JP7705384B2

JP7705384B2 - 車両フロアおよび対応する製造方法

Info

Publication number: JP7705384B2
Application number: JP2022523429A
Authority: JP
Inventors: デュランセルヒマルケス; トーマスホルディエランツ; カジェロギレルモリナレス
Original assignee: オートテックエンジニアリングソシエダーリミターダ
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2020-11-11
Publication date: 2025-07-09
Anticipated expiration: 2040-11-11
Also published as: MX2022005674A; CA3153053A1; US20230027898A1; US20260054779A1; WO2021094405A1; EP4058221A1; JP2023500810A; KR20220093121A; CN114502453A

Description

発明の分野
本発明は、板金から打ち抜かれた主フロアパネルを含む、車両フレームのためのホットスタンピング車両フロアに関する。

本発明はさらに、主フロアパネルを打ち抜くために少なくとも1つの板金ブランクをホットスタンピングする工程を含む、車両フレームのためのホットスタンピング車両フロアを製造するための方法に関する。

現状技術
車両フレームのための車両フロアは、最終的な車両フロアを得るために一緒に接合される必要がある複数の異なるスタンピング板金コンポーネントおよび補強材を含む。これは、非常に集中的な溶接アセンブリ作業を暗示する。溶接は、局所加熱による寸法歪みの危険を吸収するために、困難な製造プロセスであることが知られている。加えて、部品どうしを一緒に接合するために特殊な支援工具が求められる。

さらには、フロアは、完全に組み立てられたのち、車両フレームに組み付けられるために、フレーム取り付けラインに供給されなければならない。既製的に組み立てられたフロアは、物流の観点から取り扱いし難い、重くて大きなコンポーネントである。

他方、様々なフロアコンポーネントは、様々な熱間または冷間成形法、例えばコールドスタンピング、ホットスタンピング（プレス硬化としても知られる）、ロール成形または間接的ホットスタンピング（間接的プレス硬化としても知られる）によって製造することができる。

様々な技術の中でも、ホットスタンピングが特に望ましい方法である。理由は、1,200MPa～2,000MPaの非常に高い降伏強さを有する部品を得ることを可能にするからである。しかし、これらの部品は、衝突時の圧縮衝突力に耐えると想定される車両フロアの区域で使用することはできない。これらの部品は非常に硬質であるが、同時に脆性でもある。したがって、衝突時、この剛性が、部品に望まれない機械的亀裂をこうむらせて、部品がその安全機能を果たすことを妨げることがある。このせいで、フロアは、異なる機械的特性を有する複数の個別部品から、その各区域に特異的な変形の必要性に合わせて特注されなければならない。その結果、一個一個の部品ごとに専用の工具および金型が求められる。また、非常に相応な溶接コストが求められる。

加えて、ハイブリッド車および電気自動車の普及とともに、車両フレーム、例えば自動車フレームは、車両のバッテリーを収容するために、できるだけ大きなスペースをフロア区域中に提供することがますます頻繁に求められている。

バッテリーは非常に重く大きなコンポーネントであり、その重さのせいで、車両の動態をできるだけ妨げないよう、車両フレーム中、できるだけ低い位置に収容されなければならない。通常、バッテリーは、非常に長く幅広い底辺を有する平行六面体の箱の形状にある。バッテリーはまた、車両の内部コンポーネントのためのスペースを空けておくために、主に車両の縦方向に延び、高さを抑えられている。バッテリーの配置は、セキュリティセルの機能とバッテリー収容機能の両方を果たすために、従来の車両フロア寸法形状を完全に再設計することを強いる。

