(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022008338
(43)【公開日】2022-01-13
(54)【発明の名称】車体後部構造およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
B62D 21/15 20060101AFI20220105BHJP
B62D 25/20 20060101ALI20220105BHJP
B60R 19/04 20060101ALI20220105BHJP
B60R 19/24 20060101ALI20220105BHJP
C21D 9/00 20060101ALI20220105BHJP
C21D 9/50 20060101ALI20220105BHJP
C21D 1/18 20060101ALI20220105BHJP
C22C 38/00 20060101ALI20220105BHJP
C22C 38/04 20060101ALI20220105BHJP
C22C 38/32 20060101ALI20220105BHJP
C22C 38/58 20060101ALI20220105BHJP
【ＦＩ】
B62D21/15 C
B62D25/20 H
B60R19/04 M
B60R19/24 R
C21D9/00 A
C21D9/50 101Z
C21D1/18 C
C22C38/00 301Z
C22C38/04
C22C38/32
C22C38/58
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021145217
(22)【出願日】2021-09-07
(62)【分割の表示】P 2018528987の分割
【原出願日】2016-12-09
(31)【優先権主張番号】PCT/IB2015/059487
(32)【優先日】2015-12-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IB
(71)【出願人】
【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】イバン・ビオー
【テーマコード（参考）】
3D203
4K042
【Ｆターム（参考）】
3D203BA03
3D203BA06
3D203BA07
3D203BB24
3D203BB25
3D203CA02
3D203CA26
3D203CA35
3D203CA36
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3D203CA73
3D203DA08
3D203DA22
4K042AA24
4K042AA25
4K042BA01
4K042BA02
4K042BA05
4K042CA02
4K042CA06
4K042CA09
4K042CA10
4K042CA12
4K042DA01
4K042DD01
(57)【要約】 （修正有）
【課題】車両への後部衝撃の場合の改善された耐衝撃性を提供し、特に、そのような衝撃の場合に燃料タンクの改善された保護を提供する車体後部構造を提供する。
【解決手段】長手方向に延びている後部レール１０、１２と、長手方向に対して横断して延びている後部バンパービーム２１とを備え、後部レールが長手方向に沿って離隔された後端１０ａおよび前端１０ｂを有し、後端が後部バンパービーム２１に接続されており、後部レールがその後端から車両の前方に向かって延びている車体後部構造２であって、後部レールは、少なくとも前部３７、中間部３９および後部４１を備え、前部は、車両の燃料タンクに沿って延びるように意図されており、前部の塑性変形に対する抵抗は、中間部の塑性変形に対する抵抗よりも大きく、中間部の塑性変形に対する抵抗それ自体が後部の塑性変形に対する抵抗よりも大きい。
【選択図】図１
【解決手段】長手方向に延びている後部レール１０、１２と、長手方向に対して横断して延びている後部バンパービーム２１とを備え、後部レールが長手方向に沿って離隔された後端１０ａおよび前端１０ｂを有し、後端が後部バンパービーム２１に接続されており、後部レールがその後端から車両の前方に向かって延びている車体後部構造２であって、後部レールは、少なくとも前部３７、中間部３９および後部４１を備え、前部は、車両の燃料タンクに沿って延びるように意図されており、前部の塑性変形に対する抵抗は、中間部の塑性変形に対する抵抗よりも大きく、中間部の塑性変形に対する抵抗それ自体が後部の塑性変形に対する抵抗よりも大きい。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
長手方向に延びる後部レール（１０、１２）と、長手方向に対して横断方向に延びる後部バンパービーム（２１）とを備え、後部レール（１０、１２）が、長手方向に沿って離隔された後端（１０ａ）および前端（１０ｂ）を有し、後端（１０ａ）が後部バンパービーム（２１）に接続され、後部レール（１０、１２）が、その後端（１０ａ）から車両の前方に向かって延びている車体後部構造（２）であって、
後部レール（１０、１２）が、少なくとも前部（３７）、中間部（３９）および後部（４１）を備え、前部（３７）が車両の燃料タンクに沿って延びるように意図されており、前部（３７）の塑性変形に対する抵抗が中間部（３９）の塑性変形に対する抵抗よりも大きく、中間部（３９）の塑性変形に対する抵抗それ自体が後部（４１）の塑性変形に対する抵抗よりも大きいことと、および、
車体後部構造（２）が、長手方向に垂直な方向におけるその変形を防止するように後部レール（１０、１２）の変形を案内するように意図された案内構造（５１）をさらに備えることと、を特徴とする車体後部構造（２）。
