(57)【要約】  複合体圧縮リミッタ（４４）が、軸方向で延在する円筒状のボディ（４６）を有しており、該ボディ（４６）は、締結手段（１８）を収容するために前記ボディ（４６）を貫通して軸方向で延在する開口（４８）を備え、前記ボディ（４６）は、約２０重量％〜約６５重量％の範囲の複数の繊維によって強化された連続繊維ポリマテープから成っている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合体圧縮リミッタ（４４）であって、
軸方向で延在する円筒状のボディ（４６）を有しており、該ボディ（４６）は、締結手段（１８）を収容するために前記ボディ（４６）を貫通して軸方向で延在する開口（４８）を備え、
前記ボディ（４６）は、約２０重量％〜約６５重量％の範囲の複数の繊維によって強化された連続繊維ポリマテープから成っている、複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項２】
前記ポリマテープは連続繊維強化一方向（ＵＤ）テープである、請求項１記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項３】
前記ボディ（４６）は、前記ポリマテープの複数の積層された薄層（６４）を含む、請求項１又は２記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項４】
前記薄層（６４）は、０°方向の１つの層と、＋９０°方向の３つの層と、＋４５°方向の２つの層と、−４５°方向の２つの層を有する積層体である、請求項３記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項５】
前記薄層（６４）は、＋４５°方向の１つの層と、＋９０°方向の１つの層と、−４５°方向の１つの層と、０°方向の１つの層と、＋４５°方向の１つの層を有する積層体である、請求項３記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項６】
前記薄層（６４）は、＋１０°方向の１つの層と、＋４５°方向の１つの層と、＋９０°方向の２つの層と、−４５°方向の１つの層と、−１０°方向の１つの層を有する積層体である、請求項３記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項７】
前記薄層（６４）は、＋４５°方向の１つの層と、０°方向の１つの層と、＋９０°方向の２つの層と、０°方向の１つの層と、−４５°方向の１つの層を有する積層体である、請求項３記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項８】
前記ボディ（４６）は、約３ｍｍ〜約１インチの厚さを有する、請求項１又は２記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項９】
前記ボディ（４６）から半径方向外側に延在する少なくとも１つのフランジ（５０）を有する、請求項１又は２記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項１０】
前記ボディ（４６）と前記フランジ（５０）とは一体であり、ワンピースの部材として形成されている、請求項６記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項１１】
前記ボディ（４６）の回りに配置されたハウジング（７０）を有する、請求項１又は２記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項１２】
前記ハウジング（７０）は、前記ボディ（４６）の回りに配置された内側ボディ（７２）と、該内側ボディ（７２）から半径方向に間隔を置いて配置された外側ボディ（７６）と、複数のリブ（７８）と、を含み、前記複数のリブ（７８）は、前記内側ボディ（７２）と前記外側ボディ（７６）との間で半径方向に延在し、周方向で間隔を置いて位置している、請求項１又は２記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項１３】
車両（１２）の複合熱可塑性構造体であって、
少なくとも１つの締結手段（１８）を収容するように適合された熱可塑性サブフレーム（１０）と、該熱可塑性サブフレーム（１０）に取り付けられ、前記少なくとも１つの締結手段（１８）の回りに配置されるように適合された少なくとも１つの圧縮リミッタ（４４）と、を有しており、
前記熱可塑性サブフレーム（１０）は、ポリマ材料とポリマ強化テープとから成っていて、前記少なくとも１つの圧縮リミッタ（４４）は、複数の繊維によって強化されたポリマテープから成っている、車両（１２）の複合熱可塑性構造体。