DE202010017552U1（特許文献１）は、衝突時のための荷重経路を画定する構造コンポーネントを有する、自走車のためのボディ構造、特にフロア構造を開示している。少なくとも1つの画定された荷重経路、特に正面衝突時荷重経路および／または側面衝突時荷重経路および／または追突時荷重経路に配置される構造コンポーネントの区域において、コンポーネントは、少なくとも部分的に、高強度構造コンポーネントにより、好ましくは完全に硬化または少なくとも部分的に硬化された高強度構造コンポーネントにより、ホットスタンピングまたはコールドスタンピング鋼板から形成され、それらのコンポーネントが、直接的または間接的に、好ましくは直接的に互いに接続され、特に力および／または形状および／または材料接続を介して互いに固く接続される。

US2014147693A1（特許文献２）は、低コストで製造することができ、優れた寸法精度を有し、優れた軸方向圧潰性および3点曲げ性を有し、優れた曲げ剛性およびねじり剛性を有し、自走車のコンポーネントにおける使用に適する成形部材を開示している。成形部材は、溶接によってリッジ部分に接合された補強部材を有する。この成形部材は、平坦な板金ブランクと平坦な板金補強部材とを溶接によって接合し、溶接部がリッジ部分になるように曲げ加工を実行することによって製造される。

DE202010017552U1 US2014147693A1

本発明の目的は、従来技術の車両フロアよりも製造しやすく、従来技術の車両フロアよりも軽量である、車両フレームのためのホットスタンピング車両フロアを提案することである。この目的は、冒頭で示したタイプのホットスタンピング車両フロアによって達成され、これは以下を特徴とする：前記主フロアパネル上に配設されて該主フロアパネルに重なる、少なくとも1つの板金補強パッチをさらに含み、該少なくとも1つの補強パッチは、該主フロアパネルよりも延性であり、該少なくとも1つの補強パッチは、該主フロアパネルの少なくとも1つの区域に接合され、該少なくとも1つの区域は、該車両の衝突時に圧縮衝突力に耐えると想定され、該車両フロアが打ち抜かれる前に該主フロアパネルと該少なくとも1つの補強パッチとは互いに接合されている。

プレス硬化プロセスに使用するための鋼は、22MnB5と呼ばれるボロン鋼である。この種の鋼は通常、その耐腐食性を改善するために、AlSi層でコートされる。この種の鋼は、はじめに、オーステナイト微細構造形成を提供する約900℃の温度まで加熱され、次いで急冷され（焼入れ工程として知られる）、それによってマルテンサイト構造を得る場合に、硬化させることもできる。

第二のタイプのプレス硬化鋼は、多段プレス硬化鋼である。このタイプの鋼もまた、ボロン鋼であるが、前記従来のボロン鋼とはわずかに異なる組成を有する。このタイプのボロン鋼は22MnB8と呼ばれる。この種の鋼は通常、腐食に対してAlSiよりも良好な挙動を有する亜鉛の層でコートされる。硬い微細構造を得るために、鋼は、オーステナイト化の温度（約900℃）まで加熱され、非常に低い冷却速度（室温空冷速度）で冷まされ得、それによってマルテンサイト微細構造を得る。

非硬化性鋼をプレス硬化プロセスに付すこともできるが、プレス硬化工程の結果としてその硬さが増大することはない。

当業者には周知であるように、「延性」という語は、破断を起こす前に塑性変形を受ける材料の能力の尺度を指す。延性は、より一般的には、以下のISO標準「ISO 6892-1:2016 金属材料－引張り試験室温試験法」に準ずる標準引張り試験からの伸び率または面積減少率として表される。

延性を計算するための好ましい方法は、以下のように、引張り試験中の金属プローブの伸び率に基づく。
伸び率＝（L_f－L₀）／L₀
L₀は初期プローブ長であり、L_fは破断前のプローブ長である。

あるいはまた、面積減少にしたがって測定することもできる。
面積減量率＝（A₀－A_f）／A₀
A₀は初期プローブ断面積であり、A_fは破断前のプローブ断面積である。

加えて、本発明中、「車両の衝突時に圧縮衝突力に耐えると想定される」という表現は、車両フレームが、当業者の設計経験またはノウハウに基づき、衝突時の圧縮力に耐えるように設計されている車両区域を指す。しかし、最終的には、衝突の方向に依存して、これらの区域は他のタイプの作用力にも耐えなければならないことが起こり得る。

