(57)【要約】  車両の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法が提供されている。前記方法は、複数のブランクを供給するステップと、複合ブランクを形成するため、前記ブランクを互いに接合するステップとを備える。前記ブランクを接合するステップは、２つのブランクを部分的に重複させることにより、１つ以上の重複範囲を形成することを含む。また、前記方法は、前記一体ボディサイド構造フレームを形成するため、前記複合ブランクを変形するステップを備える。本明細書に説明される、いずれかの方法により得られるような、一体ボディサイド構造フレームも提供されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法であって、
前記方法は、
複数のブランクを供給するステップと、
複合ブランクを形成するため、前記ブランクを互いに接合するステップとを備えており、
前記ブランクを接合するステップは、２つのブランクを部分的に重複させることにより、１つ以上の重複範囲を形成することを含んでおり、
前記方法は、前記一体ボディサイド構造フレームを形成するため、前記複合ブランクを変形するステップを備えており、
前記一体ボディサイド構造フレームは、
下方ビーム部、
上方ビーム部、
前記下方ビーム部を前記上方ビーム部に繋げるフロントピラー部、
及び前記下方ビーム部を前記上方ビーム部に繋げるリアピラー部を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ブランクを互いに接合するステップは、
１つ以上の前記重複範囲において、前記ブランクを互いに溶接することを備えており、
特に、少なくとも１つの前記重複範囲において、前記ブランクをスポット溶接することを備える、請求項１に記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【請求項３】
少なくとも１つの前記重複範囲は、ビーム部とピラー部の間の遷移部に実質的に対応する、請求項１〜２のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【請求項４】
少なくとも１つの前記重複範囲は、ビーム部及び／又はピラー部内に形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【請求項５】
前記一体ボディサイド構造フレームはフロントフレームであって、
前記下方ビーム部はロッカー部を備え、
前記上方ビーム部はＡピラー部を備え、
前記フロントピラー部はヒンジピラー部を備え、
前記リアピラー部はＢピラー部を備える、請求項１〜４のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【請求項６】
前記重複範囲の１つは、前記ロッカー部と前記Ｂピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、請求項５に記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【請求項７】
前記重複範囲の１つは、前記Ｂピラー部と前記Ａピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、請求項５〜６のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【請求項８】
前記重複範囲の１つは、前記Ａピラー部と前記ヒンジピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、請求項５〜７のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【請求項９】
前記重複範囲の１つは、前記ロッカー部と前記ヒンジピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、請求項５〜８のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【請求項１０】
前記一体ボディサイド構造フレームはリアフレームであって、
前記下方ビーム部はロッカー部を備え、
前記フロントピラー部はＢピラー部を備え、
前記上方ビーム部と前記リアピラー部は、前記ロッカー部から前記Ｂピラー部に向けて伸びるＣピラー部を備える、請求項１〜４のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【請求項１１】
前記下方ビーム部はロッカー部を備え、
前記フロントピラー部はヒンジピラー部を備え、
前記リアピラー部はＣピラー部を備え、
前記上方ビーム部はＡピラー部を備え、
前記Ａピラー部は前記ヒンジピラー部から前記Ｃピラー部に向けて伸びて、
前記Ｃピラー部は前記ロッカー部から前記Ａピラー部に向けて伸びる、請求項１〜４のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【請求項１２】
前記一体ボディサイド構造フレームを形成するため、前記複合ブランクを変形するステップは、前記複合ブランクを熱間成形することを備える、請求項１〜１１のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【請求項１３】
複数の前記ブランクは、異なる材料及び／又は異なる厚みを備える、請求項１〜１２のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の方法により得られるような、一体ボディサイド構造フレーム。
【請求項１５】
前記一体ボディサイド構造フレームは、異なる引張強度を有する領域を備えており、
異なる引張強度を有する前記領域は、異なる微細構造を有する、請求項１４に記載の一体ボディサイド構造フレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１８年６月２５日に提出された欧州特許出願１８３８２４６７．１号の利益と権利を主張する。
【０００２】
本発明は、車両のボディサイド構造フレーム、及び車両のボディサイド構造フレームを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
自動車のような車両は、車両の耐用期間中、車両が受け得る、すべての荷重に耐える構造骨格を含む。構造骨格はまた、例えば他の自動車又は障害物と接触する場合、衝撃に耐え、且つ衝撃を吸収するように形成されている。
【０００４】
車両、例えば自動車の構造骨格は、この点で、バンパー、ピラー（Ａピラー、Ｂピラー、Ｃピラー、Ｄピラー）、サイドインパクトビーム、ロッカー又はシル、ヒンジピラー、及びショックアブソーバを含んでもよい。ボディサイド構造フレームは、一般的に、ロッカーパネル、ヒンジピラー、Ａピラー、及びＢピラーを備える。ボディサイド構造フレームはまた、ＣピラーとＤピラーを備える。
【０００５】
一部の例において、ボディサイド構造フレームは、複数の構造部品をドア周りで繋げる、例えば、予め形成されたＢピラーの下部を予め形成されたロッカーに、Ｂピラーの上部を予め形成されたＡピラー及び／又はＣピラーに、予め形成されたヒンジピラーの下部をロッカーに、またヒンジピラーの上部をＡピラー及び／又はＣピラーに繋げることにより形成され得る。
【０００６】
そのような構造部材は、互いに接合される１つ以上のプレートにより形成され得る。例えば、Ｂピラーは、中央補強Ｂピラー、内側プレート、及び一部の例における外側プレートにより形成され得る。中央補強部、内側プレート、及び外側プレートは、それぞれのサイドフランジにおいて接合され得る。Ｂピラー、Ａピラー、Ｃピラー、及び他の構造部材は、ボディサイド構造フレームを形成するように接合するため、例えば単一のサプライヤ、又は異なるサプライヤにより、車両メーカーに供給され得る。
【０００７】
他の例において、ボディサイド構造フレームは、一体構造として形成され、車両メーカーに供給され得る。この態様によれば、ボディサイド構造フレームは、例えば熱間成形又は冷間成形により、複合ブランクを形成して成形するため、異なるブランクを接合する、例えば溶接することにより、形成され得る。
【０００８】
米国公開特許２００６／００９７５４９号において、この種類の一体ボディサイド構造フレーム、及び該一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法の例を示す。この明細書は、底部シル部材、ルーフパネル部、及び該シル部材と該ルーフパネル部の間において伸びる複数のピラーを含む自動車のサイドパネルを示す。この明細書のシル部材は、ピラーとルーフパネル部を用いて、高強度鋼から形成されるシートメタルブランクから単一構造を形成し、少なくとも１つの範囲を有する。この範囲は、部分的に硬くなり、自動車の衝突時、増加した荷重を受ける。
【０００９】
複合ブランクを形成するように異なるブランクを溶接すること、及び該複合ブランクを成形することは、一般的に、テーラー溶接ブランク（ＴＷＢ）と呼称される。異なる厚み、大きさ、材料、又は特性のブランクが、構造要件を順守する一方、構成要素の重量を最小化するため、複合ブランクを形成するように接合され得る。これらのブランクは、「端部同士で」（「突合せ継手」で）溶接される。
【００１０】
これらのテーラードブランクは、一般的に、熱間鍛造されるように形成され、その後、自動車部品、例えばボディサイド構造フレームを形成するように製造される。一方、そのようなテーラードブランクはまた、冷間成形されるように形成され得る。熱間成形ダイクエンチ（ＨＦＤＱ）は、少なくとも１０００ＭＰａ、好ましくは約１５００ＭＰａ、又は最大で２０００ＭＰａ、若しくはそれ以上の引張強度を有する超高強度鋼（ＵＨＳＳ）の特性を備える打ち抜き部品を形成するため、ボロン鋼のシートを用いる。
