(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造部材のくぼみの内側に位置するように適応した一体型補強クロスメンバー（１）であって、
センター部（３）及び２つの端部（５、７）を有するキャリア（２）を備え、
それぞれの前記端部（５、７）は、前記センター部（３）に結合されており、
前記キャリア（２）の前記センター部（３）は、概して当該クロスメンバー（１）の長軸方向に延在する少なくとも２つの外側壁（９）及び少なくとも２つの内側リブ（１１）を有しており、
前記外側壁（９）及び前記内側リブ（１１）は、前記クロスメンバー（１）と断面的に交差して延在する複数の交差壁（１７）によって交差し、
それぞれの前記外側壁（９）は、第１水平連結壁（１９）を介してその最も近接する前記内側リブ（１１）にさらに結合し、
前記内側壁（１１）の対それぞれは、第２水平連結壁（２３）を介してさらに結合し、
前記キャリア（２）のそれぞれの前記端部（５、７）は、概して前記クロスメンバーの長軸方向に延在する少なくとも２つの外側壁（２７）及び少なくとも２つの内側リブ（２９）を有し、
前記外側壁（２７）及び前記内側リブ（２９）は、当該クロスメンバー（１）と断面的に交差して延在する複数の前記交差壁（１７）によって結合し、
それぞれの前記外側壁（２７）は、第３水平連結壁（３７）を介してその最も近接する前記内側リブ（２９）にさらに結合し、
前記内側リブ（２９）の対それぞれは、第４水平連結壁（３９）を介してさらに結合し、
それぞれの前記端部（５、７）のそれぞれの前記外側壁（２７）は、外側面を備え、
膨張性材料（５１）は、それぞれの前記端部（５、７）のそれぞれの前記外側面の少なくとも一部、及びそれぞれの前記第３水平連結壁（３７）の少なくとも外側の一部に配置され、
前記膨張性材料（５１）は、活性化されると、前記構造部材のくぼみの内面と接触するように膨張し、
前記センター部（３）の前記外側壁（９）は、それぞれの前記端部（５、７）の前記外側壁（２７）より、当該クロスメンバー（１）の中央長軸に近接するように構成されることを特徴とする一体型補強クロスメンバー（１）。
【請求項２】
それぞれの前記端部（５、７）は、前記外側壁（２７）及び前記内側リブ（２９）の間に配置された少なくとも１つの第１センターリブ（３１）と、２つの前記内側リブ（２９）の間に配置された少なくとも１つの第２センターリブ（３３）と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の一体型補強クロスメンバー（１）。
【請求項３】
前記膨張性材料（５１）の１つ以上のパッド（４７）が、前記第４水平連結壁（３９）の上面に配置されることを特徴とする請求項１に記載の一体型補強クロスメンバー（１）。
【請求項４】
それぞれの前記第１及び第３水平連結壁（１９、３７）は、１つ以上の排水孔（２１）を有することを特徴とする請求項１に記載の一体型補強クロスメンバー（１）。
【請求項５】
それぞれの前記端部（５、７）の前記外側壁（２７）は、複数の係止ポート（４３）を有し、
前記膨張性材料（５１）が、該膨張性材料（５１）が係止ポートに取り込まれるように前記キャリア（２）の少なくとも一部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の一体型補強クロスメンバー（１）。
【請求項６】
前記構造部材が、自動車両のピラー、パネルまたはフレームレールであることを特徴とする請求項１に記載の一体型補強クロスメンバー（１）。
【請求項７】
１つ以上のパススルー（５６）をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の一体型補強クロスメンバー（１）。
【請求項８】
構造部材のくぼみの内側に位置するように適応した一体型補強クロスメンバー（１）であって、
センター部（３）及び２つの端部（５、７）を有するキャリア（２）を備え、
それぞれの前記端部（５、７）は、前記センター部（３）に結合されており、
前記キャリア（２）の前記センター部（３）は、概して当該クロスメンバー（１）の長軸方向に延在する少なくとも２つの外側壁（９）及び少なくとも２つの内側リブ（１１）を有しており、
