(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強部材（１）であって、
亜鉛ベースのコーティングまたはアルミニウムベースのコーティングでコートされた、１２００ＭＰａ以上の引張強度を有するプレス硬化鋼で形成された本体（２）を備え、
前記本体（２）が、主方向（Ａ）に沿って延びており、補強部材が、本体（２）から、横断方向（Ｂ）に沿って延び、主方向（Ａ）との間にゼロではない角度（α）を形成する少なくとも１つのタブ（１６）をさらに備え、
本体（２）とタブ（１６）との間の曲げ部（１８）が、内弧面（２０）および外弧面（２２）を規定する、車両のための補強部材（１）にして、
前記タブ（１６）が、本体（２）の冷間曲げ部品で形成され、外弧面（２２）の延長が、１０％から２５％の間に含まれていることを特徴とする、補強部材。
【請求項２】
主方向（Ａ）と横断方向（Ｂ）との間の角度（α）が、４５度から１００度の間に実質的に含まれている、請求項１に記載の補強部材。
【請求項３】
前記角度（α）が、８５度から９５度の間に含まれている、請求項２に記載の補強部材。
【請求項４】
本体（２）とタブ（１６）との間の曲げ部（１８）の曲率半径（Ｒ）が、３ｍｍから７ｍｍの間に実質的に含まれる、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の補強部材。
【請求項５】
プレス硬化鋼の組成が、重量％で、
０．１５％≦Ｃ≦０．５％、０．５％≦Ｍｎ≦３％、０．１％≦Ｓｉ≦１％、０．００５％≦Ｃｒ≦１％、Ｔｉ≦０．２％、Ａｌ≦０．１％、Ｓ≦０．０５％、Ｐ≦０．１％、Ｂ≦０．０１０％を含み、残りが、鉄と、加工の結果のやむを得ない不純物であるか、
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％が含まれ、残りが、鉄と、加工の結果のやむを得ない不純物であるか、
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、残りが、鉄と、加工の結果の不純物である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の補強部材。
【請求項６】
本体（２）が、実質的にＵ形状の断面を有し、本体（２）が、Ｕ形状の断面の内部に延びる内側面（１２）と、Ｕ形状の断面の外部に延びる外側面（１４）とを備え、内弧面（２０）が外側面（１４）に延び、外弧面（２２）が内側面（１２）に延びる、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の補強部材。
【請求項７】
本体（２）が、実質的にＵ形状の断面を有し、本体（２）が、Ｕ形状の断面の内部に延びる内側面（１２）と、Ｕ形状の断面の外部に延びる外側面（１４）とを備え、内弧面（２０）が内側面（１２）に延び、外弧面（２２）が外側面（１２）に延びる、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の補強部材。
【請求項８】
重量積載物車両用のルーフ補強アセンブリであって、重量積載物車両のルーフパネル（２９）を受領するためのルーフ補強構造（２８）であって、前記ルーフ補強構造（２８）が、ルーフ平面に実質的に沿って延びる、ルーフ補強構造（２８）と、ルーフ補強構造（２８）に対して実質的に平行な車室補強構造（４２）と、を備え、ルーフ補強構造（２８）が、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の少なくとも１つの補強部材（１）によって車室補強構造（４２）に接続されており、前記補強部材（１）が、ルーフ補強構造（２８）から車室補強構造（４２）に、ルーフ平面とともにゼロではない角度を形成する方向に沿って延びることを特徴とする、ルーフ補強アセンブリ。
【請求項９】
補強部材（１）が、ルーフ平面に対して実質的に垂直に延びる、請求項８に記載のルーフ補強アセンブリ。
【請求項１０】
補強部材（１）のタブ（１６）が、車室補強構造（４２）に溶接されている、請求項８または請求項９に記載のルーフ補強アセンブリ。
【請求項１１】
ルーフ補強構造（２８）を車室補強構造（４２）に接続する複数の補強部材（１）を備えている、請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載のルーフ補強アセンブリ。
【請求項１２】
ルーフ補強構造（２８）が、互いに対して平行であるとともに、前端部（３４）と後端部（３６）との間に、長手方向に実質的に沿って延びる２つの長手部材（３０）と、互いに対して平行であるとともに、２つの横方向端部（３８）間で長手部材（３０）に対して実質的に垂直である、２つの横断部材（３２）と、を備え、ルーフ補強アセンブリが、長手部材（３０）の前端部（３４）から延びる２つの前方補強部材（１Ｂ）と、横断部材（３２）の横方向端部（３８）から延びる４つの横方向補強部材（１Ｂ）とを備えている、請求項１１に記載のルーフ補強アセンブリ。
【請求項１３】
前方補強部材（１Ａ）間に延びるとともに、前方補強部材（１Ａ）に取り付けられている前方部材（４８）をさらに備えている、請求項１２に記載のルーフ補強アセンブリ。