後部レール（１０、１２）が、少なくとも前部（３７）、中間部（３９）および後部（４１）を備え、前部（３７）が車両の燃料タンクに沿って延びるように意図されており、前部（３７）の塑性変形に対する抵抗が中間部（３９）の塑性変形に対する抵抗よりも大きく、中間部（３９）の塑性変形に対する抵抗それ自体が後部（４１）の塑性変形に対する抵抗よりも大きいことと、および、
車体後部構造（２）が、長手方向に垂直な方向におけるその変形を防止するように後部レール（１０、１２）の変形を案内するように意図された案内構造（５１）をさらに備えることと、を特徴とする車体後部構造（２）。
【請求項2】
案内構造（５１）が、後部レール（１０）の上方への変形を防止するように後部レール（１０、１２）の変形を案内するように意図されている、請求項１に記載の車体後部構造（２）。
【請求項3】
案内構造（５１）が、互いに離隔された支持領域において案内レール（１０）に垂直下方にもたれるように意図された２つの脚部（５３）を備える、請求項１または請求項２に記載の車体後部構造（２）。
【請求項4】
一方の支持領域が中間部（３９）に配置されている一方で、他方の支持領域が前部（３１）に配置されている、請求項３に記載の車体後部構造（２）。
【請求項5】
前部（３７）の降伏強度（Ｒｅｆ）による前部（３７）の壁厚（ｔｆ）の２乗の積（Ｐｆ）が、中間部（３９）の降伏強度（Ｒｅｉ）による中間部（３９）の壁厚（ｔｉ）の２乗の積（Ｐｉ）よりも大きく、中間部（３９）の降伏強度（Ｒｅｉ）による中間部（３９）の壁厚（ｔｉ）の２乗の積（Ｐｉ）それ自体が後部（４１）の降伏強度（Ｒｅｒ）による後部（３７）の壁厚（ｔｒ）の２乗の積（Ｐｒ）よりも大きい、請求項１から４のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項6】
前部（３７）の降伏強度（Ｒｅｆ）が、中間部（３９）の降伏強度（Ｒｅｉ）よりも大きく、中間部（３９）の降伏強度（Ｒｅｉ）それ自体が後部（４１）の降伏強度（Ｒｅｒ）よりも大きい、および／または、前部（３７）の壁厚（ｔｆ）が、中間部（３９）の壁厚（ｔｉ）よりも大きく、中間部（３９）の壁厚（ｔｉ）それ自体が後部（４１）の壁厚（ｔｒ）よりも大きい、請求項１から５のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項7】
後部（４１）が長手方向に沿って中間部（３９）に隣接しており、中間部（３９）が長手方向に沿って前部（３７）に隣接している、請求項１から６のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項8】
後部（４１）が、プレス硬化後、３６０から４００ＭＰａの間に含まれる降伏強度Ｒｅを有するプレス硬化鋼部品であるか、または、プレス硬化後、７００から９５０ＭＰａの間に含まれる降伏強度Ｒｅを有するプレス硬化鋼部品であり、前部（３７）が、プレス硬化後、９５０から１２００ＭＰａの間に含まれる降伏強度Ｒｅを有するプレス硬化鋼部品であるか、または、プレス硬化後、１２６０ＭＰａよりも大きい降伏強度Ｒｅを有するプレス硬化鋼部品である、請求項１から７のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項9】
後部（４１）が、プレス硬化後、３６０から４００ＭＰａの間に含まれる降伏強度Ｒｅを有し且つ約１．６ｍｍの壁厚を有するプレス硬化鋼部品であるか、または、プレス硬化後、７００から９５０ＭＰａの間に含まれる降伏強度Ｒｅを有し、約１．４ｍｍの壁厚を有するプレス硬化鋼部品である、請求項８に記載の車体後部構造（２）。
【請求項10】
前記中間部（３７）が約１．７ｍｍの壁厚を有する、請求項８または請求項９に記載の車体後部構造（２）。
【請求項11】
前部（３７）が、プレス硬化後、９５０から１２００ＭＰａの間に含まれる降伏強度Ｒｅを有し且つ約１．７ｍｍの壁厚を有するプレス硬化鋼部品であるか、または、前部（３７）が、プレス硬化後、１２６０ＭＰａよりも大きい降伏強度Ｒｅを有し且つ約１．６ｍｍの壁厚を有するプレス硬化鋼部品である、請求項８から１０のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項12】
中間部（３９）の前部が、プレス硬化後、７００から９５０ＭＰａの降伏強度Ｒｅを有するプレス硬化鋼部品である、請求項１１に記載の車体後部構造。
【請求項13】
後部レール（１０）の後部（４１）が、衝撃中に後部レール（１０）が制御可能に変形するのを可能とするように衝撃吸収領域（４７）を備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項14】
燃料タンクをさらに備え、後部レール（１０、１２）の前部（３７）が燃料タンクに沿って延びている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項15】
２つの後部レール（１０、１２）と、後部中間横ビーム（２３）と、前部中間横ビーム（２５）と、前部横ビーム（２７）とを備え、前部中間横ビーム（２５）、前部横ビーム（２７）および後部レール（１０、１２）が、燃料タンク（３５）を受けるためのフレーム（３５）をそれらの間で画定し、後部レール（１０、１２）の前部（３７）が、前部横ビーム（２７）と前部中間横ビーム（２５）との間に延びている、請求項１から１４のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項16】
前部横ビーム（２７）が、後部レール（１０ａ、１０ｂ）の前端（１０ａ、１０ｂ）の間に延びている、請求項１５に記載の車体後部構造（２）。
【請求項17】
後部レール（１０、１２）の前部（３７）が、前部横ビーム（２７）から少なくとも前部中間横ビーム（２５）まで延びている、請求項１５または請求項１６に記載の車体後部構造（２）。
【請求項18】
請求項１から１７のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）を備える車体。
