JP2024536167A - 車両用ロッカーアセンブリ - Google Patents

Abstract

本開示は、ロッカー（２０）と、ロッカー内部のロッカー補強材（３０）とを備える車両用ロッカーアセンブリ（１０）に関する。本開示は更に、車両用ロッカーアセンブリを製造するための方法（１００）に関する。車両用のロッカーアセンブリ（１０）は、外側パネル（１１）及び内側パネル（１２）を含むロッカー（２０）と、ロッカーの長手方向（４０）に沿って延びるロッカー内部の細長い補強材（３０）とを備える。補強材（３０）は、セルの格子（３１）で作られ、断面が実質的に六角形のセルの中央グループ（３３）を含む。セルは、閉断面を形成する複数の壁によって形成される。セルの中央グループ（３３）は、６つの隣接するセル（５１）に囲まれた中央のセル（５０）を含む。

Description

本出願は、２０２１年９月２９日に出願されたＥＰ２１３８２８７８．３の利益を主張する。

本開示は、ロッカーと、ロッカー内部のロッカー補強材とを含む車両用ロッカーアセンブリに関する。本開示は更に、車両用ロッカーアッセンブリの製造方法に関する。

自動車のような車両は、車両がその寿命の間に受ける可能性のある全ての荷重に耐えるように設計された構造骨格を組み込んでいる。構造骨格または「ボディ・イン・ホワイト」（ＢＩＷ）は、更に、例えば他の自動車との衝突の場合に衝撃に耐え、衝撃を吸収するように設計されている。構造骨格はまた、環境へのＣＯ_２などの汚染物質の排出を低減するため、あるいは電気自動車における電力消費を低減するために、可能な限り軽量に設計される。

自動車の構造骨格またはＢＩＷは、例えば、バンパー、ピラー（例えば、Ａピラー、Ｂピラー、Ｃピラー）、サイドインパクトビーム及びロッカーパネルを含むことができる。これらの構造部材及び他の構造部材は、実質的にＵ字形（「ハット」形とも呼ばれる）の断面を有する１つまたは複数の領域を有することがある。これらの構造部材は、様々な方法で製造することができ、様々な材料で作ることができる。例えば、ロッカーパネルは、鋼、特に超高強度鋼（ＵＨＳＳ）で作られてもよく、プレス硬化によって製造されてもよい。

超高強度鋼（ＵＨＳＳ）は、自動車産業において、車両の構造骨格または少なくとも多数のその構成部品のために、最適化された重量単位当たりの最大強度と有利な成形特性を示す。本開示において、ＵＨＳＳは、（ホットスタンピング後の）最大引張強さが少なくとも１０００ＭＰａ、好ましくは最大約１５００ＭＰａまたは最大２０００ＭＰａ以上の鋼とみなすことができる。自動車産業で使用されるＵＨＳＳの例は、２２ＭｎＢ５鋼である。

車両用部品の加工は、金属板、特に鋼板に所望の形状を付与するための成形からなる場合がある。自動車産業で特に使用されるプロセスの一つは、熱間成形ダイクエンチ（ＨＦＤＱ）である。ＨＦＤＱプロセスでは、鋼ブランクをオーステナイト化温度以上、Ａｃ１以上またはＡｃ３以上に加熱する。オーステナイト化温度以上に加熱されたブランクは、熱間成形プレスに入れられる。ブランクは変形され、同時に焼き入れ（急冷）される。冷却は通常、いわゆる臨界冷却速度より高い速度で行われる。ＨＦＤＱにおける鋼の臨界冷却速度は、約２７℃／秒である。焼入れの結果、変形ブランクはマルテンサイト組織になる。正確な温度と加熱時間によっては、完全なマルテンサイト組織が得られる。このようにして得られた製品は、高い硬度、それに対応する高い極限引張強さ、高い降伏強さを得ることができる。一方、最大伸び（破断伸び）は比較的低くなる可能性がある。

いわゆる「ソフトゾーン」、すなわち延性が高く、極限引張強さ及び降伏強さが低い領域を提供するために、調整された加熱または調整された金型内冷却を使用することができる。これらの領域の組織は、選択的加熱（例えば、ブランクの全ての領域がオーステナイト化温度まで加熱されるわけではない）または調整された冷却（例えば、全ての領域が同じ冷却速度で冷却されるわけではない）により、完全にマルテンサイト化されていない場合がある。マルテンサイト、ベイナイト、フェライト及びパーライトは、熱処理によって１以上になる。

通常の加熱冷却だけでなく、ＨＦＤＱ後の部分的な熱処理も可能である。例えば、誘導加熱器やレーザーを使用して、プレス硬化製品の一部領域を局所的に熱処理することができる。加熱時間、最高温度、冷却速度は、延性、硬度、降伏強さなどの点で所望の機械的特性と、それに対応する組織を得るために適合させることができる。

ロッカーは、車両の側面に沿って、ドア用開口部の下方にあり、前輪用開口部と後輪用開口部との間に延びている。ロッカーは「シル」と呼ばれることもある。ロッカーは一般に、ロッカーの長手方向（従って車両の長手方向も）に沿って対応するフランジで互いに接合される２つの部分またはパネル、すなわち内側ロッカーパネルと外側ロッカーパネルとを含む。内側ロッカーパネルは車内側を向いており、外側ロッカーパネルは車外側を向いている。ロッカーは、衝突時、特に横方向の衝突において、車両側面の過度の侵入を避けつつ、十分なエネルギーを吸収するために重要である。ロッカーの性能は、例えばエネルギー吸収と侵入の観点から、例えばユーロＮＣＡＰテストなどで試験されることがある。

ロッカーは、車両の乗員を保護するためだけでなく、電気自動車（全電気自動車または部分電気自動車）のバッテリボックスを保護するためにも有用である。バッテリボックスは、一般に車両の底部に配置され、車両のフロントアクスルとリアアクスルの間に延びている。これは、車両のバッテリを支持し、収容するために構成されている。車両が衝突に巻き込まれた場合、特に車両の横側面に対して衝突した場合、ロッカーはバッテリボックスへの損傷を回避するか、少なくとも軽減することができる。バッテリボックスの保護を最大化するために、ロッカーはできるだけ多くのエネルギーを吸収できることが望ましい。

