汽车部件的制作方法

文档序号:11160135阅读:633来源:国知局
汽车部件的制造方法与工艺

本发明涉及汽车部件。

本申请基于2014年09月05日在日本申请的特愿2014-181190号和2015年01月29日在日本申请的特愿2015-015694号要求优先权,在此引用这些申请的内容。



背景技术:

具有所谓的单体壳式构造的汽车车身的车身壳体大多具备平台、左右侧围、设置于车身壳体前部的发动机舱。平台具有底板。左右侧围安装于平台的两侧。发动机舱具有前纵梁作为其构成部件。

侧围具有A柱、B柱、上边梁、下边梁(门槛(キッカー))。上边梁焊接于A柱及B柱各自的上端部。在汽车部件的焊接上,主要采用电阻点焊(以下,简称为点焊)及激光焊接等。下边梁与A柱及B柱各自的下端部及后轮拱外板的前端部焊接。

通常,下边梁具备具有大致帽型的横截面形状的下边梁内板和具有大致帽型的横截面形状的下边梁外板。下边梁内板及下边梁外板都具有顶板、与该顶板相连的两个纵壁、分别与两个纵壁相连的外向凸缘。通过下边梁内板的两个外向凸缘和下边梁外板的两个外向凸缘在相互重合的状态下被点焊,形成一体的下边梁。这样形成的下边梁是长条且中空的筒状体。

下边梁经由形成于前底板两侧的上向凸缘被点焊于底板。在车辆的行驶中,底板的由弹性变形引起的挠曲被下边梁抑制。这样,下边梁对车身壳体赋予所期望的弯曲刚性及扭转刚性。进而,在车辆的碰撞时,下边梁通过冲击负荷的负载而变形,吸收冲击能量。其结果是,在车辆的碰撞时可确保乘客的安全。

下边梁是主要通过在侧面碰撞时产生所谓的三点弯曲变形而吸收冲击能量的部件。因此,以往,将提高对三点弯曲变形的冲击能量吸收量(EA)为主要设计目标来进行下边梁的设计及开发。

另一方面,近年来,为了实现车辆的碰撞安全性能的进一步提高,开始采用假定了小重叠(SOI)的前面碰撞试验或后面碰撞试验。在小重叠前面碰撞试验中,以车辆前端部中的车宽整体的25%的部位与固定障碍物接触的方式使车辆以时速64km/h与固定障碍物发生碰撞。在这种小重叠前面碰撞中,因为固定障碍物在设置于车辆前部的冲击吸收构造(例如,前纵梁等)的外侧碰撞,所以难以由车辆前部的冲击吸收构造充分地吸收冲击能量。

但是,小重叠前面碰撞试验的结果判明,在碰撞时下边梁上会产生轴向压缩变形(axial crushing deformation),从而由下边梁吸收冲击能量。因此,从提高车辆的碰撞安全性能的观点来看,对于近年来的下边梁,强烈要求提高对三点弯曲变形及轴向压缩变形这两个不同的变形模式的冲击能量吸收量。

如上所述,下边梁的前端部被点焊于A柱的下端部(A柱下部),下边梁长度方向的大致中央部被点焊于B柱的下端部,进而,下边梁的后端部被点焊于轮拱外板的前端部。在车辆的碰撞时,大多分别以下边梁和A柱下部的焊接部、下边梁和B柱的焊接部及下边梁和轮拱外板的焊接部为起点而发生早期的断裂(焊点断裂)。可知,由于该早期的焊点断裂,不能充分实现要将冲击能量依次传递到构造部件而吸收冲击能量的加载路径的设计思想,冲击能量吸收量下降。

专利文献1公开的是为提高车辆的前面碰撞安全性能而以下边梁的车辆上下方向的截面向车辆前后方向变化的方式构成的车身前部构造。另外,专利文献2公开的是如下技术:为了提高下边梁内板及下边梁外板的装配性及焊接性,通过将形成于下边梁内板的上表面的切片凸起和形成于下边梁外板的上表面的切口在吻合的状态下焊接,形成一体的下边梁。

图16是局部地且简化地表示前纵梁40的配置状况的俯视图。在图16中一并表示了A-A剖面。另外,图17是简化表示前面碰撞的前纵梁40的变形行为的俯视图。

如图16所示,通常,前纵梁40具有:在轴向上具有恒定的截面形状(帽形状)的帽形板41、平板状的闭合板42。帽形板41具有:顶板41a、与顶板41a相连的两个纵壁41b、分别与两个纵壁41b相连的外向凸缘41c。通过在帽形板41的两个外向凸缘41c和闭合板42在重合的状态下被点焊,成型为一体的前纵梁40。这样形成的前纵梁40为长条且中空的筒状体。前纵梁40配置于车身前部的发动机舱43的内部。

帽形板41的两个外向凸缘41c配置于车外侧。因此,能够利用前纵梁40的宽阔平坦的纵壁41b作为发动机安装支架46的搭载面。由此,能够将对横置的发动机44进行支承的发动机安装支架46等发动机舱43附近的部件可靠地固定于前纵梁40的上表面(纵壁41b)。另外,在前面碰撞时,如图17中的圆圈部所示,能够使前纵梁40向车内侧弯曲变形。另外,在将外向凸缘41c配置于车内侧的情况下,在前面碰撞时能够使前纵梁40向车内侧弯曲。

这样,前纵梁40对车身壳体赋予所期望的弯曲刚性及扭转刚性,并且支承发动机44等重物及悬架等重要部件。另外,在车辆的前面碰撞时,前纵梁40因经由配置于其前端部的前碰撞吸能盒45(参照图16)而负载的冲击负荷变形,从而吸收碰撞能量。其结果是,抑制乘客室的变形,确保乘客的安全。

专利文献3公开的是具有位于车内侧的帽形板和位于车外侧的闭合板的前纵梁。在专利文献3公开的技术中,通过精心设计前纵梁的存在于长度方向的弯曲部的构造,防止前纵梁因前面碰撞的冲击力而容易弯曲。根据该技术,可有效地缓和前面碰撞的冲击力,抑制车身的变形。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本国专利第2689595号公报

专利文献2:日本国特开平3-184685号公报

专利文献3:日本国特开2014-40209号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

专利文献1公开的下边梁没有以提高车辆的侧面碰撞安全性能为目的进行开发,从提高侧面碰撞安全性的观点来看,尚有改善的余地。另外,专利文献2公开的下边梁不能提高对三点弯曲变形及轴向压缩变形这两个不同的变形模式的冲击能量吸收量。

图18是示意地表示图16所示的前纵梁40所具有的问题的说明图。此外,专利文献3公开的前纵梁也有同样的问题。

当在前面碰撞时前纵梁40经由碰撞吸能盒45承受冲击负荷时,如图18中的圆圈部所示,在前纵梁40的前端侧,帽形板41的外向凸缘41c和闭合板42之间的点焊部(通过点焊而接合的部位)就会发生早期破坏,闭合板42脱离帽形板41。当这种现象(焊点断裂)发生在前纵梁40的前端侧时,前纵梁40的其余部位的冲击能量吸收量就下降。

这样,在现有的下边梁中,不能提高对三点弯曲变形及轴向压缩变形这两个不同的变形模式的冲击能量吸收量。另外,在现有的前纵梁中,不能在维持发动机安装支架的搭载性的同时抑制前面碰撞时的焊点断裂的发生。

本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供一种能够兼得在现有技术中不能兼顾的两个特性的汽车部件。

