特許 7432767 自動車フロント下部荷重経路用構造ノード、及び前記構造ノードの組立工程

(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】

(24)【登録日】2024-02-07

(45)【発行日】2024-02-16

(54)【発明の名称】自動車フロント下部荷重経路用構造ノード、及び前記構造ノードの組立工程

(51)【国際特許分類】

   B62D 21/00 20060101AFI20240208BHJP

【ＦＩ】

B62D21/00 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022563396

(86)(22)【出願日】2020-04-20

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-01

(86)【国際出願番号】 IB2020053718

(87)【国際公開番号】W WO2021214514

(87)【国際公開日】2021-10-28

【審査請求日】2022-12-13

(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】弁理士法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】コルモン，ジャン－ルイ

(72)【発明者】

【氏名】ラエレック，エディト

(72)【発明者】

【氏名】デルシュ，ティエリー

【審査官】高瀬 智史

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－３０１６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第９１６８８８３（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１１－２５５８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】仏国特許出願公開第２９７１９８０（ＦＲ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２００４０３２８０２（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－２１７８９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ２１／００

Ｂ６０Ｒ １９／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造部品ノード（９）であって、短手方向クロスメンバ（１２）に固定することができる前端部（８ａ）から後端部（８ｂ）まで長手方向に延びる少なくともクラッシュボックス（８）と、サスペンションクレードル（６）に固定することができる後端部（７ｂ）から、少なくとも前記クラッシュボックス（８）に固定される前端部（７ａ）まで延びるクラッシュエクステンダ（７）であって、上壁（７１１）、対向する下壁（７１２）及び２つの対向する横壁（７１３、７１４）によって画定される中空体（７１）を具備する前記クラッシュエクステンダ（７）と、を備え、クラッシュボックス（８）の後端部（８ｂ）が、クラッシュエクステンダ（７）の中空体（７１）の前部自由縁部に面する後プレート（１４２）と、上プレート（１４１）であって、前記後プレート（１４２）に対して略垂直で、かつ前記クラッシュエクステンダ（７、７’、７’’）の前端部（７ａ）に位置するクラッシュエクステンダ連結具（１３、１３’、１３’’）の連携する上プレート（１３１、１３１’、１３１’’）上で面接触して固定される上プレート（１４１）と、を備えるクラッシュボックス連結具（１４）を備え、クラッシュエクステンダ連結具（１３、１３’、１３’’）の上プレート（１３１、１３１’、１３１’’）は、クラッシュエクステンダ（７）の中空体（７１）の上壁（７１１）上で面接触し、クラッシュエクステンダ連結具（１３、１３’、１３’’）は、クラッシュエクステンダ（７、７’、７’’）の中空体（７１）の下壁（７１２）と面接触する下プレート（１３２）を更に備え、
構造部品ノードは、ハンガー（１０）を更に備え、ハンガー（１０）は、対応するクラッシュエクステンダ連結具（１３）とクラッシュボックス連結具（１４）の両方の上プレート（１３１、１４１）に対して略垂直で、かつフロントレール（３）に固定することができる上端部から、前記２つの上プレート（１３１、１４１）と面接触して固定される下プレート（１０１）を具備する下端部（１０ａ）まで延びる、
構造部品ノード（９）。

【請求項2】

クラッシュエクステンダ連結具（１３、１３’、１３’’）は、クラッシュエクステンダ（７、７’、７’’）の中空体（７１）の対応する対向する横壁（７１２、７１３）と共に２つの対向するロックボリューム（１４ａ、１４ｂ）を画定する２つの対向する横プレート（１３３、１３４）を備え、各ロックボリューム（１４ａ、１４ｂ）は、少なくともクラッシュボックス連結具（１４）の上プレート（１４１）と、クラッシュエクステンダ連結具（１３、１３’、１３’’）の上プレート（１３１、１３１’、１３１’’）と下プレート（１３２、１３２’、１３２’’）と、を横切る少なくとも１つの締結具（１５、１６）を収容する、請求項１に記載の構造部品ノード（９）。

【請求項3】

クラッシュエクステンダ連結具（１３）は前プレート（１３５）を更に備え、前プレート（１３５）は、その上プレート（１３１）に対して略垂直で、クラッシュエクステンダ（７）の中空体（７１）の前部自由縁部に面し、クラッシュボックス連結具（１４）の後プレート（１４２）上で面接触する、請求項１又は２に記載の構造部品ノード（９）。

【請求項4】

クラッシュエクステンダ連結具（１３）の前プレート（１３５）は少なくとも１つの固定タブ（１３５１）を備え、少なくとも１つの固定タブ（１３５１）は、クラッシュエクステンダ（７）の中空体（７１）の下壁（７１２）を越えて前記前プレート（１３５）と同じ平面内で延び、前記固定タブ（１３５１）が、クラッシュボックス連結具（１４）の後プレート（１４２）と同じ平面内で延びる連携固定タブ（１４２１）と面接触して固定される、請求項３に記載の構造部品ノード（９）。

【請求項5】

クラッシュエクステンダ連結具（１３）とクラッシュボックス連結具（１４）の両方の固定タブ（１３５１、１４２１）は、各々、両方の固定タブ（１３５１、１４２１）を横切って固定する１つの締結具（１８）を受容する少なくとも１つの同軸線のくり抜き部（１３５ａ、１４２ａ）を備える、請求項４に記載の構造部品ノード（９）。

【請求項6】

短手方向フロントクロスメンバ（１１）を更に備え、短手方向フロントクロスメンバ（１１）は、クラッシュボックス（８）、クラッシュエクステンダ（７）、及びハンガー（１０）に対して略垂直で、かつ自動車下部荷重経路の側方反対側に位置する第２の構造部品ノード（９）に固定することができる第１の側方端部から、クラッシュエクステンダ連結具（１３、１３’、１３’’）の下プレート（１３２、１３２’、１３２’’）と面接触して固定される終端プレート（１１１）を具備する第２の反対側の側方端部（１１ａ）まで延びる、請求項１～５のいずれか一項に記載の構造部品ノード（９）。

