JP5129504B2 - 自動車用のクロスビームアッセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、機能要素を収容するためのベースビームとボディクロスビームとを有する自動車用のクロスビームアッセンブリに関する。

このようなクロスビームアッセンブリは、例えば２つの側縁領域の間、特に両方の前方のＡピラーの間を車両長手方向に対して横に延在する。クロスビームアッセンブリには、例えばステアリングコラムと別のインストルメント用のホルダ、特にインストルメントパネルのような機能要素が固定されている。この場合、ベースビームは、通常はフロントウィンドガラスの下のボディクロスビーム、例えばカウルに支持されている。必要な剛性を提供できるように、通常はいわゆるコンソール又はストラットが使用されるが、しかしながらこれらは、費用がかかり高価であり、更にしばしば相当な重量を備える。

特許文献１から、ベースビームが少なくとも部分的に引張強さが保たれている車両用のクロスビームアッセンブリが公知である。これにより、本来は矛盾する要求、即ち同時に十分な剛性である場合の大きな重量の低減が満たされる。

特許文献２からは、自動車のＡピラーの間に組み込むためのハイブリッド式の構造をしたインストルメントパネルサポートが公知である。この場合、インストルメントパネルサポートは、縦長のシェル状の基体と金属材料から成る安定化挿入部品とを備えるが、これらは、射出成形された内側の合成物質リブによって金属／合成物質複合部品と成るように接合されている。

最後に、特許文献３〜１１からは、自動車用の別のクロスビームが公知である。
独国特許出願公開第１０２ ３６ ５２４号明細書 独国実用新案登録第２００ ０８ ２０１号明細書 独国特許出願公開第１９８ ３０ ３０３号明細書 独国特許出願公開第１０２ １４ ４７３号明細書 欧州特許出願公開第１ １３６ ３４５号明細書 独国実用新案登録第２０３ ０８ ８９５号明細書 独国特許出願公開第１００ ２５ ９８１号明細書 国際公開第０３／０３１７４６号パンフレット 米国特許６，８２７，３９３号明細書 米国特許出願公開第２００５／０１３４０９号明細書 米国特許出願公開第２００２／０１０５２０４号明細書

本発明の課題は、冒頭で述べた様式のクロスビームアッセンブリを改善すること、又は少なくとも他の実施形を提示することにある。

この課題は、本発明によれば、独立請求項の対象によって解決される。有利な実施形は、従属請求項の対象である。

本発明は、クロスビームアッセンブリのベースビームを段付きの、特に２面せん断式の結合領域を有する保持要素を介してボディクロスビームに拘束するという一般思想に基づく。この場合、ベースビームが機能要素を収容するために使用されるのに対し、ボディクロスビームは、例えばカウルとして形成されている。ベースビームをボディクロスビームと一方では軽量に、他方では高剛性に結合するために、両ビームの間に配設された保持要素には、ボディクロスビーム側にそれぞれ段付きの結合領域が設けられており、この結合領域は、これに対して相補的にボディクロスビームに形成された結合領域と結合されている。この場合、段付きのこれら結合領域は、互いに当接する少なくとも２つの段付き面をそれぞれ備える。保持要素とボディクロスビームの間の段付きの結合部を介して、両者の間に特に捩じり剛性の高い結合部が得られ、これにより、ベースビームに配設されたインストルメントパネルもボディクロスビームに高剛性に保持される。２面せん断式に形成された結合部は、更にベースビームのベースビームに配設された保持要素によるボディクロスビームへの組立てを容易にし、これにより、組立てコストもしくは組立て時間の低減も得ることができる。更に、このように形成された保持要素は比較的低い重量を示し、これにより、本発明によるクロスビームアッセンブリを備えた自動車の重量全体を低減することができ、これにより、車両のエネルギーバランスに対してプラスの影響を得ることができる。

本発明による解決策の好ましい発展形では、２つの保持要素が、結合コンソールを介して車両横方向を互いに結合されている。これは、両保持要素の車両横方向の補強を、これによりベースビームのボディクロスビームへの改善された高剛性の拘束を行なう。更に、結合コンソールが、ベースビームの外部輪郭に対して相補的に形成された切欠き部を備え、この切欠き部に、ベースビームが形状補完的に係合するように構成してもよい。このような切欠き部は、例えば、ベースビームを少なくとも部分的に包囲もしくは取り囲み、これによりベースビームを確実に保持要素と結合する溝もしくは収容部とすることができる。これに対して補足的に、ベースビームは、保持要素と溶接、ロウ付け、又は接着されてもよい。