前記外側壁（９）及び前記内側リブ（１１）は、前記クロスメンバー（１）と断面的に交差して延在する複数の交差壁（１７）によって交差し、
それぞれの前記外側壁（９）は、第１水平連結壁（１９）を介してその最も近接する前記内側リブ（１１）にさらに結合し、
前記内側リブ（１１）の対それぞれは、第２水平連結壁（２３）を介してさらに結合し、
前記キャリア（２）のそれぞれの前記端部（５、７）は、概して当該クロスメンバーの長軸方向に延在する少なくとも２つの外側壁（２７）及び少なくとも２つの内側リブ（２９）を有し、
前記外側壁（２７）及び前記内側リブ（２９）は、当該クロスメンバー（１）と断面的に交差して延在する複数の交差壁（３５）によって結合し、
それぞれの前記端部（５、７）のそれぞれの前記外側壁（２７）は、外側面を備え、
膨張性材料（５１）は、それぞれの前記端部（５、７）のそれぞれの前記外側面の少なくとも一部、及びそれぞれの第３水平連結壁（３７）の少なくとも外側の一部に配置され、
前記膨張性材料（５１）は、活性化されると、前記構造部材のくぼみの内面と接触するように膨張し、
前記センター部（３）の前記外側壁（９）は、それぞれの前記端部（５、７）の前記外側壁（２７）より、当該クロスメンバー（１）の中央長軸に近接するように構成されることを特徴とする一体型補強クロスメンバー（１）。
【請求項９】
１つ以上のパススルー（５６）をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の一体型補強クロスメンバー（１）。
【請求項１０】
くぼみを備える自動車両の構造部材と、
前記構造部材のくぼみに配置された一体型補強クロスメンバー（１）と、
を備える自動車両の補強型構造部材であって、
前記クロスメンバー（１）は、センター部（３）及び２つの端部（５、７）を有するキャリア（２）を備え、
それぞれの前記端部（５、７）は、前記センター部（３）に結合されており、
前記キャリア（２）の前記センター部（３）は、概して前記クロスメンバー（１）の長軸方向に延在する少なくとも２つの外側壁（９）及び少なくとも２つの内側リブ（１１）を有しており、
前記外側壁（９）及び前記内側リブ（１１）は、クロスメンバー（１）と断面的に交差して延在する複数の交差壁（１７）によって交差し、
それぞれの前記外側壁（９）は、第１水平連結壁（１９）を介してその最も近接する前記内側リブ（１１）にさらに結合し、
前記内側リブ（１１）の対それぞれは、第２水平連結壁（２３）を介してさらに結合し、
前記キャリア（２）のそれぞれの前記端部（５、７）は、概して前記クロスメンバーの長軸方向に延在する少なくとも２つの外側壁（２７）及び少なくとも２つの内側リブ（２９）を有し、
前記外側壁（２７）及び前記内側リブ（２９）は、前記クロスメンバー（１）と断面的に交差して延在する複数の前記交差壁（３５）によって結合し、
それぞれの前記外側壁（２７）は、第３水平連結壁（３７）を介してその最も近接する前記内側リブ（２９）にさらに結合し、
前記内側リブ（２９）の対それぞれは、第４水平連結壁（３９）を介してさらに結合し、
それぞれの前記端部（５、７）のそれぞれの前記外側壁（２７）は、外側面を備え、
膨張性材料（５１）は、それぞれの前記端部（５、７）のそれぞれの前記外側面少なくとも一部、及びそれぞれの第３水平連結壁（３７）の少なくとも外側の一部に配置され、
前記膨張性材料（５１）は、活性化されると、前記構造部材のくぼみの内面と接触するように膨張し、
前記センター部（３）の前記外側壁（９）は、それぞれの前記端部（５、７）の前記外側壁（２７）より、当該クロスメンバー（１）の中央長軸に近接するように構成されることを特徴とする補強型構造部材。
【請求項１１】
それぞれの前記端部（５、７）は、前記外側壁（２７）と前記内側リブ（２９）との間に配置された少なくとも１つの第１センターリブ（３１）、及び２つの前記内側リブ（２９）の間に配置された少なくとも１つの第２センターリブ（３３）をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の補強型構造部材。
【請求項１２】
前記膨張性材料（５１）の１つ以上のパッド（４７）が、前記第４水平連結壁（３９）の上面に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の補強型構造部材。
