JP4287818B2 - 自動車用正面壁 - Google Patents

Description

本発明は、１台の自動車用の１つの正面壁（更に、前方壁としても知られている）に関する。

複数の自動車用の複数の正面壁は、原則的に公知である。特に、最新の自動車における軽量構造と乗り心地向上の基準に対する要件にならって、それで一方で軽量で且つ他方で高い強度を有した正面壁を製造すると言う課題が存在している。これは、まず第一に有利なことには、特に正面からの衝突の場合に効果を示す高い屈曲強度であり、また更に車体の長手方向の捩れの場合に、変形を制限すると共にそれで乗り心地を良くする手助けをする剪断強度である。

原則的には、複数のブレーキブースター（又は『複数の主ブレーキシリンダー』）などの複数の構成部品をしっかりと１つの正面壁に結合する公知の方法が存在している。これは、例えば、ブレーキブースターが１つの正面壁の一方側（通常、エンジン区画室の側）に取り付けられると共に通しボルトによって正面壁に両側で固定されることで実現できる。その正面壁が、軽量構造（即ち、第一壁と、これから間隔を置いた個所の第二壁が、それら二つ壁の間に発泡体を設けている）と言う理由で選択されたサンドイッチ構造を収容している場合のために、このギャップには、通常更に複数のボルトが締めつけられた際にサンドイッチ構造の圧縮を防ぐスリーブが発泡体層の領域において設けられている。
なお、本出願に対応する外国の特許出願においては下記の文献が発見または提出されている。
米国特許第４３５３４３０号明細書 独国特許出願公開第３５２２２０３号明細書

そのような公知の解決策は、実をいえば一方で良好な安定性を有しているが、しかしそのような複数の正面壁の騒音特性は、一般には満足のいくものではない。軽量構造の複数の理由でサンドイッチ構造で製造されるそのような複数の正面壁の場合、音響吸収を助ける、例えば１つの付加的な重いマットを車両内部側に取り付けるのが通常必要である。しかし、軽量構造の要件は、再びこの対策によって部分的に壊される。

従って、本発明の目的は、一方で軽量であると共に安定はしているが、しかし、それにも拘らず遮音特性に関して最高の基準に依然合致する１つの正面壁を利用できるようにするものである。

この目的は、請求項１に係る１つの正面壁によって達成される。

１つの第一壁と、これから間隔を取って搭乗者側に配置された１つの第二壁とを有したこの種の１つの正面壁において、その第一壁は、ただその第一壁に取り付けられる１つのブレーキブースターや『主ブレーキシリンダー』を収容するための１つの抜き部を有しているので、上記問題が回避される。

まず、第一壁がブレーキブースターの領域で中抜きされていることは、軽量構造に寄与しており、即ち、ブレーキブースターが、実際には抜き部の領域において正面壁を架橋していて、それで何ら正面壁自身が、この領域で必要が無いか又は少なくとも第一壁が複数の領域で消失しているので、ここで実際に１つの『二重壁』を設ける必要が無い。

更にここで重要なことは、ブレーキブースターがただ第一壁に取り付けられることである。この取付に対して、修理のために容易に取り外されるネジ結合などの接続が特に念頭に浮かぶ。ネジ固定と付加的な接着、又はクランプと付加的な接着などの接続が使用される。ブレーキブースターは、このようには第二壁に取り付けられない。たとえ、ここで何らかの状況でブレーキブースターと第二壁との間に多分接触があったとしても、構造起因の騒音伝達を可能にするような、またそれで自動車内部に騒音を入力することになるような堅固な取り付けは無い。

ブレーキブースターが抜き部の領域を完全に覆って、それでエンジン区画室からの空気起因の騒音が自動車内部に到達するのを仲介をする開口が何ら残されていないので、騒音の空気伝導も回避される。

ブレーキブースターが実際には正面壁の第一壁の１つの統合した構成部品であって、それで一方でこの第一壁の補強をなし、他方でこの正面壁の音響的に有効な質量が著しく増大されると言う事実から、更に別の複数の長所が生じる。特に、この第一壁に対する複数の付加的な補強策と関連して、この壁や、又はその所望の部分領域を『質量発振器』として考えると共に、それで振動に影響される度合いをより少なくすることがこのように可能になる。