【００１１】
熱間鍛造工程において用いられる鋼の例は２２ＭｎＢ５鋼である。２２ＭｎＢ５鋼は、フェライト−パーライト相で供給される。機械的特性は、この構造に関する。加熱後、ブランクは熱間成形され、焼き入れされる。この工程はプレス硬化として知られている。そのような工程により、主要なマルテンサイト構造が形成され得る。結果として、最終的な引張強度と降伏力が著しく増加する。
【００１２】
Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）１５００Ｐは２２ＭｎＢ５鋼の例である。Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）の組成は以下の重量割合でまとめられる。（残りは鉄（Ｆｅ）と不可避の不純物である。）
【００１３】
【表１】
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【００１４】
Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）１５００Ｐは、例えば１１００ＭＰａの降伏強度、及び１５００ＭＰａの最大引張強度を有してもよい。
【００１５】
Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）２０００は、より大きな強度を有する別のボロン鋼である。Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）２０００の降伏強度は１４００ＭＰａでもよい。また、最大引張強度は１８００ＭＰａより大きくてもよい。Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）２０００の組成は、重量に対して最大０．３７％の炭素、最大１．４％のマンガン、最大０．７％のシリコン、及び最大０．００５％のホウ素を含む。
【００１６】
様々な他のＵＨＳＳの鋼組成も、自動車産業に用いられ得る。特に、欧州公開特許２７３５６２０号に記載されている鋼の組成が適切であるとみなされてもよい。特に、欧州公開特許２７３５６２０号の表１、及び段落００１６〜００２１が参照される。また、段落００６７〜００７９も考慮される。
【００１７】
一部の例において、ＵＨＳＳのブランクは、重量に対して約０．２２％の炭素、１．２％のシリコン、及び２．２％のマンガンを含んでもよい。
【００１８】
一部の他の例において、ＵＨＳＳのブランクは、重量に対して０．１７〜０．２３％の炭素、最大２．５％のマンガン、最大０．５％のシリコン、及び０．００２〜０．００５％のボロンを含んでもよい。
【００１９】
熱間鍛造に用いられる別の材料はＤｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）５００である。Ｄｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）５００は、より大きな延性を有する鋼材料である。また、これらの鋼材料は、衝撃中のエネルギーを吸収するために有効であってもよい。Ｄｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）５００の降伏強度は４００ＭＰａ以上でもよい。また、最大引張強度は５５０ＭＰａ以上でもよい。
【００２０】
Ｄｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）５００の組成は、最大０．１％の炭素、最大１．３％のマンガン、最大０．５％のシリコン、及び最大０．００１％のホウ素を含む。
【００２１】
Ｄｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）１０００は、Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）１５００及びＵｓｉｂｏｒ（登録商標）２０００に比べて伸びを増加するため、熱間鍛造に用いられる別の材料である。Ｄｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）１０００の降伏強度は８００ＭＰａ以上でもよい。また、最大引張強度は１０００ＭＰａ以上でもよい。Ｄｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）１０００の組成は、最大０．１２％の炭素、最大２％のマンガン、最大０．７５％のシリコン、及び最大０．００５％のホウ素を含む。
【００２２】
成形工程における脱炭とスケール形成、及び腐食と酸化のダメージを防ぐため、これらの組成のいずれかの鋼（例えば、Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）及び上述の他の組成のような２２ＭｎＢ５鋼）がコーティングと共に提示される。このコーティングは、例えばアルミニウム−シリコン（ＡｌＳｉ）コーティング、又は亜鉛若しくは亜鉛合金を主に有するコーティングでもよい。
【００２３】
一方、アルミニウム−シリコンコーティングは、溶接挙動に関して重大な欠点を有する。アルミニウム−シリコンコーティングを有するブランクが、テーラー溶接ブランク（ＴＷＢ）を形成するため、別の手段を用いずに溶接されるとき、コーティングのアルミニウムが溶接領域の中に入り得る。これにより、結果として得られる構成部品の機械的特性の重大な悪化を生じて、溶接領域における破断の可能性を増加し得る。
【００２４】
これらの問題を克服するため、レーザアブレーションにより、溶接範囲に近い領域におけるコーティングの一部を取り除くことが知られている。この方法は、追加のステップが（テーラード又は複合）ブランクと構成部品の製造に対して必要であり、この追加のステップが、工程の反復性にも関わらず、廃棄されることになる多くの部分を含む複雑な品質の工程を必要とするという不利な点を有する。この不利な点は、溶接ステップのコストの増加を伴い、産業における技術競争力を制限する。
【００２５】
先行技術において、コーティングのアブレーションステップを避けるための他の方法が開発されている。一方、そのような方法は、アルミニウムが溶接範囲全体にあることを防ぐため、追加の粉末又はワイヤの使用を必要とする。
【００２６】
一体ボディサイド構造フレームを形成した後、一体ボディサイド構造フレームは、車両の構造骨格の残存部分、例えばＡピラー、Ｂピラー、Ｃピラー、ヒンジピラー、及びロッカーの内の少なくとも１つの内側プレートに接合され得る、例えば溶接され得る。例えば、一体ボディサイド構造フレームの下部は、ロッカーの内側プレートの下部フランジに繋げられ得る。また、一体ボディサイド構造フレームの上部は、Ａピラー及び／又はＣピラーの内側プレートの上部フランジに繋げられ得る。したがって、この方法で形成される一体ボディサイド構造フレームは、「外側」パネルに対応し得る。この「外側」パネルは、Ａピラーの内側プレート、Ｂピラーの内側プレート、Ｃピラーの内側プレート、ヒンジピラーの内側プレート、及び／又はロッカーの内側プレートにより補われ得る。
【００２７】
一方、この方法により、Ａピラーの一部は完全に閉じない。Ａピラーの内側パネルの下部フランジと一体ボディサイド構造フレームは、全体の長さに沿って組み合わさらない。すなわち、隙間がＡピラーの一部にある。この隙間は、実質的にＢピラーの後方、特にＢピラーの中心部の後方に配置されているＡピラーの領域において、すなわちＢピラーのＵ字部に対応する領域において生じ得る。同様に、ロッカーとボディサイド構造フレームの内側パネルの上部フランジは、ロッカーの全体の長さに沿って接しない。これは、実質的にＢピラー及び／又はヒンジピラーの後方に配置されているロッカーの領域において起こり得る。したがって、ロッカーの一部は完全に閉じなくてもよい。
【００２８】
これらの態様によれば、完全に閉じていないＡピラー及び／又はロッカーの一部がある。すなわち、Ａピラー及び／又はロッカーは、それぞれの内側プレートと共に、閉じた部分を形成しない。したがって、そのような部分は、内側パネルと外側パネルが、全体の長さに沿って、上側フランジと下側フランジの両方を介して溶接される解決法に比べると、小さな強度を有することがある。すなわち、そのような部分において、ピラーとロッカーは、まず変形されて、車両の構造骨格の残存部分に取り付けられる。小さな強度を有するそのような部分により、衝突時における車両の構造的挙動の減少をもたらし得る。一方、ドアに関する、サイド構造フレームの良好な機能的挙動を確実にするため、またボディサイド構造フレームの幾何学的環境の特性により、サイド構造フレームと１つ（又は複数）の内側プレートとの間に、例えばボディサイド構造フレームのラバーシールの適切な位置を同時に保証する、全体部分に沿って完全に閉じた部分を設けることが難しいことがある。
【００２９】
本発明は、上述の不利な点の一部を少なくとも部分的に解決するシステムと方法の例を提供する。
【発明の概要】
【００３０】
第１の態様において、車両の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法が提供されている。この方法は、複数のブランクを供給するステップと、複合ブランクを形成するため、ブランクを互いに接合するステップとを備える。このブランクを接合するステップは、少なくとも２つのブランクを部分的に重複させることにより、１つ以上の重複範囲を形成することを含む。また、上記方法は、一体ボディサイド構造フレームを形成するため、複合ブランクを変形するステップを備える。この一体ボディサイド構造フレームは、下方ビーム部、上方ビーム部、下方ビーム部を上方ビーム部に繋げるフロントピラー部、及び下方ビーム部を上方ビーム部に繋げるリアピラー部を含む。
