特表 2024-513827 車両フロアのための湾曲クロスメンバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-27

(54)【発明の名称】車両フロアのための湾曲クロスメンバ

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/20 20060101AFI20240319BHJP

【ＦＩ】

B62D25/20 E

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023560363

(86)(22)【出願日】2022-03-31

(85)【翻訳文提出日】2023-10-27

(86)【国際出願番号】 US2022071478

(87)【国際公開番号】W WO2022213111

(87)【国際公開日】2022-10-06

(31)【優先権主張番号】63/168,851

(32)【優先日】2021-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/230,216

(32)【優先日】2021-08-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】591187162

【氏名又は名称】シェイプ・コープ

【氏名又は名称原語表記】ＳＨＡＰＥ ＣＯＲＰ．

【住所又は居所原語表記】１９００ Ｈａｙｅｓ Ｓｔ．， Ｇｒａｎｄ Ｈａｖｅｎ， Ｍｉｃｈｉｇａｎ ４９４１７， Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100221729

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭介

(72)【発明者】

【氏名】ホンダ トモヒサ

(72)【発明者】

【氏名】フジカワ カズトヨ

【テーマコード（参考）】

3D203

【Ｆターム（参考）】

3D203AA31

3D203AA33

3D203BB06

3D203BB08

3D203BB12

3D203BB22

3D203CA02

3D203CA04

3D203CA07

3D203CA25

3D203CA73

3D203CA74

3D203CB03

3D203CB07

3D203CB09

3D203CB13

3D203DA20

3D203DB05

(57)【要約】

フロアパネルと、フロアパネルの両側部に沿って配置された細長い部材の対とを有する車両フロアアセンブリ。中央トンネルは、細長い部材の対間で長手方向に延び、且つフロアパネルの平面的な広がりから垂直方向に持ち上げられた上面を有する。クロスメンバビームは、長手方向部材の対に結合され、且つ長手方向部材の対間にまたがる。クロスメンバビームは、クロスメンバビームの長さに沿って連続的に延びる断面形状を有する。クロスメンバビームは、クロスメンバビームの下面を中央トンネルの上面の上方に位置決めする、クロスメンバビームの長さの少なくともセクションに沿った曲がり形状を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両フロアアセンブリであって、
フロアパネルと、
前記フロアパネルの両側部に沿って配置された細長い部材の対と、
前記細長い部材の対間で長手方向に延び、且つ前記フロアパネルの平面的な広がりから垂直方向に持ち上げられた上面を有する中央トンネルと、
前記長手方向部材の対に結合され、且つ前記長手方向部材の対間にまたがるクロスメンバビームと
を含み、
前記クロスメンバビームは、前記クロスメンバビームの長さに沿って連続的に延びる断面形状を含み、
前記クロスメンバビームは、前記クロスメンバビームの下面を前記中央トンネルの前記上面の上方に位置決めする、前記クロスメンバビームの前記長さの少なくともセクションに沿った曲がり形状を含む、車両フロアアセンブリ。

【請求項2】

前記クロスメンバビームの前記下面は、前記クロスメンバビームの中央セクションにおいて、前記クロスメンバビームの端部における前記下面に対して隙間距離持ち上げられる、請求項１に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項3】

前記隙間距離は、前記クロスメンバビームの垂直厚さの少なくとも半分であり、且つ前記フロアパネルに沿って長手方向に延びる前記中央トンネルの上にまたがるように構成される、請求項２に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項4】

前記クロスメンバビームの端部と、前記細長い部材の対の車内表面との間に取り付けられた取付けブラケットの対をさらに含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項5】

前記クロスメンバビームは、前記クロスメンバビームの前記長さに沿って延びる少なくとも１つの管状セクションを有するように形成された金属シートを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項6】

前記金属シートは、少なくとも９８０ＭＰａの引張強さを有するマルテンサイト系鋼を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項7】

前記クロスメンバビームは、前記中央トンネルにわたって横方向に車内衝撃力を伝達するために、前記細長い部材の対間に横方向荷重経路を画定する、請求項１～６のいずれか一項に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項8】

前記クロスメンバビームは、前記クロスメンバビームの共通の中央壁によって分割された中空開口部を有する隣接する管状部材の対を有するように形成された金属シートを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項9】

前記隣接する管状部材の対は、互いに横方向に隣接して配置され、且つ共に前記フロアパネルにわたってまたがる、請求項８に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項10】

前記クロスメンバビームから長手方向に離間された距離において、前記長手方向部材の対に結合され、且つ前記長手方向部材の対間にまたがる第２のクロスメンバビームをさらに含み、前記第２のクロスメンバビームは、前記第２のクロスメンバビームの長さの少なくともセクションに沿って第２の曲がり形状を含み、前記第２の曲がり形状は、より大きい垂直隙間距離で前記中央トンネルの上にまたがるように、前記第１の湾曲形状よりも小さい曲率半径を有する、請求項１～９のいずれか一項に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項11】

