(57)【要約】【課題】自動車車台構造のためのクロスメンバを提供すること。【解決手段】自動車車台構造のためのクロスメンバが、第１の部分および第２の部分を含む。第１の部分は、長手軸に沿って延在し、かつ、長手軸に対して垂直に全体的にＵ字状の断面を含む。第２の部分は、長手軸に沿って延在し、かつ、長手軸に対して垂直に全体的に逆Ｕ字状の断面を含む。第１の部分および第２の部分は、互いに付着されて、長手軸に沿って延在する管状構造を画定し、かつ、中空の内側領域を画定する。第１の部分および第２の部分は、それぞれ、炭素繊維で強化された熱可塑性材料を含み、かつ、その熱可塑性材料で製造される。【選択図】図１
2015081084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車車台構造のためのクロスメンバであって、
長手軸に沿って延在し、かつ、前記長手軸に対して垂直に全体的にＵ字状の断面を有する、第１の部分と、
前記長手軸に沿って延在し、かつ、前記長手軸に対して垂直に全体的に逆Ｕ字状の断面を有する、第２の部分と、を含み、
前記第１の部分および前記第２の部分が、互いに付着されて、前記長手軸に沿って延在しかつ中空の内側領域を有する管状構造を画定し、また、
前記第１の部分および前記第２の部分が、それぞれ、炭素繊維で強化された熱可塑性樹脂材料を含みかつ前記熱可塑性樹脂材料で製造される、クロスメンバ。
【請求項２】
前記第１の部分および前記第２の部分のうちの少なくとも一方が、前記長手軸に沿った軸方向と前記長手軸に対して垂直な横断方向の両方において同時に変化する肉厚を含む、請求項１に記載のクロスメンバ。
【請求項３】
前記第１の部分および前記第２の部分の前記肉厚が、１０ｍｍの最大変化量を含む、請求項１に記載のクロスメンバ。
【請求項４】
前記第１の部分が、底壁、第１の側壁、および第２の側壁を含み、前記第１の部分の前記第１の側壁および前記第２の側壁が、それぞれ、前記底壁の対向した側縁部から、その遠位縁部まで延在し、また、前記第２の部分が、頂壁、第３の側壁、および第４の側壁を含み、前記第２の部分の前記第３の側壁および前記第４の側壁が、それぞれ、前記頂壁の対向した側縁部から、その遠位縁部まで延在する、請求項１に記載のクロスメンバ。
【請求項５】
前記底壁の肉厚が、前記第１の部分の前記第１の側壁および前記第２の側壁の肉厚とは異なり、また、前記頂壁の肉厚が、前記第２の部分の前記第３の側壁および前記第４の側壁の肉厚とは異なる、請求項４に記載のクロスメンバ。
【請求項６】
前記第１の部分が、前記第１の部分の前記第１の側壁の前記遠位縁部から外方にかつ前記管状構造の内側から遠ざかるように延在する第１の側フランジと、前記第１の部分の前記第２の側壁の前記遠位縁部から外方にかつ前記管状構造の内側から遠ざかるように延在する第２の側フランジと含み、
前記第２の部分が、前記第２の部分の前記第３の側壁の前記遠位縁部から外方にかつ前記管状構造の内側から遠ざかるように延在する第３の側フランジと、前記第２の部分の前記第４の側壁の前記遠位縁部から外方にかつ前記管状構造の内側から遠ざかるように延在する第４の側フランジとを含み、
前記第１の部分の前記第１の側フランジ、および前記第２の部分の前記第３の側フランジが、当接係合で配置されて、第１のフランジ継手を画定し、また、前記第１の部分の前記第２の側フランジ、および前記第２の部分の前記第４の側フランジが、当接係合で配置されて、第２のフランジ継手を画定し、
前記第１の部分および前記第２の部分が、前記第１のフランジ継手および前記第２のフランジ継手に沿って互いに付着される、
請求項４に記載のクロスメンバ。
【請求項７】
前記第１のフランジ継手および前記第２のフランジ継手に沿った前記第１の部分と前記第２の部分との間の付着を強固にするために、前記第１の部分の前記第１の側フランジおよび前記第２の側フランジが、前記第２の部分の前記第３の側フランジおよび前記第４の側フランジとそれぞれ係合するための少なくとも１つの隆起部を含むか、または、前記第２の部分の前記第３の側フランジおよび前記第４の側フランジが、前記第１の部分の前記第１の側フランジおよび前記第２の側フランジと係合するための少なくとも１つの隆起部を含む、請求項６に記載のクロスメンバ。