【請求項１４】
前記ポリマ材料は、約２０重量％〜約６５重量％の範囲の複数の繊維によって強化されている、請求項１３記載の複合熱可塑性構造体。
【請求項１５】
前記繊維は、ガラス材料及び炭素材料のうちの少なくとも１つである、請求項１４記載の複合熱可塑性構造体。
【請求項１６】
前記繊維は、長繊維、短繊維、及び長繊維と短繊維の組み合わせのうちの少なくとも１つである、請求項１４又は１５記載の複合熱可塑性構造体。
【請求項１７】
前記強化テープは一方向（ＵＤ）テープである、請求項１３記載の複合熱可塑性構造体。
【請求項１８】
前記ＵＤテープは内部構造として形成されていて、前記ポリマ材料は、オーバーモールドされた前記内部構造である、請求項１３記載の複合熱可塑性構造体。
【請求項１９】
前記ポリマ材料はＰＡ６６又はＰＡ６ナイロンである、請求項１３及び１８記載の複合熱可塑性構造体。
【請求項２０】
前記圧縮リミッタ（４４）は、連続繊維強化一方向（ＵＤ）テープである、請求項１３記載の複合熱可塑性構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願とのクロスリファレンス
本願は、２０１４年６月３０日に出願された米国特許仮出願第６２／０１９０４２号（U.S. Provisional Patent Application No. 62/019,042）明細書の全利益に対する優先権を請求し、この出願は、引用によりその全体が明確に本明細書に組み込まれる。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、概して車両に関し、特に車両用の熱可塑性構造体及び圧縮リミッタに関する。
【０００３】
２．従来技術の説明
サブフレームのような構造体を車両に設けることが公知である。通常、サブフレームは、鋼のような金属材料から成っていて、サブフレームを形成するように互いに溶接される複数の構成要素を含んでいる。サブフレームは、金属ボルトのような適切な締結手段により車両のフレームに取り付けられる。サブフレームは、通常車両により繰り返しかけられる荷重を支持するのに十分な剛性を有することにより構造上の要件を満たす必要がある。また、サブフレームは、衝突の際に車両の衝突時の亀裂や破損に耐えるのに十分な衝撃強度を有していなければならない。鋼は、上記要件を満たす十分な剛性と十分な衝撃強度を提供するので、構造要件に合致している。しかしながら、鋼製のサブフレームは、いくつかの個別の構成部品を有し、これら構成部品の組み立てはこのような構造を比較的高価なものとする。加えて、鋼は比較的重量のある材料なので、結果として比較的大きな質量となる。
【０００４】
厳しい燃費基準のために、自動車製造業者は、質量を低減する独創性を求めている。従って、軽量材料を使用することによって車両、特にサブフレームの重量を減じるという要求がある。しかしながら、このように重量を減じる場合、サブフレームは、所定のプラットフォームに加えられる負荷に耐えるように所定のプラットフォームにおける十分なエネルギ管理と十分な剛性を提供する必要がある。
【０００５】
さらに、熱可塑性材料のクリープを阻止するために、熱可塑性部品と共に圧縮リミッタを使用することが公知である。通常、これらの圧縮リミッタは、金属、例えばアルミニウムや鋼等から成っている。車両におけるいくつかの適用に際しては、複数の圧縮リミッタが必要な場合がある。従って、これらの圧縮リミッタは、車両にかなりの付加的な重量を加える場合があり、これにより車両の燃費が悪化する。
【０００６】
従って、車両用の新規の複合熱可塑性構造体と複合体圧縮リミッタとを提供することが所望されている。車両の負荷と構造的要求に合致した複合熱可塑性構造体と複合体圧縮リミッタとを提供することも所望されている。さらに、従来の車両用の金属製サブフレーム及び圧縮リミッタと比較して重量の減じられた複合熱可塑性構造体と複合体圧縮リミッタとを提供することが望ましい。従って、技術的に、上記要望の少なくとも１つに合致する車両用の複合熱可塑性構造体と複合体圧縮リミッタとを提供する必要がある。
【０００７】
発明の概要
従って、本発明は、複合体圧縮リミッタであって、該複合体圧縮リミッタは、軸方向で延在する円筒状のボディを有しており、該ボディは、締結手段を収容するために前記ボディを貫通して軸方向で延在する開口を備えている。前記ボディは、約２０重量％〜約６５重量％の範囲の複数の繊維によって強化されたポリマ連続繊維テープから成っている。
【０００８】