【００３１】
この態様によれば、一体ボディサイド構造フレームの一部の領域の厚みが増加する。したがって、一体ボディサイド構造フレームの強度も増加し得る。重複が、要求される領域に正確に形成されるため、１つ以上の重複範囲における厚みの増加により、１つのブランクの全体の厚みが増加する解決法に比べて、一体ボディサイド構造フレームの全体の重さ、及び溶接線の数を減らし得る。
【００３２】
この発明において、部分的に重複する２つのブランクは、２つのブランクの一部だけが重複することを示す。
【００３３】
下方ビーム部はロッカー部でもよい。上方ビーム部は、車両のルーフと並行に伸び得る。フロントピラー部とリアピラー部は、下方ビーム部から上方ビーム部に向けて実質的に垂直に伸び得る。したがって、一体ボディサイド構造フレームは、フロントドア開口部及び／又はリアドア開口部のドア開口部、及び／又はリアドア開口部とフロントドア開口部の両方を含むドア開口部を形成し得る。また、そのような一体ボディサイド構造フレームは、「ワンピースドアリング」又は「一体ドアリング」と呼称される。
【００３４】
この発明において、ロッカー、Ａピラー、Ｂピラー、Ｃピラー、及びヒンジピラーは、以下のように説明される。ロッカー又はシルは、実質的に水平方向に配置されている構成要素であり、車両のリア部品からフロント部品に向けて、ドア開口部より下方で伸びる。Ｂピラーは、垂直に配置されている構成要素であり、車両のフロアからルーフに向けて伸びる。Ｂピラーは、車両の中心領域に配置されており、フロントドア開口部とリアドア開口部を一般的に隔てる。ヒンジピラーは、車両のフロアからエンジンフード又はウインドスクリーンに向けて実質的に伸びる垂直なボディである。フロントドアのヒンジは、一般的に、ヒンジピラーに取り付けられる。Ａピラーは、ドア開口部の上部領域において、ルーフパネルの一部及びフロントウインドスクリーンの一部と実質的に平行に伸びる弓形のボディである。Ａピラーは、Ｂピラーの上部からヒンジピラーの上部に向けて伸びる。一部の構成において、Ａピラーは、Ｂピラーより下方で伸び得る。Ｃピラーは、車両のリアドアより後方にある構造であり、ロッカー部から上方に伸びる。一部の実施例において、Ｃピラーは、（ＡピラーがＢピラーより下方で伸びる場合、）ロッカーからＡピラーに向けて実質的に垂直方向に伸び得る。他の実施例において、Ｃピラーは、Ｂピラーに合うように、ルーフパネルの一部及びリアドア開口部の上部領域と実質的に平行に伸びる実質的に垂直な部分と弓形の部分を備える。
【００３５】
一部の実施例において、Ｂピラー、Ａピラー、ヒンジピラー、及びロッカーは、ドアフレームを形成し得る。したがって、フロントドア開口部に対する一体ボディサイド構造フレームが形成され得る。
【００３６】
他の実施例において、一体ボディサイド構造フレームは、Ｂピラーの下部をロッカーに、Ｂピラーの上部をＣピラーの上部に、及びＣピラーの下部をロッカーに繋げることにより、形成され得る。したがって、リアドア開口部に対するフレームが形成され得る。
【００３７】
別の実施例において、一体ボディサイド構造フレームは、車両のフロントドア開口部とリアドア開口部を囲み得る。これらの実施例において、ロッカーは、ヒンジピラー及びＣピラーに繋げられ得る。一方、Ａピラーは、ヒンジピラーをＣピラーに繋げ得る。これらの実施例の一部において、一体ボディサイド構造フレームはまた、Ｂピラーを備える。
【００３８】
これらのすべての実施例において、一体ボディサイド構造フレームは外側フレームであってもよい。したがって、一体外側ボディサイド構造フレームは、車両の構造の残存部分に接合され得る。代替として、一体ボディサイド構造フレームは内側フレームであってもよい。そのような一体内側フレームは外側フレームに接合され得る。
【００３９】
ボディサイド構造フレームは、一体構造として形成されるとき、単一の構造であるため、異なるピラーの間の境界が不明確である。したがって、本明細書において、符号が、Ｂピラー、Ａピラー、Ｃピラーなどを形成するとみなされる一体構造の部分を示すように、Ｂピラー「部」、Ａピラー「部」、Ｃピラー「部」などに形成される。
【００４０】
ビーム部とピラー部の間の遷移部は、ピラー部がビーム部に合う領域、すなわち実質的に水平に形成されているボディから実質的に垂直なボディに変化する領域である。
【００４１】
したがって、Ｂピラー部とロッカー部の間の遷移部は、Ｂピラー部がロッカー部に合う領域、すなわち実質的に水平に形成されているボディから実質的に垂直なボディに変化する領域である。Ａピラー部とＢピラー部の間の遷移部、Ａピラー部とヒンジピラー部の間の遷移部、及びヒンジピラー部とロッカー部の間の遷移部が、同様に形成され得る。類似的に、Ｃピラー部とＡピラー部の間の遷移部、Ｃピラー部とＢピラー部の間の遷移部、及びＣピラー部とロッカー部の間の遷移部も、形成され得る。
【００４２】
１つ以上の重複範囲が、材料の減少と強度の減少を防ぐように形成され得る。この材料の減少と強度の減少は、構造用部品が、まず形成されて、ボディサイド構造フレームを形成するように接合される解決法に比べると、一体ボディサイド構造フレームの一部において起こり得る。
【００４３】
一部の実施例において、重複範囲の少なくとも１つは、ビーム部、例えば下方ビーム部又は上方ビーム部と、ピラー部、例えば一体構造フレームのフロントピラー部又はリアピラー部との間の遷移部に実質的に対応してもよい。これは、１つの重複範囲が、リアピラー部、例えばＢピラー部若しくはＣピラー部と、下方ビーム部、例えばロッカー部との間の遷移部、リアピラー部と上方ビーム部との間の遷移部、フロントピラー部、例えばヒンジピラー部若しくはＢピラー部と下方ビーム部との間の遷移部、又はフロントピラー部と上方ビーム部との間の遷移部に対応し得ることを示す。
【００４４】
代替として、又は追加として、重複が、大きな荷重が予想される位置に形成され得る。例えば、重複が、ビーム部及び／又はピラー部内に形成され得る。これらの実施例の一部において、重複範囲の少なくとも１つは、上方ビーム部内に、例えばＡピラー部又はＣピラー部内に形成され得る。
【００４５】
一部の実施例において、ブランクを互いに接合することは、重複範囲においてブランクを互いに溶接することを備えてもよい。重複範囲においてブランクを互いに接合することにより、溶接範囲に近い領域におけるコーティングの一部を取り除くこと、又は粉末材料若しくはワイヤ材料を用いることは、必要でない。したがって、製造工程の効率は向上し得る。そのため、コストは減少し得る。選択的に、これらのブランクの溶接はスポット溶接を備えてもよい。他の実施例において、代替の溶接技術、例えばリモートレーザ溶接が用いられてもよい。別の実施例において、ブランクは、他の適切な方法、例えば接着剤により、接合され得る。
【００４６】
一部の実施例において、一体ボディサイド構造フレームはフロントフレームであってもよい。これらの実施例において、下方ビーム部はロッカー部を備えてもよい。上方ビーム部はＡピラー部を備えてもよい。フロントピラー部はヒンジピラー部を備えてもよい。リアピラー部はＢピラー部を備えてもよい。
【００４７】
１つ以上の重複範囲が、横からの衝突時、大きな荷重を受ける一体サイド構造フレームの範囲、例えばＢピラーとロッカーとの間の遷移部、及び／又はＢピラーとＡピラーとの間の遷移部に形成され得る。
【００４８】
これらの実施例の一部において、重複範囲の１つが、ロッカー部とＢピラー部との間の遷移部、すなわち実質的に水平な構成から実質的に垂直な構成に変化する領域に実質的に対応してもよい。このように、ロッカーの内側プレートとＢピラーのＵ字部の底部との間において形成される隙間により生じる強度の損失は、重複範囲によりもたらされる厚みの増加により補われてもよい。したがって、ロッカー部からＢピラー部に向けて伸びる一体ボディサイド構造フレームの一部は補強される。
【００４９】
代替として、又は追加として、重複範囲の１つが、Ｂピラー部とＡピラー部との間の遷移部に実質的に対応してもよい。結果として、Ｂピラー部からＡピラー部に向けて伸びる一体ボディサイド構造フレームの一部は補強される。
【００５０】
一部の実施例において、重複範囲の１つが、Ａピラー部とヒンジピラー部との間の遷移部に実質的に対応してもよい。そのような重複範囲は、特にヒンジ部からＡピラー部に向けて伸びる部分において、さらなる剛性を構造フレームに与え得る。
【００５１】
また、重複範囲の１つが、ロッカー部とヒンジ部との間の遷移部に実質的に対応してもよい。
【００５２】
追加として、又は代替として、重複範囲の１つが、Ａピラー部内に形成され得る。
【００５３】
一体ボディサイド構造フレームは複数の重複範囲を備えてもよい。例えば、Ｂピラー部は、Ｂピラー部の下部、すなわちロッカー部とＢピラー部との間の遷移部に形成されている１つの重複範囲、及びＢピラー部の上部、すなわちＢピラーとＡピラーの間の遷移部に形成されている別の重複範囲を備えてもよい。したがって、Ｂピラー部と一体ボディサイド構造フレーム全体の剛性が増加し得る。
【００５４】
一部の別の実施例において、一体ボディサイド構造フレームはリアフレームであってもよい。これらの実施例において、フロントピラー部はＢピラー部を備える。下方ビーム部はロッカー部を備えてもよい。上方ビーム部とリアピラー部は、ロッカー部からＢピラー部に向けて伸びるＣピラー部を備えてもよい。
【００５５】
これらの実施例の一部において、重複範囲の１つが、ロッカー部とＢピラー部との間の遷移部に実質的に対応してもよい。
