汽车车身用结构构件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车车身用结构构件，特别涉及一种通过对钢板制的成型材料进行压制成型而获得的汽车车身用结构构件。
【背景技术】
[0002]汽车的车身的主要结构构件主要包括沿着车身的前后方向配置的车长构件和沿着车身的宽度方向配置的车宽构件。该车长构件以及车宽构件通常借助形成于车长构件以及车宽构件中的任一构件的端部的凸缘与另一构件相接合，而起到确保车身所需的刚度、承担冲突时的载荷的作用。
[0003]对于该车长构件以及车宽构件等结构构件，要求轴线方向上的载荷传递特性、弯曲刚度、扭转刚度较高等。轴线方向上的载荷传递特性较高即是指构件因作用于轴线方向的载荷而产生的变形较小。弯曲刚度或扭转刚度较高即是指构件相对于使长度方向轴线弯曲的弯矩的变形较小，或构件的相对于绕长度方向轴线的扭矩的扭转角较小。近年，从谋求车身的轻量化、提高碰撞安全性的观点来看，结构构件的原材料倾向于使用拉伸强度在390MPa以上的高张力钢板(高强度钢板或高强度钢)。
[0004]例如，用于加强车身地板的地板横梁具有大致槽形的横截面形状，并借助形成于其两端部的向外凸缘与侧梁等车长构件相接合。对于该地板横梁，提高与其他的构件之间的接合强度、刚度，从而确保车身的刚度、承受冲击载荷时的载荷传递性能是十分重要的。因此，不能单一地提高材料强度，而是需要通过对构件的形状加以研究，从而提高承受冲击载荷时的载荷传递特性、刚度。
[0005]在此，在专利文献I中，公开了一种利用压制成型制造的汽车车身用的结构构件，该结构构件在整体上具有大致槽形的横截面形状，在横截面中的相当于槽底的帽形顶部具有槽状的台阶。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献I:日本特开2004-181502号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]像专利文献I所公开的汽车车身用的结构构件那样，在帽形顶部设有槽状的台阶(以下简称为“槽部”。)的情况下，可考虑为承担载荷的棱线增加，从而压制成型体的吸收能量增加。然而，在具有大致槽形的横截面形状的结构构件中，若仅在顶板部单一地形成槽部，则存在无法获得提高能量吸收效率的效果的情况。
[0011]图24表示在顶板部形成有槽部的具有大致槽形截面的结构构件在轴线方向上受到碰撞载荷而变形的情况。图24针对每个变形行程示出了结构构件变形的情况。如图15的(C)所示，该结构构件在顶板部具有槽部，另一方面，在长度方向上的端部处的沿着棱线部延伸的范围不具有向外凸缘。如该图24所示，即使在结构构件具有槽部的情况下，也存在如下情况:随着受到较大的碰撞载荷而使变形行程变大，结构构件朝向形状刚度相对较低的下方侧即大致槽形的截面的开口侧弯折。若结构构件弯折，则无法获得吸收能量的增大效果O
[0012]本发明的目的在于提供一种汽车车身用的结构构件，其是在顶板部具有槽部的大致槽形截面的结构构件，其有效地发挥通过设置槽部而提高能量吸收效率的效果，且其载荷传递特性、刚度优异。
[0013]用于解决问题的方案
[0014]为了解决所述课题，根据本发明的一技术方案，提供一种汽车车身用结构构件，该汽车车身用结构构件由钢板制的压制成型体形成，以沿着预定方向延伸的方式形成且具有顶板部、与所述顶板部相连续的棱线部以及与所述棱线部相连续的纵壁部，与所述预定方向交叉的截面形成为大致槽形截面，其中，该汽车车身用结构构件包括:至少一个槽部，其在所述顶板部以沿着所述预定方向延伸的方式形成；以及向外凸缘，其形成于所述预定方向上的端部处的至少所述棱线部的范围，根据所述槽部的宽度以及所述钢板的板厚来设定所述槽部的深度。
[0015]另外，优选的是，所述预定方向的端部处的、所述槽部的深度(h)、所述槽部的宽度(W)、所述钢板的板厚(t)满足以下的关系，
[0016]0.2XHo<h<3.0XHo
[0017]其中，Ho=(0.037t-0.25)Xw_5.7t+29.2。
[0018]另外，优选的是，所述钢板是拉伸强度为390MPa以上的高张力钢板。
[0019]另外，优选的是，所述钢板是拉伸强度为590MPa以上的高张力钢板。
[0020]另外，优选的是，所述钢板是拉伸强度为980MPa以上的高张力钢板。
[0021]另外，优选的是，所述向外凸缘为在所述预定方向的端部处在所述棱线部、所述顶板部的至少一部分、所述纵壁部的至少一部分所成的范围内连续地形成的向外连续凸缘。
[0022]另外，优选的是，在所述预定方向的端部，在所述槽部的范围具有向外凸缘。
[0023]另外，优选的是，所述汽车车身用结构构件借助所述向外凸缘利用电阻点焊、激光穿透焊、电弧角焊或粘接剂的粘接与其他的构件相接合，或者利用组合使用了该电阻点焊、激光穿透焊、电弧角焊或粘接剂的粘接的接合与其他的构件相接合。