【請求項１３】
それぞれの前記第１及び第３水平連結壁（１９、３７）は、１つ以上の排水孔（２１）を有することを特徴とする請求項１０に記載の補強型構造部材。
【請求項１４】
それぞれの前記端部（５、７）の前記外側壁（２７）は、複数の係止ポート（４３）を有し、
前記膨張性材料（５１）が、該膨張性材料（５１）が係止ポートに取り込まれるように前記キャリア（２）の少なくとも一部に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の補強型構造部材。
【請求項１５】
前記構造部材が、自動車両のピラー、パネルまたはフレームレールであることを特徴とする請求項１０に記載の補強型構造部材。
【請求項１６】
１つ以上のパススルー（５６）をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の補強型構造部材。
【請求項１７】
くぼみを備える自動車両の構造部材と、
前記構造部材のくぼみの内側に位置するように適応された一体型補強クロスメンバー（１）と、
を備える自動車両の補強型構造部材であって、
前記クロスメンバー（１）は、センター部（３）及び２つの端部（５、７）を有するキャリア（２）を備え、
それぞれの前記端部（５、７）は、前記センター部（３）に結合されており、
前記キャリア（２）の前記センター部（３）は、概して前記クロスメンバー（１）の長軸方向に延在する少なくとも２つの外側壁（９）及び少なくとも２つの内側リブ（１１）を有しており、
前記外側壁（９）及び前記内側リブ（１１）は、前記クロスメンバー（１）と断面的に交差して延在する複数の交差壁（１７）によって交差し、
それぞれの前記外側壁（９）は、第１水平連結壁（１９）を介してその最も近接する前記内側リブ（１１）にさらに結合し、
前記内側リブ（１１）の対それぞれは、第２水平連結壁（２３）を介してさらに結合し、
前記キャリア（２）のそれぞれの前記端部（５、７）は、概してクロスメンバーの長軸方向に延在する少なくとも２つの外側壁（２７）及び少なくとも２つの内側リブ（２９）を有し、
前記外側壁（２７）及び前記内側リブ（２９）は、前記クロスメンバー（１）と断面的に交差して延在する複数の交差壁（３５）によって結合し、
それぞれの前記端部（５、７）のそれぞれの前記外側壁（２７）は、外側面を備え、
膨張性材料（５１）は、それぞれの前記端部（５、７）のそれぞれの前記外側面の少なくとも一部に配置され、
前記膨張性材料（５１）は、活性化されると、前記構造部材のくぼみの内面と接触するように膨張し、
前記センター部（３）の前記外側壁（９）は、それぞれの前記端部（５、７）の前記外側壁（２７）より、前記クロスメンバー（１）の中央長軸に近接するように構成されることを特徴とする補強型構造部材。
【請求項１８】
前記一体型補強クロスメンバーは１つ以上のパススルー（５６）をさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の補強型構造部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造部材の補強材に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの製品は、金属構造部材からなるボディや筐体を有する。単にいくつかの例として、自動車、トラック及び他の自動車両は、一部の消費材と同様に、フレーム、シャーシ又は他の箇所の部品として、対応するボディまたは筐体を形成する金属構造部材を有する。金属構造部材は、ねじれ強度、衝突衝撃抵抗及び他の所望の特性を付加する。しかし、それらの有益な特性には、製品全体の重量又はコストの増加という形のトレードオフが大抵ないわけではない。
【０００３】
これらのトレードオフを幾分補うために、多くの製品は、空洞部が形成されたボディまたは筐体を有する。単にいくつかの例として、自動者、トラック又は他の自動車両の一部の構造部材は、対応するボディ又は筐体を形成する内側及び外側のパネルの間、ピラーの中またはフレーム部材の内側に、形成された様々な孔、くぼみ、通路及び開口（まとめて「空洞部」）を有する。空洞部は、これらの製品において、材料費の削減と同様に最終製品の総重量を軽減するために作られることが多い。しかし、空洞部の導入はそれ自体がトレードオフであることが多い。例えば、空洞部の導入は、全体的な強度又は構造部材のエネルギー吸収特性を減少しうる。さらに、空洞部は製品の他の箇所へ振動又は音の伝達を増加する結果になりうる。
