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▶ コスマ エンジニアリング ユーロープ アクチェンゲゼルシャフトの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6092772
(24)【登録日】2017年2月17日
(45)【発行日】2017年3月8日
(54)【発明の名称】バンパー組立体
(51)【国際特許分類】
B60R 19/24 20060101AFI20170227BHJP
B60R 19/34 20060101ALI20170227BHJP
B60R 19/03 20060101ALI20170227BHJP
B21D 53/88 20060101ALI20170227BHJP
B21D 22/20 20060101ALI20170227BHJP
【ＦＩ】
B60R19/24 P
B60R19/34
B60R19/03 B
B21D53/88 E
B21D22/20 H
B21D22/20 Z
【請求項の数】14
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2013-522133(P2013-522133)
(86)(22)【出願日】2011年8月3日
(65)【公表番号】特表2013-535369(P2013-535369A)
(43)【公表日】2013年9月12日
(86)【国際出願番号】EP2011003893
(87)【国際公開番号】WO2012016692
(87)【国際公開日】20120209
【審査請求日】2014年6月17日
(31)【優先権主張番号】61/370,142
(32)【優先日】2010年8月3日
(33)【優先権主張国】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】509161026
【氏名又は名称】コスマ エンジニアリング ユーロープ アクチェンゲゼルシャフト
(74)【代理人】
【識別番号】100086771
【弁理士】
【氏名又は名称】西島 孝喜
(74)【代理人】
【識別番号】100088694
【弁理士】
【氏名又は名称】弟子丸 健
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103609
【弁理士】
【氏名又は名称】井野 砂里
(74)【代理人】
【識別番号】100095898
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 満
(74)【代理人】
【識別番号】100098475
【弁理士】
【氏名又は名称】倉澤 伊知郎
(74)【代理人】
【識別番号】100170634
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 航介
(72)【発明者】
【氏名】ブリュメル ミヒャエル
(72)【発明者】
【氏名】ヘンフスト クリスティアン
(72)【発明者】
【氏名】リンドトナー エルンスト
【審査官】
鈴木 敏史
(56)【参考文献】
【文献】
特開平０８−２７６８０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２００９／００４５６３８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特開２００７−２９０５８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実開昭６１−１３４４５７（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ６０Ｒ １９／２４
Ｂ２１Ｄ ２２／２０
Ｂ２１Ｄ ５３／８８
Ｂ６０Ｒ １９／０３
Ｂ６０Ｒ １９／３４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ビームボックス型クラッシュマネージメントシステムを形成する方法であって、
熱成形法により第１のシート状金属ブランクから第１のシェルを形成するステップを有し、前記第１のシェルは、高抗張力ビーム部分と、該ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス部分と、前記ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス部分とを有し、前記第１のシェルは、前記ビーム部分と前記第１及び前記第２のクラッシュボックス部分の各々とに沿って連続的に延びる開放フェースを有し、
前記方法は、さらに、
第２のシート状金属ブランクから閉鎖要素を形成するステップを有し、前記閉鎖要素の形成ステップは、熱成形法により第２のシェルを形成するステップを含み、前記第２のシェルは、高抗張力ビーム部分と、該ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス部分と、前記ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス部分とを有し、前記第２のシェルは、前記ビーム部分並びに前記第１及び前記第２のクラッシュボックス部分の各々に沿って連続的に延びる開放フェースを有し、
前記方法は、さらに、
前記閉鎖要素を前記第１のシェルの第１の開放フェースに隣接してしっかりと固定するステップを備えている、
ことを特徴とする方法。
