汽车部件的制作方法

文档序号:15732326发布日期:2018-10-23 20:53阅读:177来源:国知局
汽车部件的制作方法

本发明涉及一种汽车部件。

本申请基于2016年2月19日在日本提交的特愿2016-030224号且主张优先权,并将其内容援用于此。



背景技术:

具有所谓承载式构造的汽车车身的车身本体大多具备平台、左右的车身侧部、以及设置于车身本体前部的发动机室。平台具有地板。左右的车身侧部安装于平台的两侧。发动机室作为其构成部件而具有前侧梁。

车身侧部具有A柱、B柱、上边梁侧部以及边梁(踢脚板)。上边梁侧部焊接于A柱以及B柱各自的上端部。在汽车部件的焊接中,主要使用电阻点焊(以下,简称为点焊)以及激光焊接等。边梁焊接于A柱以及B柱各自的下端部以及后轮外罩的前端部。

一般情况下,边梁具备朝向车辆内侧配置的边梁内板以及朝向车辆外侧配置的边梁外板。边梁内板以及边梁外板分别是具有帽形的横截面形状的部件,且具有腹板、第1凸缘、第2凸缘、连接于腹板与第1凸缘之间的第1壁部、以及连接于腹板与第2凸缘之间的第2壁部。

而且,边梁外板的第1凸缘与边梁内板的第1凸缘通过点焊而焊接。此外,边梁外板的第2凸缘与边梁内板的第2凸缘通过点焊而焊接。由此,制造出中空矩形截面的一体的边梁。即,如此制造出的边梁是在内部具有截面矩形状的封闭空间的长条且中空的筒状体。

边梁经由形成在前地板的两侧的朝上凸缘通过点焊而焊接于地板。并且,在车辆的行驶中,通过边梁来抑制由地板的弹性变形引起的挠曲。这样,边梁对车身本体赋予所期望的弯曲刚性以及扭转刚性。进而,在车辆的碰撞时,边梁还起到由于冲击载荷的输入而变形来吸收冲击能量的作用。

边梁是主要在侧面碰撞时通过产生所谓的三点弯曲变形来吸收冲击能量的汽车部件。因此,以往,将提高针对三点弯曲变形的冲击能量吸收量(EA)作为主要的设计目标,而进行边梁的设计以及开发。

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碰撞(SOI)的前面碰撞试验或者后面碰撞试验。在小重叠前面碰撞试验中,以使车辆前端部的车宽整体25%的部位与固定屏障撞击的方式,使车辆以时速64km/h行驶而与固定屏障碰撞。

在这样的小重叠前面碰撞中,设置于车辆前部的冲击吸收构造(例如前侧梁等)的外侧与固定屏障碰撞,因此,难以通过车辆前部的冲击吸收构造来充分地吸收冲击能量。

但是,作为小重叠前面碰撞试验的结果,判明了由于在碰撞时边梁产生轴向压坏变形,因此冲击能量被边梁吸收。因此,从提高车辆的碰撞安全性能的观点出发,对于近年来的边梁,强烈要求提高针对三点弯曲变形以及轴向压坏变形这两个不同的变形模式的冲击能量吸收量。

然而,在伴随着轴向压坏变形的碰撞时,有时分别以边梁与A柱下部之间的焊接部、边梁与B柱之间的焊接部以及边梁与轮外罩之间的焊接部为起点,在边梁产生早期的断裂(点断裂)。在该情况下,可以认为由于该点断裂的原因而边梁的轴向压坏变形的冲击能量吸收量降低。

另外,所谓点断裂是指存在于例示为边梁的部件的多个点焊部、即通过点焊而形成的多个熔融凝固部(以下,也称作“熔核”)断裂的现象。例如,存在于边梁的多个熔核有时按照接近长边方向端部(冲击载荷所输入的端部)的顺序依次断裂,而边梁内板从边梁外板剥离。

在前侧梁中也产生同样的点断裂。一般情况下,前侧梁具备朝向车辆内侧配置的帽形板以及朝向车辆外侧配置的平板状的封闭板。并且,封闭板通过点焊而焊接于帽形板的一对凸缘(第1凸缘以及第2凸缘),由此制造出中空矩形截面的一体的前侧梁。即,如此制造的前侧梁与上述的边梁相同,是在内部具有截面矩形状的封闭空间的长条且中空的筒状体。

前侧梁配置在发动机室内,起到对车身本体赋予所期望的弯曲刚性以及扭转刚性,并且支承发动机等重物以及悬架等重要构件的作用。此外,在车辆的前面碰撞时,前侧梁也起到通过经由配置于其前端部的前碰撞吸能盒输入的冲击载荷而弯曲变形来吸收碰撞能量的作用。但是,在前面碰撞时,存在于前侧梁的多个点焊部(熔核)有时按照接近前侧梁的长边方向端部(冲击载荷所输入的端部)的顺序依次断裂,封闭板从帽形板剥离。可以认为由于这样的点断裂的原因而前侧梁的冲击能量吸收量降低。

此处,在下述专利文献1以及2中公开了具有在输入了基于前面碰撞的冲击载荷时能够有效地吸收冲击能量的构造的汽车部件。专利文献1所公开的汽车部件具有接合凸缘的宽度方向位置沿着其长边方向变化的构造。此外,专利文献2所公开的汽车部件具有沿着其长边方向设置有弯曲部位并且包含凸缘的截面形状沿着长边方向变化的构造。

此外,在下述专利文献3中,作为现有例公开了作为加强部件而在内部焊接了单一的隔板的闭合截面部件。

此外,在下述专利文献4中公开了如下的接合构造部件:以跨越形成闭合截面接合构造部件的两个或者三个以上的构成部件的对接部位的方式,设置了单一的加强板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平6-135355号公报

专利文献2:日本特开2014-40209号公报

专利文献3:日本实开昭59-182472号公报

专利文献4:日本特开平9-295160号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

但是,在专利文献1以及2所公开的汽车部件的构造中,帽形板以及封闭板的形状非常复杂。因此,在通过冲压成型来制造这些部件时,容易产生裂纹以及褶皱等成型不良,其结果,汽车部件的制造合格率有可能会降低。

此外,在专利文献3中作为现有例公开的闭合截面部件中,在内部设置有单一的隔板,因此,在产生了上述的轴向压坏变形的情况下,例如隔板无法追随外板与内板的两个重合部各自的变形而进行变形,作为结果,隔板与外板的接合部以及隔板与内板的接合部容易断裂。因此,难以抑制冲击能量吸收量的降低。此外,由于与上述相同的理由,在专利文献4所公开的接合构造部件中,在产生了上述的轴向压坏变形的情况下,加强板与闭合截面接合构造部件的接合部也容易断裂。因此,难以抑制冲击能量吸收量的降低。

本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种汽车部件,能够不降低制造合格率地进行制造,且能够抑制由点断裂引起的冲击能量吸收量的降低。

用于解决课题的手段

本发明为了解决上述课题而采用以下手段。

(1)本发明的一个方式所涉及的汽车部件为,在一个方向上较长,且与长边方向垂直的截面为中空截面,该汽车部件具备:帽形的第1部件,具有第1凸缘、第2凸缘、从上述第1凸缘立起的第1壁部、从上述第2凸缘立起的第2壁部、以及连接上述第1壁部与上述第2壁部的腹板;第2部件,点状接合于上述第1凸缘以及上述第2凸缘;第1接合板,与上述第1壁部的内壁面以及上述第2部件的内壁面接合;以及第2接合板,与上述第2壁部的内壁面以及上述第2部件的内壁面接合,上述第1凸缘与上述第2部件经由沿着上述长边方向形成的多个第1熔融凝固部接合,上述第1接合板与上述第1壁部的内壁面经由第2熔融凝固部接合,上述第1接合板与上述第2部件的内壁面经由第3熔融凝固部接合,上述第2熔融凝固部的至少一部分以及上述第3熔融凝固部的至少一部分位于在上述长边方向上相互相邻的两个上述第1熔融凝固部之间的区域。

另外,上述的点状接合是包括作为电阻焊接的点焊、圆形、长圆形、椭圆形、C字形或者多重圆形等焊接部的最大直径为15mm以下的激光焊接、圆形、长圆形、椭圆形、C字形或者多重圆形等粘接部的最大直径为15mm以下的粘接剂接合、以及圆形、长圆形、椭圆形、C字形或者多重圆形等焊接部的最大直径为15mm以下的电弧焊接的概念。

(2)在上述(1)所记载的方式中也可以为,上述第2熔融凝固部以及上述第3熔融凝固部形成为点状。

(3)在上述(2)所记载的方式中也可以为,上述长边方向上的上述第2熔融凝固部的位置与上述第3熔融凝固部的位置相互相同。

(4)在上述(3)所记载的方式中也可以为,当将在上述长边方向上相互相邻的两个上述第1熔融凝固部之间的最短距离设为Lf1时,在从相互相邻的两个上述第1熔融凝固部之间的中点朝上述长边方向的一侧离开0.8×Lf1/2的位置与从上述中点朝上述长边方向的另一侧离开0.8×Lf1/2的位置之间的区域,配置有上述第2熔融凝固部以及上述第3熔融凝固部。

(5)在上述(1)所记载的方式中也可以为,上述第2熔融凝固部以及上述第3熔融凝固部形成为焊道状。

(6)在上述(1)~(5)任一项所记载的方式中,也可以如以下那样构成:上述第2凸缘与上述第2部件经由沿着上述长边方向形成的多个第4熔融凝固部接合,上述第2接合板与上述第2壁部的内壁面经由第5熔融凝固部接合,上述第2接合板与上述第2部件的内壁面经由第6熔融凝固部接合,上述第5熔融凝固部的至少一部分以及上述第6熔融凝固部的至少一部分位于在上述长边方向上相互相邻的两个上述第4熔融凝固部之间的区域。

(7)在上述(6)所记载的方式中也可以为,上述长边方向上的上述第5熔融凝固部的位置与上述第6熔融凝固部的位置相互相同。

(8)在上述(7)所记载的方式中也可以为,在将在上述长边方向上相互相邻的两个上述第4熔融凝固部之间的最短距离设为Lf2时,在从相互相邻的两个上述第4熔融凝固部之间的中点朝上述长边方向的一侧离开0.8×Lf2/2的位置与从上述中点朝上述长边方向的另一侧离开0.8×Lf2/2的位置之间的区域,配置有上述第5熔融凝固部以及上述第6熔融凝固部。

(9)在上述(6)所记载的方式中也可以为,上述第5熔融凝固部以及上述第6熔融凝固部形成为焊道状。

(10)在上述(1)~(9)任一项所记载的方式中,也可以如以下那样构成:上述第2部件是具有第1凸缘、第2凸缘、从上述第1凸缘立起的第1壁部、从上述第2凸缘立起的第2壁部、以及连接上述第1壁部与上述第2壁部的腹板的帽形部件,上述第1部件的上述第1凸缘与上述第2部件的上述第1凸缘被点状接合,并且,上述第1部件的上述第2凸缘与上述第2部件的上述第2凸缘被点状接合,上述第1部件的上述第1壁部的宽度WL(mm)以及上述第2部件的上述第1壁部的宽度WS(mm)满足下述的式(a),上述第1接合板与上述第1部件的上述第1壁部以及上述第2部件的上述第1壁部接合,上述第2接合板与上述第1部件的上述第2壁部以及上述第2部件的上述第2壁部接合,

0<WS/WL<0.8……式(a)。

(11)在上述(1)~(9)任一项所记载的方式中,也可以如以下那样构成:上述第2部件是沿着上述长边方向延伸的矩形状的平板,且沿着上述第2部件的宽度方向被划分成第1凸缘接合部、第2凸缘接合部、以及上述第1凸缘接合部与上述第2凸缘接合部之间的中央接合部,上述第2部件的上述第1凸缘接合部与上述第1部件的上述第1凸缘被点状接合,并且,上述第2部件的上述第2凸缘接合部与上述第1部件的上述第2凸缘被点状接合,上述第1接合板是截面L形状的板材,且与上述第1部件的上述第1壁部以及上述第2部件的上述中央接合部接合,上述第2接合板是截面L形状的板材,且与第1部件的上述第2壁部以及上述第2部件的上述中央接合部接合。