さらに、本発明は、車両の複合熱可塑性構造体であって、該複合熱可塑性構造体は、少なくとも１つの締結手段を収容するように適合された熱可塑性サブフレームと、該熱可塑性サブフレームに取り付けられ、前記少なくとも１つの締結手段の回りに配置されるように適合された少なくとも１つの圧縮リミッタと、を有している。前記熱可塑性サブフレームは、ポリマ材料とポリマ連続繊維強化テープとから成っていて、前記少なくとも１つの圧縮リミッタは、複数の繊維によって強化されたポリマテープから成っている。
【０００９】
本発明の１つの利点は、車両の重量を減じることができる、車両用の新規の複合熱可塑性構造体と複合体圧縮リミッタとが提供されることにある。本発明の別の利点は、複合熱可塑性構造体が、車両の静的及び動的剛性、ブレーキング、コーナリング、疲労、衝突等に関する荷重と構造要件に合致することにある。本発明のさらに別の利点は、複合熱可塑性構造体が、車両のサブフレームにわたる荷重を分散する構造リブを使用していることにある。本発明の別の利点は、複合熱可塑性構造体に、高応力領域における荷重の支持を補助する複合体圧縮リミッタが組み込まれていることにある。本発明のさらに別の利点は、複合体圧縮リミッタが、非金属軽量材料から形成されていることにある。本発明のさらに別の利点は、複合熱可塑性構造体が、従来の金属サブフレームと比較して重量を減じていて、これにより車両の燃費向上に貢献していることである。本発明のさらに別の利点は、複合体圧縮リミッタが、金属製の圧縮リミッタに対して軽量化対策となっていることにある。本発明の別の利点は、炭素繊維充填材料を使用する場合、複合体圧縮リミッタに電解腐食が生じないことにある。本発明のさらに別の利点は、複合体圧縮リミッタが、熱可塑性構造体のクリープ特性を改善することにある。本発明のさらに別の利点は、複合体圧縮リミッタが、締結手段の経年弛緩を低減することにある。
【００１０】
本発明のその他の特徴及び利点は、添付の図面に関連してなされる以下の説明を読んだ後に、より理解されることにより、容易に認められるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による複合熱可塑性構造体の１つの態様を、二点鎖線で示した車両の一部と共に示す底面斜視図である。
【図２】図１の複合熱可塑性構造体を、二点鎖線で示した車両のフレームと共に示す平面図である。
【図３】図１の複合熱可塑性構造体の一部を示す斜視図である。
【図４】図１の複合熱可塑性構造体の別の一部を示す分解図である。
【図５】図１の複合熱可塑性構造体のさらに別の一部を示す斜視図である。
【図６】本発明によるスタビライザリンクブラケットと、図１の複合熱可塑性構造体の一部を拡大して示す斜視図である。
【図７】図６のスタビライザリンクブラケットの斜視図である。
【図７Ａ】図６のスタビライザリンクブラケットの、本発明による別の態様を示す斜視図である。
【図８】図６のスタビライザリンクブラケットの、本発明によるさらに別の態様を示す斜視図である。
【図９Ａ】図１〜図６に示した複合熱可塑性構造体の、本発明による複合体圧縮リミッタの１つの態様を示す斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ａの複合体圧縮リミッタの断面図である。
【図９Ｃ】図９Ａの複合体圧縮リミッタの平面図である。
【図１０Ａ】図１〜図６に示した複合熱可塑性構造体の、本発明による複合体圧縮リミッタの別の態様を示す斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの複合体圧縮リミッタの断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａの複合体圧縮リミッタの平面図である。
【図１１Ａ】図１〜図６に示した複合熱可塑性構造体の、本発明による複合体圧縮リミッタのさらに別の態様を示す斜視図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの複合体圧縮リミッタの断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａの複合体圧縮リミッタの平面図である。
【図１２】図９Ａ〜図１１Ｃの複合体圧縮リミッタを形成するために使用される積層された薄層の斜視図である。
【図１３Ａ】図１〜図６に示した複合熱可塑性構造体の、本発明による複合体圧縮リミッタのさらに別の態様を示す斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの複合体圧縮リミッタの断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａの複合体圧縮リミッタの平面図である。