【０００４】
これら及び他のトレードオフを補うことを試みるために、構造補強材を金属構造部材の補足又は代替に使うことは公知である。ある現在の補強材は、概して成形部品であるキャリアに適用される膨張性材料を含む。膨張性材料は、その製品の製造中に膨張し、膨張した材料が製品の近接面に接触して補強材を適所にしっかり固定する。しかし、そのような補強材の中の膨張性材料は、キャリアにしっかりと結合されていないこともあり、不均等または不適切なシーリングの原因になる。また、膨張性材料の膨張は、製品の製造又は最終利用中に空洞部内の液体の蓄積を悪化させることがあり、腐食又は他の好ましくない影響に至る。加えて、構造補強材は、特に自動組立環境における使用の容易さ及び正確性を可能にする特性を有さないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】英国特許第２１７４６６７号明細書
【特許文献２】米国特許第６３８７４７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、これら及び他の欠点を軽減する改良された構造補強材が依然として大いに必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、例として添付する図面を参照ながら以下に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態による一体型補強クロスメンバーの上からの斜視図である。
【図２】本実施形態による一体型補強クロスメンバーの下からの斜視図である。
【図３】本発明による一体型補強クロスメンバーの一端の上からの部分斜視図である。
【図４】本発明による一体型補強クロスメンバーの一端の下からの部分斜視図である。
【図５】本発明による一体型補強クロスメンバーの一端の部分底面図である。
【図６】自動車両に取り付けられた本発明による一体型補強クロスメンバーの一端の部分図を示す自動車両のフロアパンの部分断面斜視図である。
【図７】自動車両に取り付けられた本発明による一体型補強クロスメンバーの一端の部分図を示す自動車両のフロアパンの他の角度の部分断面斜視図である。
【図８】自動車両に取り付けられた本発明による一体型補強クロスメンバーの一端の部分図を示す自動車両のフロアパンの部分断面斜視図である。
【図９】自動車両に取り付けられた本発明による一体型補強クロスメンバーの一端の部分図を示す自動車両のフロアパンの他の角度の部分断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の他の態様は、当業者が下記の図面及び詳細な説明を精査すれば明らかである。
【００１０】
本発明をここで説明する実施形態だけに限定するものではなく、かつ他の実施形態を否定するものでもなく、いくつかの実施形態は、キャリアの外面の少なくとも一部に付着する膨張性材料を有するキャリアを有する一体型補強クロスメンバーを備える。キャリアはセンター部及び２つの端部からなり、それぞれの部位は、交差壁及び水平連結壁によって結合した外側壁及び内側リブを備える。ある実施形態では、補強される構造部材の形状に適合するために、端部が弓状、蛇状又は変形した「Ｓ」形状である。クロスメンバーは、対応する構造部材のくぼみの中に挿入され、クロスメンバーは、くぼみの内面の少なくとも一部と、くぼみの内面に対面する膨張性材料の少なくとも一部と、に対応する形状を有する。膨張性材料は加熱され、加熱時に膨張し、向かいのくぼみの内面にさらに接触し、クロスメンバーをくぼみ内の適所にしっかり固定する。
【００１１】
図１で示すように、限定することなくある実施形態では、一体型補強部材１は、３つの部位からなる、すなわちセンター部３、並びに２つの端部５及び７であり、端部は、それぞれセンター部に結合される。この実施形態では、端部５及び７は、手を使わないかつエラーを防止する使用、並びにクロスメンバーの取り付けを安易にするためにかなり類似する。
【００１２】