【請求項８】
前記第１の部分と前記第２の部分との間に配置されかつそれらの両方に付着された金属スペーサをさらに含み、前記金属スペーサが、前記第１のフランジ継手と前記第２のフランジ継手との間で前記長手軸を横切って延在して、前記管状構造の横圧縮に抵抗する、請求項６に記載のクロスメンバ。
【請求項９】
前記第１の部分の前記第１の側壁および前記第２の側壁が、それぞれ、その中に前記金属スペーサを支持する凹面形部分を画定し、前記第２の部分の前記第３の側壁および前記第４の側壁が、それぞれ、その中に前記金属スペーサを支持する凸面形部分を画定し、また、前記第１の部分と前記金属スペーサとの間の付着、および前記第２の部分と前記金属スペーサとの間の付着を強固にするために、前記凸面形部分および前記凹面形部分のうちの少なくとも一方が、前記金属スペーサと係合するための少なくとも１つの隆起部を含む、請求項８に記載のクロスメンバ。
【請求項１０】
前記第１の部分が、前記第１の部分の前記底壁と前記第１の側壁との間の第１の角度と、前記第１の部分の前記底壁と前記第２の側壁との間の第２の角度とを画定し、前記第２の部分が、前記第２の部分の前記頂壁と前記第３の側壁との間の第３の角度と、前記第２の部分の前記頂壁と前記第４の側壁との間の第４の角度とを画定し、前記第１の角度、前記第２の角度、前記第３の角度、および前記第４の角度のそれぞれが、９０°よりも大きい、請求項４に記載のクロスメンバ。
【請求項１１】
前記第２の部分の前記頂壁内に配置されかつ前記頂壁によって支持された金属インサートをさらに含み、前記金属インサートが、前記頂壁の圧縮を制限するために、前記頂壁の肉厚以上の、前記頂壁に対して垂直な長さを含む、請求項４に記載のクロスメンバ。
【請求項１２】
前記金属インサートが、前記長手軸に対して垂直でかつ前記頂壁に対して平行である長辺寸法と、前記長手軸に対して平行でかつ前記頂壁に対して平行である短辺寸法とを有する楕円形開口部を画定する、請求項１１に記載のクロスメンバ。
【請求項１３】
前記第１の部分および前記第２の部分が、超音波溶接法、接着結合法、機械的締結法、振動溶接法、熱溶接法、もしくは溶剤溶接法のうちの１つの方法かまたはそれらを組み合わせた方法によって互いに付着される、請求項１に記載のクロスメンバ。
【請求項１４】
前記管状構造が、前記第１の部分および前記第２の部分のうちの少なくとも一方から前記内側領域内へと内方に延在する少なくとも１つの力骨を含む、請求項１に記載のクロスメンバ。
【請求項１５】
前記第１の部分および前記第２の部分が、それぞれ、圧縮成形法により個別に製造される、請求項１に記載のクロスメンバ。
【請求項１６】
自動車車台構造のためのクロスメンバであって、
炭素繊維で強化された熱可塑性樹脂材料を含み、長手軸に沿って延在し、かつ、前記長手軸に対して垂直に全体的にＵ字状の断面を有する、第１の部分と、
炭素繊維で強化された熱可塑性樹脂材料を含み、前記長手軸に沿って延在し、かつ、前記長手軸に対して垂直に全体的に逆Ｕ字状の断面を有する、第２の部分と、を含み、
前記第１の部分および前記第２の部分が、互いに付着されて、前記長手軸に沿って延在しかつ中空の内側領域を有する管状構造を画定し、また、
前記第１の部分および前記第２の部分のうちの少なくとも一方が、前記長手軸に沿った軸方向と前記長手軸に対して垂直な横断方向の両方において１．５ｍｍの最小肉厚から１１．５ｍｍの最大肉厚の間で同時に変化する肉厚を含む、クロスメンバ。
【請求項１７】
前記第１の部分が、底壁、第１の側壁、および第２の側壁を含み、前記第１の部分の前記第１の側壁および前記第２の側壁が、それぞれ、前記底壁の対向した側縁部から、その遠位縁部まで延在し、また、前記第２の部分が、頂壁、第３の側壁、および第４の側壁を含み、前記第２の部分の前記第３の側壁および前記第４の側壁が、それぞれ、前記頂壁の対向した側縁部から、その遠位縁部まで延在する、請求項１６に記載のクロスメンバ。