【請求項19】
後部レール（１０）を製造するステップを備える請求項１から１７のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）を製造する方法において、前記ステップが、
後部レール（１０、１２）における異なる組成または厚さを有する部分と少なくとも同程度の数の異なるブランクを一体に溶接することによって得られるテーラード溶接ブランクを提供するステップであって、これらのブランクのそれぞれが対応する後部レール部の所望の特性に応じた組成および／または厚さを有するステップと、
このテーラード溶接ブランクを所望の形状に成形するステップと、
からなる連続ステップを備える、方法。
後部レール（１０、１２）における異なる組成または厚さを有する部分と少なくとも同程度の数の異なるブランクを一体に溶接することによって得られるテーラード溶接ブランクを提供するステップであって、これらのブランクのそれぞれが対応する後部レール部の所望の特性に応じた組成および／または厚さを有するステップと、
このテーラード溶接ブランクを所望の形状に成形するステップと、
からなる連続ステップを備える、方法。
【請求項20】
成形ステップが、テーラード溶接ブランクを熱間成形するステップであり、前記熱間成形後に、制御された冷却速度で熱間成形されたテーラード溶接ブランクを冷却するステップが続く、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
後部レール（１０）の少なくとも２つの部分（３７、３９、４１）が、同じ組成を有し、各部（３７、３９、４１）において異なる降伏強度を得るように成形中または成形後に異なる熱処理を受ける、請求項１９または請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車体後部構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、車両の車体後部構造は、燃料タンクの後部に配置され、車両の後部における衝撃に応答して変形することによって衝撃エネルギを吸収し、それゆえにそのような衝撃の場合において燃料タンクを保護するように意図された一連の構造を含む。これらの構造は、後部バンパービーム、および車体後部構造の後部レールの後端と該バンパービームとの間に位置するクラッシュボックスを含む。
【0003】
後部レールは、クラッシュボックスの前方に配置されている。それらは、従来、バンパービームおよびクラッシュボックスのものよりも大きく且つ車体の構成要素に衝撃力を伝達するために意図された抵抗を有する。後部レールの前部は、車輪ケーシングの前方において、通常は車両の後部に位置する車両の燃料タンクに沿って延びている。
【0004】
車両の後部に高速の衝撃が加わった場合、上述した従来の衝撃吸収構造は、衝撃エネルギを十分に吸収しない場合があり、衝撃が後部レールの破砕をもたらすことがある。このような制御されない破砕は、車体後部構造のいくつかの要素がガスタンクに侵入し、それゆえに燃料タンクを損傷させ、燃料のこぼれをもたらし、最終的には車両の爆発をもたらす可能性がある。したがって、高速衝撃の場合であっても、燃料タンクの損傷は回避されるべきである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の１つの目的は、車両への後部衝撃の場合の改善された耐衝撃性を提供し、特に、そのような衝撃の場合に燃料タンクの改善された保護を提供する車体後部構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
そのため、本発明は、請求項１に記載の車体後部構造に関する。
【0007】
請求項２から請求項１７に記載の車両の車体後部の具体的な実施形態に関する。
【0008】
本発明はまた、上述の定義された車体後部構造を備える車体に関する。
【0009】
本発明はまた、請求項１９から請求項２１に記載の車両の車体後部構造の製造方法に関する。
【0010】
本発明の他の特徴および利点は、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ってよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下の詳細な説明において、内側、外側、前方、後方、横断方向、長手方向、垂直方向、水平方向、上部および下部という用語は、車両構造上に組み立てられ、車両が水平面上にあるときの図示された要素、部品または構造の通常の向きを参照して解釈される。
【0013】
実施形態にかかる車体後部構造２が図１に示されている。車体前部構造２は、あらゆる種類の四輪車の車体後部構造、特にユニット化された車体の車体前部構造とすることができる。
【0014】
車体前部構造２は、フレームアセンブリ４を備える。フレームアセンブリ４は、２つの後部レール１０、１２と、後部バンパービーム２１とを備える。
【0015】
各後部レール１０、１２は、実質的に車両の長手方向に沿って延びている。後部レール１０は、車体の前後方向において車両の一方側に延びている。それは、後端１０ａおよび前端１０ｂを備える。同様に、後部レール１２は、後端１２ａおよび前端１２ｂを備える。
【0016】
後部バンパービーム２１は、実質的に長手方向に対して横方向に延びている。それは、後部レール１０、１２の後部に延びている。各後部レール１０、１２の後端１０ａ、１２ａは、特にクラッシュボックス３１、３３を介して、後部バンパービーム２１に接続されている。より詳細には、後部バンパービーム２１は、特に前記クラッシュボックス３１、３３を介して、後部レール１０、１２の後端１０ａ、１２ａにおいて長手方向に支えられている。
【0017】
各後部レール１０、１２の前端１０ｂ、１２ｂは、車体の構造要素に接続されている。
【0018】