ロッカーの変形を適切なレベルに保ちながらエネルギー吸収を高める方法として、例えば内側ロッカーパネルと外側ロッカーパネルとの間に、ロッカーに補強材を追加することが考えられる。ロッカー補強材をロッカーに取り付ける材料、形状及び手段を最適化することは、軽量部品を維持しながら、横方向衝突時のエネルギー吸収及びロッカーの完全性を改善するために重要である。

本開示は、ロッカー補強材の改良を提供することを目的とする。

本開示全体を通じて、ロッカー及びロッカーに取り付けられたロッカー補強材の空間的配向を提供するために、縦方向、垂直方向及び横方向が定義される。これらの方向は互いに実質的に垂直である。従って、ロッカーは、長手方向に沿った長さ（長手方向は、ロッカーが取り付けられる車両の走行方向に平行である）、垂直方向に沿った高さ、及び横方向に沿った幅を有し、ロッカーの断面は、長手方向に実質的に垂直な平面によって画定され、従って、垂直方向及び横方向を含む。同様に、ロッカー補強材は、縦方向に沿った長さ、垂直方向に沿った高さ、及び横方向に沿った幅を有し、ロッカー補強材の断面は、縦方向に対して実質的に垂直であり、垂直方向及び横方向を含む。

従って、ロッカーが側面衝撃を受ける場合、例えば道路走行時の車両衝突の際、標準化された衝突試験において、側面衝撃は実質的に横方向に沿っていると仮定することができる。実際には、衝撃は少なくとも横方向に実質的に平行な成分を含むことがある。

前面衝突、すなわちＳＯＲＢ試験（「Ｓｍａｌｌ Ｏｖｅｒｌａｐ Ｒｉｇｉｄ Ｂａｒｒｉｅｒ」）では、衝撃は上記の定義に従って実質的に縦方向に沿っていると仮定することができる。本開示では、主に側面衝突に焦点を当てる。

本開示の一態様では、車両用のロッカーアセンブリが提供される。ロッカーアセンブリは、ロッカーと、ロッカーの長手方向に沿って延びるロッカー内部の細長い補強材とを備える。縦方向及び横方向は、長手方向に実質的に垂直なロッカーアセンブリの断面を画定する。ロッカーは外側パネルと内側パネルとからなる。ロッカーの補強材は格子状のセルを含む。セルは、閉じた断面を形成する複数の壁によって形成される。セルの格子は、実質的に六角形の断面を持つセルの中央グループを含む。セルの中央グループは、６つの隣接するセルに囲まれた中央セルを含む。

この態様によれば、ハニカム状の補強材をロッカー内部に設けることができる。この補強材は、断面が実質的に六角形のセルの中央グループを有する。中央グループは、６つの隣接するセルに囲まれた中央セルを含み、すなわち、中央のセルの各壁は、隣接する周囲のセルの壁と共有する壁である。このような７つのセルの集合は、本開示全体を通してタイルと呼ばれることがある。従って、中央のセルグループは少なくとも１つのタイル、すなわち本明細書で示すように配置された少なくとも７つのセルから構成される。セルの中央グループのこの構成は、補強材の適度な重量を維持しながら、側面衝突で吸収されるエネルギーを高めることができる。

本開示を通じて、セルの格子は、相互に接続された複数のセルとして理解され得る。連続するセルはその間に壁を共有することがある。セルの壁は実質的に直線であってもよいが、１以上のセルの壁が湾曲している例もある。セルは補強材の長手方向に沿って、従ってロッカーの長手方向に沿って溝を形成する。セルの格子は、ハニカム格子であってもよいし、少なくともハニカム格子に類似していてもよい。

本開示を通して、セルの六角形の断面には正六角形、すなわち六角形の６つの壁が実質的に同じ長さを持ち、六角形の６つの中心角が約１２０°である正六角形と、不規則な六角形とが含まれることが理解されよう。不規則な六角形は、次の２つの条件のうち少なくとも１つが起こる六角形として理解することができる：全ての中心角が約１２０°ではなく、全ての壁が同じ長さではない。

幾つかの例では、セルの中央グループの全てのセルが、断面において正六角形を形成することがある。断面が正六角形のセルを有することで、側面衝突時にロッカー補強材、ひいてはロッカーアセンブリが吸収するエネルギーが増大する可能性がある。

幾つかの実施例では、セルの格子は、セルの側方グループを更に含むことができる。セルの側方グループは、ロッカーの外側パネルの衝撃を受けるように構成された１以上の外側セルを含むセルの外側側方グループと、衝撃をロッカーの内側パネルに伝達するように構成された１以上の内側セルを含むセルの内側側方グループとを含む。これらの例の幾つかでは、外側及び内側ロッカーパネルに面するように構成されたセルの領域は、外側及び内側ロッカーパネルの形状に沿っている。

セルの外側及び内側グループの外側及び内側のセルとして、セルの中央グループに隣接したこれらのグループは、外側及び内側のロッカーパネルの形状に適合した形状を有することがあるので、ロッカー内部で利用可能な空間を最適化しながら、衝突時に吸収されるエネルギーを最大にすることができる。また、内側及び外側のセルの壁は、側面衝突時にロッカーを支持するのに役立ち、それにより、ロッカーの変形及び侵入を低減しつつ、依然として高いエネルギー吸収性を有することができる。ロッカーパネルの一部に続くセル壁は、外側ロッカーパネルからの衝撃を受けるための表面を提供し、側面衝突時の変形に安定性を与えるのに役立ち得る。

幾つかの実施例では、ロッカー補強材は、ロッカーアセンブリが車両に取り付けられたときに車両のバッテリボックスの上方に位置するように配置することができる。例えば、ロッカー補強材は、ロッカーの中央部または上部に配置することができる。車両が衝突に巻き込まれてロッカーが損傷した場合、ロッカー補強材はエネルギーを吸収すると同時に、荷重をバッテリボックスの上方に案内または誘導することができるため、バッテリボックス及びバッテリを更に保護することができる。バッテリボックスの位置におけるロッカーアセンブリの侵入は、回避されるか、少なくとも低減される。また、バッテリボックスとロッカーの接触も避けるか、少なくとも減らすことができる。

