(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタンク保護シールド、ボディー底面シールド、構造パネル、内部床面、フロアパン、屋根、外部表面、貯蔵領域、グローブボックス、コンソールボックス、トランク、トランク床面、トラックベッド、及びそれらの組み合わせ等の、車両のための改善された耐衝撃性を有する載荷又は非載荷構造部品が提供される。【解決手段】部品は、載荷可能な波形表面を形成するために所定の間隔で互いに離間した頂部を備えた支持構造物を有する。頂部は、長手方向に延在する、高くなった頂部である。波形設計は、耐衝撃性の支持構造物を提供する。【選択図】図１
2016013830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のための耐衝撃性部品であって、
支持構造物であって、そこに形成される複数の細長い頂部を有し、前記複数の細長い頂部の各々は、それぞれ、載荷可能な波形表面を形成するために隣接する前記複数の細長い頂部から所定の間隔で離間し、前記支持構造物は複合材料を有する、支持構造物と、
前記複数の細長い頂部に設けられ、所定の周期性を画定する複数の突起と、を有し、前記支持構造物は、耐衝撃性である、耐衝撃性部品。
【請求項２】
請求項１に記載された耐衝撃性部品において、
前記支持構造物は、第１側部及び第２反対側部を有し、
前記複数の突起は、前記第１側部又は前記第２反対側部に、概して周期的な形状で設けられる、耐衝撃性部品。
【請求項３】
請求項２に記載された耐衝撃性部品において、
前記第１側部は上面であり、前記第２反対側部は下面であり、
前記複数の突起は、
（ｉ）前記第１側部の前記上面は滑らかである一方、前記第２反対側部の前記下面に、
（ｉｉ）前記第２側部の前記下面は滑らかである一方、前記第１側部の前記上面に、
又は（ｉｉｉ）前記第１側部の前記上面及び前記第２反対側部の前記下面の両方に、設けられる、耐衝撃性部品。
【請求項４】
請求項１に記載された耐衝撃性部品において、
前記複合材料は、ポリマー及び炭素繊維を有する繊維補強複合材料である、耐衝撃性部品。
【請求項５】
請求項４に記載された耐衝撃性部品において、
前記複合材料は、約２０ＧＰａ以上約３０ＧＰａ以下のヤング係数（Ｅ）を有する、耐衝撃性部品。
【請求項６】
請求項１に記載された耐衝撃性部品において、
前記支持構造物は、ガスタンク保護シールド、ボディー底面シールド、構造パネル、内部床面、フロアパン、屋根、外部表面、貯蔵領域、グローブボックス、コンソールボックス、トランク、トランク床面、トラックベッド、及びそれらの組み合わせ、からなる群から選択される、耐衝撃性部品。
【請求項７】
請求項１に記載された耐衝撃性部品において、
前記複数の突起は、さらに、前記複数の細長い頂部のそれぞれの細長い頂部間の領域に配置される、耐衝撃性部品。
【請求項８】
請求項１に記載された耐衝撃性部品において、
前記複数の突起は、こぶを有する、耐衝撃性部品。
【請求項９】
車両のための耐衝撃性部品であって、
支持構造物であって、そこに形成される複数の細長い頂部を有し、細長い頂部の各々は、それぞれ、上壁及び２つの側壁を有し、前記複数の細長い頂部の各々は、それぞれ、載荷可能な波形表面を形成するために隣接する前記複数の細長い頂部から所定の間隔で離間し、前記支持構造物は複合材料を有する、支持構造物を有し、
前記側壁の高さに対する前記上壁の幅の割合は、約１以上約３以下であり、前記支持構造物は、耐衝撃性である、耐衝撃性部品。
【請求項１０】
請求項９に記載された耐衝撃性部品において、
前記側壁の前記高さに対する前記上壁の前記幅の前記割合は、約１．２５以上約２．７５以下である、耐衝撃性部品。
【請求項１１】
請求項９に記載された耐衝撃性部品において、
前記上壁の前記幅は、約２０ミリメートル以上約３５ミリメートル以下であり、
前記側壁の前記高さは、約１０ミリメートル以上約１８ミリメートル以下である、耐衝撃性部品。
【請求項１２】
請求項９に記載された耐衝撃性部品において、
前記複数の細長い頂部の各細長い頂部間の領域は、約２５ミリメートル以上約４０ミリメートル以下の幅を有する、耐衝撃性部品。
【請求項１３】
請求項９に記載された耐衝撃性部品において、
前記２つの側壁の各々は、前記上壁に対して、垂線から約３度以上約４０度以下の角度を画定する、耐衝撃性部品。
【請求項１４】
請求項９に記載された耐衝撃性部品において、
前記細長い頂部に設けられ、所定の周期性を画定する複数の突起をさらに有する、耐衝撃性部品。
【請求項１５】
請求項１４に記載された耐衝撃性部品において、
前記支持構造物は、第１側部及び第２反対側部を有し、前記第１側部は上面であり、前記第２反対側部は下面であり、
前記複数の突起は、
（ｉ）前記第１側部の前記上面は滑らかである一方、前記第２反対側部の前記下面に、
（ｉｉ）前記第２側部の前記下面は滑らかである一方、前記第１側部の前記上面に、
又は（ｉｉｉ）前記第１側部の前記上面及び前記第２反対側部の前記下面の両方に、設けられる、耐衝撃性部品。
【請求項１６】
請求項９に記載された耐衝撃性部品において、
前記複合材料は、ポリマー及び炭素繊維を有する繊維補強複合材料である、耐衝撃性部品。
【請求項１７】
請求項１６に記載された耐衝撃性部品において、
前記複合材料は、約２０ＧＰａ以上約３０ＧＰａ以下のヤング係数（Ｅ）を有する、耐衝撃性部品。
【請求項１８】
請求項１７に記載された耐衝撃性部品において、
前記ヤング係数（Ｅ）に対する前記側壁の前記高さの割合は、約０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約１ｍｍ／ＧＰａ以下である、耐衝撃性部品。
【請求項１９】
請求項９に記載された耐衝撃性部品において、
前記支持構造物は、ガスタンク保護シールド、ボディー底面シールド、構造パネル、内部床面、フロアパン、屋根、外部表面、貯蔵領域、グローブボックス、コンソールボックス、トランク、トランク床面、トラックベッド、及びそれらの組み合わせ、からなる群から選択される、耐衝撃性部品。
【請求項２０】
車両のための耐衝撃性部品であって、
支持構造物であって、そこに形成される複数の細長い頂部を有し、前記細長い頂部の各々は、それぞれ、上壁及び２つの側壁を有し、前記複数の細長い頂部の各々は、それぞれ、隣接する前記複数の細長い頂部から所定の間隔で離間する、支持構造物を有し、
前記支持構造物は、さらに、前記上壁に沿って所定の周期性を有する波状表面を有し、載荷可能な波形表面を形成する、耐衝撃性部品。
【請求項２１】
請求項２０に記載された耐衝撃性部品において、
前記波状表面は、正弦曲線形状を画定する、耐衝撃性部品。
【請求項２２】
請求項２０に記載された耐衝撃性部品において、
前記所定の周期性は、前記上壁の幅の約１／３以下である、耐衝撃性部品。
【請求項２３】
請求項２０に記載された耐衝撃性部品において、
前記複数の細長い頂部の各細長い頂部間の領域も、前記波状表面を有する、耐衝撃性部品。
【請求項２４】
請求項２０に記載された耐衝撃性部品において、
前記支持構造物は、ポリマー及び炭素繊維を有する繊維補強複合材料を有する、耐衝撃性部品。
【請求項２５】
請求項２４に記載された耐衝撃性部品において、
前記繊維補強複合材料は、約２０ＧＰａ以上約３０ＧＰａ以下のヤング係数（Ｅ）を有する、耐衝撃性部品。
【請求項２６】
請求項２５に記載された耐衝撃性部品において、
前記２つの側壁は高さを画定し、前記ヤング係数（Ｅ）に対する前記側壁の前記高さの割合は、約０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約１ｍｍ／ＧＰａ以下である、耐衝撃性部品。
【請求項２７】
車両のための耐衝撃性部品であって、
支持構造物であって、そこに形成される複数の細長い頂部を有し、前記複数の細長い頂部は、所定の周期性を有して前記支持構造物に波状表面を画定する、支持構造物を有し、
前記支持構造物は、耐衝撃性である、耐衝撃性部品。
【請求項２８】
請求項２７に記載された耐衝撃性部品において、
前記支持構造物は、ポリマー及び炭素繊維を有する繊維補強複合材料を有する、耐衝撃性部品。
【請求項２９】
請求項２８に記載された耐衝撃性部品において、
前記繊維補強複合材料は、約２０ＧＰａ以上約３０ＧＰａ以下のヤング係数（Ｅ）を有する、耐衝撃性部品。
【請求項３０】
請求項２９に記載された耐衝撃性部品において、
細長い頂部の各々は、それぞれ、高さを有する一対の側壁を有し、
前記ヤング係数（Ｅ）に対する前記側壁の前記高さの割合は、約０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約１ｍｍ／ＧＰａ以下である、耐衝撃性部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[1]本発明は、耐衝撃性耐荷重構造物又は耐衝撃性非耐荷重構造物等の車両又は自動車部品に関し、より具体的にはそのような耐衝撃性構造物のための改善したひだ設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
[2]この節は、必ずしも従来技術ではない本開示に関する背景情報を提供する。
【０００３】
[3]車両又は自動車アプリケーションのための非載荷又は載荷構造物は、一つの場所から他の場所へ乗客及び貨物の輸送を促進する。そのような部品は、典型的には、スチール又はアルミニウム等の金属から形成される。金属は、良好な延性、強度、及び耐衝撃性を含む、頑丈な部品を提供する。自動車の載荷構造物は、建設又は産業の用途としてしばしば使用されるので、耐衝撃性及び強度は、特に重要である。そのような構造物は、車両内に支持される貨物、保管製品、及び乗客等の他の部品、装置、又は製品の重量を車両内に支持するために典型的に必要とされ、（例えば貨物が様々な高さから積まれ得るので）重い及び又は鋭利な物体の落下からの衝撃に耐える能力をさらに示すべきである。金属は、自動車アプリケーションのための載荷構造物としてうまくいく一方で、重く、重量効率を低減させ、したがって車両の燃費の点で明確な不利益を有する。
[4]車両アプリケーションのための代替的な載荷表面として、軽量補強複合材料が検討されている。しかしながら、従来の複合材料は、制限された延性（高いもろさ）を有する傾向があり、低い耐衝撃性を示しているので、車両又は他の載荷アプリケーションにおける長期の使用のために必要な頑丈性を示していない。したがって、商業的又は産業的アプリケーションのために必要な耐衝撃性及び強靭性を提供するように、複合材料から形成される構造物の設計の改善が、重量を低減し且つ燃費を改善しつつ、耐荷重または非耐荷重アプリケーションの両方のための構造物の長期の耐久性を改善するために、高く望まれる。
【発明の概要】
【０００４】
[5]この節は、本開示の一般的な要約を提供し、その全範囲又はその特徴の全ての包括的な開示ではない。
【０００５】