最後に、板金補強パッチが主フロアパネル上に配設されて主フロアパネルに重なると、この区域において、アセンブリの厚さは、主フロアパネルの厚さと補強パッチの厚さとの和になる。

本発明によって提案される解決手段に戻ると、部品が容易にホットスタンピングされるならば、補強パッチは、主フロアパネルとの重なり区域を完全に覆って、車両フロア厚さをパッチ厚さの分だけ増加させる。

衝突時に圧縮衝突力に耐えると想定される区域で重なる軟質材料と硬質材料との組み合わせ、ホットスタンピングによって得られる完全硬化材料は、曲げ角を増すことができる。今や、これらの区域は、破裂の危険なしでより大きな変形に耐え、ホットスタンピング材料によって得られた車両を安全用途に適したものにする。

加えて、本発明の車両フロアは、最終的な車両フロアを得るために必要な部品の点数を劇的に減らす。これは、別々に成形されたのち溶接によって一緒に接合されなければならない部品が減るため、製造の簡素化およびコスト削減を招く。さらには、より多くのホットスタンピング板金ブランクを使用する可能性、部品の厚さをも減らすことができ、個別部品削減の量と合わさって、関連する重量削減を達成することができる。

本発明のホットスタンピングプロセスは、任意のホットスタンピングプロセス、例えば、プレス硬化または間接的プレス硬化としても知られる、直接的または間接的ホットスタンピング、および多段ホットスタンピングまたはプレス硬化プロセスを含む。

従来のプレス硬化プロセスは以下のとおりである。
（a）板金ブランクが室温でプロセスを開始し、
（b）次いで、ブランクを炉中で約900℃まで加熱してオーステナイト微細構造を得、
（c）次いで、ブランクをプレス金型に入れ、所望の部品形状へと成形し、金型を閉じた位置で数秒間保持し、それにより、ブランクを急冷させ、
（d）この冷却がオーステナイトをマルテンサイトへと変態させ、それにより、より硬い部品を得る。

最終的には、冷却後、いくつかの追加的作業が求められることもある。

間接的プレス硬化プロセスは以下のとおりである。
（a）板金ブランクが室温でプロセスを開始し、
（b）ブランクを、コールドスタンピング金型中で予備成形し、所望の予備成形部品へと成形し、
（c）次いで、予備成形部品を炉中で約900℃まで加熱してオーステナイト微細構造を得、
（d）次いで、部品をプレス金型に入れ、成形し、金型を閉じた位置で数秒間保持し、それにより、ブランクを急冷させ、
（e）この冷却がオーステナイトをマルテンサイトへと変態させて、最終的な硬さを部品に提供する。

最後に、多段プレス硬化は、特殊なプレス硬化鋼の使用を必要とする。一部の鉄鋼メーカーが、急冷することなく硬化させることができる鋼を開発している。このタイプの鋼は空気焼入れ鋼と呼ばれることもある。それらの微細構造は、急冷プロセスなしでオーステナイトからマルテンサイトへと変態することができる。

多段プレス硬化プロセスの場合、プロセスは以下のように起こる。
（a）板金ブランクが室温でプロセスを開始し、
（b）次いで、ブランクを炉中で約900℃まで加熱してオーステナイト微細構造を得、
（c）次いで、ブランクを多段プレス金型に入れ、所望の部品形状へと成形する。そのとき、部品が金型内で前進するにつれ、異なる成形工程が起こる。ブランクをまず約500℃に冷まし、次いで成形し、その後、必要に応じて後処理する。
（d）この場合、急冷の必要はない。完成した部品を室温で冷ます。

