CN112384436A - 汽车用构造构件及车身 - Google Patents
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Abstract
汽车用构造构件具有第1壁部、与第1壁部相对的第2壁部以及连接第1壁部和第2壁部的第3壁部。第1壁部和第2壁部中的至少一者具有形成有两个贯通孔的主壁部和以从主壁部立起的方式设置的至少两个辅助壁部。辅助壁部以从贯通孔的边缘沿主壁部的厚度方向立起的方式设置。两个辅助壁部之间在主壁部的长度方向上的距离为主壁部在两个辅助壁部之间的宽度的1.4倍以下。
Description
技术领域
本发明涉及汽车用构造构件及具备该汽车用构造构件的车身。
背景技术
对汽车的车身要求即使在与其他汽车等碰撞的情况下也充分地确保车室内的安全性。因此,为了确保车室内的安全性,以往提出了各种汽车用构造构件(例如参照专利文献1)。
在专利文献1中公开的中柱具有中柱内部、中柱外部以及衬板构件。衬板构件接合于中柱外部的外表面。
在专利文献1中记载了这样的内容:通过以满足预定条件的方式将衬板构件接合于中柱外部,能够加强中柱外部,并且能够提高碰撞时的能量吸收效率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2017/030191号
发明内容
发明要解决的问题
另外,在汽车行业中,从提高燃烧消耗率的观点出发,要求汽车零部件的进一步轻量化。关于这一点,在像专利文献1中记载的那样设置衬板构件的情况下,产生中柱的重量增加这样的问题。
于是,本发明的目的在于,提供一种轻量且对于碰撞而言具有优异的强度的汽车用构造构件。
用于解决问题的方案
本发明的主旨在于下述的汽车用构造构件及车身。
(1)一种汽车用构造构件,其具有板状的第1壁部、在所述第1壁部的厚度方向上与所述第1壁部相对的板状的第2壁部以及连接所述第1壁部和所述第2壁部的板状的第3壁部,其中,
所述第1壁部和所述第2壁部中的至少一者具有板状的主壁部和以从所述主壁部立起的方式设置的至少两个辅助壁部,所述主壁部的沿着所述主壁部与所述第3壁部的连接部的方向成为长度方向,并且在所述主壁部以沿着所述长度方向排列的方式形成有至少两个贯通孔,
所述两个辅助壁部中的一个辅助壁部以从所述两个贯通孔中的一个贯通孔的边缘沿着所述主壁部的厚度方向立起的方式设置,所述两个辅助壁部中的另一个辅助壁部以从所述两个贯通孔中的另一个贯通孔的边缘沿着所述厚度方向立起的方式设置,
所述两个辅助壁部之间在所述长度方向上的距离为所述主壁部在所述两个辅助壁部之间的宽度的1.4倍以下。
(2)根据上述(1)所述的汽车用构造构件,其中,在从所述主壁部的厚度方向观察时,所述辅助壁部在所述贯通孔的所述长度方向上的一侧和另一侧与穿过所述贯通孔的中心且与所述长度方向平行的直线交叉。
(3)根据上述(1)或(2)所述的汽车用构造构件,其中,所述两个辅助壁部之间的距离为所述主壁部在所述两个辅助壁部之间的宽度的0.2倍以上。
(4)根据上述(1)~(3)中任一项所述的汽车用构造构件,其中,所述第1壁部和所述第2壁部分别具有所述主壁部和所述至少两个辅助壁部。
(5)根据上述(4)所述的汽车用构造构件,其中,所述第1壁部的所述至少两个辅助壁部以向所述第2壁部侧立起的方式设置,所述第2壁部的所述至少两个辅助壁部以向所述第1壁部侧立起的方式设置。
(6)根据上述(1)~(5)中任一项所述的汽车用构造构件,其中,所述辅助壁部的顶端与所述主壁部之间在所述主壁部的厚度方向上的距离为2.8mm以上。
(7)根据上述(1)~(6)中任一项所述的汽车用构造构件,其中,所述至少两个辅助壁部分别具有筒形形状。
(8)根据上述(1)~(7)中任一项所述的汽车用构造构件,其中,所述辅助壁部在所述主壁部的宽度方向上的长度为穿过所述贯通孔的中心且与所述长度方向正交的截面中的所述主壁部的宽度的0.2倍~1.0倍。
(9)根据上述(1)~(6)中任一项所述的汽车用构造构件,其中,所述辅助壁部包含在所述贯通孔的周向上互相分离地设置的至少两个壁,
所述两个壁中的一个壁设于所述贯通孔的所述长度方向上的一侧,所述两个壁中的另一个壁设于所述贯通孔的所述长度方向上的另一侧,
所述两个壁在所述主壁部的宽度方向上的各自的长度为穿过所述贯通孔的中心且与所述长度方向正交的截面中的所述主壁部的宽度的0.2倍~1.0倍。
(10)根据上述(1)~(9)中任一项所述的汽车用构造构件,其中,在车身中,所述第1壁部与所述第2壁部在前后方向上相对,并且所述长度方向相对于车宽方向和前后方向而言更接近上下方向。
(11)根据上述(10)所述的汽车用构造构件,其中,该汽车用构造构件是中柱。
(12)根据上述(11)所述的汽车用构造构件,其中,所述至少两个辅助壁部设在比上下方向上的中心靠下方的位置。
(13)根据上述(1)~(9)中任一项所述的汽车用构造构件,其中,在车身中,所述第1壁部与所述第2壁部在上下方向上相对,并且所述长度方向相对于上下方向而言更接近车宽方向和前后方向。
(14)根据上述(1)所述的汽车用构造构件,其中,该汽车用构造构件是下边梁、保险杠骨架(Bumper beam)、横梁或者扭矩箱。
(15)一种车身,其中,该车身具备上述(1)~(14)中任一项所述的汽车用构造构件。
发明的效果
根据本发明,能获得轻量且对于碰撞而言具有优异的强度的汽车用构造构件。
附图说明
图1是表示分析模型的一例的立体图。
图2是表示分析模型的截面的图。
图3是表示比较对象的分析模型的图。
图4是表示分析结果的图。
图5是示意地表示使分析模型压曲的情况下的变形行为的图。
图6是表示分析结果的图。
图7是表示分析结果的图。
图8是表示分析结果的图。
图9是表示分析结果的图。
图10是表示分析结果的图。
图11是表示分析结果的图。
图12是表示分析结果的图。
图13是表示分析模型的另一个例子的立体图。
图14是表示比较对象的分析模型的图。
图15是表示本发明的一实施方式的汽车用构造构件的立体图。
图16是与图15的A-A线对应的部分的概略剖视图。
图17是从中柱的内侧观察到的前壁部中的形成有贯通孔的部分的图。
图18是用于说明中柱的变形例的图。
图19是用于说明中柱的另一个变形例的图。
图20是用于说明中柱的又一个变形例的图。
图21是用于说明中柱的再一个变形例的图。
图22是用于说明中柱的进而又一个变形例的图。
图23是表示本发明的第2实施方式的汽车用构造构件的立体图。
图24是与图23的A-A线对应的部分的概略剖视图。
图25是从汽车用构造构件的内侧观察到的纵壁部中的形成有贯通孔的部分的图。
图26是用于说明汽车用构造构件的变形例的图。
图27是用于说明汽车用构造构件的另一个变形例的图。
图28是用于说明汽车用构造构件的又一个变形例的图。
图29是表示本发明的第3实施方式的汽车用构造构件的立体图。
图30是表示本发明的第4实施方式的汽车用构造构件的立体图。
图31是与图30的B-B线对应的部分的概略剖视图。
图32是表示车身的一部分的概略立体图。
图33是表示车身的一部分的概略仰视图。
具体实施方式
(由本发明人进行的研究)
为了实现汽车用构造构件的高强度化和轻量化的兼顾,本发明人进行了各种研究。另外,本发明人认为通过对筒状的汽车用构造构件实施内缘翻边加工,能够兼顾汽车用构造构件的高强度化和轻量化。于是,本发明人通过使用有限元素法进行的数值分析(计算机·模拟)调查了内缘翻边加工对汽车用构造构件的强度产生的影响。在下文中,对本发明人进行的数值分析进行说明。
图1是表示在数值分析中使用的汽车用构造构件的分析模型的一例的立体图,图2是分析模型中的与图1的II-II线对应的部分的剖视图。另外,在图1和图2中示出了表示互相正交的X方向、Y方向及Z方向的箭头。
如图1所示,分析模型100具有沿X方向延伸的方筒形状,具有四个壁部102、104、106、108。壁部102和壁部104以在Z方向上相对的方式设置,壁部106和壁部108以在Y方向上相对的方式设置。另外,分析模型100由厚度为0.8mm且拉伸强度为980MPa级的钢板形成。此外,分析模型100的X方向上的长度为1000mm,Y方向和Z方向上的长度分别为100mm。
如图1和图2所示,壁部102具有形成有一对贯通孔102a的板状的主壁部102b和针对一对贯通孔102a中的每个贯通孔102a设置的一对辅助壁部102c。同样地,壁部104具有形成有一对贯通孔104a的板状的主壁部104b和针对一对贯通孔104a中的每个贯通孔104a设置的一对辅助壁部104c。设想辅助壁部102c通过内缘翻边加工而形成,形成为具有圆筒形状且从贯通孔102a的边缘朝向分析模型100的内侧立起。同样地,设想辅助壁部104c通过内缘翻边加工而形成,形成为具有圆筒形状且从贯通孔104a的边缘朝向分析模型100的内侧立起。
一对贯通孔102a分别形成于主壁部102b的Y方向上的中心。同样地,一对贯通孔104a分别形成于主壁部104b的Y方向上的中心。一对贯通孔102a的X方向上的位置与一对贯通孔104a的X方向上的位置彼此相同。一对贯通孔102a的X方向上的中间位置与壁部102的X方向上的中心一致,一对贯通孔104a的X方向上的中间位置与壁部104的X方向上的中心一致。贯通孔102a的直径和贯通孔104a的直径分别为60mm。此外,一对贯通孔102a之间的X方向上的距离W(一个贯通孔102a的边缘与另一个贯通孔102a的边缘之间的最短距离)为80mm。同样地,一对贯通孔104a之间的X方向上的距离为80mm。
