(57)【要約】  バンパービームのためのクロスメンバは、外側ビームの内部体積の少なくとも一部の内側に延在し、前部ビーム壁に向かって突出する少なくとも２つの補強リブを備える内側補強要素と、外側ビームと、を備え、前記補強リブは、前部ビーム壁と反対側の補強リブの少なくとも後端で、上部横ブランチ及び下部横ブランチによって共に接続され、前記上部及び下部横ブランチは、それぞれ、外側ビームの上部及び下部ビームフランジに取り付けられ、各補強リブは前部ビーム壁に当接し、上部横ブランチの長さ、上部ビーム壁の長さ、下部横ブランチの長さおよび下部ビーム壁の長さが長手方向で測定されるとき、上部横ブランチの長さは上部ビーム壁の長さよりも短く、下部横ブランチの長さは下部ビーム壁の長さよりも短い。
2021535868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用バンパービームのためのクロスメンバ（１）であって、
−横方向に沿って延在する外側ビーム（２）であって、上部ビーム壁（１２）と、下部ビーム壁（１４）と、上部ビーム壁（１２）及び下部ビーム壁（１４）を接続する前部ビーム壁（１６）とを備える主ビーム部（３）と、上部ビーム壁（１２）の後端及び下部ビーム壁（１４）の後端に沿ってそれぞれ横方向に延在する上部ビームフランジ（２０）及び下部ビームフランジ（２２）と、を具備し、前記後端が、前部ビーム壁（１６）の反対側に延在し、前記前部ビーム壁（１６）から長手方向に離間され、前記上部ビーム壁（１２）、下部ビーム壁（１４）及び前部ビーム壁（１６）が、前部ビーム壁（１６）と反対側の後部方向に開口するビーム内部体積（１７）を共に画定する、外側ビーム（２）と、
−前記ビーム内部体積（１７）の少なくとも一部の内側に延在する内側補強要素（４）であって、前記内側補強要素（４）が、前部ビーム壁（１６）に向かって突出する少なくとも２つの補強リブ（２４）を備え、前記補強リブ（２４）が、前部ビーム壁（１６）とは反対側の、前記補強リブ（２４）の少なくとも後端で、横方向に延在する上部横ブランチ（２６）及び下部横ブランチ（２８）によって共に接続されている、内側補強要素（４）と、
を備え、
−前記上部横ブランチ（２６）及び下部横ブランチ（２８）が、それぞれ、外側ビーム（２）の上部及び下部ビームフランジ（２０）及び（２２）に取り付けられ、
各補強リブ（２４）が前部ビーム壁（１６）に当接し、上部横ブランチ（２６）の長さ、上部ビーム壁（１２）の長さ、下部横ブランチ（２８）の長さおよび下部ビーム壁（１４）の長さが長手方向で測定されるとき、上部横ブランチ（２６）の長さが上部ビーム壁（１２）の長さよりも短く、下部横ブランチ（２８）の長さが下部ビーム壁（１４）の長さよりも短い、クロスメンバ（１）。
【請求項２】
前記上部横ブランチ（２６）の長さ、上部ビーム壁（１２）の長さ、下部横ブランチ（２８）の長さおよび下部ビーム壁（１４）の長さが長手方向で測定されるとき、上部横ブランチ（２６）の長さが、上部ビーム壁（１２）の長さの１％〜３０％であり、下部横ブランチ（２８）の長さが、下部ビーム壁（１４）の長さの１％〜３０％である、請求項１に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項３】
クロスメンバ（１）が、ビーム内部体積（１７）の反対側の、外側ビーム（２）の外側に取り付けられた外側補強要素（６）をさらに備える、請求項１又は２に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項４】
外側補強要素（６）の幅が、横方向に沿った外側ビーム（２）の主ビーム部（３）の幅よりも短い、請求項３に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項５】
内側補強要素（４）の幅が、横方向に沿った主ビーム部（３）の幅と実質的に等しい、請求項１〜４のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項６】
外側ビーム（２）が金属部品であり、内側補強要素（４）がプラスチック部品である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項７】
外側補強要素（６）がプラスチック部品である、請求項３〜６のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項８】
上部横ブランチ（２６）が、上部ビーム壁（１２）の後端及び上部ビームフランジ（２０）のみに延在し、下部横ブランチ（２８）が、下部ビーム壁（１４）の後端及び下部ビームフランジ（２２）のみに延在する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項９】
各補強リブ（２４）が、上部ビーム壁（１２）に当接する上端部（２３）と、下部ビーム壁（１４）に当接する下端部（２５）とを備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項１０】
内側補強要素（４）が、中央補強部（３０）と、横方向に沿って前記中央補強部（３０）の両側に延在する２つの側面補強部（３２）とをさらに備え、前記中央補強部（３０）がビーム内部体積（１７）内に中央補強ビーム内部体積（３４）を画定し、前記側面補強部（３２）がビーム内部体積（１７）内に側面補強ビーム内部体積（３６）をそれぞれ画定し、前記中央補強ビーム内部体積（３４）における内側補強要素（４）の体積密度が、前記側面補強ビーム内部体積（３６）における内側補強要素（４）の体積密度よりも大きい、請求項１〜９のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項１１】
内側補強要素（４）が、中央補強部（３０）と、横方向に沿って前記中央補強部（３０）の両側に延在する２つの側面補強部（３２）とをさらに備え、前記中央補強部（３０）が、ビーム内部体積（１７）内に中央補強ビーム内部体積（３４）を画定し、前記側面補強部（３２）が、ビーム内部体積（１７）内に側面補強ビーム内部体積（３６）をそれぞれ画定し、前記中央補強ビーム内部体積（３４）における内側補強要素（４）の体積密度が１５％〜５０％であり、前記側面補強ビーム内部体積（３６）における内側補強要素（４）の体積密度が５％〜５０％である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項１２】
内側補強要素（４）が１７ＭＰａの最小引張強度を有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項１３】
外側補強要素（６）が１７ＭＰａの最小引張強度を有する、請求項３〜１２のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項１４】
内側補強要素（４）と外側ビーム（２）との取り付け領域における接着強度が、ラップせん断試験によって測定されるとき、１０ＭＰａ超である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項１５】
外側補強要素（６）と外側ビーム（２）との取り付け領域における接着強度が、ラップせん断試験によって測定されるとき、１０ＭＰａ超である、請求項３〜１４のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項１６】
外側ビーム（２）が９５０ＭＰａの最小引張強度を有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項１７】
主ビーム部（３）が、中央ビーム部（８）と、前記中央ビーム部（８）の両側に横方向に沿って延在する２つのサイドビーム部（１０）とを備え、前記中央ビーム部（８）が少なくとも０．６の衝突延性、及び少なくとも７５°の最大曲げ角度を有する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項１８】
外側ビーム（２）が、鋼製テーラーウェルドブランク又は鋼製テーラーロールドブランクからホットスタンプされる、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項１９】