【請求項１４】
車室補強構造（４２）が、ルーフ補強構造（２８）の横断部材（３２）に実質的に平行である前方横断部材（４４）と、ルーフ補強構造（２８）の長手部材（３０）に実質的に平行な２つの横方向長手部材（４６）と、を備え、前方補強部材（１Ａ）が、前方横断部材（４４）に取り付けられており、２つの横方向補強部材（１Ｂ）が、横方向長手部材（４６）の１つに取り付けられており、他方の２つの横方向補強部材（１Ｂ）が、他方の横方向長手部材（４６）に取り付けられている、請求項１２または請求項１３に記載のルーフ補強アセンブリ。
【請求項１５】
自動車車両用のシートクロスメンバアセンブリであって、自動車車両の少なくとも１つのシートを受領するために配置された少なくとも１つのフロア補強構造（５０）を備え、シートが、フロア補強構造（５０）に、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の少なくとも１つの補強部材（１）を介して取り付けられており、前記補強部材（１）が、前記フロア補強構造（５０）に取り付けられていることを特徴とする、シートクロスメンバアセンブリ。
【請求項１６】
フロア補強構造（５０）が、長手方向に沿って延びる少なくとも１つのサイドレール（５２）と、このサイドレール（５２）に対して実質的に平行な少なくとも１つの中心トンネル（５４）とを備え、補強部材（１）が、サイドレール（５２）と中心トンネル（５４）との間に、横断方向に沿って延びるとともに、前記サイドレールおよび／または前記中心トンネル（５４）に、補強部材（１）の少なくとも１つのタブ（１６）によって取り付けられている、請求項１５に記載のシートクロスメンバアセンブリ。
【請求項１７】
フロア補強構造が、中心レールの両側に延びる２つのサイドレールを備え、中心レールが、少なくとも１つの補強部材によってサイドレールの一方に接続されるとともに、少なくとも１つの別の補強部材によって他方のサイドレールに接続されている、請求項１６に記載のシートクロスメンバアセンブリ。
【請求項１８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の補強部材を製造するための方法であって、
亜鉛ベースのプレコーティングまたはアルミニウムベースのプレコーティングでプレコートされたブランクを提供するステップと、
１２００ＭＰａ以上の引張強度を有するプレス硬化鋼で形成された本体を得るために、本体（２）の形状にブランクを熱間プレス成形するステップと、
本体（２）が冷却された際に、本体（２）からタブ（１６）を曲げ、それにより、本体（２）とタブ（１６）との間の曲げ部（１８）の外弧面（２２）の延長が、１０％から２５％の間に実質的に含まれるようになっている、ステップと、
を含む、補強部材を製造するための方法。
【請求項１９】
熱間プレス成形ステップが、７５０℃から９５０℃の間に実質的に含まれる温度で行われ、冷間曲げステップが、１０℃から４０℃の間に実質的に含まれる温度で行われる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
請求項８から請求項１４のいずれか一項に記載のルーフ補強アセンブリを製造するための方法であって、
ルーフ補強構造（２８）および車室補強構造（４２）を提供するステップと、
補強部材（１）の少なくとも１つのタブ（１６）を、ルーフ補強構造（２８）および／または車室補強構造（４２）に溶接することにより、少なくとも１つの補強部材（１）によってルーフ補強構造（２８）を車室補強構造（４２）に取り付けるステップと、
を含む、ルーフ補強アセンブリを製造するための方法。
【請求項２１】
請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載のシートクロスメンバアセンブリを製造するための方法であって、
フロア補強構造（５０）を提供するステップと、
補強部材（１）の少なくとも１つのタブ（１６）を、前記フロア補強構造（５０）に溶接することにより、少なくとも１つの補強部材（１）をフロア補強構造に取り付けるステップと、
を含む、シートクロスメンバアセンブリを製造するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜鉛ベースのコーティングまたはアルミニウムベースのコーティングでコートされた、１２００ＭＰａ以上の引張強度を有するプレス硬化鋼で形成された本体を備え、前記本体が、主方向に沿って延びており、補強部材が、本体から横断方向に沿って延び、主方向との間にゼロではない角度を形成する少なくとも１つのタブさらに備え、本体とタブとの間の曲げ部が、内弧面および外弧面を規定するタイプの、車両のための補強部材に関する。
【０００２】
本発明は、そのような補強部材を備えたルーフ補強アセンブリ、そのような補強部材を備えたシートクロスメンバアセンブリ、ならびに、そのような補強部材、そのようなルーフ補強アセンブリ、およびそのようなシートクロスメンバアセンブリを製造するための方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