図１及び図２に示すように、センター部３は、通常クロスメンバー１の両端部１３及び１５の間を長軸方向に延在する少なくとも２つの外側壁９及び少なくとも２つの内側リブ１１を備えるキャリア２からなる。外側壁９及び内側リブ１１は、その長軸方向に対してクロスメンバーと断面的に交差して延在する複数の交差壁１７によって交差して結合される。図２に示すように、外側壁９及びその最も近接する内側リブ１１の対応する対それぞれは、第１水平連結壁１９によって底面でさらに結合され、外側壁９、内側リブ１１及び第１水平連結壁１９からなる仕切りを形成する。それぞれの第１水平連結壁１９は、組立工程の間にチャンバーからの液体の排出を可能にするために、任意に１つ以上のドレイン孔２１を有してもよい。同様に、図１に示すように、近接する内側リブ１１の対それぞれが、上側で第２水平連結壁２３によって結合され、２つの内側リブ１１及び第２水平連結壁２３からなる仕切りを形成する。しかし、それは上側なので、ユーザーの裁量で含まれることがあっても、一般的には第２水平連結壁２３に排水孔２１は必要ではない。
【００１３】
センター部３は、クロスメンバー１の端部５及び７に交差壁２５において結合する。１つの典型的な端部が図３〜図５で示されるが、本発明の実施形態は、両端部がほぼ相似するこれらの例だけに限定されるものではないことは理解できるだろう。端部７は、少なくとも２つの外側壁２７と、少なくとも２つの内側リブ２９と、外側壁２７と内側リブ２９との間に配置される少なくとも１つのセンターリブ３１と、２つの内側リブ２９の間に配置される少なくとも１つの第２センターリブ３３と、を有するキャリア２からなる。外側壁２７、内側リブ２９、及びセンターリブ３１、３３は、通常クロスメンバー１の長軸方向に端１３から端１５まで延在する。壁２７、内側リブ２９及びセンターリブ３１並びに３３は、クロスメンバーと断面的に交差して延在する複数の交差壁３５と交差して結合される。図３〜図５の実施形態に示されるように、それぞれの外側壁２７、その最も近接する内側リブ２９及びこれらに近接する第１センターリブ３１は、第３水平連結壁３７を介して底面でさらに連結され、仕切りを形成する。それぞれの第３水平連結壁３７は、組立工程の間に仕切りから液体の排出を可能にするために、任意に１つ以上の排水孔２１を有してもよい。同様に、内側リブ２９及び第２センターリブ３３が、第４水平連結壁３９を介して上側で連結されて、仕切りを形成する。しかし、それは上側なのでユーザーの裁量で含まれることがあっても、一般的には第４水平連結壁３９に排水孔２１は必要ではない。任意で、端部５は、やはり長軸方向に延在し、かつ内側リブ２９、第２センターリブ３３及び第４水平連結壁３９によって形成された仕切りに配置されるサポートリブ４１を備えてもよい。
【００１４】
外側壁２７は、キャリア２の両端部の両側に外側面を備える。１つ以上の係止ポート４３は外側壁２７の外側面に任意に形成され、より詳細に後述されるように、膨張性材料５１の一部をキャリア２に機械的に係止する。同様に１つ以上の係止機構４５が、同様の目的のためにキャリア２の底面に任意に形成されてもよい。
【００１５】
キャリア２の端部７もまた、加熱前にその所望の位置に取り付ける時、クロスメンバー１をサポートする１つ以上のパッド４７を有してもよい。パッド４７は、活性化でそれに続く膨張性材料５１の膨張に適合するため、かつ／または、クロスメンバーを構造部材の近接面から離間して持ち上げてエレクトロ・コーティングを排出するための隙間を持たせるために構造部材の近接面から離間して一体型補強クロスメンバーを配置する。限定することなく他の実施形態において、パッド数は限定なく減少または除外されてもよい。
【００１６】
また、キャリア２の端部７は、クロスメンバー１を取り付ける構造部材の対応する機構、限定することなく単に一例として、ボルトまたは他の突起部のようなもの、に適合するために任意に１つ以上の調整部品、仕切り、または他のアダプター４９を含んでもよい。
【００１７】
限定することなくある実施形態では、センター部３の外側壁９は、それぞれの端部の外側壁２７よりも、クロスメンバー１の中央長軸に近接するように構成される。そのような構成において、センター部３は、ロボットなどのような手動または自動ツールで対応する構造部材にクロスメンバー１を取り付けるための位置決め及び／またはグリップとしての機能を果たす側面に切込みを入れた部分をクロスメンバー１に備える。
