(57)【要約】本車両クロスメンバのいくつかは、プラスチック材料および一つまたは複数のラミネートを含む複合ボディを有し、ボディは、第一端と第二端の間に延びている細長いビームを画定し、該ラミネートの少なくとも一つはビームに沿って少なくとも部分的に配置されている。いくつかのクロスメンバにおいて、ビームに沿って少なくとも部分的に配置されたラミネートは、ビームの長さの50％未満であるビームに沿った総距離に及ぶ。いくつかのクロスメンバにおいて、ビームの第一端および第二端の少なくとも一つは、ビームを車両に固定するためのビームの中への一つまたは複数の開口を画定する。いくつかのクロスメンバにおいて、ボディは、ビームと一体でありかつビームから延びている第一の支持体を画定し、ラミネートの少なくとも一つは、ビームおよび第一の支持体それぞれに沿って少なくとも部分的に配置されている。2018501139.tif 000004
2018501139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック材料；および
一つまたは複数のラミネート
を含む複合ボディを含み；
該ボディが、第一端と第二端の間の長さに延びている細長いビームを画定し；
該一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つが該細長いビームに沿って少なくとも部分的に配置され；
該細長いビームに沿って少なくとも部分的に配置された該一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つが、該細長いビームの該長さの50％未満である該細長いビームに沿った総距離に及ぶ、
車両クロスメンバ。
【請求項２】
ボディが、細長いビームと一体でありかつ該細長いビームから延びている第一の支持体を画定する、請求項1記載の車両クロスメンバ。
【請求項３】
一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つが、細長いビームに沿って少なくとも部分的に配置され、かつ第一の支持体に沿って少なくとも部分的に配置されている、請求項2記載の車両クロスメンバ。
【請求項４】
プラスチック材料；および
一つまたは複数のラミネート
を含む複合ボディを含み；
該ボディが、
第一端と第二端の間に延びている細長いビーム；および
該細長いビームと一体でありかつ該細長いビームから延びている第一の支持体
を画定し；
該一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つが、該細長いビームに沿って少なくとも部分的に配置され、かつ該第一の支持体に沿って少なくとも部分的に配置されている、
車両クロスメンバ。
【請求項５】
細長いビームに沿って少なくとも部分的に配置された一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つが、第一端と第二端の間の該細長いビームの長さの50％未満である該細長いビームに沿った総距離に及ぶ、請求項4記載の車両クロスメンバ。
【請求項６】
細長いビームに沿って少なくとも部分的に配置された一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つが、第一端と第二端の間の該細長いビームの長さの50％以上である該細長いビームに沿った総距離に及ぶ、請求項4記載の車両クロスメンバ。
【請求項７】
細長いビームの第一端および第二端の少なくとも一つが、該細長いビームを車両に固定するための、該細長いビームの中への一つまたは複数の開口を画定する、請求項1〜6のいずれか一項記載の車両クロスメンバ。
【請求項８】
一つまたは複数の開口の少なくとも一つが一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つを通過して延びている、請求項7記載の車両クロスメンバ。
【請求項９】
ボディが、細長いビームと一体でありかつ第一の支持体から離れるように該細長いビームから延びている第二の支持体を画定し；
一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つが該第二の支持体に沿って少なくとも部分的に配置されている、
請求項2〜6のいずれか一項記載の車両クロスメンバ。
【請求項１０】
一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つが、第二の支持体に沿って少なくとも部分的に配置され、かつ細長いビームに沿って少なくとも部分的に配置されている；および／または
一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つが、第二の支持体に沿って少なくとも部分的に配置され、かつ第一の支持体に沿って少なくとも部分的に配置されている、
請求項9記載の車両クロスメンバ。
【請求項１１】
ボディが、細長いビームと一体でありかつ該細長いビームから延びている第二の支持体を画定し；
一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つが該第二の支持体に沿って少なくとも部分的に配置されている、
請求項1〜6のいずれか一項記載の車両クロスメンバ。
【請求項１２】
一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つが、細長いビームに沿って少なくとも部分的に配置され、かつ第二の支持体に沿って少なくとも部分的に配置されている、請求項11記載の車両クロスメンバ。
【請求項１３】
細長いビームが開断面を画定する、請求項1〜6のいずれか一項記載の車両クロスメンバ。
【請求項１４】
細長いビームが閉断面を画定する、請求項1〜6のいずれか一項記載の車両クロスメンバ。
【請求項１５】
一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つが、繊維を含む材料の層を含む、請求項1〜6のいずれか一項記載の車両クロスメンバ。
【請求項１６】
一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つが、プラスチック材料を含むマトリックス材料を含む、請求項15記載の車両クロスメンバ。
【請求項１７】
請求項1〜6のいずれか一項記載の複合ボディを金型の中で成形する工程
を含む、車両クロスメンバを成形する方法。
【請求項１８】
ボディを金型の中で成形する工程が、一つまたは複数のラミネートを金型の中で成形する工程を含む、請求項17記載の方法。
【請求項１９】
一つまたは複数のラミネートを金型の中で成形する工程が、
それぞれが繊維を含む一つまたは複数の層を金型に入れる工程；および
該一つまたは複数の層の上にプラスチック材料をオーバモールド成形する工程
を含む、請求項18記載の方法。
【請求項２０】
一つまたは複数のラミネートを金型に入れる工程；および
該一つまたは複数のラミネートの上にプラスチック材料をオーバモールド成形する工程
を含む、請求項17記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照により全体として本出願に組み入れられる、2015年9月17日に出願された米国特許仮出願第62/220,047号の優先権の恩典を主張する。
【０００２】
1.発明の分野
本開示は概して車両に関し、より具体的には、ただし非限定的に、車両クロスメンバ（たとえば自動車クロスビーム）ならびにそれを製造する方法およびそのためのキットに関する。
【背景技術】
【０００３】
2.関連技術の説明
車両は一般に、いくつか挙げるだけでも自動車クロスビーム、フロントおよびリヤバルクヘッド、ピラー（たとえばA、B、Cおよび／またはDピラー）、バンパビームおよびドアビームをはじめとする数多くのクロスメンバを含み、そのそれぞれが、様々な目的、たとえば安全性、構造完全性、騒音・振動・ハーシュネス（NVH）低減などに関する目的の一つまたは複数に役立ち得る。たとえば、多くの車両は自動車クロスビームを含み、自動車クロスビームは、ダッシュボード、ステアリングコラム、計器パネル、暖房換気空調（HVAC）部品、エアバッグなどを支持するように構成され得る。一般に、自動車クロスビームは、支持される部品の望ましくない動きを阻止および／または防止する（たとえば衝突時）、車両ボディの構造完全性を高める、および／またはNVHを低減するために剛性であるように設計されている。
【０００４】
多くの既存の自動車クロスビームは少なくとも部分的に鋼および／または他の重金属で形成されている。いくつかの既存の自動車ビームは、少なくとも部分的に、より軽量の金属、たとえばマグネシウム、アルミニウムなどから形成され得る。他の既存の自動車クロスビームは少なくとも部分的に軽量の複合材料から形成され得る。
【０００５】
多くの既存の自動車クロスビームは、それらの製造の材料にかかわらず、型打ちされた部品、ブラケット、ビームなどのアセンブリからなるマルチピース構造である。
【０００６】
自動車クロスビームの例が、公開公報：（1）WO2013/182521（特許文献1）；（2）WO2013/182524（特許文献2）；および（3）WO2013/182522（特許文献3）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】WO2013/182521