本発明はさらに、従属項の対象であるいくつかの好ましい特徴を含み、その効用は、以下、本発明の態様の詳細な説明において強調される。

好ましくは、前記主フロアパネルは、熱間成形鋼としても知られるプレス硬化鋼から作製され、補強パッチは非硬化性鋼から作製される。

車両フロアを補剛しようとする好ましい態様において、前記主フロアパネルは、前記板金ブランクから直接打ち抜かれた少なくとも1つの補強ビームを含み、前記少なくとも1つの補強パッチは、該車両フロアの該少なくとも1つの補強ビームに配設され、接合されている。

衝突時に圧縮衝突力に耐えると想定される区域の曲げ角の増大を求める、別の好ましい態様において、前記少なくとも1つの補強パッチは、前記主フロアパネルよりも10％～80％、好ましくは25％～70％延性である。

車両フロア製造およびその順応性を簡単化するために、前記主フロアパネルおよび前記補強パッチは、0.5～8mm、好ましくは0.5～6mm、より好ましくは0.5～3mm、特に好ましくは0.8～1.5mmの厚さを有する。

また、好ましい態様において、物流コストを減らすために、前記主フロアパネルおよび前記補強パッチは同じ厚さを有する。これは、多くの異なるブランク厚さを取り扱う必要を回避させる。

好ましくは、車両フレームの早期腐食を避けるために、前記主フロアパネルおよび前記補強パッチは亜鉛コートされている。

改善された側面衝突挙動を提供するために、好ましい態様において、前記車両フロアは、駆動方向に相当する縦方向と、垂直方向とを画定し、前記少なくとも1つの補強パッチは該垂直方向に延びる。

自動車フレームの特定の場合において、フレームは通常、A、BおよびCとして知られる3本のピラーを有する。5ドア車においては、Bピラーが、第二座席列へのアクセスを与えるドアをヒンジ留めすると想定される。正確には、自動車のこの中央区域は、自動車フレームのうち比較的剛性が低い。車両フレーム、より具体的には車両フロアはまた、座席クロスメンバーを含み、この座席クロスメンバーは、座席構造への固着点を提供する機能は別として、車両フレームおよびそのセーフティセルの補剛において協働する。したがって、車両フレームのセーフティセル機能を改善するために、車両フロアの少なくとも1つの補強パッチは、主フロアパネルの座席クロスメンバーの位置に重なる。

製造の複雑さを軽減するために、前記主フロアパネルは1つの単一の板金ブランクから作製される。このようにして、1つの単一のホットスタンピング工程で完全なフロアを製造して、溶接後工程の必要性を著しく減らす、または最小限にすることができる。

別の態様において、前記主フロアパネルおよび前記少なくとも1つの補強パッチは、抵抗スポット溶接、標準的なレーザー溶接、リモートレーザー溶接、抵抗シーム溶接（RSEW）、ガスメタルアーク溶接およびレーザー・アークハイブリッド溶接からなる群の1つまたは複数の方法によって一緒に接合される。

また、衝突時に圧縮力に耐えると想定される区域の最適な程度の延性を得るために、前記主フロアパネルは1,400MPa～2,000MPaの引張り強さを有し、前記少なくとも1つの板金補強パッチは500～1,000MPaの引張り強さを有する。

本発明はさらに、車両フレームのためのホットスタンピング車両フロアを製造するための方法であって、フロアが、従来技術の車両フロアよりも製造しやすく、従来技術の車両フロアよりも軽量である、方法に関する。

本発明は、前記ホットスタンピング工程の前に、少なくとも1つの補強パッチを前記板金ブランク上に配設して、衝突時に圧縮衝突力に耐えると想定される前記車両フロアの少なくとも1つの区域に該板金ブランクを重ねる工程と、該少なくとも1つの補強パッチと該板金ブランクとを接合する工程とをさらに含むことを特徴とする上記方法によって、この課題を解決する。

以下でさらに説明するように、本発明の方法は、はるかに簡単な車両フロアを、はるかに少ない部品および著しい重量削減とともに提供する。

好ましい態様において、前記接合する工程は、抵抗スポット溶接、標準的なレーザー溶接、リモートレーザー溶接、抵抗シーム溶接（RSEW）、ガスメタルアーク溶接およびレーザー・アークハイブリッド溶接からなる群の1つまたは複数の方法によって実施される。