用于解决课题的技术方案

发明人为了解决上述课题,重新进行了刻苦研究,研究的结果得到以下列出的见解,进而经过反复论证完成了本发明。

(A)通过使下边梁内板(内板)及下边梁外板(外板)的重合接合位置在下边梁的长度方向上不同,能够在侧面碰撞时提高对在下边梁上产生的三点弯曲变形的冲击能量吸收量,并且,在包含小重叠碰撞在内的前面碰撞或后面碰撞时,即使在下边梁上产生了轴向压缩变形的情况下,也能够抑制焊点断裂的发生,由此,提高下边梁对轴向压缩变形的冲击能量吸收量。

(B)通过使构成前纵梁的前纵梁内板(内板)的两个外向凸缘和前纵梁外板(外板)的两个外向凸缘的重合接合位置在前纵梁的长度方向的前端侧的部分与其他部分不同,既能够可靠地确保发动机安装支架的搭载面,又能够抑制前面碰撞时的焊点断裂的发生。

本发明为了解决上述课题而实现目的,采用以下技术方案。

(1)本发明之一方式的汽车部件具备:具有顶板和与所述顶板相连的两个纵壁的内板、具有顶板和与所述顶板相连的两个纵壁的外板,所述汽车部件的截面是具有所述内板的所述两个纵壁的缘部和所述外板的所述两个纵壁的缘部分别接合而成的接合部的封闭截面,所述汽车部件的特征在于,具备:从所述汽车部件的前端部向后方延伸的第一区域、与所述第一区域连续而向后方延伸的第一过渡区域、与所述第一过渡区域连续而向后方延伸的第二区域,在将所述第一区域的所述外板的所述纵壁的高度定义为第一区域外侧高度ho1,将所述第一区域的所述内板的所述纵壁的高度定义为第一区域内侧高度hi1,将所述第二区域的所述外板的所述纵壁的高度定义为第二区域外侧高度ho2,将所述第二区域的所述内板的所述纵壁的高度定义为第二区域内侧高度hi2,并且,将所述第一过渡区域的所述外板的所述纵壁的高度定义为第一过渡区域外侧高度ho1~2,将所述第一过渡区域的所述内板的所述纵壁的高度定义为第一过渡区域内侧高度hi1~2时,在所述第一区域中,所述第一区域外侧高度ho1及所述第一区域内侧高度hi1为恒定的值,并且,所述第一区域外侧高度ho1和所述第一区域内侧高度hi1之差比所述第二区域外侧高度ho2和所述第二区域内侧高度hi2之差小,在所述第二区域中,所述第二区域外侧高度ho2比所述第二区域内侧高度hi2大且为恒定的值,或者,所述第二区域外侧高度ho2比所述第二区域内侧高度hi2小且为恒定的值,在所述第一过渡区域中,所述第一过渡区域外侧高度ho1~2在所述第一区域外侧高度ho1和所述第二区域外侧高度ho2之间连续地变化,并且,第一过渡区域内侧高度hi1~2在所述第一区域内侧高度hi1和所述第二区域内侧高度hi2之间连续地变化。

(2)上述(1)所述的汽车部件也可以为汽车车身的骨架部件。

(3)在上述(2)所述的汽车部件中,也可以是,所述内板为下边梁内板,所述外板为下边梁外板,并且所述骨架部件为下边梁。

(4)在上述(3)所述的汽车部件中,也可以是,在所述第一区域中包含所述前端部的区域内,设有连接A柱下部的部位即A柱下部连接部,在所述第二区域的至少一部分,设有连接B柱的部位即B柱连接部,所述第一区域是从所述骨架部件的所述A柱下部连接部的后端向后方离开150mm以下的位置为止的区域,所述第二区域是从所述B柱连接部向前方离开150mm以下的位置和从所述B柱连接部向后方离开150mm以下的位置之间的区域。

(5)在上述(3)或(4)所述的汽车部件中,也可以是,在所述第一区域中,满足下述关系式(a),在所述第二区域中,满足下述关系式(b),

0.40×(hi1+ho1)≦ho1≦0.60×(hi1+ho1)

·····(a)

0.10×(hi2+ho2)≦hi2≦0.40×(hi2+ho2)

·····(b)。

(6)上述(3)~(5)中的任一项所述的汽车部件,也可以还具备:与所述第二区域连续而向后方延伸的第二过渡区域、与所述第二过渡区域连续而向后方延伸到所述汽车部件的后端部的第三区域,在将所述第三区域的所述外板的所述纵壁的高度定义为第三区域外侧高度ho3,将所述第三区域的所述内板的所述纵壁的高度定义为第三区域内侧高度hi3,并且,将所述第二过渡区域的所述外板的所述纵壁的高度定义为第二过渡区域外侧高度ho2~3,将所述第二过渡区域的所述内板的所述纵壁的高度定义为第二过渡区域内侧高度hi2~3时,在所述第三区域中,所述第三区域外侧高度ho3及所述第三区域内侧高度hi3为恒定的值,并且,所述第三区域外侧高度ho3和所述第三区域内侧高度hi3之差比所述第二区域外侧高度ho2和所述第二区域内侧高度hi2之差小,在所述第二过渡区域中,所述第二过渡区域外侧高度ho2~3在所述第二区域外侧高度ho2和所述第三区域外侧高度ho3之间连续地变化,并且,第二过渡区域内侧高度hi2~3在所述第二区域内侧高度hi2和所述第三区域内侧高度hi3之间连续地变化。

(7)在上述(6)所述的汽车部件中,也可以是,在所述第三区域中,满足下述关系式(c),

0.40×(hi3+ho3)≦ho3≦0.60×(hi3+ho3)

·····(c)。

(8)在上述(4)~(7)中的任一项所述的汽车部件中,也可以是,所述A柱下部与所述A柱下部连接部连接,并且,所述B柱与所述B柱连接部连接。

(9)在上述(2)所述的汽车部件中,也可以是,所述内板为前纵梁内板,所述外板为前纵梁外板,并且,所述骨架部件为前纵梁。

(10)在上述(9)所述的汽车部件中,也可以是,在所述第一区域中,满足下述关系式(a),

0.40×(hi1+ho1)≦ho1≦0.60×(hi1+ho1)

·····(a)。

(11)在上述(9)或(10)所述的汽车部件中,所述第一区域是所述前端部和从所述前端部向后方离开400mm以下的位置之间的区域。

(12)在上述(9)~(11)中的任一项所述的汽车部件中,所述第二区域是存在于从所述前端部离开150mm以上的位置的后方的区域。

(13)在上述(9)~(12)中的任一项所述的汽车部件中,也可以是,在所述第二区域中,满足下述关系式(d)或下述关系式(e),

0≦hi2≦0.40×(hi2+ho2)

·····(d)

0≦ho2≦0.40×(hi2+ho2)

·····(e)。

(14)在上述(1)~(13)中的任一项所述的汽车部件中,也可以在所述接合部的至少一部分,所述缘部是与所述内板及所述外板各自的所述两个纵壁相连形成的凸缘。

(15)在上述(14)所述的汽车部件中,也可以是,在所述接合部的至少一部分,形成于所述内板的所述凸缘通过折边加工而覆盖形成于所述外板的所述凸缘,或者,形成于所述外板的所述凸缘通过折边加工而覆盖形成于所述内板的所述凸缘。