【特許文献２】WO2013/182524
【特許文献３】WO2013/182522
【発明の概要】
【０００８】
概要
既存の自動車クロスビームはいくつかの欠点を抱え得る。たとえば、鋼および／または他の重金属を含む自動車クロスビームは望ましなく重く、結果、車両性能の低下および／またはアセンブリ時間および／またはコストの増加を生じさせ得る。さらなる例として、より軽量の金属、たとえばマグネシウム、アルミニウムなどを含む既存の自動車クロスビームは、相対的に費用を要し得、増大したツールメンテナンスを必要とし得る（たとえば、増大した鋳込み温度要件のせいで）。さらなる例として、軽量の複合材料を含む既存の自動車クロスビームは、たとえば成形過程に伴う難しさのせいで、複雑なマルチピース構造を必要とし得る。さらに、マルチピース構造の既存の自動車クロスビームは、アセンブリ手順を複雑化し得（たとえば、異なる材料の接合を要することにより）、および／または重量、アセンブリ時間および／またはコストを不必要に増大し得る。以下さらに詳細に説明するように、本車両クロスメンバは、これらの欠点のいくつかまたはすべてに対処するように構成されることができる。
【０００９】
本車両クロスメンバのいくつかの態様は、第一端と第二端の間の長さに延びておりかつプラスチック材料（またはプラスチック部品）および一つまたは複数のラミネートを含む複合ボディによって画定される、細長いビームによって構成され、細長いビームに沿って少なくとも部分的に配置されたラミネートは、例えば、製造コストの削減および望ましい構造特性（たとえば剛性）を提供するために、該長さの50％未満である細長いビームに沿った総距離に及ぶ。
【００１０】
本車両クロスメンバのいくつかの態様は、（1）第一端と第二端の間の長さに延びておりかつプラスチック材料および一つまたは複数のラミネートを含む複合ボディによって画定された細長いビームであって、第一端および第二端の少なくとも一つが、細長いビームを車両に固定するための、細長いビームの中への一つまたは複数の開口を画定する、細長いビーム；および／または（2）プラスチック材料および一つまたは複数のラミネートを含む複合ボディであって、細長いビームならびに（a）細長いビームと一体でありかつ細長いビームから延びている第一の支持体；（b）細長いビームと一体でありかつ細長いビームから延びている第二の支持体（たとえば、存在するならば、第一の支持体から離れた）；および／または（c）細長いビームと一体でありかつ細長いビームから延びている第三の支持体（たとえば、存在するならば、第二の支持体と並行に、第二の支持体から離間した）を画定する複合ボディによって構成されて、たとえば、（i）さらなる別個の取り付け部品（ファスナ以外の）、たとえばフランジ、マウントおよび／またはプレートを要することなく（たとえば、減少した製造コスト、アセンブリ時間などを提供する）車両に取り付けられる（たとえば、細長いビームの第一端および／または第二端、第一の支持体、第二の支持体および／または第三の支持体を介して）および／または（ii）一つの金型（たとえば一つまたは複数のスライダを含む）および／またはワンショットおよび／または一工程成形過程で、成形される。
【００１１】
本車両クロスメンバのいくつかの態様は、プラスチック材料および一つまたは複数のラミネートを含む複合ボディであって、細長いビーム、細長いビームから延びている第一の支持体および／または細長いビームから延びている第二の支持体（たとえば、存在するならば、第一の支持体から離れた）を画定し、一つまたは複数のラミネートがそれぞれ、細長いビーム、第一の支持体および／または第二の支持体に沿って少なくとも部分的に配置され、（1）それぞれのビームおよび／または支持体の縦軸に対して実質的に平行である第一の方向に整列した繊維を有する材料の層；および（2）第一の方向に対して角度を付けて（たとえば、第一の方向と第二の方向の間の最小角が0〜90°、10〜80°、30〜60°、40〜50°などであるように）配置される第二の方向に整列した繊維を有する材料の層を含む複合ボディによって構成されて、たとえば、高められた構造効率、ねじりおよび／または曲げ荷重を扱う能力、クリープおよび疲労に対する耐性などを提供する。
【００１２】
本細長い部材のいくつかの態様（たとえば、たとえば本車両クロスメンバのいくつかの態様の細長いビームを形成するために使用され得る）は、内部チャネルおよび内部チャネルから離れるように延びている一つまたは複数のフランジを画定する側壁（たとえば、Z形の断面を画定する）によって構成されて、側壁の各部分と金型の開口軸の間の最小角が少なくとも15°（たとえば40〜50°）であるような金型（たとえば、側壁の各部分への成形圧の均等な分散を促進し、それにより、表面欠陥、空隙などの発生を軽減する）の中で成形される。
【００１３】
本車両クロスメンバのいくつかの態様は、プラスチック材料および一つまたは複数のラミネートを含む複合ボディを含み、ボディは細長いビームを画定し、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは細長いビームに沿って少なくとも部分的に配置されている。いくつかの態様において、細長いビームは開断面を画定する。いくつかの態様において、車両クロスメンバは自動車クロスビームを含む。いくつかの態様において、細長いビームは閉断面を画定する。
【００１４】
いくつかの態様において、細長いビームに沿って少なくとも部分的に配置された一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは、細長いビームの第一端と第二端の間の長さの50％未満である細長いビームに沿った総距離に及ぶ。いくつかの態様において、細長いビームに沿って少なくとも部分的に配置された一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは、細長いビームの第一端と第二端の間の長さの50％以上である細長いビームに沿った総距離に及ぶ。
【００１５】
いくつかの態様において、細長いビームの第一端および第二端の少なくとも一つは、細長いビームを車両に固定するための、細長いビームの中への一つまたは複数の開口を画定する。いくつかの態様において、一つまたは複数の開口の少なくとも一つは、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つを通って延びている。
【００１６】
いくつかの態様において、ボディは、細長いビームと一体でありかつ細長いビームから延びている第一の支持体を画定する。いくつかの態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは、細長いビームに沿って少なくとも部分的に配置され、かつ第一の支持体に沿って少なくとも部分的に配置されている。いくつかの態様において、第一の支持体は、支持体を車両に固定するための一つまたは複数の開口を画定する。いくつかの態様において、第一の支持体の一つまたは複数の開口の少なくとも一つは、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つを通って延びている。
【００１７】
いくつかの態様において、ボディは、細長いビームと一体でありかつ細長いビームから延びている第二の支持体を画定し、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは第二の支持体に沿って少なくとも部分的に配置されている。いくつかの態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは、第二の支持体に沿って少なくとも部分的に配置され、かつ細長いビームに沿って少なくとも部分的に配置されている。いくつかの態様において、第二の支持体は第一の支持体から離れるように延びている。いくつかの態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは、第二の支持体に沿って少なくとも部分的に配置され、かつ第一の支持体に沿って少なくとも部分的に配置されている。
【００１８】
いくつかの態様において、ボディは、細長いビームと一体でありかつ細長いビームから第二の支持体と並行に第二の支持体から離間して延びている第三の支持体を画定する。
【００１９】
いくつかの態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは、繊維を含む材料の層を含む。いくつかの態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは、プラスチック材料を含むマトリックス材料を含む。いくつかの態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは繊維を30容量％〜70容量％含む。いくつかの態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは、炭素繊維を含む材料の層を含む。いくつかの態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは、ガラス繊維を含む材料の層を含む。いくつかの態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは、玄武岩繊維を含む材料の層を含む。いくつかの態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは、織物を含む材料の層を含む。いくつかの態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは、連続繊維を含む材料の層を含む。いくつかの態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは、不連続繊維を含む材料の層を含む。