[6]本開示は、載荷及び非載荷アプリケーションのための改善した耐衝撃性部品を提供する。ある面において、部品は、車両又は自動車での使用に特に適している。耐衝撃性部品は、選択的に、複合材料から形成される。ある面では、本開示は、そこに形成される複数の細長い頂部を有する支持構造物を有する（例えば自動車又は車両のための）耐衝撃性部品を熟慮する。複数の細長い頂部の各々は、波形表面を形成するために、隣接する複数の細長い頂部から所定の間隔で離間され、ある面では波形表面は載荷可能である。さらに、支持構造物は、複合材料を有する。ある面では、複数の突起が、所定の周期性を画定する複数の細長い頂部に設けられ得る。そのような支持構造物は、耐衝撃性を有し、したがって亀裂又は他の機械的な損傷に対して耐性を示す。
【０００６】
[7]他の面では、本開示は、支持構造物を有する（例えば自動車又は車両のための）耐衝撃性部品を熟慮する。支持構造物は、そこに形成される複数の細長い頂部を含む。細長い頂部の各々は、上壁と２つの側壁を有する。さらに、複数の細長い頂部の各々は、それぞれ、隣接する複数の細長い頂部から所定の間隔で離間される。したがって、支持構造物は、ある面では載荷可能である。さらに、支持構造物は、複合材料を有する。側壁の高さに対する上壁の幅の割合は、選択的に約１以上約３以下である。そのような支持構造物は、耐衝撃性を有し、したがって亀裂又は他の機械的な損傷に対して耐性を示す。
【０００７】
[8]他の面では、本開示は、そこに形成された複数の細長い頂部を有する支持構造物を有する（例えば自動車又は車両のための）耐衝撃性部品を熟慮する。細長い頂部の各々は、それぞれ上壁と２つの側壁を有する。さらに、複数の細長い頂部の各々は、それぞれ、隣接する複数の細長い頂部から所定の間隔で離間される。支持構造物はさらに、上壁に沿って所定の周期性で波状表面を有し、したがって波形表面を形成し、ある面では載荷可能である。そのような支持構造物は、耐衝撃性を有し、したがって亀裂又は他の機械的な損傷に対して耐性を示す。
【０００８】
[9]さらに他の面では、本開示は、そこに形成された複数の細長い頂部を有する支持構造物を有する、車両のための耐衝撃性部品を熟慮する。複数の細長い頂部は、支持構造物上に所定の周期性で波状表面を画定する。そのような支持構造物は、耐衝撃性を有し、したがって亀裂又は他の機械的な損傷に対して耐性を示す。
【０００９】
[10]適用性のさらなる領域は、ここに提供される説明から明らかになる。この要約における説明及び具体例は、単に説明の目的を意図しており、本開示の範囲を限定する意図はない。
【００１０】
[11]ここに説明される図面は、単に選択された実施形態の説明の目的のためであり、全ての可能な実装ではなく、本開示の範囲を限定する意図はない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】[12]図１は、本開示によるひだを有する車両のための載荷構造の斜視図である。
【図２】[13]図２は、図１の２−２で得られるひだの断面図である。
【図３】[14]図３は、本開示によるひだの他の実施形態の断面図である。
【図４】[15]図４は、本開示によるひだのさらに他の実施形態の断面図である。
【図５Ａ】[16]図５Ａ−５Ｅは、本開示によるひだのさらに他の実施形態の断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａ−５Ｅは、本開示によるひだのさらに他の実施形態の断面図である。
【図５Ｃ】図５Ａ−５Ｅは、本開示によるひだのさらに他の実施形態の断面図である。
【図５Ｄ】図５Ａ−５Ｅは、本開示によるひだのさらに他の実施形態の断面図である。
【図５Ｅ】図５Ａ−５Ｅは、本開示によるひだのさらに他の実施形態の断面図である。
【図６Ａ】[17]図６Ａ−６Ｄは、本開示によるひだのさらに他の実施形態の断面図である。
【図６Ｂ】図６Ａ−６Ｄは、本開示によるひだのさらに他の実施形態の断面図である。
【図６Ｃ】図６Ａ−６Ｄは、本開示によるひだのさらに他の実施形態の断面図である。
【図６Ｄ】図６Ａ−６Ｄは、本開示によるひだのさらに他の実施形態の断面図である。
【図７】[18]図７は、図３のひだの斜視図である。
【図８】[19]図８は、図４のひだの斜視図である。
【図９】[20]図９は、図５Ａのひだの斜視図である。
【図１０】[21]図１０は、図６Ａのひだの斜視図である。
【図１１】[22]図１１は、高さ、幅、厚み、及びオフセット角度の関係を示す例示的な細長い頂部ひだ形状の概略の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[23]対応する参照符号は、複数の図面を通じて対応する部分を示す。
【００１３】
[24]本開示を詳細にし、その範囲を当業者に十分に伝達するように実施形態例が提供される。具体的な部品、装置、及び方法等の例のような多数の具体的な詳細が説明され、本開示の実施形態の徹底的な理解を提供する。具体的な詳細は採用される必要はなく、実施形態例が多くの異なる形態で実現化され得、本開示の範囲を限定すると理解されるべきではないことが当業者にとって明らかである。いくつかの実施形態例においては、周知のプロセス、周知の装置構造、及び周知技術は、詳細に説明されない。
【００１４】
[25]ここで使用される専門用語は、特定の実施形態例のみを説明する目的であり、限定を意図するものではない。ここで使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が明確にそうでないことを示さない場合は、同様に複数形も含むことが意図され得る。用語「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、包括的であり、したがって、定められた特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／又は部品の存在を特定するが、その一以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、部品、及び／又はグループの存在又は追加を除外しない。実行の順番として具体的に特定されない場合は、ここに説明される方法のステップ、プロセス、及び動作は、説明され又は図示される特定の順番での実行を必ずしも要求するものではないと理解される。追加の又は代替のステップが採用され得ることも理解される。
【００１５】
[26]一の要素又は層が、他の要素又は層に対して、「上に（ｏｎ）」、「係合され（ｅｎｇａｇｅｄ  ｔｏ）」、「接続され（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」、又は「結合され（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」るとして言及されるときは、他の要素又は層に対して直接に、「上に（ｏｎ）」、「係合され（ｅｎｇａｇｅｄ  ｔｏ）」、「接続され（ｃｏｎｎｅｎｃｔｅｄ  ｔｏ）」、或いは「結合され（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」得、又は介在する要素或いは層が存在し得る。対照的に、一の要素が、他の要素又は層に対して、「直接上に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｏｎ）」、「直接係合され（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｅｎｇａｇｅｄ  ｔｏ）」、「直接接続され（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」、又は「直接結合され（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」るとして言及されるときは、介在する要素又は層は存在し得ない。要素間の関係を説明するために使用される他の単語は、同様に解釈されるべきである（例えば、「間（ｂｅｔｗｅｅｎ）」と「直接の間（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｂｅｔｗｅｅｎ）」、「隣接した（ａｄｊａｃｅｎｔ）」と「直接隣接した（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ａｄｊａｃｅｎｔ）」等）。ここで使用されるように、用語「及び／又は」は、関連して列挙された項目の一以上の任意及び全ての組み合わせを含む。
【００１６】
[27]用語第１、第２、第３等は、様々な要素、部品、領域、層、及び／又は部分を説明するために個々では使用され得るが、これらの要素、部品、領域、層、及び／又は部分は、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、一つの要素、部品、領域、層、及び／又は部分を他の領域、層、又は部分と区別するために単に使用され得る。ここで使用されるときの用語「第１」、「第２」、及び他の数字を表す用語は、文脈によって明確に示されない場合、順序又は順番を暗示するものではない。したがって、以下で説明される第１要素、部品、領域、層、又は部分は、実施形態例の示唆から逸脱しない範囲で、第２要素、部品、領域、層、又は部分と名付けられ得る。
【００１７】
[28]「内部の（ｉｎｎｅｒ）」、「外部の（ｏｕｔｅｒ）」、「真下の（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下の（ｂｅｌｏｗ）」、「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「下方（ｌｏｗｅｒ）」、「上方（ａｂｏｖｅ）」、「最上（ｔｏｐ）」、「上の（ｕｐｐｅｒ）」等の空間的な相対語は、図に示されるような他の要素又は特徴に対する一の要素又は特徴の関係の説明を容易にするために使用され得る。空間的な相対語は、図に示される向きに加えて、使用又は動作中の装置の異なる向きを包含することを目的とし得る。例えば、図中の装置が回転された場合、他の要素又は特徴の「下（ｂｅｌｏｗ）」又は「真下（ｂｅｎｅａｔｈ）」として説明される要素は、他の要素又は特徴の「上方（ａｂｏｖｅ）」を向くことになる。したがって、例としての用語「下（ｂｅｌｏｗ）」は、上と下の向きの両方を包含し得る。装置は別の方向に合わされ得（９０度又は他の方向に回転され）、ここで使用される空間的な相対記述子は、その様に解釈される。
【００１８】
[29]本開示を通じて、数字の値は、言及される正確な値を有する所与の値及び実施形態と、言及されるおよその値を有する所与の値及び実施形態とからの、小さな逸脱を包含する範囲に対するおよその量又は限界を示す。与えられる実用的な例における以外、添付の特許請求の範囲を含む本明細書におけるパラメータ（例えば量又は状態）の全ての数字の値は、数字の値の前に「約」が実際に存在しようがしまいが、用語「約」によって全ての場合において変形されるものとして理解されるべきである。「約」は、説明される数字の値がかすかな不正確さ（その値の正確さにいくらかの接近を有し；およそ又は合理的にその値に近い；ほとんど）を許容することを示す。「約」により生じる不正確さが通常の意味として技術的に理解されない場合は、ここで使用される「約」は、その様なパラメータを測定し且つ使用する通常の方法から生じ得る少なくとも変動を示す。さらに、範囲の開示は、全ての値の開示と、その範囲に与えられる終点を含む全体の範囲内の分割された範囲と、を含む。