【請求項１８】
前記底壁の肉厚が、前記第１の部分の前記第１の側壁および前記第２の側壁の肉厚とは異なり、また、前記頂壁の肉厚が、前記第２の部分の前記第３の側壁および前記第４の側壁の肉厚とは異なる、請求項１７に記載のクロスメンバ。
【請求項１９】
前記第２の部分の前記頂壁内に配置されかつ前記頂壁によって支持された金属インサートをさらに含み、前記金属インサートが、前記頂壁の圧縮を制限するために、前記頂壁の肉厚よりも大きい前記頂壁に対して垂直な長さを含む、請求項１７に記載のクロスメンバ。
【請求項２０】
前記第１の部分と前記第２の部分との間に配置されかつそれらの両方に付着された金属スペーサをさらに含み、前記金属スペーサが、第１のフランジ継手と第２のフランジ継手との間で前記長手軸を横切って延在して、前記管状構造の横圧縮に抵抗する、請求項１５に記載のクロスメンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、概して自動車車台構造のためのクロスメンバに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]自動車車台構造は、２本の長手方向フレームレールの間に横方向に延在するクロスメンバを含みうる。多くの場合、クロスメンバは、長手方向フレームレールに横方向の支持を提供するだけでなく、変速装置を支持するためにも使用される。クロスメンバは、車両の燃料効率を向上させるために、必要とされる引張り強さおよび撓み強さを最低限の重量で提供しなければならない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
[0003]自動車車台構造のためのクロスメンバが提供される。クロスメンバは、第１の部分および第２の部分を含む。第１の部分は、長手軸に沿って延在し、かつ、長手軸に対して垂直に全体的にＵ字状の断面を含む。第２の部分は、長手軸に沿って延在し、かつ、長手軸に対して垂直に全体的に逆Ｕ字状の断面を含む。第１の部分および第２の部分は、互いに付着されて、長手軸に沿って延在する管状構造を画定し、かつ、中空の内側領域を画定する。第１部分および第２の部分は、それぞれ、炭素繊維で強化された熱可塑性樹脂材料を含み、かつ、その熱可塑性樹脂材料で製造される。
【０００４】
[0004]クロスメンバは、炭素繊維で強化された熱可塑性樹脂材料で製造されるので、鋼鉄または他の金属で製造される類似のサイズおよび形状の部材よりも軽量でありながらも、必要とされる引張り強さおよび撓み強さを提供する。さらに、クロスメンバは、炭素繊維で強化された熱可塑性樹脂材料で製造されるので、クロスメンバの様々な領域において必要とされる剛性および／または強度を最適化するために、クロスメンバの形状を変更することができる。
【０００５】
[0005]本発明の上記の特徴および利点、ならびに他の特徴および利点は、添付の図面に関連づけて読めば、本発明を実施するための最良の形態の以下の詳細な説明から直ちに明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】[0006]図１は、自動車車台構造のためのクロスメンバの概略斜視図である。
【図２】[0007]図２は、クロスメンバの概略側面図である。
【図３】[0008]図３は、クロスメンバの概略上面図である。
【図４】[0009]図４は、クロスメンバの長手軸に沿った、クロスメンバの概略断面図である。
【図５】[0010]図５は、第１の箇所において長手軸に対して垂直に見た、クロスメンバの概略断面図である。
【図６】[0011]図６は、第２の箇所において長手軸に対して垂直に見た、クロスメンバの概略断面図である。
【図７】[0012]図７は、第３の箇所において長手軸に対して垂直に見た、クロスメンバの概略断面図である。
【図８】[0013]図８は、クロスメンバの概略拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
