JP6077443B2

JP6077443B2 - 荷重軸と整列している補強部材

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Publication number: JP6077443B2
Application number: JP2013520126A
Authority: JP
Inventors: マイアーミヒャエル
Original assignee: シーカテクノロジーアクチェンゲゼルシャフト
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2031-07-19
Also published as: KR20130095650A; US20130202842A1; EP2595860A1; EP2595860B1; KR101820547B1; WO2012010595A1; BR112012031589A2; CN103025599B; JP2013530882A; EP2409900A1; CN103025599A

Description

補強部材は、コスト及び重量の有意な増大なく構造的支持を提供する。例えば、補強部材は、ピラー、バンパー等の自動車のさまざまな部分が形成する空洞を補強するために自動車内で使用され得る。構造体の一方の側からもう一方の側まで荷重を適切に伝達するために、補強部材は、内部に補強部材が設置される空洞の内部表面とほぼ整合する特徴を有する。しかしながら、補強部材におけるこれらの特徴は、製造が困難で高くつく。したがって、これまでの補強部材ほど複雑でなく、かつ空洞内に同じ又は追加の構造的な及び／又は音響的な支持を提供する補強部材が必要とされている。

したがって、本発明の１つの目的は、これまでの補強部材ほど複雑でなく、かつ空洞内に同じ又は追加の構造的な及び／又は音響的な支持を提供する補強部材を提供することにある。

本発明の利点は特に、補強部材が筒状体の列を有するキャリヤを含むという事実に見られる。キャリヤは、構造内に配置されるように構成され、筒状体の各々は、構造に加えられる構造的な荷重と整列している１本の軸を画定している。筒状体によって画定される軸は、互いに平行であり、１つの平面を画定する。結合部材がキャリヤ上に配置され、キャリヤを構造体に連結するように構成されている。本発明のさらなる有利な実施形態は、以下の従属的態様から明らかになる。
《態様１》
− 筒状体の列（１２０）を有し、かつ構造的な荷重（Ｆ）を提供する構造体（１１５）内に配置されるように構成されたキャリヤ（１０５）であって、前記筒状体（１２０）の各々が、構造的な荷重（Ｆ）と整列している軸（Ａ）を画定し、かつ前記筒状体（１２０）によって画定された軸（Ａ）が、互いに平行で、かつ１つの面（Ｐ）を画定している、キャリヤ；及び
− 前記キャリヤ（１０５）上に配置され、かつ前記キャリヤ（１０５）を前記構造体（１１５）に連結するように構成されている、結合部材（１１０）；
を有する、補強部材（１００）。
《態様２》
前記筒状体（１２０）の各々が、実質的に中空であり、かつ前記結合部材（１１０）が、筒状体（１２０）の少なくとも１つの中に少なくとも部分的に配置されている、態様１に記載の補強部材（１００）。
《態様３》
前記筒状体（１２０）のうち少なくとも２つが、それらの間に空隙（１４０）を画定し、かつ前記結合部材（１１０）が、少なくとも部分的に、この空隙（１４０）内に配置されている、態様１又は２に記載の補強部材（１００）。
《態様４》
前記結合部材（１１０）が、少なくとも１つの前記筒状体（１２０）上に配置されている、態様１〜３のいずれか一項に記載の補強部材（１００）。
《態様５》
前記結合部材（１１０）が、少なくとも１つであって全部よりも少ない数の前記筒状体（１２０）上に配置されている、態様１〜４のいずれか一項に記載の補強部材。
《態様６》
それぞれの前記筒状体（１２０）が、２つの曲線断面部分と２つの直線断面部分とを有し、前記曲線部分は互いに間隔を空けて配置されており、かつ前記直線部分は互いに実質的に平行である、態様１〜５のいずれか一項に記載の補強部材（１００）。
《態様７》
それぞれの前記筒状体（１２０）が、実質的に楕円形の断面形状を有し、かつ／又はそれぞれの前記筒状体（１２０）が、実質的に六角形の断面形状を有する、態様１〜６のいずれか一項に記載の補強部材（１００）。
《態様８》
前記キャリヤ（１０５）が、プラスチックを含み、かつ／又は前記キャリヤ（１０５）が、金属を含む、態様１〜７のいずれか一項に記載の補強部材（１００）。
《態様９》
前記結合部材（１１０）が、膨張性材料及び接着剤の少なくとも一方を含む、態様１〜８のいずれか一項に記載の補強部材（１００）。
《態様１０》
前記膨張性材料が、構造用発泡体及び吸音用発泡体の少なくとも一方を含む、態様９に記載の補強部材（１００）。
《態様１１》
前記構造体（１１５）が、互いに間隔を空けて配置された少なくとも２つの側壁（１３０）を含み、かつ前記キャリヤ（１０５）が、これら２つの側壁（１３０）の間に配置されている、態様１〜１０のいずれか一項に記載の補強部材（１００）。
《態様１２》
それぞれの前記筒状体（１２０）が、２つの側壁（１３０）の間の空間（１２５）の幅（Ｗ）よりも小さい長さ（Ｌ）を有する、態様１１に記載の補強部材（１００）。
《態様１３》
前記筒状体（１２０）の少なくとも１つの上に配置された固定要素（１３５）をさらに含む、態様１〜１２のいずれか一項に記載の補強部材（１００）。