【００１９】
[30]実施形態例が、添付の図面を参照してより十分に説明される。
【００２０】
[31]様々な面において、本開示は、改善された耐衝撃性部品を提供し、これは非耐荷重又は非載荷、或いは代替的に耐荷重又は載荷であり得、したがって載荷に適している。そのような耐衝撃性部品は、特に、車両又は自動車における使用に適し得る。限定されないが、本発明の技術は、高分子複合材料を有する部品の使用に特に適している。概して図１−１１を参照すると、その様な耐衝撃性部品のための改善されたひだ設計が図示される。明細書を通じて例示の部品が図示され説明されるが、本開示における発明のコンセプトは、限定されないが、ガスタンク、保護シールド、ボディー底面シールド、構造パネル、内部床面、（例えば、貨物バンの）フロアパン、屋根、外部表面、及び貯蔵領域（グローブボックス、コンソールボックス、トランク、トランク床面、トラックベッド等を含む）を含む、自動車用途の車両に使用される任意の耐衝撃性構造部品にも適用され得る。具体的には、本開示は、荷重又は衝撃（例えば耐荷重）向けのハードウェアの任意の部品に特に適している。代替的な変形として、本開示は非耐荷重である衝撃向けのハードウェアの任意の部品にも適用できる。
【００２１】
[32]載荷構造が、非限定的な例によって、乗客トラック及び貨物トラックの両方のためのいくつかの形態の貨物を輸送するために使用され得る。耐衝撃性構造部品１８を有する車両１０の部分の例示的な概略図が図１に示される。構造部品１８は、貨物のような荷重を支持することができる、支持構造物又は床２２と、側壁２６と、を有する。図示の構成は、床２２と一つの側壁２６とを含むが、複数の部品が使用され得、又は代替的に複数の部品が全ての構造部品上に存在しなくてもよく、また複数の部品は本開示の実行に要求されるこれらの構造ではないことに留意されたい。
【００２２】
[33]構造部品１８は、スチール、アルミニウム、複合材料、又は任意の他の材料等の頑丈な材料から形成され得る。ある面では、構造部品は、荷重を支持することのできる材料である。限定しないが、本開示に説明されるコンセプトは、高分子複合材料から形成される構造部品１８での使用に特に適している。単なる例として、構造部品１８は、ポリマーマトリックスと、そこに分散される複数の補強繊維とを有する繊維補強複合材料であり得る。
【００２３】
[34]車両部品（例えば構造部品１８のような自動車用途部品）の形成においては、構造的な剛性、強度、及び耐衝撃性を高め、一方で全体の重量を低減することが性能及び効率を改善するために重要である。剛性は、部品又は部分の材料係数（材料特性）と形状との組み合わせによって決定される。構造部品床のようなある車両部品を設計するときは、剛性と耐衝撃性がバランスしなければならない。例えば、構造部品が堅すぎる場合は、構造部品は、エネルギーを弾性的に吸収するために十分に曲げられ得ず、衝撃エネルギーの全てが、亀裂を引き起こすために利用され得る。低い剛性を有する構造部品は、いくらかのエネルギーを弾性的に蓄えるために曲がることができ、したがって、亀裂を最小限にするために残りのエネルギーを低減させることができる。しかしながら、構造部品は多くの適用のために目に見える堅さを有さなければならないので、剛性は低くし過ぎることはできない。
【００２４】
[35]スチール又はアルミニウム等の金属材料は、相対的に高い強度を備え、相対的に高い最大ひずみ（例えば、約２０％から約４０％）を有する一方、剛性は改善を要求し得る。金属材料における剛性を改善するために、ひだ高さが増加され得る。ひだ高さを増加することで部品の全体の重さが増加し、金属は相対的に重い材料になる。しかしながら、減量は、車両に重要である。
【００２５】
[36]高分子複合材料から形成される車両部品は、金属部品に比べて、重量がより軽く、したがって車両によりよい燃料経済性を提供する。本示唆のある変形における複合材料から形成される車両部品の代表的な減量は、同一のデザインを有する金属構造物に比べて、重量で、約４０％以上、選択的に約５０％以上、選択的に約６０％以上である。ポリマーは、熱可塑性樹脂から形成されるか、熱可塑性樹脂を含み得る。繊維補強複合材料は、粘弾性特性をさらに含み得る。ある面では、適切な繊維補強複合材料は、複数の炭素繊維をさらに含み得る。
【００２６】
[37]ある面では、繊維補強複合材料は、米国特許公開番号２０１３／０１２２２６２及び２０１３／０２７２７８０、ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ２０１２／１１７５９３、ＷＯ２０１２／１０５７１６、ＷＯ２０１２／１０２３１５、ＷＯ２０１２／１０５３８７、ＷＯ２０１２／１０５３８９、ＷＯ２０１２／１０５７１７、ＷＯ２０１２／１０８４４６、ＷＯ２０１２／１４０７９３に開示された任意の繊維補強複合材料であり得、これらの文献の各々の全体が参照によりここに組み込まれる。本開示による構造部品としての使用に特に適切な繊維補強複合材料は、ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ２０１２／１０５０８０及び２０１３年１０月２１日に出願されたタイトル「Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｒｏｓｓ  Ｍｅｍｂｅｒ  ｆｏｒ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  Ｃｈａｓｓｉｓ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ」の米国特許出願番号１４／０５６，６５６に説明され、これらの文献の各々の全体が参照によりここに組み込まれる。
【００２７】
[38]したがって、適切な繊維補強複合材料は、炭素繊維材料で補強された熱可塑性樹脂を有し得る。炭素繊維は、相互接続繊維又は接触繊維を有する繊維マットとして提供され得、又は樹脂基体内に不規則に分散された個々の繊維であり得る。適切な炭素繊維は、相対的に短い繊維（約０．１ｍｍ以上約１０ｍｍ以下の長さ）、相対的に長い繊維（約１０ｍｍ以上約１００ｍｍ以下の長さ）、又は連続的な繊維（約１００ｍｍ以上の長さ）、及びこれらの任意の組み合わせを含み得る。長い繊維は、成形性／生産性／機械的性能の良好なバランスを提供し得る。炭素繊維は、同様に、切り刻まれ得る。
【００２８】
[39]複合材料内の炭素繊維は、不規則に配向した態様、例えば、実質的に二次元的に不規則に配向して、又は特定方向に配向した態様に構成され得る。ある変形では、炭素繊維を有する繊維マットは、高度に平面に配向した繊維又は単一方向に配向した繊維、又はそれらの組み合わせと共に使用され得る。繊維マットは、成形性／生産性／機械的性能の良好なバランスのために不規則に配向した繊維を有し得る。ある変形では、不規則な炭素繊維マットは、成形された繊維補強複合材料の母材として使用され得る。不規則なマットは、約３ｍｍ以上約１００ｍｍ以下の平均的な繊維長さを有する補強炭素繊維と、熱可塑性樹脂を含み得る。そのような不規則な炭素繊維マットは、上述したＷＯ２０１２／１０５０８０に記載されている。さらに、単一方向に配向した炭素繊維層は、載荷支持構造のための局所の剛性及び強度を高めるために含まれ得る。
【００２９】
[40]ある変形では、繊維補強複合材料は、炭素繊維の表面に取り付けられた共重合ポリオレフィン等の、ポリマーで表面改質又は移植された炭素繊維材料を有し得る。共重合ポリオレフィンは、非限定的な例として、芳香族ビニル化合物及び共重合成分のような酸及び／又は酸無水物を含み得る。
【００３０】
[41]熱可塑性樹脂は、任意の適切な種類の熱可塑性樹脂を含み得る。非限定的な例として、熱可塑性樹脂は、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂（ＰＡ６，ＰＡ１１，ＰＡ１２，ＰＡ４６，ＰＡ６６，ＰＡ６１０）、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタラート樹脂、ポリエチレンナフタレン樹脂、ポリブチレンテレフタラート樹脂、ポリアクリル酸塩樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリラクチド樹脂、又はこれらの樹脂の任意の組み合わせ或いは共重合体を含み得る。当業者に理解されるように、炭素繊維補強複合材料は、有機／無機充填剤、防火材、対紫外線放射剤（ＵＶ安定剤）、抗酸化物質、着色剤、離型剤、軟化剤、可塑剤、界面活性剤等の、他の補強材料、機能性充填剤、又は添加剤を含む、他の従来の材料をさらに含み得る。
【００３１】
[42]炭素繊維補強複合材料は、繊維補強層及び共に積層された樹脂層を含み得る。そのような繊維補強複合材料は、圧縮成型プロセスにより製造され得る。熱可塑性樹脂（例えば、ＰＡ６、ＰＣ，ＰＰ等）は、より高い伸び値を有する一方で、その様な材料は、援助なしでは十分な強度を示さない。したがって、ガラス繊維強化高分子複合材料（ＧＦＲＰ）又は炭素繊維補強高分子複合材料（ＣＦＲＰ）等の、樹脂及び補強種を有する複合材料は、高い強度及び合理的な剛性を示すが、同様に（金属と比べて）軽量である。しかしながら、繊維補強複合材料は、特に（例えば、約１％から約２％のみであり得る）ＣＦＲＰの場合は、相対的に低いレベルの伸びを有し得る。したがって、ある面では、平坦な繊維補強複合材料が使用される場合は、様々な応用には剛性が低すぎる。より低い剛性は、集中した衝撃負荷の下では大きなひずみを生成し、剛性と耐衝撃性とのバランスは改善され得ることを意味する。波形表面の外形デザインが使用される場合、より高い剛性が生じるが、集中した衝撃負荷の下では小さい又は低い伸びは部分的な亀裂又は故障を生成する（よって耐衝撃性は不十分である）。したがって、本開示の様々な面によれば、要求される剛性、強度及び耐衝撃性を示す炭素繊維複合材料のような、車両における構造的な複合材料部品を形成するために最適化された設計が使用される。
【００３２】
[43]破壊ひずみは、より高い値が車両部品のために望ましい材料特性である。ある面では、代表的な炭素繊維補強複合材料は、約１％以上の破壊ひずみ値を有し得、選択的に約１．５％以上、及びある変形では選択的に約２％以上の破壊ひずみ値を有し得る。
【００３３】
[44]ある面では、適切な繊維補強複合材料は、炭素繊維、例えば、約２００ＭＰａ以上の引張強度（σ）及び約３００ＭＰａ以上の曲げ強度（例えば、曲げ又は破壊強度）を有する炭素繊維マットで補強された熱可塑性樹脂を有する。ヤング係数（Ｅ）は、ひずみに対する応力の割合（σ／ε）を示す材料の機械特性であり、材料の弾性を反映する。ある変形では、炭素繊維補強複合材料のような、耐衝撃性部品に使用される材料は、約２０ＧＰａ以上約３０ＧＰａ以下のヤング係数（Ｅ）を有する。