【請求項7】

２つの対向するロックボリューム（１４ａ、１４ｂ）は、クラッシュボックス連結具（１４）の上プレート（１４１）と、クラッシュエクステンダ連結具（１３、１３’、１３’’）の上プレート（１３１、１３１’、１３１’’）と下プレート（１３２、１３２’、１３２’’）と、ハンガー（１０）の下端部（１０ａ）の下プレート（１０１）と、短手方向フロントクロスメンバ（１１）の側方端部（１１ａ）の終端プレート（１１１）とを横切って固定する少なくとも１つの締結具（１５、１６）を収容する、請求項２～６のいずれか一項に記載の構造部品ノード（９）。

【請求項8】

構造部品ノード（９）を組み立てるための工程であって、
－短手方向フロントクロスメンバ（１１）を設けて位置決めすることと、
－クラッシュエクステンダ（７）の後端部（７ｂ）をサスペンションクレードル（６）内に設けて位置決めし、クラッシュエクステンダ連結具（１３、１３’、１３’’）の下プレート（１３２、１３２’、１３２’’）を前記短手方向フロントクロスメンバ（１１）の側方端部（１１ａ）の終端プレート（１１１）に近接して設けて位置決めすることと、
－ハンガー（１０）の下端部（１０ａ）の下プレート（１０１）を、クラッシュエクステンダ連結具（１３、１３’、１３’’）の上プレート（１３１）に近接して設けて位置決めすることと、
－クラッシュエクステンダ連結具（１３、１３’、１３’’）、ハンガー（１０）の下端部（１０ａ）の下プレート（１０１）、短手方向フロントクロスメンバ（１１）の側方端部（１１ａ）の終端プレート（１１１）をクラッシュエクステンダ連結具（１３、１３’、１３’’）の２つの対向するロックボリューム（１４ａ、１４ｂ）を通って延びる締結具（１５、１６）で予め締結することと、
－クラッシュボックス連結具（１４）をクラッシュエクステンダ連結具（１３、１３’、１３’’）に近接して設けて位置決めすることであって、前記クラッシュボックス連結具（１４）の上プレート（１４１）は、ハンガー（１０）の下端部（１０ａ）の下プレート（１０１）とクラッシュエクステンダ連結具（１３、１３’、１３’’）の上プレート（１３１、１３１’、１３１’’）との間に配置されることと、
－クラッシュエクステンダ連結具（１３、１３’、１３’’）、ハンガー（１０）の下端部（１０ａ）の下プレート（１０１）、短手方向フロントクロスメンバ（１１）の側方端部（１１ａ）の終端プレート（１１１）、及びクラッシュボックス連結具（１４）を、クラッシュエクステンダ連結具（１３、１３’、１３’’）の２つの対向するロックボリューム（１４ａ、１４ｂ）を通って延びる締結具（１５、１６）を用いて締結することと
を備える、工程。

【請求項9】

クラッシュエクステンダ連結具（１３）及びクラッシュボックス連結具（１４）の固定タブ（１３５１、１４２１）を固定することを更に備える、請求項８に記載の工程。

【請求項10】

請求項１～７のいずれか一項に記載の少なくとも１つの構造部品ノード（９）を備える、自動車。

【請求項11】

自動車下部荷重経路の側方反対側に各々が位置する２つの対向する構造部品ノード（９）を備える、請求項１０に記載の自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車フロント下部荷重経路用の構造ノード、及び前記構造ノードの組立工程に関する。

【背景技術】

【0002】

車両のフロント部分は、衝突の場合、特に、前面衝突時に車両の乗員を保護するのに不可欠な役割を果たす。車両のフロント部分は、衝撃吸収（衝撃によって生じる力の吸収及び消散）に関与し、乗員室への侵入を最小限に抑えることによって、乗員の安全を保証することができなければならない。

【0003】

衝突時の車両のフロント部分の挙動は、各国及び地域の車両安全評価機関が標準的な方法で記述した要件に従う。安全性をより高めるために、また、現実の前面衝突時に起こり得る全ての可能な状況が車両の設計構想中に実際に考慮されていることを確認するために、このような要件は絶えず強化されている。例えば、近年では、車幅の一部のみが前面衝突する場合をシミュレートするために、新しい一連の前面衝突試験が計画されている。このような試験は、米国道路安全保険協会（ＩＩＨＳ）のスモールオーバーラップ剛性障壁（ＳＯＲＢ）によって先導されている。また、車と車が正面衝突した場合、対象車両だけでなく相手車両に与える損傷を考慮する新しい衝突試験世代も見かける。これは、例えば、前方可動式の変形可能な障壁（ＭＰＤＢ）を含む新しい欧州規制試験の場合である。

【0004】

衝突試験の要件が絶えず増加する一方で、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車両への進化により、バッテリーパックやその他の機器の重量が重くなるために車両の総重量が増加する傾向があり、衝突時に吸収すべき運動エネルギーが増加する。したがって、車両のフロント構造は、前面衝突時に大きい荷重を吸収し、抵抗することがますます困難になっている。

【0005】

特に、高速衝突の場合にフロント部分の挙動を改善するために、このフロント部分を、衝突時に生じる力をいくつかの荷重経路に沿って分散させるように構成することが効果的である。最近の車両の概念では、車両の高さ方向に沿って上部、中間部及び下部に分配された荷重経路を設けることによって、前面衝突時の衝撃エネルギーを車両に分散させるという問題に取り組んでいる。そうすることによって、衝撃エネルギーは、捕捉され、少なくとも部分的に吸収された後、車両の両側を含む完全前面衝突の場合には６つの荷重経路を介して、また米国道路安全保険協会（ＩＩＨＳ）のスモールオーバーラップ剛性障壁（ＳＯＲＢ）などの部分的オーバーラップ衝突の場合には３つの荷重経路を介して、車両の他の構造要素に分散される。本発明は、車両の下部荷重経路のフロント部分、より詳細には、下部荷重経路と中間部荷重経路とを接続するノードに重点を置いたものである。