このような情況において、本出願と同日に出願され、国内出願番号Ｆ０２０４９の『正面壁モジュール』と言う本出願のドイツ特許出願が参照される。そこに説明されている全ての実施例や、又はそこでの正面壁モジュールの構造に関し（素材や第一壁と第二壁の互いに対する配置に関し）また音響の観点（サンドイッチの一方の壁の音響的に有効な質量の増加や、サンドイッチの組み込みや、それに対して引き合いに出される数値）に関する各々全ての詳細は、本出願の構成部分と見做されるべきである。それで、引用された出願の対応した文節は、そこのそれら文節の不要な反復を避けるために、この出願に組み込まれている事は特に強調される。

要約すると、本構造の複数の長所には、かくして、正面壁の搭乗者側のカバー層の（即ち、第一壁から第二壁の）音響分離がある。エンジン区画室と運転手空間に対する１つのシールの改良と、正面壁における開口の数の最少化と、組立／分解の条件の改良と、ブレーキブースターの振動を起こす傾向の最少化、即ち正面壁上の機械応力の最少化がある。

本発明の有利な展開については従属請求項に説明されている。

第一の有利な展開として、ブレーキブースターが、抜き部の縁領域上に着座する縁面を有するようにしている。このようにして、（ただ或る一定の複数の個所のみでの取り付けと対照的に）ブレーキブースターと縁領域との間には完全な接続が存在することができる。このようにして、空気起因の騒音の入り込みが回避される。更により高い安定性が、ブレーキブースターの確実な取り付けによって達成される。

さらにより大きな安定性のために、抜き部の縁領域が補強され、即ちこの領域では、より厚い壁厚が与えられるか、又は各々更に補強する構成部品が組み込まれている。

特に、安定性の目的のために、例えば剪断応力に対して一様な安定性を保証するために抜き部と縁面とが丸みを持っていることも道理にかなっている。

ブレーキブースターの縁面と抜き部の縁領域との間に、ブレーキブースターに属するエラストマーリングが配置されていることは特に有利である。これによって、空気起因の騒音の通過が更に最少化され；更に構造起因の騒音が減衰される。当然、この対策は、たとえ抜き部の縁領域を補強しなくとも可能である。

更に有利な展開として、ブレーキブースターが第一壁にネジ留めされるようにしている。当然、更に他の可能な結合方法（クランプによる引き締め、接着など；しかし、ネジによる結合は、組立や分解に最も好都合である）がある。更に、共に接着することも当然可能である。

更に有利な展開として、第二壁は、ブレーキブースターの対応部分のためにフィードスルー開口を有するようにしている。かくして、ブレーキブースターは、更に正面壁の内側に配置され；これは、サンドイッチ領域における構造空間をより良く活用させる。ブレーキブースター用のフィードスルー開口の領域において、ブレーキブースターとフィードスルー開口との間に好ましくはギャップが設けられており、その結果二つの構成部品の間に何ら接触が無く、それで何ら構造起因の騒音伝達が行われない。振動技術に関して、もしフィードスルー開口とブレーキブースターとの間のギャップが、フィードスルー開口の領域において１と５ｍｍの間であれば特に有利である。

更に有利な展開として、正面壁が抜き部及び／又はフィードスルー開口の領域に複数の湾曲を有するようにしている。それによって達成されるものは、より大きな複数の領域が『音響的に有効』なので、即ち複数の振動ユニットとして見做されるので、まず第一にこれら領域における正面壁の安定性が高められ、またそれで更に個々の壁の音響特性も改善される。これに加えて、複数の補強ウェブも抜き部の領域やフィードスルー開口の領域に多分設けられ、それでブレーキブースターの質量をさらにより『音響的に有効』なものにする（この効果の説明のために、本出願人の上記引用出願も参照すること）。

更に有利な展開として、発泡体が第一と第二の壁の間に配置されるようにしている。この発泡体は、ここでは第一と第二の壁を取り付ける程の働きをしていない。その発泡体の主要な目的は、何ら騒音伝達が第一壁から第二壁にかけて行われ得ないように空気起因の騒音を排除すると共に構造起因の騒音を減衰するものである。

この発泡体は、色々な方法で具体化される。例えば、一定厚さの発泡体層を第一と第二の壁の間に設けることができ、それ自身はその厚さをブレーキブースターの領域で変えていない；（この場合、複数の腔所が多分更に抜き部の領域における湾曲内で生じ；これは、異なった複数の寸法の複数のブレーキブースターの填め込みが、例えば異なった複数のタイプのモータリゼーションに対して可能であることを意味している）。第一と第二の壁の間の全空間が発泡体で充填されたり、又は全体のブレーキブースターもこの空間内への泡で覆われることも更に当然可能である。この場合、ブレーキブースターは、その外表面において泡をはじく物質で覆われることも可能である。この手段によって、ブレーキブースターは、発泡体内に埋設されても、正面壁に分離不能に接続されているわけではなく；これはブレーキブースターを交換するために重要である。ＰＵ−発泡体が、ここではその発泡体として有利に使用される。

