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【発明の名称】 計器板ビーム組立体及びその製造方法
【発明者】 【氏名】キム・ナムヨル

【氏名】リー・ジョンウォン

【氏名】ダニエル・ウッドマン

【氏名】キョン・ユンソー

【要約】 【課題】部品数を少なくし、計器板製造を単純化し、製造労働費用をより低くする。

【解決手段】多数のダクトチャネル及び多数のエネルギー吸収部を有する細長い熱可塑性前面ビーム部材を含む計器板ビーム組立体が具備される。ビーム組立体は前面ビーム部材ダクトチャネルに対応する多数のダクトチャネルを有する細長い熱可塑性ビーム部材をまた含む。前面ビーム部材はビーム構造体に空調ダクト及び少なくとも1つのディフロストダクトを形成する前面及び後面ビーム部材に多数の対応するダクトチャネルを有し、ビーム構造体を形成する後面ビーム部材に結合される。後面ビーム部材は多数のエネルギー吸収部と結合するように整列される大きさで成される複数の反応表面をさらに含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 計器板ビーム組立体において、多数のダクトチャネル切半部、多数のエネルギー吸収部、及び中央スタックを含んで一体に成形されたフルカバー(full−xcover)形式の熱可塑性前面ビーム部材;前記前面ビーム部材ダクトチャネルに対応する多数のダクトチャネル切半部を含む熱可塑性後面ビーム部材であって、前記後面ビーム部材に結合された前記前面ビーム部材は、前記前面及び後面ビーム部材の前記多数の対応ダクトチャネルが前記ビーム構造体に少なくとも1つの車輌前面のウィンドウ除霜用ディフロストダクト及び車輌室内の乗客に空気の流れを提供する空調ダクトを形成するようにビーム構造体を形成し、前記多数のエネルギー吸収部と整合するよう整列され、整合に適した大きさでなされる多数の反応表面をさらに含む、熱可塑性後面ビーム部材;及び前記前面ビーム部材はその長手方向に延びる実質的にU−型断面部及び実質的にL−型断面形状部をさらに含み、前記後面ビーム部材は実質的にU−型断面形状部及び実質的にL−型断面形状部をさらに含み、前記前面ビーム部材の前記L−型断面形状部は前記後面ビーム部材の前記L―型断面形状部と整合され重畳された1つの組立体でなされたことを特徴とする計器板ビーム組立体。
【請求項2】 前記ビーム構造体に結合された上部ステアリングコラム支持体をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の計器板ビーム組立体。
【請求項3】 前記上部ステアリングコラム支持体及び前記ビーム構造体に結合され車輌ブレーキまたはアクセル、クラッチペダルを取り付けるための中空のペダルブラケット部を含む下部ステアリングコラム支持体をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の計器板ビーム組立体。
【請求項4】 前記多数のエネルギー吸収部は多数の波形エネルギー吸収部を含むことを特徴とする請求項1に記載の計器板ビーム組立体。
【請求項5】 前記前面ビーム部材は前記エネルギー吸収部のうち少なくとも2つの間で延びるチャネル支持ロッドをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の計器板ビーム組立体。
【請求項6】 前記チャネル支持ロッドはグラブボックスヒンジを含むことを特徴とする請求項5に記載の計器板ビーム組立体。
【請求項7】 前記ビーム構造体に結合された中心スタックをさらに含み、前記中心スタックは自動車システム制御体を収容する大きさで成されたことを特徴とする請求項1に記載の計器板ビーム組立体。
【請求項8】 前記ビーム構造体の第1端部に取付けられた第1端部ブラケット及び前記ビーム構造体の第2端部に取付けられた第2端部ブラケットをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の計器板ビーム組立体。
【請求項9】 前記前面ビーム部材は少なくとも1つの空調ダクト出口をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の計器板ビーム組立体。
【請求項10】 前記後面ビーム部材は前記端部ブラケットと係合する大きさで成されたことを特徴とする請求項8に記載の計器板ビーム組立体。
【請求項11】 夫々の前記端部ブラケットは取外可能なローダブラケットを収容する大きさで成されたチャネル部分を含むことを特徴とする請求項8に記載の計器板ビーム組立体。