(12)在上述(1)~(11)任一项所记载的方式中也可以为,上述第1接合板以及上述第2接合板从上述汽车部件的上述长边方向的一端部朝向另一端部以100mm以上600mm以下的长度延伸。

发明的效果

根据本发明的上述各方式,通过将第1接合板以及第2接合板与汽车部件的内壁面的特定部位接合,由此能够抑制伴随着轴向压坏变形的冲击载荷输入至汽车部件时的、按照接近冲击载荷所输入的端部的顺序产生的点断裂。即,根据本发明的上述各方式,无需将构成汽车部件的帽形的第1部件以及与该第1部件点状接合的第2部件冲压成型为复杂的形状,因此,能够提供一种汽车部件,能够不降低制造合格率地进行制造,且能够抑制由点断裂引起的冲击能量吸收量的降低。

附图说明

图1A是表示本发明的第1实施方式所涉及的边梁的俯视图。

图1B是图1A的A-A线截面图。

图1C是表示上述边梁的仰视图。

图2A是图1A的由符号C1表示的区域的放大图。

图2B是图1C的由符号C2表示的区域的放大图。

图3是表示上述边梁的第1变形例的俯视图。

图4是图1A的A-A线截面图,且是表示上述边梁的第2变形例的图。

图5是图1A的A-A线截面图,且是表示上述边梁的第3变形例的图。

图6是图1A的A-A线截面图,且是表示上述边梁的第4变形例的图。

图7是图1A的B-B线截面图,且是表示上述边梁的第5变形例的图。

图8A是表示本发明的第2实施方式所涉及的边梁的俯视图。

图8B是图8A的C-C线截面图。

图8C是表示上述边梁的仰视图。

图9是表示上述边梁的变形例的俯视图。

图10A是表示本发明的第3实施方式所涉及的前侧梁的俯视图。

图10B是图10A的D-D线截面图。

图10C是表示上述前侧梁的仰视图。

图11是从封闭板侧观察上述前侧梁的侧视图。

图12A是图10A的由符号C10表示的区域的放大图。

图12B是图10C的由符号C20表示的区域的放大图。

图13A是表示本发明的第4实施方式所涉及的前侧梁的俯视图。

图13B是图13A的E-E线截面图。

图13C是上述前侧梁的仰视图。

图14是从封闭板侧观察上述前侧梁的侧视图。

图15是为了验证边梁的冲击吸收性能而准备的5种边梁E1~E5的构成概要图。

图16是表示对于边梁的三点弯曲变形的冲击能量吸收量的分析方法的第1说明图。

图17是表示对于边梁的三点弯曲变形的冲击能量吸收量的分析方法的第2说明图。

图18是表示使比较例以及发明例的边梁产生了三点弯曲变形时的冲击能量吸收量EA(kJ)的分析结果的曲线图。

图19是表示朝对称帽构造的边梁输入了载荷时的变形的一例的示意图。

图20是表示朝不对称帽构造的边梁输入了载荷时的变形的一例的示意图。

图21是表示用于分析对于边梁的轴向压坏变形的冲击能量吸收量的各种条件的示意图。

图22是表示使比较例以及发明例的边梁产生了轴向压坏变形时的冲击能量吸收量EA(kJ)的分析结果的曲线图。

图23是为了验证前侧梁的冲击吸收性能而准备的4种前侧梁F1~F4的构成概要图。

图24是表示用于分析对于前侧梁的轴向压坏变形的冲击能量吸收量的各种条件的示意图。

图25是表示使比较例以及发明例的前侧梁产生了轴向压坏变形时的冲击能量吸收量EA(kJ)的分析结果的曲线图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的各实施方式以及变形例进行详细说明。另外,在本说明书以及附图中,对实质上具有相同的功能构成的构成要素标注相同的符号,由此省略重复说明。

[第1实施方式]

首先,对本发明的第1实施方式进行说明。在本实施方式中,作为本发明所涉及的汽车部件,例示汽车车身的骨架部件即边梁。图1A~图1C是表示本实施方式所涉及的边梁1的图。另外,图1A是俯视图,图1B是图1A的A-A线截面图,图1C是仰视图。

另外,在图1A的A-A线截面图即图1B中,不应当出现后述的第2熔融凝固部N2、第3熔融凝固部N3、第5熔融凝固部N5以及第6熔融凝固部N6,但为了容易理解截面中的各熔融凝固部(熔核)的配置关系,而在图1B中示出上述的熔融凝固部N2、N3、N5以及N6。

此外,在边梁1的俯视图即图1A中,不应当出现第1熔融凝固部N1、第2熔融凝固部N2以及第3熔融凝固部N3,但为了容易理解从上侧观察边梁1时的各熔融凝固部(熔核)的配置关系,而在图1A中示出各熔融凝固部N1、N2以及N3。

此外,在边梁1的仰视图即图1C中,不应当出现第4熔融凝固部N4、第5熔融凝固部N5以及第6熔融凝固部N6,但为了容易理解从下侧观察边梁1时的各熔融凝固部(熔核)的配置关系,而在图1C中示出各熔融凝固部N4、N5以及N6。

如图1A~图1C所示,边梁1是在内部具有截面矩形状的封闭空间的长条且中空的筒状体。即,边梁1为,与长边方向垂直的截面为中空截面。并且,边梁1具备朝向车辆外侧配置的边梁外板10(第1部件)、朝向车辆内侧配置的边梁内板20(第2部件)、第1连接板30(第1接合板)以及第2连接板40(第2接合板)。

边梁外板10是通过将高强度钢板冲压成型为帽形状而得到的帽形钢板。并且,该边梁外板10具备相互平行的一对凸缘(第1凸缘14以及第2凸缘15)、从这一对凸缘连续地立起的一对壁部(第1壁部12以及第2壁部13)、以及连接这一对壁部且与一对凸缘平行的腹板11。这些腹板11、第1壁部12、第2壁部13、第1凸缘14以及第2凸缘15是沿着边梁1的长边方向X延伸的矩形状的平坦的部位。

第1壁部12以第1凸缘14的短边方向与第1壁部12的短边方向正交的方式,从第1凸缘14的短边方向的一端缘垂直地立起。此外,第2壁部13以第2凸缘15的短边方向与第2壁部13的短边方向正交的方式,从第2凸缘15的短边方向的一端缘垂直地立起。

另外,在图1B中图示为第1壁部12相对于第1凸缘14直角地连续,但实际上第1壁部12相对于第1凸缘14经由具有规定的曲率半径(例如3~15mm)的弯角部而连续。同样,在图1B中图示为第2壁部13相对于第2凸缘15直角地连续,但实际上第2壁部13相对于第2凸缘15经由具有规定的曲率半径(例如3~15mm)的弯角部而连续。

腹板11以腹板11的短边方向相对于第1壁部12的短边方向以及第2壁部13的短边方向分别正交的方式将第1壁部12与第2壁部13连接。

另外,在图1B中图示为腹板11相对于第1壁部12以及第2壁部13直角地连接,但实际上腹板11经由具有规定的曲率半径(例如3~15mm)的弯角部将第1壁部12以及第2壁部13连接。

在如上述那样构成的边梁外板10中,第1凸缘14以及第2凸缘15分别朝向边梁1的宽度方向外侧。即,第1凸缘14以及第2凸缘15分别为朝外凸缘。此外,在本实施方式所涉及的边梁外板10中,第1壁部12的宽度(短边方向上的长度)与第2壁部13的宽度相同,第1凸缘14的宽度与第2凸缘15的宽度相同。另外,第1壁部12的宽度与第2壁部13的宽度也可以不同,第1凸缘14的宽度与第2凸缘15的宽度也可以不同。

边梁内板20是通过将高强度钢板冲压成型为帽形状而得到的帽形钢板,具备相互平行的一对凸缘(第1凸缘24以及第2凸缘25)、从这一对凸缘连续地立起的一对壁部(第1壁部22以及第2壁部23)、以及连接这一对壁部且与一对凸缘平行的腹板21。

这些腹板21、第1壁部22、第2壁部23、第1凸缘24以及第2凸缘25是沿着边梁1的长边方向X延伸的矩形状的平坦的部位。

第1壁部22以第1壁部22的短边方向与第1凸缘24的短边方向正交的方式,从第1凸缘24的短边方向的一端缘垂直地立起。此外,第2壁部23以第2壁部23的短边方向与第2凸缘25的短边方向正交的方式,从第2凸缘25的短边方向上的一端缘垂直地立起。

另外,在图1B中图示为第1壁部22相对于第1凸缘24直角地连续,但实际上第1壁部22相对于第1凸缘24经由具有规定的曲率半径(例如3~15mm)的弯角部而连续。同样地,在图1B中图示为第2壁部23相对于第2凸缘25直角地连续,但实际上第2壁部23相对于第2凸缘25经由具有规定的曲率半径(例如3~15mm)的弯角部而连续。

腹板21以腹板21的短边方向相对于第1壁部22的短边方向以及第2壁部23的短边方向分别正交的方式将第1壁部22与第2壁部23连接。

另外,在图1B中图示为腹板21相对于第1壁部22以及第2壁部23直角地连接,但实际上腹板21经由具有规定的曲率半径(例如3~15mm)的弯角部将第1壁部22以及第2壁部23连接。

在如上述那样构成的边梁内板20中,第1凸缘24以及第2凸缘25分别朝向边梁1的宽度方向外侧。即,第1凸缘24以及第2凸缘25分别为朝外凸缘。此外,在本实施方式所涉及的边梁内板20中,第1壁部22的宽度与第2壁部23的宽度相同,第1凸缘24的宽度与第2凸缘25的宽度相同。另外,第1壁部22的宽度与第2壁部23的宽度也可以不同,第1凸缘24的宽度与第2凸缘25的宽度也可以不同。

本实施方式所涉及的边梁内板20的长度以及板厚与边梁外板10的长度以及板厚相同。边梁内板20的腹板21的宽度与边梁外板10的腹板11的宽度相同。边梁内板20的第1凸缘24的宽度与边梁外板10的第1凸缘14的宽度相同。另外,边梁内板20的板厚、边梁外板10的板厚也可以互不相同。

在边梁1中,在边梁外板10的第1凸缘14与边梁内板20的第1凸缘24重合的状态下进行点焊,并且在边梁外板10的第2凸缘15与边梁内板20的第2凸缘25重合的状态下进行点焊。通过如此地接合边梁外板10与边梁内板20,由此在边梁1中,沿着长边方向X形成截面矩形状的封闭空间。换言之,在边梁1中,与长边方向X垂直的截面成为中空矩形截面。

另外,在对边梁外板10与边梁内板20进行点焊的情况下,当边梁外板10的板厚与边梁内板20的板厚相差较大时,基于与内部被冷却的点焊电极的接触的散热状态在边梁外板10与边梁内板20中不同。在该情况下,存在由于点焊而熔融凝固部偏靠板厚较大的一方而形成的情况,点焊部的质量有可能会降低。因此,从避免点焊部的质量降低的观点出发,优选边梁外板10的板厚与边梁内板20的板厚相同。

此外,在边梁外板10的强度(抗拉强度)与边梁内板20的强度不同的情况下,在产生了小重叠等的轴向压坏变形时,在接合部分容易产生剪切变形而点焊部容易断裂。因此,从这样的观点出发,优选边梁外板10的强度与边梁内板20的强度相同。

即,从上述两个观点出发,优选边梁外板10与边梁内板20为相同的钢板(抗拉强度以及板厚相同的钢板)。

第1连接板30是沿着长边方向X延伸的矩形状的平坦的钢板。另外,该第1连接板30并不限定于钢板,只要是能够进行点焊的板材即可。但是,从上述的抑制小重叠等的轴向压坏变形时的点焊部的断裂的观点出发,优选第1连接板30的强度与边梁外板10以及边梁内板20的强度相同。此外,从上述的避免点焊部的质量降低的观点出发,优选第1连接板30的板厚与边梁外板10以及边梁内板20的板厚相同。