【図１４】図１３Ａ〜図１３Ｃに示された複合体圧縮リミッタへの圧縮試験における負荷と伸長の関係を示すグラフである。
【００１２】
好適な実施の形態の詳細な説明
同一の符号が複数の図面を通じて同じ部材を示している複数の図面を参照すると、図１においてその一部が二点鎖線で描かれた概略的に符号１２で示されている車両用の本発明による複合熱可塑性構造体の１つの実施の形態が概略的に符号１０で示されている。図２に示したように、複合熱可塑性構造体１０は、車両１２の二点鎖線で概略的に示された符号１４が付与されたフレームを取り付けるように構成されている。フレーム１４は、長手方向及び横方向又は横断方向に延在する複数のレール１６を含む。１つの態様では、複合熱可塑性構造体１０はフロントサブフレームであって、締結手段１８のような適切な機構により車両１２のフレーム１４のレール１６に取り付けられている。勿論、締結手段１８は、金属により公知の形式で形成されてもよい。さらに、フレーム１４は、鋼のような堅固な材料から形成されていてもよいことが理解される。
【００１３】
図１〜図６に示したように、複合熱可塑性構造体１０は、横方向に間隔を置いて位置し長手方向に延在する複数の、好適には２つの側方部２０を含む。複合熱可塑性構造体１０はさらに、長手方向に間隔を置いて位置し横方向に延在する複数の、好適には２つの横断部２２，２４を含む。後方の横断部２２は、側方部２０の間で横方向で延在していて、この側方部２０に接続されている。前方の横断部２４は、側方部２０の間で横方向で延在していて、この側方部２０の前端部に接続されている。図１に示したように、複合熱可塑性構造体１０は、側方部２０及び横断部２２，２４内に位置していて、これらに接続された、又はこれらと一体の複数のリブ２６を有している。複合熱可塑性構造体１０はさらに、側方部２０と横断部２４とを貫通して延在する複数の開口２８，３０，３２を含む。第１の複数の開口２８は、ほぼ円筒状のスリーブ３４から形成されている。第２の複数の開口３０は、ほぼ円筒状のスリーブ３６から形成されている。第３の複数の開口３２は、ほぼ円筒状のスリーブ３８から形成されている。１つの態様では、開口２８は、開口３０及び３２の直径よりも大きい直径を有しており、開口３０は、開口３２の直径よりも大きい直径を有している。スリーブ３４，３６，３８は、側方部２０及び横断部２４に接続されている、又は一体に形成されている。複合熱可塑性構造体１０は一体のものでありワンピースである。
【００１４】
複合熱可塑性構造体１０は、側方部２０に沿って位置する１つ以上のロアコントロールアーム取付部４０を含んでいてもよい。ロアコントロールアーム取付部４０は、ほぼ円筒状のスリーブであって、該スリーブは該スリーブを軸方向で貫通して延在する開口４２を有している。ロアコントロールアーム取付部４０は、側方部２０に接続されている、又は一体に形成されている。
【００１５】
複合熱可塑性構造体１０はさらに、開口２８，３０，３２内で締結手段１８の回りに配置された複数の複合体圧縮リミッタ４４を有している。図２に示したように、複合体圧縮リミッタ４４のうちの１つは、開口２８，３０，３２のうちの１つの中で締結手段１８のうちの１つの回りに配置されている。図９Ａ〜図９Ｃに示した１つの態様では、複合体圧縮リミッタ４４はそれぞれ、軸方向に延在する円筒状のボディ４６を有しており、このボディ４６は、車両１２のフレーム１４に複合熱可塑性構造体１０を取り付けるための１つの締結手段１８を収容するためにボディ４６を軸方向で貫通して延在する開口４８を有している。ボディ４６と開口４８とは、概ね円形の形状であるが、任意の適切な形状であってもよい。ボディ４６は、ほぼ４ｍｍの厚さを有しているが、任意の適切な厚さを有していてもよい。当然のことながら、ボディ４６は、一体のものであってワンピースの部材を形成する。さらに、この態様の複合体圧縮リミッタ４４は、複合熱可塑性構造体１０に付加的に、車両１２の別の場所及び／又は用途において使用されてもよいことが理解されるだろう。
【００１６】
図１０Ａ〜図１０Ｃに示した別の態様では、複合体圧縮リミッタ４４は、ボディ４６から半径方向外側に向かって延在する少なくとも１つのフランジ５０を有している。図示したように、フランジ５０は、ボディ４６の一方の軸方向端部に位置している。ボディ４６と開口４８とは、概ね円形の形状であるが、任意の適切な形状であってもよい。１つの態様では、フランジ５０は、概ね円形の形状であるが、任意の適切な形状であってもよい。ボディ４６は、ほぼ４ｍｍの厚さを有しているが、任意の適切な厚さを有していてもよい。当然のことながら、ボディ４６及びフランジ５０は、一体のものであってワンピースの部材を形成してもよい。さらに、この態様の複合体圧縮リミッタ４４は、複合熱可塑性構造体１０に付加的に、車両１２の別の場所及び／又は用途において使用されてもよいことが理解される。
