CN112867637A - 汽车骨架构件和电动汽车 - Google Patents

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CN112867637A CN201980068245.9A CN201980068245A CN112867637A CN 112867637 A CN112867637 A CN 112867637A CN 201980068245 A CN201980068245 A CN 201980068245A CN 112867637 A CN112867637 A CN 112867637A
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Abstract

一种汽车骨架构件，其具备帽构件和封闭板，帽构件具备顶板、两个纵壁和两个凸缘，两个纵壁分别位于顶板与凸缘之间，两个纵壁相对，两个凸缘分别与封闭板接合，两个纵壁分别具备沿着与帽构件的长度方向垂直的方向延伸的多个槽部，槽部具备底面和两个侧面，两个侧面相对，两个侧面位于底面的两侧，与顶板平行的截面中的槽部的宽度a、槽部的深度b和纵壁在与顶板垂直的方向上的高度c满足0.2≤a/c≤0.3且0.2≤b/c≤0.3的关系。

Description

汽车骨架构件和电动汽车
技术领域
本公开涉及例如在汽车的碰撞时等发挥较高的能量吸收效率的汽车骨架构件。
背景技术
近年来，世界范围内燃料消耗费限制严格化，要求碰撞性能提高并且要求汽车车身的轻量化。但是，仅单纯地将汽车骨架构件的材料置换为高强度且板厚较薄的材料，根据骨架构件的形状，伴随着刚度的降低，存在在碰撞时早期发生压曲的情况，未必能够得到较高的能量吸收效率。骨架构件发生塑性变形的部分越多，则能量吸收性能越高，但在碰撞时早期产生压曲的情况下，不发生塑性变形的部分较多地残留，即使增大材料强度，能量吸收性能的提高程度也较小。因此，一直在推进能够发挥材料本来的强度以使碰撞时不会早期产生压曲的骨架构件的研究。另外，在电动汽车中，一直在推进在底板下搭载大容量的电池的车身构造的开发，并且一直在推进下边梁等骨架构件的改良。
作为以提高能量吸收性能为目的的技术，在专利文献1中公开了在下边梁与横梁之间设置截面是大致U字形状的隔板。专利文献1的隔板由正面部、后侧面部以及凸缘构成，在正面部和后侧面部具有凹部。在专利文献2中公开了在中空构件设有波纹状的变形促进机构的冲击吸收构件。关于专利文献2的冲击吸收构件，在施加由于冲击而引起的弯曲载荷时，波纹状的变形促进机构压曲，由此使弯曲载荷转换为长度方向的压缩载荷，从而实现截面崩塌的抑制。在专利文献3中公开了在帽构件的纵壁形成有凹状或凸状的加强筋的金属制减震器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-205797号公报
专利文献2:日本特开2006-207679号公报
专利文献3:日本特开2008-265738号公报
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1的车身构造不是以抑制下边梁自身的压曲为目的的构造，因此在通过发挥材料强度来提高能量吸收性能这一观点方面存在改善的余地。另外，对于专利文献2的冲击吸收构件，本发明者实施模拟的结果为，在冲击吸收构件未产生塑性变形的部分较多地残留，在通过发挥材料强度来提高能量吸收性能这一观点方面存在改善的余地。专利文献3的减震器以当行人与汽车碰撞时保护行人的腿部为目的，在提高车身侧的能量吸收性能这一点上存在改善的余地。
本公开是鉴于上述问题而完成的发明，其目的在于提高汽车骨架构件的能量吸收效率(吸收能量的质量效率)。
用于解决问题的方案