更に有利な展開として、正面壁は自動車の車体の１つの正面壁に搭載するために１つのモジュールとして設計されるようにしている。正面壁モジュールとそれに用意された素材に関して、本出願人の前記出願を再度拡大参照される。第一と第二の壁が、かくして全体的に１つのユニットを成すためにそれらの各々の複数の縁領域において互いに接続されていることが、ここでは重要である。

更に有利な展開は、残りの複数の従属請求項で引用される。

図１は正面壁１を示している。この正面壁１は、１つの第一壁３ａとこれと隔たった個所の１つの壁３ｂとを有している。第一壁３ａと第二壁３ｂの間には発泡体１２が設けられている（しかし、この場合は必ずしも設ける必要がない）。第一壁３ａは、ただ該第一壁３ａにのみ固定された１つのブレーキブースター５を収容する抜き部４を有している。このブレーキブースターは、図１の中心線が示すように、少なくとも抜き部において実質的に回転対称の横断面を有している。

図１の左側には、自動車のエンジン区画室が示されており；ブレーキ流体用の１つの供給開口１５も見受けられる。正面壁１の右側には、自動車の１つのブレーキペダルに接続された１つの駆動レバー（ピストン・ロッド）が見受けられる。抜き部４は、実質的に回転対称に設計されている。抜き部４の縁領域６は補強されており、即ちこの領域では、第一壁３ａの支えにおけるものよりも壁厚がより厚くなっているほぼ円形のフランジが設けられている。ブレーキブースター５は、抜き部４の縁領域６に対応した縁面７を有している。縁面７と縁領域６との間には、ブレーキブースター５に属し且つエンジン区画室から第一壁３ａと第二壁３ｂとの間のギャップへの騒音の空気伝導を実質的に防ぐエラストマーリング８（又はエラストマーディスク）が配置されている。ブレーキブースター５は、１つの縁面において抜き部の縁領域に複数のネジ１７を介してネジ留めされている。これらのネジ１７は、抜き部の補強された縁領域に螺入され、多分更に付加的に緩衝もされる。

第二壁３ｂにおけるフィードスルー開口１０の領域において、ブレーキブースター５は縁領面７の領域におけるよりもかなりより小さな直径を有している。フィードスルー開口の領域におけるブレーキブースターの直径と該フィードスルー開口１０自体との間には、１ｍｍと２０ｍｍとの間の、好ましくは１ｍｍと５ｍｍとの間の寸法を有したギャップ１１が設けられている。それによって達成されるものは、たとえ極めて厳しい振動が在っても、構造起因の騒音伝達が殆ど大部分回避されるようになっている。

図１において、正面壁は抜き部４の又はフィードスルー開口１０の領域に複数の湾曲を有しているのが容易に認められる。これらの湾曲は、まず第一にブレーキブースターを収容する働きをし、それでできるだけ良く構造空間を活用する働きをする。更に、ブレーキブースターの領域におけるこの湾曲は、付加的な補強を提供する働きをし、それでブレーキブースターの周りの領域は、特に第一壁３ａにおいて『音響的に有効』である。

発泡体１２は、第一壁３ａと第二壁３ｂとの間に配置されている。図１に係る実施例では、この発泡体はほぼ一定の層厚さを有しており、即ち抜き部４の領域では、１つのエアーギャップが部分的に形成されている。発泡体は、フィードスルー開口１０の領域においてブレーキブースターまで広がって後者のブレーキブースターに接触しており、その結果それは振動低減作用を有することになる。

しかし、発泡体の用意に関しては、他の変形例も考えられる。かくして、例えば第一壁３ａと第二壁３ｂとの間の全空間を発泡体で充填することができ、その結果抜き部４さえも全体的に発泡体で充填される。この場合、その際には既に発泡工程前に第一壁に結合されているブレーキブースターを泡をはじく物質で覆うこともでき、それでブレーキブースターを後でより容易に外すことができるようになる。

