JP6182669B2 - ステアリングコラムをクロスメンバに接続する装置 - Google Patents

Description

本発明は、前方接続領域、クロスメンバ収容領域、および後方接続領域を含み、ステアリングコラムを車両の２つのＡピラー間に位置付けられたクロスメンバに接続するための装置に関する。

排気の値の低減を試みる努力によって、自動車製造業者は自社の車両をより一層軽量に設計するようになっている。しかし同時に、高まり続ける法的な安全要件を満たす義務がある。これは、特に、多くの構成要素または組立体は概して法律上の要件を満たすために特に高い強度をもたなければならないという背景に照らして、こうした構成要素または組立体に対する難題となることがある。

できるだけ多くの車両組立体がさまざまな用途に対応し、かつ組み立てやすくなるように、多くの自動車製造業者がこうした組立体をモジュール式に構築する方式に転換しつつあることが観察できる。モジュール式の構築のために、構成要素または組立体の多くのモジュールを異なる場所で製造するという要件を満たすことも可能であり、したがって、既に組み立てられた組立体のために配送上の複雑さを最小限にできる。

ステアリングコラムを接続する従来技術から知られている装置を製造するために、クロスメンバ上に直接的に射出成形された綱板殻、ダイカスト構成要素、またはプラスチックと金属の混成構造物が主に使用されている。これらは通常、多くの個々の構成要素からなり、これらの構成要素は、したがって必要となる進歩的なツールのために高い接合コストおよび高い投資コストを伴う。設計プロセスにおけるトポロジ解析は既知のものであり、また共通しているが、ステアリングコラムを接続する従来の装置は、金属薄板殻の設計の場合は荷重経路指向の手法において条件付きでのみ設計可能であり、したがって、必然的な過剰寸法化が結果として生じる。したがって、これらの装置は重くなり、かつ／または、複雑な組立体を必要としつつ、モジュール式に使用することができない。

一例として、ＤＥ１０２００４０２５２４５Ａ１からは、ステアリングコラムを接続するために２つの金属インサートがこの中で使用されていることが明確であり、このために、これらの金属インサートに孔が設けられている。この公開特許出願の図３に示されている金属インサートの構造物に加えて、これらの孔から、金属インサートが金属薄板殻の設計において実現されることも分かる。その後、後続の射出成形サイクルにおいて、クロスメンバへの接続を確立するために、金属インサートはクロスメンバ上にさらに直接的に射出成形される。

この従来技術には、ステアリングコラムを接続する対応する装置の設計が荷重経路に関して最適化されず、それによって重量が増すという欠点がある。さらに、このタイプの設計では柔軟性が落ちる。この原因は、特に、クロスメンバがオーバーモールドによってより著しくかさばった寸法を有するので、さらなる最終的な組立体のためにクロスメンバが再度輸送されなければならないという条件のもと、追加の配送費用が必要となるためである。装置の正確な位置決めを達成するためにツール費の増加も必要であり、したがって、公差の補償は多額の費用でのみ実現され得る。さらに、接続を実現するために特定のツールを常に使用しなければならないので、モジュールでの有用性が阻害される。

さらに、ステアリングコラム支持体およびダッシュボードクロス要素の剛性を高めるためのステアリングコラム支持体の構造物が、ＤＥ１０２００７００２４３１Ｂ４から知られている。ステアリングコラム支持体は、フォークプレートまたは停止プレートと収容体の組み合わせから対として形成され、したがって、一対の左右の装着セグメントとして形成される。フォークプレートおよび収容体は金属で構成され、フォークプレートと収容体は溶接によって接合される。

このステアリングコラム支持構造物の欠点は、その設計が同様に荷重経路指向の手法において最適化されないことである。むしろ、フォークプレートまたは停止プレートは、必要な剛性を実現することができるように、収容体用のクロージングプレートとして働く。このように形成される支持ユニットは、対として、また殻のように設計されなければならないので、より重い重量、より複雑な製造方法、および組み立ての困難さが結果として生じる。さらに、クリップ、保持器などの接続に関する設計の自由さは、複雑さを高めることによってのみ実装され得る。

ＤＥ１０２００４０５１１８２Ｂ４には、さらなるステアリングコラム保持構造物が示されている。コラム保持支持体は、ペダル支持体によってダッシュボードに枢動自在に固定されたペダルによって、防火壁支持体およびコラム保持延在部に取り付けられている。コラム保持支持体は、さらに追加の構成要素として取り付けられることになるコラム保持延在部を有する閉じた外形として殻形状に設計され、したがって、コラム保持支持体は重量指向または荷重経路指向の手法において最適に設計されない。

したがって、本発明の目的は、従来技術について最初に検討した問題をなくした、または少なくとも低減した、ステアリングコラムをクロスメンバ、いわゆるクロスカービームに接続する装置を提供することである。

この目的は、最初に述べたように、当該タイプの装置によって達成され、この装置は、弓状部として設計されているか、または少なくとも１つのそのような弓状部を有する、前方接続領域から後方接続領域に延在する少なくとも１つの金属構造物と、金属構造物を支持するベース体とを備え、金属構造物は、力をクロスメンバの中に加える主要な荷重経路であり、ベース体は、少なくとも前方接続領域および後方接続領域において主要な荷重経路の方向で金属構造物に接続される。

