特許 7587525 コーナー補強部材

(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】2024-11-12

(45)【発行日】2024-11-20

(54)【発明の名称】コーナー補強部材

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/04 20060101AFI20241113BHJP

【ＦＩ】

B62D25/04 B

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021565899

(86)(22)【出願日】2020-02-18

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-07-25

(86)【国際出願番号】 EP2020054242

(87)【国際公開番号】W WO2020224819

(87)【国際公開日】2020-11-12

【審査請求日】2023-02-02

(31)【優先権主張番号】1950545-2

(32)【優先日】2019-05-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】SE

(73)【特許権者】

【識別番号】517098527

【氏名又は名称】オートテック・エンジニアリング・ソシエダッド・リミターダ

【氏名又は名称原語表記】Ａｕｔｏｔｅｃｈ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓ．Ｌ．

(74)【代理人】

【識別番号】100127926

【弁理士】

【氏名又は名称】結田 純次

(74)【代理人】

【識別番号】100140132

【弁理士】

【氏名又は名称】竹林 則幸

(72)【発明者】

【氏名】ハンス・ボーディン

(72)【発明者】

【氏名】マルティン・ホルムバリ

(72)【発明者】

【氏名】ヨアキム・ヨハンソン

(72)【発明者】

【氏名】ソフィーア・ナイストレーム

【審査官】長谷井 雅昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０９８９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０５９４８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のＢピラーであって、
プロファイル（１０）と
Ｂピラーを形成するプロファイル（１０）に取り付けられる補強部材（３０）とを含み、
プロファイル（１０）は、ドアヒンジ用の取付領域（２２、２４）を含み、
補強部材（３０）は、２つの細長いストリップ（３２、３４）材料を含み、
細長いストリップ（３２、３４）は、ドアヒンジ用の取付領域（２２、２４）のうち、上側の取付領域（２２）のみで相互に接続され、
プロファイル（１０）は、中央のフランジ（１２）と２つの側面（１４、１６）を有するハット型であり、
各細長いストリップ（３２、３４）は、中央フランジ（１２）と２つの側面（１４、１６）の１つとの間の、プロファイル（１０）の移行領域（３６、３８）に取り付けられ、
細長いストリップ（３２、３４）は、ドアヒンジ用の取付領域（２２、２４）のうち、下側の取付領域（２４）の上で終わり、
補強部材（３０）は、細長いストリップ（３２、３４）の間に架橋部材（４０）を含み、
架橋部材（４０）は、プロファイル（１０）の長手方向（Ｌ）に見て、ドアヒンジ用の上側の取付領域（２２）と同じ延伸長を有し、
架橋部材（４０）は、ドアヒンジ用の上側の取付領域（２２）を覆うように配置される、上記Ｂピラー。

【請求項2】

各細長いストリップ（３２、３４）は、中央フランジ（１２）上で横方向に延伸し、側面（１４、１６）上で延伸していることを特徴とする、請求項１に記載のＢピラー。

【請求項3】

各細長いストリップ（３２、３４）がプロファイル（１０）の内側移行領域（３６、３８）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のＢピラー。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載のＢピラーの製造方法であって
－ 平面プレートでブランクを形成すること；
－ 補強部材をブランクに取り付けること；および
－ ブランクと補強部材とを所望の形状に加圧加工すること
を特徴とする、前記の方法。

【請求項5】

補強部材がプロファイルにスポット溶接されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

補強部材が、少なくとも中央フランジと側面との間の移行領域でプロファイルにスポット溶接されていることを特徴とする、請求項２に記載のＢピラー。

【請求項7】

請求項５に記載の方法であって、以下の工程を含む方法。
－ 平面プレートでブランクを形成する工程；
－ プリプレグ繊維強化ポリマー材料で補強部材を形成する工程；
－ ブランクをオーステナイト温度に加熱してブランクにオーステナイトを形成する工程；
－ ブランクを所望の形状に成型する工程；
－ ブランクを５００℃以下の温度に冷却する工程；
－ 成型されたブランクに補強部材を適用する工程；および
－ 補強部材を成型されたブランクに接着するように押し付け、前記補強部材を少なくとも部分的に硬化させる工程。

【請求項8】

ブランクを所望の形状に成型する工程が成型機材の内部で行われ、成型されたブランクに補強部材を適用する工程は、前記成型機材とは異なる加圧機材で行われる、請求項７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車のピラー、特に自動車の車体の一部を構成するいわゆるＢピラーの補強部材に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車のピラーは、衝突時などの大きなひずみに耐えることが要求される。最近の設計では、特定の部分に材料を追加して補強したピラーが設けられている。例えば、ブランク板に板金補強材を配置し、溶接した後、熱間成型とプレス加工でピラーを形成することが知られている。

