JP2024521988A - 車両用構造部材及び方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、圧縮荷重を支持するように少なくとも部分的に構成された車両の骨組み用の構造部材に関する。構造部材は、主部材とパッチとからなる。主部材は、実質的にＵ字形の断面を有し、底部、第１の側壁及び第２の側壁を含む。パッチは、主部材に取り付けられ、３つのパッチ部分、すなわち、主部材の底部上に延びる底部パッチ部分、主部材の第１の側壁上に延びる第１の側壁パッチ部分、及び主部材の第２の側壁上に延びる第２の側壁パッチ部分を含む。主部材はパッチよりも延性のある材料で作られている。【選択図】図２Ｃ

Description

本出願は、２０２１年５月１１日に出願されたＥＰ２１３８２４３２．９の利益を主張する。
本開示は、車両の骨組み用の構造部材に関し、該構造部材は、少なくとも部分的に圧縮荷重を支持するように構成されている。本開示はさらに、そのような構造部材を製造するための方法に関する。

自動車などの車両は、車両がその寿命の間に受ける可能性のある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。構造骨格はさらに、例えば他の自動車との衝突の場合のような衝撃に耐え、衝撃を吸収するように設計されている。

自動車産業における軽量化の要求は、軽量材料や部品、関連する製造プロセスやツールの開発・導入につながっている。軽量化の要求は、特にＣＯ^２排出量削減という目標に後押しされている。乗員の安全性に対する関心の高まりも、衝突時の車両の完全性を向上させ、エネルギー吸収を改善する材料の採用につながっている。

熱間成形ダイクエンチング（ＨＦＤＱ）として知られるプロセスでは、ボロン鋼板を使用して、例えば１５００ＭＰａまたは２０００ＭＰａ、あるいはそれ以上の引張強度を持つ超高強度鋼（ＵＨＳＳ）特性のプレス部品を作る。強度の向上により、より薄いゲージの材料を使用することが可能になり、その結果、従来の冷間プレス軟鋼部品よりも重量を削減することができる。本開示を通じて、ＵＨＳＳは、プレス硬化処理後に１０００ＭＰａ以上の最大引張強さを有する鋼とみなすことができる。

ＨＦＤＱプロセスでは、熱間成形するブランクを所定の温度、例えばオーステナイト化温度以上（特に、Ａｃ３温度とブランクの例えばコーティングの蒸発温度との間の温度）に加熱することができる。この目的のために、炉システムを使用することができる。具体的な必要性に応じて、炉システムは、例えば誘導または赤外線などの追加ヒーターで補完することができる。ブランクを加熱することにより、ブランクの強度は低下し、変形性は増加する。

ホットスタンプ及び焼入れ用の超高強度鋼（ＵＨＳＳ）がいくつか知られている。ブランクは、例えば、ＡｒｃｅｌｏｒＭｉｔｔａｌ社から市販されているＵｓｉｂｏｒ（登録商標）（２２ＭｎＢ５）のような、被覆または非被覆のボロン鋼により作ることができる。

熱間成形型焼き入れは、「プレス焼き入れ」または「ホットスタンピング」と呼ばれることもある。

ＨＦＤＱプロセスで製造される代表的な車両部品には、ドアビーム、バンパービーム、クロス／サイドメンバー、Ａ／Ｂピラー補強、フロント／リアレール、シートクロスメンバ、ルーフレールなどがある。

ボロン鋼の熱間成形は、その優れた強度と成形性により、自動車業界でますます普及している。そのため、従来は軟鋼を冷間成形していた多くの構造部品が、強度が大幅に向上する熱間成形品に置き換えられている。これにより、同じ強度を維持しながら、材料の厚さ（ひいては重量）を減らすことができる。しかし、熱間成形された部品は、成形されたままの状態では延性とエネルギー吸収性が非常に低い。

部品の特定部位の延性とエネルギー吸収を改善するために、同じ部品内に軟らかい部位を導入することが知られている。これにより、全体として要求される高強度を維持しながら、局所的に延性を向上させることができる。特定の構造部品の微細構造と機械的特性を局所的に調整し、非常に高い強度を持つ領域（非常に硬い）と延性が向上した領域（より柔らかい）から構成されるようにすることで、全体的なエネルギー吸収を向上させ、衝突時の構造的完全性を維持し、さらに全体的な重量を減らすことができる。また、このような柔らかい領域は、衝撃を受けて部品が崩壊した場合の運動学的挙動を有利に変化させる可能性がある。

自動車の構造部品に延性を高めた領域（「ソフトゾーン」または「軟質ゾーン」）を形成する既知の方法には、相補的な一対の上型及び下型ユニットからなる工具が含まれ、各ユニットは別個のダイ要素（鋼ブロック）を有する。熱間成形されるブランクは、強度を低下させるため、すなわちホットスタンピングプロセスを容易にするため、例えば炉システムによって予め所定の温度、例えばオーステナイト化温度以上に加熱される。

ダイエレメントは、焼入れプロセス中に形成される部品の異なるゾーンで異なる冷却速度を有し、それによって最終製品の異なる材料特性（例えば軟質領域）をもたらすために、異なる温度で動作するように設計することができる。例えば、製造される部品の対応する領域を高い冷却速度で急冷し、それによって部品の温度を急速に低下させ、硬いマルテンサイト組織を得るために、１つのダイ要素を冷却することができる。製造される部品の対応する部分をより低い冷却速度で確実に冷却し、例えばベイナイト、フェライト及び／またはパーライトを含むより軟らかい微細構造を得るために、別の隣接するダイ要素を加熱することができる。部品のそのような部分は、金型から離れるとき、部品の残りの部分よりも高温のままである可能性がある。

異なる機械的特性の領域を有するホットスタンプ部品を得るための他の方法には、例えば、スタンピング前の調整加熱または差別化加熱、スタンピング工程後の局所熱処理、さらに、ブランク内の異なる厚さ及び／または材料を組み合わせたテーラー溶接ブランク（ＴＷＢ）の使用が含まれる。

フロントレールやリアレール、シートクロスメンバ、ルーフレールなど、自動車の構造骨格の一部の要素は、圧縮荷重を支えるために特別に設計されている場合がある。これらの構造部材やその他の構造部材は、実質的にＵ字型（「ハット」型とも呼ばれる）の断面を有する１以上の領域を有する場合がある。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。衝突時のエネルギー吸収を向上させ、かつ車両の完全性を維持する軽量材料が望まれている。

前述の超高強度鋼に加えて、エネルギー吸収を必要とする構造骨格の部分には、より延性の高い鋼を使用することができる。延性鋼の例としては、Ｄｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）やＣＲＬ－３４０ＬＡなどがある。