熱成形法により第１のシート状金属ブランクから第１のシェルを形成するステップを有し、前記第１のシェルは、高抗張力ビーム部分と、該ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス部分と、前記ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス部分とを有し、前記第１のシェルは、前記ビーム部分と前記第１及び前記第２のクラッシュボックス部分の各々とに沿って連続的に延びる開放フェースを有し、
前記方法は、さらに、
第２のシート状金属ブランクから閉鎖要素を形成するステップを有し、前記閉鎖要素の形成ステップは、熱成形法により第２のシェルを形成するステップを含み、前記第２のシェルは、高抗張力ビーム部分と、該ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス部分と、前記ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス部分とを有し、前記第２のシェルは、前記ビーム部分並びに前記第１及び前記第２のクラッシュボックス部分の各々に沿って連続的に延びる開放フェースを有し、
前記方法は、さらに、
前記閉鎖要素を前記第１のシェルの第１の開放フェースに隣接してしっかりと固定するステップを備えている、
ことを特徴とする方法。
【請求項2】
前記ビーム部分の引張強度は、約１３００Ｎ／ｍｍ2〜約１６００Ｎ／ｍｍ2である、
請求項１記載の方法。
請求項１記載の方法。
【請求項3】
前記第１及び前記第２のクラッシュボックス部分の降伏強度は、約２００Ｎ／ｍｍ2〜４５０Ｎ／ｍｍ2である、
請求項１又は２記載の方法。
請求項１又は２記載の方法。
【請求項4】
前記閉鎖要素を前記第１のシェルの前記開放フェースに隣接してしっかりと固定する前記ステップは、前記閉鎖要素を前記第１のシェルに熱的に接合するステップと、前記閉鎖要素を前記第１のシェルに接着するステップと、前記閉鎖要素を前記第１のシェルに機械的に結合するステップの１つを含む、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項5】
ビームボックス型クラッシュマネージメントシステムを形成する方法であって、
第１のシート状金属ブランクを少なくとも前記金属のオーステナイト化温度まで加熱するステップと、
前記オーステナイトブランクを１対の冷却ツールで熱成形して１つの開放側部を備えた全体として３つの側部付きのチャネル構造体を有する第１の一体形ビームボックスコンポーネントを形成するステップと、
前記熱成形プロセス中、前記形成されたコンポーネントのビーム部分を、該ビーム部分を引張強度が約１３００Ｎ／ｍｍ2〜約１６００Ｎ／ｍｍ2の本質的にマルテンサイトの組織に焼入れするほど十分迅速な第１の速度で冷却するステップ及び前記形成されたコンポーネントのクラッシュボックス部分を、該クラッシュボックス部分が約２００Ｎ／ｍｍ2〜４５０Ｎ／ｍｍ2の降伏強度を達成するよう前記第１の速度よりも遅い第２の速度で冷却するステップと、
第２のシート状金属ブランクから閉鎖要素を形成するステップと、を備え、
前記閉鎖要素を形成する前記ステップは、
第２のシート状金属ブランクを少なくとも前記金属のオーステナイト化温度まで加熱するステップと、
前記オーステナイトブランクを１対の冷却ツールで熱成形して１つの開放側部を備えた全体として３つの側部付きのチャネル構造体を有する第２の一体形ビームボックスコンポーネントを形成するステップと、
前記熱成形プロセス中、前記形成されたコンポーネントのビーム部分を、該ビーム部分を引張強度が約１３００Ｎ／ｍｍ2〜約１６００Ｎ／ｍｍ2の本質的にマルテンサイトの組織に焼入れするほど十分迅速な第１の速度で冷却するステップ及び前記形成されたコンポーネントのクラッシュボックス部分を、該クラッシュボックス部分が約２００Ｎ／ｍｍ2〜４５０Ｎ／ｍｍ2の降伏強度を達成するよう前記第１の速度よりも遅い第２の速度で冷却するステップと、を備えており、
前記方法は、さらに、
前記閉鎖要素を前記第１の一体形ビームボックスコンポーネントの前記開放側部に沿ってしっかりと固定するステップを備えている、
ことを特徴とする方法。
第１のシート状金属ブランクを少なくとも前記金属のオーステナイト化温度まで加熱するステップと、
前記オーステナイトブランクを１対の冷却ツールで熱成形して１つの開放側部を備えた全体として３つの側部付きのチャネル構造体を有する第１の一体形ビームボックスコンポーネントを形成するステップと、
前記熱成形プロセス中、前記形成されたコンポーネントのビーム部分を、該ビーム部分を引張強度が約１３００Ｎ／ｍｍ2〜約１６００Ｎ／ｍｍ2の本質的にマルテンサイトの組織に焼入れするほど十分迅速な第１の速度で冷却するステップ及び前記形成されたコンポーネントのクラッシュボックス部分を、該クラッシュボックス部分が約２００Ｎ／ｍｍ2〜４５０Ｎ／ｍｍ2の降伏強度を達成するよう前記第１の速度よりも遅い第２の速度で冷却するステップと、
第２のシート状金属ブランクから閉鎖要素を形成するステップと、を備え、
前記閉鎖要素を形成する前記ステップは、
第２のシート状金属ブランクを少なくとも前記金属のオーステナイト化温度まで加熱するステップと、
前記オーステナイトブランクを１対の冷却ツールで熱成形して１つの開放側部を備えた全体として３つの側部付きのチャネル構造体を有する第２の一体形ビームボックスコンポーネントを形成するステップと、
前記熱成形プロセス中、前記形成されたコンポーネントのビーム部分を、該ビーム部分を引張強度が約１３００Ｎ／ｍｍ2〜約１６００Ｎ／ｍｍ2の本質的にマルテンサイトの組織に焼入れするほど十分迅速な第１の速度で冷却するステップ及び前記形成されたコンポーネントのクラッシュボックス部分を、該クラッシュボックス部分が約２００Ｎ／ｍｍ2〜４５０Ｎ／ｍｍ2の降伏強度を達成するよう前記第１の速度よりも遅い第２の速度で冷却するステップと、を備えており、