また、本発明の方法において、主フロアパネルはプレス硬化鋼から作製され、前記補強パッチは非硬化性鋼から作製されることが好ましい。

[本発明1001]
車両フレーム（100）のためのホットスタンピング車両フロア（1）であって、
［a］少なくとも1つの板金ブランクから打ち抜かれた、主フロアパネル（2）
を含み；以下：
［b］該主フロアパネル（2）が1つの単一の板金ブランクから作製され、
該車両フロア（1）が、
［c］該主フロアパネル（2）上に配設されて該主フロアパネル（2）に重なる、少なくとも1つの板金補強パッチ（4）
をさらに含み、
［d］該少なくとも1つの補強パッチ（4）が、該主フロアパネル（2）よりも延性であり、
［e］該少なくとも1つの補強パッチ（4）が、該主フロアパネル（2）の少なくとも1つの区域（6）に接合され、該少なくとも1つの区域（6）が、該車両の衝突時に圧縮衝突力に耐えると想定されており、
［f］該車両フロア（1）が打ち抜かれる前に該主フロアパネル（2）と該少なくとも1つの補強パッチ（4）とが互いに接合されること
を特徴とする、ホットスタンピング車両フロア（1）。
[本発明1002]
主フロアパネル（2）がプレス硬化鋼から作製され、補強パッチ（4）が非硬化性鋼から作製されていることを特徴とする、本発明1001の車両フロア（1）。
[本発明1003]
主フロアパネル（2）が、板金ブランクから直接打ち抜かれた少なくとも1つの補強ビームを含むことを特徴とし、少なくとも1つの補強パッチ（4）が、車両フロア（1）の該少なくとも1つの補強ビームに配設され、接合されていることを特徴とする、本発明1001または1002の車両フロア（1）。
[本発明1004]
少なくとも1つの補強パッチ（4）が、主フロアパネル（2）よりも10％～80％、好ましくは25％～70％延性であることを特徴とする、本発明1001～1003のいずれかの車両フロア（1）。
[本発明1005]
主フロアパネル（2）および補強パッチ（4）が、0.5～8mm、好ましくは0.5～6mm、より好ましくは0.5～3mm、特に好ましくは0.8～1.5mmの厚さを有することを特徴とする、本発明1001～1004のいずれかの車両フロア（1）。
[本発明1006]
主フロアパネル（2）および補強パッチ（4）が同じ厚さを有することを特徴とする、本発明1005の車両フロア（1）。
[本発明1007]
主フロアパネル（2）および補強パッチ（4）が亜鉛コートされていることを特徴とする、本発明1001～1006のいずれかの車両フロア（1）。
[本発明1008]
車両フロア（1）が、駆動方向に相当する縦方向（L）と、垂直方向（P）とを画定することを特徴とし、少なくとも1つの補強パッチが該垂直方向（P）に延びることを特徴とする、本発明1001～1007のいずれかの車両フロア（1）。
[本発明1009]
主フロアパネル（2）および少なくとも1つの補強パッチ（4）が、抵抗スポット溶接、標準的なレーザー溶接、リモートレーザー溶接、抵抗シーム溶接（RSEW）、ガスメタルアーク溶接およびレーザー・アークハイブリッド溶接からなる群の1つまたは複数の方法によって一緒に接合されていることを特徴とする、本発明1001～1008のいずれかの車両フロア（1）。
[本発明1010]
主フロアパネル（2）を製造するための少なくとも1つの板金ブランクが1,400MPa～2,000MPaの引張り強さを有し、少なくとも1つの板金補強パッチ（4）が500～1,000MPaの引張り強さを有することを特徴とする、本発明1001～1009のいずれかの車両フロア（1）。
[本発明1011]
車両フレーム（100）のためのホットスタンピング車両フロア（1）を製造するための方法であって、
［a］主フロアパネル（2）を打ち抜くために少なくとも1つの板金ブランクをホットスタンピングする工程
を含み；以下：
［b］該主フロアパネル（2）が1つの単一の板金ブランクから作製されていること
を特徴とし、かつ、以下：
該ホットスタンピング工程の前に、
［c］少なくとも1つの補強パッチ（4）を該板金ブランク上に配設して、該板金ブランクの、衝突時に圧縮衝突力に耐えると想定される該車両フロア（1）の少なくとも1つの区域（6）に重ねる工程であって、該少なくとも1つの補強パッチ（4）が、該主フロアパネル（2）よりも延性である、工程と
［d］該少なくとも1つの補強パッチ（4）と該板金ブランクとを接合する工程と
をさらに含むこと
を特徴とする、方法。
[本発明1012]
前記接合する工程が、抵抗スポット溶接、標準的なレーザー溶接、リモートレーザー溶接、抵抗シーム溶接（RSEW）、ガスメタルアーク溶接およびレーザー・アークハイブリッド溶接からなる群の1つまたは複数の方法によって実施されることを特徴とする、本発明1011の方法。
[本発明1013]
主フロアパネル（2）がプレス硬化鋼から作製され、補強パッチ（4）が非硬化性鋼から作製されていることを特徴とする、本発明1011または1012の方法。
同様に、本発明はまた、本発明の態様の詳細な説明および添付図面に示される他の詳細の特徴を含む。