【００２０】
いくつかの態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは、第一の方向に整列した繊維を有する第一の層および第一の方向に対して角度を付けて配置される第二の方向に整列した繊維を有する第二の層を含む。いくつかの態様において、第一の方向と第二の方向の間の最小角は10〜80°である。いくつかの態様において、第一の方向と第二の方向の間の最小角は20〜70°である。いくつかの態様において、第一の方向と第二の方向の間の最小角は30〜60°である。いくつかの態様において、第一の方向と第二の方向の間の最小角は40〜50°である。
【００２１】
いくつかの態様において、プラスチック材料は複数のリブを画定する。いくつかの態様において、プラスチック材料は熱可塑性プラスチックを含む。いくつかの態様において、プラスチック材料は熱硬化性材料を含む。
【００２２】
いくつかの態様において、ボディは一つまたは複数のマウントを画定する。いくつかの態様において、一つまたは複数のマウントの少なくとも一つは、ステアリングホイールに結合されるように構成されている。いくつかの態様において、一つまたは複数のマウントの少なくとも一つは、エアバッグハウジングまたはキャリヤ部品に結合されるように構成されている。
【００２３】
車両クロスメンバを形成するための本方法のいくつかの態様は、本車両クロスメンバのいずれかの複合ボディを金型の中で成形する工程を含む。いくつかの態様において、ボディを金型の中で成形する工程は、一つまたは複数のラミネートを金型の中で成形する工程を含む。いくつかの態様において、一つまたは複数のラミネートを金型の中で成形する工程は、それぞれが繊維を含む一つまたは複数の層を金型に入れ、一つまたは複数の層の上にプラスチック材料をオーバモールド成形する工程を含む。いくつかの態様は、一つまたは複数のラミネートを金型に入れ、一つまたは複数のラミネートの上にプラスチック材料をオーバモールド成形する工程を含む。
【００２４】
いくつかの態様において、金型は一つまたは複数のスライダを含み、各スライダはスライダ開口方向を有し、一つまたは複数のスライダの少なくとも一つのスライダ開口方向は金型の開放方向に対して角度を付けて配置されている。
【００２５】
車両クロスメンバを形成するための本方法のいくつかの態様は、内部チャネルを画定する側壁および内部チャネルから離れるように延びている一つまたは複数のフランジを有する第一の細長い部材を金型の中で成形する工程、内部チャネルを画定する側壁および内部チャネルから離れるように延びている一つまたは複数のフランジを有する第二の細長い部材を金型の中で成形する工程、および第一の細長い部材の一つまたは複数のフランジの少なくとも一つを第二の細長い部材に結合し、第二の細長い部材の一つまたは複数のフランジの少なくとも一つを第一の細長い部材に結合することによって細長いビームを形成する工程を含み、第一の細長い部材および第二の細長い部材の少なくとも一つは、プラスチック材料および一つまたは複数のラミネートを含む複合ボディによって画定され、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは第一の細長い部材および第二の細長い部材の少なくとも一つに沿って少なくとも部分的に配置されている。いくつかの態様においては、第一の細長い部材および第二の細長い部材それぞれが、プラスチック材料および一つまたは複数のラミネートを含む複合ボディによって画定され、第一の細長い部材を画定する複合ボディの一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは第一の細長い部材に沿って少なくとも部分的に配置され、第二の細長い部材を画定する複合ボディの一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つは第二の細長い部材に沿って少なくとも部分的に配置されている。いくつかの態様において、結合する工程は溶接を含む。
【００２６】
いくつかの態様において、細長いビームを形成する工程は、第一の細長い部材の一つまたは複数のフランジの少なくとも一つを内部チャネル内の第二の細長い部材の側壁に結合し、第二の細長い部材の一つまたは複数のフランジの少なくとも一つを内部チャネル内の第一の細長い部材の側壁に結合する工程を含む。いくつかの態様において、第一の細長い部材を金型の中で成形する工程は、第一の細長い部材の側壁の各部分と金型の開放軸の間の最小角が少なくとも15°であるような工程である。いくつかの態様において、第一の細長い部材を金型の中で成形する工程は、第一の細長い部材の側壁の各部分と金型の開放軸の間の最小角が40〜50°であるような工程である。
【００２７】
いくつかの態様においては、第一の細長い部材の側壁の第一端が第一のフランジを画定し、第一の細長い部材の側壁の第二端が第二のフランジを画定し、第二の細長い部材の側壁の第一端が第一のフランジを画定し、第二の細長い部材の側壁の第二端が第二のフランジを画定し、細長いビームを形成する工程は、第一の細長い部材の第一のフランジを第二の細長い部材の第一のフランジに結合し、第一の細長い部材の第二のフランジを第二の細長い部材の第二のフランジに結合する工程を含む。
【００２８】
用語「結合された」とは、必ずしも直接的または必ずしも機械的ではないが、接続されていることと定義される。「結合された」二つの物品は互いと一体であり得る。本開示がそうでないことを明示的に要求しない限り、名詞の単数形は一つまたは複数と定義される。用語「実質的に」とは、当業者によって理解されるように、必ずしも全部ではないが、概ね指定されたとおりである（かつ、指定されたとおりを含む。たとえば、実質的に90°は90°を含み、実質的に平行は平行を含む）と定義される。開示される任意の態様において、用語「実質的に」、「概ね」および「約」は、指定されたものの「何％以内」と置き換えられ得、％は0.1、1、5および10％を含む。
【００２９】
さらに、ある特定のやり方で構成されている装置またはシステムは、少なくともそのやり方で構成されるが、具体的に記載される以外のやり方で構成されることもできる。
【００３０】
用語「含む（comprise）」（および「含む」の任意の形、たとえば「含み」）、「有する（have）」（および「有する」の任意の形、たとえば「有し」）、「含む（include）」（および「含む」の任意の形、たとえば「含み」）、および「含有する（contain）」（および「含有する」の任意の形、たとえば「含有し」）は、非限定的な連結動詞である。その結果、一つまたは複数の要素を「含む」、「有する」、「含む」、または「含有する」装置は、それら一つまたは複数の要素を所有するが、それらの要素のみを所有することに限定されない。同様に、一つまたは複数の工程を「含む」、「有する」、「含む」、または「含有する」方法は、それら一つまたは複数の工程を所有するが、それら一つまたは複数の工程のみを所有することに限定されない。
【００３１】
装置、システムおよび方法のいずれかの任意の態様は、記載された工程、要素および／または特徴のいずれかからなることもできるし、またはそれらから本質的になることもできる（含む（comprise）／含む（include）／含有する（contain）／有する（have）ではなく）。したがって、請求項のいずれにおいても、用語「〜からなる」または「〜から本質的になる」は、所与の請求項の範囲を、非限定的な連結動詞を使用した場合の範囲から変更するために、上記非限定的な連結動詞のいずれかに代えて用いられることができる。
【００３２】
本開示または態様の性質によって明白に禁じられない限り、一つの態様の一つまたは複数の特徴は他の態様（記載または例示されないとしても）にも適用され得る。
【００３３】
上記態様および他の態様に関するいくつかの詳細を以下に記す。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
以下の図面は例を示すものであり、限定ではない。簡潔かつ明確に示すために、所与の構造のすべての特徴が、その構造が見られる各図面の中で常に標識されているわけではない。同一の参照番号が必ずしも同一の構造を示すわけではない。むしろ、非同一な参照番号で示してもよいような、類似した特徴または類似した機能性を有する特徴を示すために同じ参照番号が使用される場合もある。図面は一定の拡大縮小率で描かれている（別段記されない限り）。すなわち、図示された要素のサイズは、少なくとも図面に示された態様に関しては、互いに対して正確である。