幾つかの例では、セルの中央グループの各セルの対向する２つの壁は、断面において横方向と実質的に平行であってもよい。従って、横方向に沿って延びるセルの２つの対向する壁は、そのセルの上壁及び底壁と呼ばれることがある。言い換えれば、中央のセルのグループの全てのセルは、対応する六角形のセルの２つの対向する頂点を結ぶ１つの対角線が、断面において横方向と実質的に平行になるように配向される可能性がある。このようなセルの向きは、ロッカー補強材によって吸収されるエネルギーを増加させることにも寄与する可能性がある。

幾つかの実施例では、セルの格子は列状に編成されている場合がある。中央のセルのグループは、少なくとも２つのセルを有する第１の列、少なくとも３つのセルを有する第１の列に連続する第２の列、及び少なくとも２つのセルを有する第２の列に連続する第３の列を有することができる。第１、第２及び第３の列は横方向に沿って連続している。

本開示を通じて、セルの列は、垂直方向に沿って積み重ねられた隣接するセルの集合、すなわち２つ以上のセルとして理解され得る。列を構成するセルの対向する２つの壁は横方向に対して実質的に平行である。列の各セルは、断面が横方向に沿って延びる上壁と下壁を有する。このように、列内で互いに積み重ねられた２つのセルは、底壁／頂壁を共有する（一方のセルの頂壁は他方のセルの底壁に対応する）。

これらの例の幾つかでは、セルの中央グループの第１の列は２つのセルで構成され、セルの内側グループの第２の列は３つのセルで構成され、セルの内側グループの第３の列は３つのセルで構成されてもよい。この具体的な構成により、補強材の重量を減らしながら高いエネルギー吸収を達成することができる。特に、セルの中央グループがこれら３つの列で構成され、従ってそれ以上の列を有しない場合に適用され得る。

幾つかの例では、セルの外側グループの外側のセルは外側の列を形成し、セルの内側グループの内側のセルは内側の列を形成することができる。すなわち、横方向のセルのグループは、少なくとも２つの外側セルを有するロッカーの外側パネルの衝撃を受けるように構成された外側列と、少なくとも２つの内側セルを有するロッカーの内側パネルの衝撃を受けるように構成された内側列とからなる。外側及び内側ロッカーパネルに面する外側及び内側列のセルの領域は、外側及び内側ロッカーパネルの形状に沿う。

幾つかの実施例では、補強材は押し出しプロファイルである。他の例では、プロファイルはロール成形で形成することができる。押出成形は、閉断面を有するプロファイルにより適していると考えられる。

幾つかの例では、補強材は押し出しアルミニウム製である。これにより、ロッカー補強材の重量が軽減される。ここで、アルミニウムは、アルミニウム及びその合金を対象とすることができる。特に、アルミニウム６ＸＸＸ及び７ＸＸＸ（「６０００」及び「７０００」シリーズ）を使用することができる。

幾つかの例では、セルの格子の壁の厚さ、例えば断面におけるロッカー補強材の全ての壁の厚さは、１．５～５．５ｍｍ、具体的には２～４ｍｍ、より具体的には約３ｍｍであってよい。これらの寸法は、特に押し出しアルミニウム製ロッカー補強材の場合、所与の重量に対してエネルギー吸収を最大化しながら、補強材に十分な強度を与えることができる。

幾つかの実施例では、ロッカーの内側パネル及び外側パネルは、超高強度鋼、具体的にはプレス硬化超高強度鋼、例えばボロン鋼で作ることができる。エネルギー吸収のための軽量アルミニウムと強度のためのＵＨＳＳの組み合わせは、エネルギー吸収と耐衝撃性の良好な組み合わせをもたらすことができる。

更なる態様では、本明細書に記載のように、ロッカー補強材をロッカーに取り付けた車両用ロッカーアセンブリを製造する方法が提供される。この方法は、内側ロッカーパネル及び外側ロッカーパネルを含むロッカーを提供することと、本開示を通じて説明される例の何れかに従った断面を有するアルミニウム製ロッカー補強材を提供することと、ロッカーアセンブリの断面をとったときに補強材のセルの中央グループのセルが実質的に六角形になるように、ロッカー補強材をロッカーに機械的に取り付けることと、を含む。

この方法により、側面衝突時のエネルギー吸収を高めることができる。従って、乗員の安全性が向上する可能性がある。

幾つかの実施例では、補強材は、セルの中央グループの各セルの２つの対向するセル壁が断面において横方向に沿って延びるように取り付けられてもよい。すなわち、セルの中央グループの各セルは、横方向に対して実質的に平行な底壁と頂壁とを有していてもよい。この特定の方向にロッカー補強材を取り付けることにより、側面衝突時に吸収されるエネルギーを増大させることができる。

幾つかの実施例では、補強材は、ロッカーアセンブリが車両に取り付けられたときに、補強材が車両のバッテリボックスの上方に位置するように取り付けられることがある。これにより、特にバッテリボックスの上方において、車両のバッテリから力とエネルギーをそらすことができる。バッテリボックスへの損傷が低減される可能性がある。バッテリボックスへの侵入も低減される可能性がある。幾つかの例では、補強材はロッカーの上部に取り付けられている。

ロッカーアセンブリの概略的な例の透視図を概略的に示す図である。 ロッカーアセンブリの異なる実施例を断面で概略的に示す図である。 ロッカーアセンブリの異なる実施例を断面で概略的に示す図である。 ロッカーアセンブリの異なる実施例を断面で概略的に示す図である。 ロッカーアセンブリの異なる実施例を断面で概略的に示す図である。 図２に示す補強材の別の例を概略的に示す図である。 ロッカーアッセンブリの製造方法の一例を示すフローチャートである。 従来技術のロッカーアセンブリの３つの例の断面を概略的に示す図である。 従来技術のロッカーアセンブリの３つの例の断面を概略的に示す図である。 従来技術のロッカーアセンブリの３つの例の断面を概略的に示す図である。

本開示の非限定的な実施例を、添付の図を参照して以下に説明する。 図は例示的な実施態様を示すものであり、特許請求される主題を理解するための補助として使用されるに過ぎず、いかなる意味においても限定するためのものではない。