(16)在上述(1)~(13)中的任一项所述的汽车部件中,也可以在所述接合部的至少一部分,所述内板的所述两个纵壁的缘部和所述外板的所述两个纵壁的缘部分别重合接合。

(17)在上述(1)~(16)中的任一项所述的汽车部件中,所述接合也可以由电阻点焊来实现。

(18)在上述(1)~(17)中的任一项所述的汽车部件中,也可以是,在将所述外板的拉伸强度定义为TSo(MPa)并将板厚定义为to(mm),将所述内板的拉伸强度定义为TSi(MPa)并将板厚定义为ti(mm)时,在所述第二区域外侧高度ho2比所述第二区域内侧高度hi2大的情况下,满足下述关系式(f),在所述第二区域外侧高度ho2比所述第二区域内侧高度hi2小的情况下,满足下述关系式(g),

TSo×to<TSi×ti…(f)

TSo×to>TSi×ti…(g)。

(19)本发明的另一方式的汽车部件具备:具有顶板和与所述顶板相连的两个纵壁的内板、具有顶板和与所述顶板相连的两个纵壁的外板,所述汽车部件的截面是具有所述内板的所述两个纵壁的缘部和所述外板的所述两个纵壁的缘部分别接合而成的接合部的封闭截面,所述汽车部件的特征在于,在将所述外板的拉伸强度定义为TSo(MPa)并将板厚定义为to(mm),将所述内板的拉伸强度定义为TSi(MPa)并将板厚定义为ti(mm),并且,将所述外板的所述纵壁的高度定义为外侧高度ho,将所述内板的所述纵壁的高度定义为内侧高度hi时,所述外侧高度ho及所述内侧高度hi分别在所述汽车部件的长度方向上为恒定的值,在所述外侧高度ho比所述内侧高度hi大的情况下,满足下述关系式(f),在所述外侧高度ho比所述内侧高度hi小的情况下,满足下述关系式(g),

TSo×to<TSi×ti…(f)

TSo×to>TSi×ti…(g)。

(20)上述(19)所述的汽车部件也可以为下边梁,所述下边梁具有下边梁外板作为所述外板,并且具有下边梁内板作为所述内板。

(21)上述(19)所述的汽车部件也可以为前纵梁,所述前纵梁具有前纵梁外板作为所述外板,并且具有前纵梁内板作为所述内板。

(22)上述(1)~(21)中的任一项所述的汽车部件也可以由拼焊板、或连续变截面辊轧板、或这些原材料的组合形成。

这里,拼焊板(TWB,テーラードウェルドブランク)是在原材料的状态下通过焊接(例如,对接焊接)将板厚及拉伸强度等不同的多种钢板一体化而成的板材。另外,连续变截面辊轧板(TRB,テーラドロールブランク)是在制造原材料时通过变更轧辊间隔而使板厚发生变化而成的板材。

在本发明中,“前端部”是具备安装本发明汽车部件的车身的车辆的行进方向前侧的该汽车部件的端部的意思,“后方”是所述行进方向的后方的意思。

本发明的纵壁的高度是从顶板的外表面到凸缘的外表面的在垂直于顶板的方向上的距离的意思。

本发明的“汽车部件”是用于汽车的部件的意思,例如,包含构成汽车车身的骨架的骨架部件、安装于汽车车身的骨架部件以外的部件。就本发明的“汽车部件”而言,作为汽车车身的骨架部件,除了包括上述下边梁及前纵梁以外,还包含中柱(B柱)、上边梁、A柱等,作为汽车车身的骨架部件以外的部件,包含支承悬架的副车架构成部件。

发明效果

根据本发明的上述方式,能够提供一种可兼得在现有技术中不能兼顾的两个特性的汽车部件。

具体而言,根据本发明的上述方式,能够提供一种对三点弯曲变形及轴向压缩变形这两个不同的变形模式的冲击能量吸收量都获得提高的下边梁、及既能够维持发动机安装支架的搭载性又能够抑制前面碰撞时的焊点断裂发生的前纵梁等汽车车身的骨架部件。

关于下边梁,更具体而言,根据本发明的上述方式,在侧面碰撞时能够提高对在下边梁上产生的三点弯曲变形的冲击能量吸收量,并且在包含小重叠碰撞在内的前面碰撞时或后面碰撞时,即使在下边梁上产生了轴向压缩变形的情况下,也能够抑制焊点断裂发生,由此,能够提高下边梁的对轴向压缩变形的冲击能量吸收量。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的下边梁的概略结构的立体图;

图2是示意地表示轴向压缩变形的数值分析所使用的本发明例及比较例的下边梁的截面形状的说明图;

图3是示意地表示轴向压缩变形的数值分析条件的说明图;

图4是表示轴向压缩变形的数值分析结果即冲击能量吸收量EA(kJ)的图;

图5是表示假定在下边梁的B柱接合部发生了侧面碰撞的情况的侧面碰撞试验所采用的下边梁的三点弯曲变形的数值分析条件的说明图;

图6是表示假定在下边梁的B柱接合部发生了侧面碰撞的情况的侧面碰撞试验所采用的下边梁的三点弯曲变形的数值分析条件的说明图;

图7是表示第二区域的纵壁的高度(第二区域外侧高度ho2、第二区域内侧高度hi2)之比为ho2:hi2=1:1的比较例的试样和为ho2:hi2=3:1的本发明例的试样的说明图;

图8是表示侧面碰撞试验的三点弯曲变形的数值分析结果即碰撞吸收能量EA(kJ)的图;

图9A是表示下边梁内板及下边梁外板的接合部的接合构造的第一变形例的说明图;

图9B是表示下边梁内板及下边梁外板的接合部的接合构造的第二变形例的说明图;

图10是表示本发明第二实施方式的前纵梁的概略结构的立体图;

图11是局部地且简化地表示本发明第二实施方式的前纵梁的配置状况的俯视图;

图12A是表示本发明第三实施方式的下边梁的概略结构的俯视图;

图12B是图12A所示的下边梁的E-E向视剖面图;

图13A是示意地表示轴向压缩变形的数值分析条件的说明图;

图13B是将深凹侧的帽形板(下边梁外板)的拉伸强度TSo及板厚to的乘积值(TSo×to)和板厚to之间的对应关系可视化而得到的图;

图14是表示本发明第四实施方式的下边梁1A的概略结构的俯视图;

图15是表示本发明第五实施方式的前纵梁31A的概略结构的俯视图;

图16是局部地且简化地表示现有的前纵梁的配置状况的俯视图;

图17是简化表示前面碰撞中前纵梁的变形行为的俯视图;

图18是示意地表示专利文献3公开的前纵梁及图16所示的前纵梁的问题的说明图。

具体实施方式

下面,参照附图对本发明的一实施方式进行详细说明。

[第一实施方式]

首先,对本发明的第一实施方式进行说明。在第一实施方式中,作为本发明的汽车部件,例示的是汽车车身的骨架部件即下边梁。该下边梁具有下边梁内板作为内板,并且具有下边梁外板作为外板。另外,在以后的说明中,例示的是本发明的汽车部件具有大致四边形的横截面形状的情况,但对于例如具有大致六边形或八边形之类的具有互相相对的上边及下边的多边形的横截面形状的汽车部件而言,也可应用本发明。