[0014]「上に」、「下に」、「上方に」、「下方に」、「頂部」、「底部」等の用語は、図のために描写的に使用されるものであって、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲の限定を意味するものではないことが、当業者には認識されるであろう。さらに、本発明は、機能的および／もしくは論理的なブロック構成要素、ならびに／または様々な過程ステップに関して本明細書において説明されうる。そのようなブロック構成要素は、指定された機能を実行するように構成された任意の数のハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア構成要素によって実現されうることが、認識されるべきである。
【０００８】
[0015]幾つかの図面にわたって同じ番号が同じ部品を示す各図面を参照すると、クロスメンバが全体として２０で示されている。クロスメンバ２０は、自動車車台構造のためのものである。クロスメンバ２０は、その各軸端において、車台構造のフレームレール（図示せず）に付着される。
【０００９】
[0016]図１から図５を参照すると、クロスメンバ２０は、長手軸２２に沿って延在し、かつ、第１の部分２４および第２の部分２６を含む。第１の部分２４は、長手軸２２に沿って延在し、かつ、長手軸２２に対して垂直に全体的にＵ字状の断面を含む。第２の部分２６は、長手軸２２に沿って延在し、かつ、長手軸２２に対して垂直に全体的に逆Ｕ字状の断面を含む。第１の部分２４および第２の部分２６は、互いに付着されて、長手軸２２に沿って延在する管状構造２８を画定し、かつ、中空の内側領域３０を画定する。
【００１０】
[0017]第１の部分２４および第２の部分２６は、それぞれ、しばしば炭素繊維材料と呼ばれる炭素繊維で強化された熱可塑性樹脂を含み、かつ、その熱可塑性樹脂で製造される。炭素繊維は、３．０ｍｍから１００ｍｍの間の長さを含むことが好ましい。炭素繊維は、非常に平面的に配向されたランダムマットとして構成されうる。さらに、一方向に配向された繊維層も含まれうる。第１の部分２４および第２の部分２６は、それぞれ、圧縮成形法により個別に製造されることが好ましい。炭素繊維で強化された熱可塑性樹脂は、少なくとも２００ＭＰａの引張り強さと、少なくとも３００ＭＰａの撓み強さとを含む。
【００１１】
[0018]炭素繊維のタイプには、短繊維（０．１〜１０ｍｍ）、長繊維（１０〜１００ｍｍ）、または連続繊維（＞１００ｍｍ）が含まれ、また、それらの組合せが含まれうる。成形性／生産性／機械的性能の釣合いが良好なことから、長繊維が使用されることが好ましい。炭素繊維は、ランダムに配向される形で、または指定された方向に配向される形で構成されうる。さらに、繊維マットは、非常に平面的に配向されるか、一方向に配向されるか、またはそれらの組合せとされうる。繊維マットは、成形性／生産性／機械的性能の釣合いが良好なことから、ランダムに配向された繊維であることが好ましい。さらに、特定の領域において局所的な剛性および強度を高めるために、一方向に配向された炭素繊維層が含まれうる。
【００１２】
[0019]炭素繊維強化プラスチック材料は、繊維強化層と樹脂層の積層とすることができる。熱可塑性樹脂は、任意の適切な種類の熱可塑性樹脂を含むことができる。例えば、熱可塑性樹脂は、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂（ＰＡ６、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ４６、ＰＡ６６、ＰＡ６１０）、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリ乳酸樹脂、または上記の樹脂のうちの２種以上の樹脂の化合物を含みうるが、これらに限定されない。炭素繊維強化プラスチックは、有機／無機充填剤、難燃剤、抗ＵＶ剤、着色剤、離型剤、軟化剤、可塑剤、界面活性剤等の機能性充填剤または添加剤をさらに含むことができる。
【００１３】
