JP4644240B2 - クロスビーム - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念による、自動車内におけるクロスビーム、特にコクピットクロスビームに関する。

ドイツ連邦共和国特許第１９７ ２８ ５５７号明細書（特許文献１）から、自動車内におけるクロスビームのための固定装置が公知であり、この固定装置の場合、クロスビームが保持要素を介して、車体、特にＡピラーと結合されている。中央の領域内において、このクロスビームは、担持フレームを介して、自動車の長手方向中央トンネルに支持されており、その際、この担持フレームが、２つの下方へと向けられた（（整向された）gerichtete）支持要素、および、これら両方の支持要素をこれら支持要素の下側の端部において結合する、１つの結合担持体を有している。この結合担持体は、その際、トンネル形ブラケットとして形成されており、且つ、この自動車の長手方向中央トンネルと溶接されている。このトンネル形ブラケットの長手方向中央トンネルとの溶接によって、これらは、強固に、且つ不動に互いに結合されている。この特許文献１から公知の固定装置の場合、製造許容差の補償は可能であるが、この車体におけるクロスビームの組み付けは、しかしながら比較的に手間暇がかかることである。
ドイツ連邦共和国特許第１９７ ２８ ５５７号明細書

従って、本発明の課題は、冒頭に記載した様式のクロスビームのために、製造許容差を補償することの同時の可能性のもとで、特に車体におけるクロスビームの簡単な組み付けによって特徴付けられる、改善された実施形態を提供することである。

この課題は、本発明に従い、請求項１に記載された特徴によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項の対象である。

本発明は、従来、強固な、特に溶接された、自動車の長手方向中央トンネルの上に載置する結合担持体と、この長手方向中央トンネル自身との間の結合を、ここで、取り外し可能もしくはアジャスト可能に構成することの一般的な思想に基づいている。このことは、例えば、この結合担持体がこの長手方向中央トンネルとねじ止めされ、その際、１本のねじシャフトが、クロスビームに形成された過大な寸法の穿孔または長手孔内において位置調節可能であり、且つこのことによって、このクロスビームが、この長手方向中央トンネルに関連してのこのクロスビームの位置において、正しい位置に合わせられ得る（位置調節され得る（ausgerichtet））ことによって実現される。このクロスビームは、特に、コクピットクロスビームに関わる問題であり、このコクピットクロスビームが、このコクピットクロスビームの長手方向端部でもって、車体の両方のＡピラーと結合されており、且つ、中央の領域内において担持フレームを介して、自動車の長手方向中央トンネルに沿って、もしくはこの上に支持されている。この担持フレームは、その際、２つのこのクロスビームから下方へと向けられた支持要素と、上記された結合担持体とを有しており、この結合担持体が、これら両方の支持要素を、これら支持要素の長手方向中央トンネルの方を向いた端部で結合している。
これらねじが強固に締付けられていない限りの、この長手方向中央トンネルに関連する、この結合担持体のある程度の位置調節可能性が得られる、この結合担持体のこの長手方向中央トンネルとのねじ止めによって、製造許容差は、明確により良く補償され、
且つそれに加えて、この結合担持体と長手方向中央トンネルとの間の、もしくは、この結合担持体と両方の支持要素との間の、先ず第一に全体としての結合が、先ず第一に単に緩く組み付けされ、且つ、例えばこの自動車内におけるこのコクピットクロスビームとして形成されたクロスビームの完全な組み込みの後に初めて、締め付けられるというやり方で、
この自動車の車体におけるこのクロスビームの組み付けが簡略化され、
このことによって、特に内部応力を持った構造が回避され、且つ同時に、この自動車の車体における、このクロスビームの組み付けが簡略化される。何故ならば、このクロスビームが、従来のように、一方の端部でこの車体と、および他方の端部で、強固にこの長手方向中央トンネルと結合されている結合担持体と結合される必要が無いからである。