解决上述问题的本公开的一个技术方案是汽车骨架构件，其特征在于，该汽车骨架构件具备帽构件和封闭板，所述帽构件具备顶板、两个纵壁和两个凸缘，所述两个纵壁分别位于所述顶板与所述凸缘之间，所述两个纵壁相对，所述两个凸缘分别与所述封闭板接合，所述两个纵壁分别具备沿着与所述帽构件的长度方向垂直的方向延伸的多个槽部，所述槽部具备底面和两个侧面，所述两个侧面相对，所述两个侧面位于所述底面的两侧，与所述顶板平行的截面中的所述槽部的宽度a、所述槽部的深度b和所述纵壁在与所述顶板垂直的方向上的高度c满足0.2≤a/c≤0.3且0.2≤b/c≤0.3的关系。
根据另一观点的本公开的一个技术方案是汽车骨架构件，其特征在于，该汽车骨架构件具备中空构件，所述中空构件具备顶板和两个纵壁，所述两个纵壁分别与所述顶板相邻，所述两个纵壁相对，所述两个纵壁分别具备沿着与所述中空构件的长度方向垂直的方向延伸的多个槽部，所述槽部具备底面和两个侧面，所述两个侧面相对，所述两个侧面位于所述底面的两侧，与所述顶板平行的截面中的所述槽部的宽度a、所述槽部的深度b和所述纵壁在与所述顶板垂直的方向上的高度c满足0.2≤a/c≤0.3且0.2≤b/c≤0.3的关系。
发明的效果
能够提高汽车骨架构件的能量吸收效率。
附图说明
图1是表示第1实施方式的汽车骨架构件的概略结构的立体图。
图2是表示汽车骨架构件的未设置槽部的部分的与构件长度方向垂直的截面的图。
图3是表示与电动汽车的车高方向垂直的截面中的下边梁的周边的图。
图4是帽构件的槽形成部位周边的俯视图。
图5是帽构件的槽形成部位周边的侧视图。
图6是图5中的A-A剖视图。
图7是表示汽车骨架构件的变形模式的一例(面外弯折模式)的图。
图8是图7中的B-B剖视图。
图9是表示汽车骨架构件的变形模式的一例(面内弯折模式)的图。
图10是表示汽车骨架构件的变形模式的一例(轴压扁模式)的图。
图11是图10中的C-C剖视图。
图12是表示第2实施方式的汽车骨架构件的概略结构的立体图。
图13是第2实施方式的汽车骨架构件的相当于图5中的A-A截面的图。
图14是表示槽部的形状例的相当于图5中的A-A截面的图。
图15是第3实施方式的汽车骨架构件的相当于图5中的A-A截面的图。
图16是在第1帽构件和第2帽构件这两者具有槽部的汽车骨架构件的相当于图5中的A-A截面的图。
图17是表示第4实施方式的汽车骨架构件的概略结构的立体图。
图18是第4实施方式的汽车骨架构件的相当于图5中的A-A截面的图。
图19是表示槽部的形状例的图。
图20是表示槽部的形状例的图。
图21是表示槽部的形状例的图。
图22是表示碰撞模拟的分析模型的图。
图23是模拟(1)的载荷-冲程线图。
图24是表示碰撞模拟的分析模型的图。
图25是模拟(2)的载荷-冲程线图。
图26是表示模拟(3)的a/c、b/c与能量吸收效率的关系的图。
图27是表示模拟(3)的a/c、b/c与变形模式的关系的图。
图28是表示模拟(4)的e/c与能量吸收效率的关系的图。
图29是表示模拟(5)的槽部的间隔d与能量吸收效率的关系的图。
图30是表示模拟(6)的a/c、b/c与能量吸收效率的关系的图。
具体实施方式
以下参照附图对本公开的一个实施方式进行说明。此外，在本说明书和附图中，通过对具有实质上相同的功能结构的要素标注相同的附图标记，而省略重复说明。
<第1实施方式>
图1是表示第1实施方式的汽车骨架构件1的概略结构的图。汽车骨架构件1是下边梁或保险杠骨架等承受弯曲载荷的构件。第1实施方式的汽车骨架构件1具有帽构件10和平板状的封闭板20，帽构件10是与构件长度方向(图1的Y方向)垂直的截面是帽状的构件，封闭板20是与帽构件10接合的底板。此外，图1所示的X方向、Y方向以及Z方向是相互垂直的方向，在汽车骨架构件1例如是构成下边梁的构件的情况下，X方向是车高方向，Y方向是车长方向，Z方向是车宽方向。另外，在汽车骨架构件1例如是构成保险杠骨架的构件的情况下，X方向是车高方向，Y方向是车宽方向，Z方向是车长方向。
如图2所示，帽构件10具有顶板11、与顶板11连接的两个纵壁12以及与纵壁12连接的两个凸缘13。两个纵壁12分别位于顶板11与凸缘13之间，两个纵壁12相对。在第1实施方式中，通过帽构件10的两个凸缘13与封闭板20接合，来构成汽车骨架构件1。帽构件10例如由拉伸强度为440MPa～1500MPa的钢材形成，但帽构件10的原材料没有特别限定，例如也可以是铝合金构件、镁合金构件等。同样地，封闭板20例如由拉伸强度为440MPa～1500MPa的钢材形成，但封闭板20的原材料没有特别限定，例如也可以是铝合金构件、镁合金构件等。