図１は、構造体上に配置されている例示的な補強部材を示す。図２Ａ〜２Ｃは、補強部材で使用される例示的な筒状体の例示的な断面図を示す。図３は、整列して配置され、かつその中に結合部材が配置されている複数の筒状体を含むキャリヤを有する例示的な補強部材を示す。図４は、筒状体の一部が空隙を画定し、かつ膨張性材料がこの空隙内に配置されている例示的なキャリヤを示す。図５は、整列している筒状体を有するキャリヤを伴う例示的な補強部材の上面図を示す。図６は、複数の軸が１つの平面を画定するような形で整列している筒状体であって、各々１本の軸を有する複数の筒状体を含むキャリヤを有する例示的な補強部材の背面図を示す。

構造体の１つの部分から構造体の別の部分に荷重を伝達する例示的な補強部材は、筒状体の列を有するキャリヤを含む。整列している各筒状体は、他のキャリヤに対して平行な方向に延在し、筒状体は一般に一平面内に整列されている。すなわち各筒状体は１本の軸を画定し、かつ筒状体により画定される軸は、互いに平行であり、かつ一つの平面を画定する。キャリヤは、１つの構造体内に配置されるように構成され、筒状体のうち少なくとも１本は、構造体に付加される可能性のある構造的な荷重と整列している軸を画定する。結合部材はキャリヤ上に配置され、かつ構造体に対しキャリヤを連結するために使用される。この配置を有する補強部材は、充分な性能対重量比で、ただし手のかかる製造上の複雑性及びコストなく、構造体の側壁間で構造荷重を伝達することができる。

図１は、構造体の１つの側壁から構造体の別の側壁まで荷重を伝達することのできる例示的な補強部材１００を示す。補強部材１００は、多くの異なる形態をとることができ、かつ多数の及び／又は代替の構成要素及び機関を有することができる。例示的な補強部材１００が示されているものの、図中に示されている例示的な構成要素は、限定的であるように意図されていない。実際、追加の又は代替的な構成要素及び／又は器具の使用が可能である。

図１に示されているように、補強部材１００は、構造体１１５上に配置されたキャリヤ１０５と結合部材１１０を含む。キャリヤ１０５は、構造体１１５に対し構造的な支持を提供する任意の材料で形成されていてよい。例えば、キャリヤ１０５は、ナイロン等のプラスチックで形成されていてよい。さらに、キャリヤ１０５の製造材料には、ガラス繊維を含んでもよい。あるいは、キャリヤ１０５は、鋼、アルミニウム又はマグネシウム等の金属で形成されていてよい。キャリヤ１０５は、オーバーモールドプロセス又はダイカットプロセス等のさまざまなプロセスで形成され得る。

キャリヤ１０５は、構造体１１５により画定される空間１２５内に配置される１本以上の筒状体１２０を含み得る。１つの例示的なアプローチにおいては、筒状体１２０は、互いに一体化して形成される。あるいは、筒状体１２０を別個に形成し、接着剤又は機械的固定具を用いて相互に付着させてもよい。筒状体はほぼ１つの平面内に整列させられている。すなわち、各筒状体１２０は、例えば筒状体１２０の中心を通って延在する軸Ａを画定し、かつ筒状体１２０の軸Ａは互いにほぼ平行である。