ステアリングコラムをクロスメンバに接続する本発明による装置の場合、従来技術で主に使用される鋼殻構成要素が、モジュール式に製造された接続装置の構築体に、すなわち、少なくとも１つの弓状部およびベース体を有する荷重経路が最適化された金属構造物によって置き換えられる。好ましい実施形態によれば、ベース体はプラスチック体であり、特に、強化用の繊維が含まれているポリマーマトリックスを有する。ベース体は、主要な荷重経路を介してクロスメンバの中に力が加えられるとき、金属構造物の個々のセグメントを、互いとの関係でそれらの意図した空間的位置に保つために、支持構造物として働く。金属構造物のこれらのセグメントは、クロスメンバから突き出た部分弓状部セグメントである。このため、金属構造物は、それに応じて、前方接続領域および後方接続領域において、ベース体に接続される。ベース体がプラスチック部分である場合、弓状部セグメントのこれらの部分は、プラスチックベース体に少なくとも部分的に収容される、かつ／または囲まれるのが有利である。そのような一実施形態の場合、弓状部様の金属構造物は、好ましくは、収容および／または取り囲みが主要な荷重経路の方向に確実にロックするだけでなく、その横断する少なくとも１つの方向に確実にロックされるように、金属構造物の前方接続領域および後方接続領域におけるプラスチックベース体によって収容されるか、または取り囲まれる。特に好ましいのは、力が意図した通りにかけられるときに、部分弓状部セグメントが外れることを防ぐように、金属構造物が述べた領域においてベース体に接続されている一実施形態である。たとえば、これは接着されたジョイントによって実現され得る。接続装置が混成構成要素である場合、部分弓状部セグメントの対応する部分が、確実にロックする手法で、すなわち、ベース体が、部分弓状部セグメントの対応するセグメントを少なくとも部分的に収容し、かつ／または取り囲むように、ベース体に接続されるのが有利である。

ベース体は全体的に、金属構造物の上記の支持機能が、特定の力を加えることのために確保されるように設計されている。金属構造物の少なくとも１つの弓状部の支持体によって、金属構造物の少なくとも１つの弓状部は、ベース体が吸収できる支持力の制限内でその形体を保持し、それによって、装置が意図した通りに使用されたときに、少なくとも１つの金属弓状部によって設けられた主要な荷重経路を介してクロスメンバの中に力を加えることが確保される。衝突の事象において可能性があり得る、この力を超過した場合、ベース体の支持機能を超過する可能性があり、その結果、そのような場合には、ベース体は破損している可能性はあるものの、接続された構成要素（たとえば、ステアリングコラム）は金属構造物によってクロスメンバに接続されたままとなる。

さらなる発展形態によると、金属構造物は、装置のベース構造物を実質的に表し、ベース体は、さらなる荷重経路を形成するために、エンジンルーム用に設計された防火壁に場合により接続されている。

好ましい実施形態において、金属構造物は、第１および２つの第２の湾曲された金属弓状部からなり、これらはそれぞれ、典型的にはトポロジ解析において調査された荷重経路に対応する。ベース体が、ポリマー材料で構成されたベース体である場合、第１の金属弓状部は、ベース体のポリマーマトリックスによって少なくとも部分的に取り囲まれ、かつ／またはそこに埋め込まれ、２つの第２の金属弓状部はクロージング弓状部として設計され、ベース体の中に、かつ／またはその中を通って挿入され得る。ベース体自体は、好ましくは、対応するクロージング弓状部収容装置をもつ殻形体に少なくとも部分的に設計されている。

このように形成された、ステアリングコラムを接続する装置のベース体は、クロスメンバ収容領域によってクロスメンバの任意の点に取り付けることができ、クロージング弓状部によって固定することができる。それに応じて少なくとも部分領域においてクロスメンバに寄りかかる金属弓状部は、好ましくは熱による接合方法によってこれらの点にさらに接続させることができる。この場合、ステアリングコラムへ接続する装置はいわゆる左ハンドル車両と右ハンドル車両の両方に対してモジュール式に使用できることが明確になる。さらに、公差はより容易に補償できる。

装置のベース体のベース構造物を実質的に表す第１の金属弓状部に関して、好ましい実施形態では、第１の金属弓状部はＶ字形またはＵ字形であり、より良好に力を吸収するために、前方領域において第１の金属弓状部が上方および前方を向き、さらなる部分領域では、少なくとも部分領域においてクロスメンバ輪郭に寄りかかり、金属弓状部の対応する２つの端部が、クロージング弓状部にその内部で接するために上方および内方を向くように、荷重経路が最適化された手法で湾曲されている。

用語「上方」、「前方」、「下方」、または「内方」がこれらの実施形態に関連して使用されるとき、これらの用語は、車両において標準化された方向を示し、「前方」および「後方」はＸ軸の方向であり、「上方」および「下方」はＺ軸の方向であり、「内方」はＹ軸の方向を指す。

通常の動作中、クロージング弓状部によって装置の中により大きい荷重が時として加えられるので、クロージング弓状部は、さらに好ましい実施形態では、好ましくはＶ字形またはＵ字形の金属弓状部よりも厚く設計される。

さらに好ましい実施形態では、クロージング弓状部を収容するいくつかのクロージング弓状部ガイドがベース体に加えられている。さらに、任意の数の補剛要素、保持器、および／またはケーブルガイドが、ベース体に取り付けられ、加えられ、射出成形され、かつ／または一体化されてもよい。