即,优选第1连接板30是与边梁外板10以及边梁内板20相同的钢板。

第1连接板30在与边梁外板10的第1壁部12的内壁面以及边梁内板20的第1壁部22的内壁面抵接的状态下被点焊,而与这些内壁面接合。换言之,第1连接板30为,在从边梁1的宽度方向(凸缘的宽度方向)观察的情况下,以覆盖边梁外板10的第1凸缘14与边梁内板20的第1凸缘24的边界线的方式,通过点焊与边梁外板10的第1壁部12以及边梁内板20的第1壁部22接合。另外,第1连接板30不与腹板11以及21接触。即,在第1连接板30的宽度方向的两端面与腹板11以及21之间产生间隙。

此处,如上述那样,在壁部与腹板之间设置有具有规定的曲率半径(3~15mm)的弯角部,因此,为了将作为平坦的板材的第1连接板30焊接于壁部,必然会产生上述的间隙。此外,在第1连接板30成为平坦的板材的情况下,在碰撞变形时容易追随接合部位的变形而变形。即,通过产生上述的间隙,具有抑制第1连接板30的点焊断裂的优点。

在本公开中,所谓“内壁面”是指面向边梁1的内部空间(在本实施方式中为截面矩形状的封闭空间)的壁面。另外,内部空间的截面形状根据边梁1的形状来决定,并不限定于矩形。

第2连接板40是沿着长边方向X延伸的矩形状的平坦的钢板。另外,第2连接板40并不限定于钢板,只要是能够进行点焊的板材即可。但是,根据与第1连接板30相同的理由,优选第2连接板40是与边梁外板10以及边梁内板20相同的钢板。

第2连接板40在与边梁外板10的第2壁部13的内壁面以及边梁内板20的第2壁部23的内壁面抵接的状态下被点焊,而与这些内壁面接合。换言之,第2连接板40为,在从边梁1的宽度方向观察的情况下,以覆盖边梁外板10的第2凸缘15与边梁内板20的第2凸缘25的边界线的方式,通过点焊与边梁外板10的第2壁部13以及边梁内板20的第2壁部23接合。另外,第2连接板40不与腹板11以及21接触。即,在第2连接板40的宽度方向的两端面与腹板11以及21之间产生间隙。

如上所述,第1连接板30与边梁外板10的第1壁部12的内壁面以及边梁内板20的第1壁部22的内壁面接合。并且,第2连接板40与边梁外板10的第2壁部13的内壁面以及边梁内板20的第2壁部23的内壁面接合。因此,第1连接板30以及第2连接板40相互分离而不接触。通过相互分离而不接触,由此在碰撞变形时各连接板能够独立地与接合部位的变形相应地变形(能够追随接合部位的变形而变形),因此,难以产生连接板的点焊断裂。与此相对,假设在第1连接板30以及第2连接板40为一体的情况下,例如第1连接板30的变形会对第2连接板40的变形造成影响(在第1连接板30中产生的应力传递至第2连接板40),因此,容易产生第1连接板30以及第2连接板40的点焊断裂。

如图1A以及图1B所示,边梁外板10与边梁内板20通过点焊而接合的结果,在边梁外板10的第1凸缘14与边梁内板20的第1凸缘24的边界面BS1(重合面)上,沿着边梁1的长边方向X形成有多个点状的第1熔融凝固部N1(熔核)。换言之,第1凸缘14与第1凸缘24经由沿着边梁1的长边方向X形成的多个第1熔融凝固部N1接合。

此外,第1连接板30与边梁外板10的第1壁部12通过点焊而接合的结果,在第1连接板30与第1壁部12的内壁面的边界面BS2上,沿着边梁1的长边方向X形成有多个点状的第2熔融凝固部N2(熔核)。换言之,第1连接板30与第1壁部12的内壁面经由沿着边梁1的长边方向X形成的多个第2熔融凝固部N2接合。

进而,第1连接板30与边梁内板20的第1壁部22通过点焊而接合的结果,在第1连接板30与第1壁部22的内壁面的边界面BS3中,沿着边梁1的长边方向X形成有多个点状的第3熔融凝固部N3(熔核)。换言之,第1连接板30与第1壁部22的内壁面经由沿着边梁1的长边方向X形成的多个第3熔融凝固部N3接合。

另一方面,如图1B以及图1C所示,边梁外板10与边梁内板20通过点焊而接合的结果,在边梁外板10的第2凸缘15与边梁内板20的第2凸缘25的边界面BS4中,沿着边梁1的长边方向X形成有多个点状的第4熔融凝固部N4(熔核)。换言之,第2凸缘15与第2凸缘25经由沿着边梁1的长边方向X形成的多个第4熔融凝固部N4接合。

此外,第2连接板40与边梁外板10的第2壁部13通过点焊而接合的结果,在第2连接板40与第2壁部13的内壁面的边界面BS5上,沿着边梁1的长边方向X形成有多个点状的第5熔融凝固部N5(熔核)。换言之,第2连接板40与第2壁部13的内壁面经由沿着边梁1的长边方向X形成的多个第5熔融凝固部N5接合。

进而,第2连接板40与边梁内板20的第2壁部23通过点焊而接合的结果,在第2连接板40与第2壁部23的内壁面的边界面BS6上,沿着边梁1的长边方向X形成有多个点状的第6熔融凝固部N6(熔核)。换言之,第2连接板40与第2壁部23的内壁面经由沿着边梁1的长边方向X形成的多个第6熔融凝固部N6接合。

第1连接板30以及第2连接板40也可以分别为,与边梁外板10以及边梁内板20相比长度(长边方向X上的全长)更短,且长边方向X上的一端面相对于边梁外板10以及边梁内板20的一端面(冲击载荷所输入的端部)成为齐平面。

另外,第1连接板30以及第2连接板40的长度可以与边梁外板10以及边梁内板20的长度相同,但从降低边梁1的重量以及制造成本的观点出发,优选设为所需最小限度。即,第1连接板30以及第2连接板40的长度优选为与伴随着轴向压坏变形的冲击载荷在边梁1内传播的范围相应的长度,例如优选为100mm以上600mm以下。此外,第1连接板30以及第2连接板40的长度相对于边梁1的全长优选为5~75%。

此外,从上述的观点出发,对于第1连接板30以及第2连接板40的宽度,也优选设为所需最小限度。并且,例如,优选将第1连接板30的宽度设为能够点焊于第1壁部12以及第1壁部22的最小宽度。此处,如上所述,在第1凸缘14与第1壁部12之间以及第1凸缘24与第1壁部22之间分别设置有具有规定的曲率半径的弯角部(未图示)。并且,用于点焊的点焊电极的主体的直径为15mm程度。此外,当考虑到焊接部的熔核直径时,凸缘宽度需要为15mm程度。

考虑到这些,优选使第1连接板30的宽度尺寸等于第1凸缘14与第1壁部12之间的弯角部的曲率半径(mm)、第1凸缘24与第1壁部22之间的弯角部的曲率半径(mm)、以及30mm(=15mm×2)之和(对于第2连接板40的宽度也相同)。

此外,通过将第1连接板30以及第2连接板40的宽度设为最小,由此在碰撞变形时第1连接板30以及第2连接板40容易追随接合部位的变形而变形,因此,具有难以产生第1连接板30以及第2连接板40的点焊断裂的优点。

如图1A所示,在将边梁外板10的第1壁部12的宽度(第1壁部12的短边方向的长度)设为WL(mm),将边梁内板20的第1壁部22的宽度(第1壁部22的短边方向的长度)设为WS(mm)时,优选将第1壁部12的宽度WL以及第1壁部22的宽度WS设定为满足下述的式(1)。

0<WS/WL<0.8……式(1)

在边梁内板20的第1壁部22的宽度WS除以边梁外板10的第1壁部12的宽度WL而得到的值(“WS/WL”)小于1.0的情况下,边梁内板20的第1壁部22的宽度WS小于边梁外板10的第1壁部12的宽度WL。在该情况下,边梁外板10以及边梁内板20具有相互不对称的帽形状。在以下,将这样的边梁1的构造称作不对称帽构造。

通过实施例对详细情况进行说明,但规定上述的式(1)的理由如下所述。

不满足式(1)的上限值的情况(WS/WL≥0.8):在对边梁1的边梁外板10的腹板11输入载荷而边梁1产生三点弯曲变形的情况下,凸缘重合部向腹板11接近,凸缘容易朝向边梁1的内侧变形。因此,针对三点弯曲变形的冲击能量吸收量变低。

不满足式(1)的下限值的情况(WS/WL=0):在尺寸上不可能实现,因此无法使边梁1成为不对称帽构造。因此,针对三点弯曲变形的冲击能量吸收量变低。

满足式(1)的情况:在对边梁1的边梁外板10的腹板11输入载荷而边梁1产生三点弯曲变形的情况下,凸缘重合部远离腹板11,因此凸缘难以朝向边梁1的内侧变形。因此,针对三点弯曲变形的冲击能量吸收量提高。

如上所述,根据具备第1连接板30以及第2连接板40、并且具有满足上述式(1)的不对称帽构造的边梁1,能够提高针对轴向压坏变形以及三点弯曲变形这两个不同的变形模式的冲击能量吸收量。

另外,边梁外板10的第1壁部12的宽度WL(mm)以及边梁内板20的第1壁部22的宽度WS(mm)被设定为能够进行点焊的宽度以上。即,根据与第1连接板30相同的理由,边梁外板10的第1壁部12的宽度WL被设定为第1凸缘14与第1壁部12之间的弯角部的曲率半径(mm)、第1壁部12与腹板11之间的弯角部的曲率半径(mm)以及15mm之和以上。

本发明人进行验证的结果,判明:在不具备第1连接板30以及第2连接板40但具有满足上述式(1)的不对称帽构造的边梁(以下,将该边梁称作比较例边梁)中,虽然能够提高针对三点弯曲变形的冲击能量吸收量,但是在伴随着轴向压坏变形的冲击载荷在特定的条件下被输入时,容易产生点断裂,针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量降低,详细情况将通过实施例进行说明。

即,在比较例边梁中,在产生了首先对边梁外板10输入伴随着轴向压坏变形的冲击载荷那样的前面碰撞时,分别对第1凸缘14与24的边界面BS1以及第2凸缘15与25的边界面BS4作用较大的剪切力,由于该剪切力而按照接近冲击载荷的输入端的顺序产生点断裂(第1熔融凝固部N1以及第4熔融凝固部N4的断裂)。

与此相对,在本实施方式所涉及的边梁1中,第1连接板30与第1壁部12以及22的内壁面接合,因此第1壁部12以及22经由第1连接板30连接,能够使第1凸缘14以及24的接合状态牢固。此外,第2连接板40与第2壁部13以及23的内壁面接合,因此第2壁部13以及23经由第2连接板40连接,能够使第2凸缘15以及25的接合状态牢固。此外,在每个接合部位使用相互分离的单独的接合板(第1连接板30、第2连接板40),因此,例如能够防止向第1连接板30输入的载荷朝第2连接板40传递。因此,第1连接板30以及第2连接板40能够分别追随接合部位的变形而变形,因此能够抑制第1连接板30与第1壁部12以及22之间的点断裂(第2熔融凝固部N2以及第3熔融凝固部N3的断裂)、以及第2连接板40与第2壁部13以及23之间的点断裂(第5熔融凝固部N5以及第6熔融凝固部N6的断裂)。

因而,即便首先对边梁外板10输入伴随着轴向压坏变形的冲击载荷,也能够抑制点断裂。

如以上那样,根据本实施方式,通过将第1连接板30以及第2连接板40与边梁1的内壁面上的特定部位接合,由此能够抑制伴随着轴向压坏变形的冲击载荷输入至边梁1时的、按照接近冲击载荷所输入的端部的顺序产生的点断裂。即,根据本实施方式,无需将边梁外板10以及点焊于该边梁外板10的边梁内板20冲压成型为复杂的形状,因此能够提供一种边梁1,能够不降低制造合格率地进行制造,且能够抑制由点断裂引起的冲击能量吸收量的降低。