ＵＨＳＳは、特にプレス焼入れ後に、１５００ＭＰａ、あるいは２０００ＭＰａ以上の高い引張強度を示すことがある。焼入れ後のＵＨＳＳはマルテンサイト組織となる。このミクロ組織は、重量単位あたりの最大引張強さと降伏強さの増加を可能にする。

延性鋼の中にも加熱・プレス加工（ホットスタンピング加工）されるものがあるが、加工後はマルテンサイト組織にはならない。その結果、引張強さと降伏強さはＵＨＳＳより低くなるが、破断伸びは高くなる。

延性鋼は構造部材によるエネルギー吸収を可能にするが、自動車の衝突時に構造部材がどのような挙動を示すかを制御・予測することは容易ではない。また、構造部材の一定の構造的完全性を維持しながらエネルギー吸収を向上させることは、容易ではない。

本開示は、荷重、特に圧縮荷重を受けたときの車両骨格の構造部材の変形及び構造部材によるエネルギー吸収の制御における改善を提供することを目的とする。

［概要］
第１の態様では、車両の骨組み用の構造部材が提供される。構造部材は、少なくとも部分的に、圧縮荷重を支持するように構成される。構造部材は、主部材と、主部材に取り付けられたパッチとを備える。主部材は、実質的にＵ字形の断面を有し、底部、第１の側壁及び第２の側壁からなる。パッチは、主部材の底部上に延びる底部パッチ部分と、主部材の第１の側壁上に延びる第１の側壁パッチ部分と、主部材の第２の側壁上に延びる第２の側壁パッチ部分とを含む。主部材はパッチよりも延性の高い材料で作られている。

より延性の高い主部材にパッチを取り付けることで、主部材の機能、すなわち衝突時のエネルギーを吸収する機能と、主部材を補強して変形の運動学的挙動を制御する機能とを組み合わせることができる。主部材よりも延性の低いパッチは、構造部材が圧縮荷重を受けたときに亀裂が入る可能性があるため、パッチに亀裂が入ることで、圧縮時により多くのエネルギーを吸収することができる。

例えば、フロントレールの残りの部分よりも強度が高く延性が低いパッチからなる自動車のフロントレールは、例えばパッチがない場合、またはパッチが主部材と同じ材料で作られている場合とは異なる態様で車両衝突時に変形する。主部材よりも延性の低い１以上のパッチを主部材に取り付けることで、構造部材の変形を制御し、調整することができる。また、構造部材の崩壊時のエネルギー吸収を制御し、変形予測性を高めることができる。したがって、車両搭乗者の安全性が向上する可能性がある。

一般に、延性のある主部材と延性の低いパッチとの構成は、圧縮荷重を支える構造部材に特に有利であることがわかっている。圧縮荷重は、構造部材の長さに対して実質的に平行に作用する荷重または荷重の構成要素であって、構成要素を短縮しようとするものとして理解することができる。特に圧縮荷重を受ける可能性のある自動車の骨格における構成要素または領域としては、フロントレール、リアレール、エネルギー吸収体、ルーフレール、及びシートクロスメンバが挙げられる。したがって、本明細書で開示する例は、この種の構成要素に使用すると特に有益である。

本開示全体を通して、「少なくとも部分的に圧縮荷重を支持するように構成されている」とは、衝撃または衝突の場合に、構成部品の一部または構成部品全体が主に圧縮荷重を吸収することが期待されることを意味すると理解することができる。すなわち、他の荷重も同様に発生する可能性があるとしても、圧縮荷重がより大きくなることが予想される。

いくつかの例では、パッチは硬化鋼、特にプレス硬化鋼で作られている。パッチは、１０００ＭＰａ以上の最大引張強度を有する超高強度鋼（ＵＨＳＳ）で作られてもよい。いくつかの例では、パッチは非プレス硬化マルテンサイト鋼で作られてもよい。

いくつかの例では、パッチは、主部材の内部側に配置されてもよい。ここで、主部材の内部とは、第１の側壁または第２の側壁と主部材の底部との間に、例えば１８０゜未満、任意に約９０゜の凹角を有する主部材の側部として理解され得る。

パッチは硬化鋼、例えばＵｓｉｂｏｒ（登録商標）や２２ＭｎＢ５で作られることがあるため、衝突時にパッチに亀裂が入ることがある。主部材の延性は、パッチが主部材の内部または外部にあるかに関係なく、それらが取り付けられている限り、構造部材のエネルギー吸収機能を維持することができるが、パッチの変形及び／または破損から生じる可能性のある損傷から構造部材の近くの部材を保護するために、主部材の内部にパッチを配置することが有利である場合がある。

幾つかの例では、第１及び／又は第２の側壁パッチ部分の高さは、構造部材の長手方向に変化してもよい。

幾つかの例では、第１及び第２の側壁パッチ部分の少なくとも一方の高さは、圧縮衝撃を受けるように構成された構造部材の側面から長手方向に沿って増加してもよい。

側壁パッチ部分の高さは、側壁パッチ部分が主部材の側壁を越えて延び始める主部材の長手方向端部から、主部材の長手方向に実質的に垂直な方向に測定することができる。

構造部材の他の部分よりも弱い部分を含むことにより、変形が始まる可能性のある主部材の長手方向に沿った位置を制御することができる。特に、側壁パッチ部分は、衝撃を受けるように構成された長手方向の側面に近い第１の断面において、衝撃を受けるように構成された側面から遠い第２の断面における側壁の上よりも側壁の上に延びる可能性があるため、主部材は、第１の断面において変形し始める可能性がある。一般に、主部材の長さに沿って側壁パッチ部分の高さを変えることにより、主部材のどの部分が曲がるか、また、他の部分より先に曲がるか後に曲がるかを調整することができる。

衝撃を受けるように構成された側は、構造部材の長手方向端部または主部材の長手方向端部である場合があり、圧縮衝撃を受ける可能性のある場所に近くなるように配置される場合がある。

また、主部材の長さに沿ったエネルギー吸収量を調整することもできる。側壁パッチ部の高さが大きい場合、より多くのエネルギーが吸収される可能性がある。したがって、エネルギー吸収は、衝撃を受ける可能性のある場所に近い主部材の第１の断面から遠い断面に向かって増加する可能性がある。

いくつかの例では、パッチは、第１の側壁及び第２の側壁の少なくとも一方にわたって延びる１以上のリブから構成されてもよい。例えば、パッチは、第１の側壁パッチ部分に１以上のリブ、または第２の側壁パッチ部分に１以上のリブ、または第１の側壁パッチ部分に１以上のリブ及び第２の側壁パッチ部分に１以上のリブを有することができる。リブは、凹部またはカットアウトによって主部材の長さに沿って分離されていてもよい。

