JP4877537B2 - 乗用車のフロントエンドモジュールの支持部 - Google Patents

Description

本発明は請求項１の前段部に記載される乗用車のフロントエンドモジュールの支持部に関する。

ラジエータブリッジとも称されるクロスメンバが上部フレームサイドメンバの高さでその前部先端に固定されるような支持部は例えば特許文献１により既に知られている。両側の二つの接続部分と内側の接続エレメントにより上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバはバンパクロスメンバとつながっている。そのバンパクロスメンバの下側には車体横方向に延在するクロスメンバが更なる接続エレメントにより支えられている。この支持部は多数の部品からなり、中央のバンパクロスメンバが下部横エレメントの中心的支持機能を担っている。ここで中央バンパ自体はその後部の中央または下部フレームサイドメンバの高さのフレームサイドメンバに接続されている。

独国特許出願公開第１００ ０２ ４９９ Ａ１号明細書

本発明は上述した種類の乗用車のフロントエンドモジュール支持部を簡略で、また車体支持構造に簡単に固定できるようにすることを目的とする。

この課題は請求項１の特徴によって解決される。本発明の効果的形態、実用的改良点は他の請求項に示される。

本発明は、従来のものよりはるかに簡略でコンパクトな支持部を実現するために、上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバと接続エレメントと横エレメントをまとめてひとつの部品とする。換言すると、本発明では、車体支持構造に取り付ける以前にいくつもの部品を組み合わせて作る必要のない支持部を実現する。上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバの下に位置する横エレメントは接続エレメントによりクロスメンバに支持されているので、例えば統合支持部またはサスペンションサブフレームなどの車体支持構造へ横エレメントを別々に固定する必要はない。横エレメントが簡単な方法で上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバによって支持され、上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバと横エレメントに配置された下部または中間フレームサイドメンバの高さに配置されたバンパクロスメンバが別々に直接自動車の前部構造部に支持される。このことは特に中間または下部のフレームサイドメンバの高さのフレームサイドメンバにより可能となる。

つまり横エレメントが中央のバンパクロスメンバから独立して、上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバによってのみ、その位置に支持される。そこで上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバは横エレメントまた接続エレメントとともにフレーム型の支持部を形成し、そこにフロントエンドモジュールのハウジングが大型に支持されることが可能となる。

本発明による支持部の更なる利点は、この支持部が複数の歩行者保護要請にかなうものであり、要請にあった構造物を実現できるという点である。歩行者に衝突した場合に横エレメントは歩行者のひざ下に当たる位置にあり、その剛性率に関してはて歩行者に衝突した場合ひざ下への衝撃に対し剛性率を合わせることができる。これに対し上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバは歩行者に衝突した場合ひざ上に当たる位置にあり、歩行者に衝突した場合歩行者のひざ上に当たるようにとの歩行者保護要請にかなう。つまりこの支持部は歩行者衝突の場合の脚上部衝突領域、また脚下部衝突領域の規定に合うものであるが、そのためには上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバと横エレメントが簡単に調整されただけである。

支持部が樹脂（プラスチック）により製造され、またその補強部分に金属板が使用されることにより本発明の実施例は更なる効果を提示する。その補強部分により簡単な方法で支持部の強度負荷部分を補強することができ、例えば乗用車に正面衝突した場合に発生する前部構造の二つのフレームサイドメンバの高さ間の引張圧縮負荷を伝達また分散することができる。樹脂に金属板を埋め込む、または組み入れることにより、低コスト生産を可能にする製造簡略な支持部を作ることができる。

上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバ、また二つの接続エレメントに補強部分が取り付けられることにより本発明の更なる効果が提示される。補強部分はＵ型の構造をつくり、そこに自動車衝突の場合に前部構造における二つのフレームサイドメンバの高さ間に生じる引張圧縮負荷が分散される。

二つの接続エレメントの補強部分が上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバの補強部分とぴったりと接続されることにより、本発明の更なる効果が提示される。それによってそれぞれの補強部分の間に剛性が高く引張圧縮に強い接続が可能となる。

二つの接続エレメントの補強部分とクロスメンバの補強部分に樹脂を埋め込ませるための孔を残しておくことで本発明の更なる効果が提示される。これにより補強部分を樹脂で確実に接続することができる。