【請求項12】 計器板ビーム組立体を生産(生成)するための方法において、多数のダクトチャネル及び多数のエネルギー吸収部を含み、実質的にU−型断面形状部及び実質的にL−型断面形状部をさらに含む、熱可塑性物質の前面ビーム部材をモールディングする段階;前面ビーム部材ダクトチャネルに対応する多数のダクトチャネル及び多数のエネルギー吸収部と整列するように位置し、多数のエネルギー吸収部と結合される大きさで成された多数の反応表面を含み、実質的にU−型断面形状部及び前記前面ビーム部材のL−型断面形状部と結合されるように輪郭が形成された実質的にL−型断面形状部をさらに含む、熱可塑性物質の後面ビーム部材をモールディングする段階;及び前記前面ビーム部材を前記後面ビーム部材に結合させ、前記前面及び後面ビーム部材の多数の対応するダクトチャネルが前記ビーム構造体に多数のダクトを形成するようにビーム構造体を形成する段階;を含むことを特徴とする計器板ビーム組立体の製造方法。
【請求項13】 金属で上部ステアリングコラム支持体を形成する段階;熱可塑性物質で下部ステアリングコラム支持体をモールディングする段階;ステアリングコラム支持体を形成するために前記上部ステアリングコラム支持部材を前記下部ステアリングコラム支持部材に結合させる段階;及び前記ステアリングコラム支持体を前記ビーム構造体に結合させる段階;をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の計器板ビーム組立体の製造方法。
【請求項14】 前記多数のエネルギー吸収部は多数の波形エネルギー吸収部を含むことを特徴とする請求項12に記載の計器板ビーム組立体の製造方法。
【請求項15】 前記前面ビーム部材は少なくとも2つのエネルギー吸収部間に延びるチャネル支持ロッドをさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の計器板ビーム組立体の製造方法。
【請求項16】 熱可塑性物質で中心スタックをモールディングする段階;及び前記中心スタックを前記ビーム構造体に結合させる段階;をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の計器板ビーム組立体の製造方法。
【請求項17】 第1端部ブラケット及び第2端部ブラケットを形成する段階;前記第1端部ブラケットを前記ビーム構造体の第1端部に取り付ける段階;及び前記第2端部ブラケットを前記ビーム構造体の第2端部に取り付ける段階;をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の計器板ビーム組立体の製造方法。
【請求項18】 前記前面ビーム部材を前記後面ビーム部材に結合させる段階は振動溶接、加熱ボンディング、接着ボンディング、または固定具により前記前面ビーム部材を前記後面ビーム部材に結合させる段階を含み、鋼で形成されステアリングコラム部上端側面に溶接されて車輌の側面剛性及び振動騒音を改善させることを特徴とする請求項12に記載の計器板ビーム組立体の製造方法。
【請求項19】 計器板ビーム組立体において、多数のモールディングダクトチャネル及び多数の波形エネルギー吸収部を含む熱可塑性前面ビーム部材;前記前面ビーム部材ダクトチャネルに対応する多数のモールディングダクトチャネルを含む熱可塑性後面ビーム部材であって、前記後面ビーム部材に結合された前記前面ビーム部材は、前記前面及び後面ビーム部材の前記多数の対応するダクトチャネルが前記ビーム構造体に少なくとも1つのディフロストダクト及び空調ダクトを形成するように、ビーム構造体を形成し、前記後面ビーム部材は前記多数のエネルギー吸収部と結合されるように整列される大きさで成される多数の反応表面をさらに含む、熱可塑性後面ビーム部材;及び前記前面ビーム部材は実質的にU−型断面形状部及び実質的にL−型断面形状部をさらに含み、前記後面ビーム部材は実質的にU−型断面形状部及び実質的にL−型断面形状部をさらに含み、前記前面ビーム部材の前記L−型断面形状部は前記後面ビーム部材と結合されるように輪郭が形成される組立体;を含むことを特徴とする計器板ビーム組立体。
【請求項20】 前記ビーム構造体に結合され、上部ステアリングコラム支持部材及び前記上部ステアリングコラム支持部材に結合される下部ステアリングコラム支持部材をさらに含むことを特徴とする請求項19に記載の計器板ビーム組立体。
【請求項21】 前記前面ビーム部材は前記エネルギー吸収部のうち少なくとも2つの間に延び、グラブボックスヒンジを含むチャネル支持ロッドをさらに含むことを特徴とする請求項19に記載の計器板ビーム組立体。
【請求項22】 前記ビーム構造体に結合され、自動車システム制御体を収容する大きさで成された中心スタックをさらに含むことを特徴とする請求項19に記載の計器板ビーム組立体。
【請求項23】 前記ビーム構造体の第1端部に取付けられた第1端部ブラケット及び前記ビーム構造体の第2端部に取付けられた第2端部ブラケットをさらに含むことを特徴とする請求項19に記載の計器板ビーム組立体。