本開示を通じて、リブは、局所的な補強のためのパッチの細長い実質的に直線状の部分として理解することができる。

パッチに１以上のリブが存在すると、構造部材の変形挙動を調整するのに役立つ場合がある。主部材よりも延性が低く抵抗力が高いリブは、構造部材に特定の曲げ位置を形成するのに役立つ場合がある。具体的には、リブ間の凹部は、主部材に曲げが発生する場所を決定することがある。リブの形状、大きさ及び位置は、構造部材に曲げが発生する場所だけでなく、例えば構造部材が変形する程度も調整することを容易にする可能性がある。従って、構造部材の変形を最適化することができる。特に、構造部材が圧縮荷重を支持するように構成されている場合、エネルギー吸収を増大させることができる。

いくつかの例では、側壁の凹部の高さは、衝撃を受けるように構成された構造部材の側面から長手方向に沿って減少してもよい。凹部の高さは、主部材の長さに実質的に垂直な方向に沿って測定されてもよい。

したがって、主部材の変形は、最大の高さを有する凹部、例えば、衝撃を受ける可能性のある主部材の長手方向の側面に最も近い凹部から開始することができる。リブ間の凹部の高さを変えることにより、主部材のどの部分が主部材の他の部分よりも先に曲がるかを制御することができる。

具体例では、圧縮荷重を支持するように少なくとも部分的に構成された車両骨組み用の構造部材が提供される。構造部材の長さは、衝撃を受ける端部と反対側の端部との間に延びていてもよい。構造部材は、底部、第１の側壁及び第２の側壁からなる実質的にＵ字形の断面を有する主部材と、主部材に取り付けられたパッチとを備える。パッチは、パッチ前端からパッチ後端まで延びており、パッチ前端は、パッチ後端よりも構造部材の衝撃受容端に近い位置に配置されている。パッチは、主部材の底部上に延びる底部パッチ部分と、主部材の第１の側壁上に延びる第１の側壁パッチ部分と、主部材の第２の側壁上に延びる第２の側壁パッチ部分とを備える。主部材は、パッチよりも延性のある材料で作られており、構造部材は、パッチ前端とパッチ後端との間に複数の折り目が生じるように衝突時に変形するように構成されている。折り目は、パッチ前端からパッチ後端に向かって一般に増加する座屈抵抗を有することができる。

本開示の範囲内において、パッチは、構造部材の特定の変形挙動を得るために、主部材の長さに沿って任意の位置に配置された側壁パッチ部分ごとに任意の数のリブを組み込むことができる。いくつかの可能な構成は以下の通りである。

いくつかの例では、第１の側壁パッチ部分は、１以上のリブから構成されてもよく、第２の側壁パッチ部分は、１以上のリブから構成されてもよく、第１の側壁パッチ部分の１以上のリブは、第２の側壁パッチ部分の１以上のリブに対向してもよい。

これらの例のいくつかでは、第１の側壁パッチ部分及び第２の側壁パッチ部分に同じ数のリブがあってもよく、第１の側壁パッチ部分のリブの各々は、第２の側壁パッチ部分の対応する反対側のリブに面してもよい。

いくつかの例では、第１の側壁パッチ部分は１以上のリブから構成されてもよく、第２の側壁パッチ部分は１以上のリブから構成されてもよく、第１の側壁パッチ部分の１以上のリブは、主部材の長手方向に沿って、第２の側壁パッチ部分の１以上の対応する反対側のリブからオフセットされてもよい。

これらの例のいくつかにおいて、第１の側壁パッチ部分は１以上のリブから構成されてもよく、第２の側壁パッチ部分は１以上のリブから構成されてもよく、第１の側壁パッチ部分における１以上のリブの各々は、第１の側壁パッチ部分におけるリブの各々が第２の側壁パッチ部分における対応する反対側のリブの間及び／又はその周りの空間に面するように、主部材の長手方向に沿って第２の側壁パッチ部分における１以上の対応する反対側のリブの各々からオフセットされてもよい。

一般に、パッチが主部材の第１及び第２の側壁上に延びるほど、補強が大きくなり、構造部材の変形の制御がより高く、より細かくなる可能性がある。したがって、いくつかの例では、第１の側壁パッチ部分は、第１の側壁の高さの少なくとも２５％にわたって第１の側壁上に延在し、第２の側壁パッチ部分は、第２の側壁の高さの少なくとも２５％にわたって第２の側壁上に延在することができる。

主部材に取り付けられるパッチの数、位置及び延長、ならびにパッチ内のリブの数、位置及び延長は、変形、例えば特に（模擬）衝撃または衝突から生じる主部材の圧縮荷重下での構造部材の所望の挙動に応じて選択することができる。例えば、構造部材の特定の設計要件を満たすために、パッチの数、大きさ及び取り付け位置を選択することができる。

さらなる態様において、本開示に記載の車両の骨組み用の構造部材を得るために、圧縮荷重を支持するように少なくとも部分的に構成された構造部材を製造するための方法が提供される。

本方法は、主部材ブランクを提供することと、パッチブランクを提供することとを備える。本方法は、パッチワークブランクを形成するためにパッチブランクを主部材ブランクに取り付けることと、本明細書に開示されるような構造部材を得るためにパッチワークブランクを形成することとをさらに含む。

この方法は、圧縮荷重を支持するように構成された構造部材の変形挙動を改善することができ、例えば自動車の衝突時に構造部材がどのように変形するかを調整することを可能にすることができる。従って、構造部材によるエネルギー吸収を向上させることができる。

主部材ブランクは、本明細書では、主部材を形成するブランク、例えば金属シートまたは平らな金属板として理解される。パッチブランクは、本明細書では、パッチを形成するブランクとして理解される。

いくつかの例では、方法は熱間成形、例えば直接ホットスタンピングを含むことができる。他のいくつかの例では、方法は冷間成形、例えば常温または比較的低い温度でのプレスでのスタンピングを含むことができる。この場合、変形後、構造部材は、例えばオーステナイト化を含む熱処理を受けて、材料に所望の微細構造と機械的特性を与えることができる。

いくつかの例では、パッチはスポット溶接によって主部材に取り付けられる。スポット溶接は、主部材とパッチを特定の領域で接合し、スポット溶接の位置や距離などに応じて構造部材の変形を変化させる。従って、スポット溶接は、構造部材を特定の方法で変形させる主部材とパッチとの間の特定の取り付けパターンを有する構造部材の製造に役立つ場合がある一方、主部材の延性は構造部材に全体的な延性を付与する場合がある。

