JP2005225393A - Cross car beam for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用クロスカービームに関する。 The present invention relates to a vehicular cross car beam.
通常、クロスカービームは、車幅方向の両端を車体側部のピラー部材やダッシュパネルに固定され且つ前側がダッシュパネルに固定されている強度部材で、インストルメントパネル、エアバッグ装置、空調装置、ステアリング装置等を支持している。つまり、このクロスカービームは剛性を必要とするため、機械的強度の高い材料を用いて成形されるのが一般で、鋼(スチール)やマグネシウム等の高剛性材料によって成形している(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の技術による車両用クロスカービームは、鋼(スチール)を用いて形成した場合には、クロスカービーム自体の重量が増加し、燃費を悪化させるという問題がある。また、マグネシウムを用いて形成した場合には、クロスカービームの材料コストが高くなり、製造原価高騰の一原因になるという問題がある。 However, when the crosscar beam for a vehicle according to the conventional technique is formed using steel, there is a problem that the weight of the crosscar beam itself is increased and fuel consumption is deteriorated. Further, when formed using magnesium, there is a problem that the material cost of the cross car beam becomes high, which causes a rise in manufacturing cost.
また、車両用クロスカービームを合成樹脂で成形した場合には、例えば、運転席側におけるステアリング支持部近傍の剛性が前記鋼(スチール)やマグネシウムで成形する場合に比較して低下するおそれがあり、ステアリング装置、インストルメントパネル等、前記した部材の支持剛性が不足するおそれがある。 In addition, when the vehicle cross car beam is formed of synthetic resin, for example, the rigidity in the vicinity of the steering support portion on the driver's seat side may be reduced as compared with the case of forming the steel (steel) or magnesium. There is a possibility that the support rigidity of the above-described members such as a steering device and an instrument panel is insufficient.
そこで、本発明は、重量の増加や材料コストの上昇を伴うことなく、ステアリング装置等を支持できる機械的強度を向上させることができる車両用クロスカービームを提供する。 Therefore, the present invention provides a crosscar beam for a vehicle that can improve the mechanical strength capable of supporting a steering device or the like without increasing the weight or the material cost.
前記目的を達するために、請求項1に記載の発明は、車両用クロスカービームであって、運転席側から助手席側にかけて車幅方向に延設した合成樹脂製の骨部材と、該骨部材における運転席側の部位の外周側に密接して巻回してなり且つ前記骨部材より強度が高い合成樹脂製の繊維状部材とより構成されてなり、該骨部材の成形時に型内に前記繊維状部材が予め配されてなることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車両用クロスカービームであって、前記繊維状部材は、前記骨部材の長手方向に沿った第一方向と、該第一方向に略直角な第二方向にそれぞれ並列に配されて編まれてなることを特徴とする。
Invention of
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の車両用クロスカービームであって、前記第一方向及び第二方向に配されてなる繊維状部材間には、前記骨部材が成形時に浸入可能な隙間が形成されてなることを特徴とする。
Invention of Claim 3 is the crosscar beam for vehicles of
請求項4に記載の発明は、前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両用クロスカービームであって、前記骨部材における運転席側の部位の外周側には、前記繊維状部材が係合可能なる突起が形成されてなることを特徴とする。 Invention of Claim 4 is the crosscar beam for vehicles of any one of the said Claims 1-3, Comprising: On the outer peripheral side of the site | part of the driver's seat side in the said bone member, the said fibrous form Protrusions that can be engaged with members are formed.
請求項5に記載の発明は、前記請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両用クロスカービームであって、前記繊維状部材は、予め網状に形成されてなるカーボン繊維と、該カーボン繊維を挟み込んで加熱することにより前記カーボン線維の周りを包む合成樹脂部材とより構成したことを特徴とする。
Invention of
請求項1に記載の発明によれば、運転席側の部位を骨部材とこの骨部材の外周側に密接状態で巻回した繊維状部材とからなる二重管構造に構成しているため、最も強度が必要とされる部位を補強することにより、材料コストの上昇や重量の増加をほとんど伴うことなく、クロスカービーム全体の強度をも効率的に向上させることができる。また、骨部材の成形時に型内で繊維状部材が骨部材に一体になるため、取付け部材などが不要となり、原価の高騰がないことになる。 According to the first aspect of the present invention, because the driver's seat side portion is configured in a double tube structure including a bone member and a fibrous member wound in close contact with the outer peripheral side of the bone member, By reinforcing the portion where the most strength is required, the strength of the entire crosscar beam can be efficiently improved with almost no increase in material cost and weight. Further, since the fibrous member is integrated with the bone member in the mold at the time of forming the bone member, an attachment member or the like becomes unnecessary, and the cost does not increase.