【請求項24】 車体の幅方向に車室の前方側に配列される計器板組立体において、前記多数のダクトチャネル切半部が一体に区画形成され、多数のエネルギー吸収部を一体に備える切半カバー体形式であって、樹脂材でなされた前面ビーム部材;前記前面ビーム部材のダクトチャネル切半部に対応するダクトチャネル切半部が一体に区画形成された後面ビーム部材;前記前後面ビーム部材ダクトチャネル夫々は、長手方向に延びる少なくとも1つのディフロストダクト及び空調ダクトを形成するように屈曲形断面部を有する形状で対向着接されてなされ、前記前後面ビーム部材のうちいずれか1つのビーム部材には多数のエネルギー吸収部のための片持ち梁(cantilever)形状の山形突出部が一体に形成されたことを特徴とする計器板ビーム組立体。
【請求項25】 前記前後面ビーム部材の着接は振動融着、加熱ボンディング、接着ボンディングまたは固定具によって互いに接合されてなされることを特徴とする請求項24に記載の計器板ビーム組立体。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的には自動車計器板(Instrument Pane1; IP)に関するものであって、より詳しくは、計器板ビーム組立体(IP beam assembly)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】公知の計器板組立体はビーム構造体及び前記ビーム構造体に取付けられた少なくとも1つの装飾用(decorative)計器板を含んでいる。多数の装飾用パネルは衝突時に車輌搭乗者らのひざを保護するためのひざ保護帯として作用する。計器板組立体は自動車ボディ、通常的にはA−ピラーに取付けられたビーム構造体を有する自動車の乗客席内側に装着されている。一般的な計器板ビーム構造体は鋼又はプラスティックで製造されている。
【0003】多数の車輌システム、例えば、暖房、換気、及び空調(HVAC)システムは計器板内に含まれている。HVACシステムは計器板内に含まれた多数の空気分配ダクトを含んでいる。公知の計器板において、HVACダクトは計器板ビーム構造体に取付けられた別個の要素である。複数の要素は組立の複雑性を増加させ、製造時間及び労働費を増加させる。
【0004】米国特許、第5,312,133号は鋼ビーム(steel beam)及びその鋼ビームに取付けられたダクトシステムを含む計器板組立体を記述している。ダクトシステムはそのダクトシステムを形成するように接着剤で一緒に結合される前面チャネル部材及び後面チャネル部材を含む。
【0005】米国特許、第5,549,344号は金属支持ビーム、プラスティックベース部材、及び多数のダクトを含む計器板組立体を記述している。ダクトは別個に形成され一体のユニットを形成するようにベース部材に熱板加熱(hot plate heat)溶接される。この後、ベース部材及びダクトが金属支持ビームに取付けられる。
【0006】米国特許、第5,676,216号はひざ保護帯組立体、計器板、強化組立体、ビームダクト組立体及び固定組立体を含む計器板組立体を記述している。ビーム組立体は集積された空気分配システムを含む2ピースビーム構造体を有する。ビーム構造体の夫々のピースはシートモールディングコンパウンド(SMC)で形成され接着剤で一緒に結合される。強化組立体は計器板のひざ保護帯を支持するように別個の金属強化部材を含む。
【0007】
【発明が解決しようとする課題およびその解決手段】本発明において、多数のダクトチャネル及び多数のエネルギー吸収部を有する細長い(elongate)熱可塑性前面ビーム部材を含む計器板ビーム組立体が提供される。ビーム組立体はまた前面ビーム部材ダクトチャネルに対応する多数のダクトチャネルを有する細長い熱可塑性後面ビーム部材を含む。前面ビーム部材はビーム構造体に空調ダクト及び少なくとも1つのディフロストダクト(defrost duct)を形成する前面及び後面ビーム部材の複数の対応するダクトチャネルとビーム構造体を形成する後面ビーム部材に結合される。後面ビーム部材は複数のエネルギー吸収部と結合される大きさ(sized)を有し整列された複数の反応表面をさらに含む。
【0008】他の様態において、計器板ビーム組立体を生産する方法は熱可塑性物質から細長い前面ビーム部材をモールディングする段階を含む。前面ビーム部材は実質的にU−型の部分と実質的にL−型部分を含み複数のダクトチャネル及び複数のエネルギー吸収部をさらに含む。方法はまた熱可塑性物質から細長い後面ビーム部材をモールディングする段階を含む。後面ビーム部材は前面ビーム部材ダクトチャネルに対応する複数のダクトチャネル、及び複数のエネルギー吸収部と整列するように位置してあり複数のエネルギー吸収部と結合される大きさで成された複数の反応表面を含む。後面ビーム部材は実質的にU−型部分及び前面ビーム部材のL−型部分と結合されるように輪郭が形成された実質的にL−型部分をさらに含んでいる。本方法は前面及び後面ビーム部材の複数の対応するダクトチャネルがビーム構造体に複数のダクトを形成するようにビーム構造体を形成する後面ビーム部材に前面ビーム部材を結合する段階をさらに含む。