【００１７】
図１１Ａ〜図１１Ｃに示したさらに別の態様では、複合体圧縮リミッタ４４は、ボディ４６から半径方向外側に向かって延在する複数のフランジ５０，５２を有している。図示したように、フランジ５０が、ボディ４６の一方の軸方向端部に位置していて、フランジ５２がボディ４６の他方の軸方向端部に位置している。ボディ４６と開口４８とは、概ね円形の形状であるが、任意の適切な形状であってもよい。１つの態様では、フランジ５０，５２は、概ね円形の形状を有しているが、任意の適切な形状を有していてもよい。ボディ４６は、約３ｍｍ〜約１インチの厚さを有しているが、任意の適切な厚さを有していてもよい。１つの態様では、フランジ５０，５２とボディ４６とは、複合体圧縮リミッタ４４の回転を最小にするために、滑らかな表面を有していない、かつ／又は円形の形状を有していない。複合体圧縮リミッタ４４はワンピースのものとして形成されいる、又は図１０Ａに示したように、複合材料から成る２つの複合体圧縮リミッタ４４を使用している。１つの態様では、複合体圧縮リミッタ４４は、複合熱可塑性構造体１０と共にオーバーモールド成形されて、これと一体に成形されている。当然のことながら、ボディ４６とフランジ５０，５２とは、一体のものであってワンピースの部材を形成してもよい。さらに、複合体圧縮リミッタ４４は、締結手段１８により複合熱可塑性構造体１０へかけられる圧縮を制限することが理解される。さらに勿論、複合体圧縮リミッタ４４は、車両１２のフレーム１４に複合熱可塑性構造体１０を固定する締結手段ポイントで使用される。さらに、この態様の複合体圧縮リミッタ４４は、複合熱可塑性構造体１０に付加的に、車両１２の別の場所及び／又は用途において使用されてもよいことが理解されるだろう。
【００１８】
図１３Ａ〜図１３Ｃに示した別の態様では、複合体圧縮リミッタ４４は、軸方向に延在する円筒状のボディ４６を有しており、このボディ４６は、車両１２のフレーム１４に複合熱可塑性構造体１０を取り付けるための１つの締結手段１８を収容するためにボディ４６を軸方向で貫通して延在する開口４８を有している。ボディ４６と開口４８とは概ね円形の形状であるが、任意の適切な形状であってもよい。ボディ４６は、ほぼ４ｍｍの厚さを有しているが、任意の適切な厚さを有していてもよい。１つの態様では、複合体圧縮リミッタ４４は、ボディ４６の回りに位置する、全体を符号７０で示したハウジングを有している。ハウジング７０は、軸方向で延在するほぼ円筒状の内側ボディ７２を有しており、該内側ボディ７２は、ボディ４６を収容するために内側ボディ７２を貫通して軸方向で延在する開口７４を有している。ハウジング７０はさらに、内側ボディ７２から半径方向に間隔を置いて位置するほぼ円筒状の外側ボディ７６と、１つ以上のリブ７８とを有している。リブ７８は、内側ボディ７２と外側ボディ７６との間で半径方向に延在し、周方向で間隔を置いて位置している。ハウジング７０はさらにフランジ８０を有していて、フランジ８０は、ほぼ円形の形状を有しているが、任意の適切な形状を有していてもよく、内側ボディ７２及び／又は外側ボディ７６から半径方向で延在しており、半径方向で外側ボディ７６を越えて延在している。ハウジング７０は、プラスチック材料、複合材料等から成っていて、任意の適切な厚さを有していてもよい。ハウジング７０は、一体、単一のものであってもよく、ワンピースの部材として形成されてもよい。複合体圧縮リミッタ４４とハウジング７０とはワンピースとして、又は２つの別個のピースとして形成されてもよい。１つの態様では、複合体圧縮リミッタ４４は、ハウジング７０と共にオーバーモールド成形されて、これと一体に成形されている。この態様の複合体圧縮リミッタ４４は、複合熱可塑性構造体１０に付加的に、車両１２の別の場所及び／又は用途において使用されてもよいことが理解されるだろう。
【００１９】
図６及び図７に示したように、熱可塑性構造体１０は本発明によれば、締結手段１８によって車両１２のフレーム１４にねじ固定される１つ以上のクリップ又はスタビライザリンクブラケット５４を有していてもよい。スタビライザリンクブラケット５４は、ほぼ逆「Ｕ」字形のボディ部分５６と、該ボディ部分５６から外側に延在する複数のフランジ５８とを有している。１つの態様では、１つのフランジ５８が、ボディ部分５６の各端部の１つの端部から外側に向かって延在している。各フランジ５８は、締結手段１８の１つを収容するために、フランジ５８を貫通して延在する開口６０を有している。スタビライザリンクブラケット５４は鋼のような剛性材料から成っている。スタビライザリンクブラケット５４は、一体、単一のものであって、ワンピースとして形成されている。