筒状体１２０は、構造体１１５により画定される空間１２５よりもわずかに小さく、筒状体１２０の一方又は両方の端部を構造体１１５上に配置してもよい。筒状体１２０はほぼ中空であり、かつ筒状体１２０の中心近くに軸Ａを画定する。筒状体１２０は、それにより画定される軸Ａが、構造体１１５の一方の側又は両側に加えられる力Ｆとほぼ整列するような形で、構造体１１５の内部に設置されるように構成されている。これによって、筒状体１２０は、構造体１１５の一方の側に加えられた力Ｆを分布させることができる。すなわち、構造体１１５の片側に加えられた力Ｆは、構造体１１５の他方の側まで、筒状体１２０を通して移行できる。

筒状体１２０は、空間１２５の幅Ｗよりもわずかに小さい長さＬを有する。１つの例示的なアプローチにおいて、筒状体１２０は、構造体１１５の幅Ｗよりも約２〜８ｍｍ短くてよい。補強部材１００は、構造体１１５によって画定される任意の空間１２５の内部に配置されてよく、それは、その空間１２５のサイズ又は形状の如何に関わらない。したがって、キャリヤ１０５において多数の筒状体１２０が使用される場合、筒状体１２０の一部は、他の筒状体と異なる長さＬを有していてよい。例えば、構造体１１５により画定される空間１２５にテーパがついている場合、筒状体１２０は、テーパのついた空間１２５の内部に適合する適切な長さＬを有し得る。さらに、テーパのついた形状を収容するためには、筒状体１２０の端部は互いに平行である必要なはい。すなわち、筒状体１２０の一端部が１つの平面を画定し、キャリヤ１０５の他方の端部が、傾斜平面を画定していてよい。さらに、キャリヤ１０５は、任意の数の筒状体１２０を含み得る。例えば、図１は、理解を容易にするため、１本の筒状体１２０のみを伴う例示的なキャリヤ１０５を示している。図２〜５に示されているように、キャリヤ１０５は、整列された２本以上の筒状体１２０を含んでいてよい。

結合部材１１０は、構造体１１５に対してキャリヤ１０５を付着させるために使用される。結合部材１１０は、キャリヤ１０５上に配置されてよい。例えば、図１に示された結合部材１１０は、筒状体１２０の外部表面上に配置されている。代替的には、結合部材１１０を筒状体１２０の内部表面上（例えば空洞内）に配置してもよい。結合部材１１０は、接着剤、又は構造発泡体若しくは吸音発泡体等の膨張性材料を含んでいてよい。結合部材１１０は、硬化された時点で構造体１１５に対してキャリヤ１０５を接着させるように構成されてよい。結合部材１１０の硬化は、結合部材１１０に対する硬化剤の塗布、又は結合部材１１０の加熱が含まれてよい。

構造体１１５は、空間１２５を画定するあらゆる物体を含み得る。例えば、構造体１１５は、間に空間１２５を画定するような形で互いに間隔を空けて配置されている２つの側壁１３０を含んでいてよい。側壁１３０は少なくとも部分的に、平行方向に延在していてよい。一方又は両方の側壁１３０が、空洞内部でキャリヤ１０５をさらに支持する固定要素１３５（図３参照）を収容するための開口部（図示せず）を画定していてもよい。これらの開口部は、側壁１３０の平行な部分上にあってよい。しかしながら、側壁１３０は、平行である必要はなく、構造体１１５の平行でない部分がキャリヤ１０５を受け取るように構成されていてよい。１つの例示的な実施において、構造体１１５は車両の一部分を含み、空間１２５は、車両により画定される空洞である。したがって、構造体１１５は、車両のピラー、バンパー、ドア等であってよい。

図２Ａ〜２Ｃは、キャリヤ１０５内の筒状体１２０の例示的な断面図を示す。図示されているように、筒状体１２０は実質的に中空であり、かつ軸Ａを画定している。筒状体１２０は、軸Ａが１つの面Ｐを画定するような形で実質的に整列されている。すなわち、面Ｐは、整列している筒状体１２０の軸Ａを横方向に通って延在していてよい。図２Ａは、図１のライン２−２に沿って切り取ったキャリヤの例示的な断面図を示す。図２Ａでは、筒状体１２０は、断面が実質的に曲線である２つの部分と、断面が実質的に直線である２つの部分とを含む。曲線部分は、互いに間隔を空けて配置され、直線部分は互いに間隔を空けて配置されかつ平行である。図２Ｂは、断面が実質的に楕円形である例示的な筒状体１２０を示す。図２Ｃは、実質的に六角形の断面形状を有する例示的な筒状体１２０を示す。当然のことながら、筒状体１２０は、他の断面形状を有していてよい。例えば、筒状体１２０は断面がおおよそ、円形、矩形、台形、三角形等であり得る。