１２００ＭＰａ以上の引張強度を有し、亜鉛ベースのコーティングまたはアルミニウムベースのコーティングでコートされた、プレス硬化鋼などの高強度鋼で形成された補強部材は、車両に対する衝撃が生じた場合に変形してはならない車両部品を補強するために、特に満足のゆくものである。そのような補強部材は、衝撃が生じる場合に実質的に変形し得ないものであり、したがって、補強部材が取り付けられた車両の部品、たとえば、車両のシート、またはフロアパネルなどの変形を防止することができる。
【０００４】
補強部材は、この車両の部品の周囲に、たとえば、補強部材の一部を、囲み部品に溶接することによって取り付けられる。いくつかの場合には、補強部材は、補強部材と同じ方向には延びない部品に取り付けられている。この場合には、囲み部品に補強部材を結合するには、補強部材の方向に延び、この補強部材に取り付けられたタブと、囲み部品の方向に延び、この部品に取り付けられた別のタブとを備えた追加の取付け部品が必要である場合がある。そのような解決策は、多くの取付け作業を必要とし、また、取付けの機械的特性に関し、問題がある場合がある。取付けが十分に強力ではない場合、衝撃が生じる場合には、この取付けが破損する場合がある。この破損により、補強部材が、補強された車両用部品の変形を防止するためには使用できなくなる。したがって、囲み部品に補強部材を直接取り付けることが好ましい。この場合、タブを、このタブが、囲み部品の方向に延びるように、補強部材から曲げることができる。このタブは、囲み部品に取り付けられている。しかしながら、曲げ動作は、補強部材の破損に繋がる場合があるか、少なくとも、コーティングにクラックを生じることにより、タブの品質を損なう場合がある。これらクラックは、高強度鋼に伝播しやすく、このことは、衝撃が生じる場合には、タブの破損に繋がる場合がある。さらに、これらクラックは、補強部材の耐腐食性を低減し、ひいては、耐用年数を低減もする。この破損および／またはクラックの問題は、プレス硬化鋼、特に、タブの曲げ半径が高く、かつ／または、補強部材の厚さが厚いプレス硬化鋼に生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的の１つは、信頼できる方式で、車両の囲み部品に取り付けられるように適合した補強部材を提供することにより、これら欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、本発明は、前記タブが、本体の冷間曲げ部品で形成され、外弧面の延長が、１０％から２５％の間に含まれる、上述のタイプの補強部材に関する。
【０００７】
外弧面の延長が１０％から２５％の間に実質的に含まれるような、本体からのタブの冷間曲げは、相当な厚さを有する補強部材を伴う場合であっても、補強部材の破損を生じることなく、かつ／または、タブのコーティング、そしてひいては高強度鋼に損傷を与えることなく、相当な角度でタブを曲げることを可能にする。
【０００８】
車両補強部材の特定の特徴は、請求項２から請求項７に述べられている。
【０００９】
本発明は、重量積載物車両用のルーフ補強アセンブリであって、
ルーフ補強アセンブリは、重量積載物車両のルーフパネルを受領するためのルーフ補強構造であって、前記ルーフ補強構造が、ルーフ平面に実質的に沿って延びる、ルーフ補強構造と、ルーフ補強構造に対して実質的に平行な車室補強構造と、
を備え、
ルーフ補強構造が、上述の少なくとも１つの補強部材によって車室補強構造に接続されており、前記補強部材が、ルーフ補強構造から車室補強構造に、ルーフ平面とともにゼロではない角度を形成する方向に沿って延びる、ルーフ補強アセンブリにも関する。
【００１０】
上述の補強部材は、車両のルーフに対する衝撃が生じる場合、たとえば、バレルロールの場合には、車両車室の適切な保護を保証するために、重量積載物車両のルーフ補強アセンブリに使用されるのに特に適している。バレルロールの場合には、大きな力が、主方向に対して実質的に垂直な方向に関し、補強部材に対して最初に加えられ、次いで、車両車室が上下逆になった際に、主方向の方向において、ルーフ補強アセンブリの頂部に対して、大きな力が加えられる。本発明に係る補強部材のおかげで、最初に加えられる力によっては、補強部材は変形せず、このため、これにより、第２の力が加えられた際の、車両車室の押しつぶしを防止する、ルーフ補強構造による補強部材の機能を果たすことができる。
【００１１】
本ルーフ補強部材の特定の特徴は、請求項９から請求項１４に述べられている。
【００１２】
本発明は、自動車車両用のシートクロスメンバアセンブリであって、自動車車両の少なくとも１つのシートを受領するために配置された少なくとも１つのフロア補強構造を備え、シートが、フロア補強構造に、上述の少なくとも１つの補強部材を介して取り付けられており、前記補強部材が、前記フロア補強構造に取り付けられている、シートクロスメンバアセンブリにも関する。
【００１３】
上述の補強部材は、フロア構造に対する衝撃が生じる場合で、シートの変形を防止することにより、補強部材の上に取り付けられたシートに座した乗員の適切な保護を保証するために、自動車車両のシートクロスメンバアセンブリで使用されるのに特に適している。