前記方法は、さらに、
前記閉鎖要素を前記第１の一体形ビームボックスコンポーネントの前記開放側部に沿ってしっかりと固定するステップを備えている、
ことを特徴とする方法。
【請求項6】
前記クラッシュボックス部分は、前記ビーム部分の前記第１の端部の近くで前記ビーム部分と一体に形成された第１のクラッシュボックス部分と、前記ビーム部分の前記第２の端部の近くで前記ビーム部分と一体に形成された第２のクラッシュボックス部分とを有し、前記第１の端部は、前記第２の端部と反対側に位置している、
請求項５記載の方法。
請求項５記載の方法。
【請求項7】
前記閉鎖要素を前記第１の一体形ビームボックスコンポーネントの前記開放側部に沿ってしっかりと固定する前記ステップは、前記閉鎖要素を前記第１のシェルに熱的に接合するステップ、前記閉鎖要素を前記第１のシェルに接着するステップ及び前記閉鎖要素を前記第１のシェルに機械的に結合するステップのうちの１つを含む、
請求項５又は６に記載の方法。
請求項５又は６に記載の方法。
【請求項8】
ビームボックス型クラッシュマネージメントシステムであって、第１の一体形シェルを有し、前記第１の一体形シェルは、高抗張力ビーム部分と、該ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス部分と、前記ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス部分とを有し、前記第１の一体形シェルは、前記ビーム部分と前記第１及び前記第２のクラッシュボックス部分の各々に沿って連続的に延びる開放フェースを有し、
前記第１の一体形シェルの前記開放フェースに隣接してしっかりと固定された閉鎖要素を備え、前記閉鎖要素は、第２の一体形シェルを有し、前記第２の一体形シェルは、高抗張力ビーム部分と、該ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス部分と、前記ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス部分を有し、前記第２の一体形シェルは、前記ビーム部分並びに前記第１及び前記第２のクラッシュボックス部分の各々に沿って連続的に延びる開放フェースを有する、
ことを特徴とするビームボックス型クラッシュマネージメントシステム。
前記第１の一体形シェルの前記開放フェースに隣接してしっかりと固定された閉鎖要素を備え、前記閉鎖要素は、第２の一体形シェルを有し、前記第２の一体形シェルは、高抗張力ビーム部分と、該ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス部分と、前記ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス部分を有し、前記第２の一体形シェルは、前記ビーム部分並びに前記第１及び前記第２のクラッシュボックス部分の各々に沿って連続的に延びる開放フェースを有する、
ことを特徴とするビームボックス型クラッシュマネージメントシステム。
【請求項9】
前記ビーム部分の引張強度は、約１３００Ｎ／ｍｍ2〜約１６００Ｎ／ｍｍ2である、
請求項８記載のビームボックス型クラッシュマネージメントシステム。
請求項８記載のビームボックス型クラッシュマネージメントシステム。
【請求項10】
前記第１及び前記第２のクラッシュボックス部分の降伏強度は、約２００Ｎ／ｍｍ2〜４５０Ｎ／ｍｍ2である、
請求項８又は９記載のビームボックス型クラッシュマネージメントシステム。
請求項８又は９記載のビームボックス型クラッシュマネージメントシステム。
【請求項11】
ビームボックス型クラッシュマネージメントシステムであって、
第１のビームボックスシェルを有し、前記第１のビームボックスシェルは、高抗張力ビーム部分と、該ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス部分と、前記ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス部分とを有し、前記第１の端部は、前記第２の端部と反対側に位置し、前記第１のビームボックスシェルは、第１のリムを構成する１つの開放側部を有し、
第２のビームボックスシェルを有し、前記第２のビームボックスシェルは、高抗張力ビーム部分と、該ビーム部分と一体に形成されていて、前記ビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス構造体及び前記ビーム部分と一体に形成されていて、前記ビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス構造体を有し、前記第１の端部は、前記第２の端部と反対側に位置し、前記第２のビームボックスシェルは、第２のリムを構成する１つの開放側部を有し、
前記第１のビームボックスシェルは、前記第１のリムが前記第２のリムに当接すると共に前記第１のビームボックスシェルの前記ビーム部分が前記第２のビームボックスシェルの前記ビーム部分と整列し、前記第１のビームボックスシェルの前記第１及び前記第２のクラッシュボックス部分が前記第２のビームボックスシェルの前記第１及び前記第２のクラッシュボックス構造体とそれぞれ整列するように前記第２のビームボックスシェルにしっかりと固定されている、
ことを特徴とするビームボックス型クラッシュマネージメントシステム。