図１は、本開示を通して使用される縦方向４０、垂直方向４１及び横方向４２を説明するために、車両、例えば自動車用のロッカーアセンブリ１０を概略的に表している。これらの方向は互いに実質的に垂直である。

ロッカーアセンブリ１０は、ロッカー２０と、ロッカー内部の細長い補強材３０とを含む。補強材３０は、ロッカー２０の長手方向４０に沿って延びている。ロッカー２０は、外側パネル１１と内側パネル１２とを含む。車両に取り付けられたとき、ロッカー２０の内側パネル１２は車両の内側に面し、外側パネル１１は車両の外側に面する。

ロッカー２０及びロッカー補強材３０は、長手方向４０に沿った長さと、長手方向４０に実質的に垂直な断面とを有する。断面は、長手方向４０に実質的に垂直な２つの方向、すなわち垂直方向４１と横方向４２との間を含む平面によって画定される。

ロッカー２０とロッカー補強材３０の両方の長手方向４０は、ロッカー補強材３０を備えたロッカー２０が取り付けられ得る車両の長手方向にも対応する。

幾つかの実施例では、ロッカー補強材３０の長さは、ロッカー２０の長さに実質的に等しくてもよい。他の幾つかの例では、ロッカー補強材３０の長さは、ロッカー２０の長さより短くてもよく、例えば補強材は、それが組み込まれるロッカーの長さの少なくとも２５％、または少なくとも５０％、または少なくとも７５％の長さを有してもよい。ロッカー２０は、１以上のロッカー補強材３０を含んでいてもよい。

ロッカー２０の外側パネル１１及び内側パネル１２は、超高強度鋼（ＵＨＳＳ）、特にプレス硬化超高強度鋼、例えばボロン鋼で作られてもよい。ＵＨＳＳは、最適化された重量単位当たりの最大強度と有利な成形性を示す。ＵＨＳＳは、特にプレス硬化操作後に、１５００ＭＰａ、更には２０００ＭＰａ以上の高い極限引張強さを示すことがある。このような操作では、鋼ブランクをオーステナイト化温度以上、特にＡｃ３以上に加熱し、ブランクを実質的に完全にオーステナイト化する。この温度以上に一定時間加熱した後、ブランクをプレス加工し、ブランクを変形させる。同時に、ブランクを急冷して実質的に「完全硬化」させ、マルテンサイト組織を得る。焼入れ鋼の例としては、２２ＭｎＢ５鋼などのＵＨＳＳやＵｓｉｂｏｒ（登録商標）１５００があり、Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）はＡｒｃｅｌｏｒ Ｍｉｔｔａｌ社から市販されている。

外側パネル１１及び内側パネル１２の下部及び上部は、パネルを互いに、また車両フレームの他の部分に取り付けるための取付フランジ１３を含むことができる。

補強材３０は、幾つかの実施例では、例えばアルミニウム合金の押し出し成形材で作られてもよい。押し出し成形材は、特に長い補強材が必要な場合に適している。他の例では、ロッカー補強材をロール成形してもよい。適切なアルミニウム合金には、アルミニウム６０００シリーズまたはアルミニウム７０００シリーズが含まれる。適切なアルミニウム合金には、例えば６００５、６０６０、６０６１、６０６３、６０８２、６１０６が含まれる。

アルミニウムを使用することにより、ロッカー補強材３０の重量を低減することができ、従ってロッカーアセンブリ１０及びロッカーアセンブリが取り付けられる車両の重量を低減することができる。また、アルミニウムを使用することにより、押出成形によって、図２～５に示すような断面を有するロッカー補強材３０を得ることが容易になる。ロッカー補強材３０の断面の厚さ及び形状の調整も、アルミニウム及び押出成形の使用によって容易になる。押出成形されたロッカー補強材３０の長さも同様に、容易に調整することができる。ロッカー補強材の長さは、特にロッカーの長さに関連して変化する可能性があるが、ロッカー内部の形状及び利用可能なスペースにも役割を果たす可能性がある。

エネルギー吸収のための軽量アルミニウムと強度のためのＵＨＳＳとの組み合わせは、エネルギー吸収と耐衝撃性との良好な組み合わせをもたらすことができる。

図２は、ロッカーアセンブリ１０の一例を断面で概略的に示している。

ロッカー補強材３０は、セルの格子３１で作られている。セルの格子３１は、断面が実質的に六角形のセルの中央グループ３３を含む。

セルの中央グループ３３は、６つの隣接するセル５１に囲まれた中央セル５０から構成されている。隣接するセル５１はそれぞれ、中心セル５０の６つの壁の一つを共有している。中央セル５０が６つの隣接するセル５１に囲まれているセルの中央グループ３３、すなわち１つのタイルからなるセルの中央グループ３３を有することで、他の構成のロッカー補強材に比べて側面衝突で吸収されるエネルギー量が増加する可能性がある。

幾つかの例では、全てのセルを含むセルの中央グループ３３の１つ以上のセルは、断面が正六角形を形成することがある。例えば、図２において、セルの中央グループ３３の全てのセルは、断面において、実質的に同じ長さ及び約１２０°の中心角を有する壁を有する。他の例では、セルの中央グループ３３の１つ以上のセルは、断面が不規則な六角形を形成することがある。全てのセルが断面において正六角形を形成するセルの中央グループ３３を有することは、セルの断面が不規則である場合と比較して、ロッカー補強材３０によって吸収されるエネルギーを増加させる可能性がある。

図３は、ロッカー２０の形状が図２とは異なるロッカーアセンブリ１０の断面を示している。ロッカー３０内の補強材の位置もこれらの図では異なっており、図２では、補強材３０はロッカー２０の上部２１に配置されているのに対し、図３では、補強材はロッカー２０の中央部２２に配置されている。他の例では、ロッカー補強材３０をロッカー２０の下部に配置してもよい。図３の補強材３０は図２の補強材３０と同様であるが、中央グループ３３のセルの上壁及び底壁、すなわち図３の横方向４２に実質的に平行なセル壁は、セルの側壁よりも長い。従って、これらのセルは、六角形が不規則な六角形断面を有する。