【００５６】
代替として、又は追加として、重複範囲の１つが、Ｂピラー部とＣピラー部との間の遷移部に実質的に対応してもよい。
【００５７】
別の実施例において、重複範囲の１つが、Ｃピラー部とロッカー部との間の遷移部に実質的に対応してもよい。
【００５８】
一部の他の実施例において、一体ボディサイド構造フレームは、車両のフロントドア及びリアドアの両方に対する単一の開口部を囲むフレームであってもよい。これらの実施例において、下方ビーム部はロッカー部を備えてもよい。フロントピラー部はヒンジピラー部を備えてもよい。リアピラー部はＣピラー部を備えてもよい。上方ビーム部はＡピラー部を備えてもよい。したがって、Ａピラー部はヒンジピラー部からＣピラー部に向けて伸び得る。また、Ｃピラー部はロッカー部からＡピラー部に向けて伸び得る。
【００５９】
この発明において、Ｂピラーとロッカーの重複範囲は、Ｂピラー部とロッカー部の間の遷移部に実質的に対応する、又は設けられる重複範囲として解釈される。ＡピラーとＢピラーの重複範囲は、Ａピラー部とＢピラー部の間の遷移部に実質的に対応する、又は設けられる重複範囲として解釈される。Ａピラーとヒンジの重複範囲は、Ａピラー部とヒンジピラー部の間の遷移部に実質的に対応する、又は設けられる重複範囲として解釈される。ヒンジとロッカーの重複範囲は、ヒンジピラー部とロッカー部の間の遷移部に実質的に対応する、又は設けられる重複範囲として解釈される。Ｃピラーとロッカーの重複範囲は、Ｃピラー部とロッカー部の間の遷移部に実質的に対応する、又は設けられる重複範囲として解釈される。ＣピラーとＢピラーの重複範囲は、Ｃピラー部とＢピラー部の間の遷移部に実質的に対応する、又は設けられる重複範囲として解釈される。ＣピラーとＡピラーの重複範囲は、Ｃピラー部とＡピラー部の間の遷移部に実質的に対応する、又は設けられる重複範囲として解釈される。Ｂピラーの重複範囲は、Ｂピラー部内に形成されている重複範囲として解釈される。Ａピラーの重複範囲は、Ａピラー部内に形成されている重複範囲として解釈される。Ｃピラーの重複範囲は、Ｃピラー部内に形成されている重複範囲として解釈される。
【００６０】
この発明において、重複範囲の長さは、重複範囲の一部であるビーム部、例えばＡピラー部又はロッカー部の長手方向の軸に沿った距離として解釈される。重複範囲の一部であるビーム部の長手方向の軸は、車両の長手方向の軸、すなわちリア部からフロント部に向かう軸に対応し得る。重複範囲の高さは、重複範囲の長さに対して実質的に垂直であり、重複範囲の一部であるフロントピラー部又はリアピラー部の長手方向の軸、例えばＢピラー部、ヒンジピラー部、又はＣピラー部の長手方向の軸に沿った距離として解釈される。重複範囲の高さは、車両の垂直軸、すなわちフロアからルーフに向かう軸に実質的に対応し得る。重複範囲の長さ及び／又は高さは重複範囲に沿って変化し得る。
【００６１】
Ｂピラーとロッカーの重複範囲は、２０〜６００ｍｍ、好ましくは１００〜５００ｍｍ、さらに好ましくは２００〜４００ｍｍの長さ（ロッカーの長手方向の軸に沿った距離）を有してもよい。また、高さ（Ｂピラーの長手方向の軸に沿った距離）は、２０〜６００ｍｍ、好ましくは１００〜５００ｍｍ、さらに好ましくは２００〜４００ｍｍであってもよい。Ｃピラーとロッカーの重複範囲、ヒンジとロッカーの重複範囲、及びＡピラーとＢピラーの重複範囲は、Ｂピラーとロッカーの重複範囲と同様の大きさを有してもよい。
【００６２】
Ａピラーとヒンジの重複範囲の長さ（Ａピラー部の長手方向の軸に沿った距離）は、２０〜６００ｍｍ、好ましくは４０〜４００ｍｍであってもよい。また、高さ（ヒンジピラー部の長手方向の軸に沿った距離）は、２０〜６００ｍｍ、好ましくは４０〜３００ｍｍであってもよい。ＣピラーとＡピラーの重複範囲の長さ（Ａピラー部の長手方向の軸に沿った距離）及び高さ（ヒンジピラー部の長手方向の軸に沿った距離）は、Ａピラーとヒンジの重複範囲の長さ及び高さと同様であってもよい。
【００６３】
Ａピラーの重複範囲は、２０〜６００ｍｍ、好ましくは４０〜４００ｍｍの長さ（Ａピラー部の長手方向の軸に沿った距離）、及び２０〜６００ｍｍ、好ましくは４０〜４００ｍｍの高さ（長さに対して垂直な距離）を有してもよい。
【００６４】
Ｂピラーの重複範囲は、２０〜６００ｍｍ、好ましくは４０〜３００ｍｍの高さ（Ｂピラー部の長手方向の軸に沿った距離）、及び２０〜４００ｍｍ、好ましくは４０〜２００ｍｍの長さ（Ｂピラー部の長手方向の軸に対して垂直な距離）を有してもよい。
【００６５】
Ｃピラーの重複範囲は、２０〜６００ｍｍ、好ましくは４０〜３００ｍｍの長さ（Ｃピラー部の長手方向の軸に沿った距離）、及び２０〜４００ｍｍ、好ましくは４０〜２００ｍｍの高さ（長さに対して垂直な距離）を有してもよい。
【００６６】
一体ボディサイド構造フレームは、複数のブランクを接合することにより形成される。少なくとも２つのブランクが、重複範囲の１つにより、互いに接合される。したがって、一体ボディサイド構造フレームは、少なくとも２つのブランク、例えば４つのブランクを備える。
【００６７】
一部の実施例において、各部は複数のブランクを含んでもよい。例えば、Ｂピラー部は２つ又は３つのブランクにより形成され得る。
【００６８】
単一ボディサイド構造フレームは、重複範囲を有する最小２つのブランクの間に接合部を備えてもよい。２つのブランクの間における重複範囲を有する接合部は、スポット溶接、又は他の溶接技術、若しくは他の接合技術により溶接され得る。一体ボディサイド構造フレームを形成するため、重複範囲において２つのブランクを溶接することにより、溶接工程の生産性を向上させ得る。したがって、例えば突合せ継手溶接の構成において、ブランクが重複範囲を介して溶接されないとき、形成されるブランクの間の寸法的な隙間は防がれ得る。したがって、重複範囲を有する接合部により、ブランクの異なる公差を吸収することを助け得る。
【００６９】
一部の実施例において、一体ボディサイド構造フレームは、重複範囲を有する２つのブランクの間に接合部を、また端部同士の構成、例えば正方形突合せ継手を有する別の接合部を備えてもよい。
【００７０】
一部の実施例において、一体ボディサイド構造フレームを形成するため、複合ブランクを変形することは、複合ブランクの熱間成形を備える。ブランクの少なくとも一部は、超高強度鋼（ＵＨＳＳ）から形成され得る。ボロン鋼、例えば２２ＭｎＢ５又は上述の他の鋼の組成が、適切なＵＨＳＳであってもよい。これらのブランク、例えばボロン鋼のブランクは、アルミニウムシリコンコーティング又は亜鉛コーティングを備えてもよい。
【００７１】
一部の実施例において、熱間成形は、オーステナイト化温度よりも大きく、複合ブランクを加熱すること、例えば４００〜６００℃の温度まで複合ブランクを冷却すること、及び一体ボディサイド構造フレームを形成するため、複合ブランクを形成することを備えてもよい。一部の実施例において、この形成は、複数の形成ステップを備えてもよい。これらの形成ステップは、例えば成形、トリミング、又は切断を備え、また単一の多段プレスにおいて行われ得る。複数の形成ステップを備える形成の例は、米国登録特許９，４９２，８５９号及び国際公開特許２０１６１４２３６７号に示し得る。
【００７２】
代替として、複合ブランクは、冷間成形により変形され得る。高強度鋼又は超高強度鋼は、冷間成形により一体ボディサイド構造フレームを形成するため、用いられ得る。
【００７３】
複合を形成する複数のブランクは、異なる材料及び／又は厚みを備えてもよい。例えば、Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）（例えばＵｓｉｂｏｒ（登録商標）１５００又はＵｓｉｂｏｒ（登録商標）２０００）のブランク、及びＤｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）（例えばＤｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）５００又はＤｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）１０００）のブランク又はブランクの一部が用いられ得る。熱間成形工程において、これらの種類の材料を用いることにより、主にマルテンサイト構造をＵｓｉｂｏｒ（登録商標）部に、また主にフェライト−パーライト構造をＤｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）部にもたらす。これらの態様によれば、一体ボディサイド構造フレームの特性は調整され得る。
【００７４】
別の態様によれば、本明細書のいずれかの実施例に記載の方法により得られる一体ボディサイド構造フレームが提供される。
【００７５】
一部の実施例において、一体ボディサイド構造フレームは、本明細書のいずれかの実施例に記載の異なる引張強度を有する領域を備えてもよい。これらの実施例の一部において、異なる引張強度を有する領域は、異なる微細構造を有してもよい。
【００７６】
一部の実施例において、ブランクの少なくとも１つは、異なる引張強度を有する領域を備えてもよい。ブランクは、異なる引張強度を有する２つの異なる材料から構成され得る。より小さな引張強度を有する領域の延性は適切に大きくなる。したがって、衝突時におけるエネルギー吸収が増加し得る。
【００７７】