本発明のさらなる利点および特徴は、限定的な性質なしに添付図面を参照しながら本発明の好ましい態様が開示される以下の詳細な説明から明らかになる。

従来技術の車両フロアの斜視図である。本発明の車両フロアの斜視図である。図2の車両フロアの側面図である。補強ビーム上に配設された補強パッチを示す、図2の車両フロアの平面図である。本発明のフロアを含む車両フレームである。側面衝突時の図5の車両フレームの詳細図である。衝突時における、図2の車両フロアの、図6に示す区域の数値シミュレーションである。フロアパネルおよび補強パッチがスポット溶接されている、本発明の車両フロアの詳細図である。フロアパネルおよび補強パッチがレーザー溶接されている、本発明の車両フロアの詳細図である。本発明の方法の第一の態様の図式表現である。

発明の態様の詳細な説明
図1は、従来技術の車両フロア200を示す。この従来技術の車両フロアは、フロントパネル202、クロスビーム204、縦ビーム206、ビーム補強材208、リヤパネル210、ミドルパネル212などをはじめとする複数の板金部品を含む。この車両フロア200は、全部で16の個別のスタンピング板金部品で構成されている。これら16の部品は、個別に成形されたのち、任意の適当な溶接プロセス、例えばスポット溶接、レーザー溶接などによって相応に接合されなければならない。完成したならば、車両フロア30は、30kgを超える重量を有する。

従来技術の車両フロアよりも製造しやすく、従来技術の車両フロアよりも軽量である、車両フレームのためのホットスタンピング車両フロアを提案する課題を解決するために、本発明は、少なくとも1つの厚さ1mmの板金ブランクから打ち抜かれた主フロアパネル2を含む、車両フレーム100のための、ホットスタンピング車両フロア1、として予見するが、それが1つの単一の板金ブランクから作製されることが特に好ましい。好ましくは、該主フロアパネル2は熱間成形鋼から作製される。

図3および4から明らかであるように、車両フロア1は、駆動方向に相当する縦方向Lと、垂直方向Pとを画定し、前記少なくとも1つの補強パッチは該垂直方向Pに延びる。

図2～7のフロアにおいて、本発明の課題を解決するために、車両フロア2はさらに、主フロアパネル2上に配設されて主フロアパネル2に重なる2つの板金補強パッチ4を含む。好ましくは、補強パッチ4は、厚さ1mmの熱間成形鋼板から作製されている。

