JP5186107B2 - 車両用縦ビーム - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの異形棒材を有している車両用縦ビームに関するものである。

この種の縦ビームは周知であり、製造が簡単であることを特徴としている。しかしながら、長手延在方向に沿って横断面の延在態様を異ならせることはそれほど容易ではない。また、たとえば特許文献１から明らかであるように、ブシュの挿着は困難である。

独国特許出願公開第１９６４５９６２Ａ１号明細書

本発明の課題は、異形棒材を使用して簡単に製造できる車両用高剛性縦ビームを提供することである。

上記の課題は請求項１の構成により解決される。

本発明の主要な思想は、開口した横断面と内面の中空室とを備えた異形棒材を使用し、開口した横断面を閉鎖異形部材により補完して閉じた横断面を形成させることである。あらゆる機械的応力に対する縦ビームの閉じた横断面の優れた剛性特性は、内側にある中空室によりさらに改善される。さらに、本発明による縦ビームでは、閉鎖異形部材を縦ビームの内側に取り付ける前に、閉じた異形棒材では不可能な変更または大きなコストを要しなければできないような変更を行なうことが可能である。このような変更とはたとえば補強手段の装着、材料の部分的な除去、固定要素の取り付けなどである。

内面を中空室で補剛して薄板シェル構造で製造された縦ビームに比べると、本発明にしたがって中空室を異形棒材に一体的に設けることにより部品点数が低減し、よって必要な組付け工程数が低減する。

独国特許出願公開第３９１８２８０Ａ１号明細書から知られている自動車両の車体では、異形棒材により形成されるフレーム部材が設けられ、該フレーム部材は予め成形した薄板部材により覆われている。この公知の解決手段の場合、横断面が複雑に変化している視認面を自動車両の外面方向にて提供するために、閉じた異形棒材を薄板部材で覆う。本発明はこれとは異なり、内面に補剛用の中空箱体を有する開口した異形棒材を使用し、異形棒材と閉鎖異形部材とで耐力性横断面を形成させる。

本発明によれば、中空室はその長手延在方向の少なくとも一部において部分的に切除される。これは種々の態様で行なうことができる。たとえば中空室の長手方向に対し垂直に或いは傾斜させて少なくとも１つのスリットを設ける態様、中空室に少なくとも１つの穴状の開口部を設ける態様、中空室の少なくとも１つの壁を部分的に切除する態様等が可能である。目的に応じて材料を切除することにより、特にフライス工具により切除することにより、自動車両衝突時の縦ビームの変形を、縦ビームが合目的に押しつぶされる（褶曲する）ことによって可能な限り最適なエネルギー分解が達成されるよう設定することができる。

対応的に、縦ビームの内側の一部に補強材料を取付けてもよい。この種の局部的な補強手段によっても前記材料切除による補強手段の場合と同様に衝突力による縦ビームの変形特性を制御することができる。

さらに、開口した異形棒材は固定要素（たとえば縦ビームの組み付け部材を受容するためのブシュ等）の取り付けを簡単にさせる。この種のブシュはアクセス性に優れ、開口した異形棒材のなかに溶接することができる。これにより、前記特許文献１に記載されているような、ブシュを縦ビームに遊隙なしに着座させるための面倒な処置を省くことができる。

閉鎖異形部材は多様に製造、構成されていてよい。閉鎖異形部材は薄板成形部材であるのが有利であり、好ましくは幾何学的形態を広範囲に自在に構成できる深絞り薄板部材である。もちろん閉鎖異形部材として、場合によってはたとえば深絞り法により成形される異形棒材を使用してもよい。

中空室を備えた異形棒材にも深絞りによりその長手方向において変化する横断面を備えさせてもよい。なお深絞りは通常、異形棒材の、中空異形部により補剛されてない領域に限られる。

本発明の有利な実施態様では、異形棒材と閉鎖異形部材とはそれぞれＬ字状であり、その結果縦ビーム内部へのアクセス性に優れている。さらにこのＬ字状構成の場合、縦ビームの両半部分はフランジに沿って簡単に互いに結合させることができ、たとえばリベット結合により結合させることができる。リベット固定部は接着部により補強するのが好ましい。

縦ビームの両半部分を補助的に穴溶接により結合させてもよい。このため、好ましくは閉鎖異形部材に設けた少なくとも１つの開口部を通じて該閉鎖異形部材をその下にあって閉鎖異形部材の内面まで達している異形棒材の中空室と溶接させる。

本発明による縦ビームはその構成により、特に自動車両の前部縦ビームまたは後部縦ビームとして使用するのに適している。縦ビームの内部に簡単に溶接されるブシュを用いれば、走行装置部品を遊隙なしに固定させることができる。

縦ビームの両半部分は好ましくは軽金属から成っており、たとえばアルミニウム合金から成っている。

図面には本発明の１つの可能な実施形態が図示されており、以下にこれを詳細に説明する。
全体を１で示した車両用縦ビームは異形棒材２と閉鎖異形部材３とから組み立てられる。縦ビーム１の車両への取り付け状態を明確にするため、走行方向をＦＲで示した。異形棒材２と閉鎖異形部材３とはそれぞれ横断面がほぼＬ字状であり、互いに補完しあってほぼ矩形の閉じた横断面を持った縦ビーム１を形成する。両異形材２と３はフランジ４と５に沿ってリベット固定方法により互いに連結される。図ではリベットの位置を４ａと５ａで示唆した。