【００３５】
【図１Ａ】本車両クロスメンバの第一の態様の前方斜視図である。
【図１Ｂ】図1Aの車両クロスメンバの前方斜視図である。
【図１Ｃ】図1Aの車両クロスメンバの正面図である。
【図１Ｄ】図1Aの車両クロスメンバの後方斜視図である。
【図１Ｅ】図1Aの車両クロスメンバの後方斜視図である。
【図２】図1Aの車両クロスメンバの一つまたは複数のラミネートの前方斜視図である。
【図３Ａ】表面上に平坦に延ばされた状態で示された、図2の一つまたは複数のラミネートの平面図である。
【図３Ｂ】本車両クロスメンバのいくつかの態様における使用に適し得る、表面上に平坦に延ばされた状態で示されたラミネートの平面図である。
【図３Ｃ】本車両クロスメンバのいくつかの態様における使用に適し得る、表面上に平坦に延ばされた状態で示されたラミネートの平面図である。
【図４】本車両クロスメンバのいくつかの態様における使用に適し得るラミネートの部分の分解斜視図である。
【図５】図5Aは、図1Aの車両クロスメンバの細長いビームの断端面図である。図5Bおよび図5Cは、本車両クロスメンバのいくつかの態様における使用に適し得る細長いビームそれぞれの断端面図である。
【図６】アルミニウム自動車クロスビームの構造的特徴と比較した、図1Aの車両クロスメンバの構造的特徴を示すグラフである。
【図７】本車両クロスメンバの第二の態様の前方斜視図である。
【図８】本方法のいくつかの態様に関する特徴を示す。
【図９】本方法のいくつかの態様に関する特徴を示す。
【図１０Ａ】本車両クロスメンバの第三の態様の分解斜視図である。
【図１０Ｂ】図10Aの車両クロスメンバの細長いビームの斜視図である。
【図１１】図11Aは、図10Aの車両クロスメンバの細長いビームの断端面図である。図11Bは、本車両クロスメンバのいくつかの態様における使用に適し得る細長いビームの断端面図である。
【図１２】本方法のいくつかの態様に関する特徴を示す。
【図１３】アルミニウム自動車クロスビームの構造的特徴と比較した、図10Aの車両クロスメンバの構造的特徴を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
例示的な態様の詳細な説明
図面、特に図1A〜1Eを参照すると、本車両クロスメンバの第一の態様が示され、参照番号10aによって指定されている。示される態様において、クロスメンバ10aは自動車クロスビームを含む（たとえば、自動車、トラック、他の車両などで使用するための）。たとえば、この態様において、クロスメンバ10aは、特定の車両部品、たとえばダッシュボード、ステアリングコラム、計器パネル、暖房換気空調（HVAC）部品、エアバッグなどのための支持を提供するために車両に結合されるように構成されている。例示するために、図示される態様において、クロスメンバ10a、特にボディ14a（以下さらに詳細に説明する）は、一つまたは複数のマウント（たとえば18a、18b、18c、18dなど）を画定し、各マウントが、様々な車両部品の一つまたは複数を支持するように構成されている。たとえば、示される態様において、マウント18aは、ステアリングコラムに結合されるように構成され、マウント18bは、エアバッグハウジングまたはキャリヤ部品に結合されるように構成され、マウント18cおよび18dは、それぞれ、ユーザ操作可能な装備品（たとえばHVAC部品、ラジオなど）に結合されるように構成されている。当然、本車両クロスメンバの他の態様は、任意の適当なクロスメンバ、たとえばフロントバルクヘッド、リヤバルクヘッド、Aピラー、Bピラー、Cピラー、Dピラー、バンパビーム、ドアビームなどを含み得る。
【００３７】
この態様において、クロスメンバ10aは複合ボディ14aを含む。ボディ14aは、ボディが一体構造を形成するために組み合わされる二つ以上の材料を含むという点で複合物であり得る。たとえば、図示される態様において、ボディ14aは、プラスチック材料30（たとえば熱可塑性材料、たとえばポリプロピレン、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリカーボネート／ポリブチレンスクシネートなど、熱硬化性材料など）および一つまたは複数のラミネート（たとえば、この態様においては34aおよび34b）を含み、プラスチック材料が一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つの上にオーバモールド成形されている、プラスチック材料が一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つと密接している、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つがプラスチック材料内に少なくとも部分的に配置されている、などである。本開示の中で使用される「プラスチック材料」は、複数の分散した非プラスチック要素（たとえば繊維）を有するプラスチックを含み得る。たとえば、特定の態様は、複数の分散した不連続または短繊維（たとえば炭素繊維、ガラス繊維、玄武岩繊維など）を有するプラスチックを含み得る。実例として、分散した繊維を含むプラスチックが金型に注入されて（1）本車両クロスメンバの一つのプラスチック材料；および（2）車両クロスメンバのラミネートのマトリックス材料の両方を同時に形成する態様において、プラスチック中に分散した繊維は、ラミネート中の繊維と同じ材料を含み得るが、プラスチック中に分散した繊維は、プラスチックがむしろラミネートの積層構造中に整列した状態で注入される。明確にするために、「プラスチック材料」は、物理的な可塑性ではなく、プラスチックの含有を示すために使用される。
【００３８】
図2〜3Aは、車両クロスメンバ10aのラミネート34aおよび34bを示す。示される態様において、ラミネート34aは、細長いビーム58aに沿って少なくとも部分的に配置されかつ第一の支持体114aに沿って少なくとも部分的に配置されるように構成（たとえばサイズ決めおよび寸法決め）され、ラミネート34bは、第二の支持体138に沿って少なくとも部分的に配置されるように構成（たとえばサイズ決めおよび寸法決め）されている（たとえば、以下さらに詳細に説明するように）。他の態様は、任意の適当な数のラミネート（たとえば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10またはより多くのラミネート）を含み得、各ラミネートは、車両クロスメンバ（たとえば10a）の任意の適当な部分に沿って少なくとも部分的に配置されるように構成され得る。たとえば、図3Bおよび図3Cは、本車両クロスメンバのいくつかの態様における使用に適し得るラミネートを示す。図3Bはラミネート34cおよび34dを示し、ラミネート34cは、細長いビーム（たとえば58a）に沿って少なくとも部分的に配置されるように構成（たとえばサイズ決めおよび寸法決め）され、ラミネート34dは、細長いビームおよび第一の支持体（たとえば114a）に沿って少なくとも部分的に配置されるように構成（たとえばサイズ決めおよび寸法決め）されている。図3Bに示すように、ラミネート34cおよび34dの少なくとも一つは、ラミネート34aによって画定される面積と実質的に一致する全面積を画定するよう、もう一方と重なるように構成されている。図3Cは、細長いビーム（たとえば58a）、第一の支持体（たとえば114a）および第二の支持体（たとえば138）に沿って少なくとも部分的に配置されるように構成（たとえばサイズ決めおよび寸法決め）されているラミネート34eを示す。この態様において、ラミネート34eは、ラミネート34aおよび34bおよび／またはラミネート34b、34cおよび34dによって画定される全面積と実質的に一致する面積を画定する（たとえば、動作的な潜在的に重なるやり方で配置されたとき）。
【００３９】
図4は、本ラミネートの少なくともいくつかのさらなる詳細を示す。ラミネート34aおよび34b（ならびに他の態様のラミネート34c、34d、34e、34f、34g、34h、34iなど）は、それぞれが、接合され得る一つまたは複数の材料層（たとえば38a、38b、38c、38d、38e、38fなど）から形成され得るという点でラミネートである。たとえば、図4に示すように、ラミネート34aおよび34bの少なくとも一つ（たとえばそれぞれ）は、繊維、たとえば炭素繊維、ガラス繊維、玄武岩繊維、布繊維（たとえば織物）などを含む材料の層（たとえば38a）を含む。材料層（たとえば38a）内の繊維は、連続または長繊維であってもよいし、および／または不連続または短繊維であってもよい（たとえば、そのような繊維は、図4に示す各材料層に示すように、材料層を完全に横切って延びてもよいし、または延びなくてもよい）。図示される態様において、ラミネート（たとえば34a）の材料層（たとえば38a）および／またはラミネート内の材料層（たとえば38aおよび38b）内の繊維は、任意の適当なマトリックス材料、たとえばプラスチック材料30、エポキシ（たとえば熱可塑性）樹脂などを使用して接合され得る（たとえば、各材料層の繊維をマトリックス材料内に分散させる、または配置することにより）。例示するために、示される態様において、ラミネート34aおよび34bの少なくとも一つ（たとえばそれぞれ）は、繊維を30容量％〜70容量％および／または10重量％〜70重量％含む。