他の例では、連続（遠隔）レーザ溶接によって少なくともリブを主部材に取り付けることができる。スポット溶接は、例えばスポット溶接間の最小距離及び／または最小スポット溶接オーバーラップ領域を必要とする場合があるため、リブのサイズが比較的小さいことから、パッチブランクの１以上のリブを主部材ブランクに取り付ける方法として適切でない場合がある。パッチブランクの１以上のリブを主部材に取り付けるために連続レーザ溶接を使用すると、スポット溶接のこれらの制限及び他の制限を克服することができる。連続レーザ溶接はまた、パッチと主部材とがスポット溶接よりも高度に連動することを可能にするだけでなく、取り付けの強度を向上させることができる。

いくつかの例では、すべてのリブを連続レーザ溶接で取り付けることができる。連続レーザ溶接の使用は、パッチ内のリブに限定されるものではなく、すなわち、必要と思われるパッチ内のどこにでも取り付け方法として使用することができる。

図１Ａは、圧縮荷重を支持するように少なくとも部分的に構成された車両用構造部材の一例を概略的に示す。 図１Ｂは、構造部材のパッチと主部材との接合方法を概略的に示す。 図２Ａは、異なるパッチ形状を有する構造部材の例を概略的に示す。 図２Ｂは、異なるパッチ形状を有する構造部材の例を概略的に示す。 図２Ｃは、異なるパッチ形状を有する構造部材の例を概略的に示す。 図２Ｄは、図２Ｃの構造部材の３つの断面を概略的に示す。 図３Ａは、異なる形状のパッチを用いて、圧縮荷重を支持するように少なくとも部分的に構成された車両用構造部材を概略的に示す。 図３Ｂは、圧縮荷重を支持するように少なくとも部分的に構成された車両用構造部材の主部材に取り付けられたパッチのリブ構成の例を概略的に示す。 図３Ｃは、圧縮荷重を支持するように少なくとも部分的に構成された車両用構造部材の主部材に取り付けられたパッチのリブ構成の例を概略的に示す。 図３Ｄは、圧縮荷重を支持するように少なくとも部分的に構成された車両用構造部材の主部材に取り付けられたパッチのリブ構成の例を概略的に示す。 図３Ｅは、圧縮荷重を支持するように少なくとも部分的に構成された車両用構造部材の主部材に取り付けられたパッチのリブ構成の例を概略的に示す。 図４Ａは、異なるリブ構成を有する構造部材のさらなる例を概略的に示す。 図４Ｂは、異なるリブ構成を有する構造部材のさらなる例を概略的に示す。 図５は、圧縮荷重を支持するように少なくとも部分的に構成された構造部材の製造方法のフローチャートである。

本開示の非限定的な例を、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１Ａは、圧縮荷重を支持するように構成された、または少なくとも部分的に構成された車両用の構造部材１００を概略的に表している。構造部材１００は、底部１１１、第１の側壁１１２及び第２の側壁１１３を含む実質的にＵ字形の断面を有する主部材１１０を備える。

構造部材１００は、主部材１１０に取り付けられたパッチ１２０をさらに備える。パッチ１２０は、主部材１１０の底部１１１上に延びる底部パッチ部分１２１と、主部材１１０の第１の側壁１１２上に延びる第１の側壁パッチ部分１２２と、主部材１１０の第２の側壁１１３上に延びる第２の側壁パッチ部分１２３とを備える。

主部材１１０は、パッチよりも延性のある材料で作られている。例えば、パッチは硬化鋼で作られてもよく、主部材は硬化鋼よりも延性のある材料で作られてもよい。

構造部材１００が圧縮荷重を受けると、パッチ１２０に亀裂が入る可能性があるため、構造部材１００によるエネルギー吸収が促進される可能性がある。主部材１１０及び構造部材１００の変形の制御は、主部材１１０に複数のパッチ１２０を取り付けることによって、さらに高めることができる（図１には示されていない）。

図１Ａのドットは、構造部材１００が、図示されていない構造骨組みの１以上の付加的な部材または要素から構成されてもよいし、これらに取り付けられてもよいことを示している。これらの１以上の付加的な部材または要素は、例えば、形状、サイズ、断面の形状、材料、及び／またはそれらが主部材１１０に取り付けられる方法において、何ら限定されない。

この図において、及び他の図において、主部材１１０は「ハット型」であるか、または「Ｕ字型」の断面を有するように示されている。これらすべての例において、主部材は側壁１１２、１１３から外側に延びる側部フランジを含むことができることが明らかであろう。

実質的に直線状に描かれているが、主部材１１０の底部１１１、第１の側壁１１２及び第２の側壁１１３は必ずしも直線状ではない。例えば、底部１１１は湾曲していてもよいし、底部に沿って凹部や突起が形成されていてもよい。これは側壁１１２、１１３にも当てはまり、必ずしも直線状ではない。側壁は、直線部分と直線部分との間の移遷移領域を有する直線部分とを含んでいてもよい。さらに、側壁１１２、１１３は左右対称であってもなくてもよい。例えば、第１の側壁１１２の高さ２１３は、第２の側壁１１３の高さ１５３と異なっていてもよい。例えば、第１の側壁１１２及び／または第２の側壁１１３の長さ２１２に沿った高さも異なる場合がある。例えば、底部１１１の幅２１１は、第１の側壁１１２及び／または第２の側壁１１３の高さ２１３と異なっていてもよい。他の例は、上記の例の任意の組み合わせを含み得る。唯一の限定は、当業者は、主部材１１０が実質的にＵ字形の断面を有すると認識することである。

いくつかの例では、パッチ１２０は、Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）、例えばＵｓｉｂｏｒ（登録商標）１５００或いは２２ＭｎＢ５のようなボロン鋼、または任意のマルテンサイト鋼または超高強度鋼（ＵＨＳＳ）で作られてもよい。これらの例または他の例では、主部材１１０は、Ｄｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）、例えばＤｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）４００またはＣＲＬ－３４０ＬＡ、特に熱間プレス加工が可能で、プレス加工後に比較的延性特性を有する鋼で作られてもよい。Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）、Ｄｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標及び２２ＭｎＢ５は。ＡｒｃｅｌｏｒＭｉｔｔａｌ社から市販されている。ＣＲＬ－３４０ＬＡはＳＳＡＢ社から市販されている。いくつかの例では、主部材１１０は１０００ＭＰａ未満の最大引張強度を有し、パッチ１２０は１０００ＭＰａ以上の最大引張強度を有する場合がある。

Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）１５００は、フェライト－パーライト相で供給される。これは、均質なパターンで分布する微細な結晶粒構造である。その機械的特性は、この構造に関連している。加熱、ホットスタンピングプロセス、その後の焼入れ後、マルテンサイト組織が形成される。その結果、引張強さと降伏強さが著しく向上する。

Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）１５００の組成は、重量％で以下の通りである（残りは鉄（Ｆｅ）と不可避不純物）：
Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｐ Ｓ Ｃｒ Ｔｉ Ｂ Ｎ
0.24 0.27 1.14 0.015 0.001 0.17 0.036 0.003 0.004

Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）２０００は、さらに高い強度を持つ別のボロン鋼である。Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）２０００の降伏強度は、熱間プレス金型焼入れ後、１４００ＭＰａ以上、最大引張強度は１８００ＭＰａ以上となる場合がある。Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）２０００の組成は、最大０．３７重量％の炭素、最大１．４重量％のマンガン、最大０．７重量％のケイ素及び最大０．００５重量％のホウ素を含む。

２２ＭｎＢ５は、成形工程中の脱炭及びスケール形成を避けるために、アルミニウム－シリコンコーティングで提示することができる。２２ＭｎＢ５の組成を重量％で以下にまとめることができる（残りは鉄（Ｆｅ）と不純物）。

Ｃ ０．２０ － ０．２５
Ｓｉ ０．１５ － １．３５
Ｍｎ １．１０ － １．２５
Ｐ ＜０．０２５
Ｓ ＜０．００８
Ｃｒ ０．１５ － ０．３０
Ｔｉ ０．０２ － ０．０５
Ｂ ０．００２ － ０．００４
Ｎ ＜０．００９

類似の化学組成を持つ２２ＭｎＢ５鋼が市販されている。しかし、２２ＭｎＢ５鋼に含まれる各成分の正確な量は、製造業者によって若干異なる場合がある。その他の超高強度鋼としては、例えばＢｅｎｔｅｌｅｒ社から市販されているＢＴＲ１６５がある。

Ｄｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標） ４５０の最大引張強さは４６０ＭＰａ以上、Ｄｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）５００は５５０ＭＰａ以上、Ｄｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）１０００は１０００ＭＰａ以上である。

ＣＲＬ－３４０ＬＡは、ＳＳＡＢ社から市販されている鋼材である。一般的なプレス加工、曲げ加工、成形向けの高強度低合金鋼である。組成は以下の通りである（重量％）。

Ｃ ０．１％以下
Ｓｉ ０．０４０％以下
Ｍｎ １％以下
Ｐ ０．０３０％以下
Ｓ 最大 ０．０２５
Ａｌ ｍｉｎ ０．０１５ ％）
Ｎｂ ＋ Ｔｉ 最大０．１

主部材１１０は、外面１３１と内面１３２の２つの側面を持つ。

いくつかの例では、パッチ１２０は、図１Ａに示すように、主部材１１０の内部側面に配置される。他の幾つかの例では、パッチは主部材１１０の外面側に配置されてもよい。

構造部材１００が圧縮荷重を受けると、パッチ１２０に亀裂が入る可能性があるため、衝突時に構造部材１００の近傍の１以上の車両部品が損傷する危険性を低減または回避するために、パッチ１２０を主部材１１０の内部１３２に取り付けることが有利である。

パッチ１２０は、例えばパッチワークを炉又はプレスに導入する前に、主部材１１０に溶接することができる。この点で、例えばスポット溶接によって主材１１０に取り付けられた１以上のパッチ１２０の集合体は、パッチワークと呼ばれることがある。パッチワークは、ブランクを端から端まで溶接して互いに接合するテーラー溶接ブランクとは異なる。

図１Ｂにスポット溶接１３０で示されているように、パッチ１２０と主部材１１０とは、いくつかの例ではスポット溶接によって接合される。これは主部材１１０に取り付けられる任意の数のパッチに適用される。主部材に取り付けられた複数のパッチを有することにより、構造部材の汎用性、効率及び最適化が向上する可能性がある。

パッチ１２０は、いくつかの例では、主部材１１０の全長２１２に沿って延びていてもよい。より大きなパッチは、主部材１１０の変形をより良好に制御することを可能にする。

このことは、パッチ１２０が主部材１１０の高さ２１３に実質的に平行な方向にカバーする延長にも適用される。いくつかの例では、例えば図１Ａ及び１Ｂに示すように、第１の側壁パッチ部分１２２は、第１の側壁１１２の高さ２１３の少なくとも２５％、任意に少なくとも５０％、任意に少なくとも７５％、第１の側壁１１２上に延在し、第２の側壁パッチ部分１２３は、第２の側壁１１３の高さ２１３の少なくとも２５％、任意に少なくとも５０％、任意に少なくとも７５％、第２の側壁１１３上に延在する。

この例における底部パッチ部分１２１は、幅１７１及び長さ１８１を有する。この例の第１の側壁パッチ部分１２２は、高さ１３３及び長さ１４３を有する。そして、この例における第２の側壁パッチ部分１２３は、高さ１５３と長さ１６３とを有する。底部パッチ部分の幅１７１は、主部材の長さ２１２または長手方向に対して実質的に垂直な方向で測定することができる。側壁パッチ部分１２２、１２３の高さ１３３、１５３は、主部材１１０の長さ２１２に実質的に垂直な方向に測定され得る。底部パッチ部分１２１及び側壁パッチ部分１２２、１２３の長さは、主部材１１０の長さ２１２に実質的に平行な方向に測定されてもよい。

側壁パッチ部分１２２、１２３の高さ１３３、１５３は、側壁パッチ部分の長さ１４３、１６３に沿って変化してもよく、したがって、主部材１１０の長さ２１２に沿って変化してもよい。図２Ａ及び図２Ｂは、変化する高さ１３３を有する側壁パッチ部分を有する主部材１１０の側面図を概略的に示す。

いくつかの例では、側壁パッチ部分１２２、１２３の高さ１３３、１５３は、圧縮衝撃１９０を受けるように構成された構造片の側部から離れるときに増加することがあり得る。構造部材または主部材のそのような長手方向端部１９０は、本明細書では「前端部」と呼ばれることがある。パッチ１２０も同様に、長手方向の「前端部」と反対側の「後端部」とを有することがあり、パッチの前端部は、パッチ１２０の反対側の後端部よりも構造部材１００または主部材１１０の衝撃を受ける側の端部に近い。

図２Ａ及び図２Ｂでは、圧縮衝撃は右側の主部材１１０で受けることができる。例えば、フロントレールの場合、図の右側はフロントレールの前側となる。リアレールの場合、図の右側がリアレールの後側となる。

したがって、主部材１１０の変形は、他の領域ではなく、衝撃が発生した場所の近くで開始することができる。衝撃（衝突）の場合、パッチ前端とパッチ後端との間に複数の折り目が形成されることがある。少なくとも側壁パッチ部分１２２、１２３の高さがパッチ１２０の後端に向かって増加するにつれて、折り目の座屈抵抗がパッチ前端からパッチ後端に向かって増加する可能性がある。すなわち、圧縮荷重を受けた構造部材の急激な形状変化に対する抵抗が、パッチ後端に向かって増加する可能性がある。図２Ａにおいて、側壁パッチ部分の高さ１３３は、パッチの長さに沿って直線的に増加する。図２Ｂでは、側壁パッチ部分の高さ１３３は非線形に増加する。