第１のビームボックスシェルを有し、前記第１のビームボックスシェルは、高抗張力ビーム部分と、該ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス部分と、前記ビーム部分と一体に形成され前記ビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス部分とを有し、前記第１の端部は、前記第２の端部と反対側に位置し、前記第１のビームボックスシェルは、第１のリムを構成する１つの開放側部を有し、
第２のビームボックスシェルを有し、前記第２のビームボックスシェルは、高抗張力ビーム部分と、該ビーム部分と一体に形成されていて、前記ビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス構造体及び前記ビーム部分と一体に形成されていて、前記ビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス構造体を有し、前記第１の端部は、前記第２の端部と反対側に位置し、前記第２のビームボックスシェルは、第２のリムを構成する１つの開放側部を有し、
前記第１のビームボックスシェルは、前記第１のリムが前記第２のリムに当接すると共に前記第１のビームボックスシェルの前記ビーム部分が前記第２のビームボックスシェルの前記ビーム部分と整列し、前記第１のビームボックスシェルの前記第１及び前記第２のクラッシュボックス部分が前記第２のビームボックスシェルの前記第１及び前記第２のクラッシュボックス構造体とそれぞれ整列するように前記第２のビームボックスシェルにしっかりと固定されている、
ことを特徴とするビームボックス型クラッシュマネージメントシステム。
【請求項12】
前記第２のリムは、前記第１のビームボックスシェルが前記第２のビームボックスシェルにしっかりと固定されると、前記第１のリム内に入れ子関係をなして受け入れられる、
請求項１１記載のビームボックス型クラッシュマネージメントシステム。
請求項１１記載のビームボックス型クラッシュマネージメントシステム。
【請求項13】
前記ビーム部分の引張強度は、約１３００Ｎ／ｍｍ2〜約１６００Ｎ／ｍｍ2である、
請求項１１又は１２記載のビームボックス型クラッシュマネージメントシステム。
請求項１１又は１２記載のビームボックス型クラッシュマネージメントシステム。
【請求項14】
前記第１及び前記第２のクラッシュボックス部分の降伏強度は、約２００Ｎ／ｍｍ2〜４５０Ｎ／ｍｍ2である、
請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載のビームボックス型クラッシュマネージメントシステム。
請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載のビームボックス型クラッシュマネージメントシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概略的には、車両に用いられるバンパー組立体に関し、特に、目的に合わせて調整してある焼戻しプロセスにより形成されたコンポーネントを有するバンパー型クラッシュマネージメント又は衝突時被害軽減システムに関する。
【背景技術】
【0002】
自動車は、衝突の際の衝撃を吸収し、車両の部分に対する損傷をできる限り制限するためにその各端に取り付けられたバンパーを備えている。低速、例えば約１５〜１６ｋｍ／ｈ以下の速度での衝突の際に車両の損傷を最小限に抑えるために、自動車製造業者は、クラッシュボックスと呼ばれる「犠牲要素」を提供しており、このようなクラッシュボックスは、衝突の際に、衝撃エネルギーの大部分を吸収し、変形するが車両シャーシの変形を阻止する。事実、車両シャーシの変形の結果として、高い補修費が必要になり、それにより望ましくないほど高い保険料等が生じる。
【0003】
典型的には、犠牲要素を備えたバンパー組立体は、１対のクラッシュボックス、クロスメンバ、発泡体のような緩衝要素、及びバンパーシールドを含む。先行技術のバンパー組立体では、２つのクラッシュボックスが２つのそれぞれのプレートを介して車両シャーシの２つのそれぞれの長手方向部材の端部に固定される。クロスメンバは、クラッシュボックスの反対側に接合され、一方のクラッシュボックスから他方クラッシュボックスまで連続的に延びている。フォーム等で作られた緩衝要素は、典型的には、クロスメンバの外部に拘束されている。主として美的機能及び空気力学的機能を有するバンパーシールドがバンパー組立体を覆っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来、クラッシュボックスとクロスメンバの両方は、金属材料、例えばスチール又はアルミニウムで作られている。クラッシュボックスを車両に固定する先行技術の手段である金属クラッシュボックス、クロスメンバ及びプレートは、組み立てるのが幾分厄介であり、重く、コスト高であり、しかも新型車両モデルに容易には適合できないと考えられる。
【0005】
したがって、上述の問題のうちの少なくとも幾つかを解決するクラッシュマネージメントシステムを提供することが有利である。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様によれば、ビームボックス型クラッシュマネージメントシステムを構築する方法であって、熱成形法により第１のシート状金属ブランクから第１のシェルを形成するステップを有し、第１のシェルは、高抗張力ビーム部分と、このビーム部分と一体に形成されビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス部分と、ビーム部分と一体に形成されビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス部分とを有し、第１のシェルは、ビーム部分並びに第１及び第２のクラッシュボックス部分の各々に沿って連続的に延びる開放フェースを有し、この方法は、第２のシート状金属ブランクから閉鎖要素を形成するステップと、閉鎖要素を第１のシェルの第１の開放フェースに隣接してしっかりと固定するステップとを更に有することを特徴とする方法が提供される。