合目的に、ベースビームは、ストラットを介して自動車の長手方向センタトンネルに固定されている。これにより、ベースビームが付加的なボディ部品に支持され、これにより、ベースビームと自動車のボディの間に特に高剛性で確実な結合部が得られる。

本発明の更に重要な特徴及び利点は、下位の請求項、図面、及び図面を基にした付属の図の説明から分かる。

前記の特徴と以下で説明すべき特徴が、それぞれ記載された組み合わせばかりでなく、他に組み合わせても単独でも本発明の枠内で使用可能である。

本発明の好ましい実施形を、図面に図示し、以下の説明で詳細に説明する。この場合、同じ符号は、同じ、又は同様の、又は機能的に同じ部品に適用する。

図１に応じて、部分的にしか図示されてない自動車は、ボディクロスビーム２とベースビーム３と保持要素４とを有するクロスビームアッセンブリ１を備える。この場合、ベースビーム３は、示されてない例えばインストルメントパネルのような機能要素を収容するために形成されている。クロスビームアッセンブリ１に付属するボディクロスビーム２は、図１によれば図示されてないフロントウインドガラスの下のカウルを構成し、同様に図示されてない自動車の２つのＡピラーの間を本質的に車両長手方向に対して横に延在する。ベースビーム３は、更に保持要素４を介してボディクロスビーム２に固定されており、しかもそれぞれ２面せん断式の結合部を介して固定されている。２面せん断式の結合部を表現するために、保持要素４は、それぞれボディクロスビーム側に段付きの結合領域５’を備え（図３参照）、この結合領域は、これに対して相補的にボディクロスビーム２に形成された結合領域５と結合されている。この場合、保持要素４の結合領域５’とボディクロスビーム２の結合領域５のどちらも、特に図３に図示されているようにそれぞれ少なくとも２つの段付き面６ａ，６ｂ，６ａ’，６ｂ’を備えている。この場合、完全に組み立てられたクロスビームアッセンブリ１では、保持要素４のそれぞれの段付き面６ａ’，６ｂ’がボディクロスビーム２の付属の段付き面６ａ，６ｂに当接する。

保持要素４と、従ってベースビーム３とボディクロスビーム２の間の確実な結合を保証するために、保持要素４とボディクロスビーム２のそれぞれの段付き面６ａ，６ｂ，６ａ’，６ｂ’に貫通穴７が設けられており、これら貫通穴は、保持要素４がボディクロスビーム２と結合された時に互いに整列するように配設されており、しかも結合手段８、例えばネジが整列する貫通穴７に差込み可能であるように配設されている（図３参照）。

図１に示したように、模範的に図示した２つの保持要素４は、結合コンソール９を介して車両横方向に互いに結合されており、この場合、結合コンソール９は、ベースビーム側に切欠き部１０を備え、この切欠き部は、好ましくはベースビーム３の外部輪郭に対して相補的に形成されている。このように形成された切欠き部１０は、ベースビーム３の切欠き部１０への形状補完的な係合を可能にする。この場合、ベースビーム３は、好ましくは保持要素４の切欠き部１０によって少なくとも部分的に取り囲まれるので、確実で位置の固定されたベースビーム３の切欠き部１０への保持が保証されている。付加的に、保持要素４がベースビーム３と他の方法で結合されていても、特に接着、ロウ付け、又は溶接されてもよい。

図３によれば、横断面図で図示した保持要素４は、上部フランジ部１１と、下部フランジ部１２と、図２に図示した補強要素１３とを備える。この場合、補強要素１３は、上部フランジ部１１と下部フランジ部１２の間に配設され、これらを互いに補強する。この場合、保持要素４が個々の複数の部品から構成されており、これにより、特に軽量の保持要素４を提供できることが特に有利である。特に、上部フランジ部１１及び／又は下部フランジ部１２をベルト状のフランジとして形成し、これらフランジを例えば２つの壁を有する補強要素１３を介して互いに強く結合することが可能である。このように構成された保持要素４は、重量が少ない場合でも主負荷方向に高い曲げ剛性を備えている。