在汽车骨架构件1安装于车身时，帽构件10的顶板11相对于封闭板20既可以配置于车外侧也可以配置于车内侧。特别是在下边梁的情况下，顶板11优选为相对于封闭板20配置于车外侧。这是由于如果帽构件的凸缘位于车外侧，则凸缘与门干涉而使门不能关闭。另外，优选为将本公开应用于电动汽车。这是由于通过由下边梁吸收冲击，能够避免配置于比下边梁靠车内侧的电池的损伤。图3是表示与电动汽车40的车高方向垂直的截面中的下边梁41的周边的图。如图3所示，在汽车骨架构件1是构成下边梁41的构件的情况下优选的是，封闭板20与载置于地板(未图示)的电池42相邻，顶板11配置于车外侧和车内侧中的车外侧。此外，在本实施方式和后述的实施方式中，顶板11配置于车外侧和车内侧中的车外侧。
如图1和图4～图6所示，第1实施方式的帽构件10具有沿着与构件长度方向垂直的方向延伸的槽部31。在有效地提高能量吸收效率的观点方面优选的是，槽部31如图1和图4～图6所示以从棱线部14跨到棱线部15的方式形成，即在从纵壁12的车内侧端部直到车外侧端部的范围内形成。槽部31设于一对纵壁12的两个纵壁12。槽部31的成形方法没有特别限定，例如通过在帽构件10的成形后反复进行压制加工，逐渐增大槽部31的深度，来进行成形。在本说明书中，将如图4所示的形成有槽部31的部位称为“槽形成部位30”。另外，如图6所示，在本说明书中，将顶板11在槽形成部位30的部分称为“槽部顶板32”，将纵壁12在槽形成部位30的部分称为“槽部纵壁33”，将凸缘13在槽形成部位30的部分称为“槽部凸缘34”。
槽部顶板32与顶板11的除槽形成部位30以外的部分位于同一平面内，槽部凸缘34与凸缘13的除槽形成部位30以外的部分位于同一平面内。如图4所示，第1实施方式的槽部纵壁33具有槽部31的底面31a和侧面31b，底面31a是与纵壁12的除槽形成部位30以外的部分平行的面，侧面31b是将纵壁12的除槽形成部位30以外的部分与槽部31的底面31a连接的一对平面。即，槽部31具备底面31a和两个侧面31b，两个侧面31b相对且位于底面31a的两侧。
槽形成部位30沿着帽构件10的构件长度方向隔开间隔地设置多个。即，两个纵壁12沿着帽构件10的构件长度方向具备多个槽部31。在第1实施方式中，存在槽形成部位30的区域仅成为帽构件10的构件长度方向的中央部，但槽形成部位30例如也可以设于帽构件10的构件长度方向的整个区域。纵壁12的位于相邻的槽形成部位30之间的部分通过设置有多个槽形成部位30，而成为从槽部31的底面31a突出的形状。
第1实施方式的汽车骨架构件1如上所述地构成。在该汽车骨架构件1中，在碰撞时从Z方向局部地施加载荷，由于产生力矩而产生弯曲变形。在第1实施方式的汽车骨架构件1的情况下，帽构件10的槽部31不仅设于纵壁12，还设于纵壁12与顶板11之间的棱线部14和纵壁12与凸缘13之间的棱线部15，由此与在各棱线部14、15未设置槽部31的情况相比，顶板11的表面刚度提高，从而能够增大汽车骨架构件1的变形所需要的载荷。另外，由于槽部31是具有三个平面即槽部31的底面31a和两个侧面31b的形状，从而能够进一步提高顶板11的表面刚度，能够进一步增大汽车骨架构件1的变形所需要的载荷。在第1实施方式的汽车骨架构件1中，利用它们的作用，能够提高能量吸收性能。另外，第1实施方式的汽车骨架构件1由于不是新添加加强构件的构造，因此能够提高与能量吸收性能相关的质量效率。
此外，在汽车骨架构件1的变形时，产生下面某一种变形模式。
(面外弯折模式)
如图7和图8所示，面外弯折模式是如下模式：主要的变形为在与构件长度方向垂直的截面中帽构件10的纵壁12向面外方向弯折的变形。
(面内弯折模式)
如图9所示，面内弯折模式是如下模式：主要的变形为帽构件10的纵壁12沿着构件长度方向弯折的变形，并且与构件长度方向垂直的截面中的纵壁12向面外方向的变形较小。