また、さらに好ましい実施形態では、ベース体は、骨組に、または中実の本体として設計される。

ステアリングコラムを接続する本装置は、設計可能性に関して極めて可変であり、パッケージング空間設計に関して、たとえば、サイズおよび幾何形状に関して自動車製造業者が要求する柔軟性が達成できるという利点をさらに提供する。また、荷重経路指向の最適化のために、装置の過剰寸法化は、金属弓状部を使うことによって従来技術に比べて少なくとも減少し、結果として軽量化となっている。

本発明のさらなる利点は、そのような一実施形態において、クロスメンバ上に直接的に射出成形される綱板殻、ダイカスト構成要素、およびプラスチックと金属の混成構造物が省略でき、それによって、必要な作業工程の数が減少し、したがって本発明による装置の製造が比較的経済的に実現できることである。

また、本発明のさらなる利点は、本装置がクロスメンバ上に射出成形されず、むしろ最初はクロスメンバから取り外して製造されることである。このために、これらの要素は、クロスメンバとは異なる場所で柔軟に製造することもでき、したがって、クロスメンバ上に射出成形されたステアリングコラムを接続する装置を有するクロスメンバよりも、配送の点でより効果的に送ることもできる。さらに、そのような装置はまた、左ハンドルと右ハンドルの車両に柔軟にモジュール式に使用することもでき、公差の補償に貢献することができ、さらに最も煩雑な幾何形状の場合であっても、荷重経路に向ける最適化された手法で製造できる。

上で明確に行われた記述は、好ましくはそのように設計された荷重経路が最適化された装置によって、さまざまな材料の最適な使用のために対応する軽量化が生じ、より容易かつより経済的な製造性の両方が達成されており、同時にさまざまな衝突要件に関する必須の法律上の規定が遵守されるという点で、従来技術に関して最初に検討した問題がなくなっている、または少なくとも低減されていることを示す。さらに、装置はパッケージング空間設計に関して極めて柔軟性があり、装置の過剰寸法化を防ぎ、軽量化に至っている。この点については、装置は、いわゆる混成部分であるが、クロスメンバ上に射出成形されず、むしろ最初は単にクロスメンバから取り外して製造できることが特に有利である。これにはとりわけ、それに必要なシステムおよび特に熱による方法での接合のための関連するノウハウが産業界において利用可能であるか、または知られているという背景がある。したがって、配送の困難性はまた、知られている方法を適用することによって、より容易に克服され得る。

当業者に明白なすべての可能性が、ステアリングコラムを接続するこの最適化された荷重経路指向の装置の組立体および設計の実施において使用できる。

以下、添付の図面を参照しながら、実施形態の例に基づいて本発明を説明する。それにより、さらなる利点および本発明の好ましい実施形態が当業者には明確になろう。

本発明によるステアリングコラムを接続する装置の一実施形態の斜視図である。 図１における実施形態のステアリングコラムを接続する装置の底面図である。 図１における実施形態のステアリングコラムを接続する装置の側面図である。 図１における実施形態のステアリングコラムを接続する装置の前方接続領域におけるガイド溝セグメントの拡大図である。 図１における実施形態のステアリングコラムを接続する装置の後方接続領域におけるガイド溝セグメントの拡大図である。 図１に示した、金属構造物が隠れた状態のステアリングコラムを接続する装置の実施形態の斜視図である。 図１における実施形態のステアリングコラムを接続する装置の第１の金属弓状部の斜視図である。 図１における実施形態のステアリングコラムを接続する装置の第２の金属弓状部の斜視図である。 ステアリングコラムをクロスメンバに接続する装置のさらなる実施形態の斜視図である。

図１から図３には、ステアリングコラムを接続する装置１が示されており、この装置１は、２つのＡピラー間に位置付けられたクロスメンバ２上に配置され、前方接続領域３、クロスメンバ収容領域４、および後方接続領域５を備えており、装置１は、少なくとも１つのワイヤ弓状部からなる金属構造物８、およびポリマー材料（プラスチック）から構成されるベース体６を備える。

図面に見られるように、金属構造物８はｘ方向に大きく延在し、クロスメンバ２はｙ方向に延在する。金属構造物８は、行われたトポロジ解析の結果に従って製造される。そのようなトポロジ解析およびそのようなトポロジ解析ツールはよく知られている。したがって、この解析ならびにこれらの解析方法およびツールはここでは検討しない。言い換えれば、金属構造物８は、クロスメンバ２の中へ力を主に加えるための主要な荷重経路として設計される。これは、使用中に他の構成要素によってクロスメンバ２の中へ意図した通りに力を加えることもできないという意味ではない。ただし、これらの他の構成要素によって力を加えることは、補助的な程度行われるに過ぎない。それに関連する金属構造物８の過剰寸法化を伴わず、したがって、ベース体６が金属構造物８をベース体６のポリマーマトリックスの中に少なくとも部分的に収容する、かつ／または囲むという点で、最適化された装置を製造することが可能であり、金属構造物８は、実質的に装置１のベース構造物を表す。これは別個のオーバーモールド処理において行われ、それにより、構成要素、すなわち装置１は、クロスメンバ２上に射出成形される必要がない。装置のベース構造物は、同様に、トポロジ最適化に基づいており、任意の強化リブが好ましくは荷重方向に配置される。