図１に示す例において、フレームアセンブリ４は、後部中間横ビーム２３と、前部中間横ビーム２５と、前部横ビーム２７とをさらに備える。
【0019】
前部横ビーム２７は、後部レール１０、１２の前端１０ｂ、１２ｂの間に延びている。それは、車両の車輪ケーシングの前方に延びるように意図されている。
【0020】
後部および前部中間横ビーム２３、２５は、後部横ビーム２１と前部横ビーム２７との間に延びている。それらは、側端において後部レール１０、１２に接続されている。後部および前部中間横ビーム２３、２５は、車両の車輪ケーシングに配置され、この領域において車体後部を補強する。
【0021】
前部中間横ビーム２５、前部横ビーム２７および後部レール１０、１２は、車両の燃料タンクを受けるように意図されたフレーム３５をそれらの間で画定する。燃料タンクは、図面を過度に複雑化しないように図面には示されていない。
【0022】
後部レール１０、１２は、横方向に関して左右対称に一対設けられている。以下では、左側後部レール１２についても同様の説明が適用されることを理解した上で、右側後部レール１０を参照して説明する。
【0023】
図２および図３からわかるように、後部レール１０は、略Ｕ字形である。それは、車両の外側に向けられた外側フランク３４と、車両の内側に向けられた外側フランク３４に平行な内側フランク３５とを備える。後部レール１０は、車両の底部に向けられた底部３６をさらに備え、底部は、内側および外側フランク３４、３５と略直交している。Ｕ字形の後部レール１０は、上向きに開放する。
【0024】
後部レール１０は、略長手方向に延びている。それは、前端１０ｂから後端１０ａにかけて、前部３７と、中間部３９と、後部４１とを備える。中間部３９は、前部３７を後方に延ばし、後部４１によってそれ自体が後方に延ばされている。前部３７、中間部３９および後部４１は、長手方向に沿って互いに隣接している。
【0025】
この例において、中間部３９の前端は、前部３７の後端に直接接続されている。中間部３９の後端は、後部４１の前端に直接接続されている。
【0026】
前部３７は、車両の燃料タンクに沿って長手方向に延びるように意図されている。その前端は、後部レール１０の前端１０ｂを形成する。図１に示す例において、前部３７は、前部横ビーム２７と前部中間横ビーム２５との間に延びている。前部３７は、略水平方向に延びる長手方向面内で湾曲している。
【0027】
中間部３９は、略直線状である。それは、前部３７と後部４１との間において長手方向に沿って延びている。図１に示す例において、中間部３９は、前部中間横ビーム２５から車体後部構造の後部に向かって延びている。この例において、後部中間横ビーム２７は、後部レール１０、１２の中間部３９の間において横断方向に延びている。
【0028】
後部４１は、略直線状である。後部４１の後端は、後部レール１０の後端１０ａを形成する。
【0029】
後部４１、中間部３９および前部３７のそれぞれは、Ｕ字形であり、内壁、外壁および底部を備え、それぞれが内壁３５、外壁３４および後部レール１０の底部３６を形成する。
【0030】
後部レール１０は、例えば二相鋼またはプレス硬化されたホウ素入り鋼などの鋼製である。
【0031】
本発明によれば、前部３７、中間部３９および後部４１は、塑性変形に対する異なる抵抗をそれぞれ有し、塑性変形に対する抵抗は、後部レール１０の後端１０ａから後部レール１０の前端１０ｂまで増加する。
【0032】
より具体的には、前部３７の塑性変形に対する抵抗は、中間部３９の塑性変形に対する抵抗よりも大きく、ひいては後部４１の塑性変形に対する抵抗よりも大きい。
【0033】
考えられる後部レール部分の壁厚ｔが増加するのにともない、ならびに前記後部レール部を形成する材料の降伏強度が増加するのにともない、塑性変形に対する抵抗は増加する。
【0034】
より具体的には、後部レール１０の各部の塑性変形に対する抵抗は、後部レール１０の考えられる部分の降伏強度Ｒｅと、前記部分の壁厚ｔの２乗との積Ｐによって特徴付けることができる。
【0035】
有利には、この積Ｐは、後部レール１０の後端１０ａから前端１０ｂに向かって増加する。
【0036】
より具体的には、前部３７の積Ｐは、中間部３９の積Ｐよりも大きく、積Ｐは、後部４１の積Ｐよりも大きい。換言すれば、後部レール１０の各部について、厚さｔおよび降伏強度Ｒｅは、積Ｐが後部レール１０の後部から前部まで１つの部分から次の部分まで増加するように選択される。
【0037】
１つの特定の実施形態によれば、前部３７を形成する材料の降伏強度Ｒｅｆは、中間部３９を形成する材料の降伏強度Ｒｅｉよりも大きく、これは、ひいては後部４１を形成する材料の降伏強度Ｒｅｒよりも大きい。それゆえに、Ｒｅｆ＞Ｒｅｉ＞Ｒｅｒである。
【0038】
例えば、後部４１を形成する鋼の降伏強度Ｒｅｒは、２００から７００ＭＰａからなることができ、中間部３９を形成する鋼の降伏強度Ｒｅｉは、３００から１３００ＭＰａからなり、前部３７を形成する鋼の降伏強度Ｒｅｆは、４００から１５００ＭＰａからなる。
【0039】
特に、前部３７を形成する材料の降伏強度Ｒｅｆは、後部４１を形成する材料の降伏強度よりも少なくとも１００ＭＰａだけ大きい。
【0040】
代替として、後部レール１０の壁厚ｔは、後端１０ａから前端１０ｂに向かって増加する。
【0041】
より具体的には、前部３７の壁厚ｔｆは、中間部３９の壁厚ｔｉよりも大きく、中間部３９の壁厚ｔｉそれ自体が後部４１の壁厚ｔｒよりも大きい。換言すれば、ｔｆ＞ｔｉ＞ｔｒである。
【0042】
例えば、前部３７の壁の厚さｔｆは、１．４から３ｍｍの間に含まれることができる一方で、中間部分３９の壁の厚さｔｒは、１．４から３ｍｍの間に含まれ、後部４１の壁の厚さｔｉは、１から２ｍｍの間に含まれる。
【0043】
具体的には、前部３７の壁厚ｔｆは、後部４１の壁厚ｔｒよりも少なくとも０．４ｍｍだけ大きい。
【0044】