【００１４】
シートクロスメンバアセンブリの特定の特徴は、請求項１６および請求項１７に述べられている。
【００１５】
本発明は、上述の補強部材を製造するための方法にも関し、
方法は、
亜鉛ベースのプレコーティングまたはアルミニウムベースのプレコーティングでプレコートされたブランクを提供するステップと、
１２００ＭＰａ以上の引張強度を有するプレス硬化鋼で形成された本体を得るように、本体の形状にブランクを熱間プレス成形するステップと、
本体が冷却された際に、本体からタブを曲げ、それにより、本体とタブとの間の曲げ部の外弧面の延長が、１０％から２５％の間に実質的に含まれるようになっている、タブを曲げるステップと、
を含んでいる。
【００１６】
方法の特定の特徴は、請求項１９に述べられている。
【００１７】
本発明は、上述のルーフ補強アセンブリを製造するための方法にも関し、
方法は、
ルーフ補強構造および車室補強構造を提供するステップと、
ルーフ補強構造および／または車室補強構造に、補強部材の少なくとも１つのタブを溶接することにより、少なくとも１つの補強部材によって、ルーフ補強構造を車室補強構造に取り付けるステップと、
を含んでいる。
【００１８】
本発明は、上述のシートクロスメンバアセンブリを製造するための方法にも関し、
方法は、
フロア補強構造を提供するステップと、
補強部材の少なくとも１つのタブを、前記フロア補強構造に溶接することにより、少なくとも１つの補強部材をフロア補強構造に取り付けるステップと、
を含んでいる。
【００１９】
本発明の他の態様および利点は、例として与えられ、添付図面を参照して成される、以下の詳細な説明を読むことによって明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る補強部材の斜視図である。
【図２】図１の補強部材の主軸Ａに沿う断面図である。
【図３】本発明に係るルーフ補強アセンブリの部品の斜視図である。
【図４】本発明に係るルーフ補強アセンブリを備えた重量積載物車両車室の斜視図である。
【図５】車両車室のルーフに対する衝撃の後の、図４の重量積載物車両車室の斜視図である。
【図６】本発明に係るシートクロスメンバアセンブリの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下の記載では、「後方（ｒｅａｒ）」および「前方（ｆｒｏｎｔ）」との用語は、取り付けられる車両の通常の方向に関して規定される。「長手（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ）」との用語は、車両の後方−前方の方向に関して規定される。
【００２２】
図１および図２を参照すると、車両用の補強部材１が記載されている。そのような補強部材１は、車両部品を補強して、前記車両部品の変形を防止するために使用することができる。たとえば、補強部材１は、以下に記載するように、車両のシートの下に延びるシートクロスメンバとして、または、ルーフ補強アセンブリの一部として、使用することができる。
【００２３】
補強部材１は、１２００ＭＰａ以上の引張強度を有し、亜鉛ベースのコーティングまたはアルミニウムベースのコーティングでコートされた、プレス硬化鋼で形成された本体２を備えている。
【００２４】
そのような鋼の組成には、たとえば、重量％で、０．１５％≦Ｃ≦０．５％、０．５％≦Ｍｎ≦３％、０．１％≦Ｓｉ≦１％、０．００５％≦Ｃｒ≦１％、Ｔｉ≦０．２％、Ａｌ≦０．１％、Ｓ≦０．０５％、Ｐ≦０．１％、Ｂ≦０．０１０％が含まれ得、残りは、鉄と、加工の結果のやむを得ない不純物である。
【００２５】
別の好ましい実施形態によれば、鋼の組成には、たとえば、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％が含まれ、残りは、鉄と、加工の結果のやむを得ない不純物である。この組成のレンジにより、プレス硬化部品の引張強度は、１３００ＭＰａから１６５０ＭＰａの間に含まれている。
【００２６】
別の好ましい実施形態によれば、鋼の組成には、たとえば、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％、％が含まれ、残りは、鉄と、加工の結果のやむを得ない不純物である。この組成のレンジにより、プレス硬化部品の引張強度は、１８００ＭＰａより高くなっている。
【００２７】
そのような鋼の微細構造には、たとえば、８０％より大であるか、９０％より大でさえある、大量の割合のマルテンサイトが含まれている。そのような鋼は非常に高い機械的特性を有しており、これにより、この鋼を、補強部材に対して大きな荷重が加えられる場合において、変形しないままであることが意図される補強部材を形成するために適したものとする。
【００２８】