【0006】

従来技術の車両のフロント部分１の中間部及び下部の荷重経路を示す図１を参照すると、中間部荷重経路２は、一般に、車両の長手方向ＸＸ’に延びる２つのフロントレール３（図１では１つのフロントレールのみが見える）と、前記フロントレール３に取り付けられたバンパービームアセンブリ４とを備える。

【0007】

下部荷重経路５は、一般に、サスペンションクレードル６を含み、そこから２つの対向するクラッシュエクステンダ７０が接続される。これらのクラッシュエクステンダ７０は、２つの対向するクラッシュボックス８０に長手方向に接続され、クラッシュボックス８０の前端部８０ａが短手方向クロスメンバ１１に固定されている。クラッシュエクステンダ７０は、クラッシュボックス８０で吸収された後に残った衝突エネルギーを捕捉し、変形することでエネルギーの一部を吸収し、残ったエネルギーをサスペンションクレードル６に伝達するように構成されている。短手方向クロスメンバ１１は、下部荷重経路アセンブリ全体の構造強度を高め、衝突時に車両の両側間の連携を促進するように構成されている。この最後の役割は、前述のＳＯＲＢ衝突試験などのパーシャルオーバーラップ衝突の場合に特に重要である。

【0008】

車両のフロント部分において、下部及び中間部の荷重経路は、鉛直のハンガー１０によって両側で接続されている。鉛直のハンガー１０は、車両のフロント部分の構造アセンブリを補強し、衝突の場合に下部荷重経路と中間部荷重経路との間の良好な連携を確実にする役割を有する。

【0009】

各側において、クラッシュエクステンダ７０、クラッシュボックス８０、短手方向クロスメンバ１１、及びハンガー１０の間の結合部は、構造部品ノード９０を形成する。左右にある構造部品ノード９０は、短手方向クロスメンバ１１によって互いに連結されている。従来技術の構造部品ノード９０の一例を図２に示す。

【0010】

下部荷重経路５の機械的強度の点でそれらの明らかな構造的有用性に加えて、２つの構造部品ノード９０は、前面衝突時に下部荷重経路５と中間部荷重経路２の異なる要素の連携を促進する上で基本的な役割を果たす。まず第一に、２つのクラッシュエクステンダ７０を短手方向フロントクロスメンバ１１を介して互いに接続することによって、例えば、スモールオーバーラップ剛性障壁（ＳＯＲＢ）衝突試験の場合など、２つのクラッシュエクステンダ７０のうちの一方のみがインパクタにぶつかる場合であっても、他方の細長いクロスメンバ７０が作用して衝撃のエネルギーを拡散させることが保証される。また、下部荷重経路５と中間部荷重経路２とを鉛直ハンガー１０を介して接続することにより、両荷重経路が連携して衝突エネルギーを確実に吸収する。

【0011】

図２を参照すると、従来技術のクラッシュエクステンダ７ｏは、上壁７ｏ１１と、対向する下壁７ｏ１２と、２つの対向する横壁７ｏ１４、７ｏ１３とによって画定される中空体７ｏ１を備える。前記クラッシュエクステンダ７ｏの前端部７ｏａは、この図に示されていない対応する構造部品ノード９ｏに取り付けることができる連結具１３ｏに固定される。

【0012】

クラッシュエクステンダ連結具１３ｏは、クラッシュエクステンダ７ｏの中空体７ｏ１の上壁７ｏ１１と面接触する上プレート１３ｏ１と、クラッシュエクステンダ７０の中空体７ｏ１の下壁７ｏ１２と面接触する下プレート７ｏ１２と、クラッシュエクステンダ７ｏの中空体７ｏ１の対向する横壁７ｏ１３、７ｏ１４と共に２つの対向するロックボリューム１４ａ、１４ｂを画定する２つの対向する横プレート１３ｏ３、１３ｏ４とを備え、各ロックボリューム１４ａ、１４ｂは、前記クラッシュエクステンダ連結具（１３ｏ）、次いでクラッシュエクステンダ７ｏを、クラッシュエクステンダ連結具１３ｏの上プレート１３ｏ１に対して垂直に延び、かつその下端が前記上プレート１３ｏ１上で面接触しているハンガー１０（図示せず）に固定するために、クラッシュエクステンダ連結具（１３ｏ）の上プレート７ｏ１１と下プレート７ｏ１２を横切る少なくとも１つの締結具、例えば、ボルトナットアセンブリ（図２には示されていない）を収容することができる。また、対向するロックボリューム１４ａ、１４ｂ及びそれらの関連する締結具は、この図に示されていない短手方向フロントクロスメンバ１１を固定することもできる。

【0013】

クラッシュエクステンダ連結具１３ｏは、クラッシュボックス８０と連携する連結具（図示せず）に固定可能な前プレート１３ｏ５を更に備える。

【0014】

構造部品ノード９ｏを組み立てるとき、クラッシュエクステンダ７０、クラッシュボックス８０、及び短手方向フロントクロスメンバ１１は、クラッシュエクステンダ連結具１３ｏの対向するロックボリューム１４ａ、１４ｂを横切る締結具によって一緒に固定され、クラッシュエクステンダ７０は、クラッシュエクステンダ連結具１３ｏの前プレート１３ｏ５によってクラッシュボックス８ｏに固定される。