有利には、後部レール１０の降伏強度Ｒｅおよび壁厚ｔは、後部レール１０の後端１０ａから前端１０ｂまで増加する。より具体的には、以下の関係が適用される：ｔｆ＞ｔｉ＞ｔｒおよびＲｅｆ＞Ｒｅｉ＞Ｒｅｒ。
【0045】
この後部４１から前部３７までの後部レール１０の長さに沿った塑性変形に対する抵抗の漸進的な増加は、車両の後部における衝突の場合の車両の改善された耐衝撃性をもたらす。
【0046】
実際に、そのような十分な強度の衝撃の場合、後部レール１０の後部４１は変形し、衝撃エネルギのかなりの部分を吸収する。前部３７の塑性変形に対する抵抗は、後部４１のものよりも大きいことから、衝撃の結果として実質的に無傷のままであり、それゆえに、後部本体構造の他の構成要素が、前部３７がそれに沿って延びている燃料タンクに侵入するのを防止する。この特徴は、衝撃による燃料タンクへの損傷やそれから生じる燃料がこぼれる可能性を回避するとともに、車両後部における衝撃から生じる爆発のリスクを低減するために重要である。前部３７と後部４１との中間である塑性変形に対する抵抗を有する中間部３９は、後部４１が変形した後にのみ変形し、変形することにより、衝撃エネルギを吸収して前部３７を保護する。それは、後部レール１０の前部および中間部３７、３９を無傷のまま維持することによって後部４１と前部３７との間の塑性ヒンジを管理するのに役立つとともに、後部は、最も早い衝突段階において変形することによって衝突エネルギの大部分を吸収しており且つ衝突の後期段階において局所的な塑性ヒンジが発生するときに望ましくない物質的故障リスクを回避している。
【0047】
１つの実施形態によれば、前部、後部および中間部３７、４１、３９のそれぞれは、その全長に沿って同じ降伏強度を有する。
【0048】
例えば、後部４１は、プレス硬化後、３６０から４００ＭＰａの降伏強度Ｒｅを有するプレス硬化鋼部品である。より具体的には、それは、炭素含有量が０．０４重量％から０．１重量％からなり且つマンガン含有量が０．３重量％から２．０重量％であるプレス硬化鋼から構成される。さらにより具体的には、後部４１の鋼組成は、重量％で以下を含む：０．０４％≦Ｃ≦０．１％、０．３％≦Ｍｎ≦２．０％、Ｓｉ≦０．３％、Ｔｉ≦０．０８％、０．０１５≦Ｎｂ≦０．１０％、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ≦０．１％であり、残りは、鉄と、その精錬から生じる不可避的不純物である。この後部４１は、有利には、約１．６ｍｍの壁厚を有する。
【0049】
後部４１はまた、約１．４ｍｍの壁厚を有することができ、プレス硬化後、７００から９５０ＭＰａの降伏強度Ｒｅを有するプレス硬化鋼部品とすることができる。より具体的には、後部４１は、０．０６重量％から０．１重量％からなる炭素含有量と、１．４重量％から１．９重量％からなるマンガン含有量とを有するプレス硬化鋼から構成される。さらにより具体的には、後部４１の鋼組成物は、合金元素としてＮｂ、Ｔｉ、Ｂをさらに含むことができる。
【0050】
前部３７は、約１．７ｍｍの壁厚を有する。それは、プレス硬化後、９５０から１２００ＭＰａの降伏強度Ｒｅを有するプレス硬化鋼部品である。より具体的には、それは、０．２０重量％から０．２５重量％の炭素含有量および１．１重量％から１．４重量％のマンガン含有量を有するプレス硬化鋼から構成される。さらにより具体的には、前部３７の鋼組成物は、重量％で以下を含む：０．２０％≦Ｃ≦０．２５％、１．１％≦Ｍｎ≦１．４％、０．１５％≦Ｓｉ≦０．３５％、≦Ｃｒ≦０．３０％、０．０２０％≦Ｔｉ≦０．０６０％、０．０２０％≦Ａｌ≦０．０６０％、Ｓ≦０．００５％、Ｐ≦０．０２５％、０．００２％≦Ｂ≦０．００４％であり、残りは、鉄と、その精錬から生じる不可避的不純物である。
【0051】
前部３７は、約１．６ｍｍの壁厚を有することができ、プレス硬化後、１２６０ＭＰａよりも大きい降伏強度Ｒｅを有するプレス硬化鋼部品から構成されることができる。より具体的には、鋼組成物は、例えば、重量％で以下を含む：０．２４％≦Ｃ≦０．３８％、０．４０％≦Ｍｎ≦３％、０．１０％≦Ｓｉ≦０．７０％、０．０１５％≦Ａｌ≦０．０７０％、Ｃｒ≦２％、０．２５％≦Ｎｉ≦２％、０．０１５％≦Ｔｉ≦０．１０％、Ｎｂ≦０．０６０％、０．０００５％≦Ｂ≦０．００４０％、０．００３％≦Ｎ≦０．０１０％、Ｓ≦０．００５％、Ｐ≦０．０２５％であり、残りは、鉄と、その精錬から生じる不可避的不純物である。
【0052】
中間部３９は、約１．７ｍｍの壁厚を有し、プレス硬化後、７００から９５０ＭＰａの降伏強度Ｒｅを有するプレス硬化鋼部品である。より具体的には、中間部３９は、０．０６重量％から０．１重量％からなる炭素含有量と、１．４重量％から１．９重量％からなるマンガン含有量とを有するプレス硬化鋼から構成される。さらにより具体的には、中間部３９の鋼組成物は、合金元素としてＮｂ、Ｔｉ、Ｂをさらに含むことができる。
【0053】
後部レール１０の第２の例によれば、後部レール１０の部分３７、３９、４１のうちの少なくとも２つの部分は、同一の厚さおよび同一の組成であるが、異なる降伏強度を有することができ、降伏強度の差異は、異なる部分に異なる熱処理を施すことによって得られる。
【0054】
例えば、前部３７および中間部３９は、１．７ｍｍの同じ厚さおよび同じ組成を有する。より具体的には、前部３７および中間部３９の鋼組成物は、重量％で以下を含む：０．２０％≦Ｃ≦０．２５％、１．１％≦Ｍｎ≦１．４％、０．１５％≦Ｓｉ≦０．３５％、≦Ｃｒ≦０．３０％、０．０２０％≦Ｔｉ≦０．０６０％、０．０２０％≦Ａｌ≦０．０６０％、Ｓ≦０．００５％、Ｐ≦０．０２５％、０．００２％≦Ｂ≦０．００４％であり、残りは、鉄と、その精錬から生じる不可避的不純物である。しかしながら、前部３７は、９５０から１２００ＭＰａからなる降伏強度Ｒｅを有し、中間部３９は、７００から９５０ＭＰａの降伏強度を有する。
【0055】