コーティングは、プレコーティングによって得られる。熱間プレス成形前のプレコーティングは、たとえば、亜鉛ベースのプレコーティング（すなわち、亜鉛がプレコーティングの主要な構成要素である）、または、アルミニウムベースのプレコーティング（すなわち、アルミニウムがプレコーティングの主要な構成要素である）である。そのようなプレコーティングは、以下に記載するように、本体２が、補強部材を形成するように熱間プレス成形される前に、補強部材の本体２に塗布される。プレス成形ステップの前の加熱ステップの間、プレコーティングは、コーティングに変換される。熱間プレス成形の前のプレコーティングは、たとえば、アルミニウム、シリコン（７％から１１％の間）および鉄（２％から３％の間）または亜鉛、アルミニウム（約３．７％）およびマグネシウム（約３％）を含む場合がある。熱間プレス成形の後に、コーティングは、金属間化合物を含んでいる。そのような金属間化合物は、通常、室温では容易に変形できないものとして知られている。驚くべき方式で、本発明者は、金属間化合物を有するコーティングの冷間曲げが、以下に記載する条件において可能であることを発見した。
【００２９】
補強部材は、一片の部品である。すなわち、以下に記載するように、単一のブランクから形成された一体の部品である。
【００３０】
本体２は、主方向Ａに沿って、第１の端部４と第２の端部６との間に延びている。本体２は、主軸Ａに対して垂直な面のＵ形状の断面を有している。したがって、本体２は、底部８と、この底部８に対して実質的に垂直かつ、この底部８の両側に延びる２つの枝部１０とを備えている。底部８とは反対側の、各枝部１０の端部において、本体２は、たとえば、枝部１０に対して実質的に垂直かつ、底部８に対して平行に、本体２の外部に向かって延びる固定用フランジ１１を備えている。本体２の断面は、異なっていてもよく、たとえば、「オメガ」の断面であるか、任意の他の適切な断面である。
【００３１】
本体２は、Ｕ形状の内部によって規定された内側面１２、すなわち、底部８と枝部１０との間に規定された空間に向いた面と、Ｕ形状の外部によって規定された外側面１４、すなわち、内側面１２とは反対側の面とを備えている。
【００３２】
本体２の壁厚ｅは、内側面１２と外側面１４との間の距離として規定されている。主軸Ａに対して垂直な同じ面において、底部８の壁厚は、枝部１０の壁厚に等しいが、前記厚さは、第１の端部４と第２の端部６との間で、長手軸Ａに沿って変化し得る。一実施形態によれば、本体２の壁厚ｅは、０．６ｍｍから３ｍｍの間に実質的に含まれている。
【００３３】
少なくとも１つのタブ１６が、本体の第１の端部４および／または第２の端部６において、底部８および／または枝部１０から延びている。以下に記載するように、タブ１６は、熱間プレス成形した本体２の端部を冷間曲げすることによって得られる。このことは、タブ１６が本体２と一体であることを意味している。
【００３４】
タブ１６は、横断軸Ｂに沿って延び、主軸Ａとともにゼロではない角度αを形成している。一実施形態によれば、角度αは、４５度から１００度の間に実質的に含まれており、たとえば８５度から９５度の間に含まれ、たとえば９０度に等しい。角度αの値は、以下に記載するように、補強部材１が取り付けられることになる部分の方向に応じている。そのような角度は、３ｍｍから７ｍｍの間に含まれる曲げ部１８の曲率半径Ｒに対応している。
【００３５】
本体２とタブ１６との間の曲げ部１８は、図２により明確に視認できるように、内弧面２０および外弧面２２を規定している。曲げ部１８は、本体２とタブ１６との間に延びる弧状部分として規定されている。内弧面２０は、曲げ部１８の内側表面、すなわち、曲げ部１８の凹面に向いた表面として規定されている。外弧面２２は、曲げ部１８の外部表面、すなわち、内弧面２０とは反対側の表面として規定されている。図に示す実施形態によれば、タブ１６は、内弧面２０が本体２の外側面１４に延び、外弧面２２が本体２の内側面１２に延びるようなものであり、それにより、タブ１６が、補強部材１の外部に向かって延びるようになっている。代替的には、タブ１６は、内弧面２０が本体２の内側面１２に延び、外弧面２２が本体２の外側面１４に延びるようにすることができ、それにより、タブ１６が、補強部材１の内部に向かって延びるようにすることができる。
【００３６】
タブ１６を曲げる間、外弧面２２は延長され、一方、内弧面２０は圧縮される。曲げ部１８は、外弧面２２が、１０％から２５％の間に実質的に含まれる延長を受けるようなものである。延長は、タブ１６の曲げに起因する、主軸Ａに沿う外弧面２２の長さの変化として規定される。曲げに起因する外弧面の延長の値は、曲げ部１８の曲率半径Ｒ、本体２の壁厚ｅ、および、内弧面２０と外弧面２２との間の本体２の「中立軸（ｎｅｕｔｒａｌ  ａｘｉｓ）」Ｎの位置に応じるものである。図２に示す中立軸Ｎは、この軸に沿っては、タブ１６の曲げの間、本体２が延長もされず、圧縮もされない軸として規定される。内弧面２０と中立軸Ｎとの間の距離は、図２ではｔによって示されている。
【００３７】
外弧面２２の延長は、以下の方程式によって規定される。
【００３８】
【数１】
0006792077.tif 000002
式中、Ｅは、外弧面の延長であり、Ｒは、曲げ部１８の曲率半径であり、ｅは、本体２の壁厚であり、ｋは、内弧面２０と外弧面２２との間の中立軸Ｎの位置を規定する因子である。ｋの因子は、
【００３９】
【数２】
0006792077.tif 000003