【0007】
本発明の一態様によれば、ビームボックス型クラッシュマネージメントシステムを構築する方法であって、第１のシート状金属ブランクを少なくとも金属のオーステナイト化温度まで加熱するステップと、オーステナイトブランクを１対の冷却ツールで熱成形して１つの開放側部を備えた全体として３つの側部付きのチャネル構造体を有する第１の一体形ビームボックスコンポーネントを形成するステップと、熱成形プロセス中、形成されたコンポーネントのビーム部分を、このビーム部分を引張強度が約１３００Ｎ／ｍｍ2〜約１６００Ｎ／ｍｍ2の本質的にマルテンサイトの組織に焼入れするほど十分迅速な第１の速度で冷却するステップと、形成されたコンポーネントのクラッシュボックス部分を、このクラッシュボックス部分が約２００Ｎ／ｍｍ2〜４５０Ｎ／ｍｍ2の降伏強度を達成するよう第１の速度よりも遅い第２の速度で冷却するステップと、第２のシート状金属ブランクから閉鎖要素を形成するステップと、閉鎖要素を第１の一体形ビームボックスコンポーネントの開放側部に沿ってしっかりと固定するステップとを有することを特徴とする方法が提供される。
【0008】
本発明の一態様によれば、ビームボックス型クラッシュマネージメントシステムであって、第１の一体形シェルを有し、第１の一体形シェルは、高抗張力ビーム部分と、このビーム部分と一体に形成されビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス部分と、ビーム部分と一体に形成されビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス部分とを有し、第１の一体形シェルは、ビーム部分並びに第１及び第２のクラッシュボックス部分の各々に沿って連続的に延びる開放フェースを有し、ビームボックス型クラッシュマネージメントシステムは、第１の一体形シェルの開放フェースに隣接してしっかりと固定された閉鎖要素を更に有することを特徴とするビームボックス型クラッシュマネージメントシステムが提供される。
【0009】
本発明の一態様によれば、ビームボックス型クラッシュマネージメントシステムであって、第１のシート状金属ブランクから製作された第１のビームボックスシェルを有し、第１のビームボックスシェルは、高抗張力ビーム部分と、このビーム部分と一体に形成されビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス部分と、ビーム部分と一体に形成されビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス部分とを有し、第１の端部は、第２の端部と反対側に位置し、第１のビームボックスシェルは、第１のリムを構成する１つの開放側部を有し、ビームボックス型クラッシュマネージメントシステムは、第２のシート状金属ブランクから製作された第２のビームボックスシェルを更に有し、第２のビームボックスシェルは、高抗張力ビーム部分と、このビーム部分と一体に形成されビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス構造体と、ビーム部分と一体に形成されビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス構造体とを有し、第１の端部は、第２の端部と反対側に位置し、第２のビームボックスシェルは、第２のリムを構成する１つの開放側部を有し、第１のビームボックスシェルは、第１のリムが第２のリムに当接すると共に第１のビームボックスシェルのビーム部分が第２のビームボックスシェルのビーム部分と整列し、第１のビームボックスシェルの第１及び第２のクラッシュボックス部分が第２のビームボックスシェルの第１及び第２のクラッシュボックス構造体とそれぞれ整列するように第２のビームボックスシェルにしっかりと固定されていることを特徴とするビームボックス型クラッシュマネージメントシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の第１の実施形態としてのクラッシュマネージメントシステムの後ろから見た斜視図である。
【図3】本発明の第２の実施形態としてのクラッシュマネージメントシステムの前から見た斜視図である。
【図5】本発明の一実施形態としての方法の単純化されたフローチャートである。
【図6】本発明の一実施形態としての方法の単純化されたフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
次に、本発明の例示の実施形態について以下の図面と関連して説明する。
【0012】
以下の説明は、当業者が本発明を構成すると共に利用することができるようにするために提供されており、この説明は、特定の用途及びその要件との関連で提供されている。開示する実施形態の種々の改造例は、当業者には容易に明らかであり、本発明の一般的な原理は、本発明の範囲から逸脱することなく他の実施形態及び用途に利用できる。かくして、本発明は、開示する実施形態には限定されず、本明細書において開示する原理及び特徴と一致した最も広い範囲が本発明に与えられるべきである。