(轴压扁模式)
如图10和图11所示，轴压扁模式是如下模式：在与构件长度方向垂直的截面中帽构件10的纵壁12以较短的间隔压扁，作为整体而产生波纹状的变形。
为了从碰撞初期直到碰撞后期都使变形所需要的载荷稳定地增大，优选为汽车骨架构件1以轴压扁模式变形。
在此，如图4所示，将槽部31在与帽构件10的顶板11平行的截面中的宽度定义为“a”，将槽部31在与帽构件10的顶板11平行的截面中的深度定义为“b”，如图6所示，将纵壁12在与帽构件10的顶板11垂直的方向上的高度定义为“c”。此外，槽部31的宽度a是指彼此相对的侧面31b在帽构件10的构件长度方向(Y方向)上的距离。槽部31的深度b是指与帽构件10的顶板11平行的截面中的与帽构件10的构件长度方向垂直的方向(X方向)上的从纵壁12到槽部31的底面31a的长度。纵壁12的高度c是指与帽构件10的构件长度方向垂直的方向(Z方向)上的从凸缘13到顶板11的长度。此外，在第1实施方式中，纵壁12的高度c与从槽部凸缘34到槽部顶板32的高度相等。
为了在汽车骨架构件1容易产生轴压扁模式的变形，槽部31的宽度a、槽部31的深度b以及帽构件10的纵壁12的高度c优选为满足0.2≤a/c≤0.3且0.2≤b/c≤0.3的关系。在满足该数值范围的情况下，也像在后述的实施例中表示的那样，汽车骨架构件1的变形容易变为轴压扁模式，变形所需要的载荷从碰撞初期直到碰撞后期都稳定地增大。由此能够进一步提高能量吸收性能。
另外，相邻的槽部31的间隔d优选为50mm以下。由于槽部31的间隔d为50mm以下，使得轴压扁模式的变形容易产生，从而能够提高能量吸收效率。槽部31的间隔d越小，越能够提高能量吸收效率，但从具有槽部31的帽构件10的成形性的观点出发，槽部31的间隔d优选为10mm以上。另外，为了更容易引起轴压扁模式的变形，槽部31的底面31a与槽部31的侧面31b所形成的角θ1优选为90度～95度，进一步优选为垂直。另外，为了更容易引起轴压扁模式的变形，如图6所示，槽部纵壁33与槽部凸缘34所形成的角θ2优选为90度～100度，进一步优选为垂直。
<第2实施方式>
如图12和图13所示，在第2实施方式的汽车骨架构件1中，槽部31未延伸至帽构件10的棱线部14。即，在第2实施方式的汽车骨架构件1中，虽然槽部31的一端延伸至纵壁12的车内侧端部(在图14的示例中为棱线部15)，但槽部31的另一端未延伸至纵壁12的车外侧端部(在图14的示例中为棱线部14)。即使是像这样的形状的槽部31，通过槽部31的宽度a、槽部31的深度b与帽构件10的纵壁12的高度c满足0.2≤a/c≤0.3且0.2≤b/c≤0.3的关系，也使轴压扁模式的变形容易产生，从而能够提高能量吸收效率。
图14是表示槽部31的形状例的图。与图13的示例不同，图14的示例中的汽车骨架构件1是如下构造：槽部31的一端延伸至纵壁12的车外侧端部(在图14的示例中为棱线部14)，另一方面，槽部31的另一端未延伸至纵壁12的车内侧端部(在图14的示例中为棱线部15)。与像图14那样的构造的汽车骨架构件1相比，前述的像图13那样的构造的汽车骨架构件1更能够提高能量吸收效率。在向汽车骨架构件1输入冲击载荷时，压曲区域以纵壁12最开始发生压曲的部位作为起点朝向纵壁12的车内侧端部扩大。因此，将最开始发生压曲的部位设在纵壁12的车外侧在提高能量吸收效率方面是有利的。其理由有两个。第一，由于最开始发生压曲的部位越靠近纵壁12的车外侧端部，呈波纹状变形的区域越多。第二，由于如果纵壁12的车内侧先弯曲，则车外侧的槽部31的延伸方向和冲击输入方向的错开增大，从而难以引起轴压扁模式的变形。即，槽部31优选为延伸至纵壁12的车内侧端部。最开始发生压曲的部位是没有槽部31的部位。如果没有槽部31则最开始发生压曲是由于没有槽部31则变形阻力较小。在图13的汽车骨架构件1的情况下，槽部31延伸至纵壁12的车内侧端部(在图13的示例中为棱线部15)，在纵壁12的车外侧端部(在图13的示例中为棱线部14)未形成槽部31。因此，图13的汽车骨架构件1在输入冲击载荷时容易在纵壁12的车外侧端部(在图13的示例中为棱线部14)的附近产生压曲。另一方面，图14的汽车骨架构件1容易在纵壁12的车内侧端部(在图14的示例中为棱线部15)的附近产生压曲。因此，与像图14那样的构造的汽车骨架构件1相比，像图13那样的构造的汽车骨架构件1能够较多地确保呈波纹状变形的区域，从而能够提高能量吸收效率。