下部横エレメントが脚部支持として形成され、それが上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバに対して車両の長手方向に前に突き出ることで本発明の更なる効果が提示される。それにより前述したような効果的な支持部の下脚部衝突領域が実現できる。

上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバがそこに配置された両側の変形エレメントの上で車体支持構造、特に上部フレームサイドメンバの高さのフレームサイドメンバに支持されることで本発明の更なる効果が提示される。これにより自動車が正面衝突した場合に負荷を分散する支持部がその後方にある前部構造を支持することができる。

本発明の更なる形態として上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバの上に上部横エレメントの追加を試み、この上部横エレメントは他の接続エレメントの上で上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバ、また横エレメントと一体に形成される。別の言葉で言うと、車体の横方向に延在する三つのエレメントをひとつの支持部が支持することになる。その上部横エレメントによって自動車フロントガラスの下のパッセンジャーセルクロスメンバに支持部を簡単に固定することができる。更に二つの接続エレメントは好ましくは上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバの外側端と上部横エレメントに位置するが、これが乗用車のヘッドライトの外側枠を形成する。更にまた好ましくは中間位置に少なくともひとつの接続エレメントをつけ、それによって上部横エレメントと上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバが補強しあいながら接合される。

最後に上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバおよび／または下部接続エレメントのクロスメンバにエネルギ吸収体とくにリブがとりつけられることにより本発明の更なる効果がもたらされる。そのことにより特に歩行者に衝突した場合の歩行者の負傷リスクがかなり低くなる。

本発明の更なる有利な特徴と詳細は以下の記述、また好ましい実施例また図によって示される。

乗用車のフロントエンドモジュールの支持部の斜視図である。該支持部は上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバを囲み、両側にある変形エレメントに配置されたフレームサイドメンバを支え、上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバの上と下にひとつずつ横エレメントを備え、それぞれの接続エレメントはクロスメンバにより単一のパーツからなる支持部に接続され、その補強部分と樹脂からなるハイブリッド構成品として形成されている。 乗用車前部構造の長手方向また垂直方向に走る中央長手方向軸に沿った断面図である。ここでは支持部の配置、またそのボンネットとそのカバーは前フラップ及びフロントエンドモジュールのカバーを通して見られる。 図１のＩＩＩの部分を抜き出した拡大詳細図である。ここでは従来のものに替わる支持部の形態が示されている。その支持部の上部フレームサイドメンバの高さのフレームサイドメンバの外側には複数の変形エレメントが備わっている。 上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバの補強部分を示す背面図で、それぞれのホックとそれに属する補強部分で下方の接続エレメントとつながっている。 上部フレームサイドメンバの高さのクロスメンバのそれぞれに対応するホックとそれに属する接続エレメントの図４のＶ−Ｖラインの部分の断面図である。 図４に示される下部接続エレメントの補強部分を単独で示す背面図である。

図1は図２で更に詳しく示されているフロントエンドモジュール（１０）の支持部を示すものである。更に詳しく言えば乗用車車体の前部構造（１２）（図２）の支持部分に固定されるフロントエンドモジュールの支持部である。この支持部は上部フレームサイドメンバの高さ（１４）で延在するクロスメンバ（１６）を基本的に含む。このクロスメンバの両端は、変形エレメント（１８）を媒介して、対応する上部外側フレームサイドメンバ（図示されていない）の前部両端に固定される。上部フレームサイドメンバの高さ（１４）のクロスメンバ（１６）は下方の二つの接続エレメント（２０）につながる。この接続エレメントは車体の長手方向に垂直に配置されている。この二つの接続エレメント（２０）の上方には横エレメント（２２）が支持されており、これは車体の水平方向に位置する。この横エレメント（２２）は本発明実施例で歩行者脚部を支える部分となる。歩行者と正面衝突した場合にフロントエンドモジュールの横エレメントの部分が歩行者のひざ下に当たる。

この支持部は更に上部両側にある二つの接続エレメント（２４）と上部中側にある二つの接続エレナント（２６）を含む。これら接続エレメントにより上部フレームサイドメンバの高さ（１４）のクロスメンバ（１６）と更に横エレメント（２８）と接続し、乗用車フロントガラス（図示されていない）の下にある図２に示すクロスメンバ（３０）の覆いの役割も果たす。この支持部は接続エレメント（２８）によりクロスメンバ（３０）に固定される。