图1是表示本发明第一实施方式的下边梁1的概略结构的立体图。

下边梁1至少具有下边梁内板2和下边梁外板3。下边梁内板2及下边梁外板3分别是具有1.0mm以上的板厚的由高张力钢板构成的型钢。图1中虽未表示,但下边梁1通常还具有下边梁外板作为外板,该下边梁外板为具有1.0mm以下的板厚的低强度件。也可以在下边梁内板2和下边梁外板3之间,或者,在下边梁外板3和作为外板的下边梁外板之间设置下边梁加强件(加强板)。

下边梁内板2至少具有顶板4和与顶板4相连的两个纵壁6a及6b。下边梁内板2因为通过通常的弯曲成形或拉深成形的压力加工、弯曲成形的辊压加工来制造,所以具有与顶板4和纵壁6a及6b相连的棱线5a及5b。

另外,在下边梁内板2的缘部设有与两个纵壁6a及6b相连的外向凸缘8a及8b。外向凸缘8a及8b是在与设置于下边梁外板3的缘部的外向凸缘13a及13b在重合的状态下通过例如电阻点焊等而接合的接合余量部分。因此,下边梁内板2还具有与纵壁6a及6b和外向凸缘8a及8b相连的曲线部7a及7b。

棱线5a及5b和曲线部7a及7b的各自的曲率半径是通过上述通常的加工方法制造的程度的值,通常为3~20mm。

进而,下边梁内板2经由电阻点焊于其顶板4的上向凸缘30a与前底板30接合。

另一方面,下边梁外板3与下边梁内板2同样,也至少具有顶板9和与顶板9相连的两个纵壁11a及11b。下边梁外板3通过通常的弯曲成形或拉深成形的压力加工、弯曲成形的辊压加工来制造,所以具有与顶板9和纵壁11a及11b相连的棱线10a及10b。

另外,在下边梁外板3的缘部设有与两个纵壁11a及11b相连的外向凸缘13a及13b。外向凸缘13a及13b是在与设置于下边梁内板2的缘部的外向凸缘8a及8b在重合的状态下通过例如电阻点焊等而接合的接合余量部。因此,下边梁外板3还具有与纵壁11a及11b和外向凸缘13a及13b相连的曲线部12a及12b。

棱线10a及10b和曲线部12a及12b的各自的曲率半径是通过上述通常的加工方法制造的程度的值,通常为3~20mm。

在以上的说明中,例示的是外向凸缘8a及8b通过电阻点焊而与外向凸缘13a及13b接合的情况,但例如也可使用如激光焊接或电弧焊接之类的电阻点焊以外的其他焊接、粘接、还有钎焊等其他接合方法。

下边梁1具有第一区域14、第一过渡区域15、第二区域16、第二过渡区域17及第三区域18。

第一区域14从下边梁1的前端部1a向后方延伸。第一过渡区域15与第一区域14连续而向后方延伸。第二区域16与第一过渡区域15连续而向后方延伸。第二过渡区域17与第二区域16连续而向后方延伸。进而,第三区域18与第二过渡区域17连续而向后方延伸到下边梁1的后端部1b。而且,第三区域18的后端部1b与后轮拱外板21连接。

以下,将第一区域14的下边梁外板3的纵壁11a及11b的高度定义为第一区域外侧高度ho1,将第一区域14的下边梁内板2的纵壁6a及6b的高度定义为第一区域内侧高度hi1

将第二区域16的下边梁外板3的纵壁11a及11b的高度定义为第二区域外侧高度ho2,将第二区域16的下边梁内板2的纵壁6a及6b的高度定义为第二区域内侧高度hi2。将第一过渡区域15的下边梁外板3的纵壁11a及11b的高度定义为第一过渡区域外侧高度ho1~2,将第一过渡区域15的下边梁内板2的纵壁6a及6b的高度定义为第一过渡区域内侧高度hi1~2

将第三区域18的下边梁外板3的纵壁11a及11b的高度定义为第三区域外侧高度ho3,将第三区域18的下边梁内板2的纵壁6a及6b的高度定义为第三区域内侧高度hi3。将第二过渡区域17的下边梁外板3的纵壁11a及11b的高度定义为第二过渡区域外侧高度ho2~3,将第二过渡区域17的下边梁内板2的纵壁6a及6b的高度定义为第二过渡区域内侧高度hi2~3

在第一区域14中,第一区域外侧高度ho1及第一区域内侧高度hi1为恒定的值,并且,第一区域外侧高度ho1和第一区域内侧高度hi1之差比第二区域外侧高度ho2和第二区域内侧高度hi2之差小。

在第二区域16中,第二区域外侧高度ho2比第二区域内侧高度hi2大且为恒定的值。

在第一过渡区域15中,第一过渡区域外侧高度ho1~2在第一区域外侧高度ho1和第二区域外侧高度ho2之间连续地变化,第一过渡区域内侧高度hi1~2在第一区域内侧高度hi1和第二区域内侧高度hi2之间连续地变化。

在第一区域14中的包含下边梁1的前端部1a的区域设有双点划线所示的连接A柱下部19的部位即A柱下部连接部21。另外,在第二区域16的至少一部分设有双点划线所示的连接B柱20的部位即B柱连接部(B柱前侧连接部22、B柱后侧连接部23)。

第一区域14是从下边梁1的A柱下部连接部21的后端向后方离开150mm以下的位置为止的区域。在图1所示的例中,在下边梁1覆盖有A柱下部19,但也有A柱下部19的后端部和下边梁1的前端部1a对接连接的情况。在任一种情况下,第一区域14都是从A柱下部连接部21的后端向后方离开150mm以下的位置为止的区域。

另外,第二区域16是从B柱连接部(B柱前侧连接部22)向前方离开150mm以下的位置和从B柱连接部(B柱后侧连接部23)向后方离开150mm以下的位置之间的区域。

另一方面,在第三区域18中,第三区域外侧高度ho3及第三区域内侧高度hi3为恒定的值,且第三区域外侧高度ho3和第三区域内侧高度hi3之差比第二区域外侧高度ho2和第二区域内侧高度hi2之差小。

而且,在第二过渡区域17中,第二过渡区域外侧高度ho2~3在第二区域外侧高度ho2和第三区域外侧高度ho3之间连续地变化,并且,第二过渡区域内侧高度hi2~3在第二区域内侧高度hi2和第三区域内侧高度hi3之间连续地变化。

如上所述,通过设定第一区域外侧高度ho1、第一区域内侧高度hi1、第二区域外侧高度ho2、第二区域内侧高度hi2、第一过渡区域外侧高度ho1~2、第一过渡区域内侧高度hi1~2、第三区域外侧高度ho3、第三区域内侧高度hi3、第二过渡区域外侧高度ho2~3及第二过渡区域内侧高度hi2~3,能够提高在侧面碰撞时产生的对下边梁1的三点弯曲变形的冲击能量吸收量,并且在包含小重叠碰撞在内的前面碰撞时或后面碰撞时,即使在下边梁1产生了轴向压缩变形的情况下,也能够抑制焊点断裂的发生,由此,能够提高下边梁1的对轴向压缩变形的冲击能量吸收量。下面,对该理由进行说明。

如上所述,第一区域14及第三区域18要求具有良好的轴向压缩特性,该良好的轴向压缩特性,不仅在冲击负荷的输入方向与下边梁1的轴向(长度方向)一致时要求,而且在从该轴向倾斜了例如10度左右的方向时也有要求。

图2(a)及图2(b)是示意地表示发明人进行的轴向压缩变形的数值分析所使用的本发明例的下边梁试样24及比较例的下边梁试样25的截面形状的说明图。另外,图3(a)~图3(e)是示意地表示轴向压缩变形的数值分析条件的说明图

