(57)【要約】  車両構造配置は、好ましくは、ビームを補強するためのＡピラーのようなビーム内部に配置された加圧可能な補強要素（４；２４；３４）を備える。補強要素は可撓性壁部（８）を有している管状要素（４；２４；３４）であり、管状要素は加圧された作動状態にあるときに自己硬化するように適合されている。管状要素壁部（８）の材料および寸法は、前記加圧された作動状態中に、前記壁部（８）の縦方向に沿った実際の応力に耐えるように設定されている。補強要素はプレクラッシュユニット（１２）によって作動されることがある。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両構造プロファイル（２）を補強するために前記車両構造プロファイルに関連して設けられている加圧可能な補強要素（４；２４；３４）を備える、車両構造配置において、
前記補強要素が可撓性壁部（８）を有している管状要素（４；２４；３４）であり、前記管状要素が加圧された作動状態にあるときに自己硬化するように使用され、
前記管状要素の前記壁部（８）の材料および寸法が、前記加圧された作動状態中に、前記壁部（８）の縦方向に沿った実際の応力に耐えるように設定されていることを特徴とする、車両構造配置。
【請求項２】
前記車両構造プロファイルが内部空間を有するピラーのような梁（２）であり、前記補強要素（４；２４；３４）が前記梁（２）の前記内部空間（３）内に少なくとも部分的に配置されている、請求項１に記載の配置。
【請求項３】
前記管状要素（４；２４；３４）が、前記加圧された作動状態中に、前記梁の前記内部空間（３）を塞ぐことなく自己硬化する、請求項２に記載の配置。
【請求項４】
前記管状要素（４；２４；３４）の前記壁部（８）が前記梁（２）の対向する壁部（５）と接触するように配置されている、請求項３に記載の配置。
【請求項５】
前記管状要素（４；２４；３４）の延在部が、少なくとも１つの所定の方向に前記補強を構成するため前記車両構造プロファイル（２）の延在部に適用されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の配置。
【請求項６】
前記管状要素が、前記加圧された作動状態における縦補強、対角補強、横補強、および、縦延在部と直交した補強のうちの少なくとも１つの補強を有する前記所定の方向に適合されている、請求項５に記載の配置。
【請求項７】
前記車両構造プロファイルが縦延在部に沿って主中央線を有し、前記管状要素（２４；３４）が前記主中央線に対して横に向けられた少なくとも１つの横延在部（２５；３０）を有している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の配置。
【請求項８】
前記横延在部（２５；３０）が前記車両構造プロファイル（２）の対向する壁部（５）と接触させるため配置されている、請求項７に記載の配置。
【請求項９】
前記横延在部が前記管状要素（３４）の中心部に対して横に向けられた突出部（３０）である、請求項７に記載の配置。
【請求項１０】
前記管状要素（３４）が多数の前記突出部（３０）を備えるスケルトン形状である、請求項９に記載の配置。
【請求項１１】
前記管状要素（２４）がジグザグ形状であり、前記車両構造プロファイル（２）の対向する接触面と共に互いに交互に延在する壁部（２５）を有している、請求項７に記載の配置。
【請求項１２】
前記管状要素（４；２４；３４）が前記梁（２）の第１の端部（６）と第２の端部（７）との間に配置されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の配置。
【請求項１３】
前記管状要素（４；２４；３４）が、グラスファイバー材料、薄金属材料、カーボンファイバー材料、鎖状高分子材料、ローイング織材料、または、これらの材料の組み合わせのうちの１つのような補強材層を備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の配置。
【請求項１４】
前記管状要素（４；２４；３４）の前記壁部（８）が少なくとも２層を備える、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の配置。
【請求項１５】
前記車両構造プロファイル（２）がＡピラーおよび／またはＢピラーである、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の配置。
【請求項１６】
前記車両構造プロファイルがフロントバンパーおよび／またはリアバンパーである、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の配置。
【請求項１７】
前記車両構造プロファイルが独立に加圧されるように配置された少なくとも２個の管状要素（４；２４；３４）を備える、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の配置。
【請求項１８】