ベース体６は、好ましくは、熱硬化性物質または熱可塑性物質として、特にポリオキシメチレンとして設計される。しかしながら、ポリアミド、ポリプロピレン、繊維複合プラスチック、またはガラス繊維マット熱可塑性物質などの他の材料も考えられる。

図示の実施形態では、ポリマーベース体６の前方接続領域３は殻形状に設計され、上方が開いている。さらに、前方接続領域３は、ベース体６の長手方向の範囲に横断的に延在する補剛リブ２０の形成によって強化される。さらに、図示の強化リブ２０は、第１の金属弓状部８の弓状部セグメント１１、１１．１に沿って延在する２つの側壁１９、１９．１の間に配置されている。図示しない強化リブのさらなる実施形態は、当然ながらすべての幾何学的形状、特に当然ながら、対角線、Ｙ字形、十字形などに表すことができる。

したがって、金属構造物８がセグメントによってクロスメンバ２の輪郭に寄りかかっているか、またはクロスメンバ２の輪郭の周囲にあるので、金属構造物８は弓形状に描写することができ、脚部として描写できる部分弓状部セグメントがクロスメンバ２から他の方向に突出している。

エンジンルームに向けられた、したがって前方に向けられた前方接続領域３の端部に、図示した実施形態の例における防火壁接続部として設けられた追加の接続装置７が形成される。そのような連結部は、ステアリングコラムの自然な振動数を最適化することができる。

ベース体６およびベース体６に少なくとも部分的に埋め込まれた、かつ／または囲まれた第１の金属弓状部８を固定するために設けられた第２の金属弓状部９、９．１を収容するために、収容ポケット１４、１４．１が側壁１９、１９．１のそれぞれに形成されている。組み立てをより容易にし、第２の金属弓状部９、９．１がベース体６に確実に保持され、第１の金属弓状部８がクロスメンバ２上に確実に保持されるようにするために、収容ポケット１４について図４に一例として示されるように、２つのガイド溝セグメント１５、１５．１、したがって１５．２および１５．３が各収容ポケット１４、１４．１に形成されている。図１に見られるように、クロスメンバ収容領域４の中に延在するさらなるガイド溝セグメント１５．５、１５．６が、各収容ポケット１４、１４．１の、図示した好ましい実施形態におけるクロスメンバ収容領域４への遷移領域に形成されている。

さらなる実施形態（図示せず）では、いくつかのガイド溝セグメントまたは１つだけの連続的なガイド溝のいずれかが形成でき、ガイド溝は場合により、対応する側壁１９、１９．１に一体化することができる。

さらに、好ましい実施形態では、対応する第２の金属弓状部９、９．１を収容する収容開口部１７、１７．１が収容ポケット１４、１４．１に形成されている。

前方接続領域３を、中実の本体として、骨組に、または本明細書において述べた変形体（図示せず）の組み合わせから形成することも可能であることが当業者には明らかとなる。当然ながら、同じことが、類似的にベース体６の設計全体に当てはまる。特に、当然ながら、さらなる強化構造物および／もしくは保持器ならびに／またはケーブルガイドを、ベース体６の全体（図示せず）に取り付ける、かつ／または一体化することができることが当業者には明らかとなる。したがって、直前に述べた実施形態の例をさらに説明することはしない。

ベース体６のクロスメンバ収容領域４は、図３に示すように、ベース体６のクロスメンバ収容領域４がクロスメンバ２の周囲に実質的に接して延在するように設計されている。さらに、図５には開口部２１が示されており、これはクロスメンバを収容するために設けられ、およそクロスメンバ２の幅を有し、ベース体６の横断する範囲全体に沿って形成されている。前方接続領域３への遷移領域は、好ましくは、ベース体を強化する機能を同時に満たす連続する境界または支持壁として設計されている。特に熱による接合によって、損傷を与える入熱にポリマーベース体６をかけることなく、弓状部セグメント１１、１１．１のクロスメンバ２への少なくとも部分的に接着された固定が可能になるように、クロスメンバ収容領域４の底部領域では、クロスメンバ収容領域４は、第１の金属弓状部８の接触弓状部セグメント１１、１１．１の領域において、他の場合では存在するベース体６のプラスチックマトリックスに取り囲まれていない。対応する弓状部セグメント１１、１１．１は、この領域（図示せず）においてクロスメンバに好ましくは完全に溶接されている。

言い換えれば、クロスメンバ収容領域４の底部領域は、クロスメンバ収容領域４の底部領域が、クロスメンバ２に寄りかかった弓状部セグメント１１、１１．１の領域に２つの穴を有するように設計されている。ガイドおよび安定性のために、前方接続領域３からクロスメンバ収容領域４への、またクロスメンバ収容領域４から後方接続領域５への遷移領域において、弓状部セグメント１１、１１．１がベース体６のポリマーマトリックスによって依然として取り囲まれるように穴が設計されている。これらの遷移領域において、弓状部セグメント１１、１１．１は、図示した好ましい実施形態においてプラスチックによって十分に囲まれている。しかしながら、これらの遷移領域がガイド溝セグメントまたはガイド溝（図示せず）として設計されることも考えられる。

弓形状の金属構造物８の弓状部セグメント１１、１１．１のベース体６への一体化によって、ベース体６が、関連した方向の弓状部セグメント１１、１１．１の座屈に対する支持機能を引き受けることが可能になる。したがって、接続装置１が意図した通りに荷重を受けるとき、ベース体６は、金属構造物８を、図面に示した金属構造物８の形状に保持するように働く。これによって、クロスメンバ２の中へ加えられるべき力が、主にいずれの場合にも、金属構造物８によってクロスメンバ２の中へ確実に加えられるようになり、したがって金属構造物８は主要な荷重経路である。