請求項2に記載の発明によれば、繊維状部材は、前記骨部材の長手方向に沿った第一方向と、該第一方向に略直角な第二方向にそれぞれ並列に配されて編まれてなるため、長尺方向、即ち第一方向に延びる繊維状部材は長ければ長いほど剛性が著しく向上し、クロスカービーム全体の強度を効率的に向上させることができる。
According to the invention described in
請求項3に記載の発明によれば、第一方向及び第二方向に配されてなる繊維状部材間には、前記骨部材が成形時に浸入可能な隙間が形成されてなるため、骨部材の外周に溶融する溶融樹脂が浸入して繊維状部材と結合され、クロスカービーム全体の強度をより効率的に向上させることができる。 According to the third aspect of the present invention, a gap is formed between the fibrous members arranged in the first direction and the second direction so that the bone member can enter during molding. The molten resin that melts on the outer periphery enters and is joined to the fibrous member, so that the strength of the entire cross car beam can be improved more efficiently.
請求項4に記載の発明によれば、骨部材における運転席側の部位の外周側には、前記繊維状部材が係合可能なる突起が形成されてなるため、クロスカービームの運転席側、特にステアリング支持部近傍の繊維状部材が突起により保持されて位置移動せず、クロスカービームの強度を大幅に向上させることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the protrusion on which the fibrous member can be engaged is formed on the outer peripheral side of the portion on the driver seat side in the bone member, the driver seat side of the cross car beam, In particular, the fibrous member in the vicinity of the steering support portion is held by the protrusion and does not move, and the strength of the cross car beam can be greatly improved.
請求項5に記載の発明によれば、前記繊維状部材は、予め網状に形成されてなるカーボン繊維と、該カーボン繊維を挟み込んで加熱することにより前記カーボン線維の周りを包む合成樹脂部材とより構成したため、クロスカービームの骨部材を型内で成形する際に予め繊維状部材を挿入するが、マット状の繊維状部材の合成樹脂が骨部材の溶融樹脂に溶け込み易くなり、骨部材と繊維状部材との接着強度が高くなり、連続した繊維がインサートされた形となるから強度は非常に大きくなる。
According to the invention described in
重量の増加や材料コストの上昇を伴うことなく、ステアリング装置等を支持できる機械的強度を向上させることができる車両用クロスカービームを提供する、という目的を、運転席側から助手席側にかけて車幅方向に延設した合成樹脂製の骨部材と、該骨部材における運転席側の部位の外周側に密接して巻回してなり且つ前記骨部材より強度が高い合成樹脂製の繊維状部材とより構成されてなり、該骨部材の成形時に型内に前記繊維状部材が予め配されてなることにより実現した。以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。 Vehicles from the driver's side to the passenger's side aim to provide a vehicle cross car beam that can improve the mechanical strength that can support the steering device etc. without increasing the weight or increasing the material cost. A synthetic resin-made bone member extending in the width direction, and a synthetic resin-made fibrous member formed by being closely wound around the outer peripheral side of the driver seat side portion of the bone member and having higher strength than the bone member; This was realized by arranging the fibrous member in advance in the mold when the bone member was molded. DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
図1乃至図4は、本願発明の第1実施例を示す図である。符号1は、インストルメントパネル1で、該インストルメントパネル1は、車体2における車両室内の前部には車幅方向に沿って配設されている。このインストルメントパネル1の内方、即ち車両前方側(図1の左側)には、クロスカービーム3が車幅方向に延設されて配され、車体2の左右端部に支持されている。クロスカービーム3の運転席側には、ステアリングホイール4の支持部5が支持され、助手席側には、エアバッグ装置の収容用ケーシング6が支持されている。符号7は、センターコンソール8の内部に収納されている図示しない暖房・換気・空調制御システム(HVACシステム:Heating Ventilating and Air−Conditioning)に連結される吸い込み口である。吸い込み口7の周囲は、下方に延びるフランジ52によって囲まれている。符号22は、インストルメントパネル1の左右両端部の上面に開口しているベント吹き出し口である。
1 to 4 are views showing a first embodiment of the present invention.