合目的に、結合担持体は、長手方向中央トンネルに沿って固定された状態で、この長手方向中央トンネルの、２つの接し合って隣接する外側面に当接している。このことは、最適な支持位置を許容する。何故ならば、このクロスビームが、支持要素および結合担持体を介して、基本的に、平面状にこの自動車の長手方向中央トンネルに支持され、且つこのことによって、点状の支持の場合に生じるような応力ピークが回避され得るからである。同時に、この長手方向中央トンネルのこれら両方の接し合って隣接する外側面に対する、この結合担持体の少なくとも部分的に平面上の当接によって、この結合担持体の正確に位置決めされた状態が、この長手方向中央トンネルに関連して行なわれ、このことによって、組み付けは簡略化される。

本発明によるクロスビームの有利な更なる構成において、結合担持体は、補強ウェブを有している。この様式の補強ウェブは、この結合担持体の補強を行い、その際、これら補強ウェブが、有利には、格子状に、この結合担持体の長手方向中央トンネルの方を向いた側面に設けられており、且つ、このことによって、この結合担持体の補強を、多数の方向内において行なう。これら補強ウェブは、更に、この結合担持体の補強を、この結合担持体の自重を著しく増大すること無しに行なう。このことは、特に、自動車のエネルギー収支バランスのために有利である。何故ならば、比較的に軽量の個別部品によって、自動車の全重量が低減され、且つこのことによって、この自動車の燃料消費量が下がるからである。

本発明による解決策の更に有利な実施形態において、少なくとも１つの固定装置が、長手方向中央トンネルに沿っての結合担持体の固定のために、埋め込まれた状態で設けられている。このことによって、この固定装置の、しばしば角ばったナットもしくはねじ頭部でもっての直接的な接触が回避され、このことによって、特に自動車のメンテナンスの際の、負傷の危険が減少される。

本発明の更に別の重要な特徴および利点は、従属請求項、図、およびこれら図に基づく図の所属する説明から与えられる。

上記の、および以下で更に説明されるべき特徴は、本発明の領域を離れることなく、それぞれに提示された組み合わせにおいてだけでなく、他の組み合わせにおいて、または単独の状態においても、使用可能である。

本発明の有利な実施例は、図において図示されており、且つ、以下の説明内において詳しく説明され、その際、同じ参照符号が、同じ、または類似の、または機能的に同じ構造部材と関係付けられている。

図１に従って、その他の点では図示されていない自動車の車体前部構造１が示されており、この車体前部構造は、乗客室の前部閉鎖部を形成している。図示されていない車両ボディーの一部である、この車体前部構造１に、同様にクロスビーム２、ここでコクピットクロスビーム２が設けられており、このクロスビームは、通常、同様に図示されていない計器盤のための支持体として使用される。このクロスビームの長手方向端部３、３′でもって、このクロスビーム２は、自動車の図示されていないＡピ−ラーと強固に結合されており、このことによって、このクロスビームは、この自動車を、横方向において補強している。中央の領域４内において、このコクピットクロスビーム２は、担持フレーム５を介して、この自動車の長手方向中央トンネル６に支持されており、このことによって、例えばこの計器盤の負荷によっての、このクロスビーム２の意図しない変形が回避され得る。この長手方向中央トンネル６は、その際、通常、図示されていないこの自動車のドライブシャフトのためのトンネルとして使用され、このドライブシャフトが、例えば、トランスミッションから、この自動車の後車軸へと延在している。

担持フレーム５は、２つの下方へと向けられた支持要素７、７′、並びに、これら両方の支持要素７、７′をこれら支持要素の下側の端部において結合する結合担持体８を有している。これら支持要素７、７′は、その場合に一部材から成るようにまたは多部材から成るように形成されていることは可能であり、その際、これら支持要素が、図示された実施例において一部材から成るように形成されている。長手方向中央トンネル６の上に載置する結合担持体８を介して、従って、クロスビーム２が、有利には、下方へと支持されている。下方とは、この場合に、通常、座標系の垂直方向の成分であるＺ方向とは逆の方向を意味する。その際に車両長手方向をＸ方向と称し、これに対して、車両横方向をＹ方向と称する。