进而,根据本实施方式所涉及的边梁1,具备第1连接板30以及第2连接板40,并且具有满足上述式(1)的不对称帽构造,因此能够提高针对轴向压坏变形以及三点弯曲变形这两个不同的变形模式的冲击能量吸收量。

另外,如上所述,通过在第1壁部12以及22的内壁面上接合第1连接板30,并在第2壁部13以及23的内壁面上接合第2连接板40,由此能够获得点断裂的抑制效果,但是为了进一步抑制点断裂,优选如以下那样设定第1熔融凝固部N1、第2熔融凝固部N2、第3熔融凝固部N3的位置关系、以及第4熔融凝固部N4、第5熔融凝固部N5、第6熔融凝固部N6的位置关系。

图2A是图1A所示的区域C1的放大图。如图2A所示,优选在边梁1的长边方向X上相互相邻的两个第1熔融凝固部N1之间的第1壁部12以及22的区域D1中,配置有一个第2熔融凝固部N2以及一个第3熔融凝固部N3。此处,如图2A所示,所谓区域D1意味着垂线Y1与垂线Y2所夹着的区域。另外,垂线Y1是穿过相邻的两个第1熔融凝固部N1的一方的长边方向X的两端部中的接近另一方的第1熔融凝固部N1的端部、且与第1凸缘14以及24的长边方向X正交的线。此外,垂线Y2是穿过另一方的第1熔融凝固部N1的长边方向X的两端部中的接近上述一方的第1熔融凝固部N1的端部、且与第1凸缘14以及24的长边方向X正交的线。

从边梁1的端部沿着长边方向X对边梁1输入载荷时,焊接部的断裂原因之一为,在碰撞时相邻的两个焊接部之间的材料变形,由此焊接部被施加应力。因此,通过在上述区域D1中配置第2熔融凝固部N2以及第3熔融凝固部N3,由此能够抑制焊接部之间的变形,其结果,能够进一步抑制点断裂。

另外,为了通过碰撞时的变形对第2熔融凝固部N2和第3熔融凝固部N3均匀地施加应力(即,降低所施加的应力),更优选第2熔融凝固部N2的长边方向X的位置与第3熔融凝固部N3的长边方向X的位置相同。

此处,如图2A所示,更优选为,在将垂线Y1与垂线Y2之间的距离(在长边方向X上相互相邻的两个第1熔融凝固部N1之间的最短距离)设为Lf1时,在从相互相邻的两个第1熔融凝固部N1之间的中点P0朝长边方向X的一侧离开0.8×Lf1/2的位置P1、与从中点P0朝长边方向X的另一侧离开0.8×Lf1/2的位置P2之间的第1壁部12以及22的区域中,配置有一个第2熔融凝固部N2以及一个第3熔融凝固部N3。

另外,第2熔融凝固部N2的至少一部分以及第3熔融凝固部N3的至少一部分,也可以位于在长边方向X上相互相邻的两个第1熔融凝固部N1之间的第1壁部12以及22的区域D1中。此外,也可以使第2熔融凝固部N2以及第3熔融凝固部N3的长边方向X的位置与第1熔融凝固部N1的长边方向X的位置一致。

图2B是图1C所示的区域C2的放大图。如图2B所示,根据与在图2A中说明了的理由相同的理由,优选在边梁1的长边方向X上相互相邻的两个第4熔融凝固部N4之间的第2壁部13以及23的区域D2中,配置有一个第5熔融凝固部N5以及一个第6熔融凝固部N6。此处,与图2A相同,区域D2意味着垂线Y1’与垂线Y2’所夹着的区域。另外,垂线Y1’是穿过相邻的两个第4熔融凝固部N4的一方的长边方向X的两端部中的接近另一方的第4熔融凝固部N4的端部、且与第2凸缘15以及25的长边方向X正交的线。此外,垂线Y2’是穿过另一方的第4熔融凝固部N4的长边方向X的两端部中的接近上述一方的第4熔融凝固部N4的端部、且与第2凸缘15以及25的长边方向X正交的线。

另外,更优选第5熔融凝固部N5的长边方向X的位置与第6熔融凝固部N6的长边方向X的位置相同。

此处,如图2B所示,更优选为,在将垂线Y1’与垂线Y2’之间的距离(在长边方向X上相互相邻的两个第4熔融凝固部N4之间的最短距离)设为Lf2时,在从相互相邻的两个第4熔融凝固部N4之间的中点P0’朝长边方向X的一侧离开0.8×Lf2/2的位置P1’、与从中点P0’朝长边方向X的另一侧离开0.8×Lf2/2的位置P2’之间的第2壁部13以及23的区域中,配置有一个第5熔融凝固部N5以及一个第6熔融凝固部N6。

如上所述,通过优化第1熔融凝固部N1、第2熔融凝固部N2、第3熔融凝固部N3的位置关系、以及第4熔融凝固部N4、第5熔融凝固部N5、第6熔融凝固部N6的位置关系,能够更有效地减小作用于边界面BS1以及BS4的剪切力,其结果,能够进一步抑制点断裂的产生。

另外,第5熔融凝固部N5的至少一部分以及第6熔融凝固部N6的至少一部分,也可以位于在长边方向X上相互相邻的两个第4熔融凝固部N4之间的第2壁部13以及23的区域D2中。此外,也可以使第5熔融凝固部N5以及第6熔融凝固部N6的长边方向X的位置与第4熔融凝固部N4的长边方向X的位置一致。

此外,在边梁1中,例示了各构成部件通过点焊相互接合的情况,但只要各构成部件相互点状接合即可。

此处,所谓点状接合是包括如下接合的概念:作为电阻焊接的点焊;圆形、长圆形、椭圆形、C字形或者多重圆形等的焊接部的最大直径为15mm以下的激光焊接;圆形、长圆形、椭圆形、C字形或者多重圆形等的粘接部的最大直径为15mm以下的粘接剂接合;以及圆形、长圆形、椭圆形、C字形或者多重圆形等的焊接部的最大直径为15mm以下的电弧焊接。

[第1实施方式的变形例]

图3是表示边梁1的俯视图,且是表示本实施方式的第1变形例的图。在本实施方式中,如图1A所示,示出了使用矩形状的第1连接板30的情况。与此相对,如图3所示,也可以使用沿着长边方向X隔开间隔地形成有多个圆弧状的切口部35a的第1连接板35。根据该构成,能够减轻第1连接板的重量。此外,如图3所示,通过以在俯视的情况下切口部35a与第1熔融凝固部N1对置的方式配置第1连接板35,由此第1连接板35容易追随边梁外板10以及边梁内板20的轴向压坏变形而变形。因此,能够进一步抑制点焊的断裂。

另外,切口部35a的形状并不限定于圆弧,也可以是矩形、三角形。但是,为了使第1连接板35容易追随边梁1而变形,切口部35a优选为朝向第1连接板35的宽度方向内侧变得尖细的形状。

图4是图1A的A-A线截面图,且是表示本实施方式的第2变形例的图。在本实施方式中,如图1B所示,示出了在边梁1中使用将一张钢板通过冲压成型进行折弯而制造出的帽形的边梁外板10的情况。与此相对,如图4所示,也可以使用由通过冲压成型折弯而成的两张钢板51以及56构成的边梁外板50。

如图4所示,能够通过将钢板51的凸缘52与钢板56的凸缘57重合并进行点焊来制造边梁外板50。因此,在边梁外板50中,在钢板51的凸缘52与钢板56的凸缘57之间形成有第7熔融凝固部N7。并且,与本实施方式的情况相同,在边梁外板50上,以覆盖凸缘52与凸缘57的边界线的方式通过点焊而接合有第3连接板53。由此,在第3连接板53与边梁外板50的重合面中形成有第8熔融凝固部N8以及第9熔融凝固部N9。

根据本实施方式的第2变形例,即便在边梁外板由两张钢板构成的情况下,也能够抑制第7熔融凝固部N7的断裂。

另外,在图4中,不应当出现第2熔融凝固部N2、第3熔融凝固部N3、第5熔融凝固部N5、第6熔融凝固部N6、第8熔融凝固部N8以及第9熔融凝固部N9,但为了容易理解截面中的各熔融凝固部(熔核)的配置关系,而表示出上述的熔融凝固部N2、N3、N5、N6、N8以及N9。

图5是图1A的A-A线截面图,且是表示本实施方式的第3变形例的图。在本实施方式中,如图1A以及图1B所示,示出了边梁外板10的第1壁部12以及第2壁部13的宽度(第1壁部12以及第2壁部13的短边方向的长度)相互相同,边梁内板20的第1壁部22以及第2壁部23的宽度(第1壁部22以及第2壁部23的短边方向的长度)相互相同的情况。与此相对,如图5所示,边梁1也可以具有由第1壁部12以及第2壁部13的宽度相互不同的边梁外板60以及第1壁部22以及第2壁部23的宽度相互不同的边梁内板65构成的不对称帽构造。

另外,在图5中,不应当出现第2熔融凝固部N2、第3熔融凝固部N3、第5熔融凝固部N5、第6熔融凝固部N6,但为了容易理解截面中的各熔融凝固部(熔核)的配置关系,而表示出上述的熔融凝固部N2、N3、N5以及N6。

图6是图1A的A-A线截面图,且是表示本实施方式的第4变形例的图。在本实施方式中,如图1B所示,示出了第1壁部12以及第2壁部13从第1凸缘14以及第2凸缘15垂直地立起,并且第1壁部22以及第2壁部23从第1凸缘24以及第2凸缘25垂直地立起的情况。与此相对,如图6所示,也可以使用第1壁部12以及第2壁部13相对于第1凸缘14以及第2凸缘15以规定的角度θ(例如,91°~135°)立起的边梁外板70、和第1壁部22以及第2壁部23相对于第1凸缘24以及第2凸缘25以规定的角度θ(例如,91°~135°)立起边梁内板75。另外,在该情况下,也可以代替第1连接板30以及第2连接板40,而使用截面V字形的第1连接板77以及截面V字形的第2连接板78,由此能够在第1壁部12以及第1壁部22的内壁面、和第2壁部13以及第2壁部23的内壁面上接合连接板。

另外,在图6中,不应当出现第2熔融凝固部N2、第3熔融凝固部N3、第5熔融凝固部N5、第6熔融凝固部N6,但为了容易理解截面中的各熔融凝固部(熔核)的配置关系,而表示出上述的熔融凝固部N2、N3、N5以及N6。

图7是图1A的B-B线截面图,且是表示本实施方式的第5变形例的图。在本实施方式中,如图1A所示,示出了边梁1为沿着长边方向X延伸的直线形状的情况。与此相对,如图7所示,边梁1的长边方向X的中央部也可以弯曲。即,如图7所示,也可以由中央部弯曲的边梁外板80、以与边梁外板80相同的曲率弯曲的边梁内板、以及与它们接合的弯曲的第1连接板87以及第2连接板88构成边梁1。另外,并不限定于边梁外板80的中央部弯曲的情况,例如也可以是边梁外板80的端部弯曲。即,也可以是边梁外板80的至少一部分弯曲。

[第2实施方式]

接着,对本发明的第2实施方式进行说明。在本实施方式中,作为本发明所涉及的汽车部件也例示边梁。图8A~图8C是表示本实施方式所涉及的边梁2的图。另外,图8A是边梁2的俯视图,图8B是图8A的C-C线截面图,图8C是边梁2的仰视图。

本实施方式所涉及的边梁2与上述第1实施方式所涉及的边梁1的不同点在于,第1连接板30以及第2连接板40相对于边梁外板10以及边梁内板20连续焊接。

如图8A以及图8B所示,边梁2的第1连接板30通过激光焊接而连续焊接于边梁外板10的第1壁部12的内壁面以及边梁内板20的第1壁部22的内壁面。

如图8B以及图8C所示,边梁2的第2连接板40通过激光焊接而连续焊接于边梁外板10的第2壁部13的内壁面以及边梁内板20的第2壁部23的内壁面。

第1连接板30与边梁外板10的第1壁部12通过连续焊接而接合的结果,在第1连接板30与第1壁部12的内壁面的边界面BS2中,沿着边梁2的长边方向X连续地形成有一个第2熔融凝固部M2。即,沿着边梁2的长边方向X形成有一个焊道状的第2熔融凝固部M2。