进而，根据第2实施方式的汽车骨架构件1，由于在棱线部14和棱线部15之一的棱线部14未形成槽部31，因此与第1实施方式的汽车骨架构件1相比，容易使帽构件10成形。即，第2实施方式的汽车骨架构件1是能够以较高的水平兼顾能量吸收效率与成形性的构件。
在像第2实施方式那样的槽部31延伸至帽构件10的车内侧端部(在图13的示例中为棱线部15)的情况下，槽部31在与帽构件10的顶板11垂直的方向上的长度e优选为帽构件10的纵壁12的高度c的80％以上的长度。由此，在输入冲击载荷时，容易产生轴压扁模式的变形，从而能够提高能量吸收效率。此外，槽部31的长度e是指槽形成部位30处的从凸缘13到纵壁12的靠槽部31侧的圆角节点的长度。在进一步提高能量吸收效率的观点方面，槽部31的长度e更优选为纵壁12的高度c的90％以上的长度，进一步优选为95％以上的长度。
<第3实施方式>
在第1实施方式的汽车骨架构件1中，帽构件10的配合构件是封闭板20。在图15所示的第2实施方式的汽车骨架构件1中，配合构件也成为帽构件。在以后的说明中，将在第1实施方式中说明的帽构件(图15中的上侧的构件)称为“第1帽构件10a”，将成为第1帽构件10a的配合构件的帽构件(图15中的下侧的构件)称为“第2帽构件10b”。第2帽构件10b也与第1帽构件10a同样地具有顶板11、与顶板11连接的一对纵壁12以及与纵壁12连接的凸缘13。汽车骨架构件1通过第1帽构件10a与第2帽构件10b由相互的凸缘13接合而构成。在第2实施方式的汽车骨架构件1中也是，第1帽构件10a的槽部31像图4那样在从与顶板11垂直的方向观察时具有底面31a和一对侧面31b，该槽部31如图15所示在从棱线部14直到棱线部15的范围内设置。因此能够提高能量吸收效率。
另外，如图16所示，在第2帽构件10b也可以与第1帽构件10a同样地设有槽部31。由此能够进一步提高能量吸收效率。此外，针对在第2帽构件10b设有槽部31的情况，优选为槽部31的宽度a与第1帽构件10a的高度c1和第2帽构件10b的高度c2的和c之比(a/c)是0.2～0.3，并且槽部31的深度b与第1帽构件10a的高度c1和第2帽构件10b的高度c2的和c之比(b/c)是0.2～0.3。另外，槽部31的底面31a与槽部31的侧面31b所形成的角θ1优选为90度～95度，进一步优选为垂直。另外，槽部纵壁33与槽部凸缘34所形成的角θ2优选为90度～100度，进一步优选为垂直。
进而，在第1帽构件和第2帽构件10b这两者具有槽形成部位30的情况下，第2帽构件10b的高度c2与第1帽构件10a的高度c1之比(c2/c1)优选为0.25以下。在满足该数值范围的情况下，更容易引起轴压扁模式的变形，与c2/c1超过0.25的情况相比，能够提高能量吸收效率。c2/c1更优选为0.2以下，进一步优选为0.1以下。即，c2/c1越小越为优选。
<第4实施方式>
前述的第1实施方式～第3实施方式的汽车骨架构件1通过多个构件相互接合而构成，但第4实施方式的汽车骨架构件1如图17和图18所示由方管状的中空构件2构成。中空构件2具有顶板11、与顶板11连接的两个纵壁12以及与两个纵壁12连接的底板16。两个纵壁12分别位于顶板11与底板16之间，两个纵壁12相对。另外，顶板11与底板16也相对。中空构件2的原材料没有特别限定，例如是钢材、铝合金构件、镁合金构件等。在第4实施方式的汽车骨架构件1例如是构成电动汽车40的下边梁41的构件的情况下，与图3的示例同样地，中空构件2的底板16与载置于地板(未图示)的电池42相邻。