【００２０】
図７Ａには、本発明によるスタビライザリンクブラケット５４の別の態様が示されている。スタビライザリンクブラケット５４の同様の部品には同じ参照符号が付与される。この態様では、スタビライザリンクブラケット５４は、連続的な繊維強化一方向（ＵＤ）テープを使用して形成された複合構造体である。スタビライザリンクブラケット５４は、ほぼ逆「Ｕ」字形のボディ部分５６と、該ボディ部分５６から外側に延在する複数のフランジ５８とを有している。１つの態様では、１つのフランジ５８が、ボディ部分５６の各端部の１つの端部から外側に向かって延在している。各フランジ５８は、締結手段１８の１つを収容するために、フランジ５８を貫通して延在する開口６０を有している。スタビライザリンクブラケット５４のボディ部分５６は複数の積層された薄層を含む。薄層は、所定の角度で方向付けられた積層体である。スタビライザリンクブラケット５４は、スタビライザリンクブラケット５４が締結手段１８によって圧縮されるのを阻止するための圧縮強度を有した材料を有していることが理解されるだろう。
【００２１】
図８には、本発明によるスタビライザリンクブラケット５４のさらに別の態様が示されている。スタビライザリンクブラケット５４の同様の部品には同じ参照符号が付与される。この態様では、スタビライザリンクブラケット５４は、ほぼ逆「Ｕ」字形のボディ部分５６と、該ボディ部分５６から外側に延在する複数のフランジ５８とを有している。１つの態様では、１つのフランジ５８が、ボディ部分５６の各端部の１つの端部から外側に向かって延在している。各フランジ５８は、締結手段１８の１つを収容するために、フランジ５８を貫通して延在する開口６０を有している。各フランジ５８はさらに、フランジ５８の回りにキャビティ又はソケットを形成するように上方に向かって延在する壁６２を有している。スタビライザリンクブラケット５４は、鋼、又は連続的な繊維強化一方向（ＵＤ）テープを使用して形成された複合構造体のような剛性材料から成っていてもよい。
【００２２】
図１２に示したように、複合体圧縮リミッタ４４は、連続的な繊維強化一方向（ＵＤ）テープを使用して形成されている。複合体圧縮リミッタ４４のボディ４６は複数の積層された薄層６４を含む。１つの態様では、薄層６４の数は１２である。別の態様では、薄層６４の数は１６である。図１２に示した態様では、薄層６４は、０°方向の１つの層と、＋９０°方向の３つの層と、＋４５°方向の２つの層と、−４５°方向の２つの層とを有する積層体であり、他の薄層６４についてもこの方向が繰り返される。別の態様では、薄層６４は、＋４５°方向の１つの層と、＋９０°方向の１つの層と、−４５°方向の１つの層と、０°方向の１つの層と、＋４５°方向の１つの層と、−４５°方向の１つの層を有する積層体であり、他の薄層６４についてもこの方向が繰り返される。さらに別の態様では、薄層６４は、＋１０°方向の１つの層と、＋４５°方向の１つの層と、＋９０°方向の２つの層と、−４５°方向の１つの層と、−１０°方向の１つの層を有する積層体であり、他の薄層６４についてもこの方向が繰り返される。さらに別の態様では、薄層６４は、＋４５°方向の１つの層と、０°方向の１つの層と、＋９０°方向の２つの層と、０°方向の１つの層と、−４５°方向の１つの層を有する積層体であり、他の薄層６４についてもこの方向が繰り返される。４５°の層の向きは繊維のため、座屈を軽減することが理解される。さらに複合体圧縮リミッタ４４が、複合熱可塑性構造体１０が締結手段１８によって圧縮されるのを阻止するための圧縮強度を有した材料を有していることは勿論である。
【００２３】
図１４には、図１３Ａ〜図１３Ｃに示された複合体圧縮リミッタ４４への圧縮試験における荷重と伸長の関係を示すグラフ８０が示されている。荷重は、複合体圧縮リミッタ４４に対する１０，０００ｌｂの圧縮ロードセルであった。グラフ８０に示されたように、ピーク荷重は１６，８０８．４１０重量ポンド（ｌｂｆ）であり、この際０．０６６インチのピーク伸長が生じた。荷重は圧縮であったことが理解されるだろう。
【００２４】
複合熱可塑性構造体１０は、ポリマ材料と一方向（ＵＤ）テープとから成る複合構造である。図３及び図４に示されたように、熱可塑性構造体１０は、上半部及び下半部を形成するために異なる厚さを備えた２つのテイラードブランク６６，６８を備えて形成される。通常、厚さは、約１．００ｍｍ〜約２５．４０ｍｍの範囲であってもよく、特に約１．５０ｍｍ〜約１２．７０ｍｍの範囲であってもよく、特に、約２．３８ｍｍ〜約５．４４ｍｍの範囲であってもよい。テイラードブランク６６，６８により、材料の極端な使用が必要な領域及び回避すべき領域に、ＵＤテープを配置することができる。図４に示したように、複合熱可塑性構造体１０のブランク６８は複数の薄板層７０に分けられている。