【0015】

このような組立てでは、車両の総重量を増加させる締結具や接続プレートが含まれる。更に、このような組立てにより、その後の溶接の回数や長さが増えるため、作業者の組立て時間や製造コストの両方が増える。最後に、連結具と構造部品ノード９ｏの要素との間の連結は、前面衝突時に弱点となる可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

したがって、本発明の目的は、その連結具を備えたクラッシュエクステンダ、その連結具を備えたクラッシュボックス、及び前記部品を備える構造部品ノードを設けることによって従来技術の欠点を改善することであり、これにより、組立作業を簡素化し、含まれる部品の数を減らし、製造生産性を高め、組立品の優れた機械強度及び衝突時の荷重経路の効率的な連携を保証する堅牢な構造部品ノードを提供することが可能になる。

【課題を解決するための手段】

【0017】

このため、本発明は、短手方向クロスメンバに固定することができる前端部から後端部まで長手方向に延びる少なくともクラッシュボックスと、サスペンションクレードルに固定することができる後端部から少なくとも前記クラッシュボックスに固定される前端部まで延びるクラッシュエクステンダであって、上壁、対向する下壁、及び２つの対向する横壁によって画定される中空体を備える前記クラッシュエクステンダとを備え、クラッシュボックスの後端部は、クラッシュエクステンダの中空体の前部自由縁部に面する後プレートと、前記後プレートに対して実質的に垂直で、かつ前記クラッシュエクステンダの前端部に位置するクラッシュエクステンダ連結具の連携する上プレート上で面接触して固定される上プレートと、を具備するクラッシュボックス連結具を備え、クラッシュエクステンダ連結具の上プレートは、クラッシュエクステンダの中空体の上壁と面接触し、クラッシュエクステンダ連結具は、クラッシュエクステンダの中空体の下壁と面接触する下プレートを更に備える、構造部品ノードに関する。

【0018】

単独で、又は任意の可能な技術的組合せに従って考慮される、本発明による構造部品ノードの他の任意選択の特徴によれば、
－クラッシュエクステンダ連結具は、２つの対向するロックボリュームを、クラッシュエクステンダの中空体の対応する対向する横壁と共に画定する２つの対向する横プレートを備え、各ロックボリュームは、少なくともクラッシュボックス連結具の上プレートと、クラッシュエクステンダ連結具の上プレートと下プレートとを横切る少なくとも１つの締結具を収容する。
－クラッシュエクステンダ連結具は、その上プレートに対して実質的に垂直で、クラッシュエクステンダの中空体の後部自由縁部に面し、クラッシュボックス連結具の前プレート上で面接触する、前プレートを更に備える。
－クラッシュエクステンダ連結具の後プレートは、クラッシュエクステンダの中空体の下壁を越えて、前記後プレートと同一平面内で延びる少なくとも１つの固定タブを備え、前記固定タブは、クラッシュボックス連結具の前プレートと同じ平面内で延びる連携固定タブと面接触して固定される。
－クラッシュエクステンダ連結具とクラッシュボックス連結具の両方の固定タブはそれぞれ、両方の固定タブを横切って固定する１つの締結具を受け入れる少なくとも１つの同軸のくり抜き部を備える。
－構造部品ノードは、対応するクラッシュエクステンダ連結具とクラッシュボックス連結具の両方の上プレートに対して垂直で、フロントレールに固定できる上端部から、前記２つの上プレートと面接触して固定される下プレートを備える下端部まで延びるハンガーを更に備える。
－構造部品ノードは、クラッシュボックス、クラッシュエクステンダ、及びハンガーに対して実質的に垂直で、かつ自動車下部荷重経路の側方反対側に位置する第２の構造部品ノードに固定できる第１の側方端部から、クラッシュエクステンダ連結具の下プレートに面接触して固定される終端プレートを備える反対側の第２の側方端部まで延びる、短手方向フロントクロスメンバを更に備える。
－クラッシュエクステンダ連結具の２つの対向するロックボリュームは、クラッシュボックス連結具の上プレート、クラッシュエクステンダ連結具の上プレートと下プレート、ハンガーの下端部の下プレート、及び短手方向フロントクロスメンバの側方端部の終端プレートを横切って固定する少なくとも１つの締結具を収容する。

【0019】

本発明は更に、構造部品ノードを組み立てるための工程に関し、以下の、 －短手方向フロントクロスメンバを設けて位置決めすることと、
－クラッシュエクステンダの後端部をサスペンションクレードル内に設けて位置決めし、クラッシュエクステンダ連結具の下プレートを前記短手方向フロントクロスメンバの側方端部の終端プレートに近接して設けて位置決めすることと、
－ハンガーの下端部の下プレートをクラッシュエクステンダ連結具の上プレートに近接して設けて位置決めすることと、
－クラッシュエクステンダ連結具、ハンガーの下端部の下プレート、及び短手方向フロントクロスメンバの側方端部の終端プレートを、クラッシュエクステンダ連結具の２つの対向するロックボリュームを通って延びる締結具で予め締結することと、
－クラッシュボックス連結具をクラッシュエクステンダ連結具に近接して設けて位置決めするステップであって、前記クラッシュボックス連結具の上プレートは、ハンガーの下端部の下プレートとクラッシュエクステンダ連結具の上プレートとの間に配置されることと、
－クラッシュエクステンダ連結具、ハンガーの下端部の下プレート、短手方向フロントクロスメンバの側方端部の終端プレート、及びクラッシュボックス連結具を、クラッシュエクステンダ連結具の２つの対向するロックボリュームを通って延びる締結具を用いて締結することと、
を備える

【0020】

本発明による組立工程の任意選択の特徴によれば、本工程は、クラッシュエクステンダ連結具の固定タブ及びクラッシュボックス連結具の固定タブを固定することを更に含む。

【0021】

本発明は更に、上記の少なくとも１つの構造部品ノードを備える自動車、及びそれぞれが自動車下部荷重経路の側方反対側に位置する、上記２つの対向する構造部品ノードを備える自動車に関する。