第4实施方式的汽车骨架构件1与第1实施方式～第3实施方式同样地具有沿着与中空构件2的构件长度方向垂直的方向延伸的多个槽部31。在有效地提高能量吸收效率的观点方面，优选为槽部31以从棱线部14跨到棱线部17的方式形成，即在从纵壁12的车内侧端部直到车外侧端部的范围内形成。槽部31设于一对纵壁12的两个纵壁12。槽部31的成形方法没有特别限定，例如通过利用挤压成形而形成方筒形的中空状构件后，反复进行压制加工，逐渐增大槽部31的深度，来进行成形。另外，例如也可以利用液压成形来形成槽部31。
槽形成部位30沿着中空构件2的构件长度方向设置多个。即，两个纵壁12沿着中空构件2的构件长度方向具备多个槽部31。在本说明书中，将顶板11的槽形成部位30处的部分称为“槽部顶板32”，将纵壁12的槽形成部位30处的部分称为“槽部纵壁33”，将底板16的槽形成部位30的部分称为“槽部底板35”。槽部顶板32与顶板11的除槽形成部位30以外的部分位于同一平面内，槽部底板35与底板16的除槽形成部位30以外的部分位于同一平面内。俯视观察时的槽部31的形状与第1实施方式～第3实施方式相同。即，与图4的情况同样地在第4实施方式的汽车骨架构件1中也是，槽部纵壁33具有槽部31的底面31a和侧面31b，底面31a是与纵壁12的除槽形成部位30以外的部分平行的面，侧面31b是将纵壁12的除槽形成部位30以外的部分与槽部31的底面31a连接的一对平面。即，槽部31具备底面31a和两个侧面31b，两个侧面31b相对且位于底面31a的两侧。
第4实施方式的汽车骨架构件1如上所述地构成。在第4实施方式的汽车骨架构件1中，槽部31的宽度a(图4)、槽部31的深度b(图4)与中空构件2的纵壁12的高度c(图18)也满足0.2≤a/c≤0.3且0.2≤b/c≤0.3的关系。因此，与第1实施方式～第3实施方式的汽车骨架构件1同样地，能够提高能量吸收效率。此外，中空构件2的纵壁12的高度c是与构件长度方向垂直的方向(Z方向)上的从底板16到顶板11的长度。另外，第4实施方式的中空构件2的纵壁12的高度c与从槽部底板35到槽部顶板32的高度相等。
相邻的槽部31的间隔d(图4)优选为与第1实施方式～第3实施方式同样地为50mm以下。由此，轴压扁模式的变形容易产生，能够提高能量吸收效率。从具有槽部31的中空构件2的成形性的观点出发，槽部31的间隔d优选为10mm以上。另外，为了更容易引起轴压扁模式的变形，槽部31的底面31a与槽部31的侧面31b所形成的角θ1(图4)优选为90度～95度，进一步优选为垂直。另外，为了更容易引起轴压扁模式的变形，如图18所示，槽部纵壁33与槽部底板35所形成的角θ3优选为80度～90度，进一步优选为垂直。
与图12所示的第2实施方式的情况同样地，在汽车骨架构件1由中空构件2构成的情况下，槽部31也可以像图19那样不在从纵壁12的车内侧端部(在图19的示例中为棱线部17)直到车外侧端部(在图19的示例中为棱线部14)的整个区域中形成。在槽部31像图19那样未形成至车外侧端部的情况下，槽部31在与中空构件2的顶板11垂直的方向上的长度e优选为中空构件2的纵壁12的高度c的80％以上的长度。由此，与像图13那样的第2实施方式的汽车骨架构件1同样地能够以较高的水平兼顾能量吸收效率与成形性。在进一步提高能量吸收效率的观点方面，槽部31的长度e优选为纵壁12的高度c的90％以上的长度，进一步优选为95％以上的长度。此外，汽车骨架构件1由中空构件2构成的情况下的槽部31的长度e是指槽形成部位30处的从中空构件2的底板16到纵壁12的槽部31侧的圆角节点的长度。
以上对本公开的一个实施方式进行了说明，但本公开不限定于该例。显然的是，只要是本领域技术人员，就能够在权利要求书所记载的技术思想的范畴内想到各种变更例或修改例，并且可了解到这些变更例或修改例当然也属于本公开的保护范围。