一方では。車体前部構造１における、もしくは長手方向中央トンネル６におけるクロスビーム２の組み付けを容易にするために、他方では、材料に負荷をかける内部応力状態を極めて十分に回避するために、結合担持体８は、少なくとも１つの固定装置９を介して長手方向中央トンネル６に固定可能であり、この固定装置が、特に、この長手方向中央トンネル６におけるこのクロスビーム２の組み付けの間、この長手方向中央トンネル６における結合担持体８の位置調節（Ausrichten）を許容する。固定装置９として、例えば、ねじ要素１０（図２参照）を有するねじ結合装置が考慮に値する。

図１が示しているように、結合担持体８は、長手方向中央トンネル６の上側のトンネル面１１の上に載置しており、且つ同時に、この長手方向中央トンネル６の側面１２に当接している。この結合担持体８は、従って、この長手方向中央トンネル６に沿って固定された状態において、この長手方向中央トンネル６の２つの、接し合って隣接する面１１、１２に当接しており、このことによって、基本的に形状一体的な結合が得られる。

長手方向中央トンネル６における結合担持体８の固定のために、図１から３までに従い、全体で、３つの固定装置９、９′、９″が設けられており、これら固定装置の内の１つの固定装置が、この結合担持体８を、この長手方向中央トンネル６の側壁即ち側面１２に沿って固定し、これに対して、両方の他の固定装置９′、９″が、この結合担持体８をこの長手方向中央トンネル６の上側のトンネル面１１に沿って固定する。その際、それぞれの固定装置９、９′、９″は、上記されているように、少なくとも１つのねじ要素１０を有しており、このねじ要素が、この結合担持体８を、有利には付設する貫通開口部１３内において貫通し（図４参照）、且つ、自動車の長手方向中央トンネル６内へとねじ込み可能である。ここで、この長手方向中央トンネル６に沿っての結合担持体８のアジャスト可能性を保証するために、これら貫通開口部１３は、このねじ要素１０よりも大きな直径を有しているか、または、しかしながら、図４内において図示されているように、長手孔として形成されている。その際、長手孔として形成されている貫通開口部１３は、１つの方向に沿っての位置調節可能性を提供し、これに対して、このねじ要素１０に比較してより大きな直径を有する貫通開口部１３が、多くの方向内におけるアジャスト可能性を可能にする。図４に従い、これら貫通開口部１３は、その場合に、長手孔として形成されており、これら長手孔の長手方向延在が、Ｘ方向において、即ち、車両長手方向において指向しており、且つこのことによって、車両長手方向における、長手方向中央トンネル６に沿ってのこの結合担持体８のアジャスト可能性即ち位置決め可能性が開ける。その場合に、この貫通開口部１３が、例えば図４内において示されているように、この結合担持体８に設けられているか、または長手方向中央トンネル６に設けられているかどうかは留保されており（offen bleiben）、その際、後者の場合、このねじ要素１０は、この長手方向中央トンネル６内へとねじ込み可能ではなく、むしろ、ねじ−ナット結合部として形成されている。この長手孔の長手方向延在の大きさに応じて、その際、この長手孔の長手方向延在の方向におけるアジャスト移動が規定される。