更に図３に示されているように、上部フランジ部１１は、ボディクロスビーム側が第１の段付き面６ａ’を構成し、下部フランジ部１２は、同様にボディクロスビーム側が第２の段付き面６ｂ’を構成する。結合手段８を第２の段付き面６ｂ’の貫通穴７に挿入することができるように、上部フランジ部１１と下部フランジ部１２の間にスリーブ要素１４が配設されており、このスリーブ要素は、第２の段付き面６ｂ’の貫通穴７に対して整列するように整向されている。

保持要素４の結合領域５’の第２の段付き面６ｂ’をボディクロスビーム２と結合するために、ボディクロスビーム２に接合要素１９が配設されており、これら接合要素は、ボディクロスビーム側の結合領域５の段付き面６ｂを構成する。この場合、接合要素１９は、適当な方法で、特に接着、ロウ付け、又は溶接により結合することができる。

図１によれば、ボディクロスビーム２に凹部１５を認めることができるが、これら凹部には、段６ａ’の凹部１５への埋設式の配設が生じるように、それぞれの保持要素４の結合領域５’の段６ａ’がそれぞれ係合する。この場合、凹部１５は、付加的に組立て補助装置として使用され、この組立て補助装置は、保持要素４もしくは結合領域５’のそれぞれの段６ｂ，６ｂ’のボディクロスビーム２への正確な位置決めを容易にする。好ましくは、この場合、凹部１５に上部フランジ部１１が挿入された時に整列した、即ち一貫した表面が生じるように、凹部１５は上部フランジ部１１又は段６ａ’の全高に適合されている。

ベースビーム３を保持要素４を介してボディクロスビーム２に固定することに加えて、センタトンネル１６（図１参照）とベースビーム３の長手方向終端領域に対して更なる固定が行なわれる。この場合、自動車の長手方向センタトンネル１６へのベースビーム３の固定はストラット１７（図２参照）を介して行なわれ、このストラットは、好ましくはベースビーム３と溶接もしくはロウ付けされ、長手方向センタトンネル１６とネジ止めされている。この場合、自動車の図示してないＡピラーへのベースビーム３の長手方向終端側の固定は、それぞれ１つのコンソール１８を介して直接的か間接的かのいずれかで行なうことができる。コンソール１８は、保持要素４と同様にベースビーム３の外部輪郭に対して相補的に形成された切欠き部１０’を備え、この切欠き部にベースビーム３が好ましくは形状補完的に係合する。この場合、コンソール１８をベースビーム３と他の方法で結合すること、特に接着、ロウ付け、又は溶接することも考えられる。

室内の形成に対する車型の個々の要求を顧慮するために、ベースビーム３は、領域的に湾曲させたサポートチューブとして形成されており、これにより搭乗者のためにスペースの確保を可能にする。ベースビーム３の長手方向に延在する領域、例えばステアリングコラムの領域でも様々な大きさの負荷を吸収しなければならないので、ベースビーム３は、長手方向に変化する横断面を備え（図２参照）、これにより、ベースビームは、例えば異なった曲げ負荷を顧慮している。

保持要素４とストラット１７もしくはコンソール１８又は接合要素１９のいずれも、好ましくは板材成形部品として形成されており、これら板材成形部品は、簡単で安価に製造することができ、同時に少ない重量を備え、これは、車両のエネルギーバランスにプラスに作用する。

本発明によるクロスビームアッセンブリを概略的に示す。 保持要素とベースビームの分解展開図を概略的に示す。 保持要素の横断面図を概略的に示す。

符号の説明

１ クロスビームアッセンブリ
２ ボディクロスビーム
３ ベースビーム
４ 保持要素
５ 結合領域
５’ 結合領域
６ａ，６ｂ ボディクロスビームの段付き面
６ａ’，６ｂ’ 保持要素の段付き面
７ 貫通穴
８ 結合手段
９ 結合コンソール
１０ 切欠き部
１０’ 切欠き部
１１ 上部フランジ部
１２ 下部フランジ部
１３ 補強要素
１４ スリーブ要素
１５ 凹部
１６ 長手方向センタトンネル
１７ ストラット
１８ コンソール
１９ 接合要素