図３に示すように、後部レール１０は、その後部４１において、衝撃中に後部レール１０を制御可能に変形させるのを可能とするために、衝撃吸収領域（ｃｒｕｍｐｌｅ ｚｏｎｅ）４７を備えてもよい。この実施形態において、衝撃吸収領域４７は、後部４１の後部領域、特に後部４１の後半部にのみ形成されている。
【0056】
衝撃吸収領域は、例えば、後部４１の壁に形成された開口または空洞またはリブを含むことができる。図３に示す実施形態において、衝撃吸収領域４７は、後部４１の底部に形成されたリブによって形成されている。リブは、長手方向に対して横断方向に、すなわち略垂直に延びている。それらは、互いに略平行である。この例において、それらは、長手方向に沿って規則的に離隔され、長手方向に沿って均一な幅を呈する。各リブは、後部レール１０の後部４１の一方の側部から他方の側部まで延びている。
【0057】
この例において、中間部３９および前部３７は、いかなる衝撃吸収領域も含んでいない。
【0058】
図２に示す例において、後部４１および中間部３９の断面積は略一定である。前部３７の断面積は、その後端からその前端まで増大する。断面積は、長手方向に垂直な横断面においてとられる。この特徴はまた、前部３７の変形に対する抵抗を増大させるのにも寄与する。
【0059】
図２からわかるように、車体後部構造２は、後部レール１０、１２のそれぞれについて、車両後部における衝撃中に対応する後部レール１０、１２の変形を案内するように構成された案内構造５１をさらに備える。具体的には、この案内構造５１は、長手方向に垂直な方向に沿った、より具体的には垂直方向に沿った後部レール１０、１２の変形を防止するように構成されている。案内構造５１は、特に、長手方向に沿って衝撃力を受けると、後部レール１０、１２の一部が上方に移動するのを防止するように構成されている。
【0060】
したがって、案内構造５１は、長手方向に沿って衝撃力を受けると、上方への変形に対して後部レール１０、１２を保持するように構成されている。そのような上方への変形は、後部４１によるエネルギ吸収の低下および前部３７のより多くの変形をもたらし、燃料タンク領域におけるより高い望ましくない侵入を引き起こす。
【0061】
したがって、案内レール１０、１２は、主に、そのような衝撃力の結果として長手方向に沿って変形する。
【0062】
この目的のために、各案内構造５１は、長手方向に沿って離隔された支持領域において後部レール１０、１２にもたれる少なくとも２つの脚部５３を備える。脚部５３は、長手方向に略垂直な方向に沿って、より具体的には垂直に延びている。それらは、後部レール１０、１２の上方に延びている。
【0063】
図２に示す例において、脚部５３は、下端および上端を有する。各脚部５３の下端は、Ｕ字形の後部レール１０の底部３６にもたれている。脚部５３は、後部レール１０から車体の上部構造（図示しない）に向かって、特に車輪ケーシング間を実質的に横断して延びる床要素に向かって上方に延びている。
【0064】
脚部５３の上端は、図２に示す例において、接続要素５５を介して互いに接続されている。
【0065】
その上端において、案内構造５１は、車体の前記上部構造、特に後輪ケーシングおよび車体の後部床に取り付けられている。
【0066】
脚部５３の下端は、その底部３６にもたれ、且つ外側および内側フランジ３４、３５の間に位置するようにＵ字形の後部レール１０に挿入されている。脚部５３は、任意の適合された固定手段によって後部レール１０にさらに固定される。
【0067】
図２に示す例において、案内構造５１は、中間部３９と前部３７との間の接合部を横切って延びており、この領域における後部レール１０のいかなる上方への変形も回避する。より具体的には、案内構造５１の前脚５３は、後部レール１０の前部３７にもたれるとともに、案内構造５１の後脚５３は、後部レール１０の前部３７にもたれる。
【0068】
これらの脚部５３の位置は、荷室部分を最大にするように非常に制限されている。
【0069】
衝突管理および車体のねじれ剛性の観点から、後部レール１０、１２の中間部３９における脚部５３の接続は、高速後部衝突試験における可能な限り高いエネルギ吸収および可能な限り高いねじれ剛性を保証する。
【0070】
後部レール１０の少なくとも２つの隣接する部分３７、３９、４１は、溶接によって互いに接続されている。１つの実施形態によれば、後部レール１０の３つの部分３７、３９、４１は、全て溶接によって互いに接続されている。
【0071】
有利には、後部レール１０は、対応するテーラード溶接ブランクから製造され、テーラード溶接ブランクは、後部レール１０、１２における異なる組成または厚さを有する部分と少なくとも同程度の数の異なるブランクの溶接、特にレーザ溶接によって得られ、これらのブランクのそれぞれは、対応する後部レール部の所望の特性に応じて厚さおよび／または組成を有する。
【0072】
例えば、テーラード溶接ブランクは、少なくとも３つのブランクを一体に溶接することによって得られ、これらのブランクのそれぞれは、後部レール１０の部分３７、３９、４１に対応し、後部レール１０、１２の対応する部分３７、３９、４１の所望の特性に応じた厚さおよび／または組成を有する。
【0073】
より具体的には、後部レール１０の製造方法は、以下の連続ステップ、すなわち、
特にレーザ溶接により、後部レール１０、１２における異なる組成または厚さを有する部分と少なくとも同程度の数の異なるブランクを一体に溶接するステップであって、これらのブランクのそれぞれが、対応する後部レール部の所望の特性に応じた組成および／または厚さを有する、一体に溶接するステップと、
特に延伸により、このテーラード溶接ブランクを所望の形状に形成するステップと、を備える。
特にレーザ溶接により、後部レール１０、１２における異なる組成または厚さを有する部分と少なくとも同程度の数の異なるブランクを一体に溶接するステップであって、これらのブランクのそれぞれが、対応する後部レール部の所望の特性に応じた組成および／または厚さを有する、一体に溶接するステップと、
