特許 6588972 自動車用の補強要素、補強要素およびドアアセンブリを製造するための方法

(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】6588972

(24)【登録日】2019年9月20日

(45)【発行日】2019年10月9日

(54)【発明の名称】自動車用の補強要素、補強要素およびドアアセンブリを製造するための方法

(51)【国際特許分類】

   B60J 5/00 20060101AFI20191001BHJP

   C21D 9/00 20060101ALI20191001BHJP

   C21D 1/18 20060101ALI20191001BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20191001BHJP

   C22C 38/60 20060101ALI20191001BHJP

【ＦＩ】

   B60J5/00 P

   C21D9/00 A

   C21D1/18 C

   C22C38/00 301Z

   C22C38/60

【請求項の数】12

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-515706(P2017-515706)

(86)(22)【出願日】2015年9月22日

(65)【公表番号】特表2017-536278(P2017-536278A)

(43)【公表日】2017年12月7日

(86)【国際出願番号】IB2015057283

(87)【国際公開番号】WO2016046736

(87)【国際公開日】20160331

【審査請求日】2018年8月22日

(31)【優先権主張番号】PCT/IB2014/064734

(32)【優先日】2014年9月22日

(33)【優先権主張国】IB

(73)【特許権者】

【識別番号】515214729

【氏名又は名称】アルセロールミタル

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シュナイダー，ニコラ

(72)【発明者】

【氏名】ドルーアデーヌ，イブ

【審査官】 宮地 将斗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１０２９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０２４０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５０７５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５１５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６１８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０１３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０５６０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１４６３５９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｊ ５／００

Ｃ２１Ｄ １／１８

Ｃ２１Ｄ ９／００

Ｃ２２Ｃ ３８／００

Ｃ２２Ｃ ３８／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主方向に沿って延び、主方向に垂直な平面において延びる補強断面（４０）を有する主部分（３０）を少なくとも備えている、自動車のドアの構造を補強するための補強要素（７）であって、補強断面（４０）が、７つの隣接する枝部（４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆ、４２ｇ）を備え、各枝部が異なる方向に延び、２つの連続する枝部が非ゼロの角度を形成し、少なくとも２つの前記非ゼロの角度が反対符号であり、
前記隣接する枝部が第１の枝部（４２ａ）、第２の枝部（４２ｂ）、第３の枝部（４２ｃ）、第４の枝部（４２ｄ）、第５の枝部（４２ｅ）、第６の枝部（４２ｆ）、および第７の枝部（４２ｇ）を備え、前記第１の枝部（４２ａ）が前記第２の枝部（４２ｂ）とともに第１の非ゼロの角度（α_ａｂ）を形成し、前記第２の枝部（４２ｂ）が前記第３の枝部（４２ｃ）とともに第２の非ゼロの角度（α_ｂｃ）を形成し、第３の枝部（４２ｃ）が第４の枝部（４２ｄ）とともに第３の非ゼロの角度（α_ｃｄ）を形成し、第４の枝部（４２ｄ）が第５の枝部（４２ｅ）とともに第４の非ゼロの角度（α_ｄｅ）を形成し、第５の枝部（４２ｅ）が第６の枝部（４２ｆ）とともに第５の非ゼロの角度（α_ｅｆ）を形成し、第６の枝部（４２ｆ）が第７の枝部（４２ｇ）とともに第６の非ゼロの角度（α_ｆｇ）を形成し、第１の非ゼロの角度（α_ａｂ）と第２の非ゼロの角度（α_ｂｃ）とが同じ符号であり、前記第３の非ゼロの角度（α_ｃｄ）と第４の非ゼロの角度（α_ｄｅ）が、第１の非ゼロの角度（α_ａｂ）と第２の非ゼロの角度（α_ｂｃ）の符号と逆の符号であり、第５の非ゼロの角度（α_ｅｆ）と第６の非ゼロの角度（α_ｆｇ）が、第１の非ゼロの角度（α_ａｂ）と第２の非ゼロの角度（α_ｂｃ）の符号と同じ符号であり、
第１の枝部（４２ａ）と第２の枝部（４２ｂ）とが第１の弧状の連結部によってともに結合しており、第２の枝部（４２ｂ）と第３の枝部（４２ｃ）とが第２の弧状の連結部によってともに結合しており、前記第１の弧状の連結部の曲率半径と前記第２の弧状の連結部の曲率半径が、ｄを前記第１の枝部（４２ａ）と前記第３の枝部（４２ｃ）との間の距離とする、５ｍｍとｄ／２との間に含まれ、
第３の枝部（４２ｃ）と第４の枝部（４２ｄ）とが第３の弧状の連結部によってともに結合しており、第４の枝部（４２ｄ）と第５の枝部（４２ｅ）とが第４の弧状の連結部によってともに結合しており、第５の枝部（４２ｅ）と第６の枝部（４２ｆ）とが第５の弧状の連結部によってともに結合しており、第６の枝部（４２ｆ）と第７の枝部（４２ｇ）とが第６の弧状の連結部によってともに結合しており、
第１の枝部（４２ａ）、第２の枝部（４２ｂ）、および第３の枝部（４２ｃ）がともに第１の方向に向けられた凹状カーブを形成し、第３の枝部（４２ｃ）、第４の枝部（４２ｄ）、および第５の枝部（４２ｅ）がともに、第１の方向とは反対側の第２の方向に向けられた凹状カーブを形成し、第５の枝部（４２ｅ）、第６の枝部（４２ｆ）、および第７の枝部（４２ｇ）がともに第１の方向に向けられた凹状カーブを形成し、
補強断面（４０）がさらに、それぞれ第１の枝部（４２ａ）と第７の枝部（４２ｇ）に結合され、それぞれ第１の枝部（４２ａ）と第７の枝部（４２ｇ）とともに非ゼロの角度を形成する２つの脚部（４４ａ、４４ｂ）を備え、
この脚部（４４ａ、４４ｂ）が、マルテンサイト、ベイナイト、および任意選択的にフェライトを含む構造を有し、主部分（３０）の残りの部分がマルテンサイトで構成された構造を有することを特徴とする、補強要素（７）。