図３は、整列して配置された複数の筒状体１２０と、筒状体１２０のうちの１つ以上から延在する固定要素１３５（例えばクリップ）とを有する例示的なキャリヤ１０５を示す。各筒状体１２０は軸Ａを画定し、この軸Ａは、構造体１１５内に配置された場合（図１参照）に、側壁１３０の１つの上に付加され得る構造的な荷重と整列する。

固定要素１３５は、構造体１１５の側壁１３０にキャリヤ１０５を締結するために使用されてよい。例えば、構造体１１５は、固定要素１３５を収容するように構成されている開口部（図示せず）を画定していてよい。固定要素１３５は、開口部内に固定要素１３５が設置された場合に構造体１１５との関係において所定の位置にキャリヤ１０５を保持するような形で、偏向されていてよい。例えば、固定要素１３５は、開口部内に押込まれている間は収縮するクリップであって、穴の中に設置された後に展開するクリップを含んでいてよい。各々の固定要素１３５は、１本の筒状体１２０上に配置されていてよく、あるいは代替的には２本の筒状体１２０の間に配置されてもよい。

図３及び４を参照すると、結合部材１１０は、筒状体１２０内に配置されている。詳細には、結合部材１１０は、部分的に、筒状体１２０の内側表面をライニングし得る。しかしながら、結合部材１１０は、筒状体１２０の内部表面全体をライニングする必要はない。図示されているように、結合部材１１０は、側壁１３０の一方に最も近い筒状体１２０の内部表面の一部をライニングしていてよい。結合部材１１０は、一方又は両方の側壁の近くの筒状体１２０の内部表面上に配置されていてよい。さらに、結合部材１１０は、整列している各筒状体１２０の上に又は内部に配置される必要はない。図示されているとおり、結合部材１１０は、筒状体１２０のいくつかの内部にのみ配置される。結合部材１１０を担持する筒状体１２０の数を減らし、筒状体１２０内に設置された結合部材１１０の量を削減することにより、製造コストの削減を助けることができる。

筒状体１２０のうちの１本以上が、例えばそれらの周囲に、空隙１４０を画定していてよく、この空隙が、１本の筒状体１２０内部に配置された結合部材１１０を、別の筒状体１２０内の結合部材１１０に連結することを可能にする。したがって、空隙１４０は、少なくとも筒状体１２０が空間１２５内に配置されるまで、筒状体１２０間に結合部材１１０の機械的連結を提供する。

図５は、例示的なキャリヤ１０５の上面図であり、図６は、例示的なキャリヤ１０５の背面図である。図示されているように、筒状体１２０は、整列して配置され、単一層を形成する。したがって、筒状体１２０の軸Ａは、単一面Ｐを画定する。構造体１１５内に設置された時点で、筒状体１２０の各々により画定される軸Ａは、一方又は両方の側壁１３０に加えられる可能性のある構造的な荷重と実質的に整列する。この構成により、キャリヤ１０５は、側壁１３０の間で構造的な荷重を分配することができる。

本明細書中で記述されているプロセス、システム、方法、経験則等に関しては、このようなプロセスのステップ等は一定の秩序立った順序にしたがって発生するものとして記述されてきたが、本明細書中で記述された順序以外の順序で記述されたステップを実施してこのようなプロセスを実践できるということを理解すべきである。さらに、一部のステップは同時に実施可能であると考えられること、他のステップを追加できると考えられること、あるいは本明細書に記述されている一部のステップを省くことができると考えられることを理解すべきである。換言すると、本明細書中のプロセスの記述は、一部の実施形態を例示する目的で提供されており、いかなる形であれ、特許請求されている発明を限定するものとみなされるべきではない。

したがって、以上の記述は例示的かつ非限定的であるように意図されている。提供されている実施例以外の数多くの実施形態及び利用分野が、以上の記述を読むことによって明らかになると思われる。本発明の範囲は、以上の記述を参照して決定されるべきではなく、むしろ特許請求の範囲と共に、このような特許請求の範囲の全範囲の均等物を参照して決定されるべきである。本明細書中に論述されている技術において将来の開発が行なわれるはずであること、そして開示されたシステム及び方法がこのような将来の実施形態の中に取込まれるはずであることが予想され意図されている。要するに、本発明は、修正及び変更の可能性があることを理解すべきである。