例如在上述实施方式中，相对于纵壁12设置的槽部31的形状是凹状，但也可以像图20或图21那样是凸状。在该情况下也是，只要槽部31的宽度a、槽部31的深度b与纵壁12的高度c满足0.2≤a/c≤0.3且0.2≤b/c≤0.3的关系，轴压扁模式的变形就容易产生，从而能够提高能量吸收效率。另外，在凸状的槽部31的情况下，也与前述的实施方式同样地，槽部31的长度e优选为纵壁12的高度c的80％以上。另外，在凸状的槽部31的情况下，也与前述的实施方式同样地，槽部31的间隔d优选为50mm以下。
实施例
<模拟(1)>
作为本公开的汽车骨架构件的一例制作像图22那样的分析模型(构造1)，而实施了模拟侧面柱碰的模拟。图22的分析模型具有与图1所示的汽车骨架构件等同的结构，由帽构件10和封闭板20构成。帽构件10和封闭板20的原材料是拉伸强度为1180MPa且板厚为1.6mm的钢材。在帽构件10的构件长度方向的中央部设有多个槽形成部位30。帽构件10的全长是1500mm，纵壁12的高度c(Z方向的长度)和顶板11的宽度(X方向的长度)分别是100mm。槽部31的宽度a和深度b分别是20mm。即，前述的a/c和b/c的値分别是0.2。槽部的间隔是20mm。
模拟通过将半径为127mm的圆柱状的碰撞器50压靠于封闭板20并使碰撞器50以1.8km/h的速度移位来实施。在本模拟中，在顶板11之上配置有刚体壁。另外，作为比较例，制作在帽构件不具有槽部的分析模型(构造2)而实施了与上述条件相同的模拟。
图23是模拟(1)中的载荷-冲程线图。图23中的箭头方向是输入方向。如图23所示，构造1的载荷比不具有槽部的构造2的载荷大，从而能量吸收性能提高。
<模拟(2)>
像图24那样，利用将刚体壁配置于封闭板20之下并且使碰撞器50与帽构件10的顶板11抵接的分析模型实施了模拟。此外，其他模拟条件与模拟(1)相同。
图25是模拟(2)中的载荷-冲程线图。图25中的箭头方向是输入方向。如图25所示，构造1的载荷比不具有槽部的构造2的载荷大，从而能量吸收性能提高。根据模拟(1)和(2)的结果可知，顶板11无论配置于车外侧还是配置于车内侧，均获得能量吸收性能的提高效果。
<模拟(3)>
接着，制作多个槽部的宽度a(图4)与纵壁的高度c(图6)之比和槽部的深度b(图4)与纵壁的高度c(图6)之比不同的分析模型，而利用各分析模型实施了模拟。此外，其他模拟条件与模拟(1)相同。
归纳模拟(3)中的a/c、b/c与能量吸收效率的关系，则如图26所示。图26所示的“合适范围”是指能量吸收效率(吸收能量/质量)为5.0[kN*mm/kg]以上的范围。如图26所示，在a/c是0.2～0.3且b/c是0.2～0.3的情况下，能量吸收效率变得特别高。如图27所示，在本模拟中，在a/c是0.2～0.3且b/c是0.2～0.3的情况下，在汽车骨架构件产生了轴压扁模式的变形。
<模拟(4)>
接着，在像图13那样的槽部31未延伸至纵壁12的顶板11侧的棱线部14的构造中，制作多个槽部的长度e与纵壁的高度c之比不同的分析模型，而利用各分析模型实施了模拟。此外，其他模拟条件与模拟(2)相同。
图28是表示模拟(4)中的e/c与能量吸收效率的关系的图。如图28所示，在e/c是0.8以上的情况下，与e/c小于0.8的情况相比，能量吸收效率飞跃性地提高。此外，在本模拟的条件下，在e/c是0.8的情况和e/c是1.0的情况下，在汽车骨架构件产生了轴压扁模式的变形。即，在槽部的长度e是纵壁的高度c的80％以上的长度的情况下，轴压扁模式的变形容易产生，从而能够有效地提高能量吸收效率。
<模拟(5)>
接着，制作多个槽部的间隔d(图4)不同的分析模型，而利用各分析模型实施了模拟。此外，其他模拟条件与模拟(2)相同。
图29是表示模拟(5)中的槽部的间隔d与能量吸收效率的关系的图。如图29所示，在本模拟的条件下，在槽部的间隔d是50mm以下的情况下，产生轴压扁模式的变形，能量吸收效率提高。
<模拟(6)>
接着，制作汽车骨架构件由第1帽构件和第2帽构件构成的分析模型而实施了模拟。第1帽构件和第2帽构件的原材料是拉伸强度为1180MPa的钢材。在第1帽构件和第2帽构件像图16那样分别设有槽部。在本模拟中，第2帽构件的高度c2与第1帽构件的高度c1之比(c2/c1)是0.25。槽部的形状除了帽构件的高度不同以外，在第1帽构件与第2帽构件中是相同的。其他模拟条件与模拟(1)相同。模拟在槽部的宽度a和槽部的深度b不同的多个分析模型中实施。