幾つかの例では、セルの中央グループ３３のセルは、各セルの２つの対向する壁が、断面において横方向４２に実質的に平行であるように配向されていてもよい。すなわち、セルの中央グループ３３の各セルの上壁と下壁は、断面において横方向４２に沿って延びている。このことは、図２～５の例で見ることができる。例えば、図２において、セルの中央グループ３３のセルは、その上壁と底壁が横方向４２に沿って延びている。従って、各セルの対角線は、断面において、横方向４２に実質的に平行である。六角形セルのこの特定の向きは、力、または少なくとも力の成分が横方向４２に沿って及ぼされる側面衝突において、エネルギーを吸収するのに特に適していると考えられる。この配向は、例えば、断面において、セルの中央グループ３３の各セルの対向する２つの壁が、垂直方向４１に沿って、または横方向４２とは異なる別の方向に沿って整列している場合に関しても、横方向の衝突におけるエネルギーの吸収を増加させることができる。

図には図示されていないが、ロッカー補強材３０は、断面において、セルの中央グループ３３の各セルの対向する２つの壁が垂直方向４１に沿って実質的に整列しているようなセルの中央グループ３３から構成されていてもよい。これらの例では、断面において垂直方向４１に沿って延びる２つの対向する壁は、垂直側壁と呼ばれることがある。更に他の例では、セルの中央グループ３３の各セルの対向する２つの壁は、断面において、横方向４２及び縦方向４１とは異なる方向に対して実質的に平行であってもよい。これらの例では、中央のセルグループ３３のセルの壁はいずれも、横方向４２及び縦方向４１に対して実質的に平行ではないであろう。このような例では、セルの中央グループ３３の各セルの対向する２つの壁が、横方向４２及び縦方向４１に対して実質的に平行ではない。

中央グループ３３の各セルの対向する２つの壁が横方向４２に実質的に平行である場合、セルは列３２に編成されていてもよい。従って、中央グループ３３は、第１の列３２ａ、第１の列３２ａに連続する第２の列３２ｂ、及び第２の列３２ｂに連続する第３の列３２ｃから構成されてもよい。列は横方向４２に沿って連続している。第１の列３２ａは少なくとも２つのセルからなり、第２の列３２ｂは少なくとも３つのセルからなり、第３の列３２ｃは少なくとも２つのセルからなる。第１の列３２ａ、第２の列３２ｂ及び第３の列３２ｃは異なる列である。第１、第２及び第３の列は、横方向に沿って連続している。

幾つかの例では、セルの中央グループ３３の第１の列３２ａは２つのセルから構成され、セルの中央グループ３３の第２の列３２ｂは３つのセルから構成され、セルの中央グループ３３の第３の列３２ｃは３つのセルから構成されてもよい。この特定の構成は、補強材３０の重量を低く保ちながら、ロッカー補強材３０によって吸収されるエネルギーを最大にすることができる。

図４は、ロッカーアッセンブリ１０の他の例を断面で示す。図４において、補強材３０のセルの中央グループ３３は、図２の補強材３０と同様に、断面が複数の正六角形からなる。しかし、図４のこの例では、中央のセルのグループ３３は２つの中央セル５０を含む。同様に、セルの中央グループは列で編成されているため、セルの中央グループは５つの列からなる。図２と図３では、隣接する各列のセル数は２：３：２のパターンに従っている。図４では、隣接する各列のセル数は、２：３：２：３：２のパターンに従っている。従って、２つの列の２つのセルを共有する２つのタイルが見られる。より一般的には、幾つかの例では、各隣接する列のセル数は、パターン２：（３：２）ｃに従う。ここでＣは、３セルと２セルを持つ隣接する列のグループがセルの中央グループ３３にいくつ存在するかを示す整数である。別の見方をすれば、Ｔ－１個の列を共有するタイルがＴ個存在することになる。更に一般的には、このパターンはＮ：（Ｎ＋１：Ｎ）ｃと書くことができる。このパターンは単なる例示であり、このパターンからの逸脱ももちろんあり得る。

図５は、ロッカー補強材３０が、７つの列３２を有するセルの中央グループ３３からなるセルの格子３１で作られているロッカーアッセンブリ１０の例を示す。この例では、セルの中央グループの各列のセルの数は、５：４：５：４：５：４：４である。従って、各列のセルの数は、ロッカー補強材３０の所望の高さ、及び外側及び／または内側ロッカーパネルの形に適合させることができる。高さは、垂直方向４１に沿って測定することができる。

セルの格子３１は、セルの側方グループ３４を更に含むことができる。セルの側方グループ３４は、ロッカー２０の内側パネル１２の衝撃を受けるように構成された１つ以上の内側セルからなる内側側方グループ６２を含んでいる。横方向セルのグループ３４は、ロッカー２０の外側パネル１１の衝撃を受けるように構成された１つ以上の外側セルからなる外側側方グループ６１を更に備える。衝撃は直接衝撃であってもよく、すなわち、外側パネル１１が１以上の外側セルに直接接触してもよい。外側ロッカーパネル１１及び内側ロッカーパネル１２に面するように構成されたセルの一部は、外側ロッカーパネル及び内側ロッカーパネルの形状に沿っている。すなわち、外側ロッカーパネル１１からの衝撃を受けるように構成された１つ以上の外側セル６１のセル壁、言い換えれば、これらのセルの周辺壁７３（図６参照）は、外側ロッカーパネル１１の形状に沿っている。このことは、１以上の内側セル６２と内側パネル１２にも同様に適用される。他の例では、１以上の外側セルのセル壁及び／または１以上の内側セルのセル壁は、それぞれ対応する外側パネルまたは内側パネルの形状に従う必要はない。

セルが列状に配置されている場合、外側セルグループ６１の外側セルは外側列３２ｏｕｔを形成してもよく、内側セルグループ６２の内側セルは内側列３２ｉｎを形成してもよい。外側列３２ｏｕｔは、ロッカー２０の外側パネル１１の衝撃を受けるように構成されてもよく、内側列３２ｉｎは、衝撃をロッカー２０の内側パネル１２に伝達するように構成されてもよい。外側列３２ｏｕｔ及び内側列３２ｉｎの各々は、少なくとも２つのセルから構成される。ロッカー２０の外側パネル１１及び内側パネル１２に面するように構成された外側列３２ｏｕｔ及び内側列３２ｉｎのセルの一部は、ロッカー２０の外側パネル１１及び内側パネル１２の形状に沿う。