代替として、異なる引張強度を有するこれらの領域は、異なる微細構造を有してもよい。異なる微細構造は、熱間成形された一体ボディサイド構造フレームに形成され得る。これらの微細構造は、オーステナイト化温度よりも大きく、複合ブランクを加熱することにより、またボディサイド構造フレームを形成するため、複合ブランクの成形中、複合ブランクの冷却を制御することにより、形成され得る。複合ブランクの異なる領域の冷却は、加熱器と共に成形ツールの範囲を与えることにより、制御され得る。したがって、一体ボディサイド構造フレームは、主にマルテンサイト構造を有する範囲、及びフェライト、パーライト、ベイナイト、又はこれらの組み合わせを有する範囲を備える。代替として、異なる微細構造は、例えばレーザ光を用いて、一体ボディサイド構造フレームの一部を部分的に加熱することにより、形成され得る。この一体ボディサイド構造フレームは、主にマルテンサイト構造を、フェライト、及び／又はパーライト、及び／又はベイナイト、及び／又は焼き戻しマルテンサイト、及びこれらの組み合わせを含む構造に変えるため、プレス硬化される。主にマルテンサイト構造の引張強度は、１４００ＭＰａ、好ましくは１５００ＭＰａより大きくてもよい。一方、より小さな強度を有する領域は、１０００ＭＰａ、好ましくは８００ＭＰａ未満、例えば５００〜８００ＭＰａの引張強度を有してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
本発明の非限定的な実施例が、添付された図面を参照して以下に説明される。
【図１】図１は、従来技術に記載されている、車両の一体ボディサイド構造フレームの実施例を示す。
【図２】図２は、図１の一体ボディサイド構造フレームの線Ａ−Ａ’に沿った断面図を示す。
【図３】図３は、車両の一体ボディサイド構造フレームの実施例を示す。
【図４】図４は、図３の一体ボディサイド構造フレームの線Ａ−Ａ’に沿った断面図を示す。
【図５】図５は、図３の一体ボディサイド構造フレームを形成するため、変形される前の複合ブランクを示す。
【図６Ａ】図６Ａは、車両の一体ボディサイド構造フレームの別の実施例を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、車両の一体ボディサイド構造フレームの別の実施例を示す。
【図７】図７は、車両の一体ボディサイド構造フレームの別の実施例を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、Ａピラープレート及びロッカープレートに接合される一体ボディサイド構造フレームの実施例を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、Ａピラープレート及びロッカープレートに接合される一体ボディサイド構造フレームの実施例を示す。
【図９】図９は、車両の一体ボディサイド構造フレームの別の実施例を示す。
【図１０】図１０は、車両の一体ボディサイド構造フレームの別の実施例を示す。
【図１１】図１１は、車両の一体ボディサイド構造フレームの別の実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００７９】
これらの図において、同じ符号が、対応する要素を示すため、用いられる。
【００８０】
図１は、従来技術に記載されている、車両の一体ボディサイド構造フレーム１の実施例を示す。ボディサイド構造フレーム１は、ロッカー部３、Ａピラー部５、ロッカー部３をＡピラー部５に繋げるヒンジピラー部４、及びロッカー部３をＡピラー部５に繋げるＢピラー部２を備える。ヒンジピラー部４は車両の前方部に配置される。一方、Ｂピラーは、車両の長手方向の軸に関して、中央部に配置される。
【００８１】
ボディサイド構造フレーム１は、２つのブランク、すなわち第１ブランク１０と第２ブランク２０から形成される。ブランクは、レーザ溶接線１９に沿った溶接により互いに接合される。ブランクは、「端部同士で」、例えば正方形突合せ継手で溶接される。ブランクは、複合ブランクを形成するため、まず溶接される。この複合ブランクは、一体ボディサイド構造フレーム１を形成するため、変形される。したがって、第１ブランク１０と第２ブランク２０は、複合成形工程において、予め取り付けられて、同時に変形される。
【００８２】
図１に示していないが、一体ボディサイド構造フレーム１が、車両の構造骨格の残存部分に接合されることが分かる。図１において、ロッカー部３が、（図１に示していない）車両のロッカーの内側プレートに接合される。また、Ａピラー部５が、（図１に示していない）車両のＡピラーの内側プレートに接合される。
【００８３】
図２は、ロッカーとＡピラーの内側プレートを含む、図１の一体ボディサイド構造フレーム１の線Ａ−Ａ’に沿った断面図を示す。一体ボディサイド構造フレーム１は、Ａピラーの内側プレート７０、及びロッカーの内側プレート６０に接合される。
【００８４】
Ａピラーの内側プレート７０は下部フランジ７１と上部フランジ７２を備える。一体ボディサイド構造フレーム、特にＡピラー部５は、上部フランジ７２を介して、Ａピラーの内側プレート７０に繋がる。上述のように、Ａピラーの下部フランジ７１は、ボディサイド構造フレーム１のＡピラー部５と完全に合致しない。すなわち、隙間が下部フランジ７１とボディサイド構造フレーム１との間にある。そのような隙間は、衝突時、構造的挙動に関して弱点を示し得る。
【００８５】
ロッカーの内側プレート６０は下部フランジ６１と上部フランジ６２を備える。ボディサイド構造フレームは、下部フランジ６１を介して、ロッカーの内側プレート６０に接続される。Ａピラー部５に対するＡピラーの内側プレート７０の繋がりと同様に、ロッカーの内側プレート６０は、ボディサイド構造フレーム１のロッカー部３と完全に合致しない。また、この隙間は構造的弱点であってもよい。
【００８６】
図１及び２の一体ボディサイド構造フレームのブランクは端部同士で溶接される。また、重複範囲が形成されない。
【００８７】
図３は、車両に対する一体ボディサイド構造フレーム１の実施例を示す。この実施例において、図３のボディサイド構造フレーム１はフロントフレームである。ボディサイド構造フレームは一体構造を有する。下方ビーム部はロッカー部３を備える。上方ビーム部はＡピラー部５を備える。フロントビーム部は、ロッカー部３をＡピラー部５に繋げるヒンジピラー部４を備える。リアビーム部は、ロッカー部３をＡピラー部５に繋げるＢピラー部２を備える。Ｂピラー部は、２つの横フランジを有するＵ字部を備えてもよい。
【００８８】
図３の一体ボディサイド構造フレーム１は、２つのブランク、すなわち複合ブランクを形成し、互いに接合される第１ブランク１０と第２ブランク２０から形成される。この複合ブランクは、一体ボディサイド構造フレーム１を形成するため、変形される。第１ブランク１０と第２ブランクは、重複範囲１１において部分的に重複する。すなわち、第１ブランクの一部と第２ブランクの一部だけが重複する。
【００８９】
図３の実施例において、第１ブランク１０と第２ブランク２０は、重複範囲１１を介してスポット溶接される。この特定の実施例において、重複範囲１１は第１ブランク１０の下部に配置される。第１ブランク１０の上部は、レーザ溶接線１９を介して、第２ブランク２０にレーザ溶接される。第１ブランク１０の上部を第２ブランク２０にレーザ溶接することは、コーティングの効果を抑えるため、ブランクのコーティングを取り除く、又は粉末若しくはワイヤを用いるステップを含んでもよい。コーティングとブランクの基材を混ぜるため、例えば溶接範囲に作用するレーザ光を振動させる、又は溶接範囲に磁場を作用させるような、コーティングの悪影響を抑えるための他の方法が、重複のない接合部に用いられ得る。
【００９０】
この実施例において、所定のブランク、すなわち第１ブランク１０は、Ｂピラー部２の少なくとも一部を含んでもよい。また、別のブランクは、ボディサイド構造フレームの残存部分を含んでもよい。例えば、第２ブランク２０は、ロッカー部３、ヒンジ部４、及びＡピラー部５の少なくとも一部を含んでもよい。したがって、Ｂピラーに実質的に対応する第１ブランクは、実質的に細長い形状を有してもよい。そのような形状により、ブランクを形成し、くずを最小化するため、コイルの材料の使用を最適化することを助け得る。
【００９１】
この実施例において、重複範囲１１は、ロッカー部３とＢピラー部２との間の遷移部に実質的に形成され得る。この重複範囲は、Ｂピラーとロッカーの重複範囲１１と呼称され得る。
【００９２】
別の実施例において、１つ以上の重複範囲が、追加として、又は代替として、一体ボディサイド構造フレームの他の部分に形成され得る。
【００９３】
図４は、図３の一体ボディサイド構造フレーム１の線Ａ−Ａ’に沿った断面図を示す。ボディサイド構造フレーム１は、Ａピラーの内側プレート７０、及びロッカーの内側プレート６０に接合される。ボディサイド構造フレームは、下部フランジ６１を介して、ロッカーの内側プレート６０に繋がる。重複範囲１１におけるボディサイド構造フレームの厚みが大きくなるにつれて、重複範囲１１は、一体ボディサイド構造フレームに対して、ロッカーの内側プレート６０及びボディサイド構造フレーム１のロッカー部３と完全に合致しない構造的悪影響を少なくとも抑えるために十分な剛性をもたらし得る。
【００９４】
図５は、図３のボディサイド構造フレームを形成するため、変形される前の複合ブランクを示す。複合ブランク１００は、２つのブランク、すなわち第１ブランク１０を第２ブランク２０に接合することにより形成される。第１ブランク１０と第２ブランク２０は重複範囲１１において部分的に重複する。この実施例において、第１ブランク１０の上部は、溶接線１９を介して、第２ブランク２０に端部同士でレーザ溶接される。ブランクが互いに接合されると、複合ブランク１００が形成される。この複合ブランクは、図３に示すような一体ボディサイド構造フレームを形成するため、変形される。
【００９５】