【００３４】
[45]新たに図１を参照すると、構造部品１８は、床２２上に波形表面領域４２を含み得る。図１には示されていないが、構造部品１８は、側壁２６に延在する（したがって角に橋渡しをし、床２２から側壁２６へ延在する）波形表面領域４２も含み得る。波形表面領域４２を有する構造部品１８及び床２２は、示されるような全体的に平坦であることに限定される必要はなく、凹凸、曲げ、角、又は他の形状外形を有し得ることにさらに留意すべきである。ある面では、曲げ、角、又は他の形状等を有する波形表面領域４２は、ほぼ直線状の設計を有したままであり得る。波形表面領域４２は、構造部品１８の材料に形成された複数の細長い頂部構造又はひだ４６を含む。波形表面領域４２は、構造部品１８の材料に形成される、又は床２２に設けられる層としての複数のひだ４６を含む。波形表面領域４２は、任意の貨物又は荷重が受けられる支持表面の強度及び剛性を有利に増加させる。さらに、波形表面領域４２は、貨物又は保管されたアイテムを床２２から上げ、したがって構造部品１８内又はその近辺に存在する任意の水又は他の破片よりも上に貨物を持ち上げる。
【００３５】
[46]複数のひだ４６は、構造部品１８の細長い頂部、又は高くなった部分であり得る。したがって、細長い頂部構造又はひだ４６の各々は、それぞれ、主要な長手方向軸を画定し、第１側部３４から第２側部３８へ長手方向に延在する。さらに、複数の細長い頂部又はひだ４６の各々は、波形表面領域４２を形成するために隣接する複数の細長い頂部から所定の間隔で離間する。したがって、複数の下部領域４８（例えば、谷又はトラフ）は、各細長い頂部ひだ４６の間に画定される。ひだ４６は第１側部３４から第２側部３８に延在する必要はなく、図示される例示的な構造及び方向に限定されないことに注意されるべきである。
【００３６】
[47]高くなったひだ４６は、概して周期的なパターンであり得、これは規則的な所定間隔で繰り返すことを意味する。本開示の様々な面によれば、波形設計及びパターンの具体的な詳細及び特徴は、構造部品１８の機能性を著しく高める働きをし、衝撃及び負荷試験の下で、構造部品１８の性能を改善することができる。ここで説明されるように、その様な実施形態は、複合材料の強度及び耐衝撃性を改善するために特に適している。
【００３７】
[48]図１１に最もよく示されるように、各細長い頂部又はひだ４６は、上壁５０と２つで一組の側壁５４を有する。一部の実施形態例では、側壁５４は、上壁５０に関連して、垂直線Ａに対して角度θを向いてもよい。他の例では、側壁５４は、上壁５０に対して直交し得る。
【００３８】
[49]産業においては、車両製造者及び／又は車両供給者は、性能特性を決定するために構造部品１８に衝撃及び負荷試験を実施し得る。様々な衝撃及び性能試験は、技術的によく知られており、耐衝撃性及び／又は構造部品性能の適合性を決定するためにも採用され得る。
【００３９】
[50]自動車の応用のため、小さな物体、石、又はレンガ或いはブロックの角は、車両部品、特に載荷構造部品に集中した衝撃負荷を引き起こす典型的な例であり、衝撃によって故障又はダメージを引き起こし得る。通常は、その様な物体は相対的に小さい径（例えば、約１０ｍｍ以下の径）を有する。したがって、その表面は、その様な相対的に小さい径を有する物体からの接触及び衝撃に耐えるように設計されなくてはならない。
【００４０】
[51]本開示のある面を説明するために、図２は、従来の設計である第１ひだ表面５６と、本開示のある面による例示的な設計である第２ひだ表面６２とを比較する。第１ひだ表面５６は、従来使用されているひだ構造である。第２ひだ表面６２は、構造部品１８の波形表面領域４２の耐衝撃性を改善する本開示のある面による代替的なひだ設計である。第１ひだ表面５６は、互いに所定の間隔で離間した複数の従来の第１の細長いチャネル又はひだ５８を含み、それらの間に配置される下方床領域又は底壁７４によって分離される。第１ひだ５８は、幅ＷＴ１を有する上壁６６と、高さＨ１を有する複数の側壁７０とを含み得る。各底壁７４は、第１ひだ５８のそれぞれの間に幅ＷＢ１を有する。側壁７０は、底壁７４から垂直に延在する線Ａに対して角度θ１を画定し得る。
【００４１】
[52]第２ひだ表面６２は、互いに所定の間隔で離間し、底壁７６によって分離される複数の細長い第２チャネル又はひだ６４を含む。第２ひだ６４は、幅ＷＴ２を有する上壁７８と、高さＨ２を有する複数の側壁８２とを含み得る。各底壁７６は、幅ＷＢ２を有する。側壁８２は、下部領域底壁７６から垂直に延在する線Ａに対して角度θ２を画定し得る。
【００４２】
[53]第２ひだ６４の幅ＷＴ２及びＷＢ２並びに高さＨ２は、衝撃中に吸収されるエネルギーを増加するために、第１ひだ５８の幅ＷＴ１及びＷＢ１並びに高さＨ１より低減される。そのようなひだ設計は、複合材料の衝撃強度を高めるために特によく適している。上述したように、従来のシステムでは、ひだチャネルの高さを増加させると複合材料の剛性を高める傾向にあるが、本開示のある面による設計では、載荷構造のような複合材料の耐衝撃性能を改善するために、代わりに、ひだ高さが最適化された中間の高さに低減される。さらに、本示唆のある面による波形表面設計は、集中した衝撃負荷の下、部分的な亀裂又は故障の傾向を低減する。したがって、本開示の様々な面によれば、炭素繊維補強複合材料のような複合材料は、要求される剛性、強度、及び耐衝撃性を示す車両において構造部品を形成するための設計を最適化する。
【００４３】
[54]様々な面において、本開示は、細長い頂部／ひだの幅、ひだの高さ、材料の厚さ、細長い頂部／ひだ間の隙間、壁の角度等の間の関係を最適化することによって、優れたひだ外形及び設計を熟慮する。波形表面外形の単純化された例示的な概略図が、図１１に示される。細長い頂部又はひだ４６の各々は、下部領域４８（又は底壁）によって隣接する頂部又はひだ４６から所定の間隔で離間する。各ひだ４６は、上壁５０と対の側壁５４を有する。したがって、ＷＴは上壁５０の幅であり、ＷＢは底壁又は下部領域４８の幅を示し、Ｈは各頂部又はひだ４６の高さであり、一方で、Ｔは支持構造材料の厚さである。
【００４４】
[55]ある面では、特に適切なひだ設計は、以下のパラメータを有し得る。上壁５０の幅ＷＴは約２０ｍｍ以上約３５ｍｍ以下であり得、細長い頂部又はひだ４６間の所定の間隔における下部領域４８の幅ＷＢは、約２０ｍｍ以上約４０ｍｍ以下であり得る。そのような幅ＷＴ及びＷＢの範囲は、セメントブロック又は他の貨物のようなより大きい物体が十分な量のひだの衝撃を与えて分散することを確実にするように、単位領域当たりのひだ頂部の十分な数（ひだ密度）を提供する。小さすぎる寸法にＷＴを減少することは、存在する単位領域当たりのひだの数、したがって部品の全体の質量を増加することにより、支持構造物の量的な効率に不利益を与える。幅ＷＴがより小さくなると、ひだの数が増加し、これはひだの単位質量がより重くなることを意味する（なぜなら垂直壁は剛性を高める点において減少した効果を有するからである）。したがって、ＷＴが減少すると、複合材料のより大きい割合が構造部品の垂直壁に使用される。したがって、ある面では、波形表面の設計は、より大きいＷＴの寸法が有益であるようにするため、質量を最小化する。しかしながら、ＷＴが大きくなりすぎる場合、耐衝撃性は減少する。ある変形では、ＷＴの寸法は、物体の表面上の少なくとも２つのひだ頂部を用いて、ひだが代表的な物体（例えばセメントブロック）に十分な支持を与えることができるようにする。
【００４５】
[56]側壁５４の高さＨに関しては、より低い高さが衝撃により良い傾向がある。しかしながら、より高い高さは、支持構造物のより良い剛性を提供する傾向がある。したがって、ある面によれば、側壁５４に特に適する高さＨは、耐衝撃性と剛性とのバランスをとるために、約１０ｍｍ以上約１８ｍｍ以下であり得、選択的には約１０ｍｍ以上約１３ｍｍ以下であり得る。上述したように、ある変形においては、構造部品１８を形成する材料は、約２０ＧＰａ以上約３０ＧＰａ以下のヤング係数（Ｅ）を有する、炭素繊維補強熱可塑性ポリマー複合材料のような、複合材料を有し得る。ある特別な変形においては、ヤング係数（Ｅ）に対するひだ側壁５４の高さ（Ｈ）の割合（Ｈ：Ｅ）は、約０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約１ｍｍ／ＧＰａ以下であり、選択的に、約０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約０．７５ｍｍ／ＧＰａ以下であり、ある変形においては、選択的に０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約０．６５ｍｍ／ＧＰａ以下である。
【００４６】
[57]支持構造材料の厚さ（Ｔ）は、約１．５ｍｍ以上約５ｍｍ以下であり得、ある変形においては、選択的に、約２．５ｍｍ以上約４ｍｍ以下であり得る。
【００４７】
[58]本開示は同様に、任意の上記実施形態において、上壁５０及び側壁５４間又は側壁５４および下部領域４８間に形成される角部が、直角、曲線、又は勾配付き、及びそれらの任意の組み合わせであり得ることを熟慮する。例えば、側壁５４は、下部領域４８又は上壁５０に対して角度θを向き得る。図１１に示されるように、θは、底壁／下部領域４８及び側壁５４間に定義される角度であり、直角即ち９０°に示される。別の方法で説明すると、角度θは上壁５０に関連して垂直線Ａから０°以上約２０°以下ずれ得、ある面では、選択的に約５°以上約１０°以下ずれ得る。より小さいオフセット角θは、よりよい耐衝撃性を提供するためにより望ましい傾向があるが、その様な小さいオフセット角を形成する能力は製造プロセスにより制限され得る。
【００４８】
[59]新たに図２を参照すると、単なる例として、従来の第１ひだ５８の幅ＷＴ１は約２２ミリメートル（ｍｍ）以上であり得、幅ＷＢ１は約３０ｍｍ以上であり得、高さＨ１は約１５ｍｍ以上であり得、角度θ１は０度以上約４０度以下、選択的に約３度以上約４０度以下、ある変形では約３度以上約１０度以下の範囲内であり得る。単なる例として、第２ひだ６４の幅ＷＴ２は、約２０ｍｍ以上約３５ｍｍの範囲内であり得、幅ＷＢ２は、約２０ｍｍ以上約４０ｍｍ以下の範囲内であり得、高さＨ２は、約１０ｍｍ以上約１８ｍｍ以下、選択的には約１０ｍｍ以上約１３ｍｍ以下の範囲内であり得、角度θ２は、約３度以上約４０度以下、選択的には約３度以上約１０度以下、ある変形では約５度以上約１０度以下の範囲内であり得る。
【００４９】