車両フロアアセンブリであって、
フロアパネルと、
前記フロアパネルの長手方向の両側部間で前記フロアパネルの中央部分に配置された隆起障害物であって、前記フロアパネルの前記長手方向の両側部に対して垂直方向に持ち上げられた上面を有する隆起障害物と、
前記フロアパネルの前記長手方向の両側部間で横方向に前記フロアパネルの上にまたがる長さを含むクロスメンバビームと
を含み、
前記クロスメンバビームは、前記クロスメンバビームの前記長さに沿って連続的に延びる断面形状を含み、
前記クロスメンバビームは、前記クロスメンバビームの下面を前記隆起障害物の前記上面の上方に位置決めする、前記クロスメンバビームの前記長さの少なくとも中央セクションに沿った曲がり形状を含む、車両フロアアセンブリ。

【請求項12】

前記クロスメンバビームの前記下面は、前記クロスメンバビームの前記中央セクションにおいて、前記クロスメンバビームの端部における前記下面に対して隙間距離持ち上げられる、請求項１１に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項13】

前記隙間距離は、前記クロスメンバビームの垂直厚さの少なくとも半分であり、且つ前記フロアパネルに沿って長手方向に延びる前記隆起障害物の上にまたがるように構成される、請求項１２に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項14】

前記フロアパネルの両側部に沿って配置された細長い部材の対と、
前記クロスメンバビームの端部と、前記細長い部材の対の車内表面との間に取り付けられた取付けブラケットの対と
をさらに含む、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項15】

前記クロスメンバビームから長手方向に離間された距離において、前記長手方向部材の対に結合され、且つ前記長手方向部材の対間にまたがる第２のクロスメンバビームをさらに含み、前記第２のクロスメンバビームは、前記第２のクロスメンバビームの長さの少なくともセクションに沿って第２の曲がり形状を含み、前記第２の曲がり形状は、より大きい垂直隙間距離で前記中央トンネルの上にまたがるように、前記第１の湾曲形状よりも小さい曲率半径を有する、請求項１４に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項16】

前記クロスメンバビームは、前記クロスメンバビームの前記長さに沿って延びる少なくとも１つの閉鎖管状セクションを有するように形成された金属シートを含む、請求項１１～１５のいずれか一項に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項17】

前記金属シートは、少なくとも９８０ＭＰａの引張強さを有するマルテンサイト系鋼を含む、請求項１１～１６のいずれか一項に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項18】

前記クロスメンバビームは、前記中央トンネルにわたって横方向に車内衝撃力を伝達するために、前記細長い部材の対間に横方向荷重経路を画定する、請求項１１～１７のいずれか一項に記載の車両フロアアセンブリ。

【請求項19】

車両フロアのための湾曲クロスメンバであって、
フロアパネルの上に横方向にまたがるように構成された長さを含むビームであって、前記ビームの前記長さに沿って連続的に延びる断面形状を含み、
前記クロスメンバビームの下面を、前記フロアパネルから突出する隆起障害物の上面の上方に位置決めする、前記ビームの前記長さの少なくとも中央セクションに沿った曲がり形状を含む、ビームと、
前記管状ビームの両端部に結合され、且つ前記フロアパネルの側部に沿ってまたがる長手方向部材に取り付けるように構成された取付けブラケットの対と
を含む湾曲クロスメンバ。

【請求項20】

前記管状ビームは、前記管状ビームの前記長さに沿って延びる少なくとも１つの管状セクションを有するように形成された金属シートを含み、前記金属シートは、少なくとも９８０ＭＰａの引張強さを有するマルテンサイト系鋼を含む、請求項１９に記載の湾曲クロスメンバ。

【請求項21】

前記管状ビームは、前記湾曲形状が前記車両フロアに対して上方に突出する状態で前記車両フロアにわたって横方向に延びるように構成され、前記管状ビームは、前記長手方向部材間の横方向荷重経路を画定する、請求項１９又は２０に記載の湾曲クロスメンバ。

【請求項22】

前記管状ビームは、前記管状ビームの共通の中央壁によって分割される中空開口部を有する隣接する管状部材の対を有するように形成された金属シートロールを含む、請求項１９～２１のいずれか一項に記載の湾曲クロスメンバ。