図2に示すように、クロスカービーム3の左右両端には、左右対称の取付フランジ9,9aが形成されている。また、クロスカービーム3の車両前方側には、ダッシュロアパネル10が配設されており、該ダッシュロアパネル10の車幅方向側縁から後方へ折曲したサイドパネル部11a,11aの後縁から車外方向に折曲された取付フランジ11,11に、前記クロスカービーム3の取付フランジ9,9aがボルト12、12,12によって締結されている。さらに、クロスカービーム3の車幅方向中央側は、支持スティ13とL字形の取付ブラケット14を介してフロアパネル15のトンネル部16の上面16aに支持されている。
As shown in FIG. 2, left and right
また、クロスカービーム3の運転席側のステアリングホイール4の支持部5における車両前方側の外周面には、取付ブラケット17が固定されており、該取付ブラケット17は、側面視コ字状の支持ブラケット18を介してダッシュロアパネル10の後面10aにボルト19により締結されている。
A mounting bracket 17 is fixed to the outer peripheral surface of the
図3は、本実施例によるクロスカービーム3の斜視図である。車幅方向の左右両端には、前述したように、車幅方向の外方に延びるように形成されている板状の取付フランジ9,9aの左側に配置される取付フランジ9には、ボルト12を挿入するための左右長孔状の挿通孔20,20,20が穿設され、右側に配置される取付フランジ9aには、ボルト12の挿入されるための丸孔状の挿通孔21,21,21が穿設されている。車体2の左右寸法のばらつきを挿通孔20で吸収している。
FIG. 3 is a perspective view of the cross car beam 3 according to the present embodiment. At the left and right ends in the vehicle width direction, as described above, the
図4は、本実施例によるクロスカービーム3の分解斜視図である。該クロスカービーム3は、運転席側から助手席側にかけて車幅方向に延設してなるナイロンとFRPとよりなる合成樹脂製の骨部材28と、該骨部材28における運転席側の外周側に密接して巻回してなり且つ前記骨部材28より強度が高いカーボンファイバーよりなる円筒状をなす合成樹脂製の繊維状部材29とより構成されてなる。
FIG. 4 is an exploded perspective view of the cross car beam 3 according to this embodiment. The cross car beam 3 includes a synthetic
前記骨部材28は、上部側の断面略逆U字状の半割部材31と、下部側の断面略U字状の半割部材32とからなり、これら半割部材31,32の長手方向の両端部は、縦壁31a,32aにより塞がれている。そして、上部側の半割部材31における車幅方向外側部分の上面には、図1に示すベント吹き出し口22及び図示しないセンタ吹き出し口に接続される上方に延びるフランジ23a、24aによって囲まれてなる開口23、24が一体に形成されている。前記開口24のすぐ運転席側に寄った位置の骨部材28には、前記支持スティ13に結合されるリブ25が支持されている。前記取付フランジ9,9aは、前記骨部材28の助手席側(左側)と運転席側(右側)との端部に、合成樹脂によりそれぞれ鋳ぐるみ成形されている。
The
前記繊維状部材29は、前記骨部材28の長手方向に沿った第一方向35と、該第一方向35に略直角な第二方向36にそれぞれ複数の合成樹脂繊維により並列に配されて編まれてなるもので、該繊維状部材29の第一方向35及び第二方向36間には、前記骨部材28が成形時に浸入可能な隙間37が形成されてなると共に前記骨部材28における運転席側の部位の外周側には、前記繊維状部材29が係合可能なる突起38が複数突設形成されてなる。前記繊維状部材29の繊維は、長ければ長いほど絡み量が多くなり、剛性が上がる。出願人に於いて確認したところ、長ければといっても最長で数ミリのイメージである。
The
前記リブ25の下部側には、支持スティ13が締結固定されるための支持スティ用取付部26が更に下方に突出形成されている。前記支持部5は、一対上方に向けて開放した有底の箱形状をなす。
On the lower side of the
次に、クロスカービーム3の成形方法を簡単に説明する。 Next, a method for forming the cross car beam 3 will be briefly described.