2つの補強パッチ4は、主フロアパネル2よりも延性である。特に、補強パッチ4は、主フロアパネル2よりも10％～80％、好ましくは25％～70％延性である。主フロアパネル2は1,400MPa～2,000MPaの引張り強さを有し、板金補強パッチ4は500～1,000MPaの引張り強さを有する。

そのような条件を満たす材料は、例えば熱間成形グレードである。フロアパネル2は、ホットスタンピング用の鋼、例えば、Arcelor Mittal社のUsibor（登録商標）2000または1500でできていてもよく、補強パッチ4は、ホットスタンピング用の鋼、例えば、前記と同じ会社のDuctibor（登録商標）450、500または1000でできていてもよい。

主フロアパネル2および補強パッチ4はいずれも、亜鉛コートされていることが特に好ましい。

補強パッチ4は、車両の衝突時に圧縮衝突力に耐えると想定される、主フロアパネル2の、2つの区域6に接合されている。この場合、関連する重なりの区域6は、座席が取り付けられるクロスメンバー12に相当する。図7から、この場合、構造的要件のせいで、主フロアパネル2のクロスメンバー全体が補強パッチ4で覆われることが明らかである。しかし、側面衝突が起こるとき、最高圧縮ピークの作用を受ける点は車両フロアの側縁12であり、この側縁が最大の変形を受ける。

主フロアパネル2および2つの補強パッチ4はいずれも、車両フロア1が打ち抜かれる前に、任意の適当な溶接技術、例えば、抵抗スポット溶接、標準的なレーザー溶接、リモートレーザー溶接、抵抗シーム溶接（RSEW）、ガスメタルアーク溶接およびレーザー・アークハイブリッド溶接からなる群の1つまたは複数の方法によって互いに接合される。

図8は、フロアパネル2および補強パッチ4が、打ち抜かれる前に、複数の溶接点8でスポット溶接される態様を示す。代わって、図9の態様において、フロアパネル2および補強パッチ4は、レーザー溶接によって得られるレーザーシーム10によって接合される。

また、すでに説明したように、主フロアパネル2は、車両座席を取り付けるためのクロスメンバーに相当する板金ブランクから直接打ち抜かれた、座席取り付けのための2つの補強ビームを含む。補強パッチ4は、車両フロア1の補強クロスビームに配設され、接合されている。

したがって、主フロアパネル2と補強パッチ4とが接合されたならば、車両フロア1を成形するためのホットスタンピング工程が実施される。換言するならば、1つの簡単なホットスタンピング行程で車両フロア1を製造することができる。

図1の車両フロアと比較して、図2～5に示す態様は、従来技術のフロアの個別に製造される16の部品と比べ、3つの部品および1つの単一の成形工具のみを含む。

例えば、先に記載したこの設計のおかげで、図1のフロアと比較して約20％の重量削減が得られる。しかし、フロア設計に依存して、さらに高い重量削減が達成可能である。加えて、部品削減にもかかわらず、車両フロアは、図6および7に示すものと同様に、衝突事象に十分に耐える。

最後に、図10は本発明の方法の態様を示す。

まず、図10の左から右に、主フロアパネル2を成形するためのホットスタンピング鋼の板金ブランクを提供する。非硬化性鋼の2つの補強パッチ4を板金ブランク上に配設して、板金ブランクの、衝突時に圧縮衝突力に耐えると想定される車両フロア1の区域6に重ねる。

次に、これら2つの補強パッチ4を一緒に溶接する。この態様において、溶接は、スポット溶接によって実施されるが、すでに説明したように、他の溶接法もまた可能である。

3つのブランクを一緒に接合して1つの単一の最終ブランク18を形成したならば、それを炉14に入れ、約900℃に加熱する。

最後に、加熱した最終ブランク18を、主フロアパネル2を打ち抜くために板金最終ブランク18をホットスタンピングするためのプレス硬化金型に入れる。図10の右側で、クロスビーム区域20中での2つの補強パッチ4と主フロアパネル2との重なりが明らかである。