【0022】

本発明の他の特徴及び利点は、以下の説明においてより詳細に説明される。

【0023】

本発明は、以下の説明を読むことによってよりよく理解されるであろうし、以下の説明は、単に説明の目的で提供され、決して制限することを意図するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】既に説明した、従来技術に係る車両のフロント部分の中間部及び下部荷重経路の下方斜視図である。

【図2】既に説明した、従来技術の連結具を備えたクラッシュエクステンダの斜視図である。

【図3】本発明の第１の実施形態による連結具を備えたクラッシュエクステンダの斜視図である。

【図4】本発明の第１の実施形態のクラッシュエクステンダのクラッシュエクステンダ連結具の斜視図である。

【図5】本発明のクラッシュボックスのクラッシュボックス連結具の斜視図である。

【図6】本発明の第１の実施形態の構造部品ノードの背面斜視図である。

【図7】本発明の第１の実施形態の構造部品ノードの上方からの正面斜視図である。

【図8】本発明の第１の実施形態の構造部品ノードの下方からの背面斜視図である。

【図9】本発明の第１の実施形態の構造部品ノードの縦断面図である。

【図10】本発明の第２の実施形態による連結具を備えたクラッシュエクステンダの前端部の斜視図である。

【図11】本発明の第２の実施形態の構造部品ノードの上方からの背面斜視図である。

【図12】本発明の第３の実施形態のクラッシュエクステンダ連結具の斜視図である。

【図13】本発明の第３の実施形態の構造部品ノードの上方からの背面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本出願で使用される用語「下（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ｔｏｐ）」、「鉛直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」、「前（ｆｒｏｎｔ）」、「後（ｒｅａｒ）」、及び「背部（ｂａｃｋ）」は、これらの部分が自動車上の組み立てられた位置にあるときのクラッシュエクステンダ、クラッシュボックス、及び構造部品ノードの異なる部分の位置及び向きを指すことに留意されたい。

【0026】

「略垂直」という用語は、９０°±１５°の角度、すなわち７５°～１０５°の角度を指すことに留意されたい。「略水平」及び「略鉛直」という用語は、それぞれ水平面と比較して０°±１５°及び鉛直と比較して０°±１５°の角度を有する方向を指す。

【0027】

本発明の主な特徴は、クラッシュボックス連結具とクラッシュエクステンダ連結具とを備える構造部品ノードを提供することであり、それぞれは略水平面内で延びる上プレートを有し、クラッシュエクステンダとクラッシュボックスとを直接互いに固定することを可能にする。有利には、前記構造部品ノードは、更に任意選択的に、ハンガー及び短手方向フロントメンバとの連結を備えることができる。本発明を適用することにより、前記構造部品ノードを組み立てるのに必要な溶接作業の量を低減し、アセンブリに対する高い構造強度を確保し、前面衝突時に車両の下部荷重経路と中間部荷重経路との間及び車両の左側と右側との間での効率的な連携による、堅牢な構造部品ノードを提供することが可能である。

【0028】

本発明の第１の実施形態を説明するために図３～図９を参照する。最初に図３及び図４を参照すると、従来技術と同様に、本発明のクラッシュエクステンダ７は、サスペンションクレードル６（図１）に固定できる後端部７ｂから、本発明のクラッシュボックス８、より具体的にはクラッシュボックス連結具１４に固定できる前端部７ａまで延びるように意図されている。

【0029】

クラッシュエクステンダ７は、上壁７１１と、対向する下壁７１２と、２つの対向する横壁７１２、７１３とによって画定される中空体７１を備える。クラッシュエクステンダ連結具１３は、クラッシュエクステンダ７の前端部７ａに固定される。クラッシュエクステンダ連結具１３は、中空体７１の上壁７１１と面接触する上プレート１３１と、クラッシュエクステンダ７の中空体７１の下壁７１２と面接触する下プレート１３２と、中空体７１の対向する横壁７１３、７１４と共に、２つの対向するロックボリューム１４ａ、１４ｂ（図８参照）を画定する２つの対向する横プレート１３３、１３４とを備え、各ロックボリューム１４ａ、１４ｂは、例えば、ボルトナットアセンブリなどの１つの締結具１５、１６を収容するが、この機能性が更に説明されることになろう。クラッシュエクステンダ連結具１３の上プレート１３１と下プレート１３２は、それぞれ、互いに対向する２つのセットのくり抜き部１３１ａ、１３１ｂ及び１３２ａ、１３２ｂを備え、それぞれが対応するロックボリューム１４ａ、１４ｂに開口し、対応する締結具１５、１６が上プレート１３１から下プレート１３２まで貫通する。この実施形態では、くり抜き部１３１ａ、１３１ｂ及び１３２ａ、１３２ｂは穴であるが、対向する横プレート１３３、１３４に向かって延びる切り欠き部であってもよい。

【0030】

この実施形態では、クラッシュエクステンダ連結具１３は、その上プレート１３１に対して略垂直で、かつクラッシュエクステンダ７の中空体７１の前部自由縁部に面する前プレート１３５を更に備える。前プレート１３５は、クラッシュエクステンダ７の中空体７１の下壁７１２を越えて前プレート１３５と同じ平面内で延びる１つの固定タブ１３５１を備える。固定タブ１３５１は、後で更に詳細に説明するように、クラッシュエクステンダ連結具１３とクラッシュボックス連結具１４との間のより良好な固定効率を確実にするために、ボルトナットアセンブリなどの締結具１８（図９）を受け入れるくり抜き部１３５ａを備える。この実施形態では、くり抜き部１３５ａは穴であるが、切欠きであってもよい。