【００２５】
１つの態様では、複合熱可塑性構造体１０は、約２０重量％〜約６５重量％の範囲の複数の繊維によって強化されたポリマ材料から成っている。繊維はガラスベース又は炭素ベースの材料である。繊維は、長繊維、短繊維、連続繊維、又は連続繊維、長繊維、及び／又は短繊維の組み合わせである。１つの態様では、ポリマ材料は、約５０％の長炭素繊維を含むＰＡ６６又はＰＡ６ナイロンである。１つの態様では、ＵＤテープは炭素繊維テープである。１つの態様では、ＵＤテープはＵＤ炭素繊維ＰＡ６６ナイロンテープである。１つの態様では、テープはUltraTape（登録商標）CF又はUltraLaminate（登録商標）CFである。ＵＤテープは、ポリマ材料と共にオーバーモールド成形された内部構造として形成されている。勿論、炭素は高剛性を有しており、ＵＤ炭素繊維テープは、ＵＤガラス繊維テープよりも高い剛性と強度を有している。ガラス連続繊維を使用した複合体圧縮リミッタ４４は、複合熱可塑性構造体１０の炭素繊維材料と車両１２の締結手段１８との間のバリヤとして作用することが理解されるだろう。勿論、ＵＤ炭素繊維ＰＡ６６ナイロンテープは、ＢＡＳＦ社の商標名UltraTape（登録商標）CF又はUltraLaminate（登録商標）CF ＰＡ６６として市販されている。熱可塑性の設計は溶接を容易にすることが理解されるだろう。
【００２６】
ポリマ材料は射出成形を可能にする熱可塑性材料である。ポリマ材料は、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルブチラール、アクリロニトリル、ブタジエンスチレン、ポリメチルメタクリレート、酢酸セルロース、環状オレフィンコポリマー、エチレン酢酸ビニル、エチレンビニルアルコール、フルオロポリマー、ポリオキシメチレン、ポリアクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリアリールエーテルケトン、ポリアミド - イミド、ポリブタジエン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカプロラクトン、ポリシクロヘキシレンジメチレン、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリイミド、ポリ乳酸、ポリメチルペンテン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリフタルアミド、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリビニルアセテート、ポリエーテルケトンケトン、塩素化ポリエチレン、ポリ乳酸、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、及びスチレン-アクリロニトリル、及びそれらの組み合わせのグループから選択された少なくとも１つである。１つの態様では、ポリマ材料は耐衝撃性改良剤を含む。１つの態様では、ポリマ材料はＢＡＳＦ社の商標名Ultramid(R)５０％LCF ＰＡ６６又はＰＡ６として市販されている。
【００２７】
１つの態様では、テープは、穴を有していないテイラードブランク６６，６８として形成され、圧縮工具（図示せず）内で熱成形される。テイラードブランク６６，６８は、テープ強化の型（図示せず）内に配置されている。圧縮リミッタ４４も型内に配置されてもよい。ポリマ材料が、熱可塑性構造体１０を形成するために型内に射出され、複合体圧縮リミッタ４４は、熱可塑性構造体１０と共にオーバーモールド成形されて、これと一体に成形される。リブ２６の全てのリブ形状は、１つの部品で成形され、閉鎖パネルは、その後の溶接又は接合プロセスにより組み立てられることが理解されるだろう。
【００２８】
図示した形式において本発明を説明した。使用されている用語は限定の性質ではなく説明の文言の性質であることが意図されていると理解される。
【００２９】
上記説明に照らして本発明の多くの修正及び変更が可能である。従って、本発明は、添付の請求の範囲内で、特に説明されている以外で実施されてもよい。
【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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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年3月1日(2017.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合体圧縮リミッタ（４４）であって、