に等しく、すなわち、内弧面２０と中立軸Ｎとの間の距離ｔと、本体２の厚さｅとの間の割合に等しい。ｋの因子は、たとえば、０．４５から０．５の間に含まれており、このことは、中立軸Ｎが概して、外弧面２２よりも内弧面２０に近いか、内弧面２０と外弧面２２との間の実質的に等しい距離にあることを意味している。外弧面２２の材料の延長は、たとえば、本体２に対して１０％から２５％の間に含まれている。より詳細には、延長は、たとえば、２２％から２５％の間に含まれている。
【００４０】
以下の表は、曲げが冷間曲げ作業である場合に、タブ１６の曲げが、上述のレンジの補強部材１にいずれのクラックも発生させず、あるいは、破損させないことを示している。以下の表は、１５００ＭＰａに実質的に等しい引張強度を有する鋼で形成された補強部材１に関し、様々な本体厚さｅ、０．４５に等しいｋ因子、および様々なプレコーティングについて取得した。
【００４１】
【表１】
0006792077.tif 000004
【００４２】
【表２】
0006792077.tif 000005
【００４３】
【表３】
0006792077.tif 000006
【００４４】
これら表に見ることができるように、曲げ部１８の外弧面に関して許容可能な延長のレンジは、１０％から２５％の間である。延長が２５％より大である場合、損傷および破損が生じる。延長が１０％未満である場合、曲率半径が非常に高く、これにより、タブが、囲み部品への取付けに不適切なものとなる。
【００４５】
横断軸Ｂに沿って測定されたタブ１６の長さは、タブ１６が、囲み部品に補強部材を取り付けるための溶接表面を形成することができるように、構成されている。タブ１６は、横断軸Ｂに沿っても延びる囲み部品の一部に取り付けることができ、このことは、タブ１６をこの部分に取り付けることができることを意味している。この部分は、タブ１６と同じ方向に延びるとともに、タブ１６に溶接することができる。したがって、タブ１６により、囲み部品に補強部材１を結合する追加の部品を必要とすることなく、囲み部品にタブ１６を溶接することにより、横断方向Ｂに沿って延びる囲み部品に補強部材１を取り付けることが許容される。
【００４６】
図１に示す実施形態によれば、タブ１６が、補強部材１の端部４と端部６との両方に設けられ、それにより、補強部材１を、補強部材１の両側に延びる２つの囲み部品に取り付けることができるようになっている。さらに、各端部は、いくつかのタブ１６、たとえば、底部８から延びるタブ１６と、各枝部１０から延びるタブ１６とを備えている。この場合には、枝部１０から延びるタブ１６は、底部８から延びるタブ１６が沿って延びる横断軸に対して実質的に垂直な横断軸に沿って延びる。タブを、補強部材１の一方の端部に設けることができ、また、２つ以上のタブを、補強部材１の取付けの要請に応じて、底部および／または枝部に設けることができることを、理解されたい。
【００４７】
上述の補強部材を製造するための方法が、ここで記載される。
【００４８】
本体２の壁厚ｅを有するとともに、本体の材料で形成された平らなブランクが、最初に、上述のプレコーティングでコートされる。
【００４９】
平らなブランクは、次いで、本体２へと熱間プレス成形される（この加工は、プレス硬化と同等である）。ブランクは、以下に記載するように、曲げの後に、タブ（複数の場合もある）１６を形成することが意図された１つまたは複数の延長を備えるように、カットされる。
【００５０】
熱間プレス成形作業は、７５０℃から９５０℃の間に実質的に含まれる温度で実施される。この操作の間、ブランクは、プレスツールの単一動作により、その３次元形状を得るように形成される。しかしながら、タブ１６は、熱間プレス成形作業の間は実現されず、このことは、延長が、熱間プレス成形ステップの間には形成されないことを意味している。前述のように、熱間プレス成形作業により、本体２の基板要素の、プレコーティングへの拡散に起因して、プレコーティングが、金属間化合物を有するコーティングに変換される。
【００５１】
コートされた本体２が得られると、本体１は、たとえば１０℃から４０℃の間に実質的に含まれる温度に、冷却される。たとえば、本体２は、周囲の温度に冷却される。
【００５２】
本体２が冷却されると、各延長は、タブ（複数の場合もある）を形成するように曲げられる。各タブ１６は、前述のように曲げられる。すなわち、曲げ部１８の外弧面２２が、１０％から２５％の間に実質的に含まれる延長を受けるように、曲げられる。
【００５３】
曲げが行われる際には、本体が冷却されていることから、さらなる曲げステップは、冷間曲げステップである。そのような冷間曲げステップにより、本体２とタブ１６との間の曲げ部にクラックを生じることにより、補強部材の破損を生じること、および／または、コーティング、そしてひいては、本体２の鋼に損傷を生じることなく、タブ（複数の場合もある）を得ることが可能になる。より詳細には、外弧面２２は、大きな角度α（たとえば、約９０度）および小さい曲率半径（たとえば、約５ｍｍ）を伴ってさえも、冷間曲げ作業の間、保護されるとともに、損傷を受けない。したがって、補強部材１の機械的特性は、タブ１６と本体２との間の曲げ部１８のエリアにおいてさえ、保護される。さらに、コーティングが損傷を受けていないことから、補強部材の腐食耐性は維持され、補強部材の耐用年数は損なわれない。本発明に係る補強部材１は、したがって、追加の取付け部品を付加することなく、また、大きな荷重が補強部材１に加えられる場合に、タブ１６と囲み部品との間の取付けを損なうリスクを伴わずに、囲み部品に直接取り付けるのに適している。