归纳模拟(6)中的a/c、b/c与能量吸收效率的关系，则如图30所示。“c”是第1帽构件的高度c1和第2帽构件的高度c2的和。如图30所示的“合适范围”是指能量吸收效率为5.0[kN*mm/kg]以上的范围。在与模拟(3)相同的a/c是0.2～0.3且b/c是0.2～0.3的情况下，在汽车骨架构件产生轴压扁模式的变形，能量吸收性能的质量效率提高。此外，在本模拟中，在a/c小于0.2且b/c是0.2～0.3的情况下，汽车骨架构件的变形模式是面内变形模式，但能量吸收效率是5.0[kN*mm/kg]以上。成为这样的结果的理由是，在汽车骨架构件的变形时，通过位于槽部之间的纵壁与相邻的纵壁接触，使载荷增大。
产业上的可利用性
本公开的技术能够应用于汽车的下边梁、保险杠骨架等。
附图标记说明
1、汽车骨架构件；2、中空构件；10、帽构件；10a、第1帽构件；10b、第2帽构件；11、顶板；12、纵壁；13、凸缘；14、棱线部；15、棱线部；16、底板；17、棱线部；20、封闭板；30、槽形成部位；31、槽部；31a、槽部的底面；31b、槽部的侧面；32、槽部顶板；33、槽部纵壁；34、槽部凸缘；35、槽部底板；40、电动汽车；41、下边梁；42、电池；50、碰撞器；a、槽部的宽度；b、槽部的深度；c、纵壁的高度；d、槽部的间隔；e、槽部的长度；θ1、槽部的底面与槽部的侧面所形成的角；θ2、槽部纵壁与槽部凸缘所形成的角；θ3、槽部纵壁与槽部底板所形成的角。

Claims (8)

1.一种汽车骨架构件，其中，
该汽车骨架构件具备帽构件和封闭板，
所述帽构件具备顶板、两个纵壁和两个凸缘，
所述两个纵壁分别位于所述顶板与所述凸缘之间，
所述两个纵壁相对，
所述两个凸缘分别与所述封闭板接合，
所述两个纵壁分别具备沿着与所述帽构件的长度方向垂直的方向延伸的多个槽部，
所述槽部具备底面和两个侧面，
所述两个侧面相对，
所述两个侧面位于所述底面的两侧，
与所述顶板平行的截面中的所述槽部的宽度a、所述槽部的深度b以及所述纵壁在与所述顶板垂直的方向上的高度c满足0.2≤a/c≤0.3且0.2≤b/c≤0.3的关系。
2.根据权利要求1所述的汽车骨架构件，其中，
所述槽部延伸至所述纵壁的车内侧端部，
所述槽部在与所述顶板垂直的方向上的长度e是所述纵壁的高度c的80％以上的长度。
3.根据权利要求1或2所述的汽车骨架构件，其中，
所述槽部的间隔d是50mm以下。
4.一种汽车骨架构件，其中，
该汽车骨架构件具备中空构件，
所述中空构件具备顶板、底板和两个纵壁，
所述顶板与所述底板相对，
所述两个纵壁分别位于所述顶板与所述底板之间，
所述两个纵壁相对，
所述两个纵壁分别具备沿着与所述中空构件的长度方向垂直的方向延伸的多个槽部，
所述槽部具备底面和两个侧面，
所述两个侧面相对，
所述两个侧面位于所述底面的两侧，
与所述顶板平行的截面中的所述槽部的宽度a、所述槽部的深度b和所述纵壁在与所述顶板垂直的方向上的高度c满足0.2≤a/c≤0.3且0.2≤b/c≤0.3的关系。
5.根据权利要求4所述的汽车骨架构件，其中，
所述槽部延伸至所述纵壁的车内侧端部，
所述槽部在与所述顶板垂直的方向上的长度e是所述纵壁的高度c的80％以上的长度。
6.根据权利要求4或5所述的汽车骨架构件，其中，
所述槽部的间隔d是50mm以下。
7.一种电动汽车，其中，
该电动汽车具备：具备权利要求1～3中任一项所述的汽车骨架构件的下边梁；以及电池，
在与车高方向垂直的截面中，所述封闭板与所述电池相邻，所述顶板配置于车外侧。
8.一种电动汽车，其中，
该电动汽车具备：具备权利要求4～6中任一项所述的汽车骨架构件的下边梁；以及电池，
在与车高方向垂直的截面中，所述底板与所述电池相邻，
所述顶板配置于车外侧。
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