外側ビーム（２）が、Ｄｕｃｔｉｂｏｒ１０００（Ｒ）製の中央ビーム部（８）と、Ｕｓｉｂｏｒ１５００（Ｒ）で製造される２つのサイドビーム部（１０）とを有する鋼製テーラーウェルドブランクからホットスタンプされる、請求項１８に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項２０】
請求項１〜請求項１９のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）を製造する方法であって、
−外側ビーム（２）を提供するステップと、
−内側補強要素（４）を提供するステップと、
−少なくとも、外側ビーム（２）の上部ビームフランジ（２０）を内側補強要素（４）の上部横ブランチ（２６）に、前記外側ビーム（２）の下部ビームフランジ（２２）を前記内側補強要素（４）の下部横ブランチ（２８）に、固定することによって、内側補強要素（４）を外側ビーム（２）に取り付けるステップと、
を備える方法。
【請求項２１】
−外側補強要素（６）を提供するステップと、
−外側補強要素（６）を外側ビーム（２）に取り付けるステップと、
をさらに備える、請求項３〜１９のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）を製造する請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
内側補強要素（４）を取り付ける前に、外側ビーム（１）がＥＤコーティングされる、請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項２３】
外側補強要素（６）を取り付ける前に、外側ビーム（２）がＥＤコーティングされる、請求項２１又は２２に記載の方法。
【請求項２４】
内側補強要素（４）が、接着剤接合によって外側ビーム（２）に取り付けられる、請求項２０〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
外側補強要素（６）が、接着剤接合によって外側ビーム（２）に取り付けられる、請求項２１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
内側補強要素（４）が、ビーム内部体積（１７）の内側に圧力嵌めされる、請求項１９〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用バンパービームのためのクロスメンバに関する。本発明はさらに、このようなクロスメンバを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バンパービームクロスメンバは、自動車の前部及び／又は後部に配置され、一般に、通常はボルト締めによりクラッシュボックスに取り付けられる。クラッシュボックスは、それ自体が車両構造体に取り付けられる。前部又は後部の衝突の場合、クロスメンバは、障害物と最初に接触する車両の機械的要素である。高速衝突の場合、クロスメンバは、車両衝突管理システムに荷重を伝達する機能を有する。低速衝突の場合、クロスメンバが組み立てられたクラッシュボックスは、車両構造体の残りの部分を保護しつつ衝突エネルギーを吸収する機能を有する。いずれの場合も、衝突時にクロスメンバは変形するが、亀裂は生じないことが期待される。
【０００３】
そのため、バンパービーム用クロスメンバは、衝突の荷重を車両の衝突管理システムに伝達するための十分な抵抗力を有し、同時に、衝撃点において亀裂を生じることなくエネルギーを吸収できる必要がある。
【０００４】
衝突時のクロスメンバの適切な挙動を保証するために、公式のコンソーシアムによって、くつかの標準化された試験が規定されている。例えば、自動車修理研究協議会（ＲＣＡＲ）は、バンパー試験及び低速構造物衝突試験を規定する。また、クロスメンバは、ユーロＮＣＡＰ（新車アセスメントプログラム）及びＩＩＨＳ（米国道路安全保険協会）の「前面衝突全幅剛性障壁５０Ｋｍ／ｈ」などの、フルラップ前面衝突試験としても知られている車両全体に関する他の試験にも関係する。
【０００５】
さらに、自動車メーカは、クロスメンバの評価をさらに向上させるために、独自の試験手順を規定している。このような試験は標準化されておらず、一般に公開されていない。しかしながら、多くの自動車メーカは、ポール衝突試験として知られている、車両を低速、例えば時速約１０Ｋｍ／ｈで、車両の幅線方向の中央に配置された堅いポールに衝突させる試験を規定していることが知られている。このような試験は、車両を低速で操縦する場合、小さな衝撃をシミュレートすることを目的とする。
【０００６】
このような試験の間、クロスメンバの中央部は、衝撃時にポールによって加えられる、非常に局所的な荷重の下で亀裂を発生させることなく変形するために、衝撃点において十分なエネルギー吸収能力及び十分な延性を有する必要がある。一方、例えばフルラップ前面衝突試験を考慮すると、クロスメンバの全幅は、障害物によって加えられる、非常に高い荷重の下で破損せず、かつ衝撃のエネルギーを車両衝突管理システムに伝達するために、十分な機械的抵抗を有する必要がある。
【０００７】
座屈の開始を遅らせることによって、衝突の圧縮荷重に対するクロスメンバの抵抗力を増加することを意図して、クロスメンバの形状の設計に１つ又は複数のビードを含めることは、先行技術で知られている。
【０００８】
クロスメンバの異なる部品は共に組み立てられて、次いでクロスメンバはクラッシュボックスにボルト締めされてバンパービームアセンブリを形成する。前記バンパービームアセンブリは、車両の残りの部分に装着される前に、車両の残りの部分とは独立して、電着（ＥＤ）によってコーティングされる。ＥＤコーティング工程は、前記アセンブリを構成する個々の部品に対してではなく、バンパービームアセンブリに対して実施される。これは、組み立て工程に溶接が含まれていると、それによりＥＤコーティングが蒸発し、溶接された領域が前記ＥＤコーティングによって保護されずに残るからである。
【０００９】
少なくとも金属製外側ビームと、金属製外側ビームの内側に挿入されたプラスチック製補強要素とを用いて、バンパービームのためのクロスメンバを製造することが、先行技術から知られている。プラスチック製補強要素は、通常、ＥＤコーティング工程に伴う高温に耐えることができないため、プラスチック製補強要素は、必然的にバンパービームアセンブリがＥＤコーティングされた後に、クロスメンバの外側ビーム内に挿入される。
【００１０】
プラスチック製補強要素を使用することで、重量を大幅に増加させることなく、衝突時、クロスメンバによって吸収されるエネルギー量が増加する。
【００１１】
しかしながら、プラスチック製内側補強材を使用すると、製造工程及び部品設計の点でいくつかの課題が発生する。例えば、オーバモールディングを使用する場合、先に組み立てられＥＤコーティングされたバンパービームアセンブリは、オーバモールディングツールに対して緊密で漏れがないように嵌合させるために、非常に厳しい幾何公差を満たさなければならない。バンパービームアセンブリなどの機械溶接されたアセンブリシステムにおいて、このような厳しい幾何公差を達成することは非常に困難であり、そのために、メーカは、特別な時間とコストのかかる対策を実施する必要がある。このような対策を講じても、メーカは多くの製品品質問題にさらされ、大量の不合格品に直面するであろう。さらに、外側ビームと補強要素との間での良好な協働を保証するために、衝突時に２つの部品が接着された状態を維持する必要がある。衝撃時に部品間の良好な接着を保証するためには、外側ビームの接触面を多く備える補強要素を設計する必要がある。これにより、補強要素の表面には、必ずしもエネルギーを吸収するために作用するのではなく、外側ビームとの良好な接着を保証するためだけに作用する表面が必要となる。換言すれば、これは、エネルギー吸収のために最適化されていないプラスチック補強形状を設計することにつながる。あるいは、部品間の良好な接着は、加熱活性化接着剤の硬化などの、製造工程で追加の時間及びコストがかかるステップを実施することによって保証されることとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的の１つは、エネルギー吸収の点で最適化され、特別な予防措置無しに容易に製造できる、バンパービームのためのクロスメンバを提供することによって、これらの制限を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的のために、本発明は、以下を備えるバンパービームのためのクロスメンバに関する。