另外,在下文中,将Y方向设为上下方向。更具体而言,将Y方向上的壁部106侧设为上方,将壁部108侧设为下方。如图1所示,在数值分析中,通过在利用具有圆弧状的支承面的一对支承构件200从下方支承壁部108的状态下对壁部106施加载荷F来进行三点弯曲。另外,虽然为了避免附图变复杂而省略了图示,但在三点弯曲中,通过使沿Z方向延伸的具有圆弧状的按压面的按压构件向下方移动,而将壁部106的X方向上的中心向下方按压。在数值分析中,调查按压构件向下方的位移量与载荷F之间的关系,并且也调查使分析模型100压曲的情况下的变形行为。
此外,本发明人除了使用图1所示的分析模型100之外,还使用图3所示的成为比较对象的分析模型100a、100b、100c(以下也记载为比较模型100a、100b、100c。),与分析模型100同样地进行数值分析,调查了按压构件向下方的位移量与载荷F之间的关系。另外,比较模型100a除了不具有一对贯通孔102a、一对贯通孔104a、一对辅助壁部102c及一对辅助壁部104c这一点之外,具有与上述的分析模型100同样的结构。比较模型100b除了不具有一对辅助壁部102c和一对辅助壁部104c这一点之外,具有与上述的分析模型100同样的结构。比较模型100c除了贯通孔102a、贯通孔104a、辅助壁部102c及辅助壁部104c的数量分别是一个这一点之外,具有与上述的分析模型100同样的结构。另外,在比较模型100c中,贯通孔102a、辅助壁部102c、贯通孔104a(未图示)及辅助壁部104c(未图示)设于比较模型100c的X方向上的中心。
在图4中表示分析结果。另外,图4是将分析模型100的辅助壁部102c、104c的高度h(参照图2)分别设定为7.2mm并将图2中用虚线的圆表示的部分的曲率半径R设定为0mm的情况下的分析结果。另外,辅助壁部102c、104c的高度h是指辅助壁部102c、104c的顶端与主壁部102b、104b之间在主壁部102b、104b的厚度方向上的距离。另外,将图2中用虚线的圆表示的部分的曲率半径R设定为0mm的情况是指主壁部102b的内表面与辅助壁部102c的外周面以直角相交且主壁部104b的内表面与辅助壁部104c的外周面以直角相交。
根据图4所示的结果可知,在分析模型100中,与比较模型100a、100b、100c相比能够承受更大的载荷。即,可知分析模型100与比较模型100a、100b、100c相比对于Y方向的载荷而言具有优异的强度。
图5是示意地表示使分析模型100压曲的情况下的变形行为的图。另外,在图5中用虚线表示变形前的分析模型100。此外,为了避免附图变复杂,在图5中未示出贯通孔和辅助壁部。
如图5所示,在本发明人进行的数值分析中,壁部102、104分别在Y方向(上下方向)上的中央部以朝向外侧凸出的方式压曲。即,发生了壁面压曲。
根据以上的结果可知,在以碰撞时发生壁面压曲的方式设置于车辆的汽车用构造构件中,通过在发生压曲的壁部如上所述地设置多个辅助壁部,能够提高汽车用构造构件对于碰撞而言的强度。认为其原因在于,通过在壁部形成多个辅助壁部,使该壁部的弯曲刚度增加,而不易压曲。
此外,本发明人也调查了分析模型100的辅助壁部102c、104c的高度h(参照图2)对分析模型100的强度产生的影响。具体而言,将辅助壁部102c、104c的高度h设定为3.0mm、4.0mm及7.2mm,在与上述的分析同样的条件下进行数值分析。将分析结果表示在图6中。另外,为了进行参考,在图6中还示出了图4所示的比较模型100a、100b的分析结果。
根据图6所示的结果可知,通过将辅助壁部102c、104c的高度h设定为优选为3.0mm以上,更优选为4.0mm以上,能够充分地增大分析模型100能够负担的Y方向的载荷。
此外,本发明人调查了分析模型100的辅助壁部102c、104c的高度h与分析模型100能够负担的Y方向的最大载荷(在使上述的按压构件向下方移动70mm时对分析模型100施加的载荷的最大值)之间的关系。在该调查中,除了使用厚度(原材料的板厚)为0.8mm的分析模型100之外,还使用厚度为0.4mm的分析模型100进行了分析。另外,一对贯通孔102a之间的X方向上的距离W和一对贯通孔104a之间的X方向上的距离设定为60mm。在厚度为0.8mm的分析模型100中,将辅助壁部102c、104c的高度h设定为2.8mm、3.0mm、4.0mm及7.2mm。此外,在厚度为0.4mm的分析模型100中,辅助壁部102c、104c的高度h设定为2.8mm、3.0mm、3.2mm、3.4mm及7.6mm。另外,除了这些分析条件之外,设为与上述的分析同样的条件。
在图7中示出厚度为0.8mm的分析模型100的分析结果,在图8中示出厚度为0.4mm的分析模型100的分析结果。另外,在图7中,纵轴的最大载荷比表示分析模型100能够负担的Y方向的最大载荷相对于比较模型100a(厚度0.8mm)能够负担的Y方向的最大载荷(在使上述的按压构件向下方移动70mm时对比较模型100a施加的载荷的最大值)的比例。同样地,在图8中,纵轴的最大载荷比表示分析模型100能够负担的Y方向的最大载荷相对于比较模型100a(厚度0.4mm)能够负担的Y方向的最大载荷的比例。
根据图7和图8所示的结果可知,通过提高辅助壁部102c、104c的高度h,能够增大分析模型100能够负担的最大载荷。还可知,无论分析模型100的厚度如何,通过适当地设定辅助壁部102c、104c的高度h,都能够使分析模型100能够负担的最大载荷比比较模型100a(参照图3)能够负担的最大载荷大。
本发明人还调查了主壁部102b、102c的宽度(Y方向上的长度)与辅助壁部102c、104c的Y方向上的长度之间的关系对分析模型100的强度产生的影响。在该调查中,使用厚度为0.8mm且辅助壁部102c、104c的高度h为7.2mm的分析模型100,与上述的分析同样地使分析模型100负载载荷而进行了分析。另外,辅助壁部102c、104c的Y方向上的长度与贯通孔102a、104a的直径大致相等。于是,在本调查中,改变贯通孔102a、104a的直径相对于主壁部102b、104b的宽度(Y方向上的长度)的比例,调查了分析模型100能够负担的Y方向的最大载荷是如何变化的。另外,将一对贯通孔102a的X方向上的中心间距离和一对贯通孔104a的X方向上的中心间距离分别设定为140mm。
在图9中示出分析结果。另外,在图9中,纵轴的最大载荷比表示分析模型100能够负担的Y方向的最大载荷相对于比较模型100a(厚度0.8mm)能够负担的Y方向的最大载荷的比例。
根据图9所示的结果可知,无论贯通孔102a、104a的直径相对于主壁部102b、104b的宽度的比例如何,都能够使分析模型100能够负担的最大载荷比比较模型100a(参照图3)能够负担的最大载荷大。另外,根据图9所示的结果可知,通过将贯通孔102a、104a的直径相对于主壁部102b、104b的宽度的比例设定为0.3以上且1.0以下,能够充分地增大分析模型100能够负担的最大载荷。换言之可知,优选将辅助壁部102c、104c的Y方向上的长度相对于主壁部102b、104b的宽度(Y方向上的长度)的比例设定为0.2~1.0,更优选设定为0.3~1.0。
根据上述的结果,本发明人还调查了主壁部的宽度(Y方向上的长度)与辅助壁部的距离之间的关系对分析模型100的强度产生的影响。在该调查中,使用厚度为0.8mm且辅助壁部102c、104c的高度h为7.2mm的分析模型100和厚度为0.4mm且辅助壁部102c、104c的高度h为7.2mm的分析模型100,与上述的分析同样地使分析模型100负载载荷进行了分析。另外,一对辅助壁部102c之间的距离与一对贯通孔102a之间的距离W大致相等,一对辅助壁部104c之间的距离与一对贯通孔104a之间的距离大致相等。于是,在本调查中,改变一对贯通孔之间的距离相对于主壁部的宽度的比例,调查了分析模型100能够负担的Y方向的最大载荷是如何变化的。另外,贯通孔102a、104a的直径设定为60mm。此外,在厚度为0.8mm的分析模型100中,将一对贯通孔之间的距离相对于主壁部的宽度的比例设定为0.2、0.4、0.5、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.5及1.6。在厚度为0.4mm的分析模型100中,将一对贯通孔之间的距离相对于主壁部的宽度的比例设定为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.5及1.6。
在图10中示出厚度为0.8mm的分析模型100的分析结果,在图11中示出厚度为0.4mm的分析模型100的分析结果。另外,在图10中,纵轴的最大载荷比表示分析模型100能够负担的Y方向的最大载荷相对于比较模型100a(厚度0.8mm)能够负担的Y方向的最大载荷的比例。同样地,在图11中,纵轴的最大载荷比表示分析模型100能够负担的Y方向的最大载荷相对于比较模型100a(厚度0.4mm)能够负担的Y方向的最大载荷的比例。
根据图10和图11所示的结果可知,无论分析模型100的厚度如何,通过将一对贯通孔之间的距离相对于主壁部的宽度的比例设定为1.4以下,都能够使分析模型100能够负担的最大载荷比比较模型100a(参照图3)能够负担的最大载荷大。换言之可知,通过将一对辅助壁部之间的距离相对于主壁部的宽度的比例设定为1.4以下,能够充分地增大分析模型100能够负担的最大载荷。此外,根据图10和图11所示的结果可知,优选将一对辅助壁部之间的距离相对于主壁部的宽度的比例设定为0.2以上。