【0013】
図１を参照すると、本発明の第１の実施形態としてのクラッシュマネージメント又は衝突時被害軽減システムの後ろから見た斜視図が示されている。クラッシュマネージメントシステムは、第１のシェル１００ａは第１のシート状金属ブランクから作られ、第２のシェル１００ｂは第２のシート状金属ブランクから別個に作られている。特定の且つ非限定的な例を挙げると、第１及び第２のシート状金属ブランクは、各々、２２ＭｎＢ５ボロンスチール（硼素鋼）から成る。特に、第１のシェル１００ａ及び第２のシェル１００ｂは、以下のセクションにおいて詳細に説明するように、目的に合わせて調整してある焼戻し熱成形法を用いて形成される。
【0014】
第１のシェル１００ａは、高抗張力ビーム部分１０２ａを有する。第１の低降伏強度クラッシュボックス部分１０４ａがビーム部分の第１の端部の近くでビーム部分１０２ａと一体に形成され、第２の低降伏強度クラッシュボックス部分１０６ａがビーム部分の第２の端部の近くでビーム部分１０２ａと一体に形成されており、第２の端部は、第１の端部と反対側に位置している。同様に、第２のシェル１００ｂは、高抗張力ビーム部分１０２ｂを有する。第１の低降伏強度クラッシュボックス部分１０４ｂがビーム部分の第１の端部の近くでビーム部分１０２ｂと一体に形成され、第２の低降伏強度クラッシュボックス部分１０６ｂがビーム部分の第２の端部の近くでビーム部分１０２ｂと一体に形成されており、第２の端部は、第１の端部と反対側に位置している。
【0015】
ビーム部分１０２ａ，１０２ｂの引張強度の代表的な値は、約１３００Ｎ／ｍｍ2〜約１６００Ｎ／ｍｍ2である。第１のクラッシュボックス部分１０４ａ，１０４ｂ及び第２のクラッシュボックス部分１０６ａ，１０６ｂの降伏強度の代表的な値は、約２００Ｎ／ｍｍ2〜約４５０Ｎ／ｍｍ2である。クラッシュボックス部分の降伏強度は、性能要件に応じて所望の値を達成するよう熱成形プロセスの間に調節可能である。第１のシェル１００ａ及び第２のシェル１００ｂを形成するために用いられる熱成形プロセスの性状に起因して、ビーム部分１０２ａ，１０２ｂの高抗張力材料と第１のクラッシュボックス部分１０４ａ，１０４ｂ及び第２のクラッシュボックス部分１０６ａ，１０６ｂの低降伏強度材料との間には移行ゾーンが存在する。
【0016】
また、図２を参照すると、図１の平面Ａに沿った拡大断面図が示されている。第１のシェル１００ａは、１つの開放側部を備えた全体として３つの側部付きチャネル構造体を有する一体形コンポーネントである。第１のシェル１００ａの頂面２００ａが２つの反対側の側壁２０２ａ，２０４ａ内に延びている。第１のシェルの開放側部に沿う２つの反対側の側壁の縁部は、第１のリム１０８ａを構成している。同様に、第２のシェル１００ｂは、１つの開放側部を備えた全体として３つの側部付きチャネル構造体を有する一体形コンポーネントである。第２のシェル１００ｂの底面２００ｂが２つの反対側の側壁２０２ａ，２０４ｂ内に延びている。第１のシェルの開放側部に沿う２つの反対側の側壁２０２ａ，２０４ｂの縁部は、第２のリム１０８ｂを構成している。第２のリム１０８ｂは、第１のシェル１００ａが第２のシェル１００ｂにしっかりと固定されると、第１のリム１０８ａ内に入れ子状に嵌まり込むよう形作られている。全体として３つの側部付きチャネル構造体は、ビーム部分１０２ａ，１０２ｂの長さに沿って延びて第１のクラッシュボックス部分１０４ａ，１０４ｂ及び第２のクラッシュボックス部分１０６ａ，１０６ｂを貫通している。当然のことながら、本明細書において用いられている「頂」及び「底」という用語は、図２との関連で定められており、これらの用語は、取り付け状態にあるときにクラッシュマネージメントシステムの所要の向きを意味しているものではないことは理解されるべきである。
【0017】
オプションとして、第１のクラッシュボックス部分１０４ａ，１０４ｂ及び第２のクラッシュボックス部分１０６ａ，１０６ｂは、衝突の際にホールディング（折り畳み）挙動を最適化するよう「ビード」（図示せず）を備えている。
【0018】
図１のクラッシュマネージメントシステムを形成する方法は、平べったいシート鋼の第１のブランクを炉内で加熱してオーステナイト状態にするステップ、第１のブランクを冷却状態の１対の付形ツール内に移動させるステップ及び次に高温状態の第１のブランクを第１のシェル１００ａの形状にプレス加工するステップを有する。付形された第１のシェル１００ａをビーム部分１０２ａが硬化して引張強度が約１３００Ｎ／ｍｍ2〜約１６００Ｎ／ｍｍ2の本質的にマルテンサイト組織になるまでツール内に維持する。第１のシェル１００ａがツール内に維持されている時間の間、第１のクラッシュボックス部分１０４ａ及び第２のクラッシュボックス部分１０６ａに隣接して位置する各ツールの一部分を第１のクラッシュボックス部分１０４ａ及び第２のクラッシュボックス部分１０６ａが迅速に冷えるのが阻止されて約２００Ｎ／ｍｍ2〜約４５０Ｎ／ｍｍ2の降伏強度に達するに過ぎないような温度に維持する。特定の且つ非限定的な例を挙げると、熱を第１のクラッシュボックス部分１０４ａ及び第２のクラッシュボックス部分１０６ａに隣接して位置する各ツールの部分に加える（例えば、カートリッジ型ヒータを用いて）と共に／或いは第１のクラッシュボックス部分１０４ａ及び第２のクラッシュボックス部分１０６ａに隣接して位置する各ツールの部分をこれらクラッシュボックス部分からの放熱速度が非断熱部分の放熱速度に対して減少するよう断熱する。
【0019】