Claims (7)

1. ベースビーム（３）が保持要素（４）を介してボディクロスビーム（２）に固定されている、インストルメントパネルを含む機能要素を固定するためのベースビーム（３）とボディクロスビーム（２）とを有する自動車用のクロスビームアッセンブリ（１）において、
   保持要素（４）が、ボディクロスビーム側に段付きの結合領域（５’）を備え、この結合領域が、これに対して相補的にボディクロスビーム（２）に形成された結合領域（５）と結合され、
   保持要素（４）の結合領域（５’）は、高さ位置が異なる第一の段付き面（６ａ’）及び第二の段付き面（６ｂ’）を備え、当該２つの面（６ａ’、 ６ｂ’）により段を形成し、ボディクロスビーム（２）の結合領域（５）は、高さ位置が異なる第三の段付き面（６ａ）及び第四の段付き面（６ｂ）を備え、当該２つの面（６ａ、 ６ｂ）により段を形成し、
   保持要素（４）は、上部フランジ部（１１）と下部フランジ部（１２）と補強要素（１３）とを備え、この補強要素が、上部フランジ部（１１）と下部フランジ部（１２）との間に配設されており、前記上部フランジ部（１１）が前記第一の段付き面（６ａ’）を構成し、前記下部フランジ部（１２）が前記第二の段付き面（６ｂ’）を構成し、
   前記第一の段付き面（６ａ’）、前記第二の段付き面（６ｂ’）、前記第三の段付き面（６ａ）及び前記第四の段付き面（６ｂ）は、それぞれ一つの貫通穴（７）を有し、
   前記第一の段付き面（６ａ’）と前記第三の段付き面（６ａ）は、当該２つの面（６ａ’、６ａ）の貫通孔（７）が整列するように互いに当接し、該整列する貫通孔（７）によりネジ止めされ、
   前記第二の段付き面（６ｂ’）と前記第四の段付き面（６ｂ）は、当該当該２つの面（６ｂ’、６ｂ）の貫通孔（７）が整列するように互いに当接し、該整列する貫通孔（７）によりネジ止めされ、
   スリーブ要素（１４）がボディクロスビーム側の前記上部フランジ部（１１）と前記下部フランジ部（１２）との間に配設され、当該スリーブ要素（１４）は、前記第二の段付き面（６ｂ’）と前記第四の段付き面（６ｂ）の整列した貫通穴（７）の貫通方向に延びて配置されていることを特徴とするクロスビームアッセンブリ。
2. ２つの保持要素（４）が、結合コンソール（９）を介して車両横方向を互いに結合されていること、及び／又は結合コンソール（９）が、ベースビーム（３）の外部輪郭に対して相補的に形成された切欠き部（１０）を備え、これら切欠き部に、ベースビーム（３）が形状補完的に係合することを特徴とする請求項１に記載のクロスビームアッセンブリ。
3. ボディクロスビーム（２）が凹部（１５）を備え、この凹部に、埋設式の配設が生じるように、それぞれの保持要素（４）の結合領域（５’）の前記第一の段付き面（６ａ’）がそれぞれ係合し、ボディクロスビーム（２）に接合要素（１９）が配設されており、この接合要素が、ボディクロスビーム側の結合領域（５）の前記第四の段付き面（６ｂ）を構成することを特徴とする請求項１又は２に記載のクロスビームアッセンブリ。
4. ベースビーム（３）が、ストラット（１７）を介して自動車の長手方向センタトンネル（１６）に固定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のクロスビームアッセンブリ。
5. ベースビーム（３）が、領域的に曲げられたサポートチューブとして形成されていること、及びベースビーム（３）が、長手方向に変化する横断面を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のクロスビームアッセンブリ。
6. ベースビーム（３）が、長手方向終端側を、それぞれ１つのコンソール（１８）を介して直接的に又は相手コンソールを介して間接的に自動車のＡピラーに固定されていること、及び／又はコンソール（１８）が、ベースビーム（３）の外部輪郭に対して相補的に形成された切欠き部（１０’）を備え、この切欠き部に、ベースビーム（３）が形状補完的に係合することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のクロスビームアッセンブリ。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載のクロスビームアッセンブリを有する自動車。

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