本明細書中に別段の明示的指示のないかぎり、特許請求の範囲中に使用されている全ての用語には、当該技術の当業者が理解するそれらの通常の意味及びその最大限に広い合理的構文が与えられるものと意図されている。詳細には、「ａ」、「ｔｈｅ」、「ｓａｉｄ」等の単数冠詞の使用は、特許請求の範囲が別段の明示的限定を記しているのでないかぎり、指示された要素の１つ以上を表わすものとして理解すべきである。

Claims

− 筒状体の列（１２０）を有し、かつ構造的な荷重（Ｆ）を提供する構造体（１１５）内に配置されるように構成されたキャリヤ（１０５）であって、前記筒状体（１２０）の各々が、構造的な荷重（Ｆ）と整列している軸（Ａ）を画定し、かつ前記筒状体（１２０）によって画定された軸（Ａ）が、互いに平行で、かつ１つの面（Ｐ）を画定している、キャリヤ；及び
− 前記キャリヤ（１０５）上に配置され、かつ前記キャリヤ（１０５）を前記構造体（１１５）に連結するように構成されている、結合部材（１１０）；
を有する、補強部材（１００）であって、
それぞれの前記筒状体（１２０）が、２つの曲線断面部分と２つの直線断面部分とを有し、前記曲線部分は互いに間隔を空けて配置されており、かつ前記直線部分は互いに実質的に平行であり；
前記構造体（１１５）が、互いに間隔を空けて配置された少なくとも２つの側壁（１３０）を含み、かつ前記キャリヤ（１０５）が、これら２つの側壁（１３０）の間に配置されており；
それぞれの前記筒状体（１２０）が、２つの側壁（１３０）の間の空間（１２５）の幅（Ｗ）よりも、２〜８ｍｍ小さい長さ（Ｌ）を有し；かつ
前記筒状体（１２０）が、整列して配置され、単一層を形成する、補強部材（１００）。
前記筒状体（１２０）の各々が、実質的に中空であり、かつ前記結合部材（１１０）が、筒状体（１２０）の少なくとも１つの中に少なくとも部分的に配置されている、請求項１に記載の補強部材（１００）。
前記筒状体（１２０）のうち少なくとも２つが、それらの間に空隙（１４０）を画定し、かつ前記結合部材（１１０）が、少なくとも部分的に、この空隙（１４０）内に配置されている、請求項１又は２に記載の補強部材（１００）。
前記結合部材（１１０）が、少なくとも１つの前記筒状体（１２０）上に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の補強部材（１００）。
前記結合部材（１１０）が、少なくとも１つであって全部よりも少ない数の前記筒状体（１２０）上に配置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の補強部材（１００）。
− 筒状体の列（１２０）を有し、かつ構造的な荷重（Ｆ）を提供する構造体（１１５）内に配置されるように構成されたキャリヤ（１０５）であって、前記筒状体（１２０）の各々が、構造的な荷重（Ｆ）と整列している軸（Ａ）を画定し、かつ前記筒状体（１２０）によって画定された軸（Ａ）が、互いに平行で、かつ１つの面（Ｐ）を画定している、キャリヤ；及び
− 前記キャリヤ（１０５）上に配置され、かつ前記キャリヤ（１０５）を前記構造体（１１５）に連結するように構成されている、結合部材（１１０）；
を有する、補強部材（１００）であって、
それぞれの前記筒状体（１２０）が、実質的に楕円形の断面形状、又は実質的に六角形の断面形状を有しており；
前記構造体（１１５）が、互いに間隔を空けて配置された少なくとも２つの側壁（１３０）を含み、かつ前記キャリヤ（１０５）が、これら２つの側壁（１３０）の間に配置されており；
それぞれの前記筒状体（１２０）が、２つの側壁（１３０）の間の空間（１２５）の幅（Ｗ）よりも、２〜８ｍｍ小さい長さ（Ｌ）を有し；かつ
前記筒状体（１２０）が、整列して配置され、単一層を形成する、補強部材（１００）。
前記キャリヤ（１０５）が、プラスチックを含み、かつ／又は前記キャリヤ（１０５）が、金属を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の補強部材（１００）。
前記結合部材（１１０）が、膨張性材料及び接着剤の少なくとも一方を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の補強部材（１００）。
前記膨張性材料が、構造用発泡体及び吸音用発泡体の少なくとも一方を含む、請求項８に記載の補強部材（１００）。
前記筒状体（１２０）の少なくとも１つの上に配置された固定要素（１３５）をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の補強部材（１００）。