【００４０】
本車両クロスメンバ（たとえば10a）の一つまたは複数のラミネート（たとえば、この態様においては34aおよび34b）は、それぞれ、任意の適当な数の材料層（たとえば38a）（たとえば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10またはより多くの材料層）を含み得、ラミネートの各材料層は、任意の適当な方向（これは、たとえば、材料層および／またはラミネートの縦軸および／または長手に対して、ラミネートの材料の他の層中の繊維に対して、ラミネートが配置されている支持体またはビームの縦軸などに対して画定され得る）に整列した繊維を含み得る。たとえば、この態様において、ラミネート34aおよび34bの少なくとも一つ（たとえばそれぞれ）は、第一の方向42aに整列した繊維を有する第一の材料層38aおよび第二の方向42bに整列した繊維を有する第二の材料層38bを含む。図示される態様において、第一の方向42aは、第二の方向42bに対し、0〜90°（たとえば10〜80°、20〜70°、30〜60°、40〜50°など）の角度46を付けて配置されている。より具体的には、示される態様において、ラミネート34aおよび34bの少なくとも一つ（たとえばそれぞれ）は六つの材料層38a〜38fを含み、各材料層は、材料層および／またはラミネートの縦軸および／または長手に対して、ラミネートが配置されている支持体またはビームの縦軸（たとえば、細長いビーム58aの縦軸70、第一の支持体114aの縦軸118、第二の支持体138の縦軸142など）などに対してそれぞれ約0、45、−45、−45、45および0°の角度で配向した繊維を有する。材料層38a〜38fは対称な積層順で示されているが（たとえば、ラミネートの製造を容易にし、アセンブルされたラミネートが平坦に位置する能力を高める、などのために）；他の態様において、ラミネート（たとえば34a、34b、34c、34d、34e、34f、34g、34h、34iなど）は、非対称な順序を含む任意の適当な順序で積層される、または積層されるように構成される材料層（たとえば38a〜38f）を含んでもよい。これらの方法および他の方法において、本車両クロスメンバ（たとえば10a、10b、10cなど）のラミネート（たとえば34a、34b、34c、34d、34e、34f、34g、34h、34iなど）は、高められた構造効率、ねじりおよび／または曲げ荷重を扱う能力、クリープおよび疲労に対する耐性などを提供するように構成され得る。
【００４１】
本車両クロスメンバ（たとえば10a）の一つまたは複数のラミネート（たとえば、この態様においては34aおよび34b）は、それぞれが任意の適当な厚さ（たとえば、少なくとも部分的に層の組成に基づいて異なり得る）を有する材料層を含み得る。たとえば、この態様において、材料層38a〜38fはそれぞれ炭素繊維を含み得、材料層38aは約0.5mmの厚さを有し、材料層38bは約0.25mmの厚さを有し、材料層38cは約0.25mmの厚さを有し、材料層38dは約0.25mmの厚さを有し、材料層38eは約0.25mmの厚さを有し、材料層38fは約0.5mmの厚さを有する。さらなる例として、図示される態様において、材料層38a〜38fはそれぞれガラス繊維を含み得、材料層38aは約0.75mmの厚さを有し、材料層38bは約0.5mmの厚さを有し、材料層38cは約0.5mmの厚さを有し、材料層38dは約0.5mmの厚さを有し、材料層38eは約0.5mmの厚さを有し、材料層38fは約0.75mmの厚さを有する。
【００４２】
図1A〜1Eに示される態様において、車両クロスメンバ10aのボディ14aは、第一端62と第二端66の間に延び、縦軸70を有する細長いビーム58aを画定する。図示される態様において、細長いビーム58aは、第一端62および第二端66それぞれで車両に結合されるように構成されている。たとえば、示される態様において、第一端62および第二端66の少なくとも一つ（たとえば、この態様においては第一端および第二端のそれぞれ）は、細長いビームを車両に固定する（たとえば、一つまたは複数の開口の一つを少なくとも部分的に通して車両の中にそれぞれ配置された一つまたは複数のファスナを介して）ための、細長いビーム58aの中への一つまたは複数の開口72（たとえば穴、スロット、凹みなど）を画定する。少なくともこのようにして、本車両クロスメンバ（たとえば10a）のいくつかの態様は、さらなる別個の取り付け部品（ファスナ以外の）、たとえばフランジ、マウントおよび／またはプレートを要することなく一つまたは複数の場所で（たとえば、細長いビーム58aの第一端62および／または第二端66で）車両に取り付けられるように構成され得る（たとえば、減少した製造コスト、アセンブリ時間などを提供する）。
【００４３】
図5Aは、図1Bの5A−5A線から見た細長いビーム58aの断面図を示す。図示されるように、この態様において、細長いビーム58aは開断面を画定する。たとえば、図示されるように、細長いビーム58aは、細長いビームに沿って延びている開放したチャネル78を画定する側壁74を含む（たとえば、しかし、以下さらに詳細に説明するように、チャネルは一つまたは複数のリブ、たとえば側壁からチャネルの中に延び得るリブ106aによって中断されてもよい）。示される態様において、側壁74によって画定される断面は細長いビーム58aに沿って変化し得る（たとえば、剛性、強度、空間、部品取り付けなどの要件に基づいて）。たとえば、この態様において、第一端62の近くの側壁74によって画定される断面は、第二端66の近くの側壁74によって画定される断面よりも大きな横断方向高さ80および／または横断方向幅84を有し得る（たとえば、ステアリングコラムなどによって細長いビーム58aに加えられる曲げおよび／またはねじり荷重に耐えるため）。本車両クロスメンバの他の態様は、任意の適当な断面を画定する側壁（たとえば74）を有する細長いビーム（たとえば58a）を含み得、その例が図5Bおよび5Cに示され、丸みのある、および／またはまっすぐな辺を有している（たとえば、細長いビームなどを形成するように構成された金型内で、細長いビームに対するラミネートの適切な配置を容易にし得る）。
【００４４】
再び図1A〜1Eを参照すると、示される態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つ（たとえば、示される態様においては34a）は、細長いビーム58aに沿って（たとえば、細長いビームの縦軸70に沿う方向に）少なくとも部分的に配置されている。この態様において、ラミネート34aの少なくとも一部分は、該ラミネートの少なくとも一部分が細長いビームの少なくとも一部分の側壁74の大部分（たとえばその全部）の上に位置する、下に位置する、それを囲う、および／またはその内に配置されるよう、細長いビーム58aに沿って配置されている（たとえば、それにより、細長いビームの少なくとも一部分の剛性または強度を高める）。図示される態様において、細長いビーム58aの一つまたは複数の開口72の少なくとも一つはラミネート34aを通過して延びている（たとえば、それにより、車両への細長いビームの取り付け位置における細長いビームの強度を高める）。しかし、他の態様において、一つまたは複数の開口（たとえば72）それぞれは、プラスチック材料（たとえば30）だけを通過し、および／またはラミネートを通過しなくてもよい。
【００４５】
図示される態様において、細長いビーム58aは第一端62と第二端66の間の長さ90に延び、細長いビームに沿って配置された一つまたは複数のラミネート（たとえば、この態様においては34a）は、該長さの50％未満（たとえば、該長さの10、15、20、25、30、35、40、45％またはより多く）である細長いビームに沿った総距離94に及ぶ。プラスチック材料（たとえば30）は概して一つまたは複数のラミネート（たとえば34aおよび34b）よりも安価であり得；したがって、少なくともこのようにして、本車両クロスメンバ（たとえば10a）のいくつかの態様は製造コストの削減を提供し得る（たとえば、図6を参照して以下に示され、説明されるように、クロスメンバの構造特性、たとえば剛性を望ましくなく損なうことなく）。図示される態様において、細長いビーム58aに沿って配置された一つまたは複数のラミネート（たとえば、図示される態様においては34a）は、第二端66よりも第一端62の近くに配置され（たとえば、細長いビームの第一端に配置され）；少なくともこのようにして、一つまたは複数のラミネートは、ステアリングコラムなどによって細長いビームに加えられる曲げおよび／またはねじり荷重に耐えるために、細長いビームに沿って配置され得る。
【００４６】
示される態様において、プラスチック材料30は、細長いビーム58aの側壁74から延びている複数のリブ106aを画定し、その少なくともいくつかは側壁からチャネル78の中へ延び得、その少なくともいくつかは、チャネルから離れるように側壁から延び得る（たとえば、マウント18aを支持するリブ）。図示されるように、この態様において、リブ106aの少なくともいくつかは、側壁74から、側壁に対して実質的に垂直および／または側壁に沿って配置された一つまたは複数のラミネート（たとえば、図示される態様においては34a）によって画定される平面に対して実質的に垂直である方向に延び得る（たとえば、それにより、構造効率を促進する）。