本发明人还调查了主壁部102b与辅助壁部102c的分界部的形状和主壁部104b与辅助壁部104c的分界部的形状对分析模型100的强度产生的影响。具体而言,将图2中用虚线的圆表示的部分的曲率半径R设定为0mm、1mm及2mm,在与在图4中说明的分析同样的条件下进行了分析。将分析结果表示在图12中。另外,为了进行参考,在图12中还示出了图4所示的比较模型100a的分析结果。
根据图12所示的结果可知,主壁部102b与辅助壁部102c的分界部的形状和主壁部104b与辅助壁部104c的分界部的形状几乎不对分析模型100对于Y方向的载荷而言的强度产生影响。
而且,本发明人使用图13所示的分析模型110和图14所示的比较模型110a,在与图4中说明的分析同样的条件下进行数值分析,调查了按压构件向下方的位移量与载荷之间的关系。另外,在图13中,(a)是表示分析模型110的立体图,(b)是分析模型110的与(a)的b-b线对应的部分的剖视图。分析模型110除了不具有壁部108(参照图1)这一点之外,具有与上述的分析模型100同样的结构。另外,辅助壁部102c、104c的高度h(参照图13的(b))分别设定为7.2mm。比较模型110a除了不具有一对贯通孔102a、一对贯通孔104a、一对辅助壁部102c及一对辅助壁部104c这一点之外,具有与上述的分析模型110同样的结构。
进行数值分析的结果为,分析模型110能够负担的最大载荷为1.45kN。另一方面,比较模型110a能够负担的最大载荷为1.25kN。根据该结果可知,不仅在筒状的汽车用构造构件中,而且在截面U字形状的汽车用构造构件中,也能够通过在与载荷方向大致平行地延伸的壁部分别设置多个辅助壁部来提高强度。
本发明是基于上述的见解而完成的。
(本发明的实施方式的说明)
之后进行详细的说明,本发明的汽车用构造构件具有板状的第1壁部、在第1壁部的厚度方向上与第1壁部相对的板状的第2壁部以及连接第1壁部和第2壁部的板状的第3壁部。第1壁部和第2壁部中的至少一者具有板状的主壁部和以从主壁部立起的方式设置的至少两个辅助壁部,主壁部的沿着主壁部与第3壁部的连接部的方向(连接部的延伸方向)成为长度方向,并且在主壁部以沿着长度方向排列的方式形成有至少两个贯通孔。两个辅助壁部中的一个辅助壁部以从两个贯通孔中的一个贯通孔的边缘沿着主壁部的厚度方向立起的方式设置,两个辅助壁部中的另一个辅助壁部以从两个贯通孔中的另一个贯通孔的边缘沿着主壁部的厚度方向立起的方式设置。两个辅助壁部之间在主壁部的长度方向上的距离为主壁部在两个辅助壁部之间的宽度的1.4倍以下。另外,在本发明的汽车用构造构件中优选的是,两个辅助壁部之间的最短距离设定为主壁部在两个辅助壁部之间的宽度的1.4倍以下。在下文中,详细地说明本发明的实施方式的汽车用构造构件。另外,在本说明书中,使用上下方向、车宽方向及前后方向说明汽车用构造构件的各部分的结构,上述的上下方向、车宽方向及前后方向是以作为在水平面上停止的汽车的车身的构成构件来使用汽车用构造构件的状态为基准限定的。
本发明的实施方式的汽车用构造构件例如使用厚度为0.4mm~4.0mm且拉伸强度为980MPa级以上的原材料(板材)形成。具体而言,作为汽车用构造构件的原材料,能够使用钢和铝等金属、碳纤维强化塑料(CFRP)或者树脂等。另外,本发明优选在采用厚度为0.4mm~2.0mm的原材料的汽车用构造构件中使用。此外,本发明优选在采用拉伸强度为980MPa以上的原材料的汽车用构造构件中使用,但也能够在采用拉伸强度小于980MPa的原材料的汽车用构造构件中使用。另外,能够通过自原材料采集依照JISZ2201的拉伸试片并进行依照JISZ2241的拉伸试验,来测量原材料的拉伸强度。
(第1实施方式)
本发明的第1实施方式的汽车用构造构件在用作车身的结构构件的情况下是第1壁部与第2壁部在前后方向上相对的构件。此外,第1实施方式的汽车用构造构件在例如用作车身的结构构件的情况下是后述的主壁部的长度方向相对于车宽方向和前后方向而言更接近上下方向的构件。另外,长度方向相对于车宽方向和前后方向而言更接近上下方向是指长度方向与上下方向所成的角(锐角)小于45°。
图15是表示本发明的第1实施方式的汽车用构造构件的立体图。如图15所示,本实施方式的汽车用构造构件10是中柱。在以下的第1实施方式的说明中,将本实施方式的汽车用构造构件10记载为中柱10。此外,图16是表示与图15的A-A线对应的部分的概略截面(与上下方向正交的截面)的图。
如图15和图16所示,本实施方式的中柱10沿上下方向延伸且形成为筒状。之后进行详细的说明,中柱10具有板状的前壁部12、在前壁部12的厚度方向上与前壁部12相对的板状的后壁部14(参照图16)、连接前壁部12和后壁部14的侧壁部16、以及连接前壁部12和后壁部14的侧壁部18(参照图16)。在本实施方式中,前壁部12与后壁部14在前后方向(车身的前后方向)上相对,侧壁部16与侧壁部18在车宽方向上相对。在本实施方式中,前壁部12对应于第1壁部,后壁部14对应于第2壁部,侧壁部16对应于第3壁部。
在本实施方式中,前壁部12、后壁部14、侧壁部16及侧壁部18分别具有长条形状,形成为沿上下方向延伸。侧壁部16形成为连接前壁部12的车宽方向上的一侧(外侧)的边缘部和后壁部14的车宽方向上的一侧(外侧)的边缘部。侧壁部18形成为连接前壁部12的车宽方向上的另一侧(内侧)的边缘部和后壁部14的车宽方向上的另一侧(内侧)的边缘部。
另外,在本实施方式中,中柱10具有板状的第2构件10b和具有帽形的截面形状的第1构件10a。在本实施方式中,第1构件10a是中柱外部,第2构件10b是中柱内部10b。在以下的第1实施方式的说明中,将第1构件10a记载为中柱外部10a,将第2构件10b记载为中柱内部10b。中柱外部10a和中柱内部10b相互焊接。在本实施方式中,中柱外部10a具有帽形的截面形状,具有一对纵壁部(前壁部12和后壁部14)、顶板部(侧壁部16)以及一对凸缘部20、22。在本实施方式中,凸缘部20、22与中柱内部10b焊接。由此,前壁部12和后壁部14借助凸缘部20、22和中柱内部10b连接。即,在本实施方式中,由凸缘部20、22和中柱内部10b形成连接前壁部12和后壁部14的侧壁部18。
另外,能够应用本发明的中柱的结构不限定于上述的结构。本发明能够应用于各种形状的中柱,该中柱具有在车身的前后方向上相对的前壁部和后壁部以及在车宽方向上相对的一对侧壁部。因而,省略中柱10的整体结构的详细说明。另外,在本说明书中,将第1壁部的内表面朝向第2壁部侧且第2壁部的内表面朝向第1壁部侧的状态限定为第1壁部和第2壁部在第1壁部的厚度方向上相对的状态。此外,在本实施方式中,将前壁部的内表面朝向后方且后壁部的内表面朝向前方的状态限定为前壁部和后壁部在车身的前后方向上相对的状态。因而,图16所示的前壁部12和后壁部14不互相平行,但在车身的前后方向上相对。此外,在本说明书中,将车宽方向上的一侧的侧壁部的内表面朝向车宽方向上的另一侧且车宽方向上的另一侧的侧壁部的内表面朝向车宽方向上的一侧的状态限定为一对侧壁部在车宽方向上相对的状态。
如图15和图16所示,前壁部12具有形成有多个贯通孔12a的板状的主壁部12b和针对多个贯通孔12a中的每个贯通孔12a设置的多个辅助壁部12c。在本实施方式中,沿着主壁部12b与侧壁部16的连接部17a的方向成为主壁部12b的长度方向。多个贯通孔12a形成为沿着主壁部12b的长度方向排列。在本实施方式中,形成有四个贯通孔12a和四个辅助壁部12c。辅助壁部12c能够利用例如公知的内缘翻边加工方法形成。后述的辅助壁部14c也同样。
多个辅助壁部12c分别以从贯通孔12a的边缘朝向后壁部14侧立起的方式设置。即,多个辅助壁部12c分别以向后方立起的方式设置。参照图16,在主壁部12b的厚度方向上,辅助壁部12c的顶端与主壁部12b之间的距离H1优选为2.8mm以上,更优选为3.0mm以上,进一步优选为4.0mm以上。
如图16所示,后壁部14具有形成有多个贯通孔14a(在图16中仅图示一个贯通孔14a。)的板状的主壁部14b和针对多个贯通孔14a中的每个贯通孔14a设置的多个辅助壁部14c。在本实施方式中,沿着主壁部14b与侧壁部16的连接部17b的方向成为主壁部14b的长度方向。多个贯通孔14a形成为沿着主壁部14b的长度方向排列。在本实施方式中,形成有例如四个贯通孔14a和四个辅助壁部14c。
多个辅助壁部14c分别以从贯通孔14a的边缘朝向前壁部12侧立起的方式设置。即,多个辅助壁部14c分别以向前方立起的方式设置。在主壁部14b的厚度方向上,辅助壁部14c的顶端与主壁部14b之间的距离H2优选为2.8mm以上,更优选为3.0mm以上,进一步优选为4.0mm以上。
在本实施方式中,在从主壁部12b的厚度方向观察时,将与主壁部12b的长度方向正交的方向(与连接部17a的延伸方向正交的方向)设为主壁部12b的宽度方向。主壁部12b的宽度(宽度方向上的长度)例如设定为50mm~200mm。此外,在本实施方式中,在从主壁部14b的厚度方向观察时,将与主壁部14b的长度方向正交的方向(与连接部17b的延伸方向正交的方向)设为主壁部14b的宽度方向。主壁部14b的宽度(宽度方向上的长度)例如设定为50mm~200mm。