異形棒材２はその内面に中空室６を有している。中空室６は異形棒材２の側壁１４の一部分のみを覆っている。中空室６は、側壁１４に対しほぼ垂直に延びている２つの脚部１５と、これら脚部１５を結合させている１つのウェブ１６とを有している。中空室６は開口する異形棒材２の補剛の用を成し、よって縦ビーム１全体の補剛の用を成しているので合目的である。中空室６は異形棒材２の中央領域において縦方向に数センチメートルにわたり切除されている（フライス削り部７）。この場合フライス削り部７は、中空室６のウェブ１６が完全に切除され、且つ残った低い高さの足部分１５ａを除いて両脚部１５が切除されるようにフライス削りされている。縦ビーム１の走行方向とは逆の側の端部部分と縦ビーム１の最前端領域とにおいて中空室６は完全に切除されており、図では、脚部１５が本来異形棒材２に沿って延びていることを示唆する破線でこれを示した。

ほぼ水平方向に延びている異形棒材２の下面９に設けた貫通穴を介してブシュ８が挿着されている。ブシュ８はシャーシーおよびサスペンション等の走行装置の個々の部品を受容するために用いる。ブシュ８は中空室６に設けた貫通穴を貫通し、溶接継ぎ目１０を介して異形棒材２の下面９および中空室６の両脚部１５と遊隙なしに結合されている。

閉鎖異形部材３は薄板部材として深絞り成形法により製造され、その側壁１８に補剛溝１１と１２を有している。補剛溝１１と１２の領域には少なくとも１つの貫通穴が設けられており、該貫通穴を介して閉鎖異形部材３とその下にある、中空室６の前記ウェブ１６との穴溶接を行なう。これにより、１つまたは複数の局部穴溶接部によって荷重による縦ビーム１の座屈が回避されるので、縦ビーム１の剛性がさらに向上し合目的である。

両異形材２と３は走行方向とは逆の側の端部部分において釣鐘状に拡大しており、その端部が車体の支持構造部に組み付けられる。両異形材２と３には、組み付け部品を螺着させるために複数個の貫通穴１３が設けられている。

異形材２と３はたとえばＡＣ３００ＨＦのようなアルミニウム合金から成っている。ブシュ８はミグ溶接により縦ビームに取付けられる。場合によっては穴溶接もミグ方法で行なわれる。

リベット固定方法により両異形材２と３をフランジ４と５に沿って結合させることにより、溶接方法とは異なり熱が供給されないので、衝突時に高荷重を受ける縦ビーム１の製造の際に後で熱処理を行なう必要がない。縦ビーム１を密封し且つその剛性をさらに向上させるため、フランジ４と５に沿って補助的に接着剤を挿入する。

本発明による縦ビームの両半部分の斜視図である。

Claims (11)

1. 開口した横断面を備えた少なくとも１つの異形棒材（２）を有し、異形棒材（２）の開口した横断面を補完して縦ビーム（１）の閉じた横断面を形成させる閉鎖異形部材（３）が設けられている車両用縦ビームにおいて、
   異形棒材（２）が開口した横断面の内面に少なくとも１つの中空室（６）を備え、中空室（６）が、異形棒材（２）と一体成形され、且つ車両衝突時に縦ビーム（１）が押しつぶされまたは褶曲することによって衝突エネルギーの減少が達成されるようにその長手延在方向の少なくとも一部において部分的に切除されていることを特徴とする車両用縦ビーム。
2. 中空室（６）がその長手延在方向の少なくとも一部分においてフライス削り法により切除されていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用縦ビーム。
3. 異形棒材（２）に少なくとも１つのブシュ（８）が挿着されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用縦ビーム。
4. ブシュ（８）が中空室（６）と結合されていることを特徴とする、請求項３に記載の車両用縦ビーム。
5. 閉鎖異形部材（３）が板成形部材であることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の車両用縦ビーム。
6. 異形棒材（２）が少なくとも中空室（６）外側の領域において深絞り法により成形されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の車両用縦ビーム。
7. 異形棒材（２）と閉鎖異形部材（３）とがそれぞれ実質的にＬ字状の横断面を有していることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の車両用縦ビーム。
8. 異形棒材（２）と閉鎖異形部材（３）とがそのエッジ側のフランジ（４，５）に沿ってリベットを介して互いに結合されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の車両用縦ビーム。
9. 異形棒材（２）と閉鎖異形部材（３）とがそのフランジ（４，５）に沿って接着剤を介して互いに結合されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の車両用縦ビーム。
10. 異形棒材（２）と閉鎖異形部材（３）とが少なくとも１つの穴溶接部を介して互いに結合されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の車両用縦ビーム。
11. 縦ビーム（１）が自動車両の前部縦ビームまたは後部縦ビームとして形成され、車両アッセンブリおよび／または走行装置部品を受容するための少なくとも１つのブシュ（８）を備えていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一つに記載の車両用縦ビーム。

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