【請求項23】

前記隣接する管状部材の対は、前記車両フロアにわたってまたがるとき、互いに横方向に隣接して配置される、請求項１９～２２のいずれか一項に記載の湾曲クロスメンバ。

【請求項24】

前記金属シートは、少なくとも１，５００ＭＰａの引張強さを有するマルテンサイト系鋼を含む、請求項１９～２３のいずれか一項に記載の湾曲クロスメンバ。

【請求項25】

前記長さに沿って延びる前記管状ビームの底面は、前記管状ビームの中央セクションにおいて、前記管状ビームの前記両端部に対して隙間距離持ち上げられる、請求項１９～２４のいずれか一項に記載の湾曲クロスメンバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年３月３１日に提出された米国仮特許出願第６３／１６８，８５１号明細書及び２０２１年８月６日に提出された米国仮特許出願第６３／２３０，２１６号明細書の、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく利益及び優先権を主張するものであり、これらの内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、車両のためのフロア構造及びビームに関し、より詳細には、クロスメンバ構造及び関連するフロアアセンブリ、サブアセンブリ等に関する。

【背景技術】

【0003】

車両フレーム及び車体構造は、車両を支持し、保険要件並びに他の規制要件及び法的要件に従って車両内への侵入距離を抑制するように、一定レベルの衝撃力を受け、吸収するように設計されている。車両への側面衝撃は、一般的にサイドポール衝撃試験で試験される。これは、相当の衝撃力を車両に向ける。車両フレームは、主に、車両フレームの下部車外部分に沿って前輪と後輪との間で長手方向に延在するロッカーセクションでこれらの側面衝撃を吸収する。

【0004】

電気自動車及びハイブリッド電気自動車では、対向するロッカーセクション間の横方向車内領域にバッテリトレイが組み込まれることにより、バッテリトレイ内の利用可能なバッテリ収納容積を最大にするために、側面衝撃侵入距離を短くすることが望ましい。例えば、側面衝撃侵入の車内距離を短くするために、ロッカーセクションの剛性を高めることが一般的に知られている。しかしながら、ロッカーセクションの剛性を高めるには、多くの場合、ロッカーセクションに内部補強材を追加する必要がある。これは、質量、複雑さ及び費用を不所望に増加させる可能性がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、トンネル部材又はそれに類するものなど、フロアアセンブリ上の障害物の上にまたがるように少なくとも部分的に上方に湾曲されるか又は曲げられたクロスメンバを含む車両用フロアアセンブリを提供する。車両フロアアセンブリは、フロアパネルと、フロアパネルの側部に沿って長手方向に配置された長手方向部材の対とを含む。フロアアセンブリは、長手方向部材間でフロアパネルに沿って長手方向に延びる中央トンネルも含む。クロスメンバは、長手方向部材の対に結合され、且つ長手方向部材の対間にまたがる。クロスメンバは、ロール形成されたビーム又はそれに類するものなど、クロスメンバの長さに沿って連続的に延びる断面形状を有する。クロスメンバは、クロスメンバの中央セクションを中央トンネルに対して持ち上げるように、長さの少なくともセクションに沿って湾曲形状を含む。それにより、クロスメンバは、中央トンネルの上にまたがる。横方向衝撃時、クロスメンバは、中央トンネルにわたって横方向に車内衝撃力を伝達するために、長手方向部材間に横方向荷重経路を提供し得る。

【0006】

本開示の実装形態は、以下の任意選択的な特徴の１つ又は複数を含み得る。いくつかの実装形態では、取付けブラケットの対は、管状ビームの両端部と、長手方向部材の対の車内表面との間に取り付けられ得る。いくつかの例では、中央取付けブラケットは、管状ビームの中央セクションにわたって配置され、且つ中央トンネルに結合され得る。

【0007】

いくつかの実装形態では、クロスメンバは、ビームの長さに沿って延びる少なくとも１つの閉鎖管状セクションを有するように折り曲げられるか又は他に変形される金属シートから形成されるビームである。いくつかの例では、ビームは、ビームの共通の中央壁によって分割される中空開口部を有する隣接する管状部材の対を有する。いくつかの例では、隣接する管状部材の対は、車両フロアにわたってまたがるとき、互いに横方向に隣接して配置される。金属シートは、少なくとも１，５００ＭＰａなど、少なくとも９８０ＭＰａの引張強さを有するマルテンサイト系鋼であり得る。

【0008】

いくつかの実装形態では、クロスメンバの底面は、中央セクションにおいて、クロスメンバの両端部に対して隙間距離持ち上げられる。いくつかの例では、隙間距離は、中央トンネルの上にまたがるように構成された管状ビームの垂直厚さの少なくとも半分である。

【0009】

いくつかの例では、フロアアセンブリは、第１のクロスメンバから長手方向に離間された距離において、長手方向部材の対に結合され、且つ長手方向部材の対間にまたがる第２のクロスメンバも含み得る。いくつかの実装形態では、第２のクロスメンバは、長さの少なくともセクションに沿って第２の湾曲形状を有するビームを含み得る。第２の湾曲形状は、より大きい垂直隙間距離において中央トンネルの上で曲がるように、第１の湾曲形状よりも小さい曲率半径を有する。