【００１８】
センター部３は、開示された本実施形態ではかなり類似した端部５及び７を連結する補強トラス構造としての機能を果たす。クロスメンバー内で長軸方向に延在する外側壁及び内側リブは、補強クロスメンバーが取り付けられた構造部材の耐衝撃性を向上させるために、強度及びエネルギー吸収能力を付加する。例えば、自動車両のフロアパン上の横断面の構造部材に取り付けられたクロスメンバーは、自動車両事故での横衝突衝撃からの力を吸収する。これらの特性は、外側壁及び内側リブをさらに接合する交差壁及び水平連結壁によって強化される。
【００１９】
一体型補強クロスメンバー１それぞれは、構造部材内の類似した形状及び大きさを有する特定のくぼみに適合する形状及びサイズで設計される。キャリア２のサイズ及びデザインは、通常クロスメンバー１が取り付けられる構造部材のくぼみのサイズ及び形状によって決定付けられる。例えば、図１及び図２の実施形態では、端部５及び７の一部は、自動車両のフロアパンのくぼみ及びこぶに概して適合するようにアーチ型、蛇状、または変形した“Ｓ”形状である。さらにある実施形態では、いずれかの端部及び／または外側壁は、構造部材の形状に適合するために曲げられても、または斜めにされてもよい。例えば、図１に示される実施形態では、クロスメンバー１が取り付けられるそれぞれの構造部材の形状に適合するために、端部５及び７の端壁は、約３度で下から上に外側に曲げられており、端部の外側壁２１は、約１０度〜１５度で下から上に外側に曲げられている。キャリア２は、くぼみの大部分を埋めるように概して構成され、膨張性材料５１が膨張し、キャリア２と、くぼみを画定する構造部材の近接端部と、の間の接合部分を埋めるように構成される。
【００２０】
単に一例として、自動車両の用途において、キャリア２は、膨張性材料５１の活性化温度と、自動車両ボディとその構造部材とに製造中に課せられる焼付温度(bake temperature)と、の双方よりも高い融点を有する成型材料で一体物として形成されるのが好ましい。キャリア２の材料が軟らかくなる温度も焼付温度を超えていることが好ましい。つまり、キャリア２は、焼付工程の前、間及び後でその形状をほぼ維持することができるため、膨張性材料５１は、単にいくつかの例として、ピラー、ロッカーパネルまたはフレーム部材などの構造部材の一部をしっかりと埋めるように膨張する。
【００２１】
キャリア２は様々な便利な材料で作られてもよく、唯一の主な考慮すべき事項は膨張性材料５１の活性化条件である。膨張性材５１を活性化するために使用された刺激に応じて、キャリア２の形状はほぼ変化しないままである。熱活性化材料を使用時、キャリアは、選択した熱源において使用された温度で融解すべきでない。単に一例として、一般的な熱活性化材料を活性化する方法は、コーティング及び／または塗装工程の間に自動車両に適用された高温で、熱活性材料を膨張させることである。自動車両の構造材料において使用されるとき、キャリア２は、自動車製造工程のコーティング、塗装及び／または乾燥工程に伴う高温に耐えることができる材料で作られるべきであり、通常は熱膨張性材料を活性化するのに向いている。
【００２２】
キャリア２は（金属を含む）様々な材料から作ることができるが、キャリア２が、重量の低減及び開口部にキャリアを取り付けるのに必要な力の軽減の理由から、プラスチックから製造されることが好ましい。ナイロンはキャリア２を製造するのに好ましい材料であるが、所望される物理的特性に応じてなにか他の好適な材料が使用されてもよい。
【００２３】
開示された実施形態に限定することなく、かつ他の実施形態を否定することなく、一体型補強クロスメンバー１は膨張性材料５１が配置されたキャリア２からなる。図１〜図９で示されるように、ある実施形態では、膨張性材料５１は、外側壁２７の外側面の少なくとも一部に配置される。膨張性材料５１は供給されるとき、係止ポート４３及び／または係止機構４５の中に取り込まれ、膨張性材料５１は、活性化されると、クロスメンバー１が配置された構造材料のくぼみの内面と接触するように膨張する。
【００２４】