【００１４】
−横方向に沿って延在する外側ビームであって、上部ビーム壁と、下部ビーム壁と、上部ビーム壁と下部ビーム壁とを接続する前部ビーム壁と、を具備する主ビーム部と、上部ビーム壁の後端及び下部ビーム壁の後端に沿ってそれぞれ横方向に延在する上部ビームフランジ及び下部ビームフランジと、を備え、前記後端が、前部ビーム壁の反対側に延在し、前記前部ビーム壁から長手方向に対して離間され、前記上部ビーム壁、下部ビーム壁及び前部ビーム壁が、前部ビーム壁と反対側の後部方向に開口するビーム内部体積を共に画定する外側ビームと、
−前記ビーム内部体積の少なくとも一部の内側に延在する内側補強要素であって、前記内側補強要素は、前部ビーム壁に向かって突出する少なくとも２つの補強リブを備え、前記補強リブが、前部ビーム壁とは反対側の、前記補強リブの少なくとも後端で、横方向に延在する上部横ブランチ及び下部横ブランチによって共に接続されている内側補強要素と、
を備え、
−前記上部及び下部横ブランチは、それぞれ、外側ビームの上部及び下部ビームフランジに取り付けられ、
各補強リブは前部ビーム壁に当接し、長さが長手方向で測定されるとき、上部横ブランチの長さは上部ビーム壁の長さよりも短く、下部横ブランチの長さは下部ビーム壁の長さよりも短い。
【００１５】
本発明を適用することにより、圧縮衝撃力の影響によって外側ビームが開口することを防止し、衝突時に、当接する補強リブと前部ビーム壁との接点によって提供される部品間の大きい接触面積を介して接着を維持することによって、２つの部品は効果的に共に協働し、また、衝突時に、エネルギーを吸収するように作用しない横ブランチのプラスチック材料の量を最小限に抑える、金属製外側ビームとプラスチック製補強要素とを有するクロスメンバを製造することが可能になる。
【００１６】
本発明によるクロスメンバは、単独で、又は任意の可能な技術的組み合わせで、請求項２〜請求項１９の特徴も具備することができる。
【００１７】
また、本発明は、以下のステップを備える、上述したクロスメンバを製造する方法にも関する。
【００１８】
−外側ビームを提供するステップ、
−内側補強要素を提供するステップ、
−少なくとも、外側ビームの上部ビームフランジを内側補強要素の上部横ブランチに、前記外側ビームの下部ビームフランジを前記内側補強要素の下部横ブランチに固定することによって、内側補強要素を外側ビームに取り付けるステップ。
【００１９】
本発明による方法は、単独で、又は任意の可能な技術的組み合わせで、請求項２１〜請求項２６の特徴も具備することができる。
【００２０】
本発明の他の態様及び利点は、例示によって与えられ、添付図面を参照してなされた以下の説明を読むことによって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態によるクロスメンバの正面斜視図である。
【図２】図１のクロスメンバの背面斜視図である。
【図３】図１のクロスメンバの分解背面斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態による、クロスメンバの外側ビームを形成するためのブランクの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の説明では、「上部」、「下部」、「前部」、「後部」、「横」及び「長手」という用語は、取り付けられた車両の通常の方向に従って定義される。より詳細には、「上部」及び「下部」という用語は、車両の仰角方向に従って定義され、「前部」、「後部」及び「長手」という用語は、車両の長手方向に従って定義され、「横」という用語は、車両の幅に従って定義される。「実質的に平行」又は「実質的に垂直」とは、平行又は垂直方向から１５°以下のずれが生じ得る方向を意味する。
【００２３】
より具体的には、「衝突延性」としても知られる「破壊ひずみ」という用語及び「最大曲げ角度」としても知られる「臨界曲げ角度」という用語は、Ｐａｓｃａｌ  ＤｉｅｔｓｃｈらによってＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｖｏｌｕｍｅ  １１４，Ｎｕｍｂｅｒ  ６，２０１７の「Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ  ｔｏ  ａｓｓｅｓｓ  ｆｒａｃｔｕｒｅ  ｄｕｒｉｎｇ  ｃｒａｓｈ  ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ：ｆｒａｃｔｕｒｅ  ｓｔｒａｉｎ  ｃｒｉｔｅｒｉａ  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ  ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ」において定義された破壊ひずみ基準及び臨界曲げ角度基準を指す。臨界曲げ角度（最大曲げ角度としても知られる）は、標準化されたＶＤＡ−２３８−１００標準に従って変形されたサンプルの外側面で最初の亀裂が検出される角度を定義する。破壊ひずみ（衝突延性としても知られる）は、臨界曲げ角度に達したときの変形点における、材料内の関連する等価ひずみである。
【００２４】
図１及び図２を参照して、自動車用バンパービームのためのクロスメンバ１について説明する。クロスメンバ１は、少なくとも外側ビーム２と内側補強要素４とを備える。特定の実施形態によれば、クロスメンバ１は、外側補強要素６をさらに備える。クロスメンバは、一般に、例えば２つのクラッシュボックス７のセットを介して、外側ビーム２の両側で、車両の残りの部分に取り付けられる。クロスメンバ１及びクラッシュボックス７のアセンブリは、バンパービームアセンブリと呼ばれる。前部クロスメンバ１の場合には前部衝突時に、又は後部クロスメンバ１の場合には後部衝突時に、図１及び図２に示すように、クロスメンバ１は圧縮衝撃力Ｆを受ける。
【００２５】
外側ビーム２は、横方向に沿って延在し、主ビーム部３と、主ビーム部３の両側に横方向に沿って延在する２つのビーム端部５とを備える。前記ビーム端部５における外側ビーム２の形状は、図２に示すように、クロスメンバ１をクラッシュボックス７に組み立てるために適した、平坦又は他の任意の形状とすることができる。
【００２６】
主ビーム部３は、前記主ビーム部３の両端に横方向に延在し、かつ主ビーム部３の形状と２つのビーム端部５との間の遷移を保証する形状を有する、２つのビーム遷移部３８を備える。
【００２７】
主ビーム部３は、圧縮衝撃力Ｆを車両衝突管理システムに伝達することによって、前記圧縮衝撃力Ｆのエネルギーを吸収し、かつ車両への侵入を阻止するように機能する。主ビーム部３は、共に車両の仰角方向に実質的に垂直な上部ビーム壁１２及び下部ビーム壁１４と、前記上部ビーム壁１２及び下部ビーム壁１４を接合し、かつ前記上部ビーム壁１２及び下部ビーム壁１４に実質的に垂直な前部ビーム壁１６とを備える。クロスメンバ１が車両に取り付けられるとき、上部ビーム壁１２及び下部ビーム壁１４は、例えば、実質的に水平である。変形例によれば、上部ビーム壁１２及び下部ビーム壁１４は、前部ビーム壁１６からクロスメンバ１の後部に向かって発散する方向に延在する。
【００２８】
上部ビーム壁１２、下部ビーム壁１４及び前部ビーム壁１６は、共に前部ビーム壁１６の反対側の後部方向に対向して開口するビーム内部体積１７を画定する。前部クロスメンバの場合には、後部方向は車両の後部を指向し、後部クロスメンバの場合には、後部方向は車両の前部を指向する。
【００２９】
主ビーム部３は、上部ビーム壁１２の後端に沿って横方向に延在する上部ビームフランジ２０と、下部ビーム壁１４の後端に沿って横方向に延在する下部ビームフランジ２２とをさらに備える。上部ビーム壁１２及び下部ビーム壁１４の後端は、それぞれ、前部ビーム壁１６の反対側に後部方向に延在する。