发明人使用如图2(a)及图2(b)所示的第一区域外侧高度ho1和第一区域内侧高度hi1之比为ho1:hi1=1:1的本发明例的试样24、以及ho1:hi1=3:1的比较例的试样25,在如图3(a)~图3(e)所示,进行了假定为下边梁的前端部的轴向压缩变形的数值分析试验。

此外,设试样24及25的板厚t为1.4mm、拉伸强度为980MPa、全长为350mm。在沿着试样24及25的材料轴向以40mm间隔设定的9个点位置,进行电阻点焊。设定焊接条件,使由电阻点焊形成的焊块的块径成为4√t(mm)。

在轴向压缩变形的数值分析试验中,在固定了试样24及25的下端部之后,对于试样24及25的上端部,使平板状的刚体26以相对于试样24及25的宽度方向为平行的状态或倾斜了10°的状态发生碰撞。刚体26对试样24及25的碰撞速度设为20km/h。对于图3(a)~(e)所示的各分析条件,调查是否因刚体26的碰撞而在沿着试样24及25的材料轴向150mm的范围产生了轴向压缩变形时的焊点断裂。另外,对于图3(a)~(e)所示的各分析条件,分析了因刚体26的碰撞而在沿着试样24及25的轴向150mm的范围产生了轴向压缩变形时的冲击能量吸收量EA(kJ)。

表1表示的是有无焊点断裂的试验结果。图4是表示轴向压缩变形的冲击能量吸收量EA(kJ)的分析结果图。

[表1]

如表1及图4所示,在图3(e)所示的分析条件下进行了试验的比较例的试样25中,相较于浅凹侧的帽形板(纵壁的高度小的帽形的下边梁内板),倾斜了10°的刚体26先与深凹侧的帽形板(纵壁的高度大的帽形的下边梁外板)碰撞,从而发生了焊点断裂,其结果是,冲击能量吸收量EA下降。

相比之下,在图3(a)及(b)所示的分析条件下进行了试验的本发明例的试样24,在使刚体26以相对于试样24的宽度方向平行的状态碰撞的情况和使刚体26以相对于试样24的宽度方向倾斜了10°的状态碰撞的情况中的任一种情况下,都没有发生焊点断裂。如该试验结果所示,相较于轴向压缩变形而言,本发明例的试样24具有比比较例的试样25更高的稳定性(ロバスト性)。

认为理由如下。即,在比较例的试样25中,因为下边梁外板(深凹侧的帽形板)的纵壁的高度比下边梁内板(浅凹侧的帽形板)的纵壁的高度大,所以纵壁的面刚性比本发明例的试样24低。因此,特别是如图3(e)所示,当冲击负荷先向具有面刚性低的纵壁的下边梁外板输入时,该下边梁外板就会大幅变形,与下边梁内板间的焊接部(凸缘)处的剪切变形变得过大,其结果是,发生早期的焊点断裂。

这样,在下边梁1的第一区域14及第三区域18中,将第一区域外侧高度ho1、第一区域内侧高度hi1、第三区域外侧高度ho3及第三区域内侧高度hi3分别设为恒定的值,由此,即使在下边梁1的第一区域14及第三区域18因冲击负荷而产生了轴向压缩变形,也能够大幅抑制焊点断裂发生,其结果是,能够抑制对轴向压缩变形的冲击能量吸收量EA的下降。

图5及6是表示在假定了B柱连接部发生了侧面碰撞的情况的侧面碰撞试验中所采用的下边梁27的三点弯曲变形的数值分析条件的说明图。

另外,图7是表示第二区域外侧高度ho2和第二区域内侧高度hi2之比为ho2:hi2=1:1的比较例的试样29、以及ho2:hi2=3:1的本发明例的试样30的说明图。

设试样29及30的板厚为1.4mm、拉伸强度为980MPa。设B柱20的板厚为1.4mm、拉伸强度为590MPa。B柱20与下边梁27的顶板接合。将下边梁27两端的约束条件设为全周完全约束,将B柱20的车辆上方端的约束条件设为容许旋转位移及容许从初始位置只朝向车辆上方的位移。如图6所示,对于水平配置的试样29及30,使刚体28以速度20km/h从上方碰撞。对试样29及30,分别分析了当刚体28的行程为170mm时的冲击能量吸收量EA(kJ)。

图8表示的是分别对试样29及30进行了分析以后所得到的对三点弯曲变形的冲击能量吸收量EA的分析结果。如图8所示,可知本发明例的试样30的冲击能量吸收量EA比比较例的试样29的冲击能量吸收量EA高很多。

认为理由如下。即,当承受由侧面碰撞引起的冲击负荷时,就会经由与B柱的接合区域对下边梁外板赋予弯曲扭矩。就下边梁外板的第二区域外侧高度ho2而言,如果将比较例的试样29和本发明例的试样30进行比较,比较例的试样29的第二区域外侧高度ho2小于本发明例的试样30的第二区域外侧高度ho2。因此,在对比较例的试样29的下边梁外板赋予了弯曲扭矩的情况下,会在与下边梁内板的焊接部(凸缘)产生较大的变形,其结果,认为比较例的试样29的冲击能量吸收量EA比本发明例的试样30的冲击能量吸收量EA小。

根据基于如上分析结果的本实施方式,能够提高对在侧面碰撞时产生的下边梁1的三点弯曲变形的冲击能量吸收量,并且,在前面碰撞时或后面碰撞时,即使在下边梁1产生了轴向压缩变形的情况下,也能够抑制焊点断裂发生,由此,能够提高下边梁1的对轴向压缩变形的冲击能量吸收量。

第一区域14优选为下边梁1的从A柱下部连接部21的后端向后方离开150mm以下的位置为止的区域。因为第一区域14处于接近乘客的脚踝的范围,并且是相对于A柱下部19的下端部通过电阻点焊连接的部分,所以在冲击负荷的输入时,必须要防止在第一区域14发生焊点断裂。因此,优选将下边梁1的从A柱下部连接部21的后端向后方离开150mm以下的位置为止的区域设为第一区域14。

另外,第二区域16优选为从B柱前侧连接部22向车辆前方离开150mm的位置和从B柱后侧连接部23向车辆后方离开150mm的位置之间的区域。虽然B柱20的下端部通过电阻点焊相对于第二区域16的一部分固定,但在侧面碰撞时,会在第二区域16中的下边梁外板3的纵壁11a及11b发生三点弯曲变形。为了提高对上述的在第二区域16产生的三点弯曲变形的抵抗性,从而提高对三点弯曲变形的冲击能量吸收量,优选将上述的区域设为第二区域16。

在第一区域14中,优选满足下述关系式(a)。

0.40×(hi1+ho1)≦ho1≦0.60×(hi1+ho1)…(a)

在第二区域16中,优选满足下述关系式(b)。

0.1×(hi2+ho2)≦hi2≦0.4×(hi2+ho2)…(b)

在第三区域18中,优选满足下述关系式(c)。

0.40×(hi3+ho3)≦ho3≦0.60×(hi3+ho3)…(c)

通过满足上述关系式(a)及(c),即使前面碰撞时或后面碰撞时在下边梁1产生了轴向压缩变形,也能够抑制第一区域14及第三区域18中的焊点断裂的发生,其结果是,对下边梁1的轴向压缩变形的冲击能量吸收量提高。另外,通过满足上述关系式(b),在侧面碰撞时可抑制在下边梁外板3产生三点弯曲变形,其结果是,对三点弯曲变形的冲击能量吸收量提高。