【0009】また別の様態において、多数のモールディングされたダクトチャネル及び多数の波形エネルギー吸収部を有する熱可塑性前面ビーム部材を含む計器板ビーム組立体が提供される。ビーム組立体はまた前面ビーム部材ダクトチャネルに対応する多数のモールディングされたダクトチャネルを有する熱可塑性後面ビーム部材を含む。
【0010】前面ビーム部材は、前面及び後面ビーム部材の複数の対応するダクトチャネルがビーム構造体に空気空調ダクト及び少なくとも1つのディフロストダクトを形成するようにビーム構造体を形成する後面ビーム部材に結合される。後面ビーム部材は複数の波形エネルギー吸収部(corrugated energy absorbers)と整列され結合される大きさで成される複数の反応表面をさらに含む。
【0011】一体にモールディングされたHVACダクト及びエネルギー吸収部を有する熱可塑性ビーム構造体を含む計器板ビーム組立体が以下詳細に記述されている。熱可塑性ビーム構造体は計器板の装飾パネル(ら)を支持している。一体モールディングされたHVACダクト及びエネルギー吸収部は公知の計器板構造体より部品数を少なくすることができ、計器板製造を単純化し、製造労働費用をより低くすることを可能にする。
【0012】熱可塑性ビーム構造体は多数の熱可塑性物質のうちの1つでモールディングされることが可能である。適切な熱可塑性物質は局限されず、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)、ポリカーボネート、ポリカーボネート/ABS混合物、コポリカーボネート−ポリエステル、アクリル−スチレン−アクリロニトリル(ASA)、アクリロニトリル−(変更されたエチレン−ポリプロピレンジアミン)−スチレン(AES)、フェニレンエーテル/ポリアミド(ゼネラルエレクトリックカンパニーのNORYL GTX(登録商標))、ポリカーボネート/PET/PBT、ポリブチレン−フタラート及びインパクト変更子(ゼネラルエレクトリックカンパニーのXENOY(登録商標)樹脂)、ポリアミド、フェニレンサルファイド樹脂、ポリビニールクロライド(PVC)、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、低/高密度ポリエチレン、ポリプロピレン及び熱可塑性オレフィン(TPO)を含む。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
【0014】図1は本発明の実施例による計器板ビーム組立体10の斜視図であり、図2は計器板ビーム組立体10の分解図である。計器板ビーム組立体10はステアリングコラム支持体14、ビーム構造体12に取付けられた端部ブラケット18、20を有しモールディングされた熱可塑性ビーム構造体12を含む。
【0015】ビーム構造体12は前面ビーム部材22及び後面ビーム部材24により形成される。前面ビーム部材22はモールディングされたHVACダクトチャネル、中央スタック16、詳しくは、前面ウィンドウディフロストダクトチャネル26、サイドウィンドウディフロストダクトチャネル28、30、メイン空調ダクトチャネル32及び中央スタック16を含む。後面ビーム部材24はモールディングされたHVACダクトチャネル、詳しくは、前面ウィンドウディフロストダクトチャネル34及びメイン空調ダクトチャネル40を含む。前面ビーム部材22は多数の空調ダクト出口49をまた含んでいる。
【0016】前記前面ディフロストチャネル26内には図示しない上方拡開型サイドウィンドウディフロストダクトチャネルが挿入固定される。
【0017】前面ビーム部材22及び後面ビーム部材24は、1つの実施例において、振動溶接(vibration welding)によって結合され、変形的な実施例においては加熱ボンディング、接着剤ボンディング及び固定具のうち少なくとも1つにより結合されてもよい。
【0018】多数の波形エネルギー吸収部50は前面ビーム部材22の下端側面エッジ52から延びる。エネルギー吸収部50及び前面ビーム部材22の主胴体部54は1つのピースにモールディングされている。チャネル支持ロッド56はエネルギー吸収部50らの間へ延びる。チャネル支持休ロッド56はグラブボックスヒンジ(globe box hinge)を含むことも可能である。
【0019】複数の反応表面60は後面ビーム部材24の主胴体部64の下端エッジ62から延びている。反応表面60は前面ビーム部材22から延びるエネルギー吸収部50と整列され対応するエネルギー吸収部50を収容する大きさで成される。エネルギー吸収部50及び反応表面60の組合わせは衝撃中に乗客のひざを保護する。ひざ保護帯(図示せず)は計器板の一部でありエネルギー吸収部50により支持される。衝突状態の間、エネルギーは乗客のひざからひざ保護帯そしてエネルギー吸収部50へ伝達される。反応表面60に対するエネルギー吸収部50のクラッシング(crushing)はエネルギーを分散させて乗客のひざへの負傷を防止する。