【００３０】
特定の実施形態によれば、外側ビーム２は、例えば鋼又はアルミニウムなどの金属材料で製造される。
【００３１】
特定の実施形態によれば、外側ビーム２は、衝突時の高い応力に耐えるために、９５０ＭＰａの最小極限引張強度を有する。
【００３２】
図１〜図３に見られる特定の実施形態によれば、主ビーム部３は、中央ビーム部８と、前記中央ビーム部８の両側に沿って横方向に延在する２つのサイドビーム部１０とをさらに備え、前記中央ビーム部８は、前記サイドビーム部１０よりも高い衝突延性を有する。この実施形態では、中央ビーム部８は、例えば、その高い衝突延性のおかげで亀裂を生じることなく変形することにより、ポール衝突試験中、クロスメンバ２の中央の非常に高い応力集中に有利に適応し、一方、サイドビーム部１０は変形に耐え、それにより、そのようなポール衝突試験中又は前面衝突試験などの高速衝撃試験中に、クロスメンバの物理的一体性を保証する。
【００３３】
一実施形態によれば、外側ビーム２は、ホットスタンプされたテーラード溶接ブランクから製造される。
【００３４】
外側ビーム２は、例えば、プレス硬化鋼部品である。より具体的には、中央ビーム部８は、例えば、炭素含有量は０．０６重量％〜０．１重量％であり、マンガン含有量が１．４重量％〜１．９重量％であるプレス硬化鋼で製造される。さらに具体的には、中央ビーム部８の鋼組成は、合金元素としてＮｂ、Ｔｉ、Ｂをさらに含んでもよい。中央ビーム部８は、例えば、少なくとも０．６の衝突延性、少なくとも７５°の最大曲げ角度、１０００ＭＰａ超の極限引張強度、及び７００〜９５０ＭＰａの降伏強度を有するＤｕｃｔｉｂｏｒ１０００（Ｒ）で製造される。
【００３５】
各サイドビーム部１０は、例えば、１３００ＭＰａ超の引張強度を有するプレス硬化鋼で製造される。一実施形態によれば、サイドビーム部１０の鋼組成物は、例えば、重量％で、０．２０％≦Ｃ≦０．２５％、１．１％≦Ｍｎ≦１．４％、０．１５％≦Ｓｉ≦０．３５％、≦Ｃｒ≦０．３０％、０．０２０％≦Ｔｉ≦０．０６０％、０．０２０％≦Ａｌ≦０．０６０％、Ｓ≦０．００５％、Ｐ≦０．０２５％、０．００２％≦Ｂ≦０．００４％を含み、残りは鉄及び、精練に起因する不可避の不純物である。この組成範囲により、プレス硬化後のサイドビーム部１０の引張強度は、１３００〜１６５０ＭＰａとなる。
【００３６】
別の実施形態によれば、サイドビーム部１０の鋼組成物は、例えば、重量％で、０．２４％≦Ｃ≦０．３８％、０．４０％≦Ｍｎ≦３％、０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％、０．０１５％≦Ａｌ≦０．０７０％、Ｃｒ≦２％、０．２５％≦Ｎｉ≦２％，０．０１５％≦Ｔｉ≦０．１０％、Ｎｂ≦０．０６０％、０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％、０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％、Ｓ≦０．００５％、Ｐ≦０．０２５％、％を含み、残りは鉄及び、精練に起因する不可避の不純物である。この組成範囲により、プレス硬化後のサイドビーム部１０の引張強度は、１８００ＭＰａ超となる。
【００３７】
例えば、サイドビーム部１０は、Ｕｓｉｂｏｒ１５００（Ｒ）又はＵｓｉｂｏｒ２０００（Ｒ）で製造される。
【００３８】
さらなる特定の実施形態によれば、図１に示すように、前部ビーム壁１６はビード１８を備え、ビード１８は、それぞれが外側ビーム２の幅の少なくとも一部に沿って横方向に沿って延在し、かつ仰角方向に上下に配置される。前記ビード１８は、その形状が衝突時に圧縮衝撃力Ｆと実質的に平行な要素を含むので、座屈の開始を遅らせることにより、圧縮荷重下での外側ビーム２の抵抗を有利に増加させることができる。
【００３９】
図１〜図３に示す内側補強要素４は、ビーム内部体積１７の少なくとも一部の内側に延在する。内側補強要素４は、前部ビーム壁１６に向かって突出する少なくとも２つの補強リブ２４を備える。前記補強リブ２４は、その前端で前部ビーム壁１６に当接し、前部ビーム壁１６とは反対側の前記補強リブ２４の少なくとも後端で、横方向に延在する上部横ブランチ２６及び下部横ブランチ２８によって共に接続されており、前記上部横ブランチ２６及び下部横ブランチ２８は、それぞれ、外側ビーム２の上部及び下部ビームフランジ２０、２２に取り付けられる。例えば、各補強リブ２４の前端は、前記補強リブ２４が前部ビーム壁１６に当接する領域において、前記前部ビーム壁１６の形状と実質的に一致する形状ｔを有する。例えば、これは、前部ビーム壁１６にビード１８が存在する場合、補強リブ２４の前端の形状が、図３に示すように前記ビード１８の形状に概ね追従することを意味する。
【００４０】
特定の実施形態では、内側補強要素４は、中央補強部３０と、前記中央補強部３０の両側に横方向に沿って延在する２つの側面補強部３２とを備える。前記中央補強部３０は、ビーム内部体積１７内に中央補強ビーム内部体積３４を画定し、前記側面補強部３２は、それぞれビーム内部体積１７内に側面補強ビーム内部体積３６を画定する。
【００４１】
上部横ブランチ２６及び下部横ブランチ２８が存在することにより、有利には、内側補強要素４は単一の部品で作られ、外側ビーム２に取り付けられる前に、それ自体が良好な構造的一体性を有し、かつ自立することを保証する。これにより、前記内側補強４は、外側ビーム２に取り付けられる前に、容易に製造、保管、かつ取り扱うことが保証される。
【００４２】
また、圧縮衝撃力Ｆが、前部ビーム壁１６に局所的に、例えばポール衝突試験の場合において、前記前部ビーム壁１６の中央に加えられるとき、上部横ブランチ２６及び下部横ブランチ２８は、圧縮衝撃力Ｆから生じる荷重が内側補強要素４内で横方向に分散されることを保証するように機能し、従って、圧縮衝撃力Ｆが加えられる領域に局所的に配置された補強リブ２４だけでなく、全ての補強リブ２４がエネルギー吸収に寄与することを保証するようにさらに機能する。
【００４３】
さらに、衝突時に、前部ビーム壁１６に加えられた圧縮衝撃力Ｆによって、外側ビーム２は、それ自体が仰角方向に開口する傾向がある。換言すれば、圧縮衝撃力Ｆは、上部ビーム壁１２と前部ビーム壁１６との間の角度を増加し、下部ビーム壁１４と前部ビーム壁１６との間の角度を増加するように作用する。換言すれば、衝撃時、上部ビーム壁１２及び下部ビーム壁１４は、互いに発散方向に離れる傾向がある。上部壁１２及び下部壁１４が、前記圧縮衝撃力Ｆに対して実質的に平行に維持されず、圧縮衝撃力Ｆの方向から遠ざかるようにこじ開けられるため、このように外側ビーム２が開口することは、クロスメンバ１によって吸収されるエネルギー量を低下させるおそれがある。換言すれば、圧縮衝撃力Ｆによって前記外側ビーム２が、こじ開けられる場合に、外側ビーム２が屈曲しない動きによって吸収される前記圧縮衝撃力Ｆによるエネルギーは、衝突時に、前記壁１２及び１４が圧縮衝撃力Ｆに対して実質的に平行を維持する場合に、下部壁１２及び上部壁１４の前記圧縮衝撃力Ｆに対する抵抗によって吸収されるエネルギーよりもはるかに小さい。有利には、内側補強４は、それ自体が補強リブ２４に接続されている上部横ブランチ２６及び下部横ブランチ２８を介して、上部及び下部ビームフランジ２０、２２の連結を提供するので、内側補強要素４は、圧縮衝撃力Ｆによる開口の影響を打ち消し、衝突時、上部壁１２及び下部壁１４が圧縮衝撃力Ｆに対して実質的に平行を維持することを保証するのに役立つ。
【００４４】