如上所述,在第一实施方式中,例示的是具备第一区域14、第二区域16、第三区域18、第一过渡区域15及第二过渡区域16的下边梁1,但只要是至少具备第一区域14、第二区域16及第一过渡区域15的下边梁即可。例如,后端部也可以包含在第二区域16中。

图9A是表示下边梁内板2及下边梁外板3的接合部的接合构造的第一变形例的说明图。图9B是表示下边梁内板2及下边梁外板3的接合部的接合构造的第二变形例的说明图。

如图9A所示,在第一变形例的下边梁1-1中,在接合部的至少一部分,外向凸缘13a及13b的凸缘宽度设定为比外向凸缘8a及8b的凸缘宽度长。这些外向凸缘13a及13b通过折边加工(ヘム加工)以覆盖外向凸缘8a及8b的方式弯曲。例如,通过在第一区域14或第三区域18采用上述结构,轴向压缩变形发生时的焊点断裂的抑制效果提高。

此外,外向凸缘8a及8b的凸缘宽度设定为比外向凸缘13a及13b的凸缘宽度长,这些外向凸缘8a及8b也可以通过折边加工以覆盖外向凸缘13a及13b的方式弯曲。

如图9B所示,在第二变形例的下边梁1-2中,在接合部的至少一部分,在下边梁内板2不设置外向凸缘8a及8b,且在下边梁外板3不设置外向凸缘13a及13b。下边梁内板2的两个纵壁6a及6b的缘部和下边梁外板3的两个纵壁13a及13b的缘部分别以重合的状态被接合。例如,通过在第一区域14或第三区域18采用上述结构,轴向压缩变形发生时的焊点断裂的抑制效果提高。

[第二实施方式]

接着,对本发明的第二实施方式进行说明。在第二实施方式中,作为本发明的汽车部件,例示的是作为汽车车身的骨架部件的前纵梁。该前纵梁具有前纵梁内板作为内板,并且具有前纵梁外板作为外板。

图10是表示本发明第二实施方式的前纵梁31的概略结构的立体图。图11是局部地且简化地表示前纵梁31的配置状况的俯视图。图11是一并表示B-B剖面及C-C剖面的图。

前纵梁31至少具有前纵梁内板32和前纵梁外板33。前纵梁内板32及前纵梁外板33分别是具有1.0mm以上的板厚的由高张力钢板构成的型钢。也可以在前纵梁内板32和前纵梁外板33之间设置加强件(加强板)。

前纵梁内板32至少具有顶板4和与顶板4相连的两个纵壁6a及6b。前纵梁内板32通过通常的弯曲成形或拉深成形的压力加工、弯曲成形的辊压加工而成形制造,所以具有与顶板4和纵壁6a及6b相连的棱线5a及5b。

在前纵梁内板32的缘部设有与两个纵壁6a及6b相连的外向凸缘8a及8b。外向凸缘8a及8b是在与设置于前纵梁外板33的缘部的外向凸缘13a及13b重合的状态下通过例如电阻点焊等而接合的接合余量部分。因此,前纵梁内板32还具有与纵壁6a及6b和外向凸缘8a及8b相连的曲线部7a及7b。

棱线5a及5b和曲线部7a及7b的各自的曲率半径是通过上述通常的加工方法制造的程度的值,通常为3~20mm。

另一方面,前纵梁外板33与前纵梁内板32同样,也至少具有顶板9和与顶板9相连的两个纵壁11a及11b。前纵梁外板33通过通常的弯曲成形或拉深成形的压力加工、弯曲成形的辊压加工制造,所以具有与顶板9和纵壁11a及11b相连的棱线10a及10b。

另外,在前纵梁外板33的缘部设有与两个纵壁11a及11b相连的外向凸缘13a及13b。外向凸缘13a及13b是在与设置于前纵梁内板32的缘部的外向凸缘8a及8b重合的状态下通过例如电阻点焊等而接合的接合余量部分。因此,前纵梁外板33还具有与纵壁11a及11b和外向凸缘13a及13b相连的曲线部12a及12b。

棱线10a及10b和曲线部12a及12b的各自的曲率半径是通过上述通常的加工方法制造的程度的值,通常为3~20mm。

以上说明例示的是外向凸缘8a及8b通过电阻点焊与外向凸缘13a及13b接合的情况,但例如也可使用如激光焊接或电弧焊接之类的电阻点焊以外的其他焊接、粘接,还有钎焊等其他接合方法。

前纵梁31具有第一区域14、第一过渡区域15及第二区域16。

第一区域14从前纵梁31的前端部31a向后方延伸。第一过渡区域15与第一区域14连续而向后方延伸。进而,第二区域16与第一过渡区域15连续而向后方延伸。

在下述说明中,将第一区域14的前纵梁外板33的纵壁11a及11b的高度定义为第一区域外侧高度ho1,将第一区域14的前纵梁内板32的纵壁6a及6b的高度定义为第一区域内侧高度hi1

将第二区域16的前纵梁外板33的纵壁11a及11b的高度定义为第二区域外侧高度ho2,将第二区域16的前纵梁内板32的纵壁6a及6b的高度定义为第二区域内侧高度hi2。将第一过渡区域15的前纵梁外板33的纵壁11a及11b的高度定义为第一过渡区域外侧高度ho1~2,将第一过渡区域15的前纵梁内板32的纵壁6a及6b的高度定义为第一过渡区域内侧高度hi1~2

在第一区域14中,第一区域外侧高度ho1及第一区域内侧高度hi1为恒定的值,且第一区域外侧高度ho1和第一区域内侧高度hi1之差比第二区域外侧高度ho2和第二区域内侧高度hi2之差小。在图10所示的前纵梁31中,第一区域外侧高度ho1和第一区域内侧高度hi1大致相等。

这样,在前纵梁31的位于前端侧的第一区域14中,因为第一区域外侧高度ho1和第一区域内侧高度hi1大致相等,所以如第一实施方式所述,能够抑制前面碰撞时的焊点断裂的发生。

在第二区域16中,第二区域外侧高度ho2比第二区域内侧高度hi2小且为恒定的值。在图10所示的前纵梁31中,第二区域外侧高度ho2为零。即,在第二区域16中,前纵梁外板33的纵壁11a及11b不存在。

在第一过渡区域15中,第一过渡区域外侧高度ho1~2在第一区域外侧高度ho1和第二区域外侧高度ho2之间连续地变化,并且第一过渡区域内侧高度hi1~2在第一区域内侧高度hi1和第二区域内侧高度hi2之间连续地变化。

在第二区域16的前纵梁内板32的纵壁6a上固定有对横置的发动机44进行支承的发动机安装支架46。在第二区域16中,由于前纵梁外板33的纵壁11a及11b不存在,因此可充分确保前纵梁内板32的纵壁6a及6b的高度(第二区域内侧高度hi2)。因此,可充分确保发动机安装支架46的搭载性,并且如图17所示,由于在前面碰撞时前纵梁31向车内侧弯曲,因此能够提高冲击能量吸收量。

因此,与发动机安装支架46的搭载位置相比,第一区域14及第二区域16形成于更靠近前纵梁31的前端部31a的位置。

如上所述,通过设定第一区域外侧高度ho1、第一区域内侧高度hi1、第二区域外侧高度ho2、第二区域内侧高度hi2、第一过渡区域外侧高度ho1~2及第一过渡区域内侧高度hi1~2,在维持发动机安装支架46的搭载性的同时,能够抑制前面碰撞时的焊点断裂发生。