【請求項2】

前記第１の枝部（４２ａ）が第１の平面において延び、第２の枝部（４２ｂ）が第２の平面において延び、第３の枝部（４２ｃ）が第３の平面において延び、第１の平面と第２の平面とが、第１の交差線に沿って交差しており、第２の平面と第３の平面とが、第２の交差線に沿って交差しており、第１の交差線と第２の交差線とが平行であり、ｄが、第１の交差線と第２の交差線との間の距離である、請求項１に記載の補強要素（７）。

【請求項3】

主部分（３０）の少なくとも一部が、１３００ＭＰａ以上の引張り強度を有するプレス硬化鋼で形成されている、請求項１または２に記載の補強要素（７）。

【請求項4】

プレス硬化鋼がＵｓｉｂｏｒ（Ｒ）である、請求項３に記載の補強要素（７）。

【請求項5】

非ゼロの角度が、絶対値において、８０度から９０度の間に含まれる、請求項１から４のいずれか一項に記載の補強要素（７）。

【請求項6】

前記第１の弧状の連結部の曲率半径と前記第２の弧状の連結部の曲率半径は、５ｍｍと１５ｍｍとの間に含まれている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の補強要素（７）。

【請求項7】

少なくとも１つの枝部の長さ、および／または、補強断面の少なくとも１つの角度の絶対値が、主方向に沿って変化する、請求項１から６のいずれか一項に記載の補強要素（７）。

【請求項8】

ウインドウフレーム（２２）およびドアパネル（２０）を備えたドア構造を備え、ドアパネル（２０）にわたって延びる、請求項１から７のいずれか一項に記載の補強要素（７）をさらに備えていることを特徴とする、自動車のドアアセンブリ（３）。

【請求項9】

ドア構造が、補強要素の材料とは異なる金属材料で形成されている、請求項８に記載のドアアセンブリ（３）。

【請求項10】

ドアパネル（２０）が、前縁部（２０ａ）、前縁部（２０ａ）と平行な後縁部（２０ｂ）、ならびに、前縁部（２０ａ）の端部と後縁部（２０ｂ）の端部との間に延びる下縁部（２０ｃ）および上縁部（２０ｄ）によって範囲が規定され、前記上縁部（２０ｄ）がウインドウフレーム（２２）の縁部（２２ｃ）を規定し、補強要素（７）が前縁部（２０ａ）から後縁部（２０ｂ）に、上縁部（２０ｄ）と下縁部（２０ｃ）との間に、上縁部（２０ｄ）に平行に延びる、請求項８または９に記載のドアアセンブリ（３）。

【請求項11】

請求項８から１０のいずれか一項に記載のドアアセンブリ（３）を備えた自動車。

【請求項12】

請求項１から７のいずれか一項に記載の補強要素（７）を製造するための方法であって、
主部分（３０）の補強断面（４０）を形成するように、補強要素ブランク（５０）を熱間圧造するステップと、
補強要素（７）の少なくとも一部にマルテンサイトで構成された構造を得るために、２７℃／秒以上の冷却率で補強要素（７）を冷却するステップと、
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車のドアの構造を補強するための補強要素に関する。前記補強要素は、主方向に沿って延び、主方向にほぼ垂直な平面において延びる補強断面を有する主部分を少なくとも備えている。

【背景技術】

【0002】

自動車に作用する衝撃力に起因する極めて高い負荷を伴う、衝突および他の状況の間、乗員のための高度な安全性を提供する自動車両のボディ構造に関する一般的需要が存在する。

【0003】

自動車の乗員のための高度な安全性を得るために、自動車のボディ構造は、有効な方式で衝撃力を吸収および分散させることにより、衝撃力に対する高い強度および高い耐性を提供するように設計しなければならない。このことは、通常、車両の様々な補強構造および構成要素によって達成される。

【0004】

具体的には、側部の衝撃の事故における乗員のコンパートメント内への侵入によって生じる安全性の危険を最小化するために、自動車のドアに、ドア内部、すなわち、ドアの内側パネルと外側パネルとの間に適切に配置することができる、梁または他の補強構成要素の形態の、構造的な補強要素を設けることが知られている。この方式で、構造的な補強により、衝突、具体的には、ドアに対する側部の衝撃を伴う衝突の際の衝撃力の吸収および分散がされる。

【0005】

そのような補強要素を設計する場合、しばしば相互に矛盾するいくつかの要件に従わなければならない。むしろ、衝撃の負荷、主に、曲げの負荷の吸収と、破損する前の著しい湾曲との間にエネルギの大部分を吸収することを確実にするように、補強要素の性能を最適化することが望ましい。同時に、ドアの内側パネルと外側パネルとの間に置かれる補強要素は、たとえば、ドアウインドウが開いた場合のドアガラス、および、ドアガラスを操作するのに使用される機構などの、やはりドア内に置かれた他の構造および機構との干渉を避けるために、比較的小さい断面を有するものとするべきである。