前記補強要素（４；２４；３４）が衝突のタイプに起因して選択的に作動するように適合される、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の配置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両構造プロファイルを補強するために車両構造プロファイルに関連して設けられている加圧可能な補強要素を備える車両構造配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記配置は既に知られている。独国特許出願公開第１９９６３０６８Ａ１号は、衝突事故の場合に、膨張され、ドア空洞部のような車両空洞部を塞ぎ、空洞部の内部形状に従うガスバッグを開示している。
【０００３】
車両構造を設計するとき、多数の矛盾する要求が考慮されなければならない。この構造は耐久性があり、かつ、事故の場合に乗員をうまく保護するために十分に安全であり、同時に、優れた空間効率を有している車両構造のスリム設計を与えるべきである。
【０００４】
近年、車両安全性により一層重点が置かれているので、車両構造の安全性をさらに改良することが望ましい。
【０００５】
最後に、頑強性があり、費用対効果に優れ、かつ、信頼性のある車両構造のための高品質配置を提供することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９９６３０６８Ａ１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、一つ以上の上記の態様において従来技術の配置に関して改良を可能にする車両構造配置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様において、冒頭に記載された車両構造配置は、補強要素が可撓性壁部を有している管状要素であり、管状要素が加圧された作動状態にあるときに自己硬化するように設定され、管状要素壁部の材料および寸法が、前記加圧された作動状態中に、前記壁部の縦方向に沿った実際の応力に耐える用に設定されていることをさらに特徴とする。
【０００９】
このようにして、管状要素は、車両構造プロファイルの強度を改良するためにクラッシュ信号および／または予測クラッシュ信号に応答して加圧される。
【００１０】
管状要素の壁部は、壁部が壁部の縦方向における負荷に耐えることができるように硬化される。壁部を伴う管状要素の形成は、車両が裏返しになる（ロールオーバーする）ときのような特定のクラッシュタイプに使用されることがある。たとえば、選択された管状要素によって適当な活性化が行われ、クラッシュタイプに適用した補強が得られる。
【００１１】
「自己硬化」という表現は、管状要素がより硬化され、管状要素の壁部がそれ自体で応力に耐えることを表している。
【００１２】
「可撓性壁部」という表現は、主として、壁厚が加圧された状態において著しく高い応力に耐えるために適していることを表している。壁部は、たとえば、より簡単に取り付ける目的のため、ある程度曲がることがある半剛性材料で作られていてもよい。
【００１３】
車両構造プロファイルは、好ましくは、内部空間を有するピラーのような梁であり、補強要素が前記梁の前記内部空間内に少なくとも部分的に配置されている。このような場合、補強要素は、実際の応力および負荷を吸収するため制限された領域に配置されている。たとえば、梁は、数個の補強要素が嵌め合わされている数個の内部空間を備えることがある。
【００１４】
管状要素は、前記加圧された作動状態中に、好ましくは、前記梁の前記内部空間を塞ぐことなく自己硬化する。かくして、内部空間の全容積は、好ましくは、塞がれていない。好ましくは、管状要素は内部空間の輪郭の全部に従わない。たとえば、塞がれていない空間は、ケーブル、エネルギー吸収要素、および、付加的な補強要素のうちの一つのような他の装置によって使用されることがある。
【００１５】
管状要素の壁部は前記梁の対向する壁部と接触するように配置されることがある。作動状態中に、管状部は、付加的な補強として梁の内面との少なくとも１つの接触面を有することがある。
【００１６】
好ましくは、前記管状要素の延在部は、少なくとも１つの所定の方向に前記補強を構成するため前記車両構造プロファイルの延在部に適合している。たとえば、管状要素は、前記加圧された作動状態における縦補強と、対角補強と、横補強と、縦延在部と直交した補強と、これらの補強の組み合わせとのうちの、少なくとも１つの補強を有する前記所定の方向に適合していることがある。このようにして、補強はクラッシュのタイプによって適応制御されることがある。
【００１７】
特定の所定の方向に補強を構成するため、車両構造プロファイルは、縦延在部に沿って主中央線を有することがあり、前記管状要素は、前記主中央線に対して横に向けられた少なくとも横延在部を有している。
【００１８】
前記車両構造プロファイルの対向する壁部と接触させるため前記横延在部を配置することにより、接点は前記作動状態における付加的な補強のための支持点として作用することがある。
【００１９】
同様に、横延在部は、前記管状要素の中心部に対して横に向けられた少なくとも１個の突出部でもよい。縦補強および横補強を実行するため、管状要素はスケルトン形状でもよく、車両構造プロファイルの対向する接触面と共に多数の前記突出部を備えていてもよい。
【００２０】
対角補強を実行するため、管状要素はジグザグ形状であり、前記車両構造プロファイルの対向する接触面と共に互いに交互に延在する壁部を有している。
【００２１】
管状要素は、好ましくは、前記梁の第１の端部と第２の端部との間に配置されている。端部は車両構造プロファイルを支持し補強する締結部でもよい。たとえば、締結部は、本質的に垂直方向のピラーのための上側締結部および下側締結部でもよい。