中心の底部領域の穴同士の間に位置するセグメントは、舌に似た形状を有し、図２が特に示しているように、前記セグメントの底部側にＹ字形の強化リブを備えている。強化リブは、１つの脚部によって、舌に似たセグメントの中心軸に沿って延在し、前方接続領域３の中に突出する。さらに、強化リブの２つの他の脚部は、前記脚部が、第２の金属弓状部９、９．１の収容開口部１８、１８．１の実質的に隣、またはその位置で終わるように延在している。

上でより詳細に説明したＹ字形の強化リブが、記載の形状を一例として有し、この例の形状が、数多くの可能性のあるリブ幾何形状の代表であることは当業者には明らかであることをやはり述べなければならない。リブ幾何形状は、Ｘ字形、Ｉ字形、またはビーズなどのあらゆる幾何学的バージョンに設計することができ、したがって、以下でより詳細に説明することはしない。

さらに、後方接続領域５への遷移領域は、好ましくは、連続する境界でも支持壁でもなく、舌形状のセグメントの領域において横断的にベース体６まで実質的に延在し、同時に、ベース体６を強化する機能を満たすリブとして設計される。さらに、第２の金属弓状部９、９．１のそれぞれを収容するガイド溝１６がクロスメンバ収容領域４の中に突出し、前記ガイド溝１６は後方接続領域５に形成されている。ただしこれは義務的なものではなく、本発明による一実施形態では、直前により詳細に述べた遷移領域が、少なくとも部分的に連続する境界または支持壁（図示せず）として設計されることもあり得ることがここでは明らかである。

好ましい実施形態では、ベース体６の後方接続領域５は、同様に殻形状に設計され、上方に開いており、第２の金属弓状部９、９．１のそれぞれについて、特にその脚端部１３、１３．１について、１つの収容開口部１８、１８．１が後方接続領域５の後方セグメントに配置されている。さらに、接続装置２３は、後方接続領域の後方端部に一体射出成形され、その後方接続領域の後方端部は、好ましい実施形態では終端壁として設計され、接続装置２３は２つの強化リブを備えて形成されている。この接続装置は、たとえば、ダッシュボードまたは他の装置を収容するために使用される。

ここでは既に、特に後方接続領域５に関連して、強化構造物の制約が、その数にも、ある種の幾何学的設計または配置にも制限されないということを明言する必要がある。むしろ、当業者に明らかなあらゆる設計がそこに含まれるべきである。

対応する第２の金属弓状部９、９．１のためのガイド溝１６、１６．１が、後方接続領域５の各側壁に沿って形成されている。各ガイド溝は、対応する収容開口部１８、１８．１内に直接的に通じている。

図示しないさらなる実施形態では、少なくとも１つのガイド溝セグメントが形成される。さらに、ガイド溝または少なくとも１つのガイド溝セグメントはクロスメンバ収容領域の中に延在してもよく、少なくともいくつかのセグメントにおける側壁の一部であってもよい。

説明のため、図６は、金属弓状部８、９、９．１が隠れた状態の、本発明による好ましい実施形態のステアリングコラムを接続する装置１の後方接続領域１６におけるガイド溝セグメントの拡大図を示す。形成されたガイド溝１６および収容開口部１８に加えて、同図の中では、切り抜き部が側壁の領域に加えられており、この切り抜き部は後方接続領域５の２つの側壁のそれぞれに形成されていることが明確になる。機能は図１を再び参照すると明らかとなり、同図は、この領域において、第１の金属弓状部８の脚端部２５、２５．１がベース体６のプラスチックマトリックスに囲まれておらず、それぞれ対応する第２の金属弓状部９、９．１と接触していることを明確にしている。対応する金属弓状部８、９、９．１は、この領域において好ましくは熱によって接合され、それにより、ベース体には追加の安定性が与えられる。したがって、切り抜き部は、ベース体６を損傷させる入熱を生じさせずに、熱による接合がトラブルのない手法で可能になるように寸法決めされていることも明確になる。ただし、当然ながら、従来技術において知られている、接着される、または力で閉じられる接続の他の方法も考えられる。