類似の方法で、結合担持体８は、両方の支持要素７、７′と結合されており、その際、この場合に、この支持要素７、７′が、付設する保持装置１４、１４′を介してこの結合担持体８に保持されている。これら保持装置１４、１４′は、その際同様に、他方また、それぞれに１つのねじ要素を有しており、このねじ要素が、例えば、それぞれに付設する支持要素７、７′内へと、または、結合担持体８内方へとねじ込み可能である。支持要素７、７′と結合担持体８との間の結合領域内において、両方の構成要素内において、貫通開口部１３が設けられていることは可能であり、これら貫通開口部１３がこのねじ要素によって貫通差し込みされ、且つその際、このねじ要素が図示されていないナットでもって締付けられ得る。本発明により、その際、これら保持装置１４、１４′は、これら支持要素７、７′が、車両横方向即ちＹ方向において、および、垂直方向即ちＺ方向において、正しい位置に合わせられるように調整（ausgerichtet）されている。このことは、例えば、この結合担持体８および支持要素７、７′が、これら保持装置１４、１４′の領域内において、過大な寸法を有する貫通開口部１３を有していること、即ち、この貫通開口部１３が、このねじ要素よりも大きな直径を備えていることによって行なわれる。この様式の過大な寸法を有する貫通開口部１３は、例えば、図５内において図示されており、その際、ここで、この過大な寸法を有する貫通開口部１３が、この結合担持体８内において設けられている。

図２および４から認識できるように、固定装置９、９′、９″、もしくは保持装置１４、１４′のねじ要素は、有利には、埋め込まれた状態で結合担持体８に設けられており、このことによって、特に、このねじ要素の陵の角ばったねじ頭部でもっての、直接的な且つ場合によっては傷付ける接触が回避され得る。特に、図３内において、窪み部１５内におけるこのねじ要素の埋め込まれた状態の配設が、明確に認識可能である。

図４から、結合担持体８が、この結合担持体の長手方向中央トンネル６の方を向いた下側面１６において、この結合担持体８の補強の役目を果たす、補強ウェブ１７を有していることが見て取れる。これら補強ウェブ１７は、その際に有利には、格子状に配設されており、このことによって、この結合担持体８の補強作用が多数の方向に生じさせられる。同時に、これら補強ウェブ１７は、ソリッド成形体と比較して、この結合担持体８が明確に比較的に軽量に形成され得ることの大きな利点を与え、このことは、特にスポーツカーの車体において有利である。その場合に、補強ウェブ１７はこの下側面１６において設けられているだけでなく、長手端部側で、結合担持体８においても設けられており、その際、ここで、これら補強ウェブ１７′が保持装置１４、１４′の縁を囲んでいる。

自動車の車体前部構造１における、クロスビーム２の組み付け工程の際に、先ず第一に、固定装置９、９′、９″、並びに両方の保持装置１４、１４′が、緩い状態で組み込まれ、および、この後、クロスビーム２が、車体前部構造１に関して、もしくは長手方向中央トンネル６に関して正しい位置に合わせられる。引き続いて、先ず第一に固定装置９が、および次いで固定装置９′、９″が順々に締め付けられる。これら固定装置９から９″までの締め付けによって、結合担持体８が、強固にこの長手方向中央トンネル６に固定される。この長手方向中央トンネル６における結合担持体８の固定の後、これら保持装置１４、１４′のねじ要素が、順々に締め付けられ、このことによって、この長手方向中央トンネル６とクロスビーム２との間の剛性の結合が形成される。長手方向中央トンネル６に関しての、Ｘ、ＹおよびＺ方向における、このクロスビーム２の正しい位置に合わせ可能性によって、この長手方向中央トンネル６における担持フレーム５の応力の生じない組み付けが達せられ、且つ、それに加えて、この組み付けが簡略化される。何故ならば、従来の、この長手方向中央トンネル６において堅固に溶接された結合担持体８と比較して、自動車の未塗装ボディー内における製造許容差が、比較的に良好に補償され得るからである。

支持要素と結合担持体とを介して、自動車の長手方向中央トンネルに支持される、本発明によるクロスビームの図である。 結合担持体を上方から見た詳細図である。 断面ＩＩＩ−ＩＩＩに沿っての、結合担持体を共に示した長手方向中央トンネルの断面図である。 斜め下から見た、結合担持体の図である。 図４内においてと同様の、しかしながら他の視点からの、および長手方向中央トンネルを共に示した図である。