上述説明に見られるように、上部横ブランチ２６及び下部横ブランチ２８は、前記横ブランチを上部及び下部ビームフランジ２０、２２に接着することと、それらが補強リブ２４間に提供する連結とにより、衝突時のエネルギー吸収に寄与する。換言すれば、上部横ブランチ２６及び下部横ブランチ２８は、それ自体が衝突時に機械的エネルギーを吸収することを期待されているのではなく、むしろ、補強リブ２４同士、及び内側補強要素４と外側ビーム２との、良好な結合とそれによる協働を促進することによって、間接的にエネルギー吸収を向上することが期待されている。このことを考慮すると、横ブランチ２６、２８は、圧縮衝撃力Ｆのエネルギーが吸収される方向である圧縮衝撃力Ｆに実質的に平行な方向に延在する大きな構成要素を有する必要はない。従って、本発明の特徴は、長さが長手方向で測定されるとき、上部横ブランチ２６の長さが上部ビーム壁１２の長さよりも短く、下部横ブランチ２８の長さが下部ビーム壁１４の長さよりも短いことである。横ブランチ２６、２８の長さを長手方向、すなわち圧縮衝撃力Ｆと実質的に平行な方向において限定することにより、横ブランチ２６、２８の設計は、衝突時にそれらの結合の役割に適合するように最適化され、それにより、内側補強要素４の製造に伴う材料の量を低減することにより、製造工程及び製造コストを最適化する。
【００４５】
一実施形態によれば、横ブランチ２６、２８は、上部及び下部ビームフランジ２０、２２上にのみ延在する。換言すれば、横ブランチ２６、２８は、上部ビーム壁１２及び下部ビーム壁１４上で、圧縮衝撃力Ｆに実質的に平行な長手方向には延在しない。
【００４６】
図２及び図３に示す別の実施形態によれば、長さが長手方向で測定されるとき、上部横ブランチ２６の長さは、上部ビーム壁１２の長さの１％〜３０％であり、下部横ブランチ２８の長さは、下部ビーム壁１４の長さの１％〜３０％である。横ブランチ２６、２８の長さの最小値は、後述するように、内側補強要素４のビーム内部体積１７への把持及び嵌合を容易にする楔を形成するために、横ブランチ２６、２８に長手方向に延在する小さな部分を設けることが、外側ビーム２への内側補強要素４の組み立て工程中に有利となることができるという事実によって与えられる。一方、横ブランチ２６、２８の長さの最大値は、内側補強要素４の製造工程及び製造コストを最適化するために、横ブランチ２６、２８のサイズを最適化する必要性によって決定される。例えば、上部ビーム壁１２及び下部ビーム壁１４が長手方向に７０ｍｍを測定する場合、横ブランチ２６、２８の長さは０．７ｍｍ〜２１ｍｍである。
【００４７】
特定の実施形態では、上部横ブランチ２６は、上部ビーム壁１２の後端及び上部ビームフランジ２０のみに延在し、下部横ブランチ２８は、下部ビーム壁１４の後端及び下部ビームフランジ２２のみに延在する。これは、上部横ブランチ２６及び下部横ブランチ２８が、上部ビーム壁１２及び下部ビーム壁１４の前部分には延在しないことを意味する。上部ビーム壁１２及び下部ビーム壁１４の後端に横ブランチ２６、２８の一部が存在することは、後述するように、ビーム内部体積１７での内側補強４の嵌合工程を容易にするように機能することができる。
【００４８】
補強リブ２４は、圧縮衝撃力Ｆと実質的に平行なその指向により、圧縮衝撃力Ｆの影響下でクロスメンバ１によって吸収されるエネルギーを増加させることに寄与する。補強リブ２４が前部ビーム壁１６に当接することにより、前記補強リブ２４は、衝突直後からエネルギーの吸収を開始し、それにより吸収されるエネルギーの量を最適化する。
【００４９】
特定の実施形態では、補強リブ２４は、図２に示す内側補強要素４の側面補強部３２の場合のように、内側補強要素４の幅の少なくとも一部に沿って一連のＶ字形状に配置される。この構成において、２つの連続した補強リブ２４は互いに隣接しており、互いに角度αを形成する。有利には、このような構成では、補強リブ２４の前端は、前部ビーム壁１６の大きな表面積を覆い、これは、衝突時の良好なエネルギー吸収と、内側補強要素４と外側ビーム２との間の良好な接着に寄与すると同時に、内側補強要素４の総体積を最小化し、これにより製造工程を容易にし、製造及び材料コストを小さくする。
【００５０】
特定の実施形態では、補強リブ２４は、図２に示す内側補強要素４の中央補強部３０の場合のように、内側補強要素４の少なくとも一部において、全て同じ方向を指向する。この構成において、前記補強リブ２４は、すべて互いに実質的に平行である。有利には、このような構成は、所定の体積内に大量の補強リブ２４を嵌合することを可能にし、それにより、前記体積内の補強リブの体積密度を増加させ、それにより、この領域における内側補強要素４のエネルギー吸収の寄与を増加させる。所定の体積内の体積密度とは、所定の体積内の内側補強要素４によって占有される体積と、所定の体積の総体積との比を意味する。例えば、この構成は、クロスメンバ１の中央に圧縮衝撃力Ｆが加えられるポール衝突試験の場合に、エネルギー吸収を増加させるために、中央補強部３０に用いられる。
【００５１】
特定の実施形態では、補強リブ２４は、内側補強要素４の少なくとも一部で互いに交差する。例えば、補強リブ２４は、互いにＸ字形状のパターンを形成する。換言すれば、補強リブ２４は、長手方向に延在する線に沿って互いに交差し、互いにゼロではない角度を形成する。有利には、このような構成は、所定の体積内に大量の補強リブ２４を嵌合することを可能にし、それにより、前記体積内の補強リブ２４の体積密度を増加させ、それにより、この領域における内側補強要素４のエネルギー吸収の寄与を増加させる。例えば、この構成は、クロスメンバ１の中央に圧縮衝撃力Ｆが加えられるポール衝突試験の場合に、エネルギー吸収を増加させるために、中央補強部３０に用いられる。
【００５２】
上述した実施形態は、単一の内側補強要素４において、互いに組み合わせることができることに留意されたい。例えば、図２及び図３に示すように、側面補強部３２は、Ｖ字形状に配置された補強リブ２４を備え、中央補強部３０は、互いに平行な補強リブ２４を備える。異なる補強リブパターンを組み合わせることにより、必要に応じてクロスメンバ１の各領域における内側補強要素４の挙動を最適化することができる。
【００５３】
特定の実施形態では、補強リブ２４の少なくとも一部は、上部ビーム壁１２に当接する上端部２３と、下部ビーム壁１４に当接する下端部２５とを備える。有利には、このような構成では、補強リブ２４は、仰角方向の測定において外側ビーム２の全高さに亘り、これは、補強リブ２４が前部ビーム壁１６の大きな表面積を覆うことを保証し、それにより、衝突時の良好なエネルギー吸収と、内側補強要素４と外側ビーム２との良好な接着に寄与する。さらに、この構成において、補強リブ２４の上端部２３を上部壁１２に、補強リブ２４の下端部２５を下部壁１４に、例えば接着剤接合により取り付け、それにより、内側補強要素４と外側ビーム２との接着を増加させ、これにより内側補強要素４と外側ビーム２との協働の促進に寄与し、外側ビーム２に対する圧縮衝撃力Ｆの、上述の開口の影響をさらに打ち消すことが可能となる。
【００５４】
特定の実施形態では、補強リブ２４が、それらの上端部２３で上部ビーム壁１２に取り付けられ、それらの下端部２５で下部ビーム壁１４に取り付けられるとき、前記補強リブ２４は、図３でより詳細に見られるように、それら上端部２３及び下端部２５において、それらの上端部２３及び下端部２５から離れた壁厚よりも厚い壁厚を有する。補強リブ２４の壁厚とは、前記補強リブ２４によって画定される平面に対して実質的に垂直な方向に測定される厚さを意味する。有利には、これにより、補強リブ２４の上端部２３と上部壁１２との接触面積、及び補強リブ２４の下端部２５と下部壁１４との接触面積を増加させることができ、それにより、内側補強要素４の外側ビーム２への接着を増加させ、従って、衝突の場合、前記内側補強要素４と前記外側ビーム２との協働を促進する。有利には、補強リブ２４の上端部及び下端部２３、２５と、前記端部から離れた領域とで異なる壁厚を規定することにより、補強リブ２４を製造するために使用される材料の量、従って、内側補強要素４の製造工程及びコストを、最適化することが可能である。これは、補強リブ２４の上端部２３及び下端部２５で補強リブ２４の壁厚に連結された上部ビーム壁１２及び下部ビーム壁１４への前記補強リブ２４の接着と、補強リブ２４の上端部及び下端部から離れた補強リブ２４の壁厚に連結された、前記補強リブ２４のエネルギー吸収の寄与とを別々に最適化することにより可能である。
【００５５】