【0006】

さらに、将来の環境の要請を満たすように、車両のエネルギ消費を低減するために、車両全体の重量を低減することが望ましい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、上述の問題を解決すること、具体的には、厚みおよび重量が低減されるとともに、依然として、側部の衝撃に対する耐性の向上を確実にする、補強要素を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

このため、本発明は、主方向に沿って延び、主方向にほぼ垂直な平面において延びる補強断面を有する主部分を少なくとも備えている、自動車のドアの構造を補強するための補強要素であって、補強断面が、少なくとも４つの隣接する枝部を備え、各枝部が異なる方向に延び、２つの連続する枝部が非ゼロの角度を形成し、少なくとも２つの前記非ゼロの角度が反対符号であることを特徴とする、補強要素に関する。

【0009】

具体的には、本発明は、主方向に沿って延び、主方向にほぼ垂直な平面において延びる補強断面を有する主部分を少なくとも備えている、自動車のドアの構造を補強するための補強要素であって、補強断面が、少なくとも４つの隣接する枝部を備え、各枝部が異なる方向に延び、２つの連続する枝部が非ゼロの角度を形成し、少なくとも２つの前記非ゼロの角度が反対符号であり、前記隣接する枝部が第１の枝部、第２の枝部、および第３の枝部を備え、前記第１の枝部が前記第２の枝部とともに第１の非ゼロの角度を形成し、前記第２の枝部が前記第３の枝部とともに第２の非ゼロの角度を形成し、第１の非ゼロの角度と第２の非ゼロの角度とが同じ符号であり、第１の枝部と第２の枝部とが第１の弧状の連結部によってともに結合しており、第２の枝部と第３の枝部とが第２の弧状の連結部によってともに結合しており、前記第１の弧状の連結部の曲率半径と前記第２の弧状の連結部の曲率半径が、ｄを前記第１の枝部と前記第３の枝部との間の距離とする、５ｍｍとｄ／２との間に実質的に含まれることを特徴とする、補強要素に関する。

【0010】

第１の枝部は実質的に第１の平面において延び、第２の枝部は実質的に第２の平面において延び、第３の枝部は実質的に第３の平面において延び、第１の平面と第２の平面とは、第１の交差線に沿って交差しており、第２の平面と第３の平面とは、第２の交差線に沿って交差しており、第１の交差線と第２の交差線とはほぼ平行である。ｄは、第１の交差線と第２の交差線との間の距離である。

【0011】

主な断面の幾何学形状により、補強要素は、曲がる前にエネルギの大部分を吸収し得、こうして、大である断面積を必要とすることなく、平坦な補強要素に比べ、衝撃に対する耐性を向上させる。

【0012】

本発明の他の有利な態様によれば、補強要素は、単一で考慮されるか、任意の技術的に可能な組合せに従って、
主部分の少なくとも一部が、１３００ＭＰａ以上の引張り強度を有するプレス硬化鋼（ｐｒｅｓｓ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ ｓｔｅｅｌ）で形成されていることと、
プレス硬化鋼がＵｓｉｂｏｒ（Ｒ）であることと、
補強断面には、少なくとも５つの隣接する枝部が含まれ、各枝部が異なる方向に延び、第１の枝部が第２の枝部とともに第１の非ゼロの角度を形成し、第２の枝部が第３の枝部とともに第２の非ゼロの角度を形成し、第３の枝部が第４の枝部とともに第３の非ゼロの角度を形成し、第４の枝部が第５の枝部とともに第４の非ゼロの角度を形成し、前記第１の角度と第２の角度とは同じ符号であり、前記第３の角度と第４の角度とが、第１の角度と第２の角度の符号と逆の符号であることと、
非ゼロの角度が実質的に、絶対値において、８０度から９０度の間に含まれることと、
２つの連続した枝部が、弧状の連結部によってともに結合されていることと、
弧状の連結部の曲率半径が実質的に、５ｍｍから１５ｍｍの間に含まれることと、
少なくとも１つの枝部の長さ、および／または、補強断面の少なくとも１つの角度の絶対値が、主方向に沿って変化することと、の特徴の１つまたは複数を備えている。

【0013】

本発明は、ウインドウフレームおよびドアパネルを備えたドア構造を備え、ドアパネルにわたって延びる、本発明による補強要素をさらに備えていることを特徴とする、自動車のドアアセンブリにも関する。

【0014】

本発明の他の有利な態様によれば、ドアアセンブリは、単一で考慮されるか、任意の技術的に可能な組合せに従って、
ドア構造が、補強要素の材料とは異なる金属材料で形成されていることと、
ドアパネルが、前縁部、前縁部とほぼ平行な後縁部、ならびに、前縁部の端部と後縁部の端部との間に延びる下縁部および上縁部によって範囲が規定され、前記上縁部がウインドウフレームの縁部を規定し、補強要素が前縁部から後縁部に、上縁部と下縁部との間に、上縁部にほぼ平行に延びることと、の特徴の、１つまたは複数を備えている。

【0015】

本発明は、本発明によるドアアセンブリを備えた自動車にも関する。

【0016】

本発明は、本発明による補強要素を製造するための方法であって、
主部分の補強断面を形成するように、補強要素ブランクを熱間圧造（ｈｏｔ ｓｔａｍｐｉｎｇ）するステップと、
マルテンサイトで構成された構造を得るために、２７℃／秒以上の冷却率で補強要素を冷却するステップと、を含む方法にも関する。