【0010】

本開示の別の態様は、管状ビームの長さに沿って連続的に延びる断面形状を有する管状ビームを含む、車両フロアのための湾曲クロスメンバを提供する。管状ビームは、湾曲形状を画定するようにその長さに沿って上方に曲がっている。管状ビームの両端部には、車両フロアの側部に沿ってまたがる長手方向部材に取り付けるように構成された取付けブラケットの対が結合される。いくつかの例では、管状ビームは、長手方向部材間に横方向荷重経路を画定するために、車両フロアにわたって横方向に延びるように構成される。

【0011】

本開示の上記の独立した態様のそれぞれ及び以下の詳細な記載に記載されるそれらの態様は、他の独立した態様の下にあるものを含め、本開示及び図に示される特徴、選択肢及び可能性のいずれかを含み得、且つ本開示及び図に示される特徴、選択肢及び可能性のいずれかの任意の組合せも含み得る。

【0012】

本開示の１つ又は複数の実装形態の詳細は、添付の図面及び以下の記載に示されている。他の態様、利点、目的及び特徴は、図面と併せて以下の本明細書を検討することで明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】フロアアセンブリを示す車両の側面図である。

【図2】フロアアセンブリの平面図である。

【図3】図１に示すフロアアセンブリの上方斜視図である。

【図3A】図３に示す断面Ａで取られたクロスメンバの端部セクション及び取付けブラケットの拡大斜視図である。

【図4】フロアアセンブリの背面図である。

【図4A】トンネルを省略したフロアアセンブリの正面図である。

【図4B】上部ブラケットを省略した、図４Ａに示す断面Ｂで取られたクロスメンバ及びフロアパネルの拡大正面図である。

【図5】取付けブラケットが部分的に透明に示された、図３Ａのクロスメンバの端部セクション及び取付けブラケットの拡大斜視図である。

【図6】図５に示されたクロスメンバの端部セクション及び部分的に透明な取付けブラケットの正面図である。

【図7】図５に示された端部ブラケットの上方斜視図である。

【図8】図７に示された端部ブラケットの下方斜視図である。

【図9】図４に示された断面ＩＸで取られたフロアアセンブリの断面斜視図である。

【図10】図９に示されたクロスメンバ及び取付けブラケットの断面側面図である。

【図11】図４Ａに示されるクロスメンバ及び取付けブラケットの上方斜視図である。

【図11A】図１１に示される線Ａ－Ａでとられたクロスメンバ及び取付けブラケットの断面斜視図である。

【図12】図１１Ａに示されるクロスメンバ及び取付けブラケットの断面側面図である。

【図13】図１１に示す上部ブラケットの上方斜視図である。

【図14】図１１に示された上部ブラケットの下方斜視図である。

【図15】フロアアセンブリの上方斜視図である。

【図16】図１５のフロアアセンブリの背面図である。

【図17】図１５のフロアアセンブリの側面図である。

【図18】図１５に示されたクロスメンバの上方斜視図である。

【図19】図１８のクロスメンバの正面図である。

【図20】図１８のクロスメンバの側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図面全体を通して、同様の参照番号は、同様の部品を示す。

【0015】

ここで、図面及びそこに描かれた例示的な例を参照すると、図１に示されるような車両１００のためのフロアアセンブリ１０は、フロアパネル１２と、フロアパネル１２の側部に沿って長手方向に配置された長手方向部材１４の対とを有する。フロアアセンブリ１０又は車両構造は、長手方向部材１４間でフロアパネル１２に沿って長手方向に延び、フロアパネル１２から上方に突出する中央トンネル１６も含み得る。追加の例では、中央トンネルは、省略されるか、又はさもなければバッテリトレイ若しくはモジュールの一部などの別の構造で置き換えられ得る。中央トンネルは、一般に、ドライブシャフト若しくは排気管又はそれらに類するものなどの車両駆動系及び排気系構成要素を収容するか又は部分的に囲む。中央トンネルは、ワイヤーハーネス、冷却水ライン又は電気自動車の電気制御及びシステムに関連するものなどの電気構成要素を収容するか又は部分的に囲み得ることも考えられる。さらに、中央トンネルは、少なくとも部分的にフロアを剛化し、車両の幅方向に配置されたトレイ内のバッテリ収容能力を増加させることを支援するために、ロッカー構造がサイズ又は強度を低減される場合など、長手方向の衝撃荷重を伝達する構造構成要素であり得る。