図７は、本発明の好ましい実施形態のステアリングコラムを接続する装置１の第１の金属弓状部８の斜視図を示す。既に述べたように、第１の金属弓状部８は、トポロジ解析において求められた装置１の荷重経路に対応し、少なくとも部分領域において、ベース体６のポリマーマトリックスによって取り囲まれ、かつ／またはその中に少なくとも埋め込まれている。第１の金属弓状部８は、第１の金属弓状部８が実質的にＶ字形状またはＵ字形状に湾曲されていることを特徴とする。第１の金属弓状部８の前方領域１０は、対応する荷重をより良好に吸収できるように、好ましくは上方に湾曲されている。したがって、このセグメントは、力が隆起側に加えられ得るように設計されている。図７における金属弓状部８の斜視図は、最終的に金属弓状部８が２つの弓状部、すなわち弓状部セグメント１１、１１．１を互いに接続することを示しており、この弓状部セグメント１１、１１．１は、クロスメンバから突出するそれらのセグメントによって、少なくとも１つの金属構造物の実際の弓状部を表す。したがって、本実施形態の例において、前記弓状部セグメントは弓形状の金属構造物の中に結合される。弓状部セグメント１１、１１．１と、上方に湾曲された前方領域１０の間の角度は、好ましくは少なくとも９０度である。さらに、第１の金属弓状部８は、上で既により詳細に示したように、クロスメンバ収容領域４の底部領域における穴の領域において、したがって露出された点でクロスメンバ２に接合されるために、図２および図３にも見られるように、クロスメンバの輪郭の周囲に湾曲され、第１の金属弓状部８の後方領域１２、１２．１においてクロスメンバに寄りかかっている。さらに、脚端部２５、２５．１は、同様に上で既により詳細に説明したように、ベース体６のプラスチックマトリックスに取り囲まれていない領域において上方および内方に湾曲されて、脚端部２５、２５．１が好ましくは少なくとも１つの第２の金属弓状部９、９．１の内部に寄りかかり、接着される、または力で閉じられるようにして少なくとも１つの第２の金属弓状部９、９．１に接続され得るようになっている。あるいは、図示していない一実施形態では、端部２５、２５．１は、当然ながら、大部分がポリマーマトリックスによって完全に取り囲まれていてもよい。第１の金属弓状部８は、好ましくは特定の第２の金属弓状部９、９．１よりも薄い。少なくとも４ｍｍ、特に６ｍｍの厚さが好ましく用いられ、製造は好ましくはワイヤ曲げ機で行われる。

図８は、装置１の第２の金属弓状部９の斜視図を示す。第２の金属弓状部９はクロージング弓状部として設計されて、クロスメンバホルダ４の領域において、第２の金属弓状部９の中央領域がクロスメンバの周囲に湾曲され、クロスメンバに少なくとも部分的に寄りかかり、好ましくは熱による接合によって、接着されるようにしてクロスメンバに接続されるようになっている。好ましい実施形態では、第２の金属弓状部９、９．１は、少なくともこの領域において、すなわち、クロスメンバ２に寄りかかった領域において、第２の金属弓状部９、９．１の残りのセグメントの直径よりも広く、第２の金属弓状部９、９．１の残りのセグメントの直径を下回る高さを有する。そのような設計は、より容易な熱による接合を可能にし、第２の金属弓状部９、９．１の製造中、さらなる作業工程なしでプレスツールにおいて製造できる。第２の金属弓状部９、９．１の形状は、常にクロスメンバ２の幾何形状に依存する（同じことが第１の金属弓状部８にも当てはまる）。

さらに、第２の金属弓状部９、９．１はさらに湾曲されて、第２の金属弓状部９、９．１が、その長手方向の距離にわたって、対応する少なくとも１つのガイド溝セグメント１５、１５．１、１５．２、１５．３、１５．４、１５．５、大部分は前方および後方接続領域３、５の連続的なガイド溝１６、１６．１に対応し、その中に配置され得るか、または配置されるようになっている。

最後に、好ましい実施形態において、第２の金属弓状部９、９．１はさらに湾曲されて、その脚端部１３、１３．１がそれぞれ、対応する収容ポケット１４、１４．１の対応する収容開口部１７および１８または１７．１および１８．１に挿入され得るようになっている。脚端部１３、１３．１のみが中に挿入され得るか、または両方の変形体が組み合わせで実装され得ることも考えられる。第２の金属弓状部９、９．１もまた、トポロジ解析において求められた装置１の荷重経路に対応し、ベース体６のポリマーマトリックスによって包まれておらず、むしろ、ベース体６の中に、かつ／または中を通って挿入される。

好ましい実施形態において（図示せず）、対応する脚端部１３、１３．１は外部のねじ山を備えており、それによって、ステアリングコラムをねじ込むことができる。当然ながら、接着される、確実にロックする、または力で閉じられる接続の、以前から知られているあらゆる他の方法も可能である。

第２の金属弓状部９、９．１は、好ましくは第１の金属弓状部８よりも厚い。少なくとも６ｍｍ、特に８ｍｍの厚さが好ましく用いられ、製造はワイヤ曲げ機またはプレスツールにおいて好ましくは事前に行われ、直前に述べた外部のねじ山は、好ましくは事前につけられている。

全体として、組み立てにおいて、熱による接合によって、好ましくは２つの第２の金属弓状部９、９．１をクロスメンバにまず固定し、さらなる工程において、中に一体化された第１の金属弓状部８を備えるベース体６を、下からクロスメンバ２および対応する脚端部１３、１３．１に配置し、熱による接合によって、第１の金属弓状部８の露出した弓状部セグメント１１、１１．１をクロスメンバ２に固定し、最後に、熱による接合によって、第１の金属弓状部８の脚端部２５、２５．１を対応する第２の金属弓状部９、９．１に接続することが有利である。さらに、ステアリングコラムの後続の装着によって、クロスメンバ２について対応する金属弓状部９、９．１のさらなる形体による閉鎖が達成される。