参照图15,若辅助壁部12c彼此分离得过远,则在压坏时主壁部12b有可能在相邻的辅助壁部12c之间的部分压曲。换言之,通过使辅助壁部12c彼此适度地靠近,能够有效地抑制主壁部12b的压曲。于是,在本实施方式中,相邻的两个辅助壁部12c之间的距离(主壁部12b的长度方向上的距离)设定为主壁部12b在该两个辅助壁部12c之间的宽度的1.4倍以下。同样地,相邻的两个辅助壁部14c之间的距离(主壁部14b的长度方向上的距离)设定为主壁部14b在该两个辅助壁部14c之间的宽度的1.4倍以下。还优选的是,两个辅助壁部12c之间的最短距离设定为主壁部12b在两个辅助壁部12c之间的宽度的1.4倍以下,两个辅助壁部14c之间的最短距离设定为主壁部14b在两个辅助壁部14c之间的宽度的1.4倍以下。
在本实施方式中,两个辅助壁部之间的距离是以辅助壁部的基部(与主壁部的分界部)为基准确定的。因而,即使在如后述的图18所示辅助壁部相对于主壁部倾斜的情况下,两个辅助壁部之间的距离也是指两个辅助壁部的基部彼此的距离,而不是指两个辅助壁部的顶端彼此的距离。
另外,在本实施方式中,相邻的两个贯通孔12a之间的距离(主壁部12b的长度方向上的距离)也同样设定为主壁部12b在该两个贯通孔12a之间的宽度的1.4倍以下。此外,相邻的两个贯通孔14a之间的距离(主壁部14b的长度方向上的距离)也同样设定为主壁部14b在该两个贯通孔14a之间的宽度的1.4倍以下。
另外,若相邻的两个辅助壁部(贯通孔)之间的距离过近,则汽车用构造构件的成形有可能变得困难。于是,在本实施方式中,相邻的两个辅助壁部12c之间的上述长度方向上的距离优选设定为主壁部12b在该两个辅助壁部12c之间的宽度的0.2倍以上,更优选设定为0.4倍以上,进一步优选设定为0.6倍以上。同样地,相邻的两个辅助壁部14c之间的上述长度方向上的距离也优选设定为主壁部14b在该两个辅助壁部14c之间的宽度的0.2倍以上,更优选设定为0.4倍以上,进一步优选设定为0.6倍以上。此外,相邻的两个贯通孔12a之间的上述长度方向上的距离优选设定为主壁部12b在该两个贯通孔12a之间的宽度的0.2倍以上,更优选设定为0.4倍以上,进一步优选设定为0.6倍以上。同样地,相邻的两个贯通孔14a之间的上述长度方向上的距离也优选设定为主壁部14b在该两个贯通孔14a之间的宽度的0.2倍以上,更优选设定为0.4倍以上,进一步优选设定为0.6倍以上。
另外,当主壁部在两个辅助壁部(贯通孔)之间的宽度不恒定的情况下,“主壁部在两个辅助壁部(贯通孔)之间的宽度”是指主壁部在两个辅助壁部(贯通孔)之间的宽度的最大值。不过,相邻的两个辅助壁部(贯通孔)之间的距离(主壁部的长度方向上的距离或者最短距离)既可以设定为主壁部在该两个辅助壁部(贯通孔)之间的宽度的最小值的1.4倍以下,也可以设定为主壁部在该两个辅助壁部(贯通孔)之间的宽度的最小值的0.2倍以上。
在本实施方式中,多个辅助壁部12c和多个辅助壁部14c设于比中柱10的上下方向上的中心靠下方的位置。
另外,贯通孔12a的数量和辅助壁部12c的数量分别不限定于四个,既可以是两个或三个,也可以是五个以上。贯通孔14a和辅助壁部14c也同样。
图17是从中柱10的内侧观察到的前壁部12中的形成有贯通孔12a的部分的图。另外,在图17中用单点划线表示在从主壁部12b的厚度方向观察时穿过贯通孔12a的中心且与主壁部12b的长度方向平行的假想直线L。如图17所示,在本实施方式中,辅助壁部12c设置为,在从主壁部12b的厚度方向观察时,在贯通孔12a在主壁部12b的长度方向上的一侧和另一侧与直线L交叉。虽省略图示,但辅助壁部14c也同样设置为,在从主壁部14b的厚度方向观察时,在贯通孔14a在主壁部14b的长度方向上的一侧和另一侧与穿过贯通孔14a的中心且与主壁部14b的长度方向平行的直线(假想线)交叉。在本实施方式中,各贯通孔12a具有圆形形状,各辅助壁部12c具有筒形形状(在本实施方式中是圆筒形状)。同样地,在本实施方式中,各贯通孔14a具有圆形形状,各辅助壁部14c具有筒形形状(在本实施方式中是圆筒形状)。
参照图16,辅助壁部12c在主壁部12b的宽度方向上的长度优选为穿过与该辅助壁部12c对应的贯通孔12a的中心且与主壁部12b的长度方向正交的截面中的主壁部12b的宽度的0.2倍以上,更优选为0.3倍以上。此外,辅助壁部12c在主壁部12b的宽度方向上的长度优选为穿过与该辅助壁部12c对应的贯通孔12a的中心且与主壁部12b的长度方向正交的截面中的主壁部12b的宽度的1.0倍以下,更优选为0.9倍以下。
同样地,辅助壁部14c在主壁部14b的宽度方向上的长度优选为穿过与该辅助壁部14c对应的贯通孔14a的中心且与主壁部14b的长度方向正交的截面中的主壁部14b的宽度的0.2倍以上,更优选为0.3倍以上。此外,辅助壁部14c在主壁部14b的宽度方向上的长度优选为穿过与该辅助壁部14c对应的贯通孔14a的中心且与主壁部14b的长度方向正交的截面中的主壁部14b的宽度的1.0倍以下,更优选为0.9倍以下。
另外,在本实施方式中,在中柱10的穿过贯通孔12a的中心且与主壁部12b的长度方向正交的截面中,贯通孔12a和辅助壁部12c在主壁部12b的宽度方向上的长度例如设定为主壁部12b的宽度的0.4倍~0.7倍的大小。同样地,在中柱10的穿过贯通孔14a的中心且与主壁部14b的长度方向正交的截面中,贯通孔14a和辅助壁部14c在主壁部14b的宽度方向上的长度例如设定为主壁部14b的宽度的0.4倍~0.7倍的大小。
另外,在图16所示的截面中,若贯通孔12a、14a的长度(主壁部12b、14b的宽度方向上的长度)过小,则辅助壁部12c、14c的长度(主壁部12b、14b的宽度方向上的长度)也变小,压曲抑制效果有可能下降。为了可靠地防止这样的压曲抑制效果的下降,在本实施方式中,如上所述,贯通孔12a、14a的长度和辅助壁部12c、14c的长度例如设定为主壁部12b、14b的宽度的0.4倍以上。另一方面,若贯通孔12a、14a的长度过大,则主壁部12b、14b中的承受载荷的区域变小,压曲抑制效果有可能下降。为了可靠地防止这样的压曲抑制效果的下降,在本实施方式中,如上所述,贯通孔12a、14a的长度和辅助壁部12c、14c的长度例如设定为主壁部12b、14b的宽度的0.7倍以下。
(本实施方式的效果)
在本实施方式的中柱10中,在前壁部12形成有多个辅助壁部12c,在后壁部14形成有多个辅助壁部14c。由此,对于车宽方向上的载荷而言,能够提高中柱10的强度。因而,例如在其他的汽车等碰撞具备中柱10的汽车的侧面的情况下,也能够在中柱10中承受充分的载荷,能够充分地吸收碰撞能量。由此,能够提高侧撞时的车室内的安全性。此外,在本实施方式中,由于在前壁部12形成有多个贯通孔12a,在后壁部14形成有多个贯通孔14a,因此能够使中柱10轻量化。这样,根据本实施方式,能获得轻量且对于侧撞而言具有优异的强度的中柱10(汽车用构造构件)。
此外,在本实施方式中,多个辅助壁部12c和多个辅助壁部14c设于比中柱10的上下方向上的中心靠下方的位置。由此,在其他的汽车等从车宽方向上的外侧碰撞中柱10的下部的情况下,能够充分地吸收碰撞能量。由此,能够充分地提高侧撞时的车室内的安全性。
(变形例)
在上述的实施方式中,对辅助壁部12c相对于主壁部12b垂直地立起的情况进行了说明,但也可以如图18所示辅助壁部12c相对于主壁部12b倾斜。辅助壁部14c也同样。在该情况下,也是辅助壁部12c的顶端与主壁部12b之间在主壁部12b的厚度方向上的距离H1优选为2.8mm以上,更优选为3.0mm以上,进一步优选为4.0mm以上。此外,辅助壁部14c的顶端与主壁部14b之间在主壁部14b的厚度方向上的距离H2优选为2.8mm以上,更优选为3.0mm以上,进一步优选为4.0mm以上。另外,在图18所示的例子中,辅助壁部12c形成为越靠顶端侧(中柱10的中心侧)则直径越小,但也可以形成为越靠顶端侧则直径越大。辅助壁部14c也同样。
另外,主壁部12b与辅助壁部12c所成的角θ1越接近90°,前壁部12的弯曲刚度越高。另一方面,在主壁部12b与辅助壁部12c所成的角θ1较大的情况和较小的情况下,前壁部12的弯曲刚度下降。因此,为了充分地发挥由辅助壁部12c产生的弯曲刚度提高效果,主壁部12b与辅助壁部12c所成的角θ1优选设定为50°~130°,更优选设定为70°~110°,进一步优选设定为80°~100°。同样地,主壁部14b与辅助壁部14c所成的角θ2优选设定为50°~130°,更优选设定为70°~110°,进一步优选设定为80°~100°。另外,在本说明书中,主壁部与辅助壁部所成的角是指穿过贯通孔的中心且与主壁部的长度方向正交的截面中的主壁部与辅助壁部所成的角。因而,在本实施方式中,角θ1是穿过贯通孔12a的中心且与主壁部12b的长度方向正交的截面中的主壁部12b与辅助壁部12c所成的角。同样地,在本实施方式中,角θ2是穿过贯通孔14a的中心且与主壁部14b的长度方向正交的截面中的主壁部14b与辅助壁部14c所成的角。
在上述的实施方式中,对贯通孔12a具有圆形形状且辅助壁部12c具有圆筒形状的情况进行了说明,但贯通孔12a的形状和辅助壁部12c的形状不限定于上述的例子。例如图19所示,贯通孔12a也可以具有多边形状(在图19中是矩形形状),辅助壁部12c也可以具有方筒形状。虽省略详细的说明,但贯通孔14a和辅助壁部14c也同样。