同様に、平べったいシート鋼の第２のブランクを炉内で加熱してオーステナイト状態にし、第２のブランクを冷却状態の１対の付形ツール内に移動させ、そして第１のブランクが高温のままの状態で第２のブランクを第２のシェル１００ｂの形状にプレス加工する。付形された第２のシェル１００ｂをビーム部分１０２ｂが硬化して引張強度が約１３００Ｎ／ｍｍ2〜約１６００Ｎ／ｍｍ2の本質的にマルテンサイト組織になるまでツール内に維持する。第２のシェル１００ｂがツール内に維持されている時間の間、第１のクラッシュボックス部分１０４ｂ及び第２のクラッシュボックス部分１０６ｂに隣接して位置する各ツールの一部分を第１のクラッシュボックス部分１０４ｂ及び第２のクラッシュボックス部分１０６ｂが迅速に冷えるのが阻止されて約２００Ｎ／ｍｍ2〜約４５０Ｎ／ｍｍ2の降伏強度に達するに過ぎないような温度に維持する。特定の且つ非限定的な例を挙げると、熱を第１のクラッシュボックス部分１０４ｂ及び第２のクラッシュボックス部分１０６ｂに隣接して位置する各ツールの部分に加える（例えば、カートリッジ型ヒータを用いて）と共に／或いは第１のクラッシュボックス部分１０４ｂ及び第２のクラッシュボックス部分１０６ｂに隣接して位置する各ツールの部分をこれらクラッシュボックス部分からの放熱速度が非断熱部分の放熱速度に対して減少するよう断熱する。
【0020】
別々に形成された第１のシェル１００ａと第２のシェル１００ｂを互いに整列させ、次に互いにしっかりと固定する。第１のシェル１００ａを第２のシェル１００ｂにしっかりと固定する幾つかの非限定的な技術としては、熱的接合（例えば、スポット溶接、金属溶接棒と不活性ガスによる（ＭＩＧ）溶接（ミグ溶接）、レーザ溶接等）、接着及び機械的結合（例えば、折り曲げ又はリベット止め）が挙げられる。第１の実施形態によれば、第２のシェル１００ｂは、第１のシェル１００ａにしっかりと固定される閉鎖要素である。
【0021】
次に図３を参照すると、本発明の第２の実施形態としてのクラッシュマネージメントシステムの前から見た斜視図が示されている。クラッシュマネージメントシステムは、第１のシート状金属ブランクから作られた一体形シェル３００及び図示しない閉鎖要素を有している。特定の且つ非限定的な例を挙げると、第１及び第２のシート状金属ブランクは、各々、２２ＭｎＢ５ボロンスチール（硼素鋼）から成る。特に、一体形シェル３００は、以下のセクションにおいて詳細に説明するように目的に合わせて調整してある焼戻し熱成形法を用いて形成される。
【0022】
一体形シェル３００は、高抗張力ビーム部分３０２を有する。第１の低降伏強度クラッシュボックス部分３０４がビーム部分の第１の端部の近くでビーム部分３０２と一体に形成され、第２の低降伏強度クラッシュボックス部分３０６がビーム部分の第２の端部の近くでビーム部分３０２と一体に形成されており、第２の端部は、第１の端部と反対側に位置している。ビーム部分３０２の引張強度の代表的な値は、約１３００Ｎ／ｍｍ2〜約１６００Ｎ／ｍｍ2である。第１及び第２のクラッシュボックス部分３０４，３０６の降伏強度の代表的な値は、約２００Ｎ／ｍｍ2〜約４５０Ｎ／ｍｍ2である。クラッシュボックス部分の降伏強度は、性能要件に応じて所望の値を達成するよう熱成形プロセスの間に調節可能である。一体形シェル３００を形成するために用いられる熱成形プロセスの性状に起因して、ビーム部分３０２の高抗張力材料と第１のクラッシュボックス部分３０４，３０６の低降伏強度材料との間には移行ゾーンが存在する。
【0023】
次に図４ａを参照すると、図３のクラッシュマネージメントシステムの後ろから見た斜視図が示されている。図４ａにも又、閉鎖要素４００が示されている。具体的に説明すると、閉鎖要素４００は、中間（ミッドレンジ）強度を有する冷間型打ち部品である。具体的に説明すると、閉鎖要素の特性は、クラッシュボックス部分３０４，３０６の特性とほぼ同じである。
【0024】
また、図４ｂを参照すると、破線の円内に位置する図４ａの部分の拡大詳細図が示されている。一体形シェル３００は、１つの開放側部を備えた全体として３つの側部付きチャネル構造体を有する一体形コンポーネントである。一体形シェル３００の頂面４０２が２つの反対側の側壁４０４，４０６内に延びている。第１のシェルの開放側部に沿う２つの反対側の側壁の縁部は、リム４０８を構成している。全体として３つの側部付きチャネル構造体は、ビーム部分３０２の長さに沿って延びて第１及び第２のクラッシュボックス部分３０４，３０を貫通している。また、図４ｂに示されているように、閉鎖要素４００は、閉鎖要素４００を一体形シェル３００のリム４０８にしっかりと固定する際に用いられる周辺フランジ４１０を有している。当然のことながら、ここで用いられている「頂」という用語は、図４との関連で定められており、これらの用語は、取り付け状態にあるときにクラッシュマネージメントシステムの所要の向きを意味しているものではないことは理解されるべきである。
【0025】
また、図４ｃを参照すると、他の破線の円内に位置する図４ａの一部分の拡大詳細図が示されている。図４ｃは、クラッシュボックスとビーム部分との間のコーナー部にオプションとして成形性の理由で切り欠かれる（切り欠き４１２）のが良いことを示している。
【0026】
オプションとして、第１及び第２のクラッシュボックス部分３０４，３０６は、衝突の際にホールディング（折り畳み）挙動を最適化するよう「ビード」（図示せず）を備えている。
【0027】