例えば、図２において、内側ロッカーパネル１２に面するように構成された内側列３２ｉｎのセルの壁は、内側ロッカーパネル１２の対応する実質的に直線状の部分に適合するように、実質的に直線状である。同様に、外側ロッカーパネル１１に面するように構成された外側列３２ｏｕｔの上下のセルの壁は、外側ロッカーパネル１１の対応する実質的に湾曲した部分に適合するように実質的に湾曲している。外側列３２ｏｕｔの中央セルは、外側ロッカーパネル１１の対応する部分の形状に沿うように、直線状の壁面を有している。同じ概念が図３～５の補強材３０にも適用される。

格子３１の各列３２のセルの数に関して、幾つかの実施例では、（Ｍ＋１：Ｍ）ｃ：Ｍ＋１のパターンに従うことができる。図２と図３では、Ｍは２、Ｃは２であり、図４では、Ｍは２、Ｃは３である。

幾つかの例では、セル３１の格子の壁はすべて実質的に同じ厚さを有することができる。セルの壁の厚さは、例えば１ｍｍから６ｍｍの間であってよい。例えば、幾つかの例では、壁の厚さは約２ｍｍであってもよい。他の例では、壁の厚さは約３．５ｍｍである。補強材のセルの壁の厚さは、側面衝突においてロッカーアセンブリ１０によって吸収されるエネルギーの量を最適化するために変化させることができる。

幾つかの他の実施例では、セルの格子３１の壁は異なる厚さを有してもよい。幾つかの実施例では、セルの格子３１の周囲７０を形成するセル壁は、セルの格子３１の周囲内に囲まれたセル壁とは異なる厚さを有してもよい。断面における補強材の周囲７０は、図２の補強材３０と同じ断面を有する補強材３０を示す図６に見ることができる。図６の補強材３０の周縁部７０は、周壁に囲まれたセルの壁よりも厚い。

セルの格子の周囲７０は、４つの部分、すなわち、上部７１、下部７２、外側部分７３及び内側部分７４から構成され得る。外周の内側部分７４は、セルグループの内側セル６２のセル壁、例えば内側列３２ｉｎのセル壁を含み、外周の外側部分７３は、セルグループの外側セル６１のセル壁、例えば外側列３２ｏｕｔのセルを含む。外周の上部７１は、外周の内側７４と外側７３の上部と結合し、外周の下部７２は外周の内側７４と外側７３の下部と結合する。

幾つかの実施例では、格子セルの外周の外側部分７３、例えば格子外周７０に属する外側列３２ｏｕｔの実質的に垂直な壁の厚さは、格子セルの外周の内側部分７４、例えば格子外周７０に属する内側列３２ｉｎの実質的に垂直な壁の厚さより小さくてもよい。

幾つかの例では、外側セル６１の周囲セル壁の厚さは１～２ｍｍ、例えば約１．５ｍｍであってよく、一方、内側セル６２の周囲セル壁の厚さは４～６ｍｍ、例えば約５ｍｍであってよい。

横方向の衝突で最初に衝突する可能性のあるセル壁の部分が、最後に衝撃を感じる可能性のあるセル壁の部分よりも厚さが薄い場合、補強材３０の内側部分、ひいてはロッカー２０が過度に変形することはない。

幾つかの実施例では、セルの格子３１の周辺上部７１及び／または下部７２の壁、即ち実質的に横方向４２に沿って延びるセルの格子３１の外周を形成するセル壁は、周辺外側のセル壁、即ちセルの格子３１の外周７３に属するセル壁と実質的に等しい厚さを有することがある。

本明細書で示す断面寸法を有する押出アルミニウム製のロッカー補強材３０は、エネルギー吸収を最大にしつつ、ロッカー補強材に適切な強度、例えば鋼製のロッカー補強材と同様の強度を与えることができる。

ロッカー補強材３０の幅は、ロッカー２０の幅と同様であってもよいが、ロッカー２０の幅よりも小さくてもよい。幅は横方向４２に沿って測定することができる。このようにして、補強材３０の断面における外周部７０の内側部分７４と内側ロッカーパネル１２の内面との間の空間を最小にすることができる。同様に、補強材３０の断面における外周部７０の外側部分７３と外側１１ロッカーパネルの内面との間の空間も最小にすることができる。幾つかの実施例では、補強材３０は、少なくとも長手方向４０に沿った幾つかの領域において、ロッカーの内側パネル及び／または外側パネルの表面に接触することがある。

ロッカー２０及びロッカー補強材３０は、１以上の締結部材１４を介して互いに取り付けられることがある。図３～５において、締結部材１４は、２つのストリップ、例えばスチールストリップからなる。鋼ストリップは、高強度鋼、特に高強度低合金鋼で作られてもよい。一例として、ＡｒｃｅｌｏｒＭｉｔｔａｌ社によって商品化されたＨＳＬＡ４２０を使用することができる。同様の鋼としては、Ｄｏｃｏｌ（登録商標）４２０ＬＡがある。これらの例で使用される「４２０」は、鋼の最小降伏強度を示す。他の鋼を使用することもできる。

ストリップの端部は、外側１１及び／または内側１２のロッカーパネルの取付けフランジ１３に接合することができる。別の端部は補強材３０に、例えば補強材の底部または頂部に接合することができる。図３～５の例では、第１のストリップが補強材の上部に接合されているのに対し、第２のストリップが補強材の下部に接合されていることを示している。取り付けは、ネジまたはリベットを介して行うことができる。この種の締結具は、ロッカー補強材３０の中央部分をロッカー２０に接合するのに特に適しているが、補強材３０の長手方向の一端または両端をロッカー２０に取り付けるのにも使用できる。

補強材３０とロッカー２０、特に補強材３０の長手方向端部を取り付ける他の可能な方法は、ストリップ、例えば鋼ストリップの端部を内側または外側ロッカーパネル１２、１１の内側部分に接合し、ストリップの他端を補強材の長手方向端部に接合することによってもよい。従って、ストリップは長手方向４０に沿って延びていてもよい。