[60]第１ひだ表面５６及び第２ひだ表面６２の形状は、周期的であり、所定の間隔で繰り返し、各々は、（一つのひだから隣接するひだまで延在する）サイクルＰ１及びＰ２の周期をそれぞれ有する。第２ひだ表面６２の周期Ｐ２は、第１ひだ表面５６の周期Ｐ１のおよそ半分である。低減された高さＨ２、より狭い幅ＷＴ２及びＷＢ２、及び減少した周期Ｐ２（例えば、単位領域当たりのより大きなひだの数）により、衝撃下での性能を増加させることができる。衝撃の間、第２ひだ表面６２の第２ひだ６４（例えば図１の４２）に分散されるエネルギー即ち衝撃エネルギーは、消散され、又は弾性的に蓄えられ、したがって衝撃中の故障の可能性を低減する。
【００５０】
[61]第２ひだ表面６２は、したがって第１ひだ表面５６のような、従来の設計に対して耐衝撃性を改善している。耐衝撃性試験は、衝撃力により打たれたときの亀裂又は破損に対する部品の抵抗を評価する方法である。よく知られた様々な基準が、Ｔｕｐとしても知られるストライカーの型及び重量、衝撃力、及び試料支持体（Ｖブロック又は平板）を含む、衝撃試験の要件を規定する。試験に使用される３種類のＴｕｐストライカーが存在する。型Ａは、丸い先端を有する錐体であり、型Ｂは、相対的に平坦な表面を有するシリンダであり、型Ｃは、丸又は半球状の端部を有する０．５インチ（約１．２７センチメートル）の直径のピンを有する。Ｔｕｐストライカーは、自由落下し、試料を打つことができるが、弾み又は跳ね返り、最初のストライクの後に再び試料を打つことを防止するために、典型的にはケーブルに接続される。試験試料は、その後亀裂又は故障のサインのために検査される。本開示のある面によれば第１の亀裂に対するそのような衝撃エネルギーを決定するために使用される衝撃エネルギー試験は、技術的によく知られているように、０．５インチ（約１．２７センチメートル）の半球状ｔｕｐストライカーで実行される型Ｃである。
【００５１】
[62]例えば、衝撃試験機械は、固定重量（約７ｋｇ）のキャリッジ（ｔｕｐはキャリッジに堅固に取り付けられる）を使用する小さな落下塔であり得る。キャリッジの高さは、落下の前に即座に制御される。衝撃エネルギー（Ｉｍｐａｃｔ  Ｅｎｅｒｇｙ）は、ｍを質量、ｈを落下高さ、ｇを加速度（重力定数）としたときにＩＥ＝ｍｇｈとして計算される。落下試験は、低い高さで始められ得る。高さは、亀裂が観測されるまで徐々に増加される。第２の新たなサンプルが使用され、その値を確認するために（亀裂が発生した）最終高さで直ちに試験される。
【００５２】
[63]したがって、ある面では、第２ひだ表面６２は耐衝撃性がある。ある変形では、第２ひだ表面は、非限定的な例として、上述した試験条件下で亀裂が発生するまでに約８ジュール以上の衝撃エネルギーに耐えることができ、選択的には亀裂が発生するまでに約９ジュール以上の衝撃エネルギーに、選択的には約１０ジュール以上、選択的には約１１ジュール以上、選択的には亀裂が発生するまでに約１２ジュール以上の衝撃エネルギーに耐えることができる。第１の亀裂に対するそのような衝撃エネルギーを決定するための衝撃エネルギー試験は、上述したように、０．５インチ（約１．２７センチメートル）の半球状ｔｕｐストライカーで実行され、７ＫｇのＤｙｎａｔｕｐキャリッジアセンブリを使用して試験される。以下でさらに説明するように、第２ひだ表面６２と同じ材料（例えば、アドバンスド炭素繊維補強複合材料）で形成される比較の第１ひだ表面５６は、亀裂が発生するまでに約４ジュールの衝撃エネルギーにしか耐えることができない。
【００５３】
[64]ある変形では、支持構造物は、炭素繊維補強熱可塑性ポリマー複合材料のような複合材料から形成される。複合材料は、ある面では、約２０ＧＰａ以上約３０ＧＰａ以下のヤング係数（Ｅ）を有する。ある特定の変形では、支持構造材料のヤング係数（Ｅ）に対するひだ側壁８２の高さ（例えばＨ２）の割合は、約０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約１ｍｍ／ＧＰａ以下であり、選択的に０．４ｍｍ／ＧＰａ以上０．７５ｍｍ／ＧＰａ以下であり、ある面では、選択的に０．４ｍｍ／ＧＰａ以上０．６５ｍｍ／ＧＰａ以下である。
【００５４】
[65]したがって、本開示は、例えば、その内部に形成される複数の細長い頂部を有し得る支持構造物を有する車両に使用され得る、耐衝撃構造部品を熟慮する。各細長い頂部のそれぞれは、上壁と２つの側壁を有する。さらに、複数の細長い頂部の各々は、それぞれ、載荷可能な波形表面を形成するために、所定の間隔で、隣接する複数の細長い頂部から離間する。支持構造物は、選択的に複合材料を有する。ある変形では、複合材料は、ポリマー樹脂及び炭素繊維補強材料を有する。側壁の高さ（例えばＨ２）に対する上壁の幅（例えばＷＴ２）の割合は、約１以上約３以下であり、支持構造物は耐衝撃性を示す。ある面では、支持構造物は、上述した試験条件下で亀裂が発生するまでに約８ジュール以上の衝撃エネルギーに耐えることができる。ある面では、側壁の高さに対する上壁の幅の割合は、約１．２５以上約２．７５以下である。
【００５５】
[66]ある面では、細長い頂部の側壁の高さ（例えばＨ２）は、約１８ｍｍ以下であり、選択的に約１７ｍｍ以下であり、選択的に約１６ｍｍ以下であり、選択的に約１５ｍｍ以下であり、選択的に約１４ｍｍ以下であり、選択的に約１３ｍｍ以下であり、選択的に約１２ｍｍ以下であり、選択的に約１１ｍｍ以下であり、ある面では、選択的に約１０ｍｍ以下である。ある変形では、細長い頂部の側壁の高さは、約１０ｍｍ以上約１８ｍｍ以下であり、選択的に約１０ｍｍ以上約１３ｍｍ以下であり、優れた耐衝撃性（例えば、上述した少なくとも約８ジュール）を示す。
【００５６】
[67]上記のように、ある変形では、材料は、炭素繊維補強熱可塑性ポリマー複合材料等の複合材料を含む。複合材料は、ある面では、約２０ＧＰａ以上約３０ＧＰａ以下のヤング係数（Ｅ）を有し得る。ある変形では、支持構造材料のヤング係数（Ｅ）に対するひだ側壁５４の高さ（例えばＨ２）の割合は、約０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約１ｍｍ／ＧＰａ以下であり、選択的に０．４ｍｍ／ＧＰａ以上０．７５ｍｍ／ＧＰａ以下であり、選択的に０．４ｍｍ／ＧＰａ以上０．６５ｍｍ／ＧＰａ以下である。
【００５７】
[68]他の面では、細長い頂部の上壁の幅（例えばＷＴ２）は、約３５ｍｍ以下であり、選択的に約３４ｍｍ以下であり、選択的に約３３ｍｍ以下であり、選択的に約３２ｍｍ以下であり、選択的に約３１ｍｍ以下であり、ある面では、選択的に約３０ｍｍ以下である。ある変形では、上壁の幅は、選択的に約２９ｍｍ以下であり、選択的に約２８ｍｍ以下であり、選択的に約２７ｍｍ以下であり、選択的に約２６ｍｍ以下であり、選択的に約２５ｍｍ以下であり、選択的に約２４ｍｍ以下であり、選択的に約２３ｍｍ以下であり、選択的に約２２ｍｍ以下であり、選択的に約２１ｍｍ以下であり、ある面では、選択的に約２０ｍｍ以下である。ある面では、上壁の幅は、約１９ｍｍ以上約３５ｍｍ以下、選択的に約２０ｍｍ以上約３５ｍｍ以下、ある面では、約２０ｍｍ以上約２５ｍｍ以下であり得る。ある面では、その様な部品は、上述した少なくとも約８ジュールの耐衝撃性を示し得る。他の変形では、上壁の幅は、選択的に約２０ｍｍ以上約２２ｍｍ以下であり、上述したように、優れた耐衝撃性（例えば、少なくとも約８ジュール）を示す。
【００５８】
[69]さらに、ある変形では、複数の細長い頂部のそれぞれの細長い頂部間の下部領域（例えばＷＢ２）は、所定の寸法、又は約２０ｍｍ以上約４０ｍｍ以下、ある面では選択的に約２５ｍｍ以上約３０ｍｍ以下の幅を有する。ここで説明した実施形態においては各細長い頂部の夫々は、同一の寸法及び頂部間の隙間を有するが、代替的な面において、各細長い頂部又はひだのそれぞれは、他の細長い頂部と同一の寸法である必要はなく、他の細長い頂部又はひだに対して設計、寸法又は隙間が変えられ得ることに留意されるべきである。
【００５９】
[70]他の一実施形態例では、図３及び７を特に参照すると、第３ひだ表面９０が示される。図３は第３ひだ表面９０の断面図を示し、図７は構造部品１８内に実装される第３ひだ表面を示す。第３ひだ表面９０は、複数の第３の細長い頂部又は頂点９１と、周期的であり正弦波の形状であり得る、波状表面形状を画定する複数の細長いトラフまたは谷９２を含む。そのような波状表面は、第２ひだ表面６２の高さＨ２と同様であり、図２の第１ひだ表面５６の高さＨ１より小さい、谷９２の最低点から頂点９１の最高点に延在する振幅Ａを含み得る。第３ひだ表面９０のサイクルの周期は、第１ひだ表面５６（図２）のサイクルの周期の約８倍である。第３ひだ表面９０は、第１ひだ表面５６の波Ｐ１の周期のおよそ１／８よりも大きい、第３ひだ表面９０の波Ｐ３の周期又はサイクルの周期（例えば第１頂点９１から第２頂点９２まで）を有する。Ｐ３が従来の設計の波Ｐ１の周期の１／８より小さい場合は、成形性が難しくなりすぎ得る。様々な面では、高さ又は振幅Ａは、十分な剛性を提供するために約１０ｍｍ以上である。第３ひだ表面９０の厚さは、ある例においては、約２．５ｍｍ以上約３ｍｍ以下である。この設計は、良好な耐衝撃性を示し、それはそれほど大きな効果ではないのであまり注目を集めない。
【００６０】
[71]第３ひだ表面９０は、第１の従来のひだ表面５６に対して増加した広範囲の曲げを許容し、結果として、衝撃エネルギーを吸収し、弾性的に蓄積するひだ表面となる。したがって、衝撃中の構造部品１８の故障の可能性が低減される。
【００６１】
[72]したがって、ある面では、その内部に形成された複数の細長い頂部を有する支持構造物を含む、車両のための耐衝撃部品が提供される。複数の細長い頂部は、支持構造物上に所定の周期で波状表面を画定する。支持構造物は耐衝撃性である。ある変形では、耐衝撃性支持構造物は、上述した試験条件下で亀裂が発生するまでに約１５ジュール以上の衝撃エネルギー、選択的には約１６ジュール以上、選択的には約１７ジュール以上、選択的には約１８ジュール以上、選択的には約１９ジュール以上、選択的には約２０ジュール以上、選択的には約２１ジュール以上、選択的には約２２ジュール以上、選択的には約２３ジュール以上、ある変形では、選択的には亀裂が発生するまでに約２４ジュール以上の衝撃エネルギーに耐えることができる。
【００６２】
[73]他の一実施形態例では、特に図４及び８を参照すると、第４ひだ表面９４が示される。図４は、第４ひだ表面９４の断面図を示し、図８は、構造部品１８内に実装される第４ひだ表面９４を示す。第４ひだ表面９４は、互いに所定の間隔で離間し、それらの間に配置される下部領域又は底壁１０６により分離される、複数の第４の細長いチャネル又はひだ９６を有する。第４ひだ９６は、幅ＷＴ３を有する上壁９８と、高さＨ３を有する複数の側壁１０２と、幅ＷＢ３を有する底壁１０６と、を含み得る。側壁１０２は、底壁１０６から直角に延在する線Ａに対して角度θ３にあり得る。第４ひだ表面９４における第４ひだ９６の幅ＷＴ３及びＷＢ３並びに高さＨ３は、衝撃中に吸収されるエネルギーを増加するために、第１ひだ表面５６（図２）の幅ＷＴ１及びＷＢ１並びに高さＨ１から低減される。例えば、幅ＷＴ３及びＷＢ３並びに高さＨ３は、（ＷＴ２，ＷＢ２，Ｈ２等のような）第２ひだ表面６２の文脈において上述された任意ものであり得る。例として、第４ひだ表面９６の幅ＷＴ３は、約２０ｍｍ以上約３５ｍｍ以下であり得、幅ＷＢ３は、約２０ｍｍ以上約４０ｍｍ以下であり得、高さＨ３は、約１０ｍｍ以上約１８ｍｍ以下、選択的には約１０ｍｍ以上約１３ｍｍ以下であり得、角度θ３は、約３度以上約４０度以下、選択的には約３度以上約１０度以下、ある変形では、選択的に約５度以上約１０度以下の範囲内であり得る。