【００５４】
上述のように、補強部材１は、図３から図５に示すように、重量積載物車両の車両車室のためのルーフ補強アセンブリ２４で使用することができる。トラックまたは貨物自動車としても知られる、そのような重量積載物車両は、３．５トン以上の重量の車両である。そのような重量積載物車両の構造には、ホイールを保持する車両本体と、たとえば、貨物自動車トレーラーに取り付けるための手段と、車両本体に取り付けられる車両車室２６とを備えている。
【００５５】
ルーフ補強アセンブリ２４は、図４に示すように、車両車室本体の上方部分を形成し、車両車室のルーフを形成する外部パネルでカバーされることが意図されている。車両車室本体は、車両車室の「骨格（ｔｈｅ  ｓｋｅｌｅｔｏｎ）」を形成する部材のアセンブリによって形成されている。
【００５６】
ルーフ補強アセンブリ２４は、ルーフ平面に実質的に沿って延びる複数の部材によって形成されたルーフ補強構造２８を備えている。このルーフ平面は、重量積載物車両の通常の使用時に、水平であることが意図されている。より詳細には、図３から図５に示す実施形態によれば、ルーフ補強構造２８は、たとえば、２つの長手部材３０と、２つの横断部材３２とを備えている。
【００５７】
長手部材３０は、互いに平行であるとともに、車両の後方−前方の方向に対応する長手方向に実質的に沿って延びている。各長手部材３０は、前端部３４と後端部３６との間に延びている。
【００５８】
横断部材３２は、互いに平行であるとともに、長手方向に対して実質的に垂直であり、車両の左右方向に対応する横断方向に実質的に沿って延びている。各横断部材は、２つの横方向端部３８間に延びている。
【００５９】
長手部材３０および横断部材３２は、矩形の空間４０を囲むフレームをともに画定する。前端部３４、後端部３６、および横方向端部３８は、各々が、フレームの外部、すなわち、矩形の空間４０の外側において延びている。ルーフ補強構造２８は、ルーフ平面に垂直な平面内に、Ｕ形状の断面を有している。このＵは、車両の外部に向いて開いており、それにより、ルーフパネル２９がルーフ補強構造２８に配置されている際に、Ｕ形状がルーフパネル２９によって閉じられるようになっている。
【００６０】
ルーフ補強構造２８は、たとえば、一体に形成されており、このことは、長手部材３０と横断部材３２とが、単一の部品で形成されていることを意味している。代替的には、ルーフ補強構造２８は、たとえば溶接によって互いに取り付けられた、別々の補強部材で形成することができる。ルーフ補強構造２８は、たとえば、３００ＭＰａから３６０ＭＰａの間に実質的に含まれる引張強度を有する焼付硬化鋼で形成されている。
【００６１】
各前端部３４および各横方向端部３８では、前述の補強部材１が、ルーフ補強構造２８に取り付けられている。補強部材１は、本体２の内側面１２が、車両の外部を向くように、第１の端部４をルーフ補強構造２８の端部に溶接することにより、その第１の端部４によってルーフ補強構造２８に取り付けられている。このことは、本体２のＵ形状と、ルーフ補強構造２８のＵ形状とが、図３に示すように、互いに連続して延びていることを意味している。
【００６２】
補強要素１は、ルーフ平面とゼロではない角度を形成する方向に主として沿って延びている。より詳細には、補強要素１は、たとえば、ルーフ平面に対して実質的に垂直であり、このことは、補強要素１が、車両の通常の使用時において、垂直方向に沿って延びていることを意味している。図に示す実施形態によれば、補強要素は、特にその第１の端部４の近位においてわずかに湾曲しており、それにより、第１の端部４がルーフ平面に沿って延び、本体２の残りの部分が、ルーフ平面に対して実質的に垂直な方向に沿って延びている。この実施形態によれば、第１の端部４にはタブ１６が設けられていない。この理由は、第１の端部４が、この第１の端部４が取り付けられたルーフ補強構造２８の端部と同じ方向に沿って延びているためである。この場合、本体のＵ形状の断面を、ルーフ補強構造２８のＵ形状の端部に溶接することにより、ルーフ補強構造２８に直接取り付けることができる。代替的には、補強部材１の第１の端部４は、タブ１６により、ルーフ補強構造２８に本体２を取り付けることができる。この場合、補強部材１は、ルーフ平面に対して実質的に垂直な単一の方向に沿って延びる直線部材１とすることができる。
【００６３】
補強部材１が、長手部材３０の各前端部３４、および、横断部材３２の各横方向端部３８に取り付けられていることから、ルーフ補強アセンブリは、図に示す実施形態によれば、２つの前方補強部材１Ａと、４つの横方向補強部材１Ｂとを備えている。
【００６４】
補強要素１Ａおよび１Ｂは、ルーフ補強構造２８を支持し、ルーフ補強構造２８を、図４から図５に示す車室補強構造４２に結合する脚部を形成している。