【0003】

これは例えば特許文献１により知られている。ここでは、Ｂピラーを形成するための板状のブランクに、補強板が取り付けられている。補強板は、その長さの少なくとも１／４が、Ｂピラーのハット状プロファイルに対応する長さを有し、その両端で狭くなり、全長までは延びていない構造となっている。

【0004】

この設計により、補強板が全長にわたって全幅を持っている場合に比べて、良好な衝突性能が得られると同時に軽量化も図られる。しかし、多くの場合、ピラーのひずみ処理性能を損なうことなく、さらに軽量化を図りたいという要望がある。

【0005】

別の方法が、特許文献２に示されている。ここでは、補強部材は、ピラーのリッジ（ｒｉｄｇｅ、凸部）部分のみを覆うように形成されている。補強部材は、好ましくは、ピラーが形成される前に取り付けられる。この解決策の欠点は、多数の補強部材を処理して、例えば溶接で取り付けるためにベース部材またはブランクに配置しなければならないことである。大量生産の観点からすると、取り付けの際に複数の補強部材を保持する複数の固定具またはクランプ部材が必要となるため適当ではない。そのため、この分野には改善の余地がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】ＷＯ２０１４／０１７９６１

【文献】ＥＰ ２６１７５０９

【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、現状の設計の欠点を改善することである。この目的は、請求項１の特徴を有するＢピラーによって解決される。好ましい実施形態は、従属する特許請求の範囲に示されている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の主要な側面によれば、車両のＢピラーを形成するためのプロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）に取り付けられる補強部材が提供され、プロファイルにはドアヒンジ用の取り付け領域が配置されている。好ましくは、補強部材は、２つの細長いストリップにより構成されており、ストリップは、補強プレートがプロファイルに取り付けられたときに、ドアヒンジ用の少なくとも１つの取り付け領域で相互に接続される。

【0009】

このようにすれば、ストリップがバラバラの細長い部材であっても、互いに取り付けられて１つの部品を形成するので、プロファイルへのストリップの取り付けを容易に行うことができる。更なる利点は、相互の接続部がドアヒンジのための取り付け領域に配置され、ドアを扱う際に力がかけられる領域に補強面を提供できることである。

【0010】

一態様によれば、ストリップは、上部ドアヒンジの取り付け部で相互に接続されていてもよい。これは、例えば、ドアの上端に人がつかまりぶら下がっている場合など、ドアの外端に荷重がかかり、車両ドアの上部ヒンジが大きな力にさらされるときに有効である。

【0011】

代替案または追加案として、ストリップは、下側のドアヒンジの取り付け部で相互に接続されていてもよい。特に、両方の取り付け部を強化することは、ドアの取り付けに有利である。もちろん、ストリップがさらにその上端および／または下端で相互に接続されている補強部材を有することも可能であり、この態様では、特にストリップがそれぞれの幅に対して長い場合には、ストリップの延長に沿って複数の場所でストリップが相互に接続されていてもよい。

【0012】

本発明のさらなる態様によれば、プロファイルは、中央のフランジと２つの側面を有するハット型であり、各ストリップは、中央のフランジと側面との間の移行領域に取り付けられてもよい。したがって、補強材はプロファイルのコーナーに配置され、さらなる特徴として、各ストリップは、中央フランジ上の長さと側面上の長さを横方向に延伸してもよい。このように、ストリップの横方向の延長は、所望の必要な強度特性を得るために選択および調整することができる。好ましくは、ストリップは、プロファイルの内側の移行領域に取り付けられてもよい。

【0013】

本発明のさらなる態様は、補強部材を有するＢピラーの製造方法であって、平面板でブランクを形成する工程と、補強部材を前記ブランクに取り付ける工程と、ブランクおよび補強部材を所望の形状にプレス加工する工程、を含む方法が提供される。補強部材を取り付けるためには、プロファイルにスポット溶接してもよい。この点において、補強部材は、少なくとも中央フランジと側面との間の移行領域において、プロファイルにスポット溶接されてもよい。

【0014】

また、代替方法として、平面板でブランクを形成する工程と、プリプレグ繊維（ｐｒｅｐｒｅｇ ｆｉｂｅｒ） 強化ポリマー材料で補強部材を形成する工程と、ブランク内にオーステナイトを形成するようにブランクをオーステナイト温度に加熱する工程と、ブランクを所望の形状に成型する工程と、ブランクを５００℃以下の温度に冷却する工程と、補強部材を前記成型されたブランクに適用する工程と、補強部材を成型されたブランクに接着するように加圧する工程と、前記補強部材を少なくとも部分的に硬化させる工程とを含む代替方法が提供されてもよい。

【0015】

代替方法によれば、ブランクを所望の形状に成型する工程は、成型機材（ｆｏｒｍｉｎｇ ｔｏｏｌ）の内部で行われてもよく、成型されたブランクに補強部材を適用する工程は、成型機材とは異なる加圧機材（ｐｒｅｓｓｉｎｇ ｔｏｏｌ）で行われてもよい。