在第一区域14中,优选满足下述关系式(a)。由此,即使在前面碰撞时或后面碰撞时在前纵梁31产生了轴向压缩变形的情况下,也能够抑制焊点断裂的发生,所以对轴向压缩变形的冲击能量吸收量提高。

0.40×(hi1+ho1)≦ho1≦0.60×(hi1+ho1)…(a)

第一区域14优选为前纵梁31的前端部31a与从前端部31a向后方离开400mm以下的位置之间的区域。由此,能够避免在外向凸缘8a及13a的焊接部发生焊点断裂,其结果,能够避免冲击能量吸收量下降。

第二区域16优先为存在于从前端部31a离开150mm以上的位置的后方的区域。由此,不仅能够有效地安装发动机44,而且还能够使前纵梁31在碰撞时有效地弯曲,提高冲击能量吸收量。

进而,在第二区域16中,优选满足下述关系式(d)或关系式(e)。由此,不仅能够有效地安装发动机44,而且还能够使前纵梁31在碰撞时有效地弯曲,提高冲击能量吸收量。

0≦hi2≦0.40×(hi2+ho2)

·····(d)

0≦ho2≦0.40×(hi2+ho2)

·····(e)

进而,与第一实施方式同样,前纵梁31的接合部的接合构造也可以具有与参照图9A及图9B进行了说明的变形例相同的构造。

在以上的说明中,例示的是前纵梁内板32的外向凸缘8a及8b和前纵梁外板33的外向凸缘13a及13b在第二区域16中配置于车外侧的情况下,但在这些外向凸缘8a、8b、13a及13b配置于车内侧的情况下,只要使用具有跨过外向凸缘8a、8b、13a及13b而到达纵壁的形状的发动机安装支架即可。

[第三实施方式]

接着,对本发明的第三实施方式进行说明。在第三实施方式中,作为本发明的汽车部件,例示的是作为汽车车身的骨架部件的下边梁。该下边梁具有下边梁内板作为内板,并具有下边梁外板作为外板。

图12A是本发明第三实施方式的下边梁100的俯视图。图12B是图12A所示的下边梁100的E-E向视剖面图。如图12A及图12B所示,下边梁100具有下边梁外板110和下边梁内板120。下边梁外板110及下边梁内板120是由高张力钢板构成的帽型钢。

下边梁外板110具有顶板111、一对纵壁112及113、一对外向凸缘114及115。这些顶板111、纵壁112及113、外向凸缘114及115分别是向下边梁100的材料轴向(长度方向)延伸的矩形平板。

如图12B所示,在垂直于其材料轴向的剖面上观察下边梁100时,纵壁112的一个宽度方向端部以顶板111和纵壁112之间的角度成为大致直角的方式与顶板111的一个宽度方向端部连接。同样,纵壁113的一个宽度方向端部以顶板111和纵壁113之间的角度成为大致直角的方式与顶板111的另一个宽度方向端部连接。

此外,在通过对一块钢板进行压力加工而形成下边梁外板110的情况下,在顶板111和纵壁112的连接部位、顶板111和纵壁113的连接部位存在第一实施方式所述的棱线,但在图12B中省略了图示。

另外,如图12B所示,在垂直于其材料轴向的剖面上观察下边梁100时,外向凸缘114的一个宽度方向端部以纵壁112和外向凸缘114之间的角度成为大致直角且外向凸缘114从纵壁112向下边梁100的外侧突出的方式与纵壁112的另一个宽度方向端部连接。

同样,外向凸缘115的一个宽度方向端部以纵壁113和外向凸缘115之间的角度成为大致直角且外向凸缘115从纵壁113向下边梁100的外侧突出的方式与纵壁113的另一个宽度方向端部连接。

此外,在通过对一块钢板进行压力加工而形成下边梁外板110的情况下,在纵壁112和外向凸缘114的连接部位、以及纵壁113和外向凸缘115的连接部位存在第一实施方式所述的曲线部,但在图12B中省略了图示。

纵壁112及113的长度和外向凸缘114及115的长度与顶板111的长度相同。纵壁112的宽度(相当于第一实施方式所述的“纵壁的高度”)与纵壁113的宽度相同。外向凸缘114的宽度与外向凸缘115的宽度相同。

下边梁内板120具有顶板121、一对纵壁122及123、一对外向凸缘124及125。这些顶板121、纵壁122及123、外向凸缘124及125分别是向下边梁100的材料轴向延伸的矩形平板。

如图12B所示,在垂直于其材料轴向的剖面上观察下边梁100时,顶板121与顶板111相对。顶板121的长度及宽度与顶板111的长度及宽度相同。纵壁122的一个宽度方向端部以顶板121和纵壁122之间的角度成为大致直角的方式与顶板121的一个宽度方向端部连接。同样,纵壁123的一个宽度方向端部以顶板121和纵壁123之间的角度成为大致直角的方式与顶板121的另一个宽度方向端部连接。

此外,在通过对一块钢板进行压力加工而形成下边梁内板120的情况下,在顶板121和纵壁122的连接部位、以及顶板121和纵壁123的连接部位都存在第一实施方式所述的棱线,但在图12B中省略了图示。

另外,如图12B所示,在垂直于其材料轴向的剖面上观察下边梁100时,外向凸缘124的一个宽度方向端部以纵壁122和外向凸缘124之间的角度成为大致直角且外向凸缘124从纵壁122向下边梁100的外侧突出的方式与纵壁122的另一个宽度方向端部连接。

同样,外向凸缘125的一个宽度方向端部以纵壁123和外向凸缘125之间的角度成为大致直角且外向凸缘125从纵壁123向下边梁100的外侧突出的方式与纵壁123的另一个宽度方向端部连接。

此外,在通过对一块钢板进行压力加工而形成下边梁内板120的情况下,在纵壁122和外向凸缘124的连接部位、以及纵壁123和外向凸缘125的连接部位存在第一实施方式所述的曲线部,但在图12B中省略了图示。

纵壁122及123的长度和外向凸缘124及125的长度与顶板121的长度相同。纵壁122的宽度与纵壁123的宽度相同。外向凸缘124的宽度与外向凸缘125的宽度相同。外向凸缘124及125的宽度与外向凸缘114及115的宽度相同。

如上所述,下边梁外板110及下边梁内板120分别具有帽形的截面形状。在下边梁外板110的外向凸缘114及115和下边梁内板120的外向凸缘124及125在重合的状态下,通过电阻点焊等进行接合。

在下述说明中,将下边梁外板110的纵壁112及113的高度(宽度)定义为外侧高度ho,并且将下边梁内板120的纵壁122及123的高度(宽度)定义为内侧高度hi。

另外,将下边梁外板110的拉伸强度定义为TSo(MPa),将板厚定义为to(mm),并且,将下边梁内板120的拉伸强度定义为TSi(MPa),将板厚定义为ti(mm)。

在第三实施方式的下边梁100中,外侧高度ho及内侧高度hi分别在下边梁100的长度方向上为恒定的值,且外侧高度ho比内侧高度hi大。在这种下边梁100中,以满足下述关系式(f)的方式设定下边梁外板110的拉伸强度TSo及板厚to、以及下边梁内板120的拉伸强度TSi及板厚ti。

TSo×to<TSi×ti…(f)