【００４７】
図示される態様において、ボディ14aは、細長いビーム58aから延び、縦軸118を有する第一の支持体114aを画定する。示される態様において、第一の支持体114aは、細長いビーム58aの、第一端62と第二端66の間の位置（たとえば、第二端よりも第一端に近い位置）から延びている。この態様において、第一の支持体114aは、細長いビーム58aを車両に対して固定するように構成されている。たとえば、図示される態様において、第一の支持体114aは、第一の支持体を車両に（たとえば、車両のファイアウォールまたはその近くに）固定する（たとえば、車両の中および一つまたは複数の開口の一つに少なくとも部分的に通してそれぞれ配置された一つまたは複数のファスナを介して）ための一つまたは複数の開口122（たとえば穴、スロット、凹みなど）を画定する。
【００４８】
示される態様において、第一の支持体114aは、細長いビーム58aと一体である、または一体に形成されている。少なくともこのようにして、本車両クロスメンバ（たとえば10a）のいくつかの態様は、さらなる別個の取り付け部品（ファスナ以外の）、たとえばフランジ、マウントおよび／またはプレートを要することなく一つまたは複数の場所で（たとえば第一の支持体114aで）車両に取り付けられるように構成され得る（たとえば、減少した製造コスト、アセンブリ時間などを提供する）。しかし、本車両クロスメンバの他の態様において、第一の支持体（たとえば114a）は、細長いビーム（たとえば58a）および／またはボディ（たとえば14a）に結合可能である（たとえば溶接、接着、ファスナなどによって）別個の部品であってもよい。
【００４９】
この態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つ（たとえば、示される態様においては34a）は第一の支持体114aに沿って（たとえば、第一の支持体の縦軸118に沿う方向に）少なくとも部分的に配置されている。たとえば、図示される態様において、ラミネート34aは、第一の支持体114aに沿って少なくとも部分的に配置されかつ細長いビーム58aに沿って少なくとも部分的に配置されている（たとえば、上記のように、細長いビーム58aの縦軸70に対して整列した、または第一の支持体114aの縦軸118に対して整列した繊維を有する材料層を含み得る）。それにもかかわらず、本車両クロスメンバのこの態様および他の態様において、第一のラミネートが、細長いビーム（たとえば58a）に沿って少なくとも部分的に配置され第一の支持体（たとえば114a）に沿って配置されなくてもよいし、および／または第二のラミネートが、第一の支持体に沿って少なくとも部分的に配置され細長いビームに沿って配置されなくてもよい（たとえば、細長いビームおよび第一の支持体が別々のラミネートを含んでもよい）。
【００５０】
図示される態様において、第一の支持体114aは長さ116（たとえば、縦軸118に沿って計測）に延び、第一の支持体に沿って配置された一つまたは複数のラミネート（たとえば、この態様においては34a）は、該長さの50％以上（たとえば、該長さの50、55、60、65，70、75、80、85、90、95または100％）である第一の支持体に沿った総距離120に及ぶ（図1A）。示される態様において、ラミネート34aの少なくとも一部分は、第一の支持体の幅126の大部分（たとえばその全部）に及ぶよう、第一の支持体114aに沿って少なくとも部分的に配置されている（たとえば、それにより、第一の支持体の剛性または強度を高める）。この態様において、第一の支持体114aの一つまたは複数の開口122の少なくとも一つはラミネート34aを通過して延びている（たとえば、それにより、車両への第一の支持体の取り付け位置における第一の支持体の強度を高める）。しかし、他の態様において、一つまたは複数の開口（たとえば122）それぞれはプラスチック材料（たとえば30）だけを通過してもよい（たとえば、ラミネートを通過しなくてもよい）。
【００５１】
図示される態様において、プラスチック材料30は、第一の支持体114aから延びている複数のリブ106bを画定する。図示されるように、リブ106bの少なくともいくつかは、第一の支持体114aから、第一の支持体に対して実質的に垂直および／または第一の支持体に沿って配置された一つまたは複数のラミネート（たとえば、図示される態様においては34a）によって画定される平面に対して実質的に垂直である方向に延びている（たとえば、それにより、構造効率を促進する）。
【００５２】
示される態様において、ボディ14aは、細長いビーム58aから延び、縦軸142を有する第二の支持体138を画定する。この態様において、第二の支持体138は、第一の支持体114aから離れるようにボディ14aから延びている（たとえば、第二の支持体は、細長いビーム58aを中心に第一の支持体に対して回転していると記され得る）。この態様において、ボディ14aは、細長いビーム58aから第二の支持体138と並行に第二の支持体138から離間して延びている第三の支持体154を画定して、細長いビーム、第二の支持体および第三の支持体が協働して、ボディ14aの概してU字形の部分158を画定するようにする。図示される態様において、ボディ14aの概してU字形の部分158は、車両の一部分（たとえばトランスミッショントンネル）、ユーザ操作可能な装備品（たとえばHVAC部品、ラジオなど）などを受けるように構成され得る。示される態様において、第二の支持体138および／または第三の支持体154は、細長いビーム58aを車両に固定するように構成されている。たとえば、この態様において、第二の支持体138および／または第三の支持体154は、それぞれの支持体を車両に（たとえば、車両の床またはその近くに）固定する（たとえば、車両の中および少なくとも部分的に一つまたは複数の開口の一つを通してそれぞれ配置された一つまたは複数のファスナを介して）ための一つまたは複数の開口162（たとえば穴、スロット、凹みなど）を画定する。この態様において、第二の支持体138および／または第三の支持体154は、細長いビーム58aと一体である、または一体に形成されている。少なくともこのようにして、本車両クロスメンバ（たとえば10a）のいくつかの態様は、さらなる別個の取り付け部品（ファスナ以外の）、たとえばフランジ、マウントおよび／またはプレートを要することなく一つまたは複数の場所で（たとえば第二の支持体138および／または第三の支持体154で）車両に取り付けられるように構成され得る（たとえば、減少した製造コスト、アセンブリ時間などを提供する）。しかし、本車両クロスメンバの他の態様において、第二の支持体（たとえば138）および／または第三の支持体（たとえば154）は、細長いビーム（たとえば58a）および／またはボディ（たとえば14a）に結合される（たとえば溶接、接着、ファスナなどによって）ように構成されている別個の部品であってもよい。
【００５３】
図示される態様において、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つ（たとえば、示される態様においては34b）は第二の支持体138に沿って（たとえば、第二の支持体の縦軸142に沿う方向に）少なくとも部分的に配置されている。この態様において、ラミネート34bはラミネート34aから切り離されている。それにもかかわらず、この態様および他の態様において、ラミネートは、第二の支持体（たとえば138）に沿って少なくとも部分的に配置され、かつ細長いビーム（たとえば58a）および／または第一の支持体（たとえば114a）に沿って少なくとも部分的に配置されてもよい（たとえば図3Cのラミネート34e）。
【００５４】
この態様において、第二の支持体138は長さ140に延び、第二の支持体に沿って配置された一つまたは複数のラミネート（たとえば、この態様においては34b）は、該長さの50％以上（たとえば、該長さの50、55、60、65、70、75、80、85、90、95または100％）である第二の支持体に沿った総距離146に及ぶ（図1B）。示される態様において、ラミネート34bの少なくとも一部分は、該ラミネートの少なくとも一部分が第二の支持体の幅166の大部分（たとえばその全部）に及ぶよう、第二の支持体138に沿って少なくとも部分的に配置されている（たとえば、それにより、第二の支持体の剛性または強度を高める）。この態様において、第二の支持体138の一つまたは複数の開口162の少なくとも一つはラミネート34bを通過して延びている（たとえば、それにより、車両への第二の支持体の取り付け位置における第二の支持体の強度を高める）。しかし、他の態様において、一つまたは複数の開口（たとえば162）それぞれはプラスチック材料（たとえば30）だけを通過してもよい（たとえば、ラミネートを通過しなくてもよい）。
【００５５】