此外,第1连接板30与边梁内板20的第1壁部22通过连续焊接而接合的结果,在第1连接板30与第1壁部22的内壁面的边界面BS3中,沿着边梁2的长边方向X连续地形成有一个第3熔融凝固部M3。即,沿着边梁2的长边方向X形成有一个焊道状的第3熔融凝固部M3。

另一方面,第2连接板40与边梁外板10的第2壁部13通过连续焊接而接合的结果,在第2连接板40与第2壁部13的内壁面的边界面BS5中,沿着边梁2的长边方向X连续地形成有一个第5熔融凝固部M5。即,沿着边梁2的长边方向X形成有一个焊道状的第5熔融凝固部M5。

此外,第2连接板40与边梁内板20的第2壁部23通过连续焊接而接合的结果,在第2连接板40与第2壁部23的内壁面的边界面BS6中,沿着边梁2的长边方向X连续地形成有一个第6熔融凝固部M6。即,沿着边梁2的长边方向X形成有一个焊道状的第6熔融凝固部M6。

与上述第1实施方式相同,在本实施方式中,如图8A所示,在将边梁外板10的第1壁部12的宽度设为WL,将边梁内板20的第1壁部22的宽度设为WS时,第1壁部12的宽度WL以及第1壁部22的宽度WS也优选被设定为使下述式(1)成立。

0<WS/WL<0.8……式(1)

如上所述,根据具备第1连接板30以及第2连接板40,并且具有满足上述式(1)的不对称帽构造的边梁2,与上述第1实施方式的边梁1相同,能够提高针对轴向压坏变形以及三点弯曲变形这两个不同的变形模式的冲击能量吸收量。

即,即便第1连接板30以及第2连接板40的接合方法为连续焊接,也能够与上述第1实施方式相同地抑制点断裂。另外,如边梁2那样,在对第1连接板30以及第2连接板40进行激光焊接的情况下,与对这些连接板进行点焊的情况相比较,能够减小这些连接板的宽度。

[第2实施方式的变形例]

在本实施方式中,如图8A~图8C所示,示出了一个第2熔融凝固部M2、一个第3熔融凝固部M3、一个第5熔融凝固部M5以及一个第6熔融凝固部M6分别连续地形成的情况。但是,如图9所示,也可以沿着长边方向X间歇地形成这些熔融凝固部。即,多个第2熔融凝固部M2、多个第3熔融凝固部M3、多个第5熔融凝固部M5以及多个第6熔融凝固部M6,也可以沿着长边方向X隔开规定间隔地形成。在该情况下,熔融凝固部M2、M3、M5、M6的总体积变小,因此,能够减少由焊接引起的边梁2的热变形。

[第3实施方式]

接着,对本发明的第3实施方式进行说明。在本实施方式中,作为本发明所涉及的汽车部件,例示汽车车身的骨架部件即前侧梁。图10A~图10C以及图11是表示本实施方式所涉及的前侧梁3的图。另外,图10A是前侧梁3的俯视图,图10B是图10A的D-D线截面图,图10C是前侧梁3的仰视图。并且,图11是从封闭板200侧观察前侧梁3的侧视图。

另外,在图10A的D-D线截面图即图10B中,不应当出现后述的第2熔融凝固部N20、第3熔融凝固部N30、第5熔融凝固部N50以及第6熔融凝固部N60,但为了容易理解截面中的各熔融凝固部(熔核)的配置关系,而在图10B中表示出上述的熔融凝固部N20、N30、N50以及N60。

此外,在前侧梁3的俯视图即图10A中,不应当出现第1熔融凝固部N10、第2熔融凝固部N20以及第3熔融凝固部N30,但为了容易理解从上侧观察前侧梁3时的各熔融凝固部(熔核)的配置关系,而在图10A中表示出各熔融凝固部N10、N20以及N30。

此外,在前侧梁3的仰视图即图10C中,不应当出现第4熔融凝固部N40、第5熔融凝固部N50以及第6熔融凝固部N60,但为了容易理解从下侧观察前侧梁3时的各熔融凝固部(熔核)的配置关系,而在图10C中表示出各熔融凝固部N40、N50以及N60。

如图10A~图10C以及图11所示,前侧梁3是在内部具有截面矩形状的封闭空间的长条且中空的筒状体。即,前侧梁3的与长边方向垂直的截面为中空截面。并且,前侧梁3具备朝向车辆内侧配置的侧梁内板100(第1部件)、朝向车辆外侧配置的封闭板200(第2部件)、第1连接板300(第1接合板)以及第2连接板400(第2接合板)。

侧梁内板100是通过将高强度钢板冲压成型为帽形状而得到的帽形钢板。并且,该侧梁内板100具备相互平行的一对凸缘(第1凸缘140以及第2凸缘150)、从这一对凸缘连续地立起的一对壁部(第1壁部120以及第2壁部130)、以及连接这一对壁部的腹板110。这些腹板110、第1壁部120、第2壁部130、第1凸缘140以及第2凸缘150是沿着前侧梁3的长边方向X延伸的矩形状的平坦的部位。

第1壁部120以第1凸缘140的短边方向与第1壁部120的短边方向正交的方式,从第1凸缘140的短边方向的一端缘垂直地立起。此外,第2壁部130以第2凸缘150的短边方向与第2壁部130的短边方向正交的方式,从第2凸缘150的短边方向的一端缘垂直地立起。

另外,在图10B中图示为第1壁部120相对于第1凸缘140直角地连续,但实际上第1壁部120相对于第1凸缘140经由具有规定的曲率半径(例如3~15mm)的弯角部而连续。同样地,在图10B中图示为第2壁部130相对于第2凸缘150直角地连续,但实际上第2壁部130相对于第2凸缘150经由具有规定的曲率半径(例如3~15mm)的弯角部而连续。

腹板110以腹板110的短边方向相对于第1壁部120的短边方向以及第2壁部130的短边方向分别正交的方式,将第1壁部120与第2壁部130进行连接。

另外,在图10B中图示为腹板110相对于第1壁部120以及第2壁部130直角地连接,但实际上腹板110将第1壁部120以及第2壁部130经由具有规定的曲率半径(例如3~15mm)的弯角部而进行连接。

在如上述那样构成的本实施方式所涉及的侧梁内板100中,第1壁部120的宽度(短边方向长度)与第2壁部130的宽度相同,第1凸缘140的宽度与第2凸缘150的宽度相同。另外,第1壁部120的宽度也可以与第2壁部130的宽度不同,第1凸缘140的宽度也可以与第2凸缘150的宽度不同。

封闭板200是沿着前侧梁3的长边方向X延伸的矩形状的平坦的钢板。该封闭板200并不限定于钢板,只要是能够进行点焊的板材即可,但根据与在上述第1实施方式中说明了的理由相同的理由,优选为与侧梁内板100相同的钢板(抗拉强度以及板厚相同的钢板)。并且,封闭板200沿着其短边方向(宽度方向)被划分成第1凸缘接合部210、第2凸缘接合部220以及它们之间的中央接合部230。

第1凸缘接合部210的宽度与侧梁内板100的第1凸缘140的宽度相同。第2凸缘接合部220的宽度与侧梁内板100的第2凸缘150的宽度相同。即,第1凸缘接合部210的宽度与第2凸缘接合部220的宽度相同。中央接合部230的宽度与侧梁内板100的腹板110的宽度相同。

在前侧梁3中,侧梁内板100的第1凸缘140与封闭板200的第1凸缘接合部210在重合的状态下被点焊,并且,侧梁内板100的第2凸缘150与封闭板200的第2凸缘接合部220在重合的状态下被点焊。通过如此地接合侧梁内板100与封闭板200,由此在前侧梁3中,沿着长边方向X形成截面矩形状的封闭空间。

第1连接板300是沿着长边方向X延伸的截面L形状的钢板。该第1连接板300并不限定于钢板,只要是能够进行点焊的板材即可,但根据与在上述第1实施方式中说明了的理由相同的理由,优选为与侧梁内板100相同的钢板。

第1连接板300以在从前侧梁3的宽度方向(凸缘的宽度方向)观察的情况下、覆盖侧梁内板100的第1凸缘140与封闭板200的第1凸缘接合部210的边界线的方式,抵接于侧梁内板100的第1壁部120的内壁面以及封闭板200的中央接合部230的内壁面,并被点焊于这些内壁面。另外,第1连接板300不与腹板110接触。即,在第1连接板300的端面与腹板110之间产生间隙。

在本公开中,所谓“内壁面”是指面向前侧梁3的内部空间(在本实施方式中为截面矩形状的封闭空间)的壁面。另外,内部空间的截面形状是根据前侧梁3的形状来决定的,并不限定于矩形。

第2连接板400是沿着长边方向X延伸的截面L形状的钢板。该第2连接板400并不限定于钢板,只要是能够进行点焊的板材即可,但根据与在上述第1实施方式中说明了的理由相同的理由,优选为与侧梁内板100相同的钢板。

第2连接板400以在从前侧梁3的宽度方向观察的情况下、覆盖侧梁内板100的第2凸缘150与封闭板200的第2凸缘接合部220的边界线的方式,抵接于侧梁内板100的第2壁部130的内壁面以及封闭板200的中央接合部230的内壁面,并被点焊于这些内壁面。另外,第2连接板400不与腹板110接触。即,在第2连接板400的端面与腹板110之间产生间隙。

此外,在第1连接板300与第2连接板400之间产生间隙。即,第1连接板300与第2连接板400相互分离而不接触。

通过相互分离而不接触,由此在碰撞变形时各连接板能够独立地与接合部位的变形相应地变形(能够追随接合部位的变形而变形),因此,难以产生连接板的点焊断裂。与此相对,假设在第1连接板300以及第2连接板400为一体的情况下,例如第1连接板300的变形会对第2连接板400的变形造成影响(在第1连接板300中产生的应力朝第2连接板400传递),因此容易产生第1连接板300以及第2连接板400的点焊断裂。

如图10A、图10B以及图11所示,侧梁内板100与封闭板200通过点焊而接合的结果,在侧梁内板100的第1凸缘140与封闭板200的第1凸缘接合部210的边界面BS10中,沿着前侧梁3的长边方向X形成有多个点状的第1熔融凝固部N10(熔核)。换言之,第1凸缘140与封闭板200经由沿着前侧梁3的长边方向X形成的多个第1熔融凝固部N10而接合。

此外,第1连接板300与侧梁内板100的第1壁部120通过点焊而接合的结果,在第1连接板300与第1壁部120的内壁面的边界面BS20中,沿着前侧梁3的长边方向X形成有多个点状的第2熔融凝固部N20(熔核)。换言之,第1连接板300与第1壁部120的内壁面经由沿着前侧梁3的长边方向X形成的多个第2熔融凝固部N20而接合。

进而,第1连接板300与封闭板200的中央接合部230通过点焊而接合的结果,在第1连接板300与中央接合部230的内壁面的边界面BS30中,沿着前侧梁3的长边方向X形成有多个点状的第3熔融凝固部N30(熔核)。换言之,第1连接板300与中央接合部230的内壁面经由沿着前侧梁3的长边方向X形成的多个第3熔融凝固部N30而接合。

另一方面,如图10C、图10B以及图11所示,侧梁内板100与封闭板200通过点焊而接合的结果,在侧梁内板100的第2凸缘150与封闭板200的第2凸缘接合部220的边界面BS40中,沿着前侧梁3的长边方向形成有多个X点状的第4熔融凝固部N40(熔核)。换言之,第2凸缘150与第2凸缘接合部220经由沿着前侧梁3的长边方向X形成的多个第4熔融凝固部N40而接合。

此外,第2连接板400与侧梁内板100的第2壁部130通过点焊而接合的结果,在第2连接板400与第2壁部130的内壁面的边界面BS50中,沿着前侧梁3的长边方向X形成有多个点状的第5熔融凝固部N50(熔核)。换言之,第2连接板400与第2壁部130的内壁面经由沿着前侧梁3的长边方向X形成的多个第5熔融凝固部N50而接合。