【0031】

図５を参照すると、本発明のクラッシュボックス８は、短手方向クロスメンバ１２（図１参照）に固定することができる前端部８ａから、より具体的にはクラッシュエクステンダ連結具１３に対してクラッシュエクステンダ７に固定することができる後端部８ｂまで延びるように意図されている。クラッシュボックス８は、上壁と、対向する下壁と、２つの対向する横壁とによって画定される中空体８１を備える。クラッシュボックス連結具１４は、クラッシュボックス８の後端部８ｂに固定される。

【0032】

クラッシュボックス連結具１４は、クラッシュボックス連結具１４とクラッシュエクステンダ連結具１３とが一緒に固定されたときにクラッシュエクステンダ連結具１３の前プレート１３５と面接触する後プレート１４２と、クラッシュボックス連結具１４とクラッシュエクステンダ連結具１３とが一緒に固定されたときに前記後プレート１４２に対して実質的に垂直で、かつクラッシュエクステンダ連結具１３の上プレート１３１と面接触する上プレート１４１とを備える。

【0033】

クラッシュボックス連結具１４の上プレート１４１は、クラッシュボックス連結具１４とクラッシュエクステンダ連結具１３とが一緒に固定されたときに、クラッシュエクステンダ連結具１３の上プレートの連携穴１３１ａ、１３１ｂと整合するように構成された２つのくり抜き部１４１ａ、１４１ｂを備える。この実施形態では、くり抜き部１４１ａ、１４１ｂは、ハンガー１０がクラッシュボックス８よりも先にノード９に組み付ける組立工程に適応させるための切り欠き部である。別の組立工程を考慮すると、くり抜き部１４１ａ、１４１ｂは穴であってもよい。

【0034】

次いで、クラッシュボックス連結具１４の上プレート１４１の切り欠き部１４１ａ、１４１ｂは、更に詳細に説明するように、クラッシュエクステンダ７、クラッシュボックス８、ハンガー１０、及びフロントクロスメンバ１１を一緒に固定するために、それぞれの締結具１５、１６（図９）を受容することができる。切り欠き部１４１ａ、１４１ｂは、吸収要素連結具１４の上プレート１４１の前部自由縁部１４１ｃに位置し、後方に向かって開いているが、その理由は、得られる構造部品ノードを形成する組立工程を詳述するときに説明することにする。

【0035】

クラッシュボックス１４の後プレート１４２は、前記後プレート１４２と同じ平面内で延び、かつクラッシュエクステンダ連結具１３の固定タブ１３５１と面接触する固定タブ１４２１を備える。

【0036】

固定タブ１４２１はくり抜き部１４２ａを備え、くり抜き部１４２ａは、クラッシュボックス連結具１４とクラッシュエクステンダ連結具１３とが一緒に固定されたときに、くり抜き部１４２ａの位置がクラッシュエクステンダ連結具１３の固定タブ１３５１の連携穴１３５ａと一致するように構成される。この実施形態では、くり抜き部１４２ａは穴であるが、切欠きであってもよい。したがって、固定タブ１４２１の穴１４２ａは、締結具１８（図９）を受け入れることができるため、既に説明した締結具１５及び１６に加えて、クラッシュエクステンダ連結具１３とクラッシュボックス連結具１４との間の追加の締結を確実にすることができる。

【0037】

この追加の締結位置は、車両の長手方向に対して略垂直な向きにある２つの固定タブ１３５１と１４２１を一緒に固定するため、特に効果的である。締結具１５及び１６に対応する既に説明した締結位置により、上プレート１３１と１４１が一緒に固定される。前記上プレートは、車両の長手方向に略平行に向いている。前面衝突の場合、衝撃力は車両の長手方向に実質的に平行になる。したがって、衝撃力は、上プレート１３１と１４１を相対的に摺動させる傾向を有するが、固定タブ１３５１と１４２１を互いに押し付ける傾向を有することになる。結果として、衝撃力は、摺動効果に抵抗する必要がある締結具１５、１６に深刻な変形を加えるが、前記衝撃力は、実際には固定タブ１３５１と１４２１との間のアセンブリを強化することになる。したがって、前記タブ及び締結具１８の存在により、前面衝突の場合にエネルギー吸収装置８とクラッシュエクステンダ７との間のアセンブリの強度が補強される。したがって、衝突時の車両の挙動を改善し、車両の乗員を保護するのに役立つ。

【0038】

車両の片側のみが衝撃を受けるスモールオーバーラップ剛性障壁（ＳＯＲＢ）前面衝突という特定の場合にも上記と同じ推論を適用することができる。この場合、衝撃を受けた側は、前の段落で説明した効果で、衝撃力に直接さらされる。一方、車両の反対側に位置するクラッシュエクステンダ／クラッシュボックスアセンブリは、衝撃力を直接受けるのではなく、衝撃力の影響下での短手方向フロントクロスメンバ１２の移動及び／又はフロントクロスメンバ１１の移動に起因して、実質的に鉛直な軸線を有するねじりモーメントを受ける。この場合も、前記ねじりモーメントの影響を受けて、２つの上プレート１３１と１４１は、相対的に摺動する傾向がある。一方、固定タブ１３５１と１４２１は、再び互いに押し付けれることになる。その結果、固定タブと追加の締結具１８の存在により、車両の両側でのＳＯＲＢ型衝突の場合に、アセンブリが強化されることにもなる。

【0039】

構造部品ノード９は、図６～図９を参照して説明する。構造部品ノード９は、既に説明したクラッシュエクステンダ７と、既に説明したクラッシュボックス８とを備える。構造部品ノード９はまた、対応するクラッシュエクステンダ連結具１３とクラッシュボックス連結具１４の両方の上プレート１３１、１４１に対して実質的に垂直で、かつフロントレール３（図１）に固定できる図示されていない上端部から、クラッシュボックス連結具１４の上プレート１４１と面接触する下プレート１０１を備える下端部１０ａまで延びる、ハンガー１０を備える。構造部品ノード９は、クラッシュボックス８、クラッシュエクステンダ１３及びハンガー１０に対して実質的に垂直で、かつ自動車下部荷重経路の側方反対側に位置する第２の構造部品ノード９に固定できる図示されていない第１の側方端部から、クラッシュエクステンダ連結具１３の下プレート１３２と面接触する終端プレート１１１を備える反対側の第２の側方端部１１ａまで延びる、短手方向フロントクロスメンバ１１を更に備える。