【００２２】
管状要素は、グラスファイバー材料、薄金属材料、カーボンファイバー材料、鎖状高分子材料、ローイング織材料（ｒｏｗｉｎｇ  ｗｅａｖｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）、または、これらの組み合わせのうちの１つのような補強材層を備えることがある。補強層は、コード、シート、網材料または織材料、たとえば、金属網、または、高分子材料の外装されたコンジットのうちの１つでもよい。補強層は別個の層でもよく、または、残りの壁部材料と一体化されてもよい。
【００２３】
前記管状要素の壁部は、様々な補強特性を可能にするか、または、層間に加圧可能な媒介空間を設けるため少なくとも２層を備えることがある。
【００２４】
本発明の実施形態によれば、車両構造プロファイルは、補強ならびに空間効率が重要な態様であるＡピラーおよび／またはＢピラーである。代替的に、車両のその他の部分が補強されてもよく、たとえば、車両構造プロファイルはフロントバンパーおよび／またはリアバンパーでもよい。
【００２５】
車両構造プロファイルは、独立に加圧されるように配置された少なくとも２個の管状要素を備えることがある。このような配置はさらに適合した補強を可能にする。管状要素は１個または数個の加圧手段と共に配置されてもよい。たとえば、管状要素は、順々に加圧されてもよく、または、所定の時間遅れを伴って一つずつ加圧されてもよい。同様に、管状要素は、異なる補強特性または補完的な補強特性を有することがある。
【００２６】
補強要素は、衝突のタイプに起因して、選択的に作動されるため適していることがある。
【００２７】
たとえば、車両は、１個または数個の管状要素と共にプレクラッシュシステムを備えることがある。プレクラッシュシステムにおいて予測されたクラッシュタイプに基づいて、適応的な作動が少なくとも１つの所定の方向での補強のため選択された管状要素によって実行されることがある。たとえば、この選択は、選択された要素の加圧を伴ってバルブによって調整されてもよい。
【００２８】
目的および利点は、添付された特許請求の範囲および図面と併せて以下の詳細な説明から当業者に明白であろう。
【００２９】
本発明は、次に、本発明の好ましい実施形態を表す添付の概略図を参照してより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態による補強要素が嵌め合わされたピラーの部分断面斜視図である。
【図２ａ】本発明の第２の実施形態による補強要素の斜視図である。
【図２ｂ】本発明の第３の実施形態による補強要素の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１はＡピラー２を有する車両フレーム構造体１の一部を表している。Ａピラーは、この場合には細長いセクションの形であり、本発明の第１の実施形態による少なくとも１個の膨張可能な補強要素４を収容するため適用されている、内部空洞部３を有している。空洞部は、管状要素が収容される空洞壁部５によって画定されている。要素４は、好ましくは、空洞部３の第１の端部６および第２の端部７に締結されている管状要素４である。しかし、管状要素４の少なくとも一端は空洞部３の外側に延在してもよい。付加的な管状要素が、図１に例示されているように、車両の異なる場所に配置されることがある。
【００３２】
図１における管状要素４は、好ましくは、第１の端部６と第２の端部７との間で縦方向にフレーム構造体１を補強するため適用されている。図１における管状要素４は、非作動かつ非加圧状態において、可撓性壁部８を有する原則的に円形断面を有している。壁部８は、好ましくは、要素を取り付けるときに要素が曲がらず、かつ、二重にされない程度に剛性である。好ましくは、要素を取り付ける際に、僅かな調整が空洞部へのより容易な取り入れのため行われてもよい。
【００３３】
管状要素４は、作動状態で要素を加圧するためガス発生器９と流体連通している。ガスの発生は様々な方式で実現されることがある。ガスは圧縮ガスで満たされたガス室から発生されことがある。ガスは、Ａｒ、Ｈｅ若しくはＮ２のうちの少なくとも１つのガスのような不活性ガスでもよく、または、Ｈ２、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６若しくはＣ３Ｈ８のうちの少なくとも１つのガスのような可燃性ガスでもよく、または、これらのガスの任意の組み合わせでもよい。代替的に、ガスは火薬から発生されてもよい。たとえば、火薬用コード（図示せず）が加圧のため管状要素４の内部に配置されてもよい。
【００３４】
作動状態における高圧に起因して、管状要素は、好ましくは、補強材を備える。圧力は、好ましくは、５バールより高く、好ましくは、５〜１００バールであり、より好ましくは、２０〜７０バールであり、最も好ましくは、３０〜５０バールである。
【００３５】
管状要素の過剰のガスを換気し、ガス圧を調節するために、換気配置（図示せず）が管状要素と共に配置されることがある。換気配置は、所定のガス圧で爆発するのに適したバーストディスクでもよく、或いは、たとえば、バネ付勢式の機械弁でもよい。
【００３６】
管状要素は、外装された高分子管または金属外套を備えてもよい。
【００３７】