まず、骨部材28を成形する。予め、図4に示す上部側の半割部材31と下部側の半割部材32とを別々に合成樹脂により射出成形し、これらの周縁部同士33,34を互いに振動溶着させることによって、内部が中空の骨部材28を成形する。
First, the
次いで、骨部材28の左右両端部の外周側に、取付ブラケット9,9aを合成樹脂により鋳ぐるむと共に骨部材28の運転席側の外周に繊維状部材29を覆う。この繊維状部材29は、骨部材28の突起38に引っ掛ける。図5に示すように、上型39、下型40及びサイド型41から構成された金型42を用いて鋳ぐるむことができる。
Next, the mounting
予め成形された前記骨部材28及び該骨部材28の外周を覆った繊維状部材29を金型42内に収容し、上型39、下型40及びサイド型41を移動させて金型42を閉成すると、図5に示すように、骨部材28と金型42の内面との間に3〜5ミリ程度のキャビティ43が形成される。上型39に設けられた湯口44から前記キャビティ43内に溶融樹脂45を注入して該溶融樹脂45をキャビティ43内に充填させ、この状態で溶融樹脂45を硬化させることによって、骨部材28及び繊維状部材29の外周側に第二筒状体46を鋳ぐるむことができる。該第二筒状体46には、前記支持部5が同時に鋳ぐるむことができる。こののち、矢印に示す方向に上型39、下型40及びサイド型41を移動させることによって金型42を開くと、クロスカービーム3が得られる。ここで、前記溶融樹脂45は、骨部材28を構成する樹脂よりも高い強度を有するものが好ましい。
The
従って、本実施例によれば、運転席側の部位を骨部材28とこの骨部材28の外周側に密接状態で巻回した繊維状部材29とからなる二重管構造に構成しているため、最も強度が必要とされる部位であるステアリングホイール4の支持部5を補強することにより、材料コストの上昇や重量の増加をほとんど伴うことなく、クロスカービーム3全体の強度をも効率的に向上させることができる。また、骨部材28の成形時に金型42内で繊維状部材29が骨部材28に一体になるため、取付け部材などが不要となり、原価の高騰がないことになる。
Therefore, according to the present embodiment, the portion on the driver's seat side is configured as a double tube structure including the
また、繊維状部材29は、前記骨部材28の長手方向に沿った第一方向35と、該第一方向35に略直角な第二方向36にそれぞれ並列に配されて編まれてなるため、長尺方向、即ち第一方向35に延びる繊維状部材29は長ければ長いほど剛性が著しく向上し、クロスカービーム3全体の強度を効率的に向上させることができる。
Further, since the
第一方向35及び第二方向36に配されてなる繊維状部材29の交叉された間には、前記骨部材28が成形時に浸入可能な隙間37が形成されてなるため、繊維状部材29の隙間37に骨部材28の外周に溶融する溶融樹脂45が浸入して繊維状部材29と結合され、クロスカービーム3全体の強度をより効率的に向上させることができる。
A
骨部材28における運転席側の部位の外周側には、前記繊維状部材29が係合可能なる突起38が形成されてなるため、クロスカービーム3の運転席側、特にステアリングホイール4の支持部5近傍の繊維状部材29が突起38により保持されて左右方向に位置を移動せず、クロスカービーム3の強度を大幅に向上させることができる。このため、車幅方向の中央側の下面にHVACに連結される吸い込み口7を形成しても、クロスカービーム3全体の強度を保持することができる。
On the outer peripheral side of the part on the driver's seat side of the
さらに、クロスカービーム3には、例えばステアリングホイール4の支持部5を介して下方に向けて荷重が入力されるが、この荷重が取付フランジ9,9a、リブ25及び支持スティ用取付部26に均等に分散される。なお、取付フランジ9,9aも骨部材28に同時に鋳ぐるむが、第二筒状体46よりも剛性を必要としないため、鋳ぐるみの範囲が小さくてすむ。さらに、エアバックの収容用ケーシング6を半割部材32に一体成形しているため、別途の部材を設ける必要がない。
Furthermore, a load is input to the cross car beam 3 downward, for example, via the
図6乃至図9は、本願発明の第2実施例を示す図である。第1実施例と主に異なる点は、繊維状部材の構成であり、他は同じなので、繊維状部材についてのみ説明し、他を省略する。符号50は、第2実施例の繊維状部材で、該繊維状部材50は、予め網状に形成されてなるカーボン繊維51と、該カーボン繊維51を挟み込んで加熱することにより前記カーボン線維51の周りを機械的に包むナイロンなど熱可塑性樹脂などの合成樹脂部材52とより構成したもので、図6に示す状態で熱を加えると共に加圧することで、図7に示すマット状の繊維状部材50が形成される。
6 to 9 are views showing a second embodiment of the present invention. The main difference from the first embodiment is the configuration of the fibrous member, and the others are the same, so only the fibrous member will be described and the others will be omitted.