クロスメンバ（１６）と二つの横エレメント（２２，２８）はそれぞれの接続エレメント（２０，２４，２６）とひとつの部品としての支持部として接続しあわされている。この支持部は樹脂からなるハイブリッド部材として形成され、更に詳しく言えば、その補強部分に金属板が加えられる。本発明の範囲としてさらに注目すべき点は、この補強部分は別の部材、とくに繊維強化プラスチックで構成することも可能であるという点である。このハイブリッド部材は例えば、補強部分が樹脂に鋳造される方法で、または挿入成形などの方法で生産されることが可能である。もちろん一般に行われている他の生産方法でも、単一部品としての支持部を製造することは考えられる。

内側にあるクロスメンバ（１６）と横エレメント（２８）の間の接続エレメント（２６）とそれぞれの外側の接続エレメント（２４）の間には二つの空間（３２）があるが、ここに乗用車のヘッドライトがはめ込まれる。二つの下部接続エレメント（２０）の領域にはそれぞれ二つのフランジ（３４）がみられるが、これによって中央のまたは下部のフレームサイドメンバの高さのフレームサイドメンバの前方両端（図示されていない）に支持部が固定される。ここでさらにフランジ（３４）の領域にそれぞれ三つのボルト用穴（３６）がみられる。フランジ（３４）の前面には変形エレメント（図示されていない）がクラッシュボックスの形で固定できる。これは図２に示されるバンパクロスメンバ（３８）と接続している。しかしバンパクロスメンバ（３８）には下部の横エレメント（２２）を支持する機能はない。

図２は垂直方向かつ自動車の長手方向に沿った断面図であり、車体の前部構造（１２）を示すものである。ここでは支持部の一つ一つの構造部分の必要位置が明確に示されている。次に車体先端部分で下部横エレメント（２２）が見えるが、これはフロントエンドモジュール（１０）のフロントリップ（４０）により前面が覆われている。横エレメント（２２）の上の支持部には属さないバンパクロスメンバ（３８）があるが、これはフロンエンドモジュール（１０）のバンパカバー（４２）により覆われている。バンパカバー（４２）の上と下に格子エレメント（４４，４５）がみられるが、ここから支持部の後部にある乗用車内燃エンジンの冷却器（４６）に外気が送られる。上の格子エレメント（４４）の上部でフロントボンネット（４７）が接続されるが、それが上部フレームサイドメンバの高さ（１４）にあるクロスメンバの前面を覆っている。更にフロントエンドモジュール（１０）はクロスメンバ（１６）上部の端に、クロスメンバ（１６）により配置されている発泡樹脂の後ろに固定されている。また図２では、ヒータ、またエアコンの吸気口（４８）が示されているが、これは図２に示される内側の二つの接続エレメント（２６）の間にある空間（５０）を通して外気を供給する。さらに図２には上部横エレメント（２８）がクロスメンバ（３０）のフランジ（５２）の上に位置することが示されている。

図２では特に、下部横エレメント（２２）は、車体の長手方向に見て、上部フレームサイドメンバの高さ（１４）のクロスメンバ（１６）に対し、またバンパクロスメンバ（３８）に対して前方に突き出ている。そのため、歩行者人ぶつかった場合にフロントエンドモジュール（１０）はまず歩行者のひざ下部分に当たることになる。

図３は図１のＩＩＩの部分を拡大し詳細に示したものである。ここで従来のものに替わる本発明の実施形態である支持部、特にクロスメンバ（１６）が示されている。そこにはクロスメンバ（１６）の前面に多数のエネルギ吸収エレメント（５４）が示されているが、それによって歩行者にクロスメンバ（１６）部分がぶつかった場合の衝撃が軽くなる。ここには示されていないがエネルギ吸収材としてリブパケットを使用することも可能である。

図４は、上部フレームサイドメンバの高さ（１４）のクロスメンバ（１６）の補強部分（５６）を示したもので、その補強部分は金属板からなる。この補強部分（５６）は複数のホック（５８）とそれに対応するホック（６０）により更なる補強部分（６２）に属する接続エレメント（２０）につながる。ここで示されていない反対側に位置する接続エレメント（２０）の補強部分（６０）は、ここに示されるものと対称で同じ形である。

