／またはワイヤ織物および／または伸張金属から形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の構成部品。
5. 基体（２）が２つの半体（２ａ、２ｂ）から、特に２つのハーフシェルから形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の構成部品。
6. 基体（２）、特にその２つのハーフシェル（２ａ、２ｂ）が、プラスチックコア（４）を介してまとめられている、請求項１から５のいずれか１項に記載の構成部品。
7. ２つの半体（２ａ、２ｂ）が、付加的に、機械的に結合されている、請求項５または６に記載の構成部品。
8. 基体（２）のそれぞれ半体（２ａ、２ｂ）が、開口領域（８ａ）内で穿孔されている、請求項５から７のいずれか１項に記載の構成部品。
9. 基体（２）が、２つの半体（２ａ、２ｂ）にまたがる開口領域（８ａ）内で穿孔されている、請求項５から８のいずれか１項に記載の構成部品。
10. 開口領域（８ａ）内の穿孔が半体（２ａ、２ｂ）にまたがっている場合に、前記開口領域に補強部材（１０）が設けられている、請求項９に記載の構成部品。
11. 補強部材（１０）が半体（２ａ、２ｂ）の分離平面に対して平行に配置されている、請求項１０に記載の構成部品。
12. 基体（２）に、長手方向に見て互い対して間隔をもって配置された、多数の開口領域（８ａから８ｆ）が設けられている、請求項１から１１のいずれか１項に記載の構成部品。
13. 通路（６）が、マルチチャンバ通路として形成されている、請求項１から１２のいずれか１項に記載の構成部品。
14. 半体（２ａ、２ｂ）の互いに添接する端縁（Ｒ）に、かつ／または基体（２）に、暖房および／または空調設備のホルダ、結合点またはハウジング部分（１２）が形成されている、請求項１から１３のいずれか１項に記載の構成部品。
15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載の構成部品を、自動車内の計器パネル支持体として使用し、通路（６）が空気案内通路および／またはケーブル通路である、構成部品の使用。
16. 請求項１から１４のいずれか１項に記載の構成部品を、自動車内の風防ガラスの下に配置されている横支持体として使用し、通路（６）が、風防ガラスおよび／またはサイドガラスへ供給すべき空気流を案内するため、および／またはワイパーブレード置き場を加熱するための空気案内通路である、構成部品の使用。
17. 請求項１から１４のいずれか１項に記載の構成部品を形成する方法であって、基体（２）が少なくとも部分的に穿孔されて、基本形状に変形され、工具内へ挿入されて、その工具内でプラスチックコア（４）が唯一の処理ステップにおいて基体（２）に形成され、たとえば射出形成される、構成部品を形成する方法。
    
    

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