【0017】

本発明の他の特徴および利点が、添付図面を参照して与えられる以下の詳細な説明を読むことにより、よりよく理解される。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】特定の実施形態によるドアアセンブリを示す図である。

【図2】図１のドアアセンブリの補強要素の斜視図である。

【図3】図２の補強要素の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面を示す図である。

【図4】図２の補強要素を製造するための方法の連続したステップを示す図である。

【図5】図２の補強要素を製造するための方法の連続したステップを示す図である。

【図6】図２の補強要素を製造するための方法の連続したステップを示す図である。

【図7】図２の補強要素を製造するための方法の連続したステップを示す図である。

【図8】図２の補強要素を製造するための方法の連続したステップを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下の説明では、内側、外側、前方、後方、横断方向、長手方向、垂直、および水平との用語は、自動車構造に組み付けられた際の図示の要素、部品、または構造の通常の向きを参照して解釈される。

【0020】

一実施形態による自動車両のドアアセンブリ３を図１に示す。

【0021】

この例示的実施形態のドアアセンブリ３は、旅客車両、たとえばピックアップトラックの、前方のドライバ側のドアである。

【0022】

ドアアセンブリ３は、ドア構造５および補強要素７を備えている。

【0023】

ドアアセンブリ３はさらに、ヒンジ補強要素９および１１、ならびに胴体中央部補強要素１３を備えている。

【0024】

ドア構造５は、ドアパネル２０およびウインドウフレーム２２を備えている。

【0025】

ドアパネル２０は、ドア外側パネル（示されていない）に結合するように定められたドア内側パネルである。これらパネルがともに結合される場合、ドア内側パネル２０とドア外側パネルとが、自動車の前部に面する前部と、自動車の後部に面する後部とを有する中心空間を規定する。

【0026】

ドア内側パネル２０は、前縁部２０ａ、後縁部２０ｂ、下縁部２０ｃ、および上縁部２０ｄによって範囲が規定されている。前縁部２０ａと後縁部２０ｂとは、互いに対してほぼ平行であり、ほぼ垂直方向に延びている。下縁部２０ｃと上縁部２０ｄとは、前縁部２０ａの端部と後縁部２０ｂの端部との間に延びている。下縁部２０ｃと上縁部２０ｄとは、互いに対してほぼ平行であり、ほぼ水平方向に延びている。

【0027】

ウインドウフレーム２２は、ドアガラスを受領するように定められた開口２４を規定する。ウインドウフレーム２２は、前縁部２２ａ、後縁部２２ｂ、下縁部２２ｃ、および上縁部２２ｄによって範囲が規定されている。下縁部２２ｃは、ドア内側パネル２０の上縁部２０ｄによって規定されている。下縁部２２ｃと上縁部２２ｄとは、互いに対してほぼ平行であり、ほぼ水平方向に延びている。前縁部２２ａと後縁部２０ｂとは、下縁部２２ｃの端部と上縁部２２ｄの端部との間に延びている。後縁部２０ｂは、ほぼ垂直方向に延びている。前縁部２２ａは、前方および後方に斜め方向に、上縁部２２ｄの前端部から下縁部２２ｃの前端部に延びている。前縁部２２ａ、後縁部２２ｂ、下縁部２２ｃ、および上縁部２２ｄは、開口２４を規定している。

【0028】

たとえば、ウインドウフレーム２２は、ドア内側パネル２０と一体に形成されている。

【0029】

ドア内側パネル２０およびウインドウフレーム２２は、鋼、たとえば、高い成形性の鋼で形成されている。鋼は、コーティングされているか、コーティングされていなくてもよい。

【0030】

たとえば、ドア内側パネル２０は、０．６５ｍｍの厚さを有している。

【0031】

たとえば、ウインドウフレーム２２は、１．１ｍｍの厚さを有している。

【0032】

ドア構造５は、たとえば、レーザ溶接したブランクを圧造することによって製造される。このブランクは、いくつかのブランクを溶接によって組み合わせることにより形成される。

【0033】

胴体中央部補強要素１３は、たとえば溶接またはボルトにより、前縁部２０ａにおいてドア内側パネル２０に取り付けられている。

【0034】

胴体中央部補強要素１３は、たとえば、３９０ＭＰａから４５０ＭＰａの間に含まれる引張り強度と、３００ＭＰａから３６０ＭＰａの間に含まれる降伏強度とを有する、冷間形成鋼などの鋼で形成されている。

【0035】

ヒンジ補強要素９と１１とは、上方ヒンジ補強要素９と下方ヒンジ補強要素１１とを備えている。上方ヒンジ補強要素９と下方ヒンジ補強要素１１とは、ドア内側パネル２０の外側において、ドア内側パネル２０に取り付けられ、それにより、ドア内側パネル２０とドア外側パネルとの間に形成された中心空間内に受領されるようになっている。