変形は、熱間成形、すなわち、場合により、オーステナイト化温度、特にＡｃ３よりも大きく、複合ブランクを炉内で加熱することを含んでもよい。炉内で加熱した後、ブランクは、プレスに移されてもよく、ボディサイド構造フレームの最終形状を得るため、該プレス内で変形される。形成の間、及び形成の直後、焼き入れが行われ得る。特に、焼き入れは、マルテンサイト微細構造が得られるように、臨界冷却速度よりも大きな冷却を含んでもよい。一部の実施例において、焼き入れが、ボディサイド構造フレームの選択された部分において避けられ得る。
【００９６】
図６Ａは、車両の一体ボディサイド構造フレーム１の別の実施例を示す。図６Ａの一体ボディサイド構造フレーム１は、フロントフレームであり、４つのブランクから形成される。それぞれのブランクは、Ａピラー部５、Ｂピラー部２、ヒンジピラー部４、及びロッカー部３の少なくとも一部を含んでもよい。例えば、第１ブランク１０は、第２ブランク２０及び第３ブランク３０に接合され得る。一方、第４ブランク４０は、反対側において、第２ブランク２０及び第３ブランク３０に接合され得る。図６Ａにおいて、第１ブランク１０は、完全なＢピラー部２の少なくとも一部を含んでもよい。第２ブランク２０は、ロッカー部３の少なくとも一部を含んでもよい。第３ブランク３０は、Ａピラー部の一部、場合により、完全なＡピラー部を含んでもよい。第４ブランク４０は、ヒンジピラー部４の少なくとも一部を含んでもよい。
【００９７】
これらの実施例において、一体ボディサイドフレームは複数の重複範囲を備えてもよい。例えば、所定の重複範囲１１が、ロッカー部３とＢピラー部２との間の遷移部に対応し、設けられる。重複範囲は、Ｂピラーとロッカーの重複範囲１１と呼称され得る。一体ボディサイド構造フレームはまた、Ａピラーとヒンジピラーの重複範囲１３を備えてもよい。このＡピラーとヒンジピラーの重複範囲１３は、Ａピラーとヒンジピラーとの間の遷移部に対応し、設けられる。
【００９８】
重複範囲を介して接合されるブランクはスポット溶接され得る。ブランクとの間に重複範囲を有することなく、接合される他のブランクは、溶接線１９に沿って互いに溶接され得る。
【００９９】
Ｂピラーとロッカーの重複範囲１１は、Ｂピラー部の幅、すなわち横フランジから別の横フランジまでの幅と同じ長さ（ロッカーの長手方向の軸に沿った距離）、及びロッカー部３の高さ、すなわちロッカー部の下部フランジから上部フランジまでの高さと同じ高さ（Ｂピラーの長手方向の軸に沿った距離）を有してもよい。他の実施例において、Ｂピラーとロッカーの重複範囲１１の高さは、ロッカー部の高さより小さくてもよい。
【０１００】
Ａピラーとヒンジの重複範囲１３は、ヒンジピラー部の幅と同じ長さを有してもよい。
【０１０１】
一部の実施例において、ヒンジピラーからＡピラーまで伸びる領域は、衝突時、大きな荷重を受け得る。第３の重複範囲から厚みを増すことにより、領域の剛性が増加する。
【０１０２】
図６Ｂは、図６Ａに示す実施例と同様の車両の一体ボディサイド構造フレーム１の別の実施例を示す。図６Ｂのボディサイド構造フレーム１は、Ｂピラー部２を有する第１ブランク１０を備え、Ｂピラーとロッカーの重複範囲１１において、第２ブランク２０に、またＡピラーとＢピラーの重複範囲１２において、第３ブランク３０に接合される。この図において、第２ブランク２０は、ロッカー部３を備え、ヒンジとロッカーの重複範囲１４を介して第４ブランク４０に接合される。第４ブランク４０は、ヒンジ部４を含んでもよく、Ａピラーとヒンジの重複範囲１３において、第３ブランクに接合され得る。この実施例において、第３ブランク３０はＡピラー部５の一部を含む。したがって、図６Ｂにおいて、一体ボディサイド構造フレーム１は４つのブランクにより形成される。
【０１０３】
別の実施例において、一体ボディサイド構造フレームは、追加のブランクにより形成され得る。これらの追加ブランクは、重複範囲又は端部同士の溶接線により、ブランクの間で、又は上記ブランクのいずれかに接合され得る。
【０１０４】
図７は、図６Ａ，６Ｂに示す実施例と同様の車両の一体ボディサイド構造フレーム１の別の実施例を示す。図７において、ボディサイド構造フレーム１は、第１ブランク１０と第２ブランク２０が部分的に重複するＢピラーとロッカーの重複範囲１１、及び第１ブランク１０と第３ブランク３０が部分的に重複するＡピラーとＢピラーの重複範囲１２を備える。
【０１０５】
図７において、Ｂピラーとロッカーの重複範囲１１は、下部におけるＢピラー部２の幅に対応する長さ、及びロッカー部３の高さの半分に対応する高さを有する。この態様によれば、第１ブランク１０はロッカー部３の高さを完全に覆わない。同様に、ＡピラーとＢピラーの重複範囲１２は、上部におけるＢピラー部２の幅に対応する長さ、及びＡピラー部５の高さの半分に対応する高さを有してもよい。他の実施例において、重複範囲の形状は、ボディサイド構造フレームの形状、及び／又は車両の構造的挙動に応じる。
【０１０６】
これらの実施例において、第４ブランク４は、第３ブランク３と第２ブランク５に溶接線１９に沿って溶接される。代替として、接合は、本明細書のいずれかの実施例に記載のこれらのブランクを部分的に重複させることにより、形成され得る。
【０１０７】
ボディサイド構造フレームの全体強度が少なくとも保たれる一方、一体ボディサイド構造フレームの変形、又は衝突時における、ボディサイド構造フレームにより吸収されるエネルギーを増加させることを制御するため、一体ボディサイド構造フレームは、異なる機械的特性を有する領域を備えてもよい。
【０１０８】
図７の一体ボディサイド構造フレーム１は、熱間成形により変形され、焼き入れされ得る。図７の一体ボディサイド構造フレームは、アルミニウム−シリコンコーティングを有するボロン鋼の４つのブランクから形成される。プレス硬化の後、ボディサイド構造フレームは、１４００ＭＰａよりも大きい引張強度を備える、主に実質的にマルテンサイトの微細構造を有する。一方、ボディサイド構造フレームの第１ブランク１０は、より小さな引張強度を有する領域２５を備える。より小さな引張強度を有する領域２５は、マルテンサイト構造に関して、異なる微細構造を有する。そのようなより小さな強度の領域２５は、フェライト、及び／又はベイナイト、及び／又はパーライト、及び／又は焼き戻しマルテンサイト、及び／又はこれらの組み合わせを備えてもよい。したがって、より小さな強度の領域の引張強度は１０００ＭＰａより小さくてもよい。したがって、この領域の延性は増加する。また、エネルギーの吸収が増加し得る。さらに、ボディサイド構造フレームの変形が、より正確に制御され得る。したがって、一体ボディサイド構造フレームは、１４００ＭＰａより大きな引張強度を備える領域、すなわち硬性範囲、及び１０００ＭＰａより小さな引張強度を備える領域、すなわち軟性範囲を有してもよい。
【０１０９】
図７において、より小さな強度の領域２５は、第１ブランク１０の下部に形成され、Ｂピラーとロッカーの重複範囲１１の真上に形成され得る。この態様によれば、Ｂピラーとロッカーの重複範囲１１は、Ｂピラー部２の最も下方の領域に対応し得る。結果として、Ｂピラーとロッカーの重複範囲１１、すなわち第１ブランクと第２ブランクが部分的に重複する範囲は、ボディサイド構造フレームに剛性を与える。また、より小さな強度を有する領域２５は、衝突時、この部分の侵入が減少し得るように、Ｂピラー部の変形を制御することを助ける。
【０１１０】
より小さな強度を有する領域２５は、ボディサイド構造フレームを形成するため、熱間成形ダイクエンチ工程の間、プレスツール内でプレスされる一方、複合ブランクのこれらの領域の異なる冷却により形成され得る。代替として、そのような領域は、熱間成形の間、異なる加熱により形成され、これらの領域が、オーステナイト化温度よりも高い温度に達することを防ぐ。別の実施例において、より小さな強度は、これらの領域における微細構造を修正するため、プレス硬化後、一体ボディサイド構造フレームの一部の領域を部分的に加熱することにより、得られてもよい。
【０１１１】
他の実施例において、より小さな強度を有する領域は、機械的特性、例えば引張強度と伸びを変えるように微細構造を修正することよりも、ボディサイド構造フレームの残存部分に関して、異なる機械的特性を有する材料から形成され得る。例えば、より小さな強度の領域２５はＤｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）から形成され得る。また、ボディサイド構造フレームの残存部分はＵｓｉｂｏｒ（登録商標）から形成され得る。
【０１１２】
他の実施例において、複数のブランクは異なる厚みを有してもよい。別の実施例において、一部のブランクは、異なる厚みを有する部分により、構成され得る。
【０１１３】
本明細書に開示されているいずれかの実施例において、一体ボディサイド構造フレームは、「パッチワーク」、すなわち複合ブランクに設けられる局所的な補強を含む。
【０１１４】
衝突時、一体ボディサイド構造フレームの応答を向上させるためのこれらの異なる方法が、ボディサイド構造フレーム、及び少なくとも１つのブランクに組み込まれ得ることに注意すべきである。
【０１１５】
他の実施例に記載の一体ボディサイド構造フレームは、図７に関して説明された実施例のいずれかに記載の衝突時、フレームを向上させるように、より小さな強度の領域を備えてもよい。
【０１１６】
上述の実施例において、一体ボディサイド構造フレームは、ロッカーの内側プレートの下部フランジ、及びＡピラーの内側プレートの上部フランジに接合される一方、代替として、ロッカーの外側プレート、及び／又はＡピラーの外側プレートに接合され得る。一部の場合、車両の骨格は、ボディサイド構造フレームを接合する前、例えば製造目的に対して、ロッカー又はＡピラーの外側プレート、若しくは内側プレートを含んでもよい。図８Ａ，８Ｂは、Ａピラープレートとロッカープレートに接合される一体ボディサイド構造フレームの実施例を示す。