特定の実施形態では、補強リブ２４は、長手方向に沿って一定の断面積を有する。換言すれば、長手方向に沿って延在する線に沿って測定される補強リブ２４の壁厚は一定である。有利には、これにより、補強リブ２４のエネルギー吸収を最適化できる。実際、前記補強リブ２４の厚さが長手方向で減少する場合、それ自体が長手方向に実質的に平行な圧縮衝撃力Ｆに対する前記補強リブ２４の抵抗は、長手方向で減少する。工程の脱型ステップで、補強リブ２４の長手方向の後方壁厚が減少していることが必要であるため、内側補強要素４を外側ビーム２にオーバモールディングすることによって、長手方向に沿って一定の断面積の補強リブ２４を有する内側補強要素４を製造することは、当業者に知られているように不可能であろうことに留意されたい。
【００５６】
特定の実施形態では、内側補強要素４は、図３に示す、横方向に沿って内側補強要素４に延在する補強ケーシング４２をさらに備える。前記補強ケーシング４２は、上部補強ケーシング壁４４と、下部補強ケーシング壁４６と、前記上部補強ケーシング壁４４及び下部補強ケーシング壁４６を接続する前部補強ケーシング壁４８とを備える。前記上部補強ケーシング壁４４及び下部補強ケーシング壁４６は、それぞれ、横方向に沿って上部ビーム壁１２及び下部ビーム壁１４の一部に沿って延在し、前記上部ビーム壁１２及び下部ビーム壁１４に当接している。前記前部補強ケーシング壁４８は、横方向に沿って前部ビーム壁１６の少なくとも一部に沿って延在し、前記前部ビーム壁１６に当接している。前部補強ケーシング壁４８の形状は、前部ビーム壁１６の形状に概ね追従する。特に、前部ビーム壁１６にビード１８が存在する場合、前部補強ケーシング壁４８の形状は、図３に示すように、前記ビード１８内でも前部ビーム壁１６に当接するように、前記補強ビード１８に追従する。補強ケーシング４２は、図２に示すように、仰角方向において外側ビーム２の全高に亘り、上部補強ケーシング壁４４及び下部補強ケーシング壁４６を連結する補強リブ２４を備える。前記補強リブ２４の前端は、補強ケーシング前部壁４８によって形成される。補強ケーシング前部壁４８は前部ビーム壁１６に当接するので、補強ケーシング４２内に含まれる補強リブ２４の前端も、前部ビーム壁１６に当接する。特定の実施形態では、上部補強ケーシング壁４４、下部補強ケーシング壁４６、及び前部補強ケーシング壁４８は、それぞれ、例えば接着剤接合によって、上部ビーム壁１２、下部ビーム壁１４及び前部ビーム壁１６に取り付けられる。有利には、これにより、外側ビーム２と内側補強要素４との接着接触面積が増加し、それにより、２つの部品の協働が促進される。さらに、この場合、上部補強ケーシング壁４４及び下部補強ケーシング壁４６は補強リブ２４によって接続されているので、補強ケーシング４２は、また、外側ビーム２に対する圧縮衝撃力Ｆの上述の開口の影響を打ち消す。例えば、内側補強要素４は、図３に示すように、中央補強部３０に補強ケーシング４２を備える。有利には、これにより、例えばポール衝突試験中、局所的な応力を受ける中央補強部３０における補強要素４のエネルギー吸収を増加させることができる。
【００５７】
特定の実施形態では、内側補強４の幅は、横方向に沿った主ビーム部３の幅と実質的に等しい。有利には、これにより、衝突時に、内側補強要素４のエネルギー吸収の寄与を最大化することができる。この場合、上部横ブランチ２６及び下部横ブランチ２８もまた、主ビーム部３の幅と実質的に等しい幅を有することができる。この場合、内側補強要素４は、例えば、２つのビーム遷移部３８に配置された２つの端部補強部４０を備える。特定の実施形態では、前記端部補強部４０の補強リブ２４の形状は、内側補強要素４の残りの部分の補強リブ２４の形状と異なり、ビーム遷移部３８の特別な形状に適応し、前記端部補強部４０の補強リブ２４の長さを最大化し、それにより、補強リブ２４のエネルギー吸収の寄与を最大化する。
【００５８】
特定の実施形態では、図２及び図３に示すように、中央補強ビーム体積３０における内側補強要素４の体積密度は、側面補強ビーム体積３２における内側補強要素４の体積密度よりも大きい。内側補強要素４のエネルギー吸収の寄与は、前記内側補強要素４の体積密度と共に増加する。有利には、例えばポール衝突試験の場合、中央補強ビーム体積３０における内側補強要素４の体積密度をより高くすることにより、クロスメンバ１の中央におけるエネルギー吸収を増加させ、クロスメンバ１の中央部における圧縮衝撃力Ｆの局在化に適応することができる。内側補強要素４の体積密度は、補強リブ２４の数を調整することによって、及び／又は補強リブ２４の壁厚を調整することによって調整することができる。
【００５９】
特定の実施形態では、中央補強ビーム体積３０における内側補強要素４の体積密度は１５％〜５０％であり、側面補強ビーム体積３２における内側補強要素４の体積密度は５％〜５０％である。中央補強ビーム体積３０における最小体積密度は、例えばポール衝突試験の場合、圧縮衝撃力Ｆの局在化に耐えるための必要性によって決定される。側面補強ビーム体積３２における最小体積密度は、圧縮衝撃力Ｆに耐え、クロスメンバ１内に前記圧縮衝撃力Ｆによって加えられる荷重を分散させるために、内側補強要素４の残りの部分に存在する最小量の補強リブ２４の必要性によって決定される。中央及び外側補強ビーム体積３０、３２の両方の体積密度の最大値は、内側補強要素４を製造するために使用される材料の量を最適化し、それにより前記内側補強要素４の製造工程及び製造コストを最適化する必要性によって決定される。
【００６０】
特定の実施形態では、内側補強要素４はプラスチック材料で製造される。有利には、プラスチックを使用することにより、クロスメンバ１に大きな重量を加えることなく、内側補強要素４の良好なエネルギー吸収の寄与を保証することができる。例えば、内側補強要素４は、ポリプロピレン１０８（ＰＰ１０８）で製造される。また、プラスチック材料は、ガラス繊維などの繊維で補強可能である。
【００６１】
特定の実施形態では、内側補強要素４の最小引張強度は１７ＭＰａである。
【００６２】
特定の実施形態では、内側補強要素４は、少なくとも上部横ブランチ２６及び下部横ブランチ２８を介して、外側ビーム２に接着剤接合により取り付けられる。一実施形態によれば、内側補強要素４は、補強リブ２４の上端部及び下端部２３、２５を介して、及び／又は補強リブ２４の前端を介して、及び／又は補強ケーシング４２の上部壁、下部壁、及び前部壁を介して、接着剤接合によって、外側ビーム２にさらに取り付けられる。
【００６３】
特定の実施形態では、内側補強要素４と外側ビーム２との取り付け領域における接着強度は、ラップせん断試験によって測定されるとき、１０ＭＰａ超である。
【００６４】
特定の実施形態では、クロスメンバ１は、図１及び図３に示すように、横方向に延在し、ビーム内部体積１７の外側で外側ビーム２の少なくとも一部に取り付けられた外側補強要素６をさらに備える。前記外側補強要素６は、外側補強上部壁５０と、外側補強下部壁５２とを備え、前記外側補強上部壁５０及び外側補強下部壁５２は、外側補強前部壁５４によって接続される。外側補強上部壁５０、外側補強下部壁５２及び外側補強前部壁５４は、それぞれ、上部ビーム壁１２、下部ビーム壁１４及び前部ビーム壁１６に沿って横方向に延在し、前記上部ビーム壁１２、下部ビーム壁１４及び前部ビーム壁１６に当接する。さらに、外側補強上部壁５０、外側補強下部壁５２及び外側補強前部壁５４は、例えば接着剤接合によって、上部ビーム壁１２、下部ビーム壁１４及び前部ビーム壁１６に取り付けられる。外側補強前部壁５４は、前部ビーム壁１６に対して適用される背面５６と、反対側を向いた正面５８とを備える。背面５６は、前部ビーム壁１６の形状に概ね追従する形状を有する。特に、前部ビーム壁１６がビード１８を備える場合、背面５６は、前記ビード１８に追従する形状を有する。正面５８は、背面５６の形状とは異なる形状を有することができる。例えば、図１及び図３に示すように、正面は、仰角方向に実質的に平行な方向に延在する外側補強リブ６０を備える。有利には、外側補強要素６の存在は、衝突時に緩衝材として作用するように機能する。特に、例えばポール衝突試験の場合のように、圧縮衝撃力Ｆが局所的である場合、圧縮衝撃力Ｆが加えられる領域における外側補強要素６の存在は、外側ビーム２を局所的に保護するように機能し、それにより、前記外側ビーム２にかかる応力の一部を緩和し、衝突時に、亀裂の形成を遅らせる。
【００６５】