膨張性材料５１は、活性化されると膨張する任意の好適な材料であってよい。限定することなくある実施形態では、膨張性材料５１が、キャリア２の所定の箇所に適合するように構成され、かつキャリア２の任意の面上に配置される半剛部品として、キャリア２の上に成形される。膨張性材料５１は、ユーザーが選択したキャリア上の任意の位置及び任意の範囲に配置されてもよい。限定することなく図１〜図９の実施形態では、膨張性材料５１は端部５及び７の外側壁２７の外面の少なくとも一部と、第３水平連結壁３７の一部と、に配置されるため、膨張性材料５１は、活性化されると、構造部材の近接面に接触するように膨張する。
【００２５】
膨張性材料５１は当業者には公知の方法によりキャリア２に成形される。製造業で公知の方法は、特に膨張性材料５１をキャリア２の対応する所望の箇所に適合する形状の硬質な部品へ成形する方法を含む。限定することなくある実施形態では、膨張性材料５１は活性化前の、流動性を有する状態でキャリア２に塗布され、かつクロスメンバー１の製造中にキャリア２に成形される。膨張性材料５１は、形成前のキャリア２を含む型（図示しない）に材料を射出及び／またはプレスすることによってキャリア２に適用される。それぞれのキャリアの形状またはデザインのために、膨張性材料５１用に対応する型一式を作らないといけない。事前に決められた膨張性材料５１の厚みが、キャリア２上の所定の位置に成形される。膨張性材料５１の最初の厚みと、膨張係数及び焼付温度などの他の特性と、は当業者には公知の方法により膨張後の膨張性材料５１の所望の厚みを供給するために確定される。
【００２６】
図３及び図５に示されるように、限定することなくある実施形態では、成形工程の間にキャリア２に適用されるとき、膨張性材料５１は、通常位置５３で溝（図示せず）を通って第４水平連結壁３９を介して下方に向かって流れる。膨張性材料５１は溝に流れ込み、膨張性材料５１が外側壁２７及び第３水平連結壁それぞれの外面及び底面の少なくとも一部に配置される。ある形態では、成形工程が、第４水平連結壁３９の上面に配置される１つ以上の膨張性材料パッド５５を作る。膨張性材料パッド５５は、キャリア２の適所で膨張性材料５１をさらに係止し、それと膨張性材料５１が活性化されたとき、構造部材のくぼみにおいてクロスメンバー１をしっかり固定する。キャリア２が、成形中に膨張性材料の流れを封じ込め、適合し、かつ／または案内するための機構、単にいくつかの例として、棟部、調整部及び同様の機構を含んで構成されてもよいことは当業者には理解できるだろう。限定することなく単に一例として、第２センターリブ３３及び／またはサポートリブ４１は、通常箇所５７に１つ以上のパススルー５６を供給するように構成され、膨張性材料５１がキャリアを通して流れ、キャリアの端部の所望の位置に向かうことができるようにする。また、成形工程の間に、膨張性材料５１が、膨張性材料５１がこれらの機構に捕捉され、キャリアの適所において膨張性材料をさらに係止できるように、係止ポート４３及び／または係止機構４５に案内されてもよい。
【００２７】
可能性がある実施形態を限定することなく、膨張性材料５１は任意の好適な熱膨張性材料であってよい。そのような材料は、限定することなく構造補強目的及び防音(baffling)目的を含む他の目的として当業者に周知である。自動車の用途において使用されるとき、膨張性材料５１の１つの必要な特性は、それが製造時に自動車ボディの焼付温度以下の活性化温度を有すべきであるということである。例えば、自動車の製造では約１７７℃（３５０°Ｆ）の焼付温度を有することが一般的である。よって、自動車の製造において使用される好ましい膨張性材料は、例えば１４９℃（３００°Ｆ）のようなこの値より低い活性化温度を有すべきである。
【００２８】
膨張性材料５１は様々な膨張性材料を含んでもよいが、温度の変化または化合物の導入に反応するなどの活性化時に膨張するものが好ましい。限定することなく１つの実施形態では、膨張性材料は熱膨張性発泡材料であるが、活性化により膨張し、かつ成形される前に流動できる任意の材料が好適な膨張性材料である。それは、膨張性材料５１が膨張する前に、材料を型に流し込むことができ、かつ膨張性材料５１がキャリア２によって画定される様々な形状を呈することできるように十分に低い粘度を有するということである。ある実施形態では、活性化前の膨張性材料５１の粘度は、膨張性材料が一度キャリア２に塗布されても基本的に静止するように十分に高くないといけない。ある実施形態では、膨張性材料５１は乾いた、初期は非粘着性で、構造補強材１が、膨張性材料が膨張する活性化温度に加熱されたとき、膨張性材料５１が構造部材に付着するように、膨張すると粘着性になる材料の形をなす。