[0020]第１の部分２４および第２の部分２６は、炭素繊維要素を互いに付着することが可能な任意の適切な方法で、互いに付着されうる。例えば、第１の部分２４および第２の部分２６は、超音波溶接法、接着結合法、機械的締結法、振動溶接法、熱溶接法、溶剤溶接法のうちの１つの方法かまたはそれらを組み合わせた方法によって互いに付着されうる。
【００１４】
[0021]図５を参照すると、第１の部分２４は、底壁３２、第１の側壁３４、および第２の側壁３６を含む。第１の部分２４の第１の側壁３４および第２の側壁３６は、それぞれ、底壁３２の対向した側縁部から、その遠位縁部まで延在する。第１の部分２４は、第１の部分２４の第１の側壁３４の遠位縁部から延在する第１の側フランジ３８を含む。第１の側フランジ３８は、管状構造２８の内側領域３０から外方にかつ遠ざかるように延在する。第１の部分２４は、第２の側壁３６の遠位縁部から延在する第２の側フランジ４０を含む。第２の側フランジ４０は、管状構造２８の内側領域３０から外方にかつ遠ざかるように延在する。
【００１５】
[0022]第１の部分２４は、底壁３２と第１の側壁３４との交差部に配置された第１の隅部４２を含む。第１の隅部４２は、管状構造２８の内側領域３０内に配置された第１の内側半径４４と、第１の部分２４の外側表面４８に沿って配置された第１の外側半径４６とを画定する。第１の部分２４は、底壁３２と第２の側壁３６との交差部に配置された第２の隅部５０を含む。第２の隅部５０は、管状構造２８の内側領域３０内に配置された第２の内側半径５２と、第１の部分２４の外側表面４８に沿って配置された第２の外側半径５４とを画定する。第１の部分２４は、圧縮成形された炭素繊維プラスチックで製造されるので、第１の内側半径４４および第１の外側半径４６は、互いに無関係に変化しうる。したがって、第１の内側半径４４の値は、第１の外側半径４６の値に依存せず、また第１の外側半径４６の値も、第１の内側半径４４の値に依存しない。同様に、第２の内側半径５２および第２の外側半径５４もまた、互いに無関係に変化しうる。
【００１６】
[0023]第１の部分２４は、内側領域３０内で第１の部分２４の底壁３２と第１の側壁３４との間に形成された、第１の角度５６を画定する。第１の角度５６の値は、９０°よりも大きい。第１の角度５６の値は、９０°から１３５°の範囲であることが好ましく、また、９０°から９５°の範囲であることがより好ましい。第１の部分２４はさらに、内側領域３０内で第１の部分２４の底壁３２と第２の側壁３６との間に形成された、第２の角度５８を画定する。第２の角度５８の値は、９０°よりも大きい。第２の角度５８の値は、９０°から１３５°の範囲であることが好ましく、また、９０°から９５°の範囲であることがより好ましい。図面では、第１の角度５６および第２の角度５８は等しい値を有するものとして示されているが、第１の角度５６の値が第２の角度５８の値とは異なりうること、すなわち、第１の部分２４の第１の角度５６および第２の角度５８の値がそれぞれ等しくない値を含みうることが、認識されるべきである。
【００１７】
[0024]第２の部分２６は、頂壁６０、第３の側壁６２、および第４の側壁６４を含む。第２の部分２６の第３の側壁６２および第４の側壁６４は、それぞれ、頂壁６０の対向した側縁部から、その遠位縁部まで延在する。第２の部分２６は、第２の部分２６の第３の側壁６２の遠位縁部から延在する第３の側フランジ６６を含む。第３の側フランジ６６は、管状構造２８の内側領域３０から外方にかつ遠ざかるように延在する。第２の部分２６は、第２の部分２６の第４の側壁６４の遠位縁部から延在する第４の側フランジ６８を含む。第４の側フランジ６８は、管状構造２８の内側領域３０から外方にかつ遠ざかるように延在する。
【００１８】