特に延伸により、このテーラード溶接ブランクを所望の形状に形成するステップと、を備える。
【0074】
テーラード溶接ブランクを形成するステップは、特に、熱間成形ステップである。熱間成形ステップの後に、制御された冷却速度で、部品、すなわち熱間成形されたテーラード溶接ブランクを冷却するステップが続く。
【0075】
特に、後部レール１０の各部分の所望の最終特性に応じて、これらの部分は、ブランクの形成後に異なる冷却処理を受けることができる。例えば、前部３７は、後部４１よりも高い冷却速度で冷却されることができる。具体的には、前部３７は、急冷されることができる一方で、後部４１は、所望の降伏強度を得るように、よりゆっくりと冷却される。
【0076】
当業者は、一般的知識に基づいて、後部レール１０の各部の所望の降伏強度に応じて使用されるべき冷却速度を決定することができる。
【0077】
後部レール１０の各部の所望の最終特性に応じて、これらの部分は、ブランクを半シェル５２、５４に形成する間または後に異なる熱処理を受けることができる。
【0078】
例えば、２つの隣接する部分が同じ組成を有するが、最終段階において異なる降伏強度を有するように意図されている場合、これらの異なる降伏強度は、以下の方法のうちの１つまたは組み合わせによって得られることができる：
熱間成形の間、より低い降伏強度を有するように意図される部分が、より高い降伏強度を有するように意図される部分よりも低温に加熱される；
熱間成形後、より低い降伏強度を有するように意図される部分が、より高い降伏強度を有するように意図される部分よりも遅い速度で冷却される；および／または、
これらの部分が、熱間成形処理後に同一の熱間成形および冷却を受けるが、より低い降伏強度を有するように意図される部分には、降伏強度を低下させるためにさらなる熱処理がその後に施される。
熱間成形の間、より低い降伏強度を有するように意図される部分が、より高い降伏強度を有するように意図される部分よりも低温に加熱される；
熱間成形後、より低い降伏強度を有するように意図される部分が、より高い降伏強度を有するように意図される部分よりも遅い速度で冷却される；および／または、
これらの部分が、熱間成形処理後に同一の熱間成形および冷却を受けるが、より低い降伏強度を有するように意図される部分には、降伏強度を低下させるためにさらなる熱処理がその後に施される。
【0079】
本発明は、限定された数の実施形態にのみ関連して詳細に記載されたが、本発明は、そのような開示された実施形態に限定されるものではないことが容易に理解されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【手続補正書】
【提出日】2021-09-21
【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】
長手方向に延びる後部レール（１０、１２）と、長手方向に対して横断方向に延びる後部バンパービーム（２１）とを備え、後部レール（１０、１２）が、長手方向に沿って離隔された後端（１０ａ）および前端（１０ｂ）を有し、後端（１０ａ）が後部バンパービーム（２１）に接続され、後部レール（１０、１２）が、その後端（１０ａ）から車両の前方に向かって延びている車体後部構造（２）であって、
後部レール（１０、１２）が、少なくとも前部（３７）、中間部（３９）および後部（４１）を備え、前部（３７）が車両の燃料タンクに沿って延びるように意図されており、前部（３７）の塑性変形に対する抵抗が中間部（３９）の塑性変形に対する抵抗よりも大きく、中間部（３９）の塑性変形に対する抵抗それ自体が後部（４１）の塑性変形に対する抵抗よりも大きく、
車体後部構造（２）が、垂直方向におけるその変形を防止するように後部レール（１０、１２）の変形を案内するように意図された案内構造（５１）をさらに備え、
案内構造（５１）は、互いに隔離された支持領域において、後部レール（１０）に垂直下方にもたれるように意図された２つの脚部（５３）を備えることを特徴とする車体後部構造（２）。
後部レール（１０、１２）が、少なくとも前部（３７）、中間部（３９）および後部（４１）を備え、前部（３７）が車両の燃料タンクに沿って延びるように意図されており、前部（３７）の塑性変形に対する抵抗が中間部（３９）の塑性変形に対する抵抗よりも大きく、中間部（３９）の塑性変形に対する抵抗それ自体が後部（４１）の塑性変形に対する抵抗よりも大きく、
車体後部構造（２）が、垂直方向におけるその変形を防止するように後部レール（１０、１２）の変形を案内するように意図された案内構造（５１）をさらに備え、
案内構造（５１）は、互いに隔離された支持領域において、後部レール（１０）に垂直下方にもたれるように意図された２つの脚部（５３）を備えることを特徴とする車体後部構造（２）。
【請求項2】
案内構造（５１）が、後部レール（１０）の上方への変形を防止するように後部レール（１０、１２）の変形を案内するように意図されている、請求項１に記載の車体後部構造（２）。
【請求項3】
一方の支持領域が中間部（３９）に配置されている一方で、他方の支持領域が前部（３１）に配置されている、請求項１または２に記載の車体後部構造（２）。
【請求項4】
前部（３７）の降伏強度（Ｒｅｆ）と、前部（３７）の壁厚（ｔｆ）の２乗との積（Ｐｆ）が、中間部（３９）の降伏強度（Ｒｅｉ）と、中間部（３９）の壁厚（ｔｉ）の２乗との積（Ｐｉ）よりも大きく、中間部（３９）の降伏強度（Ｒｅｉ）と、中間部（３９）の壁厚（ｔｉ）の２乗との積（Ｐｉ）それ自体が後部（４１）の降伏強度（Ｒｅｒ）と、後部（３７）の壁厚（ｔｒ）の２乗との積（Ｐｒ）よりも大きい、請求項１から３のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項5】