【００２９】
任意の膨張性材料は、クロスメンバー１が配置された構造部材のくぼみを埋めるために活性化時に十分に膨張できるよう使用され供給される。単にいくつかの例として、一連の好適な膨張性補強材料が、特許文献２において説明されており、全体を参照することにより具現化されている。その材料はニュージャージー州、ＬｙｎｄｈｕｒｓｔのＳｉｋａ株式会社で販売されている。好適な膨張性材料は、Ｓｉｋａ株式会社よりＳｉｋａＲｅｉｎｆｏｒｃｅｒ（商標）の商標で市販されている。
【００３０】
限定することなく単に一例として、膨張性材料５１は、自動車両の構造部材に構造補強を供給することができる。膨張性材料５１が配置されるキャリア２を備える一体型補強クロスメンバー１は、フレームレール、ピラーまたは他の部材などのような自動車の構造部材のくぼみ内に配置可能である。次に膨張性材料５１は、膨張する活性化温度に加熱される。膨張時、膨張性材料５１は、構造部材の近接面の少なくとも一部に付着する。したがって一体型補強クロスメンバーは、構造部材が簡単に曲げられたり、圧縮されたり、または変形されないように、構造部材に補強をもたらす。
【００３１】
本発明を開示された実施形態だけに限定することなしに、図６〜図９は、自動車両の構造部材を備える実施形態例を示す。ある実施形態によると、一体型補強クロスメンバー１は、自動車両の構造部材５９、ここでは下端のフレームの交差レール、のくぼみ５８内に配置される。クロスメンバー１は交差レール５９のくぼみ５８の中にロボットで挿入される。製造工程の中で、取り付けられたクロスメンバー１を含む交差レール５９は、エレクトロ・コーティング溶液槽に漬けられる。余計な溶液はクロスメンバー１から排液孔２１（図６〜図９に図示せず）を通って、また交差レール５９に沿って流れ、レール６５の切り欠きから排出する。次にクロスメンバー１を含む組立体は、熱したオーブンに配置され、そこで、一般的には１７７℃（約３５０°Ｆ）でエレクトロ・コーティング溶液が構造体に焼き付けられる。焼付工程の間、膨張性材料５１は活性化され、膨張し、レール５９内の適所にクロスメンバー１を配置ししっかりと固定する。クロスメンバー１を、自動車両の状況における例で説明したが、構造部材を補強するために他の様々な製品の接合においても、それが使用可能であることは理解できるだろう。
【００３２】
本発明は前述の好適な及び代替の実施形態を参照して詳細に説明してきたが、当業者であれば、添付の請求項の範囲で規定される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、ここで説明した本発明の実施形態の様々な代替物を用いて本発明を実施できることを理解できるだろう。添付の請求項が本発明の範囲を規定し、これらの請求項の範囲内の方法及び装置、並びに同等物が本発明の範囲に含まれるものとする。本発明の記載は、ここに開示した要素の新規な組み合わせ及び明示にしていない組み合わせの全てを含むと解釈すべきであり、これらの要素のあらゆる新規な組み合わせ及び明確にしていない組み合わせを本願または出願で請求することができる。上記の実施形態は例示目的であって、本願または後の出願で請求できるあらゆる可能な組み合わせに必須の構造または要素ではない。
【符号の説明】
【００３３】
１  一体型補強クロスメンバー、一体型補強部材、クロスメンバー、構造補強材
２  キャリア
３  センター部
５、７  端部、端
９、２７  外側壁、壁
１１、２９  内側リブ
１７、３５  交差壁
１９  第１水平連結壁
２１  排水孔
２３  第２水平連結壁
３１  第１センターリブ
３３  第２センターリブ
３７  第３水平連結壁
３９  第４水平連結壁
４７  パッド
５１  膨張性材料
５６  パススルー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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