1ピースフロアアセンブリは、重量、部品および溶接の削減を提供する。従来の完全硬化型解決手段における唯一の課題は、衝突試験における完全なマルテンサイト材料の破断の危険性が高いことである。しかし、この危険性は、完全に硬化した主フロアパネル2の性能を改善し、亀裂を回避させる延性材料パッチの追加によって最小化される。

Claims

車両フレーム（100）のためのホットスタンピング車両フロア（1）を製造するための方法であって、
［a］主フロアパネル（2）を打ち抜くために少なくとも1つの板金ブランクをホットスタンピングする工程
を含み；以下：
［b］該主フロアパネル（2）が1つの単一の板金ブランクから作製されていること
を特徴とし、かつ、以下：
該ホットスタンピング工程の前に、
［c］少なくとも1つの補強パッチ（4）を該板金ブランク上に配設して、該板金ブランクの、衝突時に圧縮衝突力に耐えると想定される該車両フロア（1）の少なくとも1つの区域（6）に重ねる工程であって、該少なくとも1つの補強パッチ（4）が、該主フロアパネル（2）よりも延性であり、
［d］該主フロアパネル（2）がプレス硬化鋼から作製され、該補強パッチ（4）が非硬化性鋼から作製されている、工程と
［e］該少なくとも1つの補強パッチ（4）と該板金ブランクとを接合する工程と
をさらに含むこと
を特徴とする、方法。
前記接合する工程が、抵抗スポット溶接、標準的なレーザー溶接、リモートレーザー溶接、抵抗シーム溶接（RSEW）、ガスメタルアーク溶接およびレーザー・アークハイブリッド溶接からなる群の1つまたは複数の方法によって実施されることを特徴とする、請求項1記載の方法。
少なくとも1つの補強ビームを板金ブランクから直接打ち抜くこと、および少なくとも1つの補強パッチ（4）を前記車両フロア（1）の該少なくとも1つの補強ビームに配設するとともに接合することを含むことを特徴とする、請求項1～2のいずれか一項記載の方法。
少なくとも1つの補強パッチ（4）が、主フロアパネル（2）よりも10％～80％延性であることを特徴とする、請求項1～3のいずれか一項記載の方法。
少なくとも1つの補強パッチ（4）が、主フロアパネル（2）よりも25％～70％延性であることを特徴とする、請求項1～3のいずれか一項記載の方法。
主フロアパネル（2）および補強パッチ（4）が、0.5～8mmの厚さを有することを特徴とする、請求項1～5のいずれか一項記載の方法。
主フロアパネル（2）および補強パッチ（4）が、0.5～6mmの厚さを有することを特徴とする、請求項1～5のいずれか一項記載の方法。
主フロアパネル（2）および補強パッチ（4）が、0.5～3mmの厚さを有することを特徴とする、請求項1～5のいずれか一項記載の方法。
主フロアパネル（2）および補強パッチ（4）が、0.8～1.5mmの厚さを有することを特徴とする、請求項1～5のいずれか一項記載の方法。
主フロアパネル（2）および補強パッチ（4）が同じ厚さを有することを特徴とする、請求項7～9のいずれか一項記載の方法。
主フロアパネル（2）および補強パッチ（4）が亜鉛コートされていることを特徴とする、請求項1～10のいずれか一項記載の方法。
車両フロア（1）が、駆動方向に相当する縦方向（L）と、垂直方向（P）とを画定することを特徴とし、少なくとも1つの補強パッチが該垂直方向（P）に延びることを特徴とする、請求項1～11のいずれか一項記載の方法。
主フロアパネル（2）を製造するための少なくとも1つの板金ブランクが1,400MPa～2,000MPaの引張り強さを有し、少なくとも1つの板金補強パッチ（4）が500～1,000MPaの引張り強さを有することを特徴とする、請求項1～12のいずれか一項記載の方法。