側壁パッチ部分の一方または両方の高さを変化させることにより、主部材１１０の変形、特に変形が始まる位置の制御を容易にすることができる。側壁パッチ部分の高さを画定する外方エッジ１７０に続く湾曲は、圧縮荷重下で主部材１１０及び構造部材１００が変形する力を調整することを可能にする。曲率はまた、主部材１１０の長さに沿って吸収されるエネルギーの量を調整することを可能にとなする。

図２Ｃは、構造部材１００の透視図である。この例では、構造部材は車両のフロントレールである。主部材１１０の内側には、主部材１１０の全長２１２に沿って延びるパッチ１２０が設けられている。

この例では、図２Ａ及び図２Ｂと同様に、側壁パッチ部分の高さは、前端１９０よりも後に圧縮荷重を受けると予想される主部材１１０の端部１９５に向かって高くなっている。このような端部１９５を、本明細書では「後端部」と呼ぶことがある。図２Ｃにおいて、前端１９０から出発して、側壁パッチ部分の高さは直線的に増加し、その後一定に保たれ、その後直線的に増加し続ける。主部材の後端１９５で、側壁パッチ部分の高さは最大となる。

図２Ｃの場合も、座屈抵抗は、衝突荷重が予想される端部から反対側の端部に向かって増加する。このように、連続する折り目は、一般に座屈に対する抵抗が増加する。

図２Ｄは、図２Ｃの主部材１００とパッチ１２０の３つの断面を模式的に示している。前端１９０に近い断面である第１の断面は、パッチの底部が必ずしも主部材１１０の底部全体を覆う必要がないことを示している。すなわち、断面において、パッチの底部は、主部材の幅２１１全体に沿って１７１延びる必要はないかもしれない。

特に、底部１７１の幅は前端１９０に向かって先細りになっていてもよい。これにより、構造部材が前端１９０またはそれに近い位置で変形し始めることを確実にすることができる。

断面２は、主部材の全幅２１１がパッチの底部分によって覆われており、また両側壁パッチ部分の高さ１３３、１５３がリード端部１９５に向かって増加していることを示している。両側壁パッチ部分の高さは、断面３においてさらに増加している。

いくつかの例では、パッチ１２０は、図３Ａに示すように、リブ１４０がパッチ１２０に形成されるように、第１の側壁パッチ部分１２２及び／又は第２の側壁パッチ部分１２３にカットアウト１３５を有していてもよい。これらの例では、パッチ１２０は、第１の側壁パッチ部分１２２及び第２の側壁パッチ部分１２３の少なくとも一方にわたって延びる１以上のリブ１４０を含んでよい。図３Ａの特定の例では、第１の側壁パッチ部分１２１及び第２の側壁パッチ部分１２２の両方がリブ１４０を含む。

リブ１４０の数、形状、大きさ、パッチ１２０内の位置、及び主部材１１０上の延びを含む特徴は、圧縮荷重を受けたときの構造部材１００の挙動を調整するように調整することができる。リブは、構造部材１００に、より硬く、より剛性の高い領域を形成する。したがって、構造部材１００が圧縮荷重を受けると、リブ１４０の間で折れ曲がって折り目ができることがある。このようにして、衝突時における主部材１１０及び構造部材１００の挙動をより良好に制御することができる。同様に、運動学的挙動、例えば構造部材１００が変形する速度も調整することができる。

スポット溶接部１３０は、図１Ｂのリブ１４０と同様の機能を有する可能性があることに留意されたい。スポット溶接部１３０は、取り付け手段としての役割を果たすだけでなく、圧縮荷重下で構造部材１００が曲がる可能性のある点を決定する役割を果たすこともある。

加えて、上記で説明したようにパッチ１２０に亀裂が入る可能性があるため、構造部材１００によるエネルギー吸収が増大する可能性がある。これは、リブ１４０のあるパッチ１２０の例にも、リブ１４０のないパッチ１２０の例にも当てはまる。

従って、本明細書で説明するような１以上の構造部材１００を含む車両における乗客の安全性も高められる可能性がある。

パッチ１２０のリブ１４０は、主部材１１０に溶接することができる。いくつかの例では、１以上のリブ１４０は、遠隔レーザ溶接によって主部材１２０に接合されてもよい。図３Ａでは、リブ１４０’がリブ１４０’の縁に沿って連続的な遠隔レーザ溶接によって主部材１１０に取り付けられている。図３Ａでは３つの溶接部１４５が見られるが、他の例ではより多い又は少ない溶接部１４５を使用してもよい。例えば、リブ１４０を主部材１１０に取り付けるために、単一の連続溶接１４５を行うことができる。

スポット溶接１３０の代わりに連続溶接１４５によってリブ１４０を取り付けると、取り付けの強度が増す可能性がある。連続レーザ溶接は、パッチワークブランクをプレス・スタンプする前に加熱炉に入れて加熱する際に、パッチ１２０と主部材１１０を良好に接合しておくのにも役立つ。

底部パッチ部分１２１を主部材１１０に接合するために、スポット溶接または遠隔レーザ溶接のいずれかを使用することができる。図３Ａでは連続レーザ溶接１４５が見られるが、スポット溶接も使用できる。同様に、図１Ｂの例では、スポット溶接に加えて、またはスポット溶接の代わりに、連続レーザ溶接が取り付け手段として使用されるかもしれない。

リブ１４０は、いくつかの方法で配置することができ、異なる特徴を有することができる。いくつかの可能性が図３Ｂ～３Ｅに描かれている。これらの図は、例えば、主部材ブランクとパッチブランクからなるパッチワークブランクがまだプレス硬化または冷間成形されていないような、展開された構造部材１００を概略的に示している。

図３Ｂの構造部材１００は、図３Ａの構造部材に対応し得るが、パッチ壁面１面当たり６本の代わりに４本のリブ１４０を有する。

いくつかの例では、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃ、図３Ｅに示されるように、第１の側壁パッチ部分１２２は、１以上のリブ１４０から構成されてもよく、第２の側壁パッチ部分１２３は、１以上のリブ１４０から構成されてもよく、第１の側壁パッチ部分１２２の１以上のリブ１４０は、第２の側壁パッチ部分１２３の１以上のリブ１４０に面していてもよい。