[0025]第１の部分２４の第１の側フランジ３８、および第２の部分２６の第３の側フランジ６６は、当接係合で配置されて、第１のフランジ継手７０を画定する。同様に、第１の部分２４の第２の側フランジ４０、および第２の部分２６の第４の側フランジ６８は、当接係合で配置されて、第２のフランジ継手７２を画定する。第１の部分２４および第２の部分２６は、第１のフランジ継手７０および第２のフランジ継手７２に沿って互いに付着される。したがって、第１のフランジ継手７０および第２のフランジ継手７２は、炭素繊維の第１の部分２４と炭素繊維の第２の部分２６とを互いに付着するのに必要とされる表面領域接触を提供する。
【００１９】
[0026]第１の部分２４の第１の側フランジ３８および第２の側フランジ４０は、第２の部分２６の第３の側フランジ６６および第４の側フランジ６８とそれぞれ係合するための少なくとも１つの隆起部７４を含みうる。あるいは、第２の部分２６の第３の側フランジ６６および第４の側フランジ６８が、第１の部分２４の第１の側フランジ３８および第２の側フランジ４０とそれぞれ係合するための少なくとも１つの隆起部７４を含みうる。第１の側フランジ３８、第２の側フランジ４０、第３の側フランジ６６、および第４の側フランジ６８の全てが、１つまたは複数の隆起部７４を含みうることが、認識されるべきである。側フランジ上の隆起部７４は、第１のフランジ継手７０および第２のフランジ継手７２に沿った第１の部分２４と第２の部分２６との間の付着を強固にする。隆起部７４は、接着剤のために適切な間隙を維持するためのスペーサとして機能しうる。さらに、側フランジを付着するために、限定されないが振動溶接法または超音波溶接法などの溶接法が使用される場合、隆起部７４は、エネルギーダイレクタ（ｅｎｅｒｇｙ  ｄｉｒｅｃｔｏｒ）として機能することができ、また、第１の部分２４と第２の部分２６との間の接続を形成するために、部分的に融解されうる。本明細書において、「エネルギーダイレクタ」という用語は、より安定しかつ一定な材料の融解を得るために溶接エネルギーを集中させる、小さな領域に初期接触を限定する特徴として、または、融解により対象物の寸法を変化させるための寸法調節器として働く特徴として定義される。
【００２０】
[0027]第２の部分２６は、頂壁６０と第３の側壁６２との交差部に配置された第３の隅部７６を含む。第３の隅部７６は、管状構造２８の内側領域３０内に配置された第３の内側半径７８と、第２の部分２６の外側表面８２に沿って配置された第３の外側半径８０とを画定する。第２の部分２６は、頂壁６０と第４の側壁６４との交差部に配置された第４の隅部８４をさらに含む。第４の隅部８４は、管状構造２８の内側領域３０内に配置された第４の内側半径８６と、第２の部分２６の外側表面８２に沿って配置された第４の外側半径８８とを画定する。第２の部分２６は、圧縮成形された炭素繊維材料で製造されるので、第３の内側半径７８および第３の外側半径８０は、互いに無関係に変化しうる。したがって、第３の内側半径７８の値は、第３の外側半径８０の値に依存せず、また第３の外側半径８０の値も、第３の内側半径７８の値に依存しない。同様に、第４の内側半径８６および第４の外側半径８８もまた、互いに無関係に変化しうる。
【００２１】
[0028]第２の部分２６は、内側領域３０内で第２の部分２６の頂壁６０と第３の側壁６２との間に形成された、第３の角度９０を画定する。第３の角度９０の値は、９０°よりも大きい。第３の角度９０の値は、９０°から１３５°の範囲であることが好ましく、また、９０°から９５°の範囲であることがより好ましい。第２の部分２６はさらに、内側領域３０内で第２の部分２６の頂壁６０と第４の側壁６４との間に形成された、第４の角度９２を画定する。第４の角度９２の値は、９０°よりも大きい。第４の角度９２の値は、９０°から１３５°の範囲であることが好ましく、また、９０°から９５°の範囲であることがより好ましい。図面では、第３の角度９０および第４の角度９２は等しい値を有するものとして示されているが、第３の角度９０の値が第４の角度９２の値とは異なりうること、すなわち、第２の部分２６の第３の角度９０および第４の角度９２の値がそれぞれ等しくない値を含みうることが、認識されるべきである。
【００２２】