１ 車体前部構造
２ クロスビーム
３、３′ クロスビームの長手方向端部
４ 中央の領域
５ 担持フレーム
６ 長手方向中央トンネル
７、７′ 支持要素
８ 結合担持体
９、９′、９″ 固定装置
１０ ねじ要素
１１ 上側のトンネル面
１２ 側面
１３ 貫通開口部
１４、１４′ 保持装置
１５ 窪み部
１６ 下側面
１７、１７′ 補強ウェブ

Claims (7)

1. 自動車内におけるクロスビーム（２）、特にコクピットクロスビーム（２）であって、このクロスビームが、両端部で、この自動車の車体（１）、特にＡピラーと結合されており、且つ、中央の領域（４）内において担持フレーム（５）を介して、この自動車の長手方向中央トンネル（６）に支持されており、その際、
   この担持フレーム（５）が、２つの下方へと向けられた支持要素（７、７′）と、これら両方の支持要素（７、７′）をこれら支持要素の下側の端部において結合する結合担持体（８）とを有している様式の上記クロスビームにおいて、
   結合担持体（８）が、３つの固定装置（９、９′、９″）を介して、長手方向中央トンネル（６）に固定可能であること、
   上記固定装置が、上記結合担持体（８）を、付設する貫通開口部（１３）内において貫通しており、上記貫通開口部（１３）が、上記固定装置（９、９′、９″）よりも大きな直径を備えており、従って、上記固定装置が、この自動車の長手方向中央トンネル（６）におけるこの結合担持体（８）の位置調節を許容するように構成されていること、
   結合担持体（８）が、長手方向中央トンネル（６）に沿って固定された状態で、この長手方向中央トンネル（６）の上側のトンネル面（１１）、および、この長手方向中央トンネル（６）の、上記トンネル面（１１）に隣接する１つの側面（１２）に当接していること、および、
   これらの内の１つの固定装置（９）が、結合担持体（８）を、長手方向中央トンネル（６）の１つの側面（１２）に沿って固定し、これに対して、両方の他の固定装置（９′、９″）が、この結合担持体（８）を、この長手方向中央トンネル（６）の１つの上側のトンネル面（１１）に沿って固定すること、
   を特徴とするクロスビーム。
2. 少なくとも１つの固定装置（９、９′、９″）は、ねじ要素（１０）を有しており、このねじ要素が、結合担持体（８）を、付設する貫通開口部（１３）内において貫通し、且つ、自動車の長手方向中央トンネル（６）内へとねじ込み可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のクロスビーム。
3. 貫通開口部（１３）が長手孔として形成されており、且つ、自動車長手方向内において、結合担持体（８）の位置調節を許容するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のクロスビーム。
4. それぞれの支持要素（７、７′）は、付設する保持装置（１４、１４′）を介して結合担持体（８）に保持されており、この保持装置が、自動車横方向、および高さにおける、これら支持要素（７、７′）の位置調節を許容するように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のクロスビーム。
5. 保持装置（１４、１４′）は、ねじ要素を有しており、上記保持装置（１４、１４′）の領域内において、結合担持体（８）または支持要素（７、７′）が、過大な大きさを備える貫通開口部（１３）を有しており、この貫通開口部を通って、上記保持装置のねじ要素が貫通係合し、且つ、これら貫通開口部が、自動車横方向、および高さにおける、これら支持要素（７、７′）の位置調節を許容するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のクロスビーム。
6. 結合担持体（８）は、少なくとも１つの補強ウェブ（１７）を有していることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のクロスビーム。
7. 少なくとも１つの固定装置（９、９′、９″）、及び／またはねじ要素（１０）のねじ頭部が、支持要素（７、７′）の保持のために、結合担持体（８）の窪み部（１５）内において埋め込まれた状態で設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のクロスビーム。

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