【0016】

図１に提供される例にさらに示されるように、車両１００は、アウターシルから車内に、且つフロアアセンブリ１０のフロアパネル１２の下に取り付けられたバッテリトレイ１０２を任意選択的に含み得る。バッテリトレイ１０２は、メインバッテリ又はバッテリモジュール等など、車両１００の推進システムを作動させるために少なくとも部分的に使用される１つ又は複数のバッテリを囲む。バッテリトレイ１０２は、バッテリの重量を分散させ、車両の低重心を確立するために、車両１００の前輪１０４と後輪１０４との間に概ね存在し得る。本開示の目的のための車両は、乗用車、トラック、バス、バン、ＳＵＶ又はそれらに類するものなど、任意のタイプの陸上自動車であり得、乗客移動、貨物輸送又は任意の他の個人、政府若しくは商業目的のために使用されるものを含む。

【0017】

本明細書に開示されるフロアアセンブリ１０を有する車両は、図１～２０に示されるような横方向のクロスメンバ配置を含み、２つのクロスメンバ２０、２２を備える。追加の例では、本明細書に記載されるような曲がりセクションを有さない直線状のクロスメンバの有無にかかわらず、単一のクロスメンバ又は追加の１つ若しくは複数のクロスメンバが提供され得ることが考えられる。クロスメンバ２０、２２は、ロール形成されたビーム又はその長さに沿って概ね一貫した断面形状を有する他のタイプのビームなど、ビームの長さに沿って連続的に延びる断面形状を有するビーム２４をそれぞれ含む。曲がり形状が管状ビーム２４のそれぞれの少なくとも一部に沿って配置され、図３に示すような中央トンネル１６など、フロアパネル上の隆起した障害物の上にまたがるようにその曲がり形状を持ち上げる曲がり形状又は円弧形状を提供する。クロスメンバ２０、２２は、中央トンネル１６にわたって横方向に車内衝撃荷重又は力を伝達するために長手方向部材１４間に横方向荷重経路を画定するように、長手方向部材１４に結合し、且つ長手方向部材１４間にまたがる。長手方向部材１４は、例示的な構造ビームとして示されている。これは、シル、ドアシル、ロッカーパネル、ロッカーセクション若しくは他の長手方向フレーム構成要素又はそれらの一部として実装され得る。

【0018】

クロスメンバ２０、２２は、直接溶接、接着剤、締結具及び／若しくはブラケット又はそれらに類するものなどを使用するなどして、長手方向部材と直接的又は間接的に結合し得る。図１～１４に示すクロスメンバ２０、２２は、管状ビーム２４の両端部２８ａ、２８ｂと、長手方向部材１４の対の車内表面との間に取り付けられる取付けブラケット２６ａ、２６ｂの対を含む。一例では、図７及び８に示すように、取付けブラケット２６ａは、クロスメンバの側壁をブラケットに溶接できるようにするための切欠きを含み得る。また、中央取付けブラケット３０は、管状ビーム２４の中央セクション上に配置され、中央トンネル１６に結合され得る。中央取付けブラケット３０において、管状ビーム２４は、ビームから中央トンネルへの間接的な軸方向荷重伝達を防止するように中央トンネルから離間され得る。端部及び中央取付けブラケット２８ａ、２８ｂ、３０は、管状ビーム２４の露出した上面及び側面上に延びるＣ字形部分を有するハット形状のセクションをそれぞれ含む。また、端部及び中央取付けブラケット２８ａ、２８ｂ、３０は、縁部又は重なり部分（図９）で溶接３２を使用するなどして、フロアパネル１２、長手方向部材１４及び中央トンネル１６のそれぞれのインターフェース面に取り付けられるフランジ３１を有する。図１１～１４に示すように、中央取付けブラケット３０は、図１２に示すように、中央トンネル１６の傾斜した上面１７に取り付けるために使用される、垂直方向にオフセットしたフランジ３１ａ、３１ｂを有する。追加的に又は代替的に、端部及び中央取付けブラケットは、接着剤及び／若しくは締結具又は他の取付け特徴を使用して取り付けられ得る。また、ブラケットは、クロスメンバの管状部材の上にまたがらないＬ字形ブラケットなど、構成のために異なる形状で形成又はプレス加工され得る。