【００６３】
[74]細長い第４ひだ９６の各々は、それぞれ、隣接する細長い第４ひだ９６から所定の間隔（例えば幅ＷＢ３）で離間する。第４ひだ表面９４は、サイクルＰ４の周期で、全体的に周期的な形状を有し得る。さらに、第４ひだ表面９４は、少なくとも上壁９８に沿って所定の周期性を備える波状表面パターンをさらに画定し得る。図４に示されるように、第４ひだ表面９４は、図４の側壁１０２及び底壁１０６に沿って波状表面パターンを画定する。正弦曲線の周期的な波パターン１１０は、したがって、サイクルＰ５の周期及び高さＨ４を有する波状表面パターンを画定する。波パターン１１０は、波状表面の全体の周期的な形状を通じて、隆起した部分及び隆起していない部分、又はエブ１１４及びフロー１１６を含み得る。波パターン１１０の周期Ｐ５及び高さＨ４は、第４ひだ表面９４を画定する全体的に周期的な形状の周期Ｐ４及び高さＨ３よりも小さい。ある面では、周期Ｐ５は、上壁９８の幅（ＷＴ３）の約１／３以下であり得る。
【００６４】
[75]ある変形では、第４ひだ表面９４の支持構造物は、炭素繊維補強熱可塑性ポリマー複合材料等の、複合材料から形成される。複合材料は、ある面では、約２０ＧＰａ以上約３０ＧＰａ以下のヤング係数（Ｅ）を有する。ある特定の変形では、支持構造材料のヤング係数（Ｅ）に対するひだ側壁１０２の高さ（例えばＨ３）の割合は、約０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約１ｍｍ／ＧＰａ以下、選択的に約０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約０．７５ｍｍ／ＧＰａ以下、ある面では、選択的に約０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約０．６５ｍｍ／ＧＰａ以下である。
【００６５】
[76]第４ひだ表面９４は、したがって、第２ひだ表面６２及び第３ひだ表面９０のある特定の望ましい特徴を組み込み、それらを単一のひだ形状に組み合わせる。より短い高さＨ３、より狭い幅ＷＴ３及びＷＢ３、並びに減少した周期Ｐ４（例えば、より多くのひだ９６）により、衝撃に耐える増加した性能又はより優れた能力が可能となる。
【００６６】
[77]例えば、第４ひだ表面９４は、集中した衝撃負荷をより広い領域に分配する。自動車又は車両アプリケーションを考慮すると、小さな石、小さな物体、又はセメントブロック或いはレンガの角は、集中した衝撃負荷の典型例である。大抵、これらの物体は相対的に小さい径（例えば、約１０ｍｍのｒ）を有し、第４ひだ表面９４のピッチ及び高さ（例えばＨ３）が周期的であるように、波状表面の波パターン１１０は、少なくとも２つの表面が小さな径を有するそのような物体に接触するように設計され、この物体からの負荷をより広い領域に分ける。
【００６７】
[78]衝撃中、第４ひだ表面９４のような、ひだ表面領域に分配されるエネルギー、即ち衝撃エネルギーは、弾性的に消散し又は蓄積され、したがって、衝撃中の故障の可能性を低減する。全体的に周期的な形状内の波状表面の波パターン１１０の存在は、小さく高速な衝撃中の第４ひだ表面９４の性能を増加させる。湾曲は、部分的なひだの剛性及び強度を増加させる。
【００６８】
[79]本開示は、したがって、その内部に形成された複数の細長い頂部を有する支持構造物を含む車両のための耐衝撃性部品を熟慮する。細長い頂部の各々は、それぞれ上壁及び２つの側壁を有する。さらに、複数の細長い頂部の各々は、それぞれ、隣接する複数の細長い頂部から所定の間隔で離間する。支持構造物は、上壁に沿って所定の周期性を備える波状表面を有し、したがって載荷可能な波形表面を形成する。支持構造物は、耐衝撃性である。ある変形では、支持構造物は、上述した試験条件下において亀裂が生じる前に約２０ジュール以上の衝撃エネルギーに耐えることができる。ある面では、波状表面は、サイン波形状を画定する。他の面では、波状表面の所定の周期性は、上壁の幅の約１／３以下である。複数の細長い頂部のそれぞれの細長い頂部間の領域は、同様に波状表面を有し得る。
【００６９】
[80]他の一実施形態例では、特に図５Ａ及び９を参照すると、第５ひだ表面１１８が示される。図５Ａは、第５ひだ表面１１８の断面図を示し、図９は、支持構造物１８内に実装される第５ひだ表面１１８を示す。第５ひだ表面１１８は、互いに所定の間隔で離間され、それらの間に配置される下部領域又は底壁１３８によって分離される、複数の第５の細長いチャネル又はひだ１２０を有する。第５ひだ１２０の各々は、上側部１２２と、下側部１２６と、幅ＷＴ５を有する上壁１３０と、高さＨ５を有する複数の側壁１３４と、を有し得る。底壁１３８は、幅ＷＴ５を有する。側壁１３４は、底壁１３８から直角に延在する線Ａに対して角度θ５にあり得る。第５ひだ表面１１８の幅ＷＴ５及びＷＢ５並びに高さＨ５は、衝撃中に吸収されるエネルギーを増加するために、第１ひだ表面５６（図２）の幅ＷＴ１及びＷＢ１並びに高さＨ１から低減される。
【００７０】
[81]例えば、幅ＷＴ５及びＷＢ５並びに高さＨ５は、（ＷＴ２，ＷＢ２，Ｈ２等のような）第２ひだ表面６２の文脈において上述された任意ものであり得る。第５ひだ表面１１８の幅ＷＴ５は、約２０ｍｍ以上約３５ｍｍ以下の範囲内であり得、幅ＷＢ５は、約２０ｍｍ以上約４０ｍｍ以下の範囲内であり得、高さＨ５は、約１０ｍｍ以上約１８ｍｍ以下、選択的には約１０ｍｍ以上約１３ｍｍ以下の範囲内であり得、角度θ５は、約３度以上約４０度以下、選択的には約３度以上約１０度以下、ある変形では、選択的に約５度以上約１０度以下の範囲内であり得る。
【００７１】
[82]上記のように、ある変形では、材料は、炭素繊維補強熱可塑性ポリマー複合材料等の複合材料を含む。複合材料は、ある面では、約２０ＧＰａ以上約３０ＧＰａ以下のヤング係数（Ｅ）を有する。ある特定の変形では、支持構造材料のヤング係数（Ｅ）に対するひだ側壁１３４の高さ（例えばＨ５）の割合は、約０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約１ｍｍ／ＧＰａ以下であり、選択的に０．４ｍｍ／ＧＰａ以上０．７５ｍｍ／ＧＰａ以下であり、選択的に０．４ｍｍ／ＧＰａ以上０．６５ｍｍ／ＧＰａ以下である。
【００７２】
[83]第５ひだ表面１１８は、サイクルＰ６の周期を備える全体的に周期的な形状を有し得る。第５ひだ表面１１８は、第５ひだ１２０に配置される複数の突起１４２も有し得る。突起１４２は、周期Ｐ７及び高さＨ６を有する下側部１２６に、概して周期的な形状、即ち正弦曲線状且つ周期的な波パターンで配置される、こぶであり得る。「概して周期的な形状」により、突起１４２のパターンが規則的な間隔又は周期を画定する互いからの距離で離間することを意味するが、隙間の少量の変形（約１０％が以下）が熟慮される。波パターンの周期Ｐ７及び高さＨ６は、第５ひだ表面１１８を画定する全体的に周期的な形状の周期Ｐ６及び高さＨ５よりも小さい。ある代替的な面において変形が考慮されるように、ここに説明される実施形態のいずれかの突起は、示される数、隙間、配置、又は形状に限定されないことに留意すべきである。さらに、突起は、示される表面以外の表面、又はある選択ひだ或いは底壁表面に配置され得、又は示されるものとは異なるパターンを有し得る。
【００７３】
[84]第５ひだ表面１１８は、したがって、第２ひだ表面６２及び第３ひだ表面９０のある特定の望ましい特徴を組み込み、それらを単一のひだ形状に組み合わせる。より短い高さＨ５、より狭い幅ＷＴ５及びＷＢ５、並びに減少した周期Ｐ６（例えば、より多くのひだ）により、衝撃下での増加した性能が可能となる。衝撃の間、第５ひだ表面１１８のようなひだ表面領域へ分配されるエネルギー、即ち衝撃エネルギーは、弾性的に消散し又は蓄積され、したがって、衝撃中の故障の可能性を低減する。全体的に周期的な形状内の突起１４２の波パターンの存在は、小さく高速な衝撃中の第５ひだ表面１１８の性能を増加させる。湾曲は、部分的なひだの剛性及び強度を増加させる。
【００７４】
[85]図５Ｂは、図５Ａの第５ひだ表面１１８に類似した第６ひだ表面１１８Ａの例示的な代替の実施形態を示す。第６ひだ表面１１８Ａの特徴、設計、及び材料が図５Ａ及び９の第５ひだ表面１１８におけるそれらと同じである範囲内で、簡潔のためにここでは繰り返されない。第６ひだ表面１１８Ａは、互いに所定の間隔で離間され、それらの間に配置される下部領域又は底壁１３８Ａによって分離された、複数の第６の細長いチャネル又はひだ１２０Ａを有する。幅ＷＴ５及びＷＢ５並びに高さＨ５は、上述した第５ひだ表面１１８のそれらと同様であり得る。複数の第１突起１４２Ａは、第６底壁１３８Ａの下側部１２６Ａに配置される（各底壁に例示的な３つの突起が示されるが、数は必ずしも限定されない）。複数の第２突起１４２Ｂは、第６ひだ１２０Ａの上側部１２２Ａに配置される（ひだ毎に例示的な３つの突起が示されるが、数は必ずしも限定されない）。突起１４２Ａ又は１４２Ｂは、サイクルＰ７の周期及び高さＨ６を有する上側部１２２Ａ及び下側部１２６Ａに、概して周期的な形状、即ち正弦曲線状且つ周期的な波パターンで配置される、こぶであり得る。サイクルＰ６及びＰ７の周期、高さＨ６、及び図５Ａにおける第５ひだ表面１１８の文脈で上述された他の寸法及び利点は、図５Ｂにおける第６ひだ表面１１８Ａに同様に適用される。
【００７５】
[86]図５Ｃは、図５Ａの第５ひだ表面１１８に類似した第７ひだ表面１１８Ｂの例示的な代替の実施形態を示す。第７ひだ表面１１８Ｂの特徴、設計、及び材料が図５Ａ及び９の第５ひだ表面１１８におけるそれらと同じである範囲内で、簡潔のためにここでは繰り返されない。第７ひだ表面１１８Ｂは、互いに所定の間隔で離間され、それらの間に配置される下部領域又は底壁１３８Ｂによって分離された、複数の第７の細長いチャネル又はひだ１２０Ｂを有する。幅ＷＴ５及びＷＢ５並びに高さＨ５は、上述した第５ひだ表面１１８のそれらと同様であり得る。複数の第１突起１４２Ｃは、第７ひだ１２０Ｂの下側部１２６Ｂ及び第７底壁１３８Ｂに配置される（ひだ又は底壁毎に例示的な１つの突起が示されるが、数は必ずしも限定されない）。複数の第２突起１４２Ｄは、第７ひだ１２０Ｂの上側部１２２Ｂ及び底壁１３８Ｂの上側部１２２Ｂに配置される（ひだ及び底壁毎に例示的な２つの突起が示されるが、数は必ずしも限定されない）。突起１４２Ｃ又は１４２Ｄは、サイクルＰ７の周期及び高さＨ６を有する上側部１２２Ｂ及び下側部１２６Ｂに、概して周期的な形状、即ち正弦曲線状且つ周期的な波パターンで配置される、こぶであり得る。サイクルＰ６及びＰ７の周期、高さＨ６、及び図５Ａにおける第５ひだ表面１１８の文脈で上述された他の寸法及び利点は、図５Ｃにおける第７ひだ表面１１８Ｂに同様に適用される。