【0020】複数の剛性リブ66(stiffening ribs)は前面ビーム部材22の外表面68から延びる。剛性リブ66はサイドウィンドウディフロストダクトチャネル28とメイン空調ダクトチャネル32の間に位置してある。
【0021】ステアリングコラム支持体14は下部ステアリングコラム支持部材70と上部ステアリングコラム支持部材70−1の合体でなされ、これは熱可塑性物質又はスチール材で形成されたものを含む。上部及び下部ステアリング支持部材70−1、70は例えば、締結具(fasteners)で一緒に結合される。ステアリングコラム支持体14は例えば、固定具でビーム構造体12に結合される。下部ステアリング支持部材70は車輌アクセル、ブレーキ及びクラッチペダル(図示せず)を取付けるための中空のペダルブラケット部を含んでもよい。
【0022】端部ブラケット18、20はビーム構造体12の対向端部74、76に付着する。後面ビーム部材24は、ビーム構造体12に対する付着を容易にするために端部ブラケット18、20が係合する大きさになるように形成されたスナップフィット延長部を含んでもよい。端部ブラケット18、20はチャネル部分82、84を夫々含む。また端部ブラケット18、20は全体的に計器パネルが組立てられた後移動可能にするジグ(JIG)を挿入することの出来るホール18−1,20−1を有する。また端部ブラケット18はステアリングコラム支持部上部90−1に溶接され側面剛性及び振動騒音を改善させるようになっている。
【0023】後面ビーム部材24は前面ビーム部材22を後面ビーム部材24に固定する以前に前面及び後面ビーム部材22、24を整列させるのを容易にするために複数の位置決めピンをさらに含んでもよい。
【0024】未説明符号90はヒューズボックス支持のためのヒューズボックスマウンティングであって、後面ビーム部材24に一体に架橋突出形成されている。
【0025】また、前記前後面ビーム部材22、24の端部は端部ブラケット18、20を媒介として接合が補強されるようにスナップフィット部が弾性変形し端部ブラケット18、20に嵌められて係合して固定するように構成されてもよい。
【0026】従って、前記計器板ビーム組立体は助手席エアバッグ、運転席計器板ワイヤハーネス(wire harness)、助手席小物入れ(glove box)、ヒューズボックス(fuse box)、及び計器板蓋等が装着され、側面衝突時にも運転席計器パネル組立体を充分に支持するための剛性を持つ構成になるようにする。
【0027】図3は図1のA−Aラインによるビーム組立体10の断面図である。図3は前面ビーム部材22及び後面ビーム部材24により限定されたメイン空調ダクト48及び前面ウィンドウダクト42を示す。前面ビーム部材22は実質的にU−型断面形状部92及び実質的にL−型断面形状部94を含む。後面ビーム部材24は前面ビーム部材22の実質的にL−型断面形状部94と結合されるように輪郭が形成された実質的にL−型断面形状部98及び実質的にU−型断面形状部96を含む。計器板リテイナーパネル100はビーム構造体12に取付けられる。計器板リテイナーパネル100はビーム構造体12に直接取付けられるエアバッグモジュール104に隣接して位置してあるエアバッグドア102を含む。
【0028】図4は図1のB−Bラインに沿ったビーム組立体10の断面図である。図4はビーム構造体12に取付けられた前面ウィンドウダクト42、メイン空調ダクト48及び計器板リテイナー100を示す。
【0029】図5は図1のC−Cラインに沿ったビーム組立体10の断面図である。図5はビーム構造体12及びステアリングコラム106に取付けられた下部ステアリングコラム支持部材70及び上部ステアリングコラム支持部材68によって形成されたステアリングコラム支持体14を示す。
【0030】本発明が多様な特定実施例に関連して記述されたが、当業者は本発明が請求項の思想及び範囲内において修正されることも可能であるということを認知する。
【出願人】 【識別番号】503019383
【氏名又は名称】ヒュンダイ・モービス・カンパニー・リミテッド
【氏名又は名称原語表記】HYUNDAI MOBIS, CO., LTD.
【出願日】 平成15年1月10日(2003.1.10)
【代理人】 【識別番号】100062144
【弁理士】
【氏名又は名称】青山 葆 (外3名)
【公開番号】 特開2003−237417(P2003−237417A)
【公開日】 平成15年8月27日(2003.8.27)
【出願番号】 特願2003−4778(P2003−4778)