【0040】

本発明の構造部品ノード９において、クラッシュボックス連結具１４は、クラッシュエクステンダ連結具１３に接触して組み立てられる。このとき、クラッシュボックス連結具１４の上プレート１４１の下面は、クラッシュエクステンダ連結具１３の上プレート１３１の上面と面接触し、クラッシュボックス連結具１４の前プレート１４２の前面がクラッシュエクステンダ連結具１３の後プレート１３５の後面と面接触する。この構造部品ノード９において、ハンガー１０の下プレート１０１の下面は、クラッシュボックス連結具１４の上プレート１４１の上面と面接触している。最後に、短手方向フロントクロスメンバ１１の終端プレート１１１の上面は、クラッシュエクステンダ連結具１３の下プレート１３２の下面と面接触している。クラッシュエクステンダ連結具１３は、短手方向フロントクロスメンバ１１の終端プレート１１１とクラッシュボックス連結具１４の上プレート１４１との間に挟まれ、この後に、クラッシュエクステンダ連結具１３の上プレート１３１とハンガー１０の下プレート１０１との間に挟まれる。

【0041】

ハンガー１０の下プレート１０１は、クラッシュボックス連結具１４の２つの切り欠き部１４１ａ、１４１ｂ及びクラッシュエクステンダ連結具１３の上プレート１３１の２つの穴１３１ａ、１３１ｂと整合するように構成された２つの穴１９（図９）を備える。同様に、短手方向フロントクロスメンバ１１の終端プレート１１１も、クラッシュエクステンダ連結具１３の下プレート１３２の２つの穴１３２ａ、１３２ｂに面するように構成された２つの穴２０（図９）を備える。

【0042】

この４つの要素は、２つの締結具１５、１６によって一緒に固定され、２つの締結具１５、１６は、ハンガー１０の下プレート１０１の穴１９、クラッシュボックス連結具１４の上プレート１４１の切り欠き部１４１ａ、１４１ｂ、クラッシュエクステンダ連結具１３の上プレート１３１の穴１３１ａ、１３１ｂ、クラッシュエクステンダ連結具１３の対向するロックボリューム１４ａ、１４ｂ、クラッシュエクステンダ連結具１３の下プレート１３２の穴１３２ａ、１３２ｂ、及び短手方向フロントクロスメンバ１１の終端プレート１１１の穴２０を貫通して挿入される。前記締結具１５、１６は、４つの要素のアセンブリを維持するために略水平な圧縮力をかけている。よく理解されるように、特定の実施形態では、４つの要素のアセンブリを更に補強するために、更なる穴、切り欠き、及び締結具を考えることができる。クラッシュボックス連結具１４とクラッシュエクステンダ連結具１３は、更に、クラッシュボックス連結具１４の固定タブ１４２１の穴１４２ａとクラッシュエクステンダ連結具１３の固定タブ１３５１の穴１３５ａを締結具１８が横切ることで一緒に固定されている（図９）。

【0043】

本発明のクラッシュエクステンダ７と本発明のクラッシュボックス８の結果、構造部品ノード９に関わる４つの部品を固定するために必要な締結具は、少なくとも２つだけである。締結具１８により、本発明のクラッシュエクステンダ７とクラッシュボックス８をより良好に固定することが可能になる。少なくとも２つの締結具しか必要としないこの要件は、主に、クラッシュエクステンダ連結具１３の上プレート１３１とクラッシュボックス連結具１４の上プレート１４１に起因しており、これらは両方ともに、クラッシュエクステンダ７をクラッシュボックス８及びハンガー１０に固定することを可能にする。

【0044】

更に、本発明のクラッシュエクステンダ７と本発明のクラッシュボックス８は、図２の最新式のクラッシュエクステンダよりも溶接長さが少なくとも１／３になり、約５００グラムの重量減少を伴う。

【0045】

上記の構造部品ノード９を組み立てるための本発明の工程は、以下のステップを備える。
－短手方向フロントクロスメンバ１１を設けて位置決めするステップ、
－クラッシュエクステンダ７の後端部７ｂをサスペンションクレードル６内に設けて位置決めし、クラッシュエクステンダ連結具１３の下プレート１３２を短手方向フロントクロスメンバ１１の終端プレート１１１の近くに設けて位置決めするステップ、
－ハンガー１０の下端部１０ａの下プレート１０１を、クラッシュエクステンダ連結具１３の上プレート１３１に近接して設けて位置決めするステップ、
－穴１９、１３１ａ／１３１ｂ、ロックボリューム１４ａ、１４ｂ、穴１３２ａ／１３２ｂ、並びに穴２０に締結具１５、１６を挿通し、クラッシュエクステンダ連結具１３、ハンガー１０の下端部１０ａの下プレート１０１、及び短手方向フロントクロスメンバ１１の終端プレート１１１を予め締結するステップ。予備締結によって、締結具１５及び１６によってアセンブリに加えられる圧縮力は、後続の組立てステップの目的のためにアセンブリを一緒に固定するのに十分であるが、その一方で、後で説明するように、クラッシュボックス連結具１４を挿入できるように十分に低いことを意味する。
－クラッシュボックス連結具１４をクラッシュエクステンダ連結具１３に近接して設けて位置決めし、前記クラッシュボックス連結具１４の上プレート１４１は、ハンガー１０の下端部１０ａの下プレート１０１とクラッシュエクステンダ連結具１３の上プレート１３１との間に配置されるステップであって、このような挿入は、切り欠き部１４１ａ、１４１ｂの開いた構成の結果として可能であり、前記切り欠き部は、予備締結作業の結果により、まだ所定の位置にある締結具１５、１６を取り囲むことができ、締結具１５、１６によってかけられる圧縮力を増大させることによって構造部品ノード９の組立てを完了するステップ、
－次いで、クラッシュエクステンダ連結具１３とクラッシュボックス連結具１４のそれぞれの固定タブ１３５１、１４２１は、これらを締結具１８で締結することによって固定されるステップ。