进而,第2连接板400与封闭板200的中央接合部230通过点焊而接合的结果,在第2连接板400与中央接合部230的内壁面的边界面BS60中,沿着前侧梁3的长边方向X形成有多个点状的第6熔融凝固部N60(熔核)。换言之,第2连接板400与中央接合部230的内壁面经由沿着前侧梁3的长边方向X形成的多个第6熔融凝固部N60而接合。

根据与在上述第1实施方式中说明了的理由相同的理由,第1连接板300以及第2连接板400的长度优选为与伴随着轴向压坏变形的冲击载荷在前侧梁3内传播的范围相应的长度,例如优选为100mm以上600mm以下。此外,第1连接板300以及第2连接板400的长度相对于前侧梁3的全长优选为5~75%。

根据如上述那样具备相互分离的单独的接合板(第1连接板300以及第2连接板400)的前侧梁3,与上述第1实施方式相同,能够抑制伴随着轴向压坏变形的冲击载荷输入时的、按照接近冲击载荷所输入的端部的顺序产生的点断裂,其结果,能够提高针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量。

另外,通过在第1壁部120的内壁面以及中央接合部230的内壁面上接合第1连接板300,并在第2壁部130的内壁面以及中央接合部230的内壁面上接合第2连接板400,由此能够获得点断裂的抑制效果,但为了进一步抑制点断裂,优选与上述第1实施方式相同,如以下那样设定第1熔融凝固部N10、第2熔融凝固部N20、第3熔融凝固部N30的位置关系、以及第4熔融凝固部N40、第5熔融凝固部N50、第6熔融凝固部N60的位置关系。

图12A是图10A所示的区域C10的放大图。如图12A所示,优选在前侧梁3的长边方向X上相互相邻的两个第1熔融凝固部N10之间的第1壁部120以及封闭板200的中央接合部230的区域D3中,配置有一个第2熔融凝固部N20以及一个第3熔融凝固部N30。此处,如图12A所示,区域D3意味着垂线Y1与垂线Y2所夹着的区域。另外,垂线Y1是穿过相邻的两个第1熔融凝固部N10的一方的长边方向X的两端部中的接近另一方的第1熔融凝固部N10的端部、且与第1凸缘140以及封闭板200的长边方向X正交的线。此外,垂线Y2是穿过另一方的第1熔融凝固部N10的长边方向X的两端部中的接近上述一方的第1熔融凝固部N10的端部、且与第1凸缘140以及封闭板200的长边方向X正交的线。

从前侧梁3的端部沿着长边方向X对前侧梁3输入载荷时,焊接部的断裂原因之一为,在碰撞时相邻的两个焊接部之间的材料变形,由此焊接部被施加应力。因此,通过在上述区域D3中配置第2熔融凝固部N20与第3熔融凝固部N30,由此能够抑制焊接部之间的变形,其结果,能够进一步抑制点断裂。

另外,为了通过碰撞时的变形对第2熔融凝固部N20和第3熔融凝固部N30均匀地施加应力(即,减小所施加的应力),优选第2熔融凝固部N20的长边方向X的位置与第3熔融凝固部N30的长边方向X的位置相同。

此处,如图12A所示,更优选为,在将垂线Y1与垂线Y2之间的距离(在长边方向X上相互相邻的两个第1熔融凝固部N10之间的最短距离)设为Lf1时,在从相互相邻的两个第1熔融凝固部N10之间的中点P0朝长边方向X的一侧离开0.8×Lf1/2的位置P1、与从中点P0朝长边方向X的另一侧离开0.8×Lf1/2的位置P2之间的区域中,配置有一个第2熔融凝固部N20以及一个第3熔融凝固部N30。

另外,也可以为,第2熔融凝固部N20的至少一部分以及第3熔融凝固部N30的至少一部分位于在长边方向X上相互相邻的两个第1熔融凝固部N10之间的上述区域D3中。此外,也可以使第2熔融凝固部N20以及第3熔融凝固部N30的长边方向X的位置与第1熔融凝固部N10的长边方向X的位置一致。

图12B是图10C所示的区域C20的放大图。如图12B所示,根据与在图12A中说明了的理由相同的理由,优选在前侧梁3的长边方向X上相互相邻的两个第4熔融凝固部N40之间的第2壁部130以及封闭板200的中央接合部230的区域D4中,配置有一个第5熔融凝固部N50以及一个第6熔融凝固部N60。此处,与图12A相同,区域D4意味着垂线Y1’与垂线Y2’所夹着的区域。另外,垂线Y1’是穿过相邻的两个第4熔融凝固部N40的一方的长边方向X的两端部中的接近另一方的第4熔融凝固部N40的端部、且与第2凸缘150以及封闭板200的长边方向X正交的线。此外,垂线Y2’是穿过另一方的第4熔融凝固部N40的长边方向X的两端部中的接近上述一方的第4熔融凝固部N40的端部、且与第2凸缘150以及封闭板200的长边方向X正交的线。

另外,优选第5熔融凝固部N50的长边方向X的位置与第6熔融凝固部N60的长边方向X的位置相同。

此处,如图12B所示,更优选为,在将垂线Y1’与垂线Y2’之间的距离(在前侧梁3的长边方向X上相互相邻的两个第4熔融凝固部N40之间的最短距离)设为Lf2时,在从相互相邻的第4熔融凝固部N40之间的中点P0’朝长边方向X的一侧离开0.8×Lf2/2的位置P1’、与从中点P0’朝长边方向X的另一侧离开0.8×Lf2/2的位置P2’之间的区域中,配置有一个第5熔融凝固部N50以及一个第6熔融凝固部N60。

如上所述,通过优化第1熔融凝固部N10、第2熔融凝固部N20、第3熔融凝固部N30的位置关系、以及第4熔融凝固部N40、第5熔融凝固部N50、第6熔融凝固部N60的位置关系,能够更有效地减小作用于边界面BS10以及BS40的剪切力,其结果,能够进一步抑制点断裂的产生。

另外,也可以为,第5熔融凝固部N50的至少一部分以及第6熔融凝固部N60的至少一部分位于在长边方向X上相互相邻的两个第4熔融凝固部N40之间的上述区域D4中。此外,也可以使第5熔融凝固部N50以及第6熔融凝固部N60的长边方向X的位置与第4熔融凝固部N40的长边方向X的位置一致。

此外,在本实施方式中,例示了构成前侧梁3的各构成部件通过点焊而相互接合的情况,但各构成部件相互被点状接合即可。点状接合的概念与在上述第1实施方式中说明了的概念相同。

[第4实施方式]

接着,对本发明的第4实施方式进行说明。在本实施方式中,作为本发明所涉及的汽车部件也例示前侧梁。图13A~图13C以及图14是表示本实施方式所涉及的前侧梁4的图。另外,图13A是前侧梁4的俯视图,图13B是图13A的E-E线截面图,图13C是前侧梁4的仰视图。此外,图14是从封闭板200侧观察前侧梁4的侧视图。

本实施方式所涉及的前侧梁4与上述第3实施方式所涉及的前侧梁3的不同点在于,第1连接板300以及第2连接板400相对于侧梁内板100以及封闭板200连续焊接。

如图13A以及图13B所示,前侧梁4的第1连接板300通过激光焊接与侧梁内板100的第1壁部120的内壁面以及封闭板200的中央接合部230的内壁面连续焊接。

如图13B以及图13C所示,前侧梁4的第2连接板400通过激光焊接与侧梁内板100的第2壁部130的内壁面以及封闭板200的中央接合部230的内壁面连续焊接。

第1连接板300与侧梁内板100的第1壁部120通过连续焊接而接合的结果,在第1连接板300与第1壁部120的内壁面的边界面BS20中,沿着前侧梁4的长边方向X连续地形成有一个第2熔融凝固部M20。即,沿着前侧梁4的长边方向X形成有一个焊道状的第2熔融凝固部M20。

此外,第1连接板300与封闭板200的中央接合部230通过连续焊接而接合的结果,在第1连接板300与中央接合部230的内壁面的边界面BS30中,沿着前侧梁4的长边方向X连续地形成有一个第3熔融凝固部M30。即,沿着前侧梁4的长边方向X形成有一个焊道状的第3熔融凝固部M30。

另一方面,第2连接板400与侧梁内板100的第2壁部130通过连续焊接而接合的结果,在第2连接板400与第2壁部130的内壁面的边界面BS50中,沿着前侧梁4的长边方向X连续地形成有一个第5熔融凝固部M50。即,沿着前侧梁4的长边方向X形成有一个焊道状的第5熔融凝固部M50。

此外,第2连接板400与封闭板200的中央接合部230通过连续焊接而接合的结果,在第2连接板400与中央接合部230的内壁面的边界面BS60中,沿着前侧梁4的长边方向X连续地形成有一个第6熔融凝固部M60。即,沿着前侧梁4的长边方向X形成有一个焊道状的第6熔融凝固部M60。

如上所述,根据具备第1连接板300以及第2连接板400的前侧梁4,与上述第3实施方式相同,能够抑制伴随着轴向压坏变形的冲击载荷输入时的、按照接近冲击载荷所输入的端部的顺序产生的点断裂,其结果,能够提高针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量。

实施例

以下,通过实施例对本发明的一个方式的效果进行更具体的说明,但实施例中的条件是为了确认本发明的可实施性以及效果而采用的一个条件例,本发明并不限定于这一个条件例。本发明只要不脱离本发明的主旨且实现本发明的目的,则能够采用各种条件。

[边梁的冲击吸收性能的验证]

为了验证边梁的冲击吸收性能,而准备了图15(a)~(e)所示的5种边梁E1~E5。另外,在图15中,为了便于说明,对于边梁E1~E5的各构成要素标注在上述第1以及第2实施方式的说明中使用的符号。

图15(a)所示的边梁E1是作为比较例1而准备的边梁。该边梁E1是从第1实施方式的边梁1中删除了第1连接板30以及第2连接板40的边梁,且是具有满足“WS/WL=1.0”的条件的构造(对称帽构造)的边梁。

图15(b)所示的边梁E2是作为比较例2而准备的边梁。该边梁E2是从第1实施方式的边梁1中删除了第1连接板30以及第2连接板40的边梁,且是具有满足“WS/WL<0.8”的条件的不对称帽构造的边梁。

图15(c)所示的边梁E3是作为发明例1而准备的边梁。该边梁E3是具有与第1实施方式的边梁1相同的构造,即具有点焊于边梁外板10以及边梁内板20的第1连接板30以及第2连接板40,且具有满足“WS/WL<0.8”的条件的不对称帽构造的边梁。

但是,在边梁E3中,使第2熔融凝固部N2以及第3熔融凝固部N3的长边方向X的位置与第1熔融凝固部N1的长边方向X的位置一致。此外,使第5熔融凝固部N5以及第6熔融凝固部N6的长边方向X的位置与第4熔融凝固部N4的长边方向X的位置一致。为了方便,将这样的熔融凝固部的配置称作“无优化”。

图15(d)所示的边梁E4是作为发明例2而准备的边梁。该边梁E4是具有与第1实施方式的边梁1相同的构造,即具有点焊于边梁外板10以及边梁内板20的第1连接板30以及第2连接板40,且具有满足“WS/WL<0.8”的条件的不对称帽构造的边梁。

但是,在边梁E4中,使第2熔融凝固部N2以及第3熔融凝固部N3的长边方向X的位置与中点P0在长边方向X上的位置一致。此外,使第5熔融凝固部N5以及第6熔融凝固部N6的长边方向X的位置与中点P0’在长边方向X上的位置一致。即,在边梁E4中,在图2A所示的区域D1中配置有第2熔融凝固部N2以及第3熔融凝固部N3,在图2B所示的区域D2中配置有第5熔融凝固部N5以及第6熔融凝固部N6。为了方便,将这样的状态称作“有优化”。

图15(e)所示的边梁E5是作为发明例3而准备的边梁。该边梁E5是具有与第2实施方式的边梁2相同的构造,即具有连续焊接于边梁外板10以及边梁内板20的第1连接板30以及第2连接板40,且具有满足“WS/WL<0.8”的条件的不对称帽构造的边梁。