【０１１７】
図８Ａにおいて、一体ボディサイド構造フレーム１の下部は、ロッカー６０の内側プレートの下部フランジに接合される。この実施例において、第２ブランク２０は、図４に関する方法と同様に、ロッカー６０の内側プレートの下部フランジ６１に接合される。第３ブランク３０は、Ａピラーの外側プレート７５の上部フランジ７７に接合され得る。
【０１１８】
一方、図８Ｂにおいて、第２ブランク２０は、ロッカー６５の外側プレートの下部フランジ６６に接合される。他方、第３ブランク３０は、図４に関する方法と同様に、Ａピラー７０の内側プレートの上部フランジ７２に接合される。
【０１１９】
図９は、車両の一体ボディサイド構造フレーム１の別の実施例を示す。この一体ボディサイド構造フレームはリアフレームである。この実施例において、下方ビーム部はロッカー部３を備えてもよい。フロントピラー部はＢピラー部２を備えてもよい。リアピラー部と上方ビーム部は、ロッカー部３からＢピラー部２に向けて伸びるＣピラー部６を備えてもよい。
【０１２０】
一体ボディサイド構造フレーム１は１つ以上の重複範囲を備える。この図において、構造フレーム１は、Ｂピラーとロッカーの重複範囲１１、及びＣピラーとＢピラーの重複範囲１６を備える。この図の構造フレーム１は、３つのブランクを備える。一方のブランク１０はＢピラー部２を含む。別のブランク２０はロッカー部３を含む。他のブランク５０はＣピラー部６を含む。この実施例において、ブランク１０，５０は、ＣピラーとＢピラーの重複範囲１６において部分的に重複する。ブランク１０，２０は、Ｂピラーとロッカーの重複範囲１１において部分的に重複する。一方、ブランク２０，５０は、溶接線１９を介して端部同士で互いに接合する。
【０１２１】
他の実施例において、構造フレーム１は、Ｂピラーとロッカーの重複範囲１１及びＣピラーとＢピラーの重複範囲１６の一方だけを備えてもよい。
【０１２２】
代替として、又は追加として、重複範囲の１つは、Ｃピラー部とロッカー部との間の遷移部に実質的に対応し得る。すなわち、構造フレームはＣピラーとロッカーの重複範囲を備えてもよい。
【０１２３】
図１０は、車両の一体ボディサイド構造フレーム１の別の実施例を示す。この一体ボディサイド構造フレームは、車両のフロントドアとリアドアに対する単一の開口部を囲む。この実施例において、下方ビーム部はロッカー部３を備えてもよい。また、フロントピラー部はヒンジピラー部４を備えてもよい。さらに、リアピラー部はＣピラー部６を備えてもよい。並びに、上方ビーム部はＡピラー部５を備えてもよい。Ａピラー部５は、ヒンジ部４からＣピラー部６に向けて伸び得る。Ｃピラー部６は、ロッカー部３からＡピラー部５に向けて伸び得る。
【０１２４】
この図において、一体ボディサイド構造フレーム１は、Ａピラー部２内に形成されている所定の重複範囲１７を備える。したがって、Ａピラー部２は、ブランク３１，３２を部分的に重複することにより、形成され得る。他のブランクとの間の繋がりは、端部同士の溶接線１９を介して形成され得る。
【０１２５】
他の実施例において、１つ以上の重複範囲が、一体ボディサイド構造フレーム１の他の部分に形成され得る。
【０１２６】
一部の実施例において、構造フレーム１はＡピラーとヒンジの重複範囲を備えてもよい。このＡピラーとヒンジの重複範囲は、Ａピラー部とヒンジピラー部との間の遷移部に実質的に対応する。
【０１２７】
代替として、又は追加として、重複範囲の１つは、Ｃピラー部とロッカー部との間の遷移部に実質的に対応し得る。すなわち、構造フレームはＣピラーとロッカーの重複範囲を備えてもよい。
【０１２８】
代替として、又は追加として、重複範囲の１つは、ヒンジ部とロッカー部との間の遷移部に実質的に対応し得る。すなわち、構造フレームはヒンジとロッカーの重複範囲を備えてもよい。
【０１２９】
これらの実施例において、一体ボディサイド構造フレーム１は１３個のピラー部を備えない。一方、Ｂピラーは、「非一体」ボディサイド構造フレームを形成するように、独立して形成され、一体ボディサイド構造フレームに接合され得る。
【０１３０】
別の態様において、一体ボディサイド構造フレームに接合されるＢピラーから形成されるボディサイド構造フレームを製造するための方法が提供される。この方法は、本明細書のいずれかの実施例に記載のＢピラー部を備えないフロントドア開口部とリアドア開口部の両方を囲むため、一体ボディサイド構造フレームを供給するステップと、Ｂピラーを供給するステップと、一体ボディサイド構造フレームにＢピラーを接合するステップとを備える。結果として、「非一体」ボディサイド構造フレームは製造され得る。
【０１３１】
図１１は、Ｂピラー部２を備える一体ボディサイド構造フレームと同様に、車両の一体ボディサイド構造フレーム１の別の実施例を示す。この実施例において、Ｂピラー部を含むブランクは、変形する前、例えば熱間成形される前、他のブランクに接合される。Ｂピラー部２は、ヒンジピラー４とＣピラー部６との間において形成され、ロッカー部３からＡピラー部５に向けて伸び得る。
【０１３２】
図１０に示すように、Ａピラー重複範囲１７に加えて、一体ボディサイド構造フレーム１はまた、Ｂピラーとロッカーの重複範囲１１及びＡピラーとＢピラーの重複範囲１２を備えてもよい。
【０１３３】
一体ボディサイド構造フレーム１は、図１０に関して説明された１つ以上の重複範囲のいずれかの組み合わせを備えてもよい。
【０１３４】
別の態様において、２つの一体ボディサイド構造フレームから形成されるボディサイド構造フレームを製造するための方法が提供される。この方法は、本明細書に開示されているいずれかの実施例に記載の一体フロントボディサイド構造フレームを供給するステップと、本明細書に開示されているいずれかの実施例に記載の一体リアボディサイド構造フレームを供給するステップと、ボディサイド構造フレームを形成するため、フロントボディサイド構造フレーム及びリアボディサイド構造フレームをＢピラー部に沿って接合するステップとを備える。したがって、結果として得られる構造フレームは、「非一体」ボディサイド構造フレームである。
【０１３５】
完全性のため、本発明の様々な態様を以下の番号付きの条項に示す。
【０１３６】
［第１項］
車両の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法であって、
前記方法は、
複数のブランクを供給するステップと、
複合ブランクを形成するため、前記ブランクを互いに接合するステップとを備えており、
前記ブランクを接合するステップは、２つのブランクを部分的に重複させることにより、１つ以上の重複範囲を形成することを含んでおり、
前記方法は、前記一体ボディサイド構造フレームを形成するため、前記複合ブランクを変形するステップを備えており、
前記一体ボディサイド構造フレームは、
下方ビーム部、
上方ビーム部、
前記下方ビーム部を前記上方ビーム部に繋げるフロントピラー部、
及び前記下方ビーム部を前記上方ビーム部に繋げるリアピラー部を含む、ことを特徴とする方法。
【０１３７】
［第２項］
前記ブランクを互いに接合するステップは、
１つ以上の前記重複範囲において、前記ブランクを互いに溶接することを備えており、
特に、少なくとも１つの前記重複範囲において、前記ブランクをスポット溶接することを備える、第１項に記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１３８】
［第３項］
少なくとも１つの前記重複範囲は、ビーム部とピラー部の間の遷移部に実質的に対応する、第１項又は第２項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１３９】
［第４項］
少なくとも１つの前記重複範囲は、ビーム部及び／又はピラー部内に形成されている、第１項〜第３項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１４０】
［第５項］
前記一体ボディサイド構造フレームを形成するため、前記複合ブランクを変形するステップは、複合ブランクを熱間成形することを備える、第１項〜第４項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１４１】
［第６項］
前記複数のブランクは、異なる材料及び／又は厚みを備える、第１項〜第５項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１４２】
［第７項］
前記一体ボディサイド構造フレームは外側フレームの一部を備える、第１項〜第６項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１４３】
［第８項］
前記一体ボディサイド構造フレームは外側フレームである、第７項に記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１４４】
［第９項］
前記一体ボディサイド構造フレームは内側フレームの一部を備える、第１項〜第７項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１４５】
［第１０項］
前記一体ボディサイド構造フレームは内側フレームである、第９項に記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１４６】
［第１１項］
前記一体ボディサイド構造フレームは、外側フレームの一部及び内側フレームの一部を備える、第１項〜第６項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１４７】