図９は、ステアリングコラム２６をクロスメンバ２．１に接続する装置１．１のさらなる実施形態を示す。装置１．１は、上記の実施形態の例において説明した装置のように基本的に構築される。上記の実施形態の例とは対照的に、装置１．１は、ベース体６．１の中に保持される２つの個々の弓状部２７、２７．１を有する。これらの弓状部２７、２７．１は、上記の実施形態の例の弓状部セグメント１１、１１．１に対応する。装置１．１が移動方向を向くようにシャーシに接続され得るためのプレート様セグメント２８が、ベース体６．１に、ベース体６．１の前方接続領域に設けられている。プラスチックで製造されたベース体６．１では、この位置に補強プレートがある。図９はまた、ステアリングコラム２６と、その上にクロスメンバ２．１に関連して配置されたステアリングホイール２９の空間配置を示す。同様に、ステアリングコラムは、装置１によってもクロスメンバ２に接続される。図９に示した実施形態の例では、後方接続領域に位置する弓状部２７、２７．１の脚部は、その端部にねじ山が備え付けられており、このねじ山にステアリングコラムが接続される。前述の図面の装置１の実施形態の例で使用される、クロスメンバの上に延在する第２の金属弓状部の代わりに、クロスメンバ２．１の底部側に配置された金属殻３０、３０．１が、本実施形態の例で設けられている。金属殻３０、３０．１は、弓状部２７、２７．１の前端部に接続され、弓状部２７、２７．１の端部セグメントは、金属殻３０または３０．１を通って伸び、接続支持体３１によって、前方接続領域の方向で再び弓状部２７、２７．１に接続される。したがって、クロスメンバ２．１は、弓状部２７、２７．１と金属殻３０、３０．１の間に位置する。金属殻３０、３０．１およびクロスメンバ２．１の輪郭のセグメントを越えて延在する弓状部２７、２７．１の輪郭形成のために、クロスメンバ２．１の中に力を効果的に加えることが可能になる。図９に見られるように、弓状部２７、２７．１は、主要な荷重経路の荷重方向に確実にロックする手法でベース体６．１に収容されている。

以上の説明は、装置１、１．１について、ステアリングコラムをクロスメンバに接続するものとして説明したものである。さらに、そのような装置は、エアバッグ保持器などの他の対象物をそのようなクロスメンバに接続するために使用することもできる。当然ながら、この装置はその際は別個の装置となる。

以上の説明は、好ましい実施形態の具体例に関するものに過ぎず、特許請求の範囲をこれらの好ましい実施形態の具体例に限定するものではない。

１、１．１ ステアリングコラムを接続する装置
２、２．１ クロスメンバ
３ 前方接続領域
４ クロスメンバ収容領域
５ 後方接続領域
６、６．１ ベース体
７ 接続装置
８ 第１の金属弓状部
９、９．１ 第２の金属弓状部
１０ 前方領域
１１、１１．１ 弓状部セグメント
１２、１２．１ 後方領域
１３、１３．１ 脚端部
１４、１４．１ 収容ポケット
１５、１５．１、１５．２、１５．３、１５．４、１５．５ ガイド溝セグメント
１６、１６．１ ガイド溝セグメント
１７、１７．１ 収容開口部
１８、１８．１ 収容開口部
１９、１９．１ 側壁
２０ 強化リブ
２１ 開口部
２２ 強化リブ
２３ 接続装置
２４、２４．１ 外壁
２５、２５．１ 脚端部
２６ ステアリングコラム
２７、２７．１ 弓状部
２８ セグメント
２９ ステアリングホイール
３０、３０．１ 金属殻
３１ 接続支持体

Claims (15)