【0036】

上方ヒンジ補強要素９と下方ヒンジ補強要素１１とは、ドアアセンブリ３を車両ボディに結合するヒンジのエリアにおいて、ドア内側パネル２０を補強する。

【0037】

上方ヒンジ補強要素９と下方ヒンジ補強要素１１とは、鋼、好ましくは、プレスがされると引張り強度が１３００ＭＰａ以上となるプレス硬化鋼で形成されている。

【0038】

たとえば、プレス硬化鋼は、重量パーセントで、０．１０％≦Ｃ≦０．５％、０．５％≦Ｍｎ≦３％、０．１％≦Ｓｉ≦１％、０．０１％≦Ｃｒ≦１％、Ｔｉ≦０．２％、Ａｌ≦０．１％、Ｓ≦０．０５％、Ｐ≦０．１％、０．０００５％≦Ｂ≦０．０１０％を含み、残りが鉄と、製造の結果として避けられない不純物で構成されている組成を有している。

【0039】

プレス硬化鋼は、たとえばＵｓｉｂｏｒ（Ｒ）、具体的には、Ｕｓｉｂｏｒ（Ｒ）１５００またはＵｓｉｂｏｒ（Ｒ）２０００である。

【0040】

鋼は、コーティングされているか、コーティングされていなくてもよい。

【0041】

補強要素７は、ドア梁の形態である。

【0042】

側部の衝撃の衝突が生じる事象において、補強要素７は、衝撃力からのエネルギを吸収して、ドアアセンブリ３の他の部分の陥没および破損を防止するように定められ、それにより、車両の乗員を保護するようになっている。

【0043】

ドア内側パネル２０に取り付けられる場合、補強要素７は、ドア内側パネル２０にわたって、前縁部２０ａと後縁部２０ｂとの間を長さ方向に延びる。ドア内側パネル２０とドア外側パネルとがともに結合される場合、補強要素７は、ドア内側パネル２０とドア外側パネルとの間に形成された中心空間の、前部と後部との間にわたって長さ方向に延びる。

【0044】

補強要素７は、前縁部２０ａと後縁部２０ｂとの間を、主方向に沿って、たとえば、ほぼ水平な長手方向に沿って延びている。

【0045】

補強要素７はこうして、上縁部２０ｄまたはドア内側パネル２０にほぼ平行になっている。

【0046】

補強要素７は、主部分３０と、２つの端部、すなわち、前端部３２ａと後端部３２ｂとを備えている。主部分３０は、前端部３２ａと後端部３２ｂとの間に延びている。

【0047】

補強要素７は、ドア内側パネル２０に、前端部３２ａおよび後端部３２ｂにより、たとえば溶接によって取り付けられるように定められている。

【0048】

主部分３０は通常、補強要素７がドア内側パネル２０に取り付けられる際に、ドア内側パネル２０に向けられるように定められた内側面と、ドア外側パネルに向けられるように定められた外側面とを備えている。

【0049】

図２および図３にさらに詳細に示すように、主部分３０は、主方向に対してほぼ垂直な平面において延びる補強断面４０を有している。

【0050】

補強断面４０は通常、少なくとも４つの隣接する枝部４２を備え、各枝部が異なる方向に延び、２つの連続する枝部の各組が非ゼロの角度を形成し、少なくとも２つの前記非ゼロの角度が逆の符号である。

【0051】

補強断面４０はこうして、折り曲げられた形状を有している。

【0052】

この折り曲げられた形状により、補強要素７が衝撃を受けた際に、曲げられる前に、最初に広がる。したがって、補強要素７は、乗員のコンパートメント内に侵入することを避けることで自動車の乗員を保護し、また、最初に広がり、次いで曲がることにより、エネルギの大部分を吸収し得る。

【0053】

好ましくは、非ゼロの角度が実質的に、絶対値において、８０度から９０度の間、好ましくは、８５度から９０度の間に含まれる。

【0054】

この非ゼロの角度の値が高いことにより、補強要素７を広げるには大量のエネルギが必要であり、これにより、衝撃が生じる際に、補強要素７が、曲がる前にエネルギの大部分を吸収し得る。

【0055】

さらに、以下にさらに詳細に説明するように、隣接する枝部４２は、第１の枝部、第２の枝部、および第３の枝部を備え、第１の枝部が第２の枝部とともに第１の非ゼロの角度を形成し、第２の枝部が第３の枝部とともに第２の非ゼロの角度を形成し、第１の非ゼロの角度と第２の非ゼロの角度とは同じ符号である。第１の枝部は実質的に第１の平面において延び、第２の枝部は実質的に第２の平面において延び、第３の枝部は実質的に第３の平面において延び、第１の平面と、第２の平面と、第３の平面とは別々のものである。

【0056】

第１の枝部と第２の枝部とは、第１の弧状の連結部によってともに結合しており、第２の枝部と第３の枝部とは、第２の弧状の連結部によってともに結合している。

【0057】

そのような弧状の連結部はむしろ、鋭角の連結部よりも低い応力集中係数Ｋｔを与えている。

【0058】

第１の弧状の連結部の曲率半径と第２の弧状の連結部の曲率半径は、５ｍｍとｄ／２との間に実質的に含まれている。ｄは、第１の枝部と第３の枝部との間の距離である。この距離ｄは、第２の平面において測定される第１の平面と第３の平面との間の距離である。

【0059】

より具体的には、第１の平面と第２の平面とは、第１の交差線に沿って交差しており、第２の平面と第３の平面とは、第２の交差線に沿って交差している。第１の交差線と第２の交差線とは、ほぼ平行である。距離ｄはこのため、第１の交差線と第２の交差線との間の距離である。

【0060】

たとえば、上のように規定された、第１の枝部と第３の枝部との間の距離ｄは３０ｍｍである。この例では、第１の弧状の連結部の曲率半径と第２の弧状の連結部の曲率半径は、５ｍｍと１５ｍｍとの間に実質的に含まれている。