ここでは、第一壁３ａと第二壁３ｂは、プラスチック材から造られている。材料選択のさらなる詳細については、上述した本出願人の出願が参照される。

図２は、自動車の内部から見た自動車２の車体を示している。ここでは、上部領域に１つのウインドスクリーン開口１８が見受けられると共に、その下方には１つの正面壁モジュールが挿入される１つの正面壁フレーム１４が見受けられる。この正面壁モジュールの全ての詳細に関しては、上述した本出願人の以前の出願における相当図が参照される。

本発明は、かくして自動車の正面壁に関するものであり、その正面壁は、１つの第一壁とそれから間隔をおいた個所の第二壁とを有している。その第一壁は、ただ該第一壁にのみ取り付けられる１つのブレーキブースターを収容する１つの抜き部を有している。第二壁は、これに合わせて、ブレーキブースター用のフィードスルー開口を有している。かくして、それでブレーキブースターが完全に正面壁に入り込むことができ；それで、完全にブレーキブースターが入り込む１つの『整合された』開口が存在することになる。ここでは、正面壁の内側に設けられた空間の一部分がブレーキブースターを収容する働きをすることは、構造空間を最適化する意味合いでも有益である。この空間は、更に有利なことには発泡体で充填されることになり、その結果非常に良好な遮音が行われる。特に、二つの壁（カバー層）の間に構造起因の騒音の橋渡しが存在したり、又は正面壁のほぼ連続した穴とブレーキブースターの取付け部とを通る空気起因の騒音の橋渡しが存在して、後者の重心を大きく外れている在来のブレーキブースターの取り付け上の問題は、本発明に関しては生じない。これは、最適な遮音を提供してくれ；更にそれは、自動車が移動すると、高い望ましくない力を解放できるブレーキブースターの固有な振動が起きる可能性を実際には排除している。

本発明に係る１つの正面壁を通った横断面と、図１の中心線の下方に示されていて、１つのブレーキブースターが収容された抜き部の外側の横断面と、及び／又はその中心線の上方においてそのブレーキブースターの抜き部の中心を通った横断面を示す。 自動車の内部から見た自動車の車体を示す。

符号の説明

２ 自動車
１ 正面壁
３ａ 第一壁
３ｂ 第二壁
５ ブレーキブースター
４ 抜き部
８ エラストマーリング
１０ フィードスルー開口

Claims (10)

1. 第一壁（３ａ）と前記第一壁から間隔を取って搭乗者側に配置された第二壁（３ｂ）とを有する正面壁（１）と、前記正面壁に取り付けられたブレーキブースター（５）とを有する自動車（２）であって、
   遮音のために、前記第一壁は、前記ブレーキブースター（５）を収容する抜き部（４）を有し、
   前記ブレーキブースター（５）は、前記抜き部（４）の縁領域（６）上に着座する縁面（７）を有し、前記縁面（７）において前記第一壁（３ａ）にのみ取り付けられ、
   前記第二壁（３ｂ）は、前記ブレーキブースター（５）用のフィードスルー開口（１０）を有し、前記フィードスルー開口（１０）の直径は、前記ブレーキブースター（５）の前記縁面（７）における直径よりも小さく、
   前記第二壁（３ｂ）はさらに、前記フィードスルー開口（１０）の周りの領域に、前記ブレーキブースター（５）を収容する複数の湾曲を有していることを特徴とする自動車。
2. 前記抜き部（４）の縁領域（６）は、補強されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車。
3. エラストマーリング（８）が、前記縁領域（６）を向いた側の前記ブレーキブースター（５）の前記縁面（７）上に配置されている請求項２に記載の自動車。
4. 前記ブレーキブースター（５）は、前記第一壁（３ａ）にネジ留めされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動車。
5. 前記フィードスルー開口（１０）と前記ブレーキブースター（５）との間のギャップ（１１）は、前記フィードスルー開口の領域において、１ｍｍと２０ｍｍの間となっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動車。
6. 前記正面壁（１）は、前記抜き部（４）の領域に複数の補強ウェブを有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動車。
7. 発泡体（１２）が、前記第一壁（３ａ）と前記第二壁（３ｂ）との間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の自動車。
8. 前記ブレーキブースターは、前記ブレーキブースターの外表面（１３）において泡をはじく物質で覆われていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の自動車。
9. 前記正面壁（１）は、自動車の車体の正面壁フレーム（１４）に搭載するためのモジュールとして設計されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の自動車。
10. 前記第一壁（３ａ）及び／又は前記第二壁（３ｂ）は、プラスチック材又は金属から形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の自動車。

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