【0046】

本発明の上記の組立工程は、ハンガー１０、クラッシュエクステンダ連結具１３及びクラッシュボックス連結具１４の固定が１回の操作で同時に実行されるため、従来技術の工程と比べてステップが大幅に少ない。更に、本発明の上記の組立工程は、溶接作業が著しく少なく、その結果、工程の期間とコストの両方が減少する。

【0047】

図１０及び図１１を参照すると、本発明の第２の実施形態は、クラッシュエクステンダ７’のクラッシュエクステンダ連結具１３’の構造的構成のみが第１の実施形態と異なる。主な違いは、クラッシュエクステンダ連結具１３’が、後プレートも関連する固定タブも備えないという事実に関する。次に、このクラッシュエクステンダ連結具１３’は、クラッシュエクステンダ７’の中空体７１の上壁７１１と面接触している上プレート１３１’とクラッシュエクステンダ７’の中空体７１の下壁７１２と面接触している下プレート１３２’と、中空体７１の対向する横壁７１３、７１４と共に２つの対向するロックボリューム１４ａ’、１４ｂ’を画定する２つの対向する内側横プレート１３３’、１３４’とを備え、各ロックボリューム１４ａ’、１４ｂ’は、機能性が第１の実施形態と同じである１つの締結具１５、１６を収容する。クラッシュエクステンダ連結具１３’は、特定の実施形態では、図１０及び図１１に示すように、２つの対向する内側横プレート１３３’、１３４’と共に２つの対向する外側ボリューム１４ｃ’、１４ｄ’とを画定する２つの対向する外側横プレート１３６’、１３７’を任意選択的に備えることができる。有用には、前記横プレート１３６’と１３７’は、クラッシュエクステンダ１３’の構造強度を高める。

【0048】

特定の実施形態では、図１０に示すように、クラッシュエクステンダ連結具１３’と中空体７１は、例えば釘などの締結具２２で一緒に任意選択的に固定され、締結具２２、クラッシュエクステンダ連結具１３’の上プレート１３１’と中空体７１の上壁７１１、及び／又はクラッシュエクステンダ連結具１３’の下プレート１３２’と中空体７１の下壁７１２を横切る。クラッシュエクステンダ連結具１３’は、組立工程中にクラッシュエクステンダ連結具の前端部７ａが自然に載ることになる前プレート１３５を備えないので、締結具２２を使用してクラッシュエクステンダ連結具１３’を中空体７１に予め固定することにより、より堅牢で正確な組立工程が可能になる。

【0049】

図１１に示すように、第２の実施形態の結果として得られる構造部品ノード９’は、クラッシュエクステンダ連結具用の後プレートがない場合、クラッシュボックス１４の前プレート１４２が、クラッシュエクステンダ連結具１３’の後縁部とクラッシュエクステンダ７’の中空体７１’の自由縁部と面接触している以外は、第１の実施形態の構造部品ノード９と同様に配置されている。

【0050】

図１２及び図１３を参照すると、本発明の第３の実施形態もまた、本発明の第１の実施形態とは、クラッシュエクステンダ７’’のクラッシュエクステンダ連結具１３’’の構造的構成のみが異なる。第２の実施形態に関して、主な違いは、クラッシュエクステンダ連結具１３’が後プレートも、関連する固定タブも備えないという事実に関する。このクラッシュエクステンダ連結具１３’’は、クラッシュエクステンダ７’の中空体７１の上壁７１１と面接触する上プレート１３１’’と、クラッシュエクステンダ７’の中空体７１の下壁７１２と面接触する下プレート１３２’’と、中空体７１の対向する横壁７１３、７１４と共に２つの対向するロックボリューム１４ａ’’、１４ｂ’’を画定する２つの対向する横プレート１３３’’、１３４’’とを備え、各ロックボリューム１４ａ’’、１４ｂ’’は、その機能性が第１の実施形態と同じである少なくとも１つの締結具１５、１６を収容する。

【0051】

この実施形態では、クラッシュエクステンダ連結具１３’’は、クラッシュエクステンダ連結具１３’’の上プレート１３１’’の穴１３１ａ’’、１３２ａ’’とクラッシュエクステンダ連結具１３’’の下プレート１３２’’の穴（図上では見えない）と連通する２つの鉛直な管状ガイド１３８’’、１３９’’を更に備える。このような管状ガイドは、クラッシュボックス連結具１４の前プレート１４１、クラッシュエクステンダ連結具１３’’の前プレート１３１’’、クラッシュエクステンダ連結具１３’’の下プレート１３２’’、及び短手方向フロントクロスメンバ１１の終端プレート１１１を横切る締結具１５、１６を収容するように構成される（図１３）。

【0052】

図１３に示すように、第２の実施形態の結果として得られる構造部品ノード９’’（ハンガーはこの図には示されていない）は、クラッシュボックス１４の前プレート１４２が、クラッシュエクステンダ連結具１３’’の後縁部及びクラッシュエクステンダ７’の中空体７１’の自由縁部と面接触しているという点で、第２の実施形態の構造部品ノード９’と同様に配置される。

【0053】

第２及び第３の実施形態の構造部品ノード９’、９’’を組み立てる工程は、第１の実施形態の構造部品ノード９を組み立てる工程と同じである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】