前部（３７）の降伏強度（Ｒｅｆ）が、中間部（３９）の降伏強度（Ｒｅｉ）よりも大きく、中間部（３９）の降伏強度（Ｒｅｉ）それ自体が後部（４１）の降伏強度（Ｒｅｒ）よりも大きい、および／または、前部（３７）の壁厚（ｔｆ）が、中間部（３９）の壁厚（ｔｉ）よりも大きく、中間部（３９）の壁厚（ｔｉ）それ自体が後部（４１）の壁厚（ｔｒ）よりも大きい、請求項１から４のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項6】
後部（４１）が長手方向に沿って中間部（３９）に隣接しており、中間部（３９）が長手方向に沿って前部（３７）に隣接している、請求項１から５のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項7】
後部（４１）が、プレス硬化後、３６０から４００ＭＰａの間に含まれる降伏強度Ｒｅを有するプレス硬化鋼部品であるか、または、プレス硬化後、７００から９５０ＭＰａの間に含まれる降伏強度Ｒｅを有するプレス硬化鋼部品であり、前部（３７）が、プレス硬化後、９５０から１２００ＭＰａの間に含まれる降伏強度Ｒｅを有するプレス硬化鋼部品であるか、または、プレス硬化後、１２６０ＭＰａよりも大きい降伏強度Ｒｅを有するプレス硬化鋼部品である、請求項１から６のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項8】
後部（４１）が、プレス硬化後、３６０から４００ＭＰａの間に含まれる降伏強度Ｒｅを有し且つ約１．６ｍｍの壁厚を有するプレス硬化鋼部品であるか、または、プレス硬化後、７００から９５０ＭＰａの間に含まれる降伏強度Ｒｅを有し、約１．４ｍｍの壁厚を有するプレス硬化鋼部品である、請求項７に記載の車体後部構造（２）。
【請求項9】
前記中間部（３７）が約１．７ｍｍの壁厚を有する、請求項７または請求項８に記載の車体後部構造（２）。
【請求項10】
前部（３７）が、プレス硬化後、９５０から１２００ＭＰａの間に含まれる降伏強度Ｒｅを有し且つ約１．７ｍｍの壁厚を有するプレス硬化鋼部品であるか、または、前部（３７）が、プレス硬化後、１２６０ＭＰａよりも大きい降伏強度Ｒｅを有し且つ約１．６ｍｍの壁厚を有するプレス硬化鋼部品である、請求項７から９のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項11】
中間部（３９）の前部が、プレス硬化後、７００から９５０ＭＰａの降伏強度Ｒｅを有するプレス硬化鋼部品である、請求項１０に記載の車体後部構造。
【請求項12】
後部レール（１０）の後部（４１）が、衝撃中に後部レール（１０）が制御可能に変形するのを可能とするように衝撃吸収領域（４７）を備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項13】
燃料タンクをさらに備え、後部レール（１０、１２）の前部（３７）が燃料タンクに沿って延びている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項14】
２つの後部レール（１０、１２）と、後部中間横ビーム（２３）と、前部中間横ビーム（２５）と、前部横ビーム（２７）とを備え、前部中間横ビーム（２５）、前部横ビーム（２７）および後部レール（１０、１２）が、燃料タンク（３５）を受けるためのフレーム（３５）をそれらの間で画定し、後部レール（１０、１２）の前部（３７）が、前部横ビーム（２７）と前部中間横ビーム（２５）との間に延びている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）。
【請求項15】
前部横ビーム（２７）が、後部レール（１０ａ、１０ｂ）の前端（１０ａ、１０ｂ）同士の間に延びている、請求項１４に記載の車体後部構造（２）。
【請求項16】
後部レール（１０、１２）の前部（３７）が、前部横ビーム（２７）から少なくとも前部中間横ビーム（２５）まで延びている、請求項１４または請求項１５に記載の車体後部構造（２）。
【請求項17】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）を備える車体。
【請求項18】
後部レール（１０）を製造するステップを備える請求項１から１６のいずれか一項に記載の車体後部構造（２）を製造する方法において、前記ステップが、
後部レール（１０、１２）における異なる組成または厚さを有する部分と少なくとも同程度の数の異なるブランクを一体に溶接することによって得られるテーラード溶接ブランクを提供するステップであって、これらのブランクのそれぞれが対応する後部レール部の所望の特性に応じた組成および／または厚さを有するステップと、
このテーラード溶接ブランクを所望の形状に成形するステップと、
からなる連続ステップを備える、方法。
後部レール（１０、１２）における異なる組成または厚さを有する部分と少なくとも同程度の数の異なるブランクを一体に溶接することによって得られるテーラード溶接ブランクを提供するステップであって、これらのブランクのそれぞれが対応する後部レール部の所望の特性に応じた組成および／または厚さを有するステップと、
このテーラード溶接ブランクを所望の形状に成形するステップと、
からなる連続ステップを備える、方法。
【請求項19】
成形ステップが、テーラード溶接ブランクを熱間成形するステップであり、前記熱間成形後に、制御された冷却速度で熱間成形されたテーラード溶接ブランクを冷却するステップが続く、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
後部レール（１０）の少なくとも２つの部分（３７、３９、４１）が、同じ組成を有し、各部（３７、３９、４１）において異なる降伏強度を得るように成形中または成形後に異なる熱処理を受ける、請求項１８または請求項１９に記載の方法。