在具有对称帽构造的边梁E1中,在将边梁外板10的腹板11(边梁内板20的腹板21)的宽度设为100时,将边梁外板10的第1壁部12(第2壁部13)的宽度WL设定为50,并且将边梁内板20的第1壁部22(第2壁部23)的宽度WS设定为50(即,WS/WL=1.0)。

在具有不对称帽构造的边梁E2~E5中,在将边梁外板10的腹板11(边梁内板20的腹板21)的宽度设为100时,将边梁外板10的第1壁部12(第2壁部13)的宽度WL设定为75,并且将边梁内板20的第1壁部22(第2壁部23)的宽度WS设定为25(即,WS/WL=0.33)。

在边梁E1~E5中,作为边梁外板10以及边梁内板20,使用将板厚1.4mm、抗拉强度980MPa、全长350mm的钢板冲压成型为帽形的板。在边梁E3~E5中,作为第1连接板30以及第2连接板40,使用板厚1.4mm、抗拉强度980MPa、全长350mm的平坦的钢板。

在边梁E1~E5的制造时,以在凸缘边界面中沿着长边方向X按照40mm间隔形成第1熔融凝固部N1以及第4熔融凝固部N4的方式(以使图2A以及图2B所示的Lf1以及Lf2成为40mm的方式)进行点焊。此外,将点焊条件设定为,使通过点焊而形成的熔融凝固部(N1~N6)的熔核直径成为4√t(t:板厚)。此外,将激光焊接条件设定为,使通过激光焊接而连续地形成的熔融凝固部(M2、M3、M4、M5)的长度成为350mm。

(1)针对三点弯曲变形的冲击能量吸收量的分析

使用边梁E1~E5中的具有对称帽构造的比较例1的边梁E1、具有不对称帽构造的比较例2的边梁E2、以及具有不对称帽构造的发明例1的边梁E3,进行了针对三点弯曲变形的冲击能量吸收量的数值分析试验。另外,仅限于该试验,将边梁E1、E2以及E3的全长设为1000mm,此外,对于E2,将WS/WL设为0.9,对于E3,将WS/WL设为0.33、0.5、0.75这三个水准。

如图16所示,相对于边梁E1的边梁外板10的腹板11接合由板厚1.4mm6以及抗拉强度590MPa的钢板构成的B柱500。将边梁E1的两端的约束条件设为整周完全约束,将B柱500的车辆上方端的约束条件设为允许旋转位移以及仅允许从初始位置朝车辆上方的位移。

如图16以及图17所示,在水平地配置了边梁E1的状态下,以速度20km/h以及行程170mm的条件使刚体(冲击器)600碰撞B柱500,由此,使边梁E1产生三点弯曲变形,并对此时的冲击能量吸收量EA(kJ)进行了分析。对于边梁E2以及E3也进行了相同的模拟侧面碰撞的试验。

图18表示对边梁E1、E2以及E3分别进行分析而得到的针对三点弯曲变形的冲击能量吸收量EA的分析结果。如图18所示,确认到具有不对称帽构造的边梁E3(图18中的三个发明例)的冲击能量吸收量EA高于具有对称帽构造的边梁E1(图18中的WS/WL=1.0的比较例)的冲击能量吸收量EA。此外,确认到具有不对称帽构造的边梁E3相对于具有不对称帽构造的边梁E2(图18中的WS/WL=0.9的比较例)、冲击能量吸收量EA也较高。即,确认到即便是具有不对称帽构造的边梁,在WS/WL≥0.8的情况(不满足上述式(1)的情况)下,冲击能量吸收量EA也会降低。

使用图19以及图20来说明其理由。图19是表示对称帽构造的边梁的示意图,(a)表示朝上述边梁输入载荷之前的状态,(b)表示朝上述边梁输入载荷之后的状态。此外,图20是表示不对称帽构造的边梁的示意图,(a)表示朝上述边梁输入载荷之前的状态,(b)表示朝上述边梁输入载荷之后的状态。

如图19以及图20所示,当基于侧面碰撞的冲击载荷F被输入至边梁外板10时,凸缘的重合部朝边梁的宽度方向内侧变形。此时,当凸缘接近载荷输入位置时,凸缘的变形变大。并且,图19所示的对称帽构造的边梁与图20所示的不对称帽构造的边梁相比,凸缘更接近载荷输入位置。因此,在图19所示的对称帽构造的边梁中,凸缘的变形变大,冲击能量吸收量EA变小。另一方面,在图20所示的不对称帽构造的边梁中,凸缘远离载荷输入位置,因此凸缘的变形变小,冲击能量吸收量EA变大。

如以上那样,根据具有不对称帽构造的发明例1的边梁E3,能够提高针对三点弯曲变形的冲击能量吸收量。另外,在具有不对称帽构造的发明例2的边梁E4以及发明例3的边梁E5、进而在比较例2的边梁E2中,也能够获得该效果。但是,如图18所示,在满足上述式(1)的边梁E3~E5中,上述效果变得显著。

(2)针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量的分析

接着,使用边梁E1~E5进行了针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量的数值分析试验。具体而言,在将边梁E1~E5的长边方向的一端部固定之后,使平板状的刚体700以平行的状态或者倾斜10°的状态碰撞边梁E1~E5的长边方向的另一端部。将刚体700相对于边梁E1~E5的碰撞速度设为20km/h。

对于图21(a)~(h)所示的分析条件,分别调查在通过刚体700的碰撞而沿着边梁E1~E5的长边方向X在150mm的范围内产生轴向压坏变形的情况下有无点断裂,并且对针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量EA(kJ)进行了分析。表1表示有无点断裂的试验结果。图22是表示针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量EA(kJ)的分析结果的曲线图。另外,图21中的(a)~(h)的分析条件与图22以及表1所示的条件a~h对应。

【表1】

如表1所示,在图21(a)的分析条件下,使刚体700以平行的状态(对边梁外板10以及边梁内板20同时输入冲击载荷的条件)碰撞具有对称帽构造的比较例1的边梁E1,未产生点断裂。此外,在图21(b)的分析条件下,使刚体700以倾斜10°的状态(先对边梁外板10输入冲击载荷的条件)碰撞具有对称帽构造的比较例1的边梁E1,未产生点断裂。

如此,在具有对称帽构造的比较例1的边梁E1的情况下,确认到即便不存在第1连接板30以及第2连接板40,也不会产生点断裂,能够抑制针对轴向压坏变形的碰撞能量吸收量的降低。但是,如上所述,在具有对称帽构造的比较例1的边梁E1的情况下,针对三点弯曲变形的冲击能量吸收量降低,因此无法满足提高针对轴向压坏变形以及三点弯曲变形这两个不同的变形模式的冲击能量吸收量这样的对边梁要求的条件。

在图21(c)的分析条件下,使刚体700以平行的状态(对边梁外板10以及边梁内板20同时输入冲击载荷的条件)碰撞具有不对称帽构造的比较例2的边梁E2,未产生点断裂。在图21(d)的分析条件下,使刚体700以倾斜10°的状态(先对边梁内板20输入冲击载荷的条件)碰撞具有不对称帽构造的比较例2的边梁E2,未产生点断裂。在图21(e)的分析条件下,在使刚体700以倾斜10°的状态(先对边梁外板10输入冲击载荷的条件)碰撞具有不对称帽构造的比较例2的边梁E2的情况下,产生大量的点断裂。

如此,在具有不对称帽构造的比较例2的边梁E2的情况下,在对边梁外板10以及边梁内板20同时输入冲击载荷的条件(第1冲击输入条件)、或者先朝边梁内板20输入冲击载荷的条件(第2冲击输入条件)下,确认到即便不存在第1连接板30以及第2连接板40,也不会产生点断裂,能够抑制针对轴向压坏变形的碰撞能量吸收量的降低。但是,在具有不对称帽构造的比较例2的边梁E2的情况下,在先对边梁外板10输入冲击载荷的条件(第3冲击输入条件)下,确认到产生大量的点断裂,其结果,针对轴向压坏变形的碰撞能量吸收量大幅度降低。

获得这样的分析结果的理由,可以认为是如下原因:在先对宽度较大的边梁外板10输入冲击载荷的第3冲击输入条件下,与第1以及第2冲击输入条件相比较,对凸缘边界面(第1凸缘14与24的边界面BS1、以及第2凸缘15与25的边界面BS4)作用较大的剪切力,由此按照接近冲击载荷的输入端的顺序产生点断裂(第1熔融凝固部N1以及第4熔融凝固部N4的断裂)。

这样,具有不对称帽构造的比较例2的边梁E2为,在上述第1冲击输入条件以及第2冲击输入条件下,满足提高针对轴向压坏变形以及三点弯曲变形这两个不同的变形模式的冲击能量吸收量这样的对边梁要求的条件,但是在上述第3冲击输入条件下,不满足提高针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量这样的要求。

在图21(f)的分析条件下,在使刚体700以倾斜10°的状态(先对边梁外板10输入冲击载荷的第3冲击输入条件)碰撞具有不对称帽构造的发明例1的边梁E3的情况下,点断裂的产生数量不为零,但与在第3冲击输入条件下对比较例2的边梁E2输入冲击载荷的情况相比较,能够大幅度减少点断裂的产生数量,还能够提高针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量。

如此,在具有不对称帽构造且具有第1连接板30以及第2连接板40的发明例1的边梁E3的情况下,确认到即便在先对边梁外板10输入冲击载荷的第3冲击输入条件下,也能够抑制点断裂的产生,其结果,能够抑制针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量的降低。

获得这样的分析结果的理由,可以认为是如下原因:在发明例1的边梁E3中,第1连接板30以覆盖第1凸缘14与第1凸缘24的边界线的方式与第1壁部12以及22接合,且第2连接板40以覆盖第2凸缘15与第2凸缘25的边界线的方式与第2壁部13以及23接合,因此,即便先对边梁外板10输入伴随着轴向压坏变形的冲击载荷,也能够减小作用于凸缘边界面(BS1以及BS4)的剪切力。

在图21(g)的分析条件下,使刚体700以第3冲击输入条件碰撞具有不对称帽构造的发明例2的边梁E4,未产生点断裂。在图21(h)的分析条件下,使刚体700以第3冲击输入条件碰撞具有不对称帽构造的发明例3的边梁E5,未产生点断裂。

如此,在发明例2的边梁E4以及发明例3的边梁E5的情况下,确认到即便在先对边梁外板10输入冲击载荷的第3冲击输入条件下,也不会产生点断裂,与发明例1的边梁E3相比较,能够提高针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量。

如以上那样,根据发明例1~3的边梁E3~E5,能够与冲击载荷的输入条件无关地抑制点断裂的产生,能够抑制针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量的降低。因而,根据发明例1~3的边梁E3~E5,能够满足提高针对轴向压坏变形以及三点弯曲变形这两个不同的变形模式的冲击能量吸收量这样的对边梁要求的条件。

(3)熔核位置(SP位置)与有无点断裂的调查

接着,对熔融凝固部N2、N3、N5以及N6的在边梁1的长边方向X上的位置(连接板的SP位置)与点断裂之间的关系进行了更详细的调查。作为一例,制造了8种对这些熔融凝固部的位置进行了改变的边梁E4,并调查了在以图21(g)的分析条件产生轴向压坏变形的情况下有无点断裂。

具体而言,以在边梁E4的长边方向上,从穿过两个熔融凝固部N1之间的中点P0的垂线(参照图2A)到熔融凝固部N2以及N3的中心位置的距离(mm)、以及从穿过两个熔融凝固部N4之间的中点P0’的垂线(参照图2B)到熔融凝固部N5以及N6的中心位置的距离(mm)成为以下的表2所示的各值的方式,制造了8种边梁E4。另外,在这些边梁E4中,在图2A所示的区域D1中配置有熔融凝固部N2以及N3,在图2B所示的区域D2中配置有熔融凝固部N5以及N6。对于这些边梁E4,分别调查了在以图21(g)的分析条件产生轴向压坏变形的情况下有无点断裂。