1. 前方接続領域（３）、クロスメンバ収容領域（４）、および後方接続領域（５）を含み、ステアリングコラムを車両の２つのＡピラー間に位置付けられたクロスメンバ（２、２．１）に接続するための装置（１、１．１）であって、
   弓状部であるか、または少なくとも１つの弓状部を有する少なくとも１つの金属構造物（８）であって、前記前方接続領域（３）から前記後方接続領域（５）に延在する金属構造物（８）と、前記金属構造物（８）を支持するベース体（６、６．１）とを備え、
   前記金属構造物が、力を前記クロスメンバ（２）の中に加える主要な荷重経路であり、 前記ベース体（６、６．１）が、少なくとも前記前方接続領域（３）および前記後方接続領域（５）において前記主要な荷重経路の方向で前記金属構造物に接続されることを特徴とする装置（１、１．１）。
2. さらなる荷重経路を形成するために、前記ベース体（６、６．１）が、エンジンルーム用に設計された防火壁に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記ベース体（６、６．１）が、プラスチック、特に繊維強化ポリマー材料で製造されていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 前記金属構造物が、少なくとも１つの第１の湾曲された金属弓状部（８）および少なくとも１つの第２の湾曲された金属弓状部（９、９．１）を備え、前記少なくとも１つの第２の金属弓状部（９、９．１）が、クロージング弓状部として設計され、前記ベース体の支持機能を強化するために、前記ベース体（６、６．１）の中に、かつ／または中を通って挿入可能であり、力で閉じられる、かつ／または接着されるようにして、この配置における前記主要な荷重経路の前記方向で、前記ベース体に接続されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記少なくとも１つの第１の金属弓状部（８）のそれぞれの後方領域（１２）が、前記クロスメンバ（２）に、円周の方向である範囲にわたって寄りかかり、前記少なくとも１つの第１の金属弓状部（８）の端部（２７、２７．１）が、それぞれ湾曲されて、前記端部（２７、２７．１）が前記少なくとも１つの第２の金属弓状部（９、９．１）の内部に寄りかかるようになっていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記後方接続領域（５）において、前記少なくとも１つの第１の金属弓状部（８）の前記端部（２７、２７．１）が、前記ベース体（６、６．１）の前記プラスチックでオーバーモールドされておらず、接着されるようにして、前記少なくとも１つの第２の金属弓状部（９、９．１）に接続されることを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の装置。
7. ２つの第２の金属弓状部（９、９．１）がそれぞれ前記クロスメンバ（２、２．１）の輪郭に寄りかかって、前記第２の金属弓状部（９、９．１）が、前記装置（１、１．１）の前記クロスメンバ収容領域（４）の開口部（２１）の領域において前記クロスメンバ（２、２．１）に少なくとも部分的に寄りかかり、接着されるようにして、ここで前記クロスメンバ（２、２．１）に接続されるようになっており、前記２つの第２の金属弓状部（９、９．１）がさらに成形されて、前記２つの第２の金属弓状部（９、９．１）がそれぞれ、その長手方向の距離にわたって、前記装置（１、１．１）の前記前方および後方接続領域の対応する少なくとも１つのガイド溝セグメントまたは対応する少なくとも１つの連続的なガイド溝（１５、１５．１、１５．２、１５．３、１５．４、１５．５、１６、１６．１）に対応し、その中に配置されるようになっており、かつ、前記２つの第２の金属弓状部（９、９．１）の２つの端部（１３、１３．１）が湾曲されて、前記端部（１３、１３．１）がそれに応じてそれぞれ、収容ポケット（１７、１７．１）の収容開口部および前記後方収容領域（１８、１８．１）の収容開口部の中に、かつ／または中を通って挿入され得るようになっていることを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記２つの第２の金属弓状部（９、９．１）が、前記クロスメンバ（２、２．１）に寄りかかる前記領域、前記２つの第２の金属弓状部（９、９．１）の残りのセグメントの直径よりも大きい幅、および前記２つの第２の金属弓状部（９、９．１）の前記残りのセグメントの前記直径を下回る高さを有することを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記ステアリングコラムを接続するためのねじ山が、前記２つの第２の金属弓状部（９、９．１）の前記端部（１３、１３．１）のそれぞれに形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記第２の金属弓状部（９、９．１）の厚さが、前記少なくとも１つの第１の金属弓状部（６、６．１）の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項４から９のいずれか一項に記載の装置。
11. ポリマーベース体（６、６．１）の前記前方接続領域（３）が、殻形状で上方に開いており、前記第１の金属弓状部（８）の弓状部セグメント（１１、１１．１）に沿って延在する前記ポリマーベース体（６、６．１）の前記前方接続領域（３）の側壁（１９、１９．１）のそれぞれに収容ポケット（１４、１４．１）を有し、前記収容ポケット（１４、１４．１）は、中に、かつ／または中を通って挿入され得る前記少なくとも１つの第２の金属弓状部（９、９．１）のための少なくとも１つの収容開口部（１７、１７．１）を有し、対角線方向にまたは交差形状に延在する少なくとも１つの強化リブ（２０）および／または強化ビーズが前記側壁（１９、１９．１）の間に形成され、一体射出成形された接続装置（２３）が、前記ポリマーベース体（６、６．１）の前記前方接続領域（３）の前記前端部に形成されており、
    前記ポリマーベース体（６）の前記クロスメンバ収容領域（４）が、前記クロスメンバ（２、２．１）に寄りかかったまま、前記クロスメンバ（２、２．１）の幾何学的設計に従って周りに延在するように設計されて、前記ポリマーベース体（６）の前記クロスメンバ収容領域（４）が、前記クロスメンバ収容領域（４）の横断する範囲全体にわたって、前記クロスメンバ収容領域（４）の頂部側に、前記クロスメンバを収容する開口部（２１）を有し、前記クロスメンバ収容領域（４）の底部側に、Ｙ字形状、Ｘ字形状、またはＩ字形状の少なくとも１つの強化リブ（２０）および／または強化ビーズを有するようになっており、
    前記ポリマーベース体（６、６．１）の前記後方接続領域（５）が前記殻形状で上方に開いており、前記２つの第２の金属弓状部（９、９．１）のそれぞれについて少なくとも１つの収容開口部（１８、１８．１）を有し、一体射出成形された少なくとも１つの接続装置（２３）が前記後方接続領域（５）の前記後方端部に形成されている
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記前方接続領域（３）において、前記延在する側壁（１９、１９．１）に形成された前記特定の第２の金属弓状部（９、９．１）のための各収容ポケット（１４、１４．１）の中に、前記クロスメンバ収容領域（４）において延在する少なくとも１つのガイド溝セグメント（１５、１５．１）または少なくとも１つの連続的なガイド溝が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. それぞれ形成された収容ポケット（１４、１４．１）の外壁（２４、２４．１）が、前記少なくとも１つのガイド溝セグメント（１５、１５．１）または前記少なくとも１つの連続的なガイド溝の一部であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の装置。
14. 前記クロスメンバ収容領域（４）において、前記少なくとも１つの第１の金属弓状部（８）が前記プラスチックによって覆われても被覆されてもおらず、前記第１の金属弓状部（８）が、接着されるようにして前記クロスメンバ（２、２．１）に少なくとも部分的に接続されることを特徴とする請求項３から１３のいずれか一項に記載の装置。
15. 前記ポリマーベース体（６、６．１）が、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリオキシメチレン、繊維複合プラスチック、またはガラス繊維マット熱可塑性物質で構成されていることを特徴とする請求項３から１４のいずれか一項に記載の装置。

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