【0019】

図３及び４に示すように、管状ビーム２４の底面３４は、その長さに沿って延び、管状ビーム２４の中央セクションにおいて、管状ビーム２４の両端部２８ａ、２８ｂに対して隙間距離３６持ち上げられる。管状ビーム２４は、上向きに湾曲された曲率を有し、下向きの凹面と上向きの凸面とを提供する。図２～１２に示す管状ビーム２４の曲率の程度は、ビームの長さに沿って一定である。図１５～２０に示すような追加的な例では、曲率半径が中央セクションで減少するように、中央セクションで曲率が増加し、中央トンネルの上にまたがるより顕著な曲率を提供し得る。図３に示すように、ビーム２４の曲率によって提供される隙間距離３６は、中央トンネル１６の上にまたがるように構成される。それにより、その距離は、管状ビーム２４の垂直厚さの少なくとも半分であるか、又は管状ビーム２４の垂直厚さに少なくとも等しくてもよく、例えば少なくとも２０ｍｍ又は少なくとも３５ｍｍであり得る。図４～４Ｂにさらに示すように、湾曲クロスメンバ２０、２２は、高さが変化する異なる長手方向位置で中央トンネル１６の上にまたがるように、異なる曲率半径又は異なる隙間距離３６ａ、３６ｂを有し得る。図１～１２の例に示すように、中央トンネル１６は、車両１００の前部に向かって高さが増加している。このように、前方湾曲クロスメンバ２０の管状ビーム２４は、後方湾曲クロスメンバ２２の管状ビーム２４よりも小さい曲率半径（及びその結果としてのより大きい隙間距離又は高さ）を有する。

【0020】

管状ビーム２４は、管状ビーム２４の長さに沿って延びる少なくとも１つの閉鎖管状セクションを有するように、ロール形成又は順送りプレス成形を介してなど、折り曲げられるか又は他に変形される金属シートから一体部品としてそれぞれ形成され得る。例えば、図６に示すように、管状ビーム２４は、管状ビームの共通の中央壁４２によって分割される中空開口部を有する隣接する管状部材３８、４０の対をそれぞれ有する。隣接する管状部材３８、４０の対は、車両フロア１２にわたってまたがるとき、互いに横方向に隣接して（横並びに）配置される。その長さに沿って管状ビーム２４の長手方向の剛性を高めるために、管状部材３８、４０のそれぞれの底壁又は底面２４に沿ってなど、ビームの一部に沿って補剛チャネル４４を形成することができる。補剛チャネル４４は、各管状部材３８、４０の内部容積に突出し、底壁又は底面を剛化して座屈を防止するように機能する。

【0021】

図９、１０及び１２に示すように、管状ビーム２４の断面形状は、２つの隣接する管状部分３８、４０を形成する金属シートの外側セクションが、ビームの共通の中央壁４２を形成する金属シートの中央セクションの反対の側から延びることによって作られる。ビーム２４が形成されると、ビーム２４の隣接する２つの管状部分３８、４０は、底壁、上壁、前壁及び後壁によって画定される。隣接する管状部分３８、４０の底壁は、ビームの下向き面３４を形成するように互いに実質的に整列している。底壁は、深さ約８ｍｍ～１０ｍｍ及び幅約８ｍｍ～１０ｍｍの補剛チャネル４４をそれぞれ含む。ビーム２４は、幅約８０ｍｍ及び厚さ約４０ｍｍである。上壁も互いに整列した状態であり、底壁と実質的に平行である。さらに、前壁及び後壁は、互いに実質的に平行であり、中央壁４２とも実質的に平行であり、底壁及び上壁と概ね垂直である。ビーム２４の壁間の角部における曲率半径は、３～４ｍｍであるが、より大きい厚さを有するシートストックの場合など、追加の実装ではより大きくてもよい。ビームの追加的な例は、図３に示したものから様々な形状及び向きを想定することができ、代替的な寸法比率を含み得ることを理解されたい。他の例では、管状ビームは、より多い又はより少ない管状部材、補剛チャネル又は他の断面幾何学的形状で同様に形成され得る。湾曲クロスメンバの管状ビームは、異なる軸方向荷重条件を支持し、維持するために、異なる断面形状で設計することもできる。例えば、断面形状は、共通の壁を共有しない管状形状（Ｂ断面など）、単一の管状形状（Ｄ断面など）又は開放チャネル形状（Ｃ断面など）を含み得る。

【0022】

湾曲クロスメンバの管状ビーム２４は、高強度鋼板をロール形成することによって製造することができ、例えばシートストックのロールからシートを巻き出し、ビームの重量を最小限に抑えながら、衝撃エネルギーを効率的に吸収するための所望の断面形状を有するようにシートをロール形成することによって製造することができる。シートは、形成されたシートを、閉鎖管状部材３８、４０の断面形状などの形成された断面形状に固定するために、レーザー溶接を介してなど、ロール形成作業において連続的に溶接され得る。ビーム２４は、０．８ｍｍ～１．４ｍｍ又はおよそ１ｍｍ～１．５ｍｍの厚さを有する鋼のシートから作製することができる。また、シートは、約８００～２０００ＭＰａ（すなわち約１２０～２９０ｋｓｉ）、例えば少なくとも９８０ＭＰａ又は少なくとも１，５００ＭＰａの引張強さを有し得る。追加の実装形態では、補強ビームは、ＡＨＳＳ（先進高強度鋼）を含む異なる材料で作ることができ、約０．８ｍｍ～３．０ｍｍの厚さを有するシートから作ることができる。代替的に、金属シートは、高強度アルミニウムシートであり得る。