在上述的实施方式中,对具有筒形形状的辅助壁部12c、14c进行了说明,但辅助壁部12c、14c的形状不限定于筒形形状。不过,优选的是,辅助壁部设置为,在从主壁部的厚度方向观察时,在贯通孔在主壁部的长度方向上的一侧和另一侧与穿过贯通孔的中心且与主壁部的长度方向平行的直线(假想线)交叉。在本实施方式中,辅助壁部12c只要形成为至少在贯通孔12a的上端部和下端部沿车宽方向延伸即可。因而,也可以如图20所示,辅助壁部12c由在贯通孔12a的周向上相互分离地形成的多个壁12d、12e构成。
另外,在图20的例子中,壁12d在主壁部12b的长度方向上设于贯通孔12a的一侧,壁12e在上述长度方向上设于贯通孔12a的另一侧。壁12d、12e分别设置为,在从主壁部12b的厚度方向观察时,与穿过贯通孔12a的中心且与主壁部12b的长度方向平行的直线L交叉。换言之,壁12d沿着贯通孔12a的边缘形成为在贯通孔12a的上端部沿车宽方向延伸,壁12e沿着贯通孔12a的边缘形成为在贯通孔12a的下端部沿车宽方向延伸。在本实施方式中,壁12d与主壁部12b所成的角和壁12e与主壁部12b所成的角分别优选设定为50°~130°,更优选设定为70°~110°,进一步优选设定为80°~100°。虽省略详细的说明,但也可以与辅助壁部12c同样,辅助壁部14c由多个壁构成。另外,在本实施方式中,各壁在主壁部的宽度方向上的长度优选为穿过与该壁对应的贯通孔的中心且与主壁部的长度方向正交的截面中的主壁部的宽度的0.2倍以上且1.0倍以下,更优选为0.3倍以上且0.9倍以下。各壁在主壁部的宽度方向上的长度例如设定为穿过与该壁对应的贯通孔的中心且与主壁部的长度方向正交的截面中的主壁部的宽度的0.4倍~0.7倍的大小。在后述的实施方式中也同样。
此外,虽省略详细的说明,但即使在如图19所示贯通孔12a为多边形状的情况下,辅助壁部12c也可以由多个壁构成。在该情况下,多个壁中的两个壁设置为,例如在从主壁部12b的厚度方向观察时,与穿过贯通孔12a的中心且与主壁部12b的长度方向平行的直线L交叉。此外,虽省略图示,但在贯通孔14a为多边形状的情况下,辅助壁部14c同样地也可以由多个壁构成。
在上述的实施方式中,对辅助壁部12c从贯通孔12a的边缘朝向后壁部14侧立起的情况进行了说明,但也可以形成为辅助壁部12c从贯通孔12a的边缘朝向与后壁部14相反的一侧立起。即,辅助壁部12c也可以形成为从贯通孔12a的边缘朝向前方立起。此外,在上述的实施方式中,对辅助壁部14c从贯通孔14a的边缘朝向前壁部12侧立起的情况进行了说明,但辅助壁部14c也可以形成为从贯通孔14a的边缘朝向与前壁部12相反的一侧立起。即,辅助壁部14c也可以形成为从贯通孔14a的边缘朝向后方立起。像以上那样,辅助壁部既可以以向汽车用构造构件的内侧突出的方式设置,也可以以向汽车用构造构件的外侧突出的方式设置。
此外,在上述的实施方式中,对多个贯通孔12a形成为在从车辆前方观察时沿着主壁部12b的长度方向(在本实施方式中是上下方向)排列成一列的情况进行了说明,但多个贯通孔12a也可以配置为沿着主壁部12b的长度方向交错地排列。多个贯通孔14a也同样。
在上述的实施方式中,在前壁部和后壁部分别设有多个贯通孔和多个辅助壁部,但例如也可以像图21所示的中柱10那样,在后壁部14不设置多个贯通孔和多个辅助壁部。此外,也可以像图22所示的中柱10那样,在前壁部12不设置多个贯通孔和多个辅助壁部。即,在本发明的汽车用构造构件中,只要在前壁部和后壁部中的至少一者设有多个贯通孔和多个辅助壁部即可。即使在该情况下,也能获得由辅助壁部产生的前壁部或后壁部的强度提高效果,能够提高碰撞能量的吸收量。另外,当在前壁部和后壁部这两者设有多个贯通孔和多个辅助壁部的情况下,由于能够使针对载荷的变形模式在前壁部和后壁部一致,因此能够进一步提高碰撞能量的吸收效果。
此外,在上述的实施方式中,对将本发明应用于具有前壁部、后壁部及一对侧壁部的筒状的汽车用构造构件(中柱)的情况进行了说明,但侧壁部的数量也可以是一个。即,本发明能够应用于具有在车辆前后方向上相对的前壁部和后壁部以及连接前壁部和后壁部的侧壁部的汽车用构造构件。具体而言,例如也能够将本发明应用于图13所示的具有截面U字形状的汽车用构造构件。此外,在上述的实施方式中,对形成为前壁部、后壁部及侧壁部沿上下方向延伸的情况进行了说明,但也可以形成为前壁部、后壁部及侧壁部沿车宽方向延伸。在该情况下,侧壁部既可以形成为连接前壁部的上缘部和后壁部的上缘部,也可以形成为连接前壁部的下缘部和后壁部的下缘部。
(第2实施方式)
本发明的第2实施方式的汽车用构造构件在用作车身的结构构件的情况下是第1壁部与第2壁部在上下方向上相对的构件。此外,第2实施方式的汽车用构造构件在例如用作车身的结构构件的情况下是后述的主壁部的长度方向相对于上下方向而言更接近车宽方向和前后方向的构件。后述的第3实施方式和第4实施方式的汽车用构造构件也同样。另外,长度方向相对于上下方向而言更接近车宽方向和前后方向是指长度方向与车宽方向所成的角(锐角)和长度方向与前后方向所成的角(锐角)小于45°。
图23是表示本发明的第2实施方式的汽车用构造构件的立体图。另外,在图23中示出了表示互相正交的上下方向、第1方向及第2方向的箭头。图24是表示与图23的A-A线对应的部分的概略截面(与第1方向正交的截面)的图。
如图23和图24所示,本实施方式的汽车用构造构件10(以下简记为构造构件10。)形成为沿着与上下方向正交的第1方向延伸且呈筒状。之后进行详细的说明,构造构件10具有板状的纵壁部12、在纵壁部12的厚度方向上与纵壁部12相对的板状的纵壁部14、以及连接纵壁部12和纵壁部14的顶板部16。在本实施方式中,纵壁部12对应于第1壁部,纵壁部14对应于第2壁部,顶板部16对应于第3壁部。
另外,在本说明书中,沿第1方向延伸的构件是指在俯视时长度方向与第1方向一致且在从第2方向观察时长度方向相对于上下方向而言更接近第1方向的构件。换言之,沿第1方向延伸的构件是指在俯视时长度方向与第1方向一致且在从第2方向观察时长度方向与第1方向所成的角(锐角)小于45°的构件。因而,沿第1方向延伸的构件不限定于在从第2方向观察时长度方向与第1方向一致的构件。
在本实施方式中,构造构件10具有板状的第2构件10b和具有帽形的截面形状的第1构件10a。第1构件10a具有一对纵壁部12、14、顶板部16以及一对凸缘部18、20。在本实施方式中,第1构件10a的各部分(纵壁部12、14、顶板部16及凸缘部18、20)和第2构件10b分别具有长条形状,形成为沿第1方向延伸。
纵壁部12和纵壁部14以在上下方向上相对的方式设置。顶板部16设置为连接纵壁部12的第2方向上的一侧的边缘部和纵壁部14的第2方向上的一侧的边缘部。凸缘部18设置为从纵壁部12中的在第2方向上与顶板部16相反的一侧的边缘部向上方延伸,凸缘部20设置为从纵壁部14中的在第2方向上与顶板部16相反的一侧的边缘部向下方延伸。在本实施方式中,凸缘部18、20与第2构件10b相焊接。由此,第2构件10b借助凸缘部18、20连接纵壁部12和纵壁部14。第2构件10b以在第2方向上与顶板部16相对的方式设置。
在本实施方式中,纵壁部12作为构造构件10的上壁部发挥功能,纵壁部14作为构造构件10的下壁部发挥功能。顶板部16在构造构件10中作为连接纵壁部12的第2方向上的一侧的边缘部和纵壁部14的第2方向上的一侧的边缘部的侧壁部发挥功能。此外,凸缘部18、20和第2构件10b在构造构件10中作为连接纵壁部12的第2方向上的另一侧的边缘部和纵壁部14的第2方向上的另一侧的边缘部的侧壁部22发挥功能。
另外,在本说明书中,将上壁部的内表面朝向下方且下壁部的内表面朝向上方的状态限定为上壁部和下壁部在上下方向上相对的状态。因而,图23和图24所示的纵壁部12(上壁部)和纵壁部14(下壁部)不互相平行,但在上下方向上相对。此外,在本说明书中,将第2方向上的一侧的侧壁部的内表面朝向第2方向上的另一侧且第2方向上的另一侧的侧壁部的内表面朝向第2方向上的一侧的状态限定为一对侧壁部在第2方向上相对的状态。
如图23和图24所示,纵壁部12具有形成有多个贯通孔12a的板状的主壁部12b和针对多个贯通孔12a中的每个贯通孔12a设置的多个辅助壁部12c。在本实施方式中,沿着主壁部12b与顶板部16的连接部17a的方向成为主壁部12b的长度方向。多个贯通孔12a形成为沿着主壁部12b的长度方向排列。在本实施方式中,多个贯通孔12a形成为沿着第1方向排列。在图23中示出了两个贯通孔12a和两个辅助壁部12c。辅助壁部12c能够利用例如公知的内缘翻边加工方法形成。后述的辅助壁部14c也同样。
多个辅助壁部12c分别以从贯通孔12a的边缘朝向纵壁部14侧立起的方式设置。即,多个辅助壁部12c分别以向下方立起的方式设置。参照图24,辅助壁部12c的顶端与主壁部12b之间在主壁部12b的厚度方向上的距离H1优选为2.8mm以上,更优选为3.0mm以上,进一步优选为4.0mm以上。
如图23和图24所示,纵壁部14具有形成有多个贯通孔14a的板状的主壁部14b和针对多个贯通孔14a中的每个贯通孔14a设置的多个辅助壁部14c。在本实施方式中,沿着主壁部14b与顶板部16的连接部17b的方向成为主壁部14b的长度方向。多个贯通孔14a形成为沿着主壁部14b的长度方向排列。在本实施方式中,与多个贯通孔12a同样,多个贯通孔14a形成为沿着第1方向排列。