如表2所示,在这些边梁E4中,未产生点断裂。与此相对,如表1所示,在未优化SP位置的情况下,点断裂的产生数量不为零(参照表1的条件f)。因而,能够确认到通过在上述的区域D1以及D2中配置熔融凝固部N2、N3、N5以及N6,由此能够进一步抑制点断裂。

【表2】

[前侧梁的冲击吸收性能的验证]

为了验证前侧梁的冲击吸收性能,准备了图23(a)~(d)所示的4种前侧梁F1~F4。在图23中,为了便于说明,对于前侧梁F1~F4的各构成要素标注在上述第3以及第4实施方式的说明中使用的符号。

图23(a)所示的前侧梁F1是作为比较例1而准备的前侧梁。该前侧梁F1是从第3实施方式的前侧梁3中删除了第1连接板300以及第2连接板400的前侧梁。

图23(b)所示的前侧梁F2是作为发明例1而准备的前侧梁。该前侧梁F2是与第3实施方式的前侧梁3为相同构造、即具有点焊于侧梁内板100以及封闭板200的第1连接板300以及第2连接板400的前侧梁。

但是,在前侧梁F2中,使第2熔融凝固部N20以及第3熔融凝固部N30的长边方向X的位置与第1熔融凝固部N10的长边方向X的位置一致。此外,使第5熔融凝固部N50以及第6熔融凝固部N60的长边方向X的位置与第4熔融凝固部N40的长边方向X的位置一致。为了方便,将这样的熔融凝固部的配置称作“无优化”。

图23(c)所示的前侧梁F3是作为发明例2而准备的前侧梁。该前侧梁F3是与第3实施方式的前侧梁3为相同构造、即具有点焊于侧梁内板100以及封闭板200的第1连接板300以及第2连接板400的前侧梁。

但是,在前侧梁F3中,使第2熔融凝固部N20以及第3熔融凝固部N30的长边方向X的位置与中点P0在长边方向X上的位置一致(参照图12A)。此外,使第5熔融凝固部N50以及第6熔融凝固部N60的长边方向X的位置与中点P0’在长边方向X上的位置一致(参照图12B)。即,在前侧梁F3中,在图12A所示的区域D3中配置有第2熔融凝固部N20以及第3熔融凝固部N30,在图12B所示的区域D4中配置有第5熔融凝固部N50以及第6熔融凝固部N60。为了方便,将这样的状态称作“有优化”。

图23(d)所示的前侧梁F4是作为发明例3而准备的前侧梁。该前侧梁F4是与第4实施方式的前侧梁4为相同构造、即具有连续焊接于侧梁内板100以及封闭板200的第1连接板300以及第2连接板400的前侧梁。

在前侧梁F1~F4中,作为侧梁内板100,使用将板厚1.4mm、抗拉强度980MPa以及全长350mm的钢板冲压成型为帽形的侧梁内板。此外,在前侧梁F1~F4中,作为封闭板200,使用板厚1.4mm、抗拉强度980MPa以及全长350mm的平坦的钢板。此外,在前侧梁F2~F4中,作为第1连接板300以及第2连接板400,使用将板厚1.4mm、抗拉强度980MPa以及全长350mm的钢板冲压成型为L字形状的连接板。

在制造前侧梁F1~F4时,以在凸缘边界面中沿着长边方向X以40mm间隔形成第1熔融凝固部N10以及第4熔融凝固部N40的方式(以使图12A以及图12B所示的Lf1以及Lf2成为40mm的方式)进行点焊。此外,在前侧梁F1~F4中,将点焊条件设定为,使通过点焊而形成于各部分的熔融凝固部(N10~N60)的熔核直径成为4√t(t:板厚)。此外,在前侧梁F4中,将激光焊接条件设定为,使通过激光焊接而连续地形成的熔融凝固部(M20、M30、M40、M50)的长度成为350mm。

并且,使用前侧梁F1~F4进行了针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量的数值分析试验。具体而言,在将前侧梁F1~F4的长边方向的一端部固定之后,使平板状的刚体800以平行的状态或者倾斜10°的状态碰撞前侧梁F1~F4的长边方向的另一端部。将刚体800相对于前侧梁F1~F4的碰撞速度设为20km/h。

对于图24(a)~(f)所示的分析条件,分别调查在通过刚体800的碰撞而沿着边梁F1~F4的长边方向X在150mm的范围内产生轴向压坏变形的情况下有无点断裂,并且对针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量EA(kJ)进行了分析。表3表示有无点断裂的试验结果。图25是表示针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量EA(kJ)的分析结果的曲线图。

【表3】

如表3所示,在图24(a)的分析条件下,使刚体800以平行的状态(对侧梁内板100以及封闭板200同时输入冲击载荷的条件)碰撞比较例1的前侧梁F1,未产生点断裂。在图24(b)的分析条件下,使刚体800以倾斜10°的状态(先对封闭板200输入冲击载荷的条件)碰撞比较例1的前侧梁F1,未产生点断裂。在图24(c)的分析条件下,在使刚体800以倾斜10°的状态(先对侧梁内板100输入冲击载荷的条件)碰撞比较例1的前侧梁F1的情况下,产生大量的点断裂。

如此,在比较例1的前侧梁F1的情况下,在对侧梁内板100以及封闭板200同时输入冲击载荷(第1冲击输入条件)、或者先对封闭板200输入冲击载荷的条件(第2冲击输入条件)下,确认到即便不存在第1连接板300以及第2连接板400,也不会产生点断裂,能够抑制针对轴向压坏变形的碰撞能量吸收量的降低。但是,在比较例1的前侧梁F1的情况下,在先对侧梁内板100输入冲击载荷的条件(第3冲击输入条件)下,确认到产生大量的点断裂,其结果,针对轴向压坏变形的碰撞能量吸收量大幅度降低。

获得这样的分析结果的理由,可以认为是如下原因:在先对宽度较大的侧梁内板100输入冲击载荷的第3冲击输入条件下,与第1以及第2冲击输入条件相比较,对凸缘边界面(第1凸缘140与第1凸缘接合部210的边界面BS10、以及第2凸缘150与第2凸缘接合部220的边界面BS40)作用较大的剪切力,由于该剪切力而从冲击载荷的输入端起依次产生点断裂(第1熔融凝固部N10以及第4熔融凝固部N40的断裂)。

不具备第1连接板300以及第2连接板400的比较例1的前侧梁F1为,在上述第1冲击输入条件以及第2冲击输入条件下,能够提高针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量,但是在上述第3冲击输入条件下,无法提高针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量。

在图24(d)的分析条件下,在使刚体800以倾斜10°的状态(先对侧梁内板100输入冲击载荷的第3冲击输入条件)碰撞发明例1的前侧梁F2的情况下,点断裂的产生数量不为零,但与在第3冲击输入条件下对比较例1的前侧梁F1输入冲击载荷的情况相比较,能够大幅度减少点断裂的产生数量,还能够提高针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量。

如此,在具备第1连接板300以及第2连接板400的发明例1的前侧梁F2的情况下,即便在先对侧梁内板100输入冲击载荷的第3冲击输入条件下,也确认到能够抑制点断裂的产生,其结果,能够抑制针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量的降低。

获得这样的分析结果的理由,可以认为是如下原因:在发明例1的前侧梁F2中,第1连接板300以覆盖第1凸缘140与第1凸缘接合部210的边界线的方式与第1壁部120以及中央接合部230接合,且第2连接板400以覆盖第2凸缘150与第2凸缘接合部220的边界线与第2壁部130以及中央接合部230接合,因此,即便先对侧梁内板100输入伴随着轴向压坏变形的冲击载荷,也能够减小作用于凸缘边界面(BS10以及BS40)的剪切力。

在图24(e)的分析条件下,使刚体800以第3冲击输入条件碰撞发明例2的前侧梁F3,未产生点断裂。在图24(f)所示的分析条件下,使刚体800以第3冲击输入条件碰撞发明例3的前侧梁F4,未产生点断裂。

如此,在发明例2的前侧梁F3以及发明例3的前侧梁F4中,即便在先对侧梁内板100输入冲击载荷的第3冲击输入条件下,也确认到不产生点断裂,与发明例1的前侧梁F2相比较,能够提高针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量。

如以上那样,根据发明例1~3的前侧梁F2~F4,能够与冲击载荷的输入条件无关地抑制点断裂的产生,能够抑制针对轴向压坏变形的冲击能量吸收量的降低。

以上,对本发明的第1~第4实施方式、变形例以及实施例进行了说明,但本发明并不仅限定于这些。上述实施方式以及变形例能够以其他各种方式加以实施,在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。上述实施方式及变形例包含于发明的范围及主旨中,并且包含于权利要求所记载的发明和与其等同的范围中。

例如,在上述第1实施方式中,例示了具有如下构造的边梁1:第1连接板30点焊于边梁外板10的第1壁部12以及边梁内板20的第1壁部22,第2连接板40点焊于边梁外板10的第2壁部13以及边梁内板20的第2壁部23。

与此相对,也可以采用如下构造:第1连接板30点焊于边梁外板10的第1壁部12以及边梁内板20的第1壁部22,第2连接板40连续焊接于边梁外板10的第2壁部13以及边梁内板20的第2壁部23。即,对于第1连接板30的接合构造采用在第1实施方式中说明了的接合构造(基于点焊的接合构造),对于第2连接板40的接合构造采用在第2实施方式中说明了的接合构造(基于连续焊接的接合构造)。

此外,例如,在上述第3实施方式中,例示了具有如下构造的前侧梁3:第1连接板300点焊于侧梁内板100的第1壁部120以及封闭板200的中央接合部230,第2连接板400点焊于侧梁内板100的第2壁部130以及封闭板200的中央接合部230。

与此相对,也可以采用如下构造:第1连接板300点焊于侧梁内板100的第1壁部120以及封闭板200的中央接合部230,第2连接板400连续焊接于侧梁内板100的第2壁部130以及封闭板200的中央接合部230。即,对于第1连接板300的接合构造采用在第3实施方式中说明了的接合构造(基于点焊的接合构造),对于第2连接板400的接合构造采用在第4实施方式中说明了的接合构造(基于连续焊接的接合构造)。

此外,例如,在上述第1实施方式中,示出了第1连接板30为矩形状的情况。但是,也可以将第1连接板30设为圆形状、椭圆形状或者长圆形状。

此外,例如,在上述第1实施方式中,示出了设置一个第1连接板30的情况。但是,也可以设置多个第1连接板30。

此外,例如,在上述第2实施方式中,示出了第2熔融凝固部M2的形状为直线状的情况。但是,也可以将第2熔融凝固部M2的形状设为曲线状或者波状。

此外,例如,在上述第1实施方式中,示出了边梁外板10的第1凸缘14以及第2凸缘15、边梁内板20的第1凸缘24以及第2凸缘25为朝向边梁1的宽度方向外侧的朝外凸缘的情况。但是,例如,第1凸缘14以及24也可以成为朝向边梁1的宽度方向内侧的朝内凸缘。并且,在该情况下,只要将第1连接板30与边梁外板10的第1壁部12的外壁面以及边梁内板20的第1壁部22的外壁面接合即可。

符号的说明

1、2:边梁(汽车部件);3、4:前侧梁(汽车部件);10:边梁外板(第1部件);20:边梁内板(第2部件);30:第1连接板(第1接合板);40:第2连接板(第2接合板);11、21:腹板;12、22:第1壁部;13、23:第2壁部;14、24:第1凸缘;15、25:第2凸缘;100:侧梁内板(第1部件);200:封闭板(第2部件);300:第1连接板(第1接合板);400:第2连接板(第2接合板);110:腹板;120:第1壁部;130:第2壁部;140:第1凸缘;150:第2凸缘;210:第1凸缘接合部;220:第2凸缘接合部;230:中央接合部;N1、N10:第1熔融凝固部;N2、M2、N20、M20:第2熔融凝固部;N3、M3、N30、M30:第3熔融凝固部;N4、N40:第4熔融凝固部;N5、M5、N50、M50:第5熔融凝固部;N6、M6、N60、M60:第6熔融凝固部。

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