特定の実施形態では、外側補強要素６の幅は、横方向に沿った外側ビーム２の主ビーム部３の幅よりも短い。例えば、外側補強要素６の幅は、ポール衝突試験の場合、ポールとクロスメンバ１との衝撃面の幅に制限される。有利には、この実施形態では、外側補強要素６は、制限されたサイズでありがながら、ポール衝突試験中、その緩衝材の役割を果たし、それにより、製造工程を容易にし、製造コストを低減する。
【００６６】
特定の実施形態では、外側補強要素６は、プラスチック材料で製造される。有利には、プラスチックを使用することにより、クロスメンバ１に大きな重量を加えることなく、外側補強要素６の良好なエネルギー吸収の寄与を保証することができる。例えば、外側補強要素６は、内側補強要素４と同じ材料、例えばＰＰ１０８で製造される。
【００６７】
特定の実施形態では、外側補強要素６の最小引張強度は１７ＭＰａである。
【００６８】
特定の実施形態では、外側補強要素６と外側ビーム２との取り付け領域における接着強度は、ラップせん断試験によって測定されるとき、１０ＭＰａ超である。
【００６９】
特定の実施形態では、外側ビーム２は、テーラーウェルドブランドのホットスタンピングによって作製され、０．７ｍｍ〜１．１ｍｍの厚さを有するＤｕｃｔｉｂｏｒ１０００（Ｒ）製の中央のビーム部８と、１．２ｍｍ〜１．６ｍｍの厚さを有するＵｓｉｂｏｒ１５００（Ｒ）製の２つのサイドビーム部１０とを備え、内側補強要素４及び外側補強要素６は、共にＰＰ１０８で製造される。
【００７０】
既に知られているように、外側ビーム２は、横方向に沿って湾曲した形状であってよいことに留意されたい。この場合、内側補強要素４及び外側補強要素６もまた、横方向に沿って一致する湾曲形状を有してもよい。
【００７１】
上述したバンパービームのためのクロスメンバは、外側ビームと、ビームフランジに取り付けられた横ブランチ及び前部ビーム壁に当接する補強リブを有する内側補強要素とを備え、複数の利点が存在するが、その内の１つは、製造工程及び製造コストの最適化を考慮して、内側補強要素の異なる構成要素の衝突吸収能力と、前記内側補強要素の外側ビームへの接着とを別々に最適化することが可能であることである。
【００７２】
前記クロスメンバの別の利点は、上述のクロスメンバを製造する方法の説明で分かるように、外側ビームがバンパービームアセンブリに統合一体化されて、前記バンパービームアセンブリがＥＤコーティングされた後であっても、前記内側補強要素を前記外側ビームに容易に取り付けることが可能であることである。
【００７３】
本方法は、外側ビーム２を提供するステップを含む。例えば、外側ビーム２は、鋼ブランク６２のホットスタンピングによって製造される。図４に示す本発明の特定の実施形態では、外側ビーム２は、中央ブランク部６４と、横方向に沿って前記中央ブランク部６４の両側に延在する２つの側面ブランク部６６とを有するテーラーウェルドブランクのホットスタンピングによって製造される。ホットスタンピング後、中央ブランク部６４及び側面ブランク部６６は、それぞれ、中央ビーム部８及び２つのサイドビーム部１０に対応することになる。例えば、上述したように、前記中央ビーム部８はＤｕｃｔｉｂｏｒ１０００（Ｒ）で製造され、前記サイドビーム部１０はＵｓｉｂｏｒ１５００（Ｒ）で製造される。有利には、これにより、高い衝突延性を有する中央ビーム部８と、非常に高い機械的抵抗を有する２つのサイドビーム部１０とを備える外側ビーム２を、単一のステップで製造することができる。さらに、サイドビーム部１０のために非常に高い機械的抵抗を有する鋼種を選択することにより、薄い鋼厚でサイドビーム部１０の機械的抵抗を高くすることができ、それにより、クロスメンバ１の重量を最小限にすることに寄与することとなる。
【００７４】
変形例によれば、外側ビーム２は、テーラードロールブランクのホットスタンピングによって製造される。
【００７５】
製造された後、外側ビーム２は、バンパービームアセンブリを形成するためにクラッシュボックス７に組み立てられ、バンパービームアセンブリは、その後、腐食から保護するためにＥＤコーティングされる。前記バンパービームアセンブリは、車両の残りの部分に取り付けられる前に、車両の残りの部分とは独立してＥＤコーティングされる。ＥＤコーティング工程は、前記アセンブリを構成する個々の部品に対してではなく、バンパービームアセンブリに対して実施される。これは、組み立て工程に溶接が含まれていると、それによりＥＤコーティングが蒸発し、溶接された領域が前記ＥＤコーティングによって保護されずに残るからである。
【００７６】
本方法は、内側補強要素４を提供するステップをさらに備える。内側補強要素４がプラスチックで製造される特定の実施形態では、内側補強要素４を製造するための方法は、例えば、独立型の鋳型での射出成形である。有利には、射出成形により、内側補強要素４の製造において非常に高い生産性が可能になる。
【００７７】
方法は、内側補強要素４の少なくとも上部横ブランチ２６を外側ビーム２の上部ビームフランジ２０に、前記内側補強要素４の下部横ブランチ２８を前記外側ビーム２の下部ビームフランジ２２に、例えば接着剤接合により固定することによって、内側補強要素４を外側ビーム２に取り付けるステップをさらに備える。
【００７８】
一実施形態によれば、内側補強要素４は、補強リブ２４の上端部及び下端部２３、２５を介して、及び／又は前記補強リブ２４の前端を介して、及び／又は補強ケーシング４２の上部補強ケーシング壁４４、下部補強ケーシング壁４６、及び前部補強ケーシング壁４８を介して、例えば接着剤接合によって、外側ビーム２にさらに取り付けられることができる。
【００７９】
一実施形態によれば、補強要素４は、外側ビーム２のビーム内部体積１７に圧力嵌めされる。圧力嵌めは、例えば接着剤接合と組み合わせて使用されることができる。有利には、これにより、内側補強要素４と外側ビーム２との非常に良好かつ緊密な接触が保証され、それにより部品間の良好な接着が促進される。圧力嵌めの適用を選択する場合、横ブランチ２６、２８は、圧力嵌めツールによる内側補強要素４の把持及び嵌合を容易にする楔を形成すために、長手方向に延在する小さな部分を有するように設計することが有利となることができる。
【００８０】
特定の実施形態では、内側補強要素４を外側ビーム２に取り付けるステップは、外側ビーム２をバンパービームアセンブリに一体化するステップの後、かつ前記バンパービームアセンブリをＥＤコーティングするステップの後に実施される。有利には、これにより、内側補強要素４を製造するために使用される材料、及び、内側補強要素４を外側ビーム２に取り付けるために使用される技術の選択肢の自由度が大きくなる。実際、ＥＤコーティング工程は、高温、例えば１８０℃を超える炉内でコーティングを焼き付けるステップを備える。内側補強要素４が、ＥＤコーティングの前に外側ビーム２に取り付けられる場合、内側補強要素４の材料の選択肢は、１８０℃を超える温度に耐える材料に制限される。例えばプラスチック材料を内側補強要素４に使用する場合、これは、コストが高く、必ずしも内側補強要素４に最適となる、必要な機械的特徴及び成形性特徴を示さない耐熱性プラスチックに選択肢を制限する。同様に、内側補強要素４が、ＥＤコーティングの前に外側ビーム２に取り付けられる場合、２つの部品を取り付けるための技術の選択肢も制限される。例えば接着剤接合を選択する場合、これは、１８０℃を超える温度に耐える接着剤に選択肢を制限する。そのような接着剤を使用すると、追加のコストがかかり、また、組み立て中に特別な対策を採る必要がある。前記外側ビーム２がバンパービームアセンブリに一体化されて、ＥＤコーティングされた後に、内側補強要素４が外側ビーム２に取り付けられる場合、外側ビーム２にオーバモールディングすることによって、内側補強要素４を製造することは非常に困難であることに留意されたい。実際、オーバモールディング工程は、ツール内を所望の圧力にするために、かつ外側ビーム２の外側へプラスチック材料が漏れることを防止するために、オーバモールディングツールと外側ビームとの間に非常に精密な嵌合を必要とする。このような緊密な嵌合は、バンパービームアセンブリ全体の再現可能な非常に高い幾何公差を達成する必要がある。しかしながら、前記バンパービームアセンブリは、例えば複数の金属部品からなり、前記金属部品は、例えば機械溶接によって互いに組み立てられるので、前記バンパービームアセンブリは、必然的に、幾らかの幾何学的ばらつきを示す。前記幾何学的ばらつきを低減するために、メーカは、個々の部品の製造、バンパービームアセンブリを形成するための前記部品の組み立て、及びオーバモールディング工程自体の実施において、コスト及び時間のかかる対策を実施する必要がある。このような対策を適用しても、製造工程に品質問題が残り、メーカは多くのメンテナンス上の問題や大量の不合格品に直面にするおそれがある。さらに、オーバモールディングを使用すると、先に説明したように、補強リブ２４の壁厚を後部に向かって減少させるなど、内側補強要素４の設計にいくつかの制限を課すことになる。