多个辅助壁部14c分别以从贯通孔14a的边缘朝向纵壁部12侧立起的方式设置。即,多个辅助壁部14c分别以向上方立起的方式设置。辅助壁部14c的顶端与主壁部14b之间在主壁部14b的厚度方向上的距离H2优选为2.8mm以上,更优选为3.0mm以上,进一步优选为4.0mm以上。
在本实施方式中,将在从主壁部12b的厚度方向观察时与主壁部12b的长度方向正交的方向(与连接部17a的延伸方向正交的方向)设为主壁部12b的宽度方向。主壁部12b的宽度(宽度方向上的长度)例如设定为50mm~200mm。此外,在本实施方式中,将在从主壁部14b的厚度方向观察时与主壁部14b的长度方向正交的方向(与连接部17b的延伸方向正交的方向)设为主壁部14b的宽度方向。主壁部14b的宽度(宽度方向上的长度)例如设定为50mm~200mm。
参照图23,与上述的第1实施方式同样,若辅助壁部12c彼此分离地过远,则在压坏时主壁部12b有可能在相邻的辅助壁部12c之间的部分压曲。于是,在本实施方式中,也是相邻的两个辅助壁部12c之间的距离(主壁部12b的长度方向上的距离)设定为主壁部12b在该两个辅助壁部12c之间的宽度的1.4倍以下。同样地,相邻的两个辅助壁部14c之间的距离(主壁部14b的长度方向上的距离)设定为主壁部14b在该两个辅助壁部14c之间的宽度的1.4倍以下。还优选的是,两个辅助壁部12c之间的最短距离设定为主壁部12b在两个辅助壁部12c之间的宽度的1.4倍以下,两个辅助壁部14c之间的最短距离设定为主壁部14b在两个辅助壁部14c之间的宽度的1.4倍以下。
另外,在本实施方式中,也是两个辅助壁部之间的距离是以辅助壁部的基部(与主壁部的分界部)为基准确定的。因而,即使在如后述的图26所示辅助壁部相对于主壁部倾斜的情况下,两个辅助壁部之间的距离也是指两个辅助壁部的基部彼此的距离,而不是指两个辅助壁部的顶端彼此的距离。
此外,在本实施方式中,也是相邻的两个贯通孔12a之间的距离(主壁部12b的长度方向上的距离)设定为主壁部12b在该两个贯通孔12a之间的宽度的1.4倍以下。此外,相邻的两个贯通孔14a之间的距离(主壁部14b的长度方向上的距离)也同样设定为主壁部14b在该两个贯通孔14a之间的宽度的1.4倍以下。
另外,与上述的第1实施方式同样,若相邻的两个辅助壁部(贯通孔)之间的距离过近,则汽车用构造构件的成形有可能变得困难。于是,在本实施方式中,相邻的两个辅助壁部12c之间的上述长度方向上的距离优选设定为主壁部12b在该两个辅助壁部12c之间的宽度的0.2倍以上,更优选设定为0.4倍以上,进一步优选设定为0.6倍以上。同样地,相邻的两个辅助壁部14c之间的上述长度方向上的距离也优选设定为主壁部14b在该两个辅助壁部14c之间的宽度的0.2倍以上,更优选设定为0.4倍以上,进一步优选设定为0.6倍以上。此外,相邻的两个贯通孔12a之间的上述长度方向上的距离优选设定为主壁部12b在该两个贯通孔12a之间的宽度的0.2倍以上,更优选设定为0.4倍以上,进一步优选设定为0.6倍以上。同样地,相邻的两个贯通孔14a之间的上述长度方向上的距离也优选设定为主壁部14b在该两个贯通孔14a之间的宽度的0.2倍以上,更优选设定为0.4倍以上,进一步优选设定为0.6倍以上。
另外,在本实施方式中,在主壁部在两个辅助壁部(贯通孔)之间的宽度不恒定的情况下,“主壁部在两个辅助壁部(贯通孔)之间的宽度”也是指主壁部在两个辅助壁部(贯通孔)之间的宽度的最大值。不过,相邻的两个辅助壁部(贯通孔)之间的距离(主壁部的长度方向上的距离或者最短距离)既可以设定为主壁部在该两个辅助壁部(贯通孔)之间的宽度的最小值的1.4倍以下,也可以设定为主壁部在该两个辅助壁部(贯通孔)之间的宽度的最小值的0.2倍以上。
另外,贯通孔12a的数量和辅助壁部12c的数量分别不限定于两个,也可以是三个以上。贯通孔14a和辅助壁部14c也同样。
图25是从构造构件10的内侧观察到的纵壁部12中的形成有贯通孔12a的部分的图。另外,在图25中用单点划线表示在从主壁部12b的厚度方向观察时穿过贯通孔12a的中心且与主壁部12b的长度方向平行的假想直线L。如图25所示,在本实施方式中,辅助壁部12c设置为,在从主壁部12b的厚度方向观察时,在贯通孔12a在主壁部12b的长度方向上的一侧和另一侧与直线L交叉。虽省略图示,但辅助壁部14c也同样地设置为,在从主壁部14b的厚度方向观察时,在贯通孔14a在主壁部14b的长度方向上的一侧和另一侧与穿过贯通孔14a的中心且与主壁部14b的长度方向平行的直线(假想线)交叉。在本实施方式中,各贯通孔12a具有圆形形状,各辅助壁部12c具有筒形形状(在本实施方式中是圆筒形状)。同样地,在本实施方式中,各贯通孔14a具有圆形形状,各辅助壁部14c具有筒形形状(在本实施方式中是圆筒形状)。
参照图24,与上述的第1实施方式同样,辅助壁部12c、14c在主壁部12b、14b的宽度方向上的长度优选为主壁部12b、14b的宽度的0.2倍以上,更优选为0.3倍以上。此外,辅助壁部12c、14c在主壁部12b、14b的宽度方向上的长度优选为主壁部12b、14b的宽度的1.0倍以下,更优选为0.9倍以下。
另外,与上述的第1实施方式同样,在本实施方式中,贯通孔12a和辅助壁部12c在主壁部12b的宽度方向上的长度例如也设定为主壁部12b的宽度的0.4倍~0.7倍的大小。同样地,贯通孔14a和辅助壁部14c在主壁部14b的宽度方向上的长度例如设定为主壁部14b的宽度的0.4倍~0.7倍的大小。
(第2实施方式的效果)
在本实施方式的构造构件10中,在纵壁部12形成有多个辅助壁部12c,在纵壁部14形成有多个辅助壁部14c。由此,对于第2方向上的载荷而言能够提高构造构件10的强度。因而,例如在其他的汽车等从第2方向碰撞具备构造构件10的汽车的情况下,也能够在构造构件10中承受充分的载荷,能够充分地吸收碰撞能量。由此,能够提高侧撞时的车室内的安全性。此外,在本实施方式中,由于在纵壁部12形成有多个贯通孔12a,在纵壁部14形成有多个贯通孔14a,因此能够使构造构件10轻量化。这样,根据本实施方式,能获得轻量且对于侧撞而言具有优异的强度的汽车用构造构件10。
(第2实施方式的变形例)
在上述的实施方式中,对辅助壁部12c相对于主壁部12b垂直地立起的情况进行了说明,但也可以如图26所示辅助壁部12c相对于主壁部12b倾斜。辅助壁部14c也同样。在该情况下,也是辅助壁部12c的顶端与主壁部12b之间在主壁部12b的厚度方向上的距离H1优选为2.8mm以上,更优选为3.0mm以上,进一步优选为4.0mm以上。此外,辅助壁部14c的顶端与主壁部14b之间在主壁部14b的厚度方向上的距离H2优选为2.8mm以上,更优选为3.0mm以上,进一步优选为4.0mm以上。另外,在图26所示的例子中,辅助壁部12c形成为越靠顶端侧(构造构件10的中心侧)则直径越小,但也可以形成为越靠顶端侧则直径越大。辅助壁部14c也同样。
另外,与上述的第1实施方式同样,在本实施方式中,也是主壁部与辅助壁部所成的角优选设定为50°~130°,更优选设定为70°~110°,进一步优选设定为80°~100°。
在本实施方式中,如图27所示,贯通孔12a也可以具有多边形状(在图27中是矩形形状),辅助壁部12c也可以具有方筒形状。虽省略详细的说明,但贯通孔14a和辅助壁部14c也同样。
此外,与上述的第1实施方式同样,在本实施方式中,也是也可以如图28所示辅助壁部12c由多个壁12d、12e构成,该多个壁12d、12e在贯通孔12a的周向上相互分离地形成。辅助壁部14c也同样。不过,在本实施方式中,也优选的是,辅助壁部设置为,在从主壁部的厚度方向观察时,在贯通孔在主壁部的长度方向上的一侧和另一侧与穿过贯通孔的中心且与主壁部的长度方向平行的直线(假想线)交叉。另外,在图28的例子中,壁12d沿着贯通孔12a的边缘形成为在贯通孔12a的第1方向上的一端部沿第2方向延伸,壁12e沿着贯通孔12a的边缘形成为在贯通孔12a的第1方向上的另一端部沿第2方向延伸。
此外,与上述的第1实施方式同样,即使在贯通孔12a为多边形状的情况(参照图27)下,也是辅助壁部12c可以由多个壁构成。在该情况下,多个壁中的两个壁设置为,例如在从主壁部12b的厚度方向观察时与穿过贯通孔12a的中心且与主壁部12b的长度方向平行的直线L交叉。此外,虽省略图示,但在贯通孔14a为多边形状的情况下,辅助壁部14c也同样地可以由多个壁构成。
此外,与上述的第1实施方式同样,在本实施方式中,也是辅助壁部既可以以向汽车用构造构件的内侧突出的方式设置,也可以以向汽车用构造构件的外侧突出的方式设置。
此外,与上述的第1实施方式同样,在本实施方式中,也是多个贯通孔可以交错地配置。
此外,在上述的实施方式中,对将本发明应用于筒状的构造构件10的情况进行了说明,但本发明能够应用于各种汽车用构造构件,该汽车用构造构件具有在上下方向上相对且沿第1方向延伸的上壁部和下壁部以及连接上壁部和下壁部的侧壁部。具体而言,例如构造构件10也可以不具有第2构件10b。
在上述的实施方式中,顶板部16和侧壁部22与上下方向平行地配置,但顶板部16和侧壁部22也可以相对于上下方向倾斜。
(第3实施方式)