締結部材１４は、任意の適切な接続要素を含んでもよい。締結部材１４は、ストリップ、ブラケット、リベット、ねじ、ボルト、接着剤及び樹脂のうちの少なくとも１つ以上を含むことができる。接着剤及び樹脂の使用は、振動を低減する可能性がある。

ロッカーアセンブリ１０は、車両に取り付けられたときに補強材３０が車両のバッテリボックスの上方に配置されるように構成されることがある。幾つかの実施例では、補強材３０は、ロッカー３０の中央部２２または上部２１に配置される。これらの実施例の幾つかでは、セルの格子３１の周囲７２の下部とロッカーの底部との間の垂直ギャップは、セルの格子３１の周囲７１の上部とロッカーの頂部との間の垂直ギャップと実質的に等しいかまたはそれより大きくてもよい。

ロッカー補強材３０のこの特定の位置決めは、車両が衝突に巻き込まれたときにロッカーと電池ボックスとの接触を回避するか、または少なくとも低減することができる。補強材３０をバッテリボックスの上方に配置することで、バッテリボックスの上方でロッカーを圧縮する側圧力を誘導することができ、その結果、バッテリボックスへの損傷を低減できる可能性がある。

本発明によるロッカーアセンブリ、例えば図２のロッカーアセンブリ１０の挙動は、簡略化されたサブシステムにおけるユーロＮＣＡＰの試験において、先行技術の幾つかのロッカーアセンブリの挙動と比較された。比較された状況では、全ての補強材は押し出しアルミニウムで作られている。先行技術の３つの例を図８、９、１０に示す。ロッカーアセンブリはボルボ車用で、特にモデルＸＣ６０（図８）、ＸＣ９０（図９）、Ｓ９０（図１０）用である。先行技術のロッカーアセンブリのこれらの例及び図２のロッカーアセンブリのロッカーアセンブリのセクション質量あたりの吸収エネルギー（本明細書ではＡＥ／ＳＭと略記する）を以下の表に示す。セクション質量（ＳＭ）は、ロッカーアセンブリのセクション（長手方向部分）の長さ当たりのロッカーアセンブリ１０の重量を示す。通常、断面１メートル当たりのキログラム単位で表される。この長さは、長手方向４０に沿って測定される。本明細書ではＡＥ（ＡＩ）／ＳＭ（ＡＩ）と略記される、アルミニウム補強材の断面質量当たりのアルミニウム補強材によって吸収されるエネルギーも表中に示される。図２のロッカーアセンブリ１０の例のデータは、約２．０ｍｍの厚さを有する補強材３０について示されている。

表１

表１から分かるように、本発明によるロッカー補強材及びロッカーアセンブリは、従来技術のロッカーアセンブリ及びロッカー補強材に対して、エネルギー吸収の増加をもたらす可能性がある。

図７は、ロッカー２０と、ロッカー２０に取り付けられたロッカー補強材３０とからなる車両用ロッカーアセンブリ１０を製造するための方法１００のフローチャートを示している。ロッカー２０及びロッカー補強材３００は、本開示全体を通して説明されるロッカー２０及びロッカー補強材３０の何れであってもよい。

方法１００は、ブロック１０５において、ロッカー２０を提供することを含む。ロッカーは、外側パネル１１と内側パネル１２とからなる。ロッカー２０は、例えばＵＨＳＳのような硬化鋼で作ることができる。

方法１００は、ブロック１１０において、本明細書に開示されるような断面を有する、例えば図２～６の何れかに図示されるようなアルミニウム製ロッカー補強材３０を提供することを更に含む。幾つかの実施例では押出成形が使用されてもよい。

押出成形によってそのような断面を有するアルミニウム製ロッカー補強材３０を得るために、本明細書に開示されているような断面形状を有するダイスを最初に得ることができる。ダイスは鋼鉄製とすることができる。ダイスを通るアルミニウムの均一な流れを促進するために、ダイスを４００～６００℃の温度に予熱することができる。ダイスが押出プレスに装填されると、アルミニウムビレットは、例えば４００～６００℃の温度に予熱されて可鍛性にされ、ラムによってダイスに押し付けられ、ダイスを通過する。所望の断面を持つアルミニウム押出材が得られる。ロッカー補強材３０を得るために、アルミニウム押出材の冷却、位置合わせ及び／または切断を追加的に行ってもよい。

方法１００は更に、ブロック１１５において、ロッカー補強材３０をロッカー２０に機械的に取り付けて、ロッカーアセンブリ１０の断面をとったときにセルの中央グループ３３のセルが実質的に六角形になるようにすることを含む。

幾つかの実施例では、補強材３０は、セルの中央グループ３０３各セルの２つの対向するセル壁が横方向４２に沿って延びるように取り付けることができる。この特定の方向は、衝突時に吸収されるエネルギーを増加させる可能性がある。

幾つかの実施例では、補強材３０は、ロッカーアセンブリが車両に取り付けられたときに補強材３０が車両のバッテリボックスの上方に位置するように取り付けられることがある。これにより、力とエネルギーが車両のバッテリ、特にバッテリボックスの上方からそらされる可能性がある。バッテリボックスへのダメージが軽減される可能性がある。また、バッテリボックスへの侵入も低減される可能性がある。幾つかの実施例では、補強材３０は、ロッカー２０の上部２１に取り付けられている。

上で説明したように、ロッカー補強材３０は、外側ロッカーパネル１１及び／または内側ロッカーパネル１２に取り付けることができる。この目的のために、鋼ストリップのような締結部材１４を使用してもよい。外側ロッカーパネルと内側ロッカーパネルは互いに接合されていてもよい。

「ソフトゾーン」、すなわち機械的強度の低い領域（極限引張強さ及び降伏強さは低いが、延性が高い可能性のある領域）を、取付け点として想定されるロッカー２０の特定の領域に設けてもよい。例えば、ねじ、リベット、または同様の締結具が取り付けられるロッカーパネルの領域には、ソフトゾーンを設けることができる。これにより、例えばロッカー２０がＵＨＳＳ製で補強材３０がアルミニウム製の場合、ロッカー２０とロッカー補強材３０との取り付けが容易になる。また、ロッカーの取り付け箇所にソフトゾーンを設けることで、これらの箇所に応力が集中し、衝撃を受けた場合に早期に破断したり亀裂が生じたりすることを避けるか、少なくとも低減することができる。