【0023】

さらなる実装形態では、湾曲クロスメンバの材料は、アルミニウム押出成形品又はポリマー複合材料引抜成形品であり得る。湾曲クロスメンバの管状ビームの断面プロファイル、材料の種類及び断面プロファイル内の材料の厚さは、そのような特定の用途に合わせて、且つビームの重量、ビームの耐荷重、ビームの力偏向性能及びビームの耐衝撃性能等などのビームの所望の荷重及び性能特性に合わせて構成することができる。

【0024】

図５及び６にさらに示すように、湾曲クロスメンバ２０、２２は、他の車両構成部品又はサブアセンブリの取付け位置を提供するように、ビーム２４の上面の上に長手方向にまたがる上部ブラケット４６を含み得る。図５及び６に示す上部ブラケット４６は、そのような取り付けのためのＣ字形断面及び開口部を上部に有する。また、ビーム２４は、同様の取り付け位置を提供するために、上壁の選択位置に穴又は取り付け特徴（例えば、ＳＰＡＣナット、リブナット等）を含み得る。

【0025】

さらに、フロアアセンブリ１１０の別の例は、２つのクロスメンバ１２０、１２２を備えて図１５～２０に示されている。クロスメンバ１２０、１２２は、ロール形成されたビーム又はその長さに沿って概ね一貫した断面形状を有する他の種類のビームなど、ビームの長さに沿って連続的に延びる断面形状を有するビーム１２４をそれぞれ含む。曲がり形状が管状ビーム１２４のそれぞれの少なくとも一部分に沿って配置され、図１６に示すような中央トンネル１１６などのフロアパネル上の隆起した障害物の上にまたがるようにその曲がり形状を持ち上げる曲がり形状又は円弧形状を提供する。クロスメンバ１２０、１２２は、中央トンネル１１６にわたって横方向に車内衝撃荷重又は力を伝達するために長手方向部材間に横方向荷重経路を画定するように、フロアパネル１１２の側部に沿って長手方向部材に結合し、且つ長手方向部材間にまたがる。長手方向部材は、シル、ドアシル、ロッカーパネル、ロッカーセクション若しくは他の長手方向フレーム構成要素又はそれらの一部として実装され得る。

【0026】

クロスメンバ１２０、１２２は、直接溶接、接着剤、締結具及び／若しくはブラケット又はそれらに類するものを使用するなどして、長手方向部材と直接的又は間接的に結合し得る。図１５に示すように、取付けブラケット１２６ａ、１２６ｂの対は、長手方向部材の車内表面で取り付けるためにクロスメンバビーム１２４の両端部１２８ａ、１２８ｂ間に取り付けられる。また、クロスメンバビームをフロアパネル、中央トンネル又は他の構造構成要素に固定するために、追加の取付けブラケットが異なる位置に配置され得る。

【0027】

図２０に示すように、クロスメンバビーム１２４の底面１３４は、その長さに沿って延び、クロスメンバビーム１２４の両端部１２８ａ、１２８ｂに対してクロスメンバビーム１２４の中央セクションで隙間距離３６持ち上げられる。クロスメンバビーム１２４は、ビーム１２４の中央セクションで上方に湾曲された曲率を有し、下向きの凹面１３４と上向きの凸面とを提供する。図１８～２０に示すクロスメンバビーム１３４の曲率の程度は、中央セクションで最も大きく、端部セクションで概ね直線である。それにより、中央セクションで曲率半径が小さくなり、中央トンネルの上にまたがるより顕著な曲率を提供する。図２０に示すように、ビーム１２４の曲率によって提供される隙間距離１３６ｂは、中央トンネル１１６の上にまたがるように構成される。それにより、その距離は、管状ビーム１２４の垂直厚さの少なくとも半分であるか、又は管状ビーム１２４の垂直厚さに少なくとも等しくてもよく、例えば少なくとも２０ｍｍ又は少なくとも３５ｍｍであり得る。図１７にさらに示すように、湾曲クロスメンバ１２０、１２２は、異なる高さを有する異なる長手方向位置で中央トンネル１１６の上にまたがるように、異なる曲率半径又は異なる隙間距離を有する。図１５～１７の例に示すように、中央トンネル１１６は、車両の前部に向かって高さが増加している。このように、前方クロスメンバ１２０のクロスメンバビーム１２４は、後方湾曲クロスメンバ１２２のクロスメンバビーム１２４よりも小さい曲率半径（その結果としてのより大きい隙間距離又は高さ）を有する。