【００７６】
[87]図５Ｄは、図５Ａの第５ひだ表面１１８に類似した第８ひだ表面１１８Ｃの例示的な代替の実施形態を示す。第８ひだ表面１１８Ｃの特徴、設計、及び材料が図５Ａ及び９の第５ひだ表面１１８におけるそれらと同じである範囲内で、簡潔のためにここでは繰り返されない。第８ひだ表面１１８Ｃは、互いに所定の間隔で離間され、それらの間に配置される下部領域又は底壁１３８Ｃによって分離された、複数の第８の細長いチャネル又はひだ１２０Ｃを有する。幅ＷＴ５及びＷＢ５並びに高さＨ５は、上述した第５ひだ表面１１８のそれらと同様であり得る。複数の第１突起１４２Ｅは、第８ひだ１２０Ｃに対応する領域における、底壁１３８Ｃの下側部１２６Ｃに配置される（ひだ又は底壁毎に例示的な２つの突起が示されるが、数は必ずしも限定されない）。とりわけ、第８ひだ表面１１８Ｃの設計は、図５Ｃの第７ひだ表面１１８Ｂの設計によく似ている。しかしながら、図５Ｃの下側部１２６Ｂに沿って第７ひだ１２０Ｂ又は底壁１３８Ｂ毎に単一の突起１４２Ｃのみが存在し、一方で、図５Ｄにおいて下側部１２６Ｃに沿って各第８ひだ１２０Ｃ及び底壁１３８Ｃに２つの突起１４２Ｅが存在する。さらに、複数の第２突起１４２Ｆ（ひだ又は底壁毎に例示的な１つの突起として示されるが、数は必ずしも限定されない）は、図５Ｄの第８ひだ１２０Ｃ及び底壁１３８Ｃの上側部１２２Ｃに配置される。また、これは、図５Ｃの第７ひだ表面１１８Ｂの設計に類似している。しかしながら、示されるように、図５Ｃの各第７ひだ１２０Ｂ及び底壁１３８Ｃの上側部１２２Ｂに２つの第２突起１４２Ｄが存在し、一方で、図５Ｄにおいて、第８ひだ１２０Ｃ及び底壁１３８Ｃの上側部１２２Ｃに単一の第２突起１４２Ｆが存在する。図５Ｄの突起１４２Ｅ又は１４２Ｆは、サイクルＰ７の周期及び高さＨ６を有する上側部１２２Ｃ及び下側部１２６Ｃに、概して周期的な形状、即ち正弦曲線状且つ周期的な波パターンで配置される、こぶであり得る。サイクルＰ６及びＰ７の周期、高さＨ６、及び図５Ａにおける第５ひだ表面１１８の文脈で上述された他の寸法及び利点は、図５Ｄにおける第８ひだ表面１１８Ｃに同様に適用される。
【００７７】
[88]図５Ｅは、図５Ａの第５ひだ表面１１８に類似した第９ひだ表面１１８Ｄの例示的な代替の実施形態を示す。第９ひだ表面１１８Ｄの特徴、設計、及び材料が図５Ａ及び９の第５ひだ表面１１８におけるそれらと同じである範囲内で、簡潔のためにここでは繰り返されない。第９ひだ表面１１８Ｄは、互いに所定の間隔で離間され、それらの間に配置される下部領域又は底壁１３８Ｄによって分離された、複数の第９の細長いチャネル又はひだ１２０Ｄを有する。幅ＷＴ５及びＷＢ５並びに高さＨ５は、上述した第５ひだ表面１１８のそれらと同様であり得る。上壁１３０Ｄは、複数の突起１４２Ｇ（ひだ又は底壁毎に例示的な３つの突起が示されるが、数は必ずしも限定されない）を含む、第９ひだ１２０Ｄによって画定される。突起１４２Ｇは、第９ひだ１２０Ｄの上側部１２２Ｄ及び下側部１２６Ｄの両方において上壁１３０Ｄから延在し又は突出する。さらに、底壁１３８Ｄは、同様に複数の突起１４２Ｇ（例示的に３つの突起が示されるが、必ずしも数は限定されない）を有し、同様にこれらの突起は上側部１２２Ｄ及び下側部１２６Ｄの両方において延在し又は突出する。突起１４２Ｇは、各側（上側部１２２Ｄ及び下側部１２６Ｄ）上にサイクルＰ７の周期及び高さＨ６を有する上側部１２２Ｄ及び下側部１２６Ｄに、概して周期的な形状、即ち正弦曲線状且つ周期的な波パターンで配置される、第９ひだ表面１１８Ｄの本体内に形成されるこぶ又は厚くされた領域であり得る。サイクルＰ６及びＰ７の周期、高さＨ６、及び図５Ａにおける第５ひだ表面１１８の文脈で上述された他の寸法及び利点は、図５Ｅにおける第９ひだ表面１１８Ｄに同様に適用される。
【００７８】
[89]他の一実施形態例では、図６Ａ及び図１０を特に参照して、第１０ひだ表面１４６が説明される。図６Ａは、第１０ひだ表面１４６の断面図を示し、図１０は、構造部品１８内に実装される第１０ひだ表面１４６を示す。第１０ひだ表面１４６は、互いに所定の間隔で離間され、それらの間に配置される下部領域又は底壁１６６によって分離される、複数の第１０の細長いチャネル又はひだ１４８を有する。各第１０ひだ１４８は、上側部１５０と、下側部１５４と、幅ＷＴ６を有する上壁１５８と、高さＨ７を有する複数の側壁１６２と、を含み得る。底壁１６６は、幅ＷＢ６を有する。側壁１６２は、底壁１６６から直交して延在する線Ａに対して角度θ６にあり得る。第１０ひだ表面１４６の幅ＷＴ６及びＷＢ６並びに高さＨ７は、衝撃中に吸収されるエネルギーを増加するために、第１ひだ５８（図２）の幅ＷＴ１及びＷＢ１並びに高さＨ１から低減される。
【００７９】
[90]幅ＷＴ６及びＷＢ６並びに高さＨ７は、（ＷＴ２，ＷＢ２，Ｈ２等のような）第２ひだ表面６２の文脈において上述された任意ものであり得る。単に例として、第１０ひだ表面１４６の幅ＷＴ６は、約２０ｍｍ以上約３５ｍｍ以下の範囲内であり得、幅ＷＢ６は、約２０ｍｍ以上約４０ｍｍ以下の範囲内であり得、高さＨ７は、約１０ｍｍ以上約１８ｍｍ以下、選択的には約１０ｍｍ以上約１３ｍｍ以下の範囲内であり得、角度θ６は、約３度以上約４０度以下、選択的には約３度以上約１０度以下、ある変形では、選択的に約５度以上約１０度以下の範囲内であり得る。第１０ひだ表面１４６は、サイクルＰ８の周期を備えた全体的に周期的な形状を有し得る。
【００８０】
[91]ある変形では、支持構造物は、炭素繊維補強熱可塑性ポリマー複合材料等の複合材料から形成される。複合材料は、ある面では、約２０ＧＰａ以上約３０ＧＰａ以下のヤング係数（Ｅ）を有する。ある特定の変形では、支持構造材料のヤング係数（Ｅ）に対するひだ側壁１６２の高さ（例えばＨ７）の割合は、約０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約１ｍｍ／ＧＰａ以下であり、選択的に０．４ｍｍ／ＧＰａ以上０．７５ｍｍ／ＧＰａ以下であり、ある面では、選択的に０．４ｍｍ／ＧＰａ以上０．６５ｍｍ／ＧＰａ以下である。
【００８１】
[92]第１０ひだ表面１４６は、第１０ひだ１４８に配置される複数の突起１７０も有し得る。突起１７０は、上側部１５０上に正弦曲線状且つ周期的な波パターンで配置される、サイクルＰ９の周期及び高さＨ８を有する、こぶであり得る。第１０ひだ表面１４６は、本質的に、第５ひだ表面１１８に関連して図５Ａに示されるような下側部１５４の代わりに上側部１５０上に突起１７０の波パターンを備えた第５ひだ表面１１８であり得る。突起１７０の波パターンの周期Ｐ９及び高さＨ８は、第１０ひだ表面１４６を画定するための全体的に周期的な形状の周期Ｐ８及び高さＨ７よりも小さい。
【００８２】
[93]第１０ひだ表面１４６は、したがって、第２ひだ表面６２及び第３ひだ表面９０のある特定の望ましい特徴を組み込み、それらを単一のひだ形状に組み合わせる。より短い高さＨ７、より狭い幅ＷＴ６及びＷＢ６、並びに減少した周期Ｐ８（例えば、より多くのひだ）により、衝撃下での増加した性能が可能となる。衝撃の間、第１０ひだ表面１４６のようなひだ表面領域へ分配されるエネルギー、即ち衝撃エネルギーは、弾性的に消散し又は蓄積され、したがって、衝撃中の故障の可能性を低減する。全体的に周期的な形状内の波パターンにおける突起１７０の存在は、小さく高速な衝撃中の第１０ひだ表面１４６の性能を増加させる。湾曲は、部分的なひだの剛性及び強度を増加させる。
【００８３】
[94]図６Ｂは、図６Ａの第１０ひだ表面１４６に類似した第１１ひだ表面１４６Ａの例示的な代替の実施形態を示す。第１１ひだ表面１４６Ａの特徴、設計、及び材料が図６Ａ及び１０の第１０ひだ表面１４６におけるそれらと同じである範囲内で、簡潔のためにここでは繰り返されない。第１１ひだ表面１４６Ａは、互いに所定の間隔で離間され、それらの間に配置される下部領域又は底壁１６６Ａによって分離された、複数の第１１の細長いチャネル又はひだ１４８Ａを有する。幅ＷＴ５及びＷＢ５並びに高さＨ５は、上述した第１０ひだ表面１４６のそれらと同様であり得る。複数の第１突起１７０Ａ（ひだ毎に例示的な３つの突起が示されるが、数は必ずしも限定されない）は、第１１ひだ１４８Ａの各々の下側部１５４Ａに配置される。複数の第２突起１７０Ｂ（底壁毎に例示的な３つの突起が示されるが、数は必ずしも限定されない）は、第１１底壁１６６Ａの上側部１５０Ａに配置される。突起１７０Ａ又は１７０Ｂは、サイクルＰ７の周期及び高さＨ６を有する上側部１５０Ａ及び下側部１５４Ａに、概して周期的な形状、即ち正弦曲線状且つ周期的な波パターンで配置される、こぶであり得る。サイクルＰ６及びＰ７の周期、高さＨ６、及び図６Ａにおける第１０ひだ表面１４６の文脈で上述された他の寸法及び利点は、図６Ｂにおける第１１ひだ表面１４６Ａに同様に適用される。
【００８４】
[95]図６Ｃは、図６Ａの第１０ひだ表面１４６に類似した第１２ひだ表面１４６Ｂの例示的な代替の実施形態を示す。第１２ひだ表面１４６Ｂの特徴、設計、及び材料が図６Ａ及び１０の第１０ひだ表面１４６におけるそれらと同じである範囲内で、簡潔のためにここでは繰り返されない。第１２ひだ表面１４６Ｂは、互いに所定の間隔で離間され、それらの間に配置される下部領域又は底壁１６６Ｂによって分離された、複数の第１２の細長いチャネル又はひだ１４８Ｂを有する。幅ＷＴ５及びＷＢ５並びに高さＨ５は、上述した第１０ひだ表面１４６のそれらと同様であり得る。複数の第１突起１７０Ｃ（ひだ又は底壁毎に例示的な２つの突起が示されるが、数は必ずしも限定されない）は、第１２ひだ１４８Ｂ及び底壁１６６Ｂの各々の下側部１５４Ｂに配置される。複数の第２突起１７０Ｄは、第１２底壁１６６Ｂ及び第１２ひだ１４８Ｂの上側部１５０Ｂに配置される（ひだ及び底壁毎に例示的な１つの突起が示されるが、数は必ずしも限定されない）。突起１７０Ｃ又は１７０Ｄは、サイクルＰ７の周期及び高さＨ６を有する上側部１５０Ｂ及び下側部１５４Ｂに、概して周期的な形状、即ち正弦曲線状且つ周期的な波パターンで配置される、こぶであり得る。サイクルＰ６及びＰ７の周期、高さＨ６、及び図６Ａにおける第１０ひだ表面１４６の文脈で上述された他の寸法及び利点は、図６Ｃにおける第１２ひだ表面１４６Ｂに同様に適用される。
【００８５】