【0016】

本発明のこれらのおよび他の側面、および本発明による利点は、以下の本発明の詳細な説明および添付の図面から明らかになるだろう。

【0017】

本発明の以下の詳細な説明において、添付の図面を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】車両のＢピラーのためのプロファイルの斜視図である。

【図2】本発明の第１の実施形態による補強部材の斜視図である。

【図3】図１のプロファイルと図２の補強部材とからなるＢピラーの斜視図である。

【図4】図３の線ＩＶ－ＩＶに沿って示した断面を示す。

【図5】本発明の第２の実施形態による補強部材の斜視図である。

【図6】図１のプロファイルと図５の補強部材とからなるＢピラーの斜視図である。

【図7】本発明の第３の実施形態による補強部材の斜視図である。

【図8】図１のプロファイルと図７の補強部材とからなるＢピラーの斜視図である。

【図9】本発明の第４の実施形態による補強部材の斜視図である。

【図10】図１のプロファイルと図９の補強部材とからなるＢピラーの斜視図である。

【図11】図１のプロファイルとして形成されるプレーンプロファイルブランクの側面図である。

【図12】プレーンブランクとしての補強部材の側面図である。

【図13】プロファイルブランクにスポット溶接された補強材の側面図である。

【図14】図１３の接合されたブランクによって形成されたＢピラーを示す。

【図15】図１４のＢピラーを線ＸＶ－ＸＶに沿って示した断面図であり

【図16】図１４のＢピラーを線ＸＶＩ－ＸＶＩに沿って示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１は、車両のＢピラーに設けられたプロファイル１０を示している。プロファイル１０は、長手方向Ｌに延びており、中央のフランジ１２と２つの側面１４，１６とを有する概ねハット型である。側面１４，１６はそれぞれ、プロファイルの長手方向に見て外向きのフランジ１８，２０を有している。プロファイルは、ドアヒンジ、例えば自動車の後部ドアの上側および下側のドアヒンジのための取り付け領域２２，２４をさらに備えている。取り付けエリア２２，２４には、ヒンジ用の取り付けボルト用の穴２６などの固定部材が配置されていてもよい。しかし、プロファイルの延長線上には、他のタイプの締結部材や２つ以上の取り付け領域が存在する可能性がある。

【0020】

プロファイル１０の強度を高め、完成したＢピラーに重量を過度に付加することなく、所望の衝撃力を有するハンドリング特性を与えるために、補強部材３０がプロファイル１０に取り付けられている。

【0021】

図２および図３に示す第１の実施形態では、補強部材３０は、２つの細長いストリップ３２，３４からなる。

【0022】

ストリップ３２，３４は、図４を参照して、一方のストリップ３２が、中央フランジ１２と側面１４との間の１つの移行領域３６をカバーし、他方のストリップ３４が中央フランジ１２と側面１６との間の別の移行領域３８をカバーするようにして、中央フランジと側面との間の少なくとも移行領域３６，３８をカバーするように設計され、それらの間にそのような長さを有している。

【0023】

したがって、この解決策では、補強部材によって覆われていない中央フランジ１２の中央領域が存在することになる。しかし、２つのストリップ３２、３４は、少なくとも１つの位置で相互に接続されている。これは、一方では、これから説明するように、プロファイルに補強部材を取り付ける際の取り扱いを容易にするためであり、他方では、少なくとも１つの特定の領域を強化するためである。

【0024】

図２および図３に示す第１の実施形態によれば、さらに強化すべき特定の領域は、例えば、取り付けられたドアがドアの自由端で下向きの力にさらされる場合に大きな力がかかる可能性がある上側のドアヒンジ用の取り付け領域２２であり、これは、ドアの上部外縁に人がつり下がりぶら下がっている場合に発生する可能性がある。図２に見られるように、補強部材３０は、ストリップ３２、３４の間に架橋部材４０を備えており、この架橋部材４０は、一般に、長手方向に見て、上側のドアヒンジのための取り付け領域２２と同じ延伸長を有し、取り付け領域２２を覆うように配置される。

【0025】

さらに架橋部材４０は、プロファイル１０の取り付け領域２２の穴と同じ向きを有する同じタイプの穴を備えてもよく、取り付け領域と同じタイプの同じ向きの締結部材４２を備えていてもよい。図３に見られるように、第１の実施形態のストリップ３２，３４は、補強部材３０がプロファイル１０に取り付けられたときに、下部ヒンジのための取り付け領域の上で終わり、Ｂピラーを形成する。

【0026】

補強部材３０’の第２の実施形態を図５～６に示す。ここでは、補強部材３０’のストリップ３２、３４は、第１の架橋部材とは別に、その下端で第２の架橋部材４４と相互に接続されている。