図示される態様においては、第三の支持体154に沿ってラミネート（たとえば34aおよび34b）は配置されていない（たとえば、それにより、図6を参照して以下に示され、説明されるように、クロスメンバの構造特性、たとえば剛性を望ましくなく損なうことなく、製造コストの削減を提供する）。しかし、本車両クロスメンバの他の態様において、ラミネートは第三の支持体（たとえば154）に沿って少なくとも部分的に配置されてもよい。
【００５６】
図示される態様において、プラスチック材料30は、第二の支持体138（たとえば、および第三の支持体154）から延びている複数のリブ106cを画定する。図示されるように、リブ106cの少なくともいくつかは、第二の支持体138から、第二の支持体に対して垂直および／または第二の支持体に沿って配置された一つまたは複数のラミネート（たとえば、示される態様においては34b）によって画定される平面に対して垂直である方向に延びている（たとえば、それにより、構造効率を促進する）。
【００５７】
図6に示されるように、クロスメンバ10aは、同等のアルミニウム自動車クロスビームよりも40％超軽いにもかかわらず、アルミニウム自動車クロスビームに類似する剛性値を有する。そのような望ましい構造特性は、少なくとも一部、一端が車両によって支持され（たとえば一つまたは複数の開口72を介して）、もう一端が第一の支持体114aおよび／または第二の支持体138（たとえば、上記のように、その一方または両方が一つまたは複数のラミネートを含み得る）によって支持される細長いビーム58aの、一つまたは複数のラミネートが配置される相対的に短い部分によって、提供され得る。以下、クロスメンバ10aの態様（一つは炭素繊維ラミネートを含み、もう一つはガラス繊維ラミネートを含む）と、同等のアルミニウム自動車クロスビームの間のさらなる比較を表1に示す。
【００５８】
（表１）本車両クロスメンバの態様と同等のアルミニウム自動車クロスビームの間の振動数比較
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【００５９】
次に図7を参照すると、本車両クロスメンバの第二の態様が示され、参照番号10bによって指定されている。クロスメンバ10bは、主に、ボディ14bの細長いビーム58bに沿って配置された一つまたは複数のラミネート（たとえば、それ自体が一つまたは複数のラミネートを含み得る34f）が、細長いビームの長さ90の50％以上（たとえば、該長さの55、60、65、70、75、80、85、90、95または100％）である細長いビームに沿った総距離94に及ぶということを除き、クロスメンバ10aに実質的に類似し得る。
【００６０】
車両クロスメンバ（たとえば10a、10bなど）を形成する本方法のいくつかの態様は、複合ボディ（たとえば14a、14bなど）を金型（たとえば、以下さらに詳細に説明する300）の中で成形する工程を含む。いくつかの態様において、ボディを金型の中で成形する工程は、一つまたは複数のラミネート（たとえば34a、34b、34c、34d、34e、34fなど）を金型の中で成形する工程を含む。たとえば、いくつかの態様において、一つまたは複数のラミネートを金型の中で成形する工程は、それぞれが繊維を含む一つまたは複数の材料層（たとえば38a、38b、38c、38d、38e、38fなど）を金型に入れ、一つまたは複数の層の上にプラスチック材料をオーバモールド成形する工程を含む（たとえば、ボディが一工程法で成形されるように）。いくつかの態様は、一つまたは複数の（たとえば、少なくとも部分的に予備成形された）ラミネートを金型に入れ、一つまたは複数のラミネートの上にプラスチック材料をオーバモールド成形する工程を含む（たとえば、ボディが二工程法で成形されるように）。
【００６１】
図8は、本方法のいくつかの態様に関する特徴を示す。上記のように、構造効率を促進するためには、一つまたは複数のリブが構造からその構造に対して概して垂直である方向に延びていることが望ましくあり得る。例としてクロスメンバ10aを取り上げると、リブ106aの少なくともいくつは細長いビーム58aから実質的に垂直に延び得、リブ106bの少なくともいくつかは第一の支持体114aから実質的に垂直に延び得、リブ106cの少なくともいくつは第二の支持体138から実質的に垂直に延び得る、などである。少なくとも一部、そのようなリブ配置および／または細長いビーム58a、第一の支持体114a、第二の支持体138、マウント18a〜18dなどの互いに対する配向のせいで、一つの金型開放方向しか有しない金型はクロスメンバ10aを成形することができない場合がある（たとえば、クロスメンバ10a中に存在し得るアンダカット形状のせいで）。したがって、いくつかの態様において、金型は、一つまたは複数のスライダ（たとえば、以下さらに詳細に説明する316）を含み、各スライダはスライダ開口方向（たとえば320）を有し、一つまたは複数のスライダの少なくとも一つのスライダ開口方向は金型の開放方向（たとえば308）に対して角度を付けて（たとえば実質的に垂直に）配置されている。少なくともこのようにして、本車両クロスメンバ（たとえば10a）のいくつかの態様は、一つの金型の中で、ワンショット、一工程（たとえば、ラミネートが金型の中で成形される場合）および／または二工程（たとえば、少なくとも部分的に予備成形されたラミネートが金型に入れられる場合）成形法で成形され得る。
【００６２】
たとえば、図9は、スライダ316を含む例示的な金型300の略図を示す。図示されるように、金型300は、金型開放方向308に沿って互いに対して動くことができる第一の金型部分302および第二の金型部分304を含む。この例において、第一の金型部分302および第二の金型部分304が金型開放方向308に沿って互いに対して動くとき、スライダ316がスライダ開放方向320に沿って第一の金型部分および第二の金型部分に対して動く（たとえば、スライダに通して配置されるロックピン324によって案内されて）。したがって、スライダ316は、金型300が、細長いビーム58aから延びているリブ106aから生じるアンダカット形状（たとえば、図示されるような）を成形することを可能にし得る。
【００６３】
次に図10A、10Bおよび11Aを参照すると、本車両クロスメンバの第三の態様がそこに示され、参照番号10cによって指定されている。クロスメンバ10cは、主に、クロスメンバ10cが二つの細長い部材、すなわち第一の細長い部材178aおよび第二の細長い部材182aから形成された、閉断面を有する細長いビーム58cを含むことを除き、クロスメンバ10bに実質的に類似し得る。図示される態様において、第一の細長い部材178aおよび第二の細長い部材182aの少なくとも一つ（たとえば両方）は、プラスチック材料30および一つまたは複数のラミネートを含む複合ボディによって画定され得る（たとえば、クロスメンバ10aおよび10bに関して上述したように）。たとえば、示される態様において、第一の細長い部材178aに沿って配置されたラミネート（たとえば、それ自体が一つまたは複数のラミネートを含み得る34g）および／または第二の細長い部材182aに沿って配置されたラミネート（たとえば、それ自体が一つまたは複数のラミネートを含み得る34h）の一つまたは複数は、第一および／または第二の細長い部材の長さの50％以上（たとえば、該長さの55、60、65、70、75、80、85、90、95または100％）である第一および／または第二の細長い部材に沿った総距離に及ぶ（たとえば、クロスメンバ10aと同様に）。しかし、他の態様において、第一の細長い部材（たとえば178a）に沿って配置されたラミネート（たとえば34g）および／または第二の細長い部材（たとえば182a）に沿って配置されたラミネート（たとえば34h）の一つまたは複数は、第一および／または第二の細長い部材の長さの50％未満である第一および／または第二の細長い部材に沿った総距離に及んでもよい（たとえば、クロスメンバ10bと同様に）。
【００６４】
クロスメンバ10cは第二の支持体（たとえば138）または第三の支持体（たとえば154）を含まないが、他の点ではクロスメンバ10cと同じである、または類似する本車両クロスメンバの他の態様においては、そのような支持体（任意の他の適当な支持体とともに）が存在してもよい（たとえば、第二の細長い部材182aから延びている）。
【００６５】
上述したように、示される態様において、クロスメンバ10cは第一の細長い部材178aおよび第二の細長い部材182aを含む。この態様において、第一の細長い部材178aは、内部チャネル190aを画定する側壁186aと、内部チャネルから離れるように延びているフランジ194aとを含む。同様に、図示される態様において、第二の細長い部材182aは、内部チャネル202aを画定する側壁198aと、内部チャネルから離れるように延びているフランジ206aとを含む。示される態様において、細長いビーム58cは、第一の細長い部材178aのフランジ194aを第二の細長い部材182aに（たとえば、図示されるように、内部チャネル202a内の側壁198aに）結合すること（たとえば、溶接、接着、ファスナなどによって）および／または第二の細長い部材のフランジ206aを第一の細長い部材に（たとえば、図示されるように、内部チャネル190a内の側壁186aに）結合する（たとえば、溶接、接着、ファスナなどによって）ことによって形成され得る。
【００６６】