【0061】

曲率半径のこの値により、十分かつ一様な機械的特性を有する補強要素７を得ることができる。

【0062】

むしろ、以下にさらに詳細に開示するように、補強要素７は、たとえば、ほぼ平坦な補強要素ブランクを熱間圧造することによって製造される。圧造の間、曲率半径の選択された値により、ダイと、まだ形成されていない補強要素ブランクのエリアとの間の接触面が最小になる。したがって、そうでなければこれらエリアとダイとの間に生じ得る熱伝達が低減され、これにより、これらエリアが制御されずに冷却されることを防止する。制御されずに冷却がされると、機械的特性の一様性が劣り、かつ／または一様ではなくなる結果となる場合がある。

【0063】

隣接する枝部４２はさらに、第３の枝部とともに第３の非ゼロの角度を形成する第４の枝部をさらに含んでいる。第３の非ゼロの角度は、第１の非ゼロの角度および第２の非ゼロの角度とは逆の符号である。好ましくは、第３の枝部と第４の枝部も、弧状の連結部４３によってともに結合されている。

【0064】

主部分３０は、可変断面を有する場合がある。たとえば、少なくとも１つの枝部４２の長さ、および／または、補強断面４０の少なくとも１つの角度の絶対値が、主方向に沿って変化する場合がある。

【0065】

図２および図３に示す例では、補強断面４０は、７つの枝部である、第１の枝部４２ａ、第１の枝部４２ａに隣接する第２の枝部４２ｂ、第２の枝部４２ｂに隣接する第３の枝部４２ｃ、第３の枝部４２ｃに隣接する第４の枝部４２ｄ、第４の枝部４２ｄに隣接する第５の枝部４２ｅ、第５の枝部４２ｅに隣接する第６の枝部４２ｆ、および、第６の枝部４２ｅに隣接する第７の枝部４２ｆを備えている。

【0066】

補強断面はさらに、それぞれ第１の枝部４２ａと第７の枝部４２ｇとに結合され、それぞれ第１の枝部４２ａと第７の枝部４２ｇとともに非ゼロの角度を形成する、２つの脚部４４ａ、４４ｂを備えている。

【0067】

たとえば、補強断面４０は、第４の枝部４２ｄの中間を通過するほぼ水平な線について対称である。

【0068】

枝部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆは、異なる方向に延びている。

【0069】

むしろ、各枝部４２は、各々の隣接する枝部とともに非ゼロの方向付けられた角度を形成している。したがって、第１の枝部４２ａは第２の枝部４２ｂとともに第１の角度α_ａｂを形成し、第２の枝部４２ｂは第３の枝部４２ｃとともに第２の角度α_ｂｃを形成し、第３の枝部４２ｃは第４の枝部４２ｄとともに第３の角度α_ｃｄを形成し、第４の枝部４２ｄは第５の枝部４２ｅとともに第４の角度α_ｄｅを形成し、第５の枝部４２ｅは第６の枝部４２ｆとともに第５の角度α_ｅｆを形成し、第６の枝部４２ｆは第７の枝部４２ｇとともに第６の角度α_ｆｇを形成している。これら角度は非ゼロの角度である。

【0070】

第１の枝部は実質的に第１の平面において延び、第２の枝部は実質的に第２の平面において延び、第３の枝部は実質的に第３の平面において延び、第４の枝部は実質的に第４の平面において延び、第５の枝部は実質的に第５の平面において延び、第６の枝部は実質的に第６の平面において延び、第７の枝部は実質的に第７の平面において延びている。

【0071】

たとえば、第１の枝部４２ａ、第３の枝部４２ｃ、第５の枝部４２ｅ、および第７の枝部４２ｇは、ほぼ水平であり、第２の枝部４２ｂ、第４の枝部４２ｄ、および第６の枝部４２ｆは、ほぼ垂直である。したがって、第１の平面と、第３の平面と、第５の平面と、第７の平面とは、ほぼ平行である。第２の平面と第６の平面とはほぼ同じであるとともに、第４の平面に平行である。

【0072】

各枝部は、好ましくは、弧状の連結部によって隣接する枝部（複数の場合もある）に結合している。

【0073】

第１の枝部４２ａと第２の枝部４２ｂとは、第１の弧状の連結部によってともに結合され、第２の枝部４２ｂと第３の枝部４２ｃとは、第２の弧状の連結部によってともに結合され、第３の枝部４２ｃと第４の枝部４２ｄとは、第３の弧状の連結部によってともに結合され、第４の枝部４２ｄと第５の枝部４２ｅとは、第４の弧状の連結部によってともに結合され、第５の枝部４２ｅと第６の枝部４２ｆとは、第５の弧状の連結部によってともに結合され、第６の枝部４２ｆと第７の枝部４２ｇとは、第６の弧状の連結部によってともに結合されている。

【0074】

第１の角度α_ａｂ、第２の角度α_ｂｃ、第５の角度α_ｅｆ、および第６の角度α_ｆｇは同じ符号を有し、一方、第３の角度α_ｃｄと第４の角度α_ｄｅは、第１の角度α_ａｂ、第２の角度α_ｂｃ、第５の角度α_ｅｆ、および第４の角度α_ｆｇとは逆の符号を有する。