[96]図６Ｄは、図６Ａの第１０ひだ表面１４６に類似した第１３ひだ表面１４６Ｃの例示的な代替の実施形態を示す。第１３ひだ表面１４６Ｃの特徴、設計、及び材料が図６Ａ及び１０の第１０ひだ表面１４６におけるそれらと同じである範囲内で、簡潔のためにここでは繰り返されない。第１３ひだ表面１４６Ｃは、互いに所定の間隔で離間され、それらの間に配置される下部領域又は底壁１６６Ｃによって分離された、複数の第１３の細長いチャネル又はひだ１４８Ｃを有する。幅ＷＴ５及びＷＢ５並びに高さＨ５は、上述した第１０ひだ表面１４６のそれらと同様であり得る。複数の第１突起１７０Ｅは、第１３ひだ１４８Ｃ及び底壁１６６Ｃの下側部１５４Ｃに配置される（ひだ又は底壁毎に例示的な１つの突起が示されるが、数は必ずしも限定されない）。とりわけ、第１３ひだ表面１４６Ｃの設計は、図６Ｃの第１２ひだ表面１４６Ｂの設計によく似ている。しかしながら、示されるように、図６Ｃの第１２ひだ１４８Ｂ及び底壁１６６Ｂの各々の下側部１６６Ｂに２つの突起１７０Ｃが存在し、一方で、図６Ｄにおいて第１３ひだ１４８Ｃ及び底壁１６６Ｃの下側部１５４Ｃに突起１７０Ｅが一つのみ存在する。さらに、複数の第２突起１７０Ｆ（ひだ又は底壁毎に例示的な２つの突起として示されるが、数は必ずしも限定されない）は、第１３ひだ１４８Ｃの上側部１５０Ｃ及び底壁１６６Ｃの上側部１５０Ｃに配置される。また、これは、図６Ｃの第１２ひだ表面１４６Ｂの設計に類似している。しかしながら、示されるように、図６Ｄの第１３ひだ１４８Ｃ及び上壁１６６Ｃの各々の上側部１５０Ｃに２つの第２突起１７０Ｆが存在し、一方で、図６Ｃにおいて、第１２ひだ１４８Ｂ及び底壁１６６Ｂの上側部１５０Ｂに第２突起１７０Ｄが一つのみ存在する。突起１７０Ｅ又は１７０Ｆは、サイクルＰ７の周期及び高さＨ６を有する上側部１５０Ｃ及び下側部１５４Ｃに、概して周期的な形状、即ち正弦曲線状且つ周期的な波パターンで配置される、こぶであり得る。サイクルＰ６及びＰ７の周期、高さＨ６、及び図６Ａにおける第１０ひだ表面１４６の文脈で上述された他の寸法及び利点は、図６Ｄにおける第１３ひだ表面１４６Ｃに同様に適用される。
【００８６】
[97]したがって、本開示は、その内部に形成される複数の細長い頂部を有する支持構造物を有する車両のための耐衝撃性部品をさらに熟慮する。複数の細長い頂部の各々は、それぞれ、載荷可能な波形表面を形成するために、隣接する複数の細長い頂部から所定の間隔で離間する。複数の突起が、複数の細長い頂部上に設けられる。複数の突起は、所定の周期性を画定する。支持構造物は、ある変形では、複合材料を有し得る。支持構造物は耐衝撃性である。例えば、支持構造物は、上述した試験条件下で亀裂が発生するまでに約１０ジュール以上の衝撃エネルギーに耐えることができる。
【００８７】
[98]ある面では、複合材料は、ポリマー及び炭素繊維を含む繊維補強複合材料である。構造部品は、ガスタンク保護シールド、ボディー底面シールド、構造パネル、内部床面、フロアパン、屋根、外部表面、貯蔵領域、グローブボックス、コンソールボックス、トランク、トランク床面、トラックベッド、及びそれらの任意の組み合わせであり得る。ある面では、車両はトラックであり得、支持構造物はトラックベッド床面であり得る。他の変形では、複数の突起は、複数の細長い頂部のそれぞれの細長い頂部間の領域にさらに配置される。ある面では、突起はこぶである。
【００８８】
[99]支持構造物は、第１側部と第２反対側部を有する。複数の突起は、第１側部又は第２反対側部に、概して周期的な形状で設けられる。ある面では、第１側部は上面であり得、第２側部は下面であり得、複数の突起は、（ｉ）第１側部の上面は滑らかである一方、下面上の第２側部に、（ｉｉ）第２側部の下面は滑らかである一方、上面の第１側部に、又は（ｉｉｉ）第１側部の上面及び第２反対側部の下面の両方、に設けられる。
【００８９】
[100]ある面では、複数の突起が、（図５Ａのように）第２側部の下面に配置されると、支持構造物は耐衝撃性である。ある面では、支持構造物は、上述した試験条件下で亀裂が発生するまでに約１０ジュール以上の衝撃エネルギーに耐えることができる。ある面では、その様な耐衝撃性部品は、亀裂が発生するまでに約１１ジュール以上の衝撃エネルギーに、選択的に約１２ジュール以上、選択的に約１３ジュール以上、選択的に任意の亀裂が発生するまでに約１４ジュール以上の衝撃エネルギーに耐えることができ得る。
【００９０】
[101]ある変形では、複数の突起が、（図６Ａのように）第２側部の下面に配置されると、支持構造物は耐衝撃性である。ある変形では、支持構造物は、炭素繊維補強熱可塑性ポリマー複合材料等の複合材料を含む。複合材料は、ある面では、約２０ＧＰａ以上約３０ＧＰａ以下のヤング係数（Ｅ）を有する。ある特定の変形では、支持構造材料のヤング係数（Ｅ）に対するひだ側壁の高さの割合は、約０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約１ｍｍ／ＧＰａ以下であり、選択的に０．４ｍｍ／ＧＰａ以上０．７５ｍｍ／ＧＰａ以下であり、ある面では、選択的に０．４ｍｍ／ＧＰａ以上０．６５ｍｍ／ＧＰａ以下である。
【００９１】
[102]そのような設計を有する支持構造物は、上述した試験条件下で亀裂が発生するまでに約１０ジュール以上の衝撃エネルギーに耐えることができる。ある面では、その様な耐衝撃性部品は、亀裂が発生するまでに約１１ジュール以上の衝撃エネルギー、選択的には約１２ジュール以上、選択的には約１３ジュール以上、選択的には約１４ジュール以上、選択的には約１５ジュール以上、選択的には約１６ジュール以上、選択的には約１７ジュール以上、選択的には約１８ジュール以上、選択的には約１９ジュール以上、選択的には約２０ジュール以上、選択的には約２１ジュール以上、ある変形では、選択的には任意の亀裂が発生するまでに約２２ジュール以上の衝撃エネルギーに耐えることができ得る。
【００９２】
[103]実施例１
[104]別のひだ設計の各々に衝撃試験が実施される。衝撃試験は、炭素繊維補強複合材料の細長い頂部ひだ（例えば、４６）の（図２−４，５Ａ，及び６Ａの各々に示されるような）中心Ｃに衝撃力を、０．５インチ（約１．２７センチメートル）のストライカーで且つ上述した試験で加えることを含む。波形表面領域４２を有する材料の一部が試験台に固定される。ストライカーは、丸又は半球状の、端部又は先端を有する０．５インチ（約１．２７センチメートル）の直径の円柱ロッドである。ひだをストライカーで打つときに印加されるエネルギー（Ｅ＝Ｆ＊ｄ）の総量を増加させるために、力及び／又は距離が増加される。亀裂がひだに形成されるまで、エネルギーが増加される。第１の亀裂に印加される平均エネルギーが比較のために記録される。以下の表は、数字の各々のための衝撃試験の結果を示す。
【００９３】
【表１】
2016013830.tif 000003
【００９４】
[105]結果に示されるように、基準値、即ち第１ひだ表面５６の設計は、４Ｊの衝撃エネルギーで亀裂が生じていることを示している。第２ひだ表面６２は、第１ひだ表面５６に対して３倍の亀裂が生じるエネルギーの改善を示している。第３ひだ表面９０は、第１ひだ表面５６に対して４倍の亀裂が生じるエネルギーの改善を示している。第４ひだ表面９４は、第１ひだ表面５６に対して５倍の亀裂が生じるエネルギーの改善を示している。第５ひだ表面１１８は、第１ひだ表面５６に対して３．５倍の亀裂が生じるエネルギーの改善を示している。第１０ひだ表面１４６は、第１ひだ表面５６に対して５倍の亀裂が生じるエネルギーの改善を示している。
【００９５】
[106]第２から第５及び第１０ひだ表面は、衝撃試験結果に基づくと、全て第１ひだ表面における従来の設計に対して耐衝撃性の著しい改善を示している一方、第４ひだ表面９４及び第１０ひだ表面１４６の両方は、高い耐衝撃性を有する特に望ましいひだ設計を示している。構造部品１８（又はハードウェアの任意の他の部分）の波形表面領域４２に選択されるひだ設計は、その様な衝撃試験以外の試験結果に基づいて選択され得、又はこの衝撃試験がその単なる一つである、複数の試験結果に基づいて選択され得る。当業者によって理解されるように、各ひだ設計は、異なる試験の他のひだ設計と比べて、異なるように機能し得る。
【００９６】
[107]したがって、様々な面では、本開示は、載荷可能な波形表面を有する支持構造物を有する車両のための耐衝撃性部品を提供する。波形表面は、その中に形成される複数の細長い頂部を有する。複数の細長い頂部の各々は、それぞれ、載荷可能な波形表面を形成するために、所定の間隔で隣接する複数の細長い頂部から離間する。
【００９７】
[108]ある好ましい面では、支持構造物は、ポリマー及び炭素繊維を含む繊維補強複合材料等の複合材料を有し得る。複合材料は、ある面では、約２０ＧＰａ以上約３０ＧＰａ以下のヤング係数（Ｅ）を有し得る。ある特別な変形においては、支持構造材料のヤング係数（Ｅ）に対するひだ側壁の高さの割合は、約０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約１ｍｍ／ＧＰａ以下であり、選択的に、約０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約０．７５ｍｍ／ＧＰａ以下であり、ある面では、選択的に０．４ｍｍ／ＧＰａ以上約０．６５ｍｍ／ＧＰａ以下である。
【００９８】
[109]支持構造物は、耐衝撃性であり、上述した試験条件下で亀裂が発生するまでに約８ジュール以上の衝撃エネルギー、選択的には約９ジュール以上、選択的には約１０ジュール以上、選択的には約１１ジュール以上の衝撃エネルギー、選択的には約１２ジュール以上、選択的には約１３ジュール以上、選択的には約１４ジュール以上、選択的には約１５ジュール以上、選択的には約１６ジュール以上、選択的には約１７ジュール以上、選択的には約１８ジュール以上、選択的には約１９ジュール以上、選択的には約２０ジュール以上、選択的には約２１ジュール以上、選択的には約２２ジュール以上、選択的には約２３ジュール以上、ある面では、選択的には任意の亀裂が発生するまでに約２４ジュール以上の衝撃エネルギーに耐えることができる。
【００９９】
[110]実施形態の上記の記載は、説明及び記述の目的のために提供されている。それは包括的又は開示を限定する意図ではない。特定の実施形態の個々の要素又は特徴は、概して特定の実施形態に限定されるものではないが、例え具体的に図示又は説明されていなくとも、適用可能な範囲で置換可能であり、選択された実施形態に使用され得る。同様のものが、多くの方法で変形され得る。そのような変形は本開示からの逸脱とみなされるべきでなく、そのような修正の全てが本開示の範囲内に含まれることが意図される。
【図１】
2016013830.tif 000004
【図２】
2016013830.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2016013830.tif 000009
【図５Ｃ】
2016013830.tif 000010
【図５Ｄ】
2016013830.tif 000011
【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
2016013830.tif 000013
【図６Ｂ】
2016013830.tif 000014
【図６Ｃ】
2016013830.tif 000015
【図６Ｄ】
2016013830.tif 000016
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2016013830.tif 000020
【図１１】
2016013830.tif 000021
【外国語明細書】
2016013830000001.pdf