[0029]第１の部分２４および第２の部分２６は、どちらも圧縮成形された炭素繊維材料で製造されるので、第１の部分２４および第２の部分２６のうちの少なくとも一方は、長手軸２２に沿った軸方向かもしくは長手軸に対して垂直な横断方向のどちらかにおいて変化しうる肉厚、または長手軸２２に沿った軸方向と長手軸２２に対して垂直な横断方向の両方において同時に変化しうる肉厚を含むことができる。図７を参照すると、第１の部分２４の肉厚は、底壁３２の肉厚９４、第１の側壁３４の肉厚９６、および第２の側壁３６の肉厚９８を含む。第２の部分２６の肉厚は、頂壁６０の肉厚１００、第３の側壁６２の肉厚１０２、および第４の側壁６４の肉厚１０４を含む。種々の肉厚のいずれも、軸方向か横断方向のいずれかにおいて、また、好ましくは軸方向と横断方向の両方において同時に、厚さを変化させることができる。例えば、底壁３２の肉厚９４が長手軸２２に沿ってすなわち軸方向において位置が変わるにつれて変化するように、底壁３２の肉厚９４はまた、底壁３２の横位置すなわち横断方向が変わるにつれて変化しうる。第１の部分２４の肉厚９４、９６、９８、および第２の部分２６の肉厚１００、１０２、１０４は、１０ｍｍの最大変化量を含むことが好ましい。第１の部分２４の肉厚９４、９６、９８、および第２の部分２６の肉厚１００、１０２、１０４は、１．５ｍｍの最小厚さから１１．５ｍｍの最大厚さの間で可変であることもまた、好ましい。さらに、底壁３２の肉厚９４は、第１の側壁３４の肉厚９６および／または第２の側壁３６の肉厚９８とは異なっていてもよい。同様に、頂壁６０の肉厚１００は、第３の側壁６２の肉厚１０２および／または第４の側壁６４の肉厚１０４とは異なっていてもよい。
【００２３】
[0030]図６および図８を参照すると、クロスメンバ２０は、第１の部分２４と第２の部分２６との間に配置されかつそれらの両方に付着された、少なくとも１つの金属スペーサ１０６を含む。図示のように、クロスメンバ２０は、クロスメンバ２０の各軸端に１対の金属スペーサ１０６を含むことが好ましい。金属スペーサ１０６のそれぞれは、第１のフランジ継手７０と第２のフランジ継手７２との間で長手軸２２を横切って延在する。金属スペーサ１０６は、第１のフランジ継手７０および第２のフランジ継手７２を越えて横方向に延在して、管状構造２８の横圧縮に抵抗する。金属スペーサ１０６は、アルミニウムで製造されることが好ましいが、金属スペーサ１０６が何らかの他の金属で製造されてもよいことが、認識されるべきである。
【００２４】
[0031]図８を参照すると、第１の部分２４の第１の側壁３４および第２の側壁３６は、それぞれ、その中に金属スペーサ１０６のうちの１つを支持する凹面形部分１０８を画定する。第２の部分２６の第３の側壁６２および第４の側壁６４は、それぞれ、その中に金属スペーサ１０６のうちの１つを支持する凸面形部分１１０を画定する。したがって、金属スペーサ１０６のそれぞれは、凹面形部分１０８および凸面形部分１１０のうちのそれぞれのものによって挟まれ、かつ、それらの間に配置される。それぞれの凸面形部分１１０および凹面形部分１０８のうちの少なくとも１つは、金属スペーサ１０６と係合するための少なくとも１つの隆起部７４を含む。隆起部７４は、第１の部分２４と金属スペーサ１０６との間の付着、および第２の部分２６と金属スペーサ１０６との間の付着を強固にする働きをする。クロスメンバ２０の圧縮強さを高めるために、金属スペーサ１０６の中心線、および第１のフランジ継手７０と第２のフランジ継手７２との間の結合面は、オフセットされて、クロスメンバ２０へのあらゆる圧縮負荷によって生成される結合領域の過度の剥離応力を軽減する。
【００２５】