根据具有上述结构的第三实施方式的下边梁100,与第一实施方式的下边梁1同样,能够同时提高对轴向压缩变形的冲击能量吸收量和对三点弯曲变形的冲击能量吸收量。下面,对其理由进行说明。

如图13A所示,准备模拟第三实施方式的下边梁100而制成的试样200,与第一实施方式同样地进行轴向压缩变形的分析试验。即,在该试验中,在固定了试样200的下端部之后,对于试样200的上端部,使平板状的刚体300在相对于试样200的宽度方向倾斜了10°的状态下碰撞。在此,调整刚体300的倾斜状态,从而相较于浅凹侧的帽形板220(纵壁的高度小的下边梁内板),使刚体300先与深凹侧的帽形板(纵壁高度大的帽形的下边梁外板)碰撞。刚体300相对于试样200的碰撞速度设为20km/h。

在将浅凹侧的帽形板(下边梁内板)220的拉伸强度TSi固定为780(MPa)且将板厚ti固定为1.4(mm)的条件下,按照表2所示的组合来设定深凹侧的帽形板(下边梁外板)210的拉伸强度TSo及板厚to的组合。在上述碰撞条件下,使刚体300与采用了表2所示的组合的试样200碰撞,调查有无焊点断裂。

表2表示有无焊点断裂的调查结果。另外,图13B是基于表2将深凹侧的帽形板(下边梁外板)210的拉伸强度TSo及板厚to的乘积值(TSo×to)和板厚to之间的对应关系可视化而得到的图。

[表2]

如图13B所示,判明了在深凹侧的帽形板(下边梁外板)210的拉伸强度TSo及板厚to的乘积值(TSo×to)在浅凹侧的帽形板(下边梁内板)220的拉伸强度TSi及板厚ti的乘积值(TSi×ti=1092(MPa·mm)固定)以上的情况下,将会发生焊点断裂,对轴向压缩变形的冲击能量吸收量EA会下降。

另一方面,判明了在深凹侧的帽形板(下边梁外板)210的拉伸强度TSo及板厚to的乘积值(TSo×to)比浅凹侧的帽形板(下边梁内板)220的拉伸强度TSi及板厚ti的乘积值(TSi×ti=1092(MPa·mm)固定)小的情况下,不会发生焊点断裂,而且对轴向压缩变形的冲击能量吸收量EA也不会下降。

由如上所述的分析结果可知,在下边梁100的外侧高度ho比内侧高度hi大的情况下,通过以满足上述关系式(f)的方式设定下边梁外板110的拉伸强度TSo及板厚to、以及下边梁内板120的拉伸强度TSi及板厚ti,在包含小重叠碰撞的前面碰撞时或后面碰撞时,即使在下边梁100产生了轴向压缩变形的情况下,也能够抑制焊点断裂的发生,其结果是,能够提高下边梁100对轴向压缩变形的冲击能量吸收量。

另外,由于下边梁100的结构与第一实施方式的下边梁1的第二区域16的结构相同,因此根据下边梁100,也能够提高对在侧面碰撞时产生的三点弯曲变形的冲击能量吸收量。

此外,在上述第三实施方式中,例示的是外侧高度ho及内侧高度hi分别在下边梁100的长度方向上为恒定的值,且外侧高度ho比内侧高度hi大的情况,但例如在外侧高度ho及内侧高度hi分别在下边梁的长度方向上为恒定的值且外侧高度ho比内侧高度hi小的情况下,只要以满足下述关系式(g)的方式设定下边梁外板的拉伸强度TSo及板厚to、以及下边梁内板的拉伸强度TSi及板厚ti即可。

TSo×to>TSi×ti…(g)

另外,在上述第三实施方式中,作为汽车部件,例示的是下边梁100,但汽车部件也可以为前纵梁。在这种情况下,前纵梁具有与上述的下边梁外板110相同的结构的前纵梁外板作为外板,并且具有与上述的下边梁内板120相同的结构的前纵梁内板作为内板。

[第四实施方式]

图14是表示本发明第四实施方式的下边梁1A的概略结构的俯视图。第四实施方式的下边梁1A具备具有与第一实施方式相同结构的下边梁内板2及下边梁外板3。因此,下面,仅对第四实施方式的下边梁1A的结构中的与第一实施方式的下边梁1的结构不同的方面进行说明。

另外,以下,在下边梁1A中,将下边梁外板3的拉伸强度定义为TSo(MPa)及将板厚定义为to(mm),将下边梁内板2的拉伸强度定义为TSi(MPa)及将板厚定义为ti(mm)。

如图14所示,与第一实施方式的下边梁1同样,在下边梁1A中,第二区域外侧高度ho2也比第二区域内侧高度hi2大。在这种下边梁1A中,以满足下述关系式(f)的方式设定下边梁外板3的拉伸强度TSo及板厚to、以及下边梁内板2的拉伸强度TSi及板厚ti。

TSo×to<TSi×ti…(f)

根据具有上述结构的第四实施方式的下边梁1A,由于具备第一实施方式及第三实施方式双方的特征,因此通过两者的相乘效果,能够更有效地提高对三点弯曲变形及轴向压缩变形的冲击能量吸收量。

[第五实施方式]

图15是表示本发明第五实施方式的前纵梁31A的概略结构的俯视图。第五实施方式的前纵梁31A具备具有与第二实施方式相同结构的前纵梁内板32及前纵梁外板33。因此,下面,仅对第五实施方式的前纵梁31A的结构中的与第二实施方式的前纵梁31的结构不同的方面进行说明。

另外,以下,在前纵梁31A中,将前纵梁外板33的拉伸强度定义为TSo(MPa),将板厚定义为to(mm),将前纵梁内板32的拉伸强度定义为TSi(MPa),将板厚定义为ti(mm)。

如图15所示,与第二实施方式的前纵梁31同样,在前纵梁31A中,第二区域外侧高度ho2也比第二区域内侧高度hi2小。在这种前纵梁31A中,以满足下述关系式(g)的方式设定前纵梁外板33的拉伸强度TSo及板厚to、以及前纵梁内板32的拉伸强度TSi及板厚ti。

TSo×to>TSi×ti…(g)

根据具有上述结构的第五实施方式的前纵梁31A,由于具备第二实施方式及第三实施方式双方的特征,因此通过两者的相乘效果,在能够维持发动机安装支架的搭载性的同时,还能够更有效地抑制前面碰撞时的焊点断裂的发生。

以上,对本发明的第一~第五实施方式进行了说明,但各实施方式所述的汽车部件(下边梁及前纵梁)也可以由通过焊接(例如,对接焊接)将板厚及拉伸强度等不同的多种钢板在原材料的状态下一体化而成的拼焊板(TWB,テーラードウェルドブランク)、或在制造原材料时通过变更轧辊的间隔而使板厚变化而成的连续变截面辊轧板(TRB,テーラードロールドブランク)、或TWB及TRB这两者的组合来形成。

附图标记说明

1、1A 下边梁

2 下边梁内板

3 下边梁外板

6a、6b 纵壁

11a、11b 纵壁

14 第一区域

15 第一过渡区域

16 第二区域

17 第二过渡区域

18 第三区域

19 A柱下部

20 B柱

21 后轮拱外板

31、31A 前纵梁

32 前纵梁内板

33 前纵梁外板

44 横置的发动机

46 发动机安装支架

100 下边梁

110 下边梁外板

120 下边梁内板

111、121 顶板

112、113 纵壁

122、123 纵壁

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