【0075】

したがって、第１の枝部４２ａ、第２の枝部４２ｂ、および第３の枝部４２ｃはともに、第１の方向、たとえば、ドア内側パネル２０に向けられた凹状カーブを形成している。第３の枝部４２ｃ、第４の枝部４２ｄ、および第５の枝部４２ｅはともに、第１の方向とは反対側の第２の方向、すなわち、ドア外側パネルに向けられた凹状カーブを形成している。第５の枝部４２ｅ、第６の枝部４２ｆ、および第７の枝部４２ｇはともに、第１の方向に向けられた凹状カーブを形成している。

【0076】

第１の枝部４２ａ、第２の枝部４２ｂ、および第３の枝部４２ｃを結合する弧状の連結部、すなわち、第１の弧状の連結部および第２の弧状の連結部は、第１の方向に向けられている。同様に、第５の枝部４２ｅ、第６の枝部４２ｆ、および第７の枝部４２ｇを結合する弧状の連結部、すなわち、第５の弧状の連結部および第６の弧状の連結部は、第１の方向に向けられている。

【0077】

第３の枝部４２ｃ、第４の枝部４２ｄ、および第５の枝部４２ｅを結合する弧状の連結部は、第２の方向に向けられている。

【0078】

第１の弧状の連結部の曲率半径と第２の弧状の連結部の曲率半径は、５ｍｍとｄ_１／２との間に実質的に含まれている。ｄ_１は、第１の枝部４２ａと第３の枝部４２ｃとの間の距離である。この距離ｄ_１は、第２の平面において測定される第１の平面と第３の平面との間の距離である。具体的には、上で説明したように、第１の平面と第３の平面とが、２つのほぼ平行な交差線に沿って第２の平面に交差し、距離ｄ_１は、図３に示すように、これら２つの交差線間の距離である。

【0079】

同様に、第５の弧状の連結部の曲率半径と第６の弧状の連結部の曲率半径は、５ｍｍとｄ_２／２との間に実質的に含まれている。ｄ_２は、第５の枝部４２ｅと第７の枝部４２ｇとの間の距離である。この距離ｄ_２は、第６の平面において測定される第５の平面と第７の平面との間の距離である。具体的には、第５の平面と第７の平面とが、２つのほぼ平行な交差線に沿って第６の平面に交差し、距離ｄ_２は、これら２つの交差線間の距離である。

【0080】

第１の弧状の連結部、第２の弧状の連結部、第５の弧状の連結部、および第６の弧状の連結部は、特に距離ｄ_１およびｄ_２が約３０ｍｍである場合に、好ましくは、５ｍｍから１５ｍｍの間に含まれる曲率半径を有している。

【0081】

たとえば、第３の弧状の連結部の曲率半径と第４の弧状の連結部の曲率半径も、実質的に、５ｍｍから１５ｍｍの間に含まれる。

【0082】

たとえば、ドア内側パネル２０に向けられた弧状の連結部、すなわち、第１の弧状の連結部、第２の弧状の連結部、第５の弧状の連結部、および第６の弧状の連結部の曲率半径は、ドア外側パネルに向けられた弧状の連結部、すなわち、第３の弧状の連結部および第４の弧状の連結部の曲率半径より大である。

【0083】

たとえば、自動車の内側に向けられた弧状の連結部の曲率半径は、１１ｍｍにほぼ等しく、自動車の外側に向けられた弧状の連結部の曲率半径は、８ｍｍにほぼ等しい。

【0084】

主部分３０は、０．６ｍｍから３ｍｍの間、たとえば、１ｍｍから１．５ｍｍの間に含まれる、横断方向に沿う主部分の寸法として規定された厚みを有している。

【0085】

補強断面４０の折り曲げられた幾何学形状により、主部分３０は、主部分３０の凸状の覆いの厚みとして規定され、横断方向に沿う主部分３０の厚みより大である厚み、たとえば、３０ｍｍから４０ｍｍの間に含まれる厚み、たとえば３６ｍｍの全体の厚みを有している。

【0086】

しかし、この全体の厚みは、補強要素が、ドア内側パネル２０とドア外側パネルとの間に規定された中心空間内に、やはりこの中心空間内に置かれた他の構造および機構に干渉することなく取り付けられ得るように、十分に小さいままである。

【0087】

好ましくは、補強要素７の主部分３０は、プレスされると、１３００ＭＰａ以上の引張り強度を有するプレス硬化鋼で形成されている。

【0088】

たとえば、プレス硬化鋼は、重量パーセントで、０．１０％≦Ｃ≦０．５％、０．５％≦Ｍｎ≦３％、０．１％≦Ｓｉ≦１％、０．０１％≦Ｃｒ≦１％、Ｔｉ≦０．２％、Ａｌ≦０．１％、Ｓ≦０．０５％、Ｐ≦０．１％、０．０００５％≦Ｂ≦０．０１０％を含み、残りが鉄と、製造の結果として避けられない不純物で構成されている組成を有している。

【0089】

プレス硬化鋼は、たとえばＵｓｉｂｏｒ（Ｒ）、具体的には、Ｕｓｉｂｏｒ（Ｒ）１５００またはＵｓｉｂｏｒ（Ｒ）２０００である。

【0090】

鋼は、コーティングされているか、コーティングされていなくてもよい。

【0091】

好ましくは、プレス硬化鋼は、鋼がプレスされる前は、基本的にフェライトおよびパーライトで構成された構造を有し、プレスした後は、マルテンサイトで構成された構造を有している。