[0032]図７を参照すると、金属インサート１１２が、第２の部分２６の頂壁６０内に配置され、かつ、頂壁６０によって支持される。金属インサート１１２は、アルミニウムで製造されることが好ましい。金属インサート１１２は、頂壁６０の肉厚１００以上の、頂壁６０に対して垂直な長さ１１４を含む。したがって、金属インサート１１２は、内側領域３０内に配置された下部表面１１６を含み、この下部表面１１６は、頂壁６０の内側表面１１８より下に、下方に延在する。金属インサート１１２は、第２の部分２６の外側表面８２より上に上方に延在する、上部表面１２０を含む。金属インサート１１２は、頂壁６０の圧縮を制限するように働く。図３を参照すると、金属インサート１１２は、楕円形開口部１２２を画定して、そこにボルトまたは他の類似の締結具を貫通させることを可能にする。楕円形開口部１２２は、長手軸２２に対して垂直でかつ頂壁６０に対して平行に配置された長辺寸法１２４と、長手軸２２対して平行でかつ頂壁６０に対して平行に配置された短辺寸法１２６とを含む。
【００２６】
[0033]クロスメンバ２０は、車両の変速装置または他の構造を支持するために使用されうる。したがって、図７に最もよく示されるように、クロスメンバ２０は、金属板１２８を備えることができ、この金属板１２８は、金属インサート１１２の全面的な領域において第２の部分２６の頂壁６０の外側表面８２に付着され、かつ、金属インサート１１２を取り囲む。金属板１２８は、任意の適切な方法でクロスメンバ２０に付着されうる。金属板１２８は、アルミニウムで製造されることが好ましいが、金属板１２８が何らかの他の金属で製造されてもよいことが、認識されるべきである。
【００２７】
[0034]図５を参照すると、クロスメンバ２０は、第１の部分２４および／または第２の部分２６のうちの少なくとも一方から管状構造２８の内側領域３０内へと内方に延在する少なくとも１つの力骨１３０を含みうる。力骨１３０は、長手軸２２に対して平行に延在するか、長手軸２２に対して垂直に延在するか、または長手軸２２に対して角度を付けられて、配置されうる。クロスメンバ２０は、クロスメンバ２０の強度を増すために上方部分と下方部分の両方に形成された複数の力骨１３０を含みうることが、認識されるべきである。力骨１３０は、クロスメンバ２０の強度および剛性の両方を高めるのに有効である。
【００２８】
[0035]詳細な説明および図面または図は、本発明を支援しかつ記述するものであるが、本発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって定義される。請求項に係る発明を実施するための最良の形態および他の実施形態のうちのいくつかが詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲で定義される本発明を実践するために、様々な代替的な設計および実施形態が存在する。
【符号の説明】
【００２９】
２０  クロスメンバ
２４  第１の部分
２６  第２の部分
２８  管状構造
３０  内側領域
３２  底壁
３４  第１の側壁
３６  第２の側壁
３８  第１の側フランジ
４０  第２の側フランジ
４２  第１の隅部
４４  第１の内側半径
４６  第１の外側半径
４８  外側表面
５０  第２の隅部
５２  第２の内側半径
５４  第２の外側半径
５６  第１の角度
５８  第２の角度
６０  頂壁
６２  第３の側壁
６４  第４の側壁
６６  第３の側フランジ
６８  第４の側フランジ
７０  第１のフランジ継手
７２  第２のフランジ継手
７４  隆起部
７６  第３の隅部
７８  第３の内側半径
８０  第３の外側半径
８２  外側表面
８４  第４の隅部
８６  第４の内側半径
８８  第４の外側半径
９０  第３の角度
９２  第４の角度
９４  肉厚
９６  肉厚
９８  肉厚
１００  肉厚
１０２  肉厚
１０４  肉厚
１０６  金属スペーサ
１０８  凹面形部分
１１０  凸面形部分
１１２金属インサート
１１４  長さ
１１６  下部表面
１１８  内側表面
１２０  上部表面
１２２  楕円形開口部
１２４  長辺寸法
１２６  短辺寸法
１２８  金属板
１３０  力骨
【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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【外国語明細書】
2015081084000001.pdf