この態様において、細長い部材178aおよび182aそれぞれは、一部には、それぞれの側壁186aおよび198aの一端だけに位置し、それから延びているそれぞれのフランジ194aおよび206aのせいで、概してZ字形の断面を含む（たとえば、図11Aに示すように）。しかし、本車両クロスメンバの他の態様は、任意の適当な断面を有する細長い部材（たとえば178a、182aなど）を含み得る。たとえば、図11Bを参照すると、第一の細長い部材178bは、内部チャネル190bから離れるように延びているフランジ194bを第一端に画定し、内部チャネルから離れるように延びているフランジ194bを反対側の第二端に画定する側壁186bを含む（たとえば、細長い部材178bは概して帽子形の断面を含む）。同様に、第二の細長い部材182bは、内部チャネル202bから離れるように延びているフランジ206bを第一端に画定し、内部チャネルから離れるように延びているフランジ206bを反対側の第二端に画定する側壁198bを含む（たとえば、細長い部材182bは概して帽子形の断面を含む）。図示されるように、フランジ194bおよび206bは結合されて（たとえば、溶接、接着、ファスナなどによって）細長いビームを形成し得る。
【００６７】
図12は、本方法のいくつかの態様に関する特徴を示す。図示されるように、第一および第二の細長い部材それぞれ178aおよび182aの概してZ字形の断面は、各細長い部材が、そのそれぞれ側壁186aまたは198a（それぞれのフランジ194aまたは206aを含む）の各部分と金型の開放軸200の間の最小角が少なくとも15°（たとえば40〜45°）であり、それにより、側壁の各部分への成形圧の均等な分散を促進し、ひいては表面欠陥、空隙などの発生を軽減するような、金型の中で成形されることを許すことにより、第一および第二の細長い部材の成形を容易にし得る。例示するために、図示される例において、側壁部分208aと金型開放軸200の間の最小角204aは約45°であり、側壁部分208bと金型開放方向の間の最小角204bは約45°であり、フランジ194aと金型開放方向の間の最小角204cは約45°である。
【００６８】
図示される態様において、第一の支持体114bは、下寄りの第一の支持部分226および上寄りの第一の支持部分230によって画定され得る。たとえば、示される態様において、第一の細長い部材178aと一体であり得る、または一体に形成され得る上寄りの第一の支持部分230は、第二の細長い部材182aと一体であり得る、または一体に形成され得る下寄りの第一の支持部分226に結合され得る（たとえば溶接、接着、ファスナなどによって）。図示されるように、この態様において、一つまたは複数のラミネート（たとえば、それ自体が一つまたは複数のラミネートを含み得る34i）は上寄りの第一の支持部分230および／または下寄りの第一の支持部分226に沿って少なくとも部分的に配置され得る。
【００６９】
図13に示されるように、クロスメンバ10cは、同等のアルミニウム自動車クロスビームよりも40％超軽いにもかかわらず、アルミニウム自動車クロスビームに類似する剛性値を有する。
【００７０】
車両クロスメンバ（たとえば10c）を形成するための本方法のいくつかの態様は、内部チャネル（たとえば190a、190bなど）を画定する側壁（たとえば186a、186bなど）および一つまたは複数のフランジ（たとえば194a、194bなど）を有する第一の細長い部材（たとえば178a、178bなど）を金型の中で成形する工程、内部チャネル（たとえば202a、202bなど）を画定する側壁（たとえば198a、198bなど）および内部チャネルから離れるように延びている一つまたは複数のフランジ（たとえば206a、206bなど）を有する第二の細長い部材（182a、182bなど）を金型の中で成形する工程、および第一の細長い部材の一つまたは複数のフランジの少なくとも一つを第二の細長い部材に結合し、第二の細長い部材の一つまたは複数のフランジの少なくとも一つを第一の細長い部材に結合することによって細長いビーム（たとえば58c）を形成する工程を含み、第一の細長い部材および第二の細長い部材の少なくとも一つが、プラスチック材料（たとえば30）および一つまたは複数のラミネート（たとえば34g、34hなど）を含む複合ボディによって画定され、一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つが、第一の細長い部材および第二の細長い部材の少なくとも一つに沿って少なくとも部分的に配置されている。いくつかの態様において、結合する工程は溶接を含む。
【００７１】
いくつかの態様において、第一の細長い部材を金型の中で成形する工程は、第一の細長い部材の側壁の各部分（たとえば208a、208b、194aなど）と金型の開放軸（たとえば200）の間の最小角（たとえば204a、204b、204cなど）が少なくとも15°であるような工程である。いくつかの態様において、第一の細長い部材を金型の中で成形する工程は、第一の細長い部材の側壁の各部分と金型の開放軸の間の最小角が40〜50°であるような工程である。
【００７２】
いくつかの態様において、第一の細長い部材および第二の細長い部材それぞれは、プラスチック材料（たとえば30）および一つまたは複数のラミネート（たとえば34g、34hなど）を含む複合ボディによって画定され、第一の細長い部材を画定する複合ボディの一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つ（たとえば34g）は第一の細長い部材に沿って少なくとも部分的に配置され、第二の細長い部材を画定する複合ボディの一つまたは複数のラミネートの少なくとも一つ（たとえば34h）は第二の細長い部材に沿って少なくとも部分的に配置されている。
【００７３】
いくつかの態様において、細長いビームを形成する工程は、第一の細長い部材（たとえば178a）の一つまたは複数のフランジの少なくとも一つ（たとえば194a）を内部チャネル（たとえば202a）内の第二の細長い部材（たとえば182a）の側壁（たとえば198a）に結合し、第二の細長い部材（たとえば182a）の一つまたは複数のフランジの少なくとも一つ（たとえば206a）を内部チャネル（たとえば190a）内の第一の細長い部材の側壁（たとえば186a）に結合する工程を含む。いくつかの態様において、第一の細長い部材（たとえば178b）の側壁（たとえば186b）の第一端が第一のフランジ（たとえば194b）を画定し、第一の細長い部材の側壁の第二端が第二のフランジ（たとえば194b）を画定し、第二の細長い部材（たとえば182b）の側壁（たとえば198b）の第一端が第一のフランジ（たとえば206b）を画定し、第二の細長い部材の側壁の第二端が第二のフランジ（たとえば206b）を画定し、細長いビームを形成する工程は、第一の細長い部材の第一のフランジを第二の細長い部材の第一のフランジに結合し、第一の細長い部材の第二のフランジを第二の細長い部材の第二のフランジに結合する工程を含む。
【００７４】
本キットのいくつかの態様は、一つまたは複数のラミネート（たとえば34a、34b、34c、34d、34e、34f、34g、34h、34iなど）および／または一つまたは複数の材料層（たとえば38a、38b、38c、38d、38e、38fなど）を含む。そのようなラミネートおよび／または層は、適当な形状に事前にカットされ（たとえば図3A〜3Cに示されるように）、事前にアセンブルされ、および／または事前に含浸されて、車両クロスメンバ（たとえば10a、10b、10cなど）の製造を容易にし得る。
【００７５】
上記詳細な説明および例が例示的な態様の構造および使用の完全な説明を提供する。ある程度の具体性をもって、または一つまたは複数の個別の態様を参照しながら特定の態様を先に説明したが、当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく、開示された態様に対して数多くの変更を加えることもできる。そのようなものとして、方法およびシステムの様々な例示的態様は、開示された特定の形態に限定されるとは解釈されない。むしろ、添付の特許請求の範囲に入るすべての変形および代替を含み、示されたもの以外の態様が、図示された態様の特徴のいくつかまたはすべてを含んでもよい。たとえば、要素が省略されてもよいし、または一体構造として組み合わされてもよいし、および／または接続が置き換えられてもよい。さらに、適切ならば、上記例のいずれかの局面を、記載された他の例のいずれかの局面と組み合わせて、同等の、または異なる性質および／もしくは機能を有し、かつ同じもしくは異なる問題に対処するさらなる例を形成してもよい。同様に、上記恩典および利点は、一つの態様に関してもよいし、またはいくつかの態様に関してもよいことが理解されよう。
【００７６】
添付の特許請求の範囲は、限定が所与の請求項の中でそれぞれ「ための手段」または「する工程」を使用して明示的に述べられない限り、手段＋または工程＋機能の限定を含むことを意図せず、また、含むものと解釈されるべきではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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