[0024]发明的效果
[0025]采用本发明，结构构件至少在棱线部的端部具有向外凸缘，从而提高碰撞初期的吸收能量。另外，由于结构构件在顶板部具有槽部，而且至少在棱线部的端部具有向外凸缘，因此，能够抑制碰撞中期以后的结构构件的弯折，有效地发挥通过设有槽部而得到的吸收能量效果。
[0026]另外，本发明的结构构件至少在棱线部的端部具有向外凸缘，因此，能够以与板厚和槽部的宽度相对应的有效的深度设置槽部。因而，即使在对压制成型相对较困难的高张力钢板进行压制成型的情况下，也能够容易地形成能够提高能量吸收效率的期望的深度的槽部，而能够以较高的成品率获得载荷传递特性和刚度优异的结构构件。
[0027]另外，本发明的结构构件在端部的至少棱线部的范围具有向外凸缘，因此，能够使结构构件借助该向外凸缘或其附近的凸缘与其他的构件相接合。因而，载荷传递特性和刚度进一步提尚。
【附图说明】
[0028]图1是表示本发明的实施方式的结构构件的形状的立体图。
[0029]图2的(a)是从轴线方向观察本实施方式的结构构件而得到的图，图2的(b)是表示结构构件的其他的结构例的图。
[0030]图3是表示用于制造结构构件的压制成型装置的剖视图。
[0031]图4的(a)是表示冲模的立体图，图4的(b)是表示棱线压料垫的立体图，图4的(C)是表示冲头的立体图。
[0032]图5的(a)是表示包括以往的压料垫的压制成型装置的剖视图，图5的(b)是表示利用以往的压料垫约束成型材料的情况的说明图。
[0033]图6是表示利用棱线压料垫约束成型材料的情况的说明图。
[0034]图7的(a)是表示解析I中使用的展开坯料的形状的整体平面图，图7的(b)是展开坯料的长度方向上的端部的放大平面图。
[0035]图8的(a)是解析I中使用的结构构件的俯视图，图8的(b)是从轴线方向上方侧观察到的图。
[0036]图9是表示解析I中使用的结构构件的尺寸的说明图。
[0037]图10是表示解析I中的第I压制成型所使用的压制成型装置的立体图。
[0038]图11是表示解析I中的第I压制成型的说明图。
[0039]图12是表示解析I中的第2压制成型所使用的压制成型装置的立体图。
[0040 ]图13是表示解析I中的第2压制成型的说明图。
[0041]图14的(a)是表示中间成型体中的、棱线部凸缘的边缘附近的板厚减小率的最大值以及棱线部凸缘的根部附近的板厚减小率的最小值的说明图，图14的(b)是表示结构构件中的、棱线部凸缘的边缘附近的板厚减小率的最大值以及棱线部凸缘的根部附近的板厚减小率的最小值的说明图。
[0042]图15的(a)是表示解析2所使用的本实施方式的结构构件的解析模型的主视图，图15的(b)是表示比较例I的解析模型的主视图，图15的(C)是表示比较例2的解析模型的主视图。
[0043]图16是表示解析2中使用的各解析模型的形状的侧视图。
[0044]图17是表示在解析2中获得的轴线方向载荷-行程特性的曲线图。
[0045]图18是表示解析2中获得的能量吸收量-行程特性的曲线图。
[0046]图19的(a)是表示在解析3中使用钢板340HR获得的比较例2的解析模型的能量吸收量-行程特性的曲线图，图19的(b)是表示在解析3中使用钢板340HR获得的本实施方式的结构构件的解析模型的能量吸收量-行程特性的曲线图。
[0047]图20是表示在解析3中使用钢板340HR获得的能量吸收量-槽深度特性的曲线图。
[0048]图21的(a)是表示在解析3中使用钢板980Y获得的比较例2的解析模型的能量吸收量-行程特性的曲线图，图21的(b)是表示在解析3中使用钢板980Y获得的本实施方式的结构构件的解析模型的能量吸收量-行程特性的曲线图。
[0049]图22是表示在解析3中使用钢板980Y获得的能量吸收量-槽深度特性的曲线图。
[0050]图23是表示在解析3中获得的能量吸收量的无量纲化值-槽深度特性的曲线图。
[0051]图24的(a)?图24的(e)是表示比较例2的解析模型变形的情况的说明图。
[0052]图25的(a)?图25的(e)是表示本实施方式的结构构件的解析模型变形的情况的说明图。
【具体实施方式】
[0053]以下，参照附图详细地说明本发明的适宜的实施方式。另外，在本说明书以及附图中，对实质上具有相同的功能结构的结构要素标注相同的附图标记，并省略重复说明。
[0054]1.汽车车身用结构构件
[0055]1-1.结构例
[0056]图1是表示本实施方式的汽车车身用的结构构件(第I构件)2的一个例子的说明图。另外，图2的(a)是沿轴线方向观察本实施方式的结构构件(第I构件)2而得到的图，表示图1的A向视图。
[0057]第I构件2与第2构件3相结合从而构成接合结构体I。第I构件2为钢板制的压制成型体，以沿着图1中箭头X所