【0027】

補強部材３０’のストリップ３２，３４は、第１の架橋部材とは別に、その下端で第２の架橋部材４４と相互に接続されており、この第２の架橋部材４４は、下側のドアヒンジのための下側取付領域２４を覆うように配置されている。またここでは、第２の架橋部材４４は、プロファイル１０における下側のドアヒンジの取付領域２４の締結部材２６と同じタイプおよび方向の締結部材４６を備えることが好ましい。この解決策では、図６に見られるように、ドアヒンジ用の両方の取り付け領域２２，２４が補強部材によって補強される。

【0028】

Ｂピラーの強度および変形抵抗特性をさらに強化および／またはカスタマイズするために、補強部材は、さらなる架橋部材を備えてもよい。

【0029】

補強部材３０’’の第３の実施形態が図７～８に示されている。ここでは、ストリップ３２，３４は、先に述べた架橋部材４０，４４とは別に、ストリップ３２，３４の上端を相互に接続する架橋部材４８を上端に備えている。この点において、補強部材３０’’’の第４の実施形態が図９～１０に示されている。追加の特徴として、または代替の特徴として、補強部材３０’’’は、ストリップ３２，３４の上端と上側ドアヒンジ用の架橋部材４０との間に配置された架橋部材５０を備えてもよい。

【0030】

図１－１４は、本発明による補強部材を用いてＢピラーを製造する方法を示している。

【0031】

本発明による補強部材を備えたＢピラーの製造方法を示す。一例として、プロファイルは、プレーンブランク６０として形成され、所定の輪郭形状を備え、場合によっては取り付けボルト用の穴２６などの締結部材を備える。補強部材もまた、プレーンブランク６２として形成され、ストリップの所望の輪郭形状を備え、所望の量および位置を有する架橋部材を備える。

【0032】

架橋部材は、場合によっては、好ましくは輪郭の締結部材２６と同じ向きを有する締結部材４２、４６を備えていてもよい。次いで、補強部材ブランク６２は、互いに相対的に特定の所定の向きでプロファイルブランク６０の表面に固定され、補強部材ブランク６２はプロファイルブランク６０に取り付けられる。これは、図１３に見られるように、補強部材ブランクとプロファイルブランクとの間の複数のスポット溶接部６４を用いた方法で行うことができる。スポット溶接部６４の位置は、好ましくは、以下に説明するように、特定のパターンで選択されてもよい。

【0033】

溶融されたブランクは、Ｂピラーとして形成される。これは、Ｂピラーを熱間成型し、プレス加工技術を用いて硬化させるという方法である。この方法では、ブランクをオーステナイト温度に加熱し冷却する機材より成型する。

【0034】

ここでは、プロファイルと補強部材によって形成されたＢピラーが、固着機により固着固定される。製造されたＢピラーは、プロファイル１０に対して特定の関係で配置されたストリップ３２，３４を有する補強部材３０を備えている。図１５の断面図に見られるように、ストリップは、少なくとも中央フランジと側面との間の移行領域（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ａｒｅａ）を覆っている。

【0035】

好ましくは、ストリップは、中央フランジの中と側面の上に、ある程度の長さを有している。さらに、図に見られるように、スポット溶接部６４は、補強部材をプロファイルに確実に取り付けるために、Ｂピラーが熱間成型されたときに、移行領域の外側セクタに配置されるのが好ましい。図１５の断面図では、移行領域の周りのストリップの内側および外側セクターのスポット溶接部は、同じ横断面にある。

【0036】

しかし、図１３に示すように、スポット溶接部をストリップの長手方向に離間して配置し、一種のジグザグパターンのスポット溶接部を形成してもよい。さらに、スポット溶接は、架橋領域、特に接続部材に隣接して配置してもよい。

【0037】

本発明による補強部材を備えたＢピラーを製造する上記の方法の代替として、プロファイルのみを熱成型してもよい。さらに、補強部材は、繊維が好ましくは炭素繊維からなるプリプレグ繊維強化ポリマーパッチとして製造されてもよい。

【0038】

この方法では、成型されたまだ熱いプロファイルが、特定の成型機材に設置される。プロファイルの成型と並行して、繊維強化ポリマー製の補強部材は未硬化のプリプレグの状態で提供される。その後、補強部材を加熱し、成型機材で高温のプロファイルと接合し、補強部材を硬化させ、加圧機材で接着することでプロファイルに取り付ける。補強部材の加熱は ホットプロファイルおよび／または熱を加えることにより、加圧機材内で行うことができる。加熱機材内の温度は、補強部材の硬化のために、５００℃以下であるべきであるが、好ましくは１５０℃以上である。

【0039】

上記の図面に示された実施形態は、特許請求の範囲内で多くの方法で変更することができ、本発明の非限定的な例として理解されたい。

【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】

【図14】

【図15】

【図16】