二つの補強部分（５６、６２）のホック（５８，６０）は相互作用してその機能を果たすことが、図４の補強部分のＶ−Ｖの部分の横断面図、図５から理解できる。ここで特に補強部分（６２）のホック（６０）は継ぎ目部分を形成し、補強部分（５６）のホック（５８）の相対する受け穴にはまる。その結果それぞれのホック（５８，６０）はぴったりと合い、そのため補強部分（６２）は補強部分（５６）に固定され、これは車体の横方向に動かせる。結果として補強部分（５６）と（６２）はＵ型の配置をなし、クロスメンバ（１６）において、また補強部分（５６）（６２）自体が下の接続エレメントに及ぶ。更に、補強部分（５６，６２）には孔（６４）を設け、補強部分（５６，６２）に樹脂が埋め込まれるようにする。

図６はそれぞれの接続部分（２０）の領域配置された補強部分（６０）を背面から見たものである。

二つの横エレメント（２２，２８）の支持部はクロスメンバ（１６）とつながり、そのため歩行者保護を保障する複数の機能を実現でき、またその要請に合わせることができる。そこで下部横エレメント（２２）は相応のリブ（６６）を備えることにより、フロントエンドモジュール（１０）の部分が歩行者に正面衝突した場合ひざ下に当たり、脚部の支えとなる。

上部フレームサイドメンバの高さ（１４）のクロスメンバ（１６）は、乗用車が歩行者に正面衝突した場合にひざ上に当たるように作られる。そしてクロスメンバ（１６）と上部横エレメント（２８）の間のボンネット（４７）は支持部に支えられることにより、自動車が歩行者に衝突した場合に歩行者の頭に与えられる衝撃に関する要請にかなうものである。横エレメント（２８）またクロスメンバ（１６）、接続エレメント（２４，２６）が適当な助材またエネルギ吸収体とともに取り付けられ、最良の歩行者保護を保障することにより、これら歩行者保護要請にかなうことができる。支持部が一体となる（ひとつの部品となる）ことによって、要請に合うフロントエンドモジュール（（１０）のひざ上衝突域、ひざ下衝突域また頭部衝撃域が実現する。つまり総括すれば、単に製造が簡略であるというだけではなく、歩行者保護要請に関しても最良の支持部が実現する。

最後に、図1と２により本発明の乗用車の車体カバーはひとつにまとまったフォーム（一つのボックス）であることがわかるが、前部にわずかな構造を加えるのみで可能となる。本発明の支持部により歩行者保護要請に最良に応えることができる。

Claims (7)

1. 乗用車のフロントエンドモジュールの支持部（１０）であって、車体支持構造に固定され、上部フレームサイドメンバの高さ（１４）の少なくともひとつのクロスメンバ（１６）と、その下方に位置する二つの接続エレメント（２０）によって保持される下部横エレメント（２２）を有し、
   クロスメンバ（１６）、二つの接続エレメント（２０）、及び下部横エレメント（２２）が一体部品を形成するように相互に接続され、
   該支持部は、補強部分（５６，６２）として金属板が挿入された、樹脂を用いたハイブリッド部材により形成され、
   クロスメンバ（１６）と、二つの接続エレメント（２０）が補強部分（５６，６２）を有し、
   二つの接続エレメント（２０）の補強部分（６２）がクロスメンバ（１６）の補強部分（５６）と、上部フレームサイドメンバの高さ（１４）においてそれぞれのホック（５８，６０）によって、実質的にかみ合って接続することを特徴とする、乗用車のフロントエンドモジュールの支持部。
2. 二つの接続エレメント（２０）の補強部分（６２）とクロスメンバ（１６）の補強部分（５６）に樹脂を埋め込ませるための孔（６４）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の支持部。
3. 下部横エレメント（２２）が、クロスメンバ（１６）に比べ、車体長手方向において前方に突出し、歩行者の脚部を支持する部分として形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の支持部。
4. クロスメンバ（１６）が、車体支持構造である上部フレームサイドメンバの高さ（１４）の上部外側フレームサイドメンバに、横方向変形エレメント（１８）を介して支持されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の支持部。
5. クロスメンバ（１６）の上に位置する上部横エレメント（２８）が更に上部両側と上部中側にある接続エレメント（２４，２６）によりクロスメンバ（１６）と下部横エレメント（２２）と一体に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の支持部。
6. 上部横エレメント（２８）が乗用車フロントガラスの下にあるクロスメンバ（３２）のカバーとして形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の支持部。
7. クロスメンバ（１６）または下部横エレメント（２２）がエネルギ吸収体であるリブ（６６）を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の支持部。

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