图29是表示本发明的第3实施方式的汽车用构造构件的立体图。如图29所示,本实施方式的汽车用构造构件30(以下简记为作构造构件30。)与图23所示的构造构件10同样地形成为沿第1方向延伸且呈筒状。本实施方式的构造构件30与图23所示的构造构件10的不同点在于,替代第2构件10b而具备第2构件10c。
第2构件10c与第1构件10a同样地具有帽形的截面形状,具有一对纵壁部32、34、顶板部36以及凸缘部38、40。第2构件10c的各部分(纵壁部32、34、顶板部36及凸缘部38、40)分别具有长条形状,形成为沿第1方向延伸。
纵壁部32和纵壁部34以在上下方向上相对的方式设置。顶板部36设置为连接纵壁部32中的在第2方向上与第1构件10a相反的一侧的边缘部和纵壁部34中的在第2方向上与第1构件10a相反的一侧的边缘部。凸缘部38设置为从纵壁部32中的在第2方向上靠第1构件10a侧的边缘部向上方延伸,凸缘部40设置为从纵壁部34中的在第2方向上靠第1构件10a侧的边缘部向下方延伸。在本实施方式中,第1构件10a的凸缘部18与第2构件10c的凸缘部38相焊接,第1构件10a的凸缘部20与第2构件10c的凸缘部40相焊接。另外,在本实施方式中,在纵壁部32和纵壁部34未形成贯通孔和辅助壁部。
在本实施方式中,由纵壁部12和纵壁部32构成构造构件30的第1壁部(上壁部),由纵壁部14和纵壁部34构成构造构件30的第2壁部(下壁部)。此外,顶板部16和顶板部36分别作为构造构件30的第3壁部(侧壁部)发挥功能。
在本实施方式的构造构件30中,也能获得与上述的第2实施方式的构造构件10同样的作用效果。即,本实施方式的构造构件30为轻量且对于第2方向的载荷而言具有优异的强度。
另外,在图29所示的构造构件30中,在纵壁部32和纵壁部34未形成贯通孔和辅助壁部,但也可以与纵壁部12和纵壁部14同样地在纵壁部32和纵壁部34分别形成有多个贯通孔和多个辅助壁部。另外,在本实施方式中,只要在由纵壁部12和纵壁部32构成的第1壁部(上壁部)形成有多个贯通孔和多个辅助壁部,且在由纵壁部14和纵壁部34构成的第2壁部(下壁部)形成有多个贯通孔和多个辅助壁部即可。因而,也可以仅在纵壁部12和纵壁部32中的一者形成有多个贯通孔和多个辅助壁部,仅在纵壁部14和纵壁部34中的一者形成有多个贯通孔和多个辅助壁部。
另外,在本实施方式的构造构件30中,也与上述的第2实施方式及其变形例同样,能够利用各种贯通孔和各种辅助壁部。
此外,在本实施方式的构造构件30中,也是顶板部16、36可以相对于水平方向倾斜。
(第4实施方式)
图30是表示本发明的第4实施方式的汽车用构造构件的立体图。另外,在图30中示出了表示互相正交的上下方向、第1方向及第2方向的箭头。图31是表示与图30的B-B线对应的部分的概略截面(与第1方向正交的截面)的图。
如图30和图31所示,本实施方式的汽车用构造构件50(以下简记为构造构件50。)形成为沿着与上下方向正交的第1方向延伸且呈筒状。
在本实施方式中,构造构件50具有板状的第2构件50b和具有帽形的截面形状的第1构件50a。第1构件50a具有一对纵壁部52、54、顶板部56以及凸缘部58、60。在本实施方式中,第1构件50a的各部分(纵壁部52、54、顶板部56及凸缘部58、60)和第2构件50b分别具有长条形状,形成为沿第1方向延伸。
纵壁部52和纵壁部54以在第2方向上相对的方式设置。顶板部56以连接纵壁部52的上缘部和纵壁部54的上缘部的方式设置。凸缘部58以从纵壁部52的下缘部在第2方向上向构造构件50的外侧延伸的方式设置,凸缘部60以从纵壁部54的下缘部向构造构件50的外侧延伸的方式设置。在本实施方式中,凸缘部58、60与第2构件50b相焊接。第2构件50b以在顶板部56的厚度方向(上下方向)上与顶板部56相对的方式设置。
在本实施方式中,顶板部56作为构造构件50的上壁部发挥功能,第2构件50b作为构造构件50的下壁部发挥功能。纵壁部52和凸缘部58在构造构件50中作为连接顶板部56的第2方向上的一侧的边缘部和第2构件50b的第2方向上的一侧的边缘部的侧壁部62发挥功能。此外,纵壁部54和凸缘部60在构造构件50中作为连接顶板部56的第2方向上的另一侧的边缘部和第2构件50b的第2方向上的另一侧的边缘部的侧壁部64发挥功能。在本实施方式中,顶板部56对应于第1壁部对应,第2构件50b对应于第2壁部,侧壁部62、64分别对应于第3壁部。
如图30和图31所示,顶板部56具有形成有多个贯通孔72a的板状的主壁部72b和针对多个贯通孔72a中的每个贯通孔72a设置的多个辅助壁部72c。在本实施方式中,沿着主壁部72b与侧壁部62的连接部77a的方向成为主壁部72b的长度方向。另外,也可以将沿着主壁部72b与侧壁部64的连接部77b的方向设为主壁部72b的长度方向。多个贯通孔72a形成为沿着主壁部72b的长度方向排列。在本实施方式中,多个贯通孔72a形成为沿第1方向排列。多个辅助壁部72c分别以从贯通孔72a的边缘向下方立起的方式设置。
第2构件50b具有形成有多个贯通孔74a(在图30和图31中仅图示一个贯通孔74a。)的板状的主壁部74b和针对多个贯通孔74a中的每个贯通孔74a设置的多个辅助壁部74c。在本实施方式中,沿着主壁部74b与侧壁部62的连接部77c的方向成为主壁部74b的长度方向。另外,也可以将沿着主壁部74b与侧壁部64的连接部77d的方向设为主壁部74b的长度方向。多个贯通孔74a形成为沿着主壁部74b的长度方向排列。在本实施方式中,多个贯通孔74a形成为沿第1方向排列。多个辅助壁部74c分别以从贯通孔74a的边缘向上方立起的方式设置。
在本实施方式中,将在从主壁部72b的厚度方向观察时与主壁部72b的长度方向正交的方向(与连接部77a的延伸方向或者连接部77b的延伸方向正交的方向)设为主壁部72b的宽度方向。此外,在本实施方式中,将在从主壁部74b的厚度方向观察时与主壁部74b的长度方向正交的方向(与连接部77c的延伸方向或者连接部77d的延伸方向正交的方向)设为主壁部74b的宽度方向。主壁部72b、74b的宽度(宽度方向上的长度)例如分别设定为50mm~200mm。
参照图31,与上述的实施方式同样,在本实施方式中,也是相邻的两个辅助壁部72c之间的距离(主壁部72b的长度方向上的距离)设定为主壁部72b在该两个辅助壁部72c之间的宽度的1.4倍以下。同样地,相邻的两个辅助壁部74c之间的距离(主壁部74b的长度方向上的距离)设定为主壁部74b在该两个辅助壁部74c之间的宽度的1.4倍以下。还优选的是,两个辅助壁部72c之间的最短距离设定为主壁部72b在两个辅助壁部72c之间的宽度的1.4倍以下,两个辅助壁部74c之间的最短距离设定为主壁部74b在两个辅助壁部74c之间的宽度的1.4倍以下。
此外,与上述的实施方式同样,在本实施方式中,也是相邻的两个辅助壁部72c之间在上述长度方向上的距离优选设定为主壁部72b在该两个辅助壁部72c之间的宽度的0.2倍以上,更优选设定为0.4倍以上,进一步优选设定为0.6倍以上。同样地,相邻的两个辅助壁部74c之间在上述长度方向上的距离也优选设定为主壁部74b在该两个辅助壁部74c之间的宽度的0.2倍以上,更优选设定为0.4倍以上,进一步优选设定为0.6倍以上。此外,相邻的两个贯通孔72a之间在上述长度方向上的距离优选设定为主壁部72b在该两个贯通孔72a之间的宽度的0.2倍以上,更优选设定为0.4倍以上,进一步优选设定为0.6倍以上。同样地,相邻的两个贯通孔74a之间在上述长度方向上的距离也优选设定为主壁部74b在该两个贯通孔74a之间的宽度的0.2倍以上,更优选设定为0.4倍以上,进一步优选设定为0.6倍以上。
此外,与上述的实施方式同样,辅助壁部在主壁部的宽度方向上的长度优选为主壁部的宽度的0.2倍以上,更优选为0.3倍以上。此外,辅助壁部在主壁部的宽度方向上的长度优选为主壁部的宽度的1.0倍以下,更优选为0.9倍以下。在本实施方式中,也是贯通孔和辅助壁部在主壁部的宽度方向上的长度例如设定为主壁部的宽度的0.4倍~0.7倍的大小。
辅助壁部72c的顶端与主壁部72b之间在主壁部72b的厚度方向上的距离H1和辅助壁部74c的顶端与主壁部74b之间在主壁部74b的厚度方向上的距离H2与上述的实施方式的距离H1、H2同样地设定。此外,主壁部72b与辅助壁部72c所成的角θ1和主壁部74b与辅助壁部74c所成的角θ2也与上述的实施方式同样地设定。另外,在本实施方式的构造构件50中,也与上述的实施方式同样地能够利用各种贯通孔和各种辅助壁部,因此省略贯通孔和辅助壁部的详细说明。此外,在本实施方式中,也是多个贯通孔可以交错地配置。
在本实施方式的构造构件50中,也能获得与上述的实施方式同样的作用效果。即,本实施方式的构造构件50为轻量且对于第2方向的载荷而言具有优异的强度。
另外,在图30和图31所示的构造构件50中,第1构件50a配置在比第2构件50b靠上方的位置,但第2构件50b也可以配置在比第1构件50a靠上方的位置。换言之,也可以使图30和图31所示的构造构件50上下颠倒地利用。在该情况下,第1构件50a的顶板部56作为下壁部发挥功能,第2构件50b作为上壁部发挥功能。
此外,在上述的构造构件50中,主壁部72b和主壁部74b水平地配置,但主壁部72b和主壁部74b也可以相对于水平方向倾斜。
(第2实施方式~第4实施方式的变形例)