このマット状の繊維状部材50を適宜の大きさに裁断して、骨部材28の運転席側の外周面に接着し、図8に示すように、骨部材28と金型42の内面との間に3〜5ミリ程度のキャビティ43が形成される。上型39に設けられた湯口44(図5参照)から前記キャビティ43内に溶融樹脂45を注入して該溶融樹脂45をキャビティ43内に充填させ、この状態で溶融樹脂45を硬化させることによって、骨部材28及び繊維状部材50の外周側に第二筒状体46を鋳ぐるむことができる。
The mat-like
こののち、図5に示す矢印に示す方向に上型39、下型40及びサイド型41を移動させることによって金型42を開くと、クロスカービーム3が得られる。尚、図9の符号53は、繊維状部材50の合成樹脂部材52及び溶融樹脂45が溶けて接着されている部分である。
After that, when the
従って、前記繊維状部材50は、予め網状に形成されてなるカーボン繊維51と、該カーボン繊維51を挟み込んで加熱することにより前記カーボン線維51の周りを包む合成樹脂部材52とより構成したため、クロスカービーム3の骨部材28を金型42内で成形する際に予め繊維状部材50を挿入するが、マット状の繊維状部材50の合成樹脂部材52が骨部材28の溶融樹脂45に溶け込み易くなり、骨部材28と繊維状部材50との接着強度が高くなり、連続した繊維がインサートされた形となるから強度は非常に大きくなる。
Accordingly, the
以上の実施例では、クロスカービーム3の運転席側は、図上右側として説明したが、運転席側とは、ステアリングホイールを支持する部分が配設される位置を意味するのであるから、左ハンドル車など左側でも良いし、車両の中央に設けられるものでも良い。 In the above embodiment, the driver's seat side of the cross car beam 3 has been described as the right side in the figure, but the driver's seat side means a position where a portion that supports the steering wheel is disposed. It may be on the left side such as a steering wheel vehicle, or may be provided in the center of the vehicle.
3 クロスカービーム
28 骨部材
29,50 繊維状部材
35 第一方向
36 第二方向
37 隙間
38 突起
42 金型(型)
51 カーボン繊維
52 合成樹脂部材
3
51
Claims (5)
前記繊維状部材は、前記骨部材の長手方向に沿った第一方向と、該第一方向に略直角な第二方向にそれぞれ並列に配されて編まれてなることを特徴とする車両用クロスカービーム。 The vehicle cross car beam according to claim 1,
The vehicular cloth, wherein the fibrous member is knitted in parallel with each other in a first direction along a longitudinal direction of the bone member and a second direction substantially perpendicular to the first direction. Car beam.
前記第一方向及び第二方向に配されてなる繊維状部材間には、前記骨部材が成形時に浸入可能な隙間が形成されてなることを特徴とする車両用クロスカービーム。 The vehicle cross car beam according to claim 2,
A crosscar beam for a vehicle, wherein a gap is formed between the fibrous members arranged in the first direction and the second direction so that the bone member can enter during molding.
前記骨部材における運転席側の部位の外周側には、前記繊維状部材が係合可能なる突起が形成されてなることを特徴とする車両用クロスカービーム。 The crosscar beam for a vehicle according to any one of claims 1 to 3,
A vehicular crosscar beam, wherein a protrusion capable of engaging with the fibrous member is formed on an outer peripheral side of a portion on the driver's seat side of the bone member.
前記繊維状部材は、予め網状に形成されてなるカーボン繊維と、該カーボン繊維を挟み込んで加熱することにより前記カーボン線維の周りを包む合成樹脂部材とより構成したことを特徴とする車両用クロスカービーム。 The crosscar beam for a vehicle according to any one of claims 1 to 4,
The fibrous member comprises a carbon fiber formed in a net shape in advance, and a synthetic resin member that wraps around the carbon fiber by sandwiching and heating the carbon fiber. beam.
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