【００６５】
車室補強構造４２は、車両車室内に配置されたシートの実質的に上方の車両車室周りに延びている。車室補強構造４２は、ルーフ補強構造２８の横断部材３２に実質的に平行であるとともに、車両車室のウインドシールドの上方に延びている、前方横断部材４４を備えている。車室補強構造４２は、ルーフ補強構造２８の長手部材３０に実質的に平行であるとともに、車両車室のドアの上方に延びている、２つの横方向長手部材４６をも備えている。横方向長手部材４６の前端部は、前方横断部材４４の横方向端部に取り付けられている。したがって、車室補強構造４２は、ルーフ平面に対して実質的に平行な平面に沿って延びている。
【００６６】
前方補強部材１Ａは、前方横断部材４４に取り付けられており、２つの横方向補強部材１Ｂは、横方向長手部材４６の１つに取り付けられており、他方の２つの横方向補強部材１Ｂは、他方の横方向長手部材４６に取り付けられている。補強部材１は、それらの第２の端部６により、補強部材１の第２の端部６に設けられたタブ１６を介して、車室補強構造４２に取り付けられている。タブ１６は、車室補強構造４２の対応する部材の壁に溶接されており、前記壁が、タブ１６と同じ方向に延びるとともに、車室補強構造４２の対応する部材の端部間で延びている。
【００６７】
一実施形態によれば、ルーフ補強アセンブリ２４は、前方横断部材４４に対して実質的に平行な方向に、２つの前方補強部材１Ａ間に延びる前方部材４８をさらに備えている。この前方部材は、たとえば、重量積載物車両の車両車室のウインドシールドの上方に延びる上方ダッシュボードのためのサポートとしての役割を果たす。
【００６８】
上述のルーフ補強アセンブリ２４は、車両車室のルーフに対する衝撃が生じる場合、たとえば、車両のバレルロールの場合には、車両車室のルーフの押しつぶしを防止するように配置された、特に強固なアセンブリを形成する。
【００６９】
そのような衝撃の場合には、ルーフ補強アセンブリ２４、より具体的には、補強部材１は、最初に、補強部材が延びる方向に対して実質的に垂直な方向に与えられる荷重を受ける。この荷重は、車両車室が転がる場合、車両車室が最初に側部に当たった際に与えられる。補強部材１の高強度鋼の高い機械的特性のおかげで、この横断方向の荷重は、従来の補強構造の場合のような、横断方向における、横断方向の荷重が加えられる側部の、ルーフ補強アセンブリ２４の変形を生じることはない。したがって、車両車室の上下が逆になり、大きな荷重が補強要素１の方向に加えられた場合、補強アセンブリ２４は、ルーフ補強構造２８を介してエネルギを吸収し、そのエネルギを、補強部材１を通して車室補強構造４２に伝達する役割を果たすことができる。このことは、図５に示すように、車両車室の運転者および搭乗者に当たるリスクなしに、ルーフ補強アセンブリ２４の押しつぶしを制御する結果となる。
【００７０】
補強部材および関連するルーフ補強アセンブリは、ＥＣＥ（Ｅｃｏｎｏｍｉｃ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｅｕｒｏｐｅ）の規則ＥＣＥ−Ｒ２９／０３のＴｅｓｔ  Ｃ（すなわち、Ｒｏｏｆ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｔｅｓｔ）の要請に応じるのに特に適している。
【００７１】
前述のように、補強部材１は、図６に示すように、シートクロスメンバアセンブリで使用することもできる。そのようなシートクロスメンバアセンブリは、任意の種類の自動車車両で使用することができる。そのようなシートクロスメンバアセンブリは、自動車車両のフロアパネルを支持するように配置されたフロア補強構造５０を備えている。そのようなフロア補強構造５０は、たとえば、実質的に長手方向に延びるとともに、フロア補強構造の横方向端部を形成する、２つのサイドレール５２を備えている。フロア補強構造は、サイドレール５２間に、長手方向に延びる中心トンネル５４をさらに備えている。中心トンネル５４は、上述のような少なくとも１つの補強要素１により、各サイドレール５２に接続されている。各補強要素１は、サイドレール５２の１つと、中心トンネル５４との間で実質的に横断方向に延び、また、補強要素１のタブ１６をサイドレール５２および／または中心トンネル５４に溶接することにより、サイドレール５２および／または中心トンネル５４に取り付けられている。図６に示すように、タブ１６により、あらゆる追加の取付け部品を必要とすることなく、補強要素１を、サイドレール５２および／または中心トンネル５４に直接溶接することが可能になる。補強要素１は、シートクロスメンバとして使用され、このことは、自動車車両内のシートが、シートの着座エリアの下の変形不可能な部品を形成することにより、フロア補強構造に対する衝撃が生じる場合において、シートを保護するために、１つの補強要素の上で、この補強要素に取り付けられていることを意味する。
【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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