【００８１】
一実施形態によれば、方法は、外側補強要素６を提供するステップをさらに備える。本方法は、外側補強上部壁５０、外側補強下部壁５２及び外側補強前部壁５４を、例えば接着剤接合によって、上部ビーム壁１２、下部ビーム壁１４及び前部ビーム壁１６に取り付けるステップをさらに備える。
【００８２】
特定の実施形態では、上述と同様の理由により、外側補強要素６を外側ビーム２に取り付けるステップは、外側ビーム２をバンパービームアセンブリと一体化するステップの後、かつ前記バンパービームアセンブリをＥＤコーティングするステップの後に実施される。
【図１】
2021535868.tif 000003
【図２】
2021535868.tif 000004
【図３】
2021535868.tif 000005
【図４】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年4月28日(2021.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用バンパービームのためのクロスメンバ（１）であって、
−横方向に沿って延在する外側ビーム（２）であって、上部ビーム壁（１２）と、下部ビーム壁（１４）と、上部ビーム壁（１２）及び下部ビーム壁（１４）を接続する前部ビーム壁（１６）とを備える主ビーム部（３）と、上部ビーム壁（１２）の後端及び下部ビーム壁（１４）の後端に沿ってそれぞれ横方向に延在する上部ビームフランジ（２０）及び下部ビームフランジ（２２）と、を具備し、前記後端が、前部ビーム壁（１６）の反対側に延在し、前記前部ビーム壁（１６）から長手方向に離間され、前記上部ビーム壁（１２）、下部ビーム壁（１４）及び前部ビーム壁（１６）が、前部ビーム壁（１６）と反対側の後部方向に開口するビーム内部体積（１７）を共に画定する、外側ビーム（２）と、
−前記ビーム内部体積（１７）の少なくとも一部の内側に延在する内側補強要素（４）であって、前記内側補強要素（４）が、前部ビーム壁（１６）に向かって突出する少なくとも２つの補強リブ（２４）を備え、前記補強リブ（２４）が、前部ビーム壁（１６）とは反対側の、前記補強リブ（２４）の少なくとも後端で、横方向に延在する上部横ブランチ（２６）及び下部横ブランチ（２８）によって共に接続されている、内側補強要素（４）と、
を備え、
−前記上部横ブランチ（２６）及び下部横ブランチ（２８）が、それぞれ、外側ビーム（２）の上部及び下部ビームフランジ（２０）及び（２２）に取り付けられ、
各補強リブ（２４）が前部ビーム壁（１６）に当接し、上部横ブランチ（２６）の長さ、上部ビーム壁（１２）の長さ、下部横ブランチ（２８）の長さおよび下部ビーム壁（１４）の長さが長手方向で測定されるとき、上部横ブランチ（２６）の長さが上部ビーム壁（１２）の長さよりも短く、下部横ブランチ（２８）の長さが下部ビーム壁（１４）の長さよりも短い、クロスメンバ（１）。
【請求項２】
クロスメンバ（１）が、ビーム内部体積（１７）の反対側の、外側ビーム（２）の外側に取り付けられた外側補強要素（６）をさらに備える、請求項１に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項３】
外側ビーム（２）が金属部品であり、内側補強要素（４）がプラスチック部品である、請求項１または請求項２に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項４】
外側補強要素（６）がプラスチック部品である、請求項２または請求項３に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項５】
上部横ブランチ（２６）が、上部ビーム壁（１２）の後端及び上部ビームフランジ（２０）のみに延在し、下部横ブランチ（２８）が、下部ビーム壁（１４）の後端及び下部ビームフランジ（２２）のみに延在する、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項６】
各補強リブ（２４）が、上部ビーム壁（１２）に当接する上端部（２３）と、下部ビーム壁（１４）に当接する下端部（２５）とを備える、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項７】
内側補強要素（４）が、中央補強部（３０）と、横方向に沿って前記中央補強部（３０）の両側に延在する２つの側面補強部（３２）とをさらに備え、前記中央補強部（３０）がビーム内部体積（１７）内に中央補強ビーム内部体積（３４）を画定し、前記側面補強部（３２）がビーム内部体積（１７）内に側面補強ビーム内部体積（３６）をそれぞれ画定し、前記中央補強ビーム内部体積（３４）における内側補強要素（４）の体積密度が、前記側面補強ビーム内部体積（３６）における内側補強要素（４）の体積密度よりも大きい、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項８】
内側補強要素（４）が、中央補強部（３０）と、横方向に沿って前記中央補強部（３０）の両側に延在する２つの側面補強部（３２）とをさらに備え、前記中央補強部（３０）が、ビーム内部体積（１７）内に中央補強ビーム内部体積（３４）を画定し、前記側面補強部（３２）が、ビーム内部体積（１７）内に側面補強ビーム内部体積（３６）をそれぞれ画定し、前記中央補強ビーム内部体積（３４）における内側補強要素（４）の体積密度が１５％〜５０％であり、前記側面補強ビーム内部体積（３６）における内側補強要素（４）の体積密度が５％〜５０％である、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項９】
内側補強要素（４）と外側ビーム（２）との取り付け領域における接着強度が、ラップせん断試験によって測定されるとき、１０ＭＰａ超である、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項１０】
外側補強要素（６）と外側ビーム（２）との取り付け領域における接着強度が、ラップせん断試験によって測定されるとき、１０ＭＰａ超である、請求項２〜請求項９のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項１１】
外側ビーム（２）が９５０ＭＰａの最小引張強度を有する、請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項１２】
主ビーム部（３）が、中央ビーム部（８）と、前記中央ビーム部（８）の両側に横方向に沿って延在する２つのサイドビーム部（１０）とを備え、前記中央ビーム部（８）が少なくとも０．６の衝突延性、及び少なくとも７５°の最大曲げ角度を有する、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項１３】
外側ビーム（２）が、鋼製テーラーウェルドブランク又は鋼製テーラーロールドブランクからホットスタンプされる、請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載のクロスメンバ（１）。
【請求項１４】
外側ビーム（２）が、Ｄｕｃｔｉｂｏｒ１０００（Ｒ）製の中央ビーム部（８）と、Ｕｓｉｂｏｒ１５００（Ｒ）で製造される２つのサイドビーム部（１０）とを有する鋼製テーラーウェルドブランクからホットスタンプされる、請求項１３に記載のクロスメンバ（１）。
【国際調査報告】
2021535868.tif 000007
2021535868.tif 000008