軸方向で延在する円筒状のボディ（４６）を有しており、該ボディ（４６）は、締結手段（１８）を収容するために前記ボディ（４６）を貫通して軸方向で延在する開口（４８）を備え、
前記ボディ（４６）は、約２０重量％〜約６５重量％の範囲の複数の繊維によって強化された連続繊維ポリマテープから成っている、複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項２】
前記ポリマテープは連続繊維強化一方向（ＵＤ）テープである、請求項１記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項３】
前記ボディ（４６）は、前記ポリマテープの複数の積層された薄層（６４）を含む、請求項１又は２記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項４】
前記薄層（６４）は、０°方向の１つの層と、＋９０°方向の３つの層と、＋４５°方向の２つの層と、−４５°方向の２つの層を有する積層体である、請求項３記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項５】
前記薄層（６４）は、＋４５°方向の１つの層と、＋９０°方向の１つの層と、−４５°方向の１つの層と、０°方向の１つの層と、＋４５°方向の１つの層を有する積層体である、請求項３記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項６】
前記薄層（６４）は、＋１０°方向の１つの層と、＋４５°方向の１つの層と、＋９０°方向の２つの層と、−４５°方向の１つの層と、−１０°方向の１つの層を有する積層体である、請求項３記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項７】
前記薄層（６４）は、＋４５°方向の１つの層と、０°方向の１つの層と、＋９０°方向の２つの層と、０°方向の１つの層と、−４５°方向の１つの層を有する積層体である、請求項３記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項８】
前記ボディ（４６）は、約３ｍｍ〜約１インチの厚さを有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項９】
前記ボディ（４６）から半径方向外側に延在する少なくとも１つのフランジ（５０）を有し、前記ボディ（４６）と前記フランジ（５０）とは一体であり、ワンピースの部材として形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項１０】
前記ボディ（４６）の回りに配置されたハウジング（７０）を有していて、前記ハウジング（７０）は、前記ボディ（４６）の回りに配置された内側ボディ（７２）と、該内側ボディ（７２）から半径方向に間隔を置いて配置された外側ボディ（７６）と、複数のリブ（７８）と、を含み、前記複数のリブ（７８）は、前記内側ボディ（７２）と前記外側ボディ（７６）との間で半径方向に延在し、周方向で間隔を置いて位置している、請求項１から９までのいずれか１項記載の複合体圧縮リミッタ（４４）。
【請求項１１】
請求項１による車両（１２）の複合熱可塑性構造体であって、
少なくとも１つの締結手段（１８）を収容するように適合された熱可塑性サブフレーム（１０）と、該熱可塑性サブフレーム（１０）に取り付けられ、前記少なくとも１つの締結手段（１８）の回りに配置されるように適合された少なくとも１つの圧縮リミッタ（４４）と、を有しており、
前記熱可塑性サブフレーム（１０）は、ポリマ材料とポリマ強化テープとから成っていて、前記少なくとも１つの圧縮リミッタ（４４）は、複数の繊維によって強化されたポリマテープから成っている、車両（１２）の複合熱可塑性構造体。
【請求項１２】
前記ポリマ材料は、約２０重量％〜約６５重量％の範囲の複数の繊維によって強化されていて、前記繊維は、ガラス材料及び炭素材料のうちの少なくとも１つであって、前記繊維は、長繊維、短繊維、及び長繊維と短繊維の組み合わせのうちの少なくとも１つである、請求項１１記載の複合熱可塑性構造体。
【国際調査報告】
2017528657.tif 000026
2017528657.tif 000027
2017528657.tif 000028
2017528657.tif 000029