しかし、補強材は、コード、シート、ファイバー、網、ウィーブ材料部、または、これらの組み合わせのうちの１つのような異なる材料、設計、および、形でもよい。たとえば、管状要素は、以下の補強層、すなわち、グラスファイバー、金属網、薄鋼シート材料、または、金属コード材料のうちの１つの補強層を備えることがある。付加的に、管状要素は、補強特性または自己硬化特性を改良するため少なくとも２層を備えることがある。
【００３８】
図１は、ガス発生器９に、管状要素内の加圧を作動する電気処理ユニット（ＥＰＵ）のような制御ユニット１１に接続されているイニシエータ１０が嵌め合わされてもよいことを表している。制御ユニット１１は、次に、代替的に、プレクラッシュシステム１２に接続されることがある。プレクラッシュシステム１２は、車両に加えられようとしている衝突のタイプを決定するために、車両の異なる場所に配置されたセンサの組を備えることがある。一例として、このようなセンサは、距離センサ、減速センサ、および、レーダー装置のうちの少なくとも１つでもよい。
【００３９】
図２ａは、原則的に対角方向の補強を実現するために本発明の第２の実施形態による代替的な補強要素２４を表している。管状要素２４は、好ましくは、ジグザグ形状であるが、螺旋形状のようなその他の形が使用されることがある。図２ａにおける点線は縦の広がりに沿った主中心線を表し、管状要素は主中心線に対して横向きにされた横延在部２５を有する。横延在部２５は、好ましくは、空洞壁５との滑らかな接触を実現し、補強特性を改良するため、僅かに面取りされている。横延在部２５は、第２の実施形態に従って広がる壁部８の縦方向で応力に耐える。このようにして、車両構造に関する管状要素の形は、縦方向と横方向の組み合わせのような付加的な方向において選択された負荷吸収および補強を行う。
【００４０】
図２ｂは、原則的に縦補強および横補強の組み合わせを実現するために本発明の第３の実施形態による代替的な補強要素３４を表している。管状要素３４は、横突出部３０の形の、好ましくは、スケルトン形状の横延在部を有している。この場合、突出部３０は原則的に主中心線に対して直角に配置されている。突出部３０は、好ましくは、補強特性を改良するため空洞壁５と接触するように向かい側に配置されている。しかし、突出部は、縦方向および／または円周方向に沿って不均一に分布するように、異なる方法で管状要素に配置されてもよい。
【００４１】
図１を参照して、本発明による配置の機能が後述される。
【００４２】
プレクラッシュシステム１２を用いて確実な直後における衝突を感知すると、制御ユニット１１が作動され、イニシエータ１０はガス発生剤材料を点火する可能性がある。ガス発生器９は、加圧のためガス拡散器（図示せず）を介してガスを管状要素に放出する。補強層に起因して、加圧は著しい円周方向の膨張を殆ど伴うことなく実行されることがある。好ましくは、管状要素は実質的なサイズ膨張を伴うことなく加圧される。空間効率をより高めるため、前記加圧状態における管状要素の体積は、好ましくは、全体積の１００％未満である。好ましくは、前記加圧状態における管状要素の体積は、好ましくは、全空洞部体積の９０％未満であり、より好ましくは、７５％未満であり、最も好ましくは、全空洞部体積の５０％未満である。しかし、管状要素の個数、形、および、位置決めは、ある特定の用途で望ましい特注の補強性能を生じるように選択されることがある。たとえば、管状要素は、好ましくは、全空洞部体積を塞ぐことなく、空洞壁部と接触する。さらに、図１に表されているように、車両フレーム構造体１には、管状要素の組が設けられることがあり、この管状要素が順々に作動されるか、または、所定の遅延を伴って作動されることがある。
【００４３】
本発明の上記実施形態は、特許請求の範囲に定義された発明の概念から逸脱することなく当業者によって変形され、変更され得ることが理解されるであろう。たとえば、インクラッシュシステムがプレクラッシュシステムに加えて、または、プレクラッシュシステムの代わりに使用されることがある。インクラッシュシステムは、好ましくは、当技術分野で知られているようなセンサシステムと一緒に配置される。上述されたガス発生装置に加えて、火薬式解決策および非火薬式解決策のその他の方式が予混合室の有無とは無関係に可能である。様々なガス発生構造を組み合わせることも可能である。同様に、空洞部３は、異なる補強特性を有することがある少なくとも２個の補強要素が設けられることがある。さらに、補強要素は異なる梁およびプロファイルに配置されることがある。たとえば、プロファイルは、たとえば、管状要素の円周壁部を少なくとも部分的に包囲する横方向ブリッジ要素を用いて、プロファイルに正しい位置で保持されている管状要素と共に配置されるかもしれない。同様に、フロントバンパーおよび／またはリアバンパーには、本発明による少なくとも１個の補強要素が設けられることがある。たとえば、梁のように見えるバンパーは、管状要素の組と共に配置されてもよい。この管状要素は、原則的に同時に作動され、または、代替的に選択された組が、たとえば、順々に作動されることがある。この組は効率的な応力吸収能力のためハニカム構造に配置されるかもしれない。バンパーに関連付けられた梁にもまた補強要素が設けられることがある。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【国際調査報告】
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