図３のクラッシュマネージメントシステムを形成する方法は、平べったいシート鋼の第１のブランクを炉内で加熱してオーステナイト状態にするステップ、第１のブランクを冷却状態の１対の付形ツール内に移動させるステップ及び次に高温状態の第１のブランクを一体形シェル３００の形状にプレス加工するステップを有する。付形された一体形シェル３００をビーム部分３０２が硬化して引張強度が約１３００Ｎ／ｍｍ2〜約１６００Ｎ／ｍｍ2の本質的にマルテンサイト組織になるまでツール内に維持する。一体形シェル３００がツール内に維持されている時間の間、第１及び第２のクラッシュボックス部分３０４，３０６に隣接して位置する各ツールの一部分を第１及び第２のクラッシュボックス部分３０４，３０６が迅速に冷えるのが阻止されて約２００Ｎ／ｍｍ2〜約４５０Ｎ／ｍｍ2の降伏強度に達するに過ぎないような温度に維持する。特定の且つ非限定的な例を挙げると、熱を第１及び第２のクラッシュボックス部分３０４，３０６に隣接して位置する各ツールの部分に加える（例えば、カートリッジ型ヒータを用いて）と共に／或いは第１及び第２のクラッシュボックス部分３０４，３０６に隣接して位置する各ツールの部分をこれらクラッシュボックス部分からの放熱速度が非断熱部分の放熱速度に対して減少するよう断熱する。
【0028】
閉鎖要素４００を別個に、適当な中間強度を鋼材から冷間型打ちする。次に、閉鎖要素４００のフランジ４１０を一体形シェル３００の開放側部に沿ってリム４０８と整列させ、そして閉鎖要素４００を一体形シェル３００にしっかりと固定する。一体形シェル３００を閉鎖要素にしっかりと固定する幾つかの非限定的な技術としては、熱的接合（例えば、スポット溶接、金属溶接棒と不活性ガスによる（ＭＩＧ）溶接（ミグ溶接）、レーザ溶接等）、接着及び機械的結合（例えば、折り曲げ又はリベット止め）が挙げられる。
【0029】
図５を参照すると、本発明の実施形態としての方法の単純化されたフローチャートが示されている。ステップ５００において、第１のシェルを熱成形プロセスにより第１のシート状金属ブランクから形成し、第１のシェルは、高抗張力ビーム部分並びにこのビーム部分と一体に形成されていて、ビーム部分の第１の端部の近くに位置する第１の低降伏強度クラッシュボックス部分及びビーム部分と一体に形成されていて、ビーム部分の第２の端部の近くに位置する第２の低降伏強度クラッシュボックス部分を有し、第１のシェルは、ビーム部分並びに第１及び第２のクラッシュボックス部分の各々に沿って連続的に延びる開放フェースを有する。ステップ５０２において、閉鎖要素を第２のシート状金属ブランクから形成する。ステップ５０４において、閉鎖要素を第１のシェルの開放フェースに隣接してしっかりと固定する。
【0030】
図６を参照すると、本発明の実施形態としての方法の単純化されたフローチャートが示されている。ステップ６００において、第１のシート状金属ブランクを少なくとも金属のオーステナイト化温度まで加熱する。ステップ６０２において、オーステナイト状態のブランクを１対の冷却されたツールで熱成形して１つの開放側部を備えた全体として３つの側部付きチャネル構造体を有する第１の一体形ビームボックスコンポーネントを形成する。ステップ６０４において、熱成形プロセス中、形成されたコンポーネントのビーム部分を、このビーム部分を引張強度が約１３００Ｎ／ｍｍ2〜約１６００Ｎ／ｍｍ2の本質的にマルテンサイトの組織に焼入れするほど十分迅速な第１の速度で冷却するステップ及び形成されたコンポーネントのクラッシュボックス部分を、このクラッシュボックス部分が約２００Ｎ／ｍｍ2〜４５０Ｎ／ｍｍ2の降伏強度を達成するよう第１の速度よりも遅い第２の速度で冷却する。ステップ６０６において、閉鎖要素を第２のシート状金属ブランクから形成する。ステップ６０８において、閉鎖要素を第１の一体形ビームボックスコンポーネントの開放側部に沿ってしっかりと固定する。
【0031】
本発明の種々の実施形態としてのクラッシュマネージメントシステムの説明では、このクラッシュマネージメントシステムを車両シャーシの長手方向部材に固定するため又は緩衝要素又はバンパーカバーをクラッシュマネージメントシステムに固定するために用いられる慣例の取り付け構造体についての言及が省かれている。それにもかかわらず、当業者であれば、添付の図面に提供されている種々の図に基づいてこのような取り付け構造体に関する要件を理解するであろう。
【0032】
更に、目的に合わせて定めた強度特性を最終のコンポーネントに与える方法について１つの特定の且つ非限定的な方法としてのみ説明するが、この場合、ブランクをオーステナイト状態に一様に加熱し、選択した部分を成形中、結果としてこれら選択した部分の方が他の部分よりも強度が低くなるような速度で冷却する。オプションとして、ブランクの幾つかの部分だけを当初オーステナイト状態に加熱し、選択した部分を加熱から遮蔽するか或いは低温環境（例えば、炉の外部又は低温の炉部分内に）位置させたままにし、その結果、選択した部分の材料のオーステナイト化温度を超えないようにする。さらにオプションとして、ブランクを形成し、選択した部分を次にオーステナイト状態に加熱し（例えば、誘導加熱によって）、次に、急冷してこのような選択した部分に高い強度が達成されるようにする。さらにオプションとして、コンポーネント全体を急冷により形成し、次に、選択した部分をこれら選択した部分に相変化を引き起こすのに十分高い温度まで加熱し、次に、結果的に非加熱部分に対して選択した部分の材料の軟化が生じるようにする速度での制御された冷却を行う。
【0033】
性能要件に応じて、第１及び第２のクラッシュボックス部分の降伏強度は、約２００Ｎ／ｍｍ2〜４５０Ｎ／ｍｍ2の範囲から外れていても良い。この範囲は、現在では、許容可能な性能を提供すると考えられているが、ビームボックス型クラッシュマネージメントコンポーネントの許容可能な性能を達成する厳格な要件としては見なされるべきでない。
【0034】
本発明の範囲から逸脱しないで多くの他の実施形態を想到することができる。