ソフトゾーンは、これらのソフトゾーンが形成される領域におけるロッカーの延性及びエネルギー吸収を改善するために、追加的または代替的に、一方または両方のロッカーパネル１１、１２に設けることができる。

ソフトゾーンは、例えば、熱間成形ダイクエンチ後の部分熱処理によって形成することができる。レーザーまたは誘導加熱器を使用して、ロッカーパネル上に異なる微細構造の領域を局所的に形成することができる。

幾つかの実施例では、ロッカー２０の取付けフランジ１３は、プレス硬化された超高強度鋼のソフトゾーンとして形成することができる。フランジ１３がロッカー２０の残りの部分よりも柔らかいゾーンとして作られる場合、フランジ１３は、締結部材１４と同様に、互いに容易に接合され得る。取り付け点における応力集中は回避されるか、少なくとも低減され得る。

本明細書では多数の実施例のみを開示したが、他の代替、変更、使用及び／または同等物が可能である。更に、説明した実施例の全ての可能な組み合わせも対象となる。従って、本開示の範囲は、特定の実施例によって限定されるべきではなく、後に続く特許請求の範囲を公正に読むことによってのみ決定されるべきである。

Claims (15)

1. 外側パネル（１１）及び内側パネル（１２）を含むロッカー（２０）と、ロッカー（２０）の内部にロッカー（２０）の長手方向（４０）に沿って延びる細長い補強材（３０）とを備えた車両用のロッカーアセンブリ（１０）であって、
   縦方向（４１）及び横方向（４２）が、長手方向（４０）に対して実質的に垂直なロッカーアセンブリ（１０）の断面を画定し、
   補強材（３０）が、セルの格子（３１）から作られ、断面形状が実質的に六角形のセルの中央グループ（３３）を含み、セルは、閉じた断面を形成する複数の壁により形成され、
   セルの中央グループ（３３）は、６つの隣接するセルに囲まれた中央のセルを含み、
   セルの格子（３１）は、更に、
   ロッカー（２０）の外側パネル（１１）の衝撃を受けるように構成された１以上の外側セルを含むセルの外側側方グループ（６１）と、
   衝撃をロッカー（２０）の内側パネル（１２）に伝達するように構成された１以上の内側セルを含むセルの内側側方グループ（６２）と、
   を含むセルの側方グループ（３４）を備える、ロッカーアセンブリ。
2. セルの中央グループ（３３）のセルは、断面が正六角形を形成している、請求項１に記載のロッカーアセンブリ。
3. 外側パネル（１１）及び内側パネル（１２）に面するように構成されたセルの領域が、外側パネル（１１）及び内側パネル（１２）の形状に沿っている、請求項１または２に記載のロッカーアセンブリ。
4. セルの格子（３１）のセルの壁の厚さが１．５ｍｍから５．５ｍｍである、請求項１から３の何れか１項に記載のロッカーアセンブリ。
5. 補強材（３０）は、ロッカーアセンブリ（１０）が車両に取り付けられたとき、補強材（３０）が車両のバッテリボックスの上方に位置するように配置される、、請求項１から４の何れか１項に記載のロッカーアセンブリ。
6. セルの中央グループ（３３）の各セルの対向する２つの壁が、断面において横方向（４２）に実質的に平行である、請求項１から５の何れか１項に記載のロッカーアセンブリ。
7. セルの中央グループ（３３）が、少なくとも２つのセルを有する第１の列（３２ａ）と、少なくとも３つのセルを有する第１の列（３２ａ）に連続する第２の列（３２ｂ）と、少なくとも２つのセルを有する第２の列（３２ｂ）に連続する第３の列（３２ｃ）と、を含み、
   第１の列（３２ａ）、第２の列（３２ｂ）及び第３の列（３２ｃ）が横方向（４２）に沿って連続している、請求項６に記載のロッカーアセンブリ。
8. セルの外側側方グループ（６１）の外側のセルは外側の列（３２ｏｕｔ）を形成し、セルの内側側方グループ（６２）の内側のセルは内側の列（３２ｉｎ）を形成する、請求項７に記載のロッカーアセンブリ。
9. 補強材（３０）が押し出し成形材、任意に押し出しアルミニウム合金押し出し成形材で作られている、請求項１から８の何れか１項に記載のロッカーアセンブリ。
10. ロッカー（２０）の外側パネル（１１）及び内側パネル（１２）が超高強度鋼で作られている、請求項１から９の何れか１項に記載のロッカーアセンブリ。
11. 請求項１から１０の何れか１項に記載のロッカーアセンブリ（１０）を製造するための方法（１００）であって、
    内側パネル（１２）及び外側パネル（１１）を含むロッカー（２０）を提供するステップ（１０５）と、
    請求項１から１０の何れか１項に記載の断面を有するアルミニウム製ロッカー補強材（３０）を提供するステップ（１１０）と、
    ロッカーアセンブリ（１０）の断面を取ったときに、セルの中央グループ（３３）のセルが実質的に六角形になるように、ロッカー補強材（３０）をロッカー（２０）に機械的に取り付けるステップ（１１５）と、
    を含む方法。
12. 機械的に取り付けるステップ（１１５）が、セルの中央グループ（３３）の各セルの２つの対向するセル壁が断面において横方向（４２）に沿って延びるように、補強材（３０）を配置することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
13. 機械的に取り付けるステップ（１１５）が、ロッカーアセンブリ（１０）が車両に取り付けられたとき、補強材（３０）が車両のバッテリボックスの上方に位置するように補強材（３０）を配置することを更に含む、請求項１１または請求項１２に記載の方法。
14. ロッカー補強材（３０）をロッカー（２０）に取り付けるステップ（１１５）において、２以上の鋼ストリップ（１４）が用いられる、請求項１１から１３の何れか１項に記載の方法。
15. ロッカー（２０）に機械的強度の低い１上のゾーンを形成することを更に含む、請求項１１から１４の何れか１項に記載の方法。

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