【0028】

図１５～２０に示す管状ビーム１２４は、クロスメンバビーム１２４の長さに沿って延びる、いかなる囲いもない開放セクションを有するように、ロール形成又は順送りプレス成形を介してなど、折り曲げられるか又は他に変形される金属シートから一体部品としてそれぞれ形成される。例えば、図２０に示すように、クロスメンバビーム１２４は、フロアパネル１１２から垂直に立ち上がる３つの別個の長手方向突出部を有する。少なくともクロスメンバビーム１２４の端部において、ビーム１２４の下面１３４は、クロスメンバビームの下面１３４によって形成される間隔によって分割される中空開口部を有する管状セクション１３８、１３９、１４０を囲むようにフロアパネル１１２に取り付けられる。

【0029】

湾曲クロスメンバのクロスメンバビーム１２４は、高強度鋼板をロール形成することによって製造することができ、例えばシートストックのロールからシートを巻き出し、ビームの重量を最小限に抑えながら、衝撃エネルギーを効率的に吸収するための所望の断面形状を有するようにシートをロール形成することによって製造することができる。ビーム２４は、０．８ｍｍ～１．４ｍｍ又は約１ｍｍ～１．５ｍｍの厚さを有する鋼材のシートから作ることができる。また、シートは、約８００～２０００ＭＰａ（すなわち約１２０～２９０ｋｓｉ）、例えば少なくとも９８０ＭＰａ又は少なくとも１，５００ＭＰａの引張強さを有し得る。追加の実装形態では、補強ビームは、ＡＨＳＳ（先進高強度鋼）を含む異なる材料で作ることができ、約０．８ｍｍ～３．０ｍｍの厚さを有するシートから作ることができる。代替的に、金属シートは、高強度アルミニウムシートであり得る。

【0030】

さらなる実装形態では、クロスメンバの材料は、アルミニウム押出成形品又はポリマー複合材料引抜成形品であり得る。湾曲クロスメンバの管状ビームの断面プロファイル、材料の種類及び断面プロファイル内の材料の厚さは、そのような特定の用途に合わせて、且つビームの重量、ビームの耐荷重、ビームの力偏向性能及びビームの耐衝撃性能等などのビームの所望の荷重及び性能特性に合わせて構成することができる。

【0031】

冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」及び「その」は、先の記載において要素の１つ又は複数が存在することを意味することが意図される。「含む」、「包含する」及び「有する」という用語は、包括的であることを意図され、列挙された要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味する。さらに、本開示の「一実施形態」又は「実施形態」への言及は、言及された特徴を同じく組み込んだ追加の実装形態の存在を除外すると解釈されることを意図しないことを理解されたい。本明細書に記載された数値、パーセンテージ、比率又は他の値は、その値及び本開示の実装形態に包含される、当業者によって理解されるであろう「約」又は「およそ」の記載された値である他の値も含むように意図される。したがって、記載された値は、所望の機能を実行するか又は所望の結果を達成するために、記載された値に少なくとも十分に近い値を包含するように十分に広く解釈されるべきである。記載された値は、好適な製造プロセス又は生産プロセスで予想される変動を少なくとも含み、記載された値の５％以内、１％以内、０．１％以内又は０．０１％以内の値を含み得る。

【0032】

また、本開示の目的のために、本明細書で使用される「およそ」、「約」及び「実質的に」という用語は、依然として所望の機能を果たすか又は依然として所望の結果を達成する、記載された量に近い量を表す。例えば、「およそ」、「約」及び「実質的に」という用語は、記載された量の５％未満以内、１％未満以内、０．１％未満以内及び０．０１％未満以内の量を指し得る。さらに、先の記載におけるあらゆる方向又は基準枠は、単に相対的な方向又は移動であることを理解されたい。例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「後」、「前」、「垂直」、「水平」、「車内」、「車外」という用語及びそれらの派生語は、図１に示される方向に関するものとする。しかしながら、反対に明示的に指定された場合を除き、様々な代替的な向きが提供され得ることが理解される。添付の図面に示され、本明細書に記載された特定の装置及びプロセスは、添付の特許請求の範囲で定義された発明的概念の単なる例示的な実施形態であることも理解されたい。したがって、本明細書に開示された実施形態に関する特定の寸法及び他の物理的特性は、特許請求の範囲に明示的に記載されない限り、限定的であると見なされることはない。

【0033】

具体的に記載された実施形態に対する変更形態及び修正形態は、特許法の原則に従って解釈される添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることが意図される本発明の原理から逸脱することなく実施され得る。本開示は、説明に役立つ方法で記載されている。使用されている用語は、限定ではなく、記載の語句の性質内にあることが意図されることが理解されるであろう。本開示の多くの修正形態及び変形形態が上記の教示に照らして可能である。本開示は、具体的に記載された方法とは別の方法で実施され得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図3A】

【図4】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図11A】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【国際調査報告】