［第１２項］
前記一体ボディサイド構造フレームはフロントフレームであって、
前記下方ビーム部はロッカー部を備え、
前記上方ビーム部はＡピラー部を備え、
前記フロントピラー部はヒンジピラー部を備え、
前記リアピラー部はＢピラー部を備える、第１項〜第１１項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１４８】
［第１３項］
前記重複範囲の１つは、前記ロッカー部と前記Ｂピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、第１２項に記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１４９】
［第１４項］
前記重複範囲の１つは、前記Ｂピラー部と前記Ａピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、第１２項又は第１３項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１５０】
［第１５項］
前記重複範囲の１つは、前記Ａピラー部と前記ヒンジピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、第１２項〜第１４項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１５１】
［第１６項］
前記重複範囲の１つは、前記ロッカー部と前記ヒンジピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、第１２項〜第１５項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１５２】
［第１７項］
前記重複範囲の１つはＡピラー部内に形成されている、第１２項〜第１６項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１５３】
［第１８項］
前記一体ボディサイド構造フレームはリアフレームであって、
前記下方ビーム部はロッカー部を備え、
前記フロントピラー部はＢピラー部を備え、
前記上方ビーム部と前記リアピラー部は、前記ロッカー部から前記Ｂピラー部に向けて伸びるＣピラー部を備える、第１項〜第１１項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１５４】
［第１９項］
前記重複範囲の１つは、前記ロッカー部と前記Ｂピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、第１８項に記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１５５】
［第２０項］
前記重複範囲の１つは、前記Ｂピラー部と前記Ｃピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、第１８項又は第１９項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１５６】
［第２１項］
前記重複範囲の１つは、前記Ｃピラー部と前記ロッカー部との間の遷移部に実質的に対応する、第１８項〜第２０項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１５７】
［第２２項］
前記下方ビーム部はロッカー部を備え、
前記フロントピラー部はヒンジピラー部を備え、
前記リアピラー部はＣピラー部を備え、
前記上方ビーム部はＡピラー部を備え、
前記Ａピラー部は前記ヒンジピラー部から前記Ｃピラー部に向けて伸びて、
前記Ｃピラー部は前記ロッカー部から前記Ａピラー部に向けて伸びる、第１項〜第１１項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１５８】
［第２３項］
前記重複範囲の１つは、前記Ａピラー部と前記ヒンジピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、第２２項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１５９】
［第２４項］
前記重複範囲の１つは、前記ロッカー部と前記Ｃピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、第２２項又は第２３項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１６０】
［第２５項］
前記重複範囲の１つは、前記ロッカー部と前記ヒンジピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、第２２項〜第２４項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１６１】
［第２６項］
前記重複範囲の１つは、前記Ａピラー部と前記Ｃピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、第２２項〜第２５項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１６２】
［第２７項］
前記重複範囲の１つはＡピラー部内に形成されている、第２２項〜第２６項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１６３】
［第２８項］
前記一体ボディサイド構造フレームはまた、前記ヒンジピラー部と前記Ｃピラー部との間に形成され、前記ロッカー部から前記Ａピラー部に向けて伸びるＢピラー部を備える、第２２項〜第２７項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１６４】
［第２９項］
前記重複範囲の１つは、前記ロッカー部と前記Ｂピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、第２７項に記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１６５】
［第３０項］
前記重複範囲の１つは、前記Ｂピラー部と前記Ａピラー部との間の遷移部に実質的に対応する、第２８項又は第２９項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを製造するための方法。
【０１６６】
［第３１項］
第１項〜第３０項のいずれかに記載の方法により得られるような、一体ボディサイド構造フレーム。
【０１６７】
［第３２項］
前記一体ボディサイド構造フレームは、異なる引張強度を有する領域を備えており、
異なる引張強度を有する前記領域は、異なる微細構造を有する、第３１項に記載の一体ボディサイド構造フレーム。
【０１６８】
［第３３項］
ボディサイド構造フレームを製造するための方法であって、
第１２項〜第１７項のいずれかに記載の一体フロントボディサイド構造フレームを供給するステップと、
第１８項〜第２１項のいずれかに記載の一体リアボディサイド構造フレームを供給するステップと、
ボディサイド構造フレームを形成するため、前記Ｂピラー部に沿って、前記一体フロントボディサイド構造フレーム及び前記一体リアボディサイド構造フレームを接合するステップとを備える、方法。
【０１６９】
［第３４項］
ボディサイド構造フレームを製造するための方法であって、
第２２項〜第２７項のいずれかに記載の一体ボディサイド構造フレームを供給するステップと、
Ｂピラーを供給するステップと、
前記Ｂピラーを前記一体ボディサイド構造フレームに接合するステップとを備える、方法。
【０１７０】
［第３５項］
ボディサイド構造フレームを製造するための方法であって、
第８項に記載の外側一体ボディサイド構造フレームを供給するステップと、
第１０項に記載の内側一体ボディサイド構造フレームを供給するステップと、
ボディサイド構造フレームを形成するため、前記外側一体ボディサイド構造フレーム及び前記内側一体ボディサイド構造フレームを互いに接合するステップとを備える、方法。
【０１７１】
本明細書において、多くの実施例が開示されている一方、他の代替、修正、使用法、及び／又はこれらの実施例と同等のものでもよい。また、記載されている実施例のすべての可能な組み合わせも適用を受ける。したがって、本発明の範囲は、特定の実施例に限定されるべきではない一方、以下の請求項の公正な解釈により定められるべきである。
【図１】
2021528248.tif 000004
【図２】
2021528248.tif 000005
【図３】
2021528248.tif 000006
【図４】
2021528248.tif 000007
【図５】
2021528248.tif 000008
【図６Ａ】
2021528248.tif 000009
【図６Ｂ】
2021528248.tif 000010
【図７】
2021528248.tif 000011
【図８Ａ】
2021528248.tif 000012
【図８Ｂ】
2021528248.tif 000013
【図９】
2021528248.tif 000014
【図１０】
2021528248.tif 000015
【図１１】
2021528248.tif 000016
【国際調査報告】
2021528248.tif 000017
2021528248.tif 000018
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