在上述的实施方式中,在上壁部和下壁部分别设有多个贯通孔和多个辅助壁部,但也可以在上壁部和下壁部中的一者不设置多个贯通孔和多个辅助壁部。即,在本发明的汽车用构造构件中,只要在上壁部和下壁部中的至少一者设有多个贯通孔和多个辅助壁部即可。在该情况下,也能获得由辅助壁部产生的上壁部或下壁部的强度提高效果,能够提高碰撞能量的吸收量。另外,当在上壁部和下壁部这两者设有多个贯通孔和多个辅助壁部的情况下,能够使针对载荷的变形模式在上壁部和下壁部一致,因此能够进一步提高碰撞能量的吸收效果。
(车身的利用例)
以下说明第2实施方式~第4实施方式的汽车用构造构件的利用例。图32是表示具备本实施方式的汽车用构造构件的车身的一部分的概略立体图,图33是表示车身的一部分的概略仰视图。
本实施方式的汽车用构造构件例如能够以在俯视时主壁部的长度方向(第1方向)相对于车宽方向而言更接近车身的前后方向的方式配置来利用。换言之,本实施方式的汽车用构造构件能够以在俯视时主壁部的长度方向(第1方向)与车身的前后方向所成的角(锐角)小于45°的方式配置来利用。
参照图32和图33,例如图23所示的构造构件10和图29所示的构造构件30在车身80中能够以主壁部的长度方向(第1方向)相对于车宽方向而言更接近车身的前后方向的方式用作下边梁82。在该情况下,在俯视时,第2方向(参照图23、图29)相对于车身的前后方向而言更接近车宽方向。
在此,在汽车侧撞的情况下,对下边梁82作用车宽方向的载荷。关于这一点,在将本实施方式的汽车用构造构件如上所述地用作下边梁82的情况下,在汽车侧撞时,对汽车用构造构件(下边梁82)作用第2方向(车宽方向)的载荷。如上所述,本实施方式的汽车用构造构件对于第2方向的载荷而言具有优异的强度。因而,通过将本实施方式的汽车用构造构件用作下边梁82,即使在汽车侧撞的情况下,也能够在下边梁82中充分地吸收碰撞能量。由此,能够提高侧撞时的车室内的安全性。
此外,本实施方式的汽车用构造构件例如能够以在俯视时主壁部的长度方向(第1方向)相对于车身的前后方向而言更接近车宽方向的方式配置来利用。换言之,本实施方式的汽车用构造构件能够以在俯视时主壁部的长度方向(第1方向)与车宽方向所成的角(锐角)小于45°的方式配置来利用。
参照图32和图33,例如图23所示的构造构件10和图29所示的构造构件30在车身80中能够以主壁部的长度方向(第1方向)相对于车身的前后方向而言更接近车宽方向的方式用作保险杠骨架(前保险杠骨架84和后保险杠骨架86)。
此外,例如图23所示的构造构件10在车身80中也能够以主壁部的长度方向(第1方向)相对于车身的前后方向而言更接近车宽方向的方式用作横梁(例如未图示的前围横梁)。另外,在将图23所示的构造构件10用作前围横梁的情况下,例如能够将前围板用作第2构件10b(参照图23)。
此外,参照图32和图33,例如上述的构造构件50(参照图30)在车身80中能够以主壁部的长度方向(第1方向)相对于车身的前后方向而言更接近车宽方向的方式作为横梁(地板横梁88和后横梁90等)或者扭矩箱92而利用。另外,在将图30所示的构造构件50用作扭矩箱92的情况下,例如也可以将前围板用作第2构件50b,在前围板的下表面焊接第1构件50a。即,也可以以第1构件50a的顶板部56作为下壁部发挥功能且第2构件50b(前围板)作为上壁部发挥功能的方式设置构造构件50。
如上所述,在以主壁部的长度方向(第1方向)相对于车身的前后方向而言更接近车宽方向的方式配置汽车用构造构件的情况下,第2方向(参照图23、图29、图30)相对于车宽方向而言更接近车身的前后方向。
在此,在汽车前撞或后撞的情况下,对前保险杠骨架84或后保险杠骨架86作用前后方向的载荷。进而,在汽车前撞的情况下,从通道部94对后横梁90施加前后方向的载荷,从前纵梁96对前围横梁(未图示)和扭矩箱92施加前后方向的弯曲载荷。关于这些方面,在将本实施方式的汽车用构造构件如上所述地用作前保险杠骨架84、后保险杠骨架86、后横梁90、前围横梁及扭矩箱92(以下记载为保险杠骨架等。)的情况下,在汽车前撞或后撞时,对汽车用构造构件(保险杠骨架等)作用第2方向(车身的前后方向)的载荷。如上所述,本实施方式的汽车用构造构件对于第2方向的载荷而言具有优异的强度。因而,通过将本实施方式的汽车用构造构件用作保险杠骨架等,即使在汽车前撞或后撞的情况下,也能够在保险杠骨架等中充分地吸收碰撞能量。由此,能够提高前撞时或后撞时的车室内的安全性。
进而,在汽车侧撞的情况下,从下边梁82对地板横梁88施加前后方向的弯曲载荷。关于这一点,在将本实施方式的汽车用构造构件如上所述地用作地板横梁88的情况下,在汽车侧撞时,对汽车用构造构件(地板横梁88)作用第2方向(前后方向)的载荷。如上所述,本实施方式的汽车用构造构件对于第2方向的载荷而言具有优异的强度。因而,通过将本实施方式的汽车用构造构件用作地板横梁88,即使在汽车侧撞的情况下,也能够在地板横梁88中充分地吸收碰撞能量。由此,能够提高侧撞时的车室内的安全性。
另外,在上述的实施方式中,对汽车用构造构件由一个(第1构件)或两个构件(第1构件和第2构件)构成的情况进行了说明,但汽车用构造构件也可以根据车身的构造而由三个以上构件构成。
产业上的可利用性
根据本发明,能获得轻量且对于碰撞而言具有优异的强度的汽车用构造构件。
附图标记说明
10、30、50、汽车用构造构件;80、车身;100、100a、100b、100c、分析模型。
Claims (15)
1.一种汽车用构造构件,其具有板状的第1壁部、在所述第1壁部的厚度方向上与所述第1壁部相对的板状的第2壁部以及连接所述第1壁部和所述第2壁部的板状的第3壁部,其中,
所述第1壁部和所述第2壁部中的至少一者具有板状的主壁部和以从所述主壁部立起的方式设置的至少两个辅助壁部,所述主壁部的沿着所述主壁部与所述第3壁部的连接部的方向成为长度方向,并且在所述主壁部以沿着所述长度方向排列的方式形成有至少两个贯通孔,
所述两个辅助壁部中的一个辅助壁部以从所述两个贯通孔中的一个贯通孔的边缘沿着所述主壁部的厚度方向立起的方式设置,所述两个辅助壁部中的另一个辅助壁部以从所述两个贯通孔中的另一个贯通孔的边缘沿着所述主壁部的厚度方向立起的方式设置,
所述两个辅助壁部之间在所述长度方向上的距离为所述主壁部在所述两个辅助壁部之间的宽度的1.4倍以下。
2.根据权利要求1所述的汽车用构造构件,其中,
在从所述主壁部的厚度方向观察时,所述辅助壁部在所述贯通孔的所述长度方向上的一侧和另一侧与穿过所述贯通孔的中心且与所述长度方向平行的直线交叉。
3.根据权利要求1或2所述的汽车用构造构件,其中,
所述两个辅助壁部之间的距离为所述主壁部在所述两个辅助壁部之间的宽度的0.2倍以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的汽车用构造构件,其中,
所述第1壁部和所述第2壁部分别具有所述主壁部和所述至少两个辅助壁部。
5.根据权利要求4所述的汽车用构造构件,其中,
所述第1壁部的所述至少两个辅助壁部以向所述第2壁部侧立起的方式设置,所述第2壁部的所述至少两个辅助壁部以向所述第1壁部侧立起的方式设置。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的汽车用构造构件,其中,
所述辅助壁部的顶端与所述主壁部之间在所述主壁部的厚度方向上的距离为2.8mm以上。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的汽车用构造构件,其中,
所述至少两个辅助壁部分别具有筒形形状。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的汽车用构造构件,其中,
所述辅助壁部在所述主壁部的宽度方向上的长度为穿过所述贯通孔的中心且与所述长度方向正交的截面中的所述主壁部的宽度的0.2倍~1.0倍。
9.根据权利要求1~6中任一项所述的汽车用构造构件,其中,
所述辅助壁部包含在所述贯通孔的周向上互相分离地设置的至少两个壁,
所述两个壁中的一个壁设于所述贯通孔的所述长度方向上的一侧,所述两个壁中的另一个壁设于所述贯通孔的所述长度方向上的另一侧,
所述两个壁在所述主壁部的宽度方向上的各自的长度为穿过所述贯通孔的中心且与所述长度方向正交的截面中的所述主壁部的宽度的0.2倍~1.0倍。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的汽车用构造构件,其中,
在车身中,所述第1壁部与所述第2壁部在前后方向上相对,并且所述长度方向相对于车宽方向和前后方向而言更接近上下方向。
11.根据权利要求10所述的汽车用构造构件,其中,
该汽车用构造构件是中柱。
12.根据权利要求11所述的汽车用构造构件,其中,
所述至少两个辅助壁部设在比上下方向上的中心靠下方的位置。
13.根据权利要求1~9中任一项所述的汽车用构造构件,其中,
在车身中,所述第1壁部与所述第2壁部在上下方向上相对,并且所述长度方向相对于上下方向而言更接近车宽方向和前后方向。
14.根据权利要求13所述的汽车用构造构件,其中,
该汽车用构造构件是下边梁、保险杠骨架、横梁或者扭矩箱。
15.一种车身,其中,
该车身具备权利要求1~14中任一项所述的汽车用构造构件。
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