図３Ｃ及び図３Ｅに見られるように、リブ１４１が底パッチ部分１２１から突出してもよく、リブ１４２が側壁パッチ部分１２２、１２３から突出してもよく、リブ１４３が底パッチ部分１２１及び側壁パッチ部分１２２、１２３の両方から突出してもよい。また、リブ１４４は、図３Ｂのように全体的に、または図３Ｅのように部分的に、側壁部１２２、１２３と底部１２１のパッチ部分を分離するパッチ接合部１２５から突出してもよい。

したがって、１以上のリブが側壁パッチ部分１２２、１２３上に延び、さらに底部パッチ部分１２１上に延びることがあり、例えば図３Ｃのリブ１４１、図３Ｅのリブ１４３、１４４’を参照されたい。

幾つかの例では、第１の側壁パッチ部分１２２及び第２の側壁パッチ部分１２３に同じ数のリブ１４０があってもよく、第１の側壁パッチ部分１２２のリブ１４０の各々は、例えば図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃのように、第２の側壁パッチ部分１２３の対応する反対側のリブ１４０に対向してもよい。

いくつかの他の例では、図３Ｄのように、第１の側壁パッチ部分１２２は１以上のリブ１４０から構成されてもよく、第２の側壁パッチ部分１２３は１以上のリブ１４０から構成されてもよく、第１の側壁パッチ部分１２２の１以上のリブ１４０は、主部材１１０の長手方向２１２’に沿って、第２の側壁パッチ部分１２３の１以上の対応する反対側のリブ１４０からオフセット１５０されてもよい。

図３Ａ及び３Ｂ～３Ｅのリブ１４０は、実質的に矩形の形状を有することができるが、他の形状も可能である。リブ縁は直線状である必要はなく、リブ幅１５５もこれらの図に描かれているようにリブの高さ１５７に沿って一定である必要はない。リブ１４０、例えばリブ１４３、１４４’のいずれかが、異なる点で突出し始める縁部を有する場合、リブの高さ１５７は、図３Ｅを参照して、最も長いリブ縁部に関する長手方向の距離と考えることができる。

いくつかの例では、例えば図３Ｄのように、第１の側壁パッチ部分１２２及び第２の側壁パッチ部分１２３には同じ数のリブ１４０があり、第１の側壁パッチ部分１２２のリブ１４０は全て、第１の側壁パッチ部分１２２又は第２の側壁パッチ部分１２３のリブ１４０が他方の側壁パッチ部分１２３、１２２のリブ１４０の間及び／又は周囲の空間１３５’に面するように、主部材１１０の長手方向２１２’に沿って第２の側壁パッチ部分１２３の対応する反対側のリブ１４０からオフセット１５０されている。

いくつかの例では、例えば図３Ａのように、少なくとも１つのリブ１４０の高さ１５７は、対応するリブ１４０の幅１５５よりも大きくてもよく、リブ１４０の高さ１５７は、主部材１１０の横方向２１１’に沿って測定され、リブ１４０の幅１５５は、主部材１１０の長手方向２１２’に沿って測定される。主部材１１０上、特に側壁パッチ部分１２２、１２３上のパッチ１２０の延長に関して上記で説明したように、これは構造部材１１０の変形制御を増加させ得る。

図４Ａ及び図４Ｂは、主部材１１０にパッチ１２０が取り付けられた主部材１１０の側面図を概略的に表している。これらの図において、リブ１４０を分離する凹部１３５は、丸みを帯びた形状又は半楕円形状を有する。凹部１３５は、高さ２５７及び幅２５５を有することができる。高さ２５７は、主部材１１０の長さ２１２に実質的に垂直な方向で測定され得る。幅２５５は、切り込み１３５の高さ２５７に沿って変化してもよい。

いくつかの例では、側壁パッチ部分の凹部１３５の高さ２５７は、衝撃を受けるように構成された構造部材１００の側面から長手方向に減少することができる。図４Ｂはそのような例を示す。この図において、衝撃が右から左へ受ける場合、衝撃を受ける可能性のある場所に最も近い凹部と重なる主部材１１０の部分が、最初に曲がり、第１の折り目を形成する可能性がある。次に、構造部材は、次に高い凹部があるところで曲がり、第２の折り目を形成することができる。このように、変形は複数の折り目を含み、コンチェルティーナやアコーディオンのようであってもよい。褶曲は、パッチ前端からパッチ後端に向かって、その方向で凹部の深さが減少するため、一般に座屈抵抗が増加する可能性がある。

図４Ａでは、構造部材は凹部１３５が位置するところで曲がる可能性がある。変形中の運動学的挙動及びエネルギー吸収が制御され得る。

本発明の別の態様では、本開示全体を通して説明したような、圧縮を支持するように少なくとも部分的に構成された構造部材１００を製造するための方法３００が提供される。方法３００の異なるステップまたは段階の順序は、限定的に解釈されるべきではない。

本方法は、ブロック３１０において、主部材ブランクを提供することを備える。

本方法は、ブロック３２０において、パッチブランクを提供することをさらに含む。

主部材ブランク及びパッチブランクは、同じサイズ及び形状を有してもよいし、異なるサイズ及び形状を有してもよい。

例えば、いくつかの例では、主部材ブランクとパッチブランクは共に長方形であってもよく、パッチブランクは、作られた主部材ブランクの長さに実質的に等しく、主部材ブランクの幅よりも短い長さと幅を有してもよい。これらのブランクを取り付けて、例えば炉で加熱してプレス硬化させることにより成形すると、図１Ｂのような構造部材を得ることができる。

他のいくつかの例では、パッチブランクは１以上のリブ１４０を有していてもよい。これらの例では、パッチブランクを提供することは、１以上のリブ１４０を形成するためにいくつかの切り抜き１３５を行うことを含むことができる。圧縮下の構造部材１００の変形は、リブ１４０の使用により良好に調整され得る。

リブ１４０のサイズ、形状及び数は、圧縮荷重を受けたときの構造部材１００の所望の挙動に従って選択することができる。主部材ブランクに対するパッチブランクの位置も適宜選択することができる。

いくつかの例では、パッチブランクは焼入れ可能な鋼、例えばＵｓｉｂｏｒ（登録商標）２０００で作られ、主部材ブランクは焼入れ可能な鋼よりも延性のある鋼、例えばＤｕｃｔｉｂｏｒ（登録商標）１０００で作られる。

一般に、主ブランク及び少なくとも第１のパッチブランクは、互いに接合されるとき、実質的に平面であってもよい。

本方法はさらに、ブロック３３０において、パッチブランクを主部材ブランクに取り付けてパッチワークブランクを形成することを含む。取り付けには溶接を使用してもよい。いくつかの例では、スポット溶接及び／またはリモートレーザ溶接が、底部パッチ部分１２１、第１側壁パッチ部分１２２及び第２側壁パッチ部分１２３の後に、ブランク領域のいずれかを主部材ブランクに取り付けるために使用されてもよい。