【0092】

こうして、補強要素７の主部分３０は、マルテンサイトで構成された構造を有する鋼で形成されている。

【0093】

補強要素７は、たとえば、補強要素ブランクを熱間圧造することによって製造される。補強要素ブランクは、このブランクが補強要素７を形成するように熱間圧造され得るように適合した形状を有するほぼ平坦なブランクである。

【0094】

補強要素７を形成するための熱間圧造プロセスが図４から図８に示されている。

【0095】

補強要素ブランク５０は、最初に適切な温度、たとえば９００度に加熱され、下方ダイ５４、ウィッパダイ５６、およびパンチ５８を含む、ダブルアクションのプレス５２内に置かれる。

【0096】

最初に（図４）、ブランク５０が下方ダイ５４上に置かれる。この下方ダイ５４の形状は、形成される補強要素７の形状と相補的である。下方ダイ５４で折り曲げられる補強要素７の曲率半径により、まだ形成されていないブランク５０と、下方ダイ５４との間の接触が最小になりそれにより、ブランク５０から下方ダイ５４への熱伝達が低減されるようになる。

【0097】

第２の枝部から第６の枝部の、補強要素７の部分とほぼ相補的な形状を有するパンチ５８は、これら枝部（図５および図６）を形成するために、ブランク５０上に押圧される。

【0098】

図５および図６に示すように、下方ダイ５４とパンチ５８で折り曲げられる補強要素７の曲率半径により、一方ではブランク５０と、他方ではパンチ５８および下方ダイ５４との間の接触面が、すでに形成されたか、形成されているブランクのエリアに実質的に低減される。したがって、このステップの間、まだ形成されていないブランク５０のエリアから下方ダイ５４およびパンチ５８への熱伝達が低減される。

【0099】

ウィッパダイ５６は次いで、第１の弧状の連結部を伴う第１の枝部と、第６の弧状の連結部を伴う第７の枝部とを形成するように、ブランク５０に押圧される。このステップの間、図７および図８に示すように、ブランク５０とウィッパダイ５６との間の接触面も、すでに形成されたか、形成されている、ブランク５０のエリアに実質的に低減される。

【0100】

熱間圧造の後には、補強要素は、マルテンサイトで構成された構造を得るために、２７℃／秒以上の冷却率で、周囲の温度まで冷却される。

【0101】

具体的には、冷却率は、枝部４２間の連結部を形成する領域におけるフェライトの形成を避けるように選択される。むしろ、これら領域は、熱間圧造の間に最も変形される領域であり、それにより、フェライトの形成がこれら領域に生じ得る。

【0102】

プレス５２と、まだ形成されていない、加熱されたブランク５０のエリアとの間の熱伝達が低減されるため、微細構造、そしてひいては、補強要素７の機械的特性が制御され、一様になる。

【0103】

たとえば、いくつかの補強要素７は、ブランクを圧造し、次いで、補強要素を形成するように、圧蔵されたブランクをカットすることにより、製造することができ、切断線は、２つの別個の補強要素７の２つの隣接する脚部４４ａと４４ｂとの間に位置している。

【0104】

代替的には、脚部４４ａ、４４ｂは、マルテンサイト、ベイナイト、および任意選択的にフェライトを含む構造を有し、主部分３０の残りの部分は、マルテンサイトで構成された構造を有する。したがって、マルテンサイト、ベイナイト、および任意選択的にフェライトを含む構造を有する脚部４４ａ、４４ｂを有することにより、切断がより容易になる。

【0105】

むしろ、いくつかの補強要素７が、ブランクを圧造し、次いで、圧造されたブランクを切断することによって製造される場合、マルテンサイト、ベイナイト、および任意選択的にフェライトを含む構造を有する脚部４４ａ、４４ｂを有することにより、切断がより容易になる。

【0106】

補強要素７内の様々な構造は、圧造の間、脚部４４ａ、４４ｂに、主部分３０の残りの部分に適用される温度とは異なる温度を適用することによって得られる。

【0107】

１３００ＭＰａ以上の引張り強度を有する鋼の使用により、補強要素７によって与えられる、側部の衝撃に対する保護を向上させることが可能になる。さらに、プレス硬化鋼の使用により、鋼のネッキングまたは厚みの増大を得ることなく、補強要素７を形成するように、ブランクが熱間圧造されるような、ブランクの良好な成形性と、熱間圧造された後の補強要素７の高い強度と、の両方が与えられる。

【0108】

主セクションの折り曲げられた幾何学形状により、補強要素７に衝撃が生じた際に、補強要素７が曲がる前に、補強断面４０が衝撃の場所で最初に広がる。こうして、補強要素は、曲がる前にエネルギの大部分を吸収し得る。

【0109】

例示的実施形態のドアアセンブリ３は、旅客車両のフロントのドライバ側のドアであるが、ドアアセンブリは代替的に、乗客側または後方の車両ドアとしての使用のために構成することができる。ドアアセンブリ３は、たとえば、ピックアップトラック、スポーツ汎用車、トラック、個人輸送車両を含む、旅客車両および他のタイプの自動車の各セグメントの全領域に適用されるように構成することもできる。

【0110】

別の実施形態によれば、２つの連続する枝部によって形成された各角度は、各隣接する角度の符号とは逆の符号を有している。すなわち、２つの他の枝部に隣接する各枝部４２は、これら２つの枝部とともに、反対の符号の２つの角度を形成する。補強断面は、たとえば、Ｗの形状を有する場合がある。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】