いくつかの例では、スポット溶接１３０が、例えば図１Ｂの例のように、ブランクを取り付けるための唯一の溶接プロセスとして使用されてもよい。他の例では、連続レーザ溶接１４５をスポット溶接の代替または追加として使用してもよい。例えば、図３Ａの例のように、１以上のリブ１４０、任意で全てのリブ１４０を主ブランク部材に取り付けるために、遠隔レーザ溶接を使用してもよい。

スポット溶接及び／又は連続レーザ溶接は、衝突時の主部材１１０及び構造部材１００の変形を調整するのに役立つ場合がある。連続レーザ溶接は、パッチワークを２つの別個の片としてではなく、単一の実体として機能させることができる。圧縮を受けたときの構造部材１００の取り付け強度及びその後の挙動は、このようにして改善され得る。

本方法は、ブロック３４０において、パッチワークブランクを形成して、本明細書に記載の構造部材を得ることをさらに含む。

成形は、パッチワークに所望の形状を付与する。成形により、得られた構造部材１００は、実質的にＵ字形の断面を有する主部材１１０を含む。

成形は、熱間成形、例えば直接または間接的な熱間スタンピング、または冷間成形などの任意の種類の成形を含むことができる。成形は、パッチワークの形状を整えるだけでなく、例えば鋼の微細構造の変化による熱間成形のようなパッチワークの強度の増加のような付加的な特性を提供することもできる。

熱間成形、例えば直接ホットスタンピングは、パッチワークブランクをオーステナイト化温度以上、具体的にはＡｃ３温度以上、最小時間、例えば数分間加熱することを含むことができる。加熱は炉内で行ってもよい。その後、パッチワークブランクをプレス機に移し、ブランクの形状を変えて部品を形成すると同時に、４００℃以下、具体的には３００℃以下に急冷（「急冷」）する。

パッチに焼入れ可能な鋼を使用し、主部材に軟らかい鋼を使用した場合、パッチは高い最大引張強度を持つが、それ自体は比較的脆く、破断までの伸びはほとんどない。一方、主部材はより延性に富み、破断までの伸びが大きくなる。

冷間成形には、パッチワークをプレス機で成形することも含まれる。冷間成形プロセスでは、例えばＭＳ１２００のようなマルテンサイト鋼を、オーステナイト化温度まで加熱しなくてもマルテンサイト組織を保持するパッチに使用することができる。

あるいは、２２ＭｎＢ５のようなマンガンプレス硬化性ボロン鋼を冷間成形工程で使用することもできる。成形後、得られた部材を加熱し、十分に急冷して所望の組織を得ることができる。

本明細書では多数の例のみを開示したが、他の代替、修正、使用及び／または同等物が可能である。さらに、記載した例のすべ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. 圧縮荷重を支持するように少なくとも部分的に構成され、衝撃を受ける端部と反対側の端部との間の長さを有する、車両の骨組みのための構造部材であって、
   底部、第１の側壁及び第２の側壁を含む実質的にＵ字形の断面を有する主部材と、
   主部材に取り付けられたパッチであって、該パッチはパッチ前端からパッチ後端まで延びており、パッチ前端はパッチ後端よりも構造部材の衝撃を受ける端部寄りに配置されている、パッチと、
   を備え、
   パッチは、主部材の底部上に延びる底部パッチ部分と、主部材の第１の側壁上に延びる第１の側壁パッチ部分と、主部材の第２の側壁上に延びる第２の側壁パッチ部分とを含み、
   主部材が、前記パッチよりも延性のある材料で作られており、
   構造部材が、パッチ前端とパッチ後端との間に複数の折り目が生じるように衝突時に変形するように構成されており、
   折り目により、前記パッチ前端から前記パッチ後端に向かって全体的に増加する座屈抵抗が生じる、構造部材。
2. パッチが主部材の内部に配置されている、請求項１に記載の構造部材。
3. 第１及び第２の側壁パッチ部分の少なくとも一方の高さが、構造部材の衝撃を受ける端部から反対側の端部に向かって増加する、請求項１または２に記載の構造部材。
4. 前記第１の側壁パッチ部分及び／又は前記第２の側壁パッチ部分の少なくとも一方が、主部材の長さに沿って配置され凹部によって分離された１以上のリブ、特に実質的に平行なリブを含む、請求項１から３のいずれかに記載の構造部材。
5. 第１及び／又は第２の側壁パッチ部分の凹部の高さが、構造部材の衝撃を受ける端部から長手方向に沿って減少している、請求項４に記載の構造部材。
6. 第１の側壁パッチ部分が１以上のリブを含み、第２の側壁パッチ部分が１以上のリブを含み、第１の側壁パッチ部分の１以上のリブが第２の側壁パッチ部分の１以上のリブに面している、請求項４または５に記載の構造部材。
7. 第１の側壁パッチ部分が１以上のリブを含み、第２の側壁パッチ部分が１以上のリブを蕗見、第１の側壁パッチ部分の１以上のリブが、第２の側壁パッチ部分の対応する反対側のリブに対して、主部材の長手方向に沿ってオフセットしている、請求項４または５に記載の構造部材。
8. 主部材の側壁の高さに沿って測定される少なくとも１つのリブの高さが、主部材の長手方向に沿って測定されたリブの幅よりも大きい、請求項４から７のいずれかに記載の構造部材。
9. パッチがマルテンサイト系材料、特にプレス硬化超高強度鋼で作られている、請求項１から８のいずれかに記載の構造部材。
10. 構造部材が、フロントレール、クラッシュボックス、及びインナーロッカー補強材のいずれかであるか、またはこれらの一部を形成している、請求項１から９のいずれかに記載の構造部材。
11. 圧縮荷重を支持するように少なくとも部分的に構成された構造部材の製造方法であって、
    パッチブランクを提供する工程と、
    主部材ブランクを提供する工程と、
    パッチワークブランクを形成するため、パッチブランクを主部材ブランクに取り付け、パッチワークブランクを形成することにより、請求項１から１０のいずれかに記載の構造部材を得る工程と、
    を含む製造方法。
12. パッチブランクが焼入れ可能な鋼で作られ、主部材ブランクが焼入れ可能な鋼よりも延性の高い材料鋼で作られ、形成が、パッチワークブランクを、特にオーステナイト化温度以上に加熱すること、及びパッチワークブランクを成形することを含む、請求項１１に記載の方法。
13. 形成が冷間成形を含む、請求項１１に記載の方法。
14. パッチが、スポット溶接によって主部材に取り付けられる、請求項１１から１３のいずれかに記載の方法。
15. 少なくともリブが、連続レーザ溶接によって主部材に取り付けられる、請求項１１から１４のいずれかに記載の方法。

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