CN116056956A - 汽车车身构造部件 - Google Patents
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Abstract
该汽车车身的构造部件具备：顶板部、通过第一角部而延伸的一对侧壁部、具有通过第二角部而延伸的一对凸缘部的帽型部件、一对接合部以及具有顶板对向部的接合部件；沿长度方向延伸的第一突条形成于顶板部上；两个以上的沿与长度方向交叉的方向延伸的第二突条形成于一对侧壁部上。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车身的构造部件。本申请基于2020年7月31日在日本申请的特愿2020－130553号主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
近年以提高汽车的碰撞安全性能及车身轻量化为目的，汽车部件中高张力钢板的应用不断扩大。通过应用高张力钢板，从而获得具有更优异的碰撞安全性能的部件，或是使碰撞安全性能和通过薄壁化带来的轻量化的兼顾成为可能。
然而若材料的板厚变薄，则不仅加工前的钢板的刚性降低，加工后的部件的刚性也会降低。因此，仅单纯使用强度高、板厚薄的钢板，作为碰撞安全性能而言存在无法获得充分的高强度化的效果的情况。
作为汽车车身部件的碰撞安全性能，有侧面碰撞(侧突)的下纵梁或B立柱、前面碰撞(前突)的保险杠等的弯曲压溃特性。作为这些部件的弯曲压溃特性，期望能提高局部弯曲模式的3点弯曲特性，并在使用板厚较薄的材料时也能发挥更高的碰撞安全性能。
在专利文献1中公开有：以沿本体部的长度方向在本体部的宽度方向中央延伸的方式设置凹突条的耐弯曲性优秀的车辆用耐碰撞增强部件。
在专利文献2中公开有：在上部网、下部网的一方或两方上，具有与车辆的前后方向大致平行的凹状或凸状的突条的车辆用金属製减震器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国专利第5119477号公报
专利文献2：日本国专利第4330652号公报
发明概要
发明要解决的课题
然而，在专利文献1、2的技术中，无法充分发挥所要求的更高的弯曲压溃部件的局部弯曲模式的3点弯曲特性。
本发明鉴于所述问题而做，本发明目的在于：提供一种构造部件，其能够通过提高局部弯曲模式的变形的冲程初期的耐载荷，从而发挥优秀的碰撞安全性能。
用于解决问题的手段
本发明的具体方式如下。
(1)本发明的第一方式是一种汽车车身的构造部件，具备帽型部件和接合部件，其中帽型部件具有：在长度方向延伸的顶板部、通过在所述顶板部的宽度方向的两端部形成的第一角部而延伸的一对侧壁部、通过在所述一对侧壁部的所述第一角部对侧的端部形成的第二角部而延伸的一对凸缘部，接合部件具有：接合于所述帽型部件的所述一对凸缘部的一对接合部、所述帽型部件的所述顶板部相对的顶板对向部；在所述顶板部上，形成有沿所述长度方向延伸的第一突条；在所述一对侧壁部上，形成有两个以上的沿与所述长度方向交叉的方向延伸的第二突条。
(2)在所述(1)记载的汽车车身的构造部件中，在所述宽度方向上并列形成两个以上所述第一突条。
(3)在所述(2)记载的汽车车身的构造部件中，也可以形成所述第一突条，使得在与所述长度方向垂直的截面中，所述第一突条的所述宽度方向的中心位于从所述顶板部与所述第一角部的边界点、到所述宽度方向上所述顶板部的1/4宽度的间隔距离的点的区域中。
(4)在所述(2)记载的汽车车身的构造部件中，也可以形成所述第一突条，使得在与所述长度方向垂直的截面中，所述第一突条与顶板部的边界点位于从所述顶板部与所述第一角部的边界点、到20mm的间隔距离的点的区域内。
(5)在所述(1)～(4)中任一项记载的汽车车身的构造部件中，所述第二突条从所述第一角部延伸亦可。
(6)在所述(5)记载的汽车车身的构造部件中，所述第二突条延伸至所述第二角部亦可。
(7)在所述(1)～(6)中任一项记载的汽车车身的构造部件中，所述第一突条的宽度为5mm～20mm，所述第一突条的深度为5mm～20mm亦可。
(8)在所述(1)～(7)中任一项记载的汽车车身的构造部件中，通过所述第一突条的深度/宽度而算出的纵横比为0.25～4.0亦可。
(9)在所述(1)～(8)中任一项记载的汽车车身的构造部件中，所述第二突条的宽度为10mm～60mm，所述第二突条的深度为2mm～10mm亦可。
(10)在所述(1)～(9)中任一项记载的汽车车身的构造部件中，通过所述第二突条的深度/宽度而算出的纵横比为0.05～1.0亦可。
(11)在所述(1)～(10)中任一项记载的汽车车身的构造部件中，所述帽型部件的所述顶板部也可以由板厚1.2mm以下的钢板形成。(12)在所述(1)～(11)中任一项记载的汽车车身的构造部件中，所述帽型部件的所述顶板部也可以由拉伸强度980MPa以上的钢板形成。
(13)在所述(1)～(12)中任一项记载的汽车车身的构造部件中，所述帽型部件也可以为淬火部件。
发明效果
根据本发明，关于弯曲压溃部件的局部弯曲模式的3点弯曲特性，提高部件上产生的长度方向的应力、和高度方向的应力各自的变形阻力，从而即使使用板厚较薄的材料，也能够获得高碰撞安全性能。
附图说明
图1(a)是用于说明局部弯曲模式的3点弯曲特性的模式图，
(b)是用于说明壁面弯曲模式的3点弯曲特性的模式图，(c)是用于说明力矩弯曲特性的模式图。
图2表示第一实施方式的构造部件100的立体图。
图3图2的A－A’截面图。
图4第一实施方式的构造部件100的概略平面图。
图5图4的部分B的放大图。
图6表示第一实施方式的构造部件100变形后的状态的立体图。
图7表示第一变形例的构造部件100A的立体图。
图8表示第二变形例的构造部件100B的立体图。
图9表示第三变形例的构造部件100C的立体图。
图10表示本发明的第二实施方式的构造部件200的立体图。
图11图10的B－B’截面图。
图12表示第二实施方式的构造部件200变形后的状态的立体图。
图13用于说明三点弯曲条件的模式图。
图14表示实施例的结果的图表。
具体实施方式
汽车部件的弯曲压溃特性大致分为：碰撞的冲击直接加在部件的压溃部而变形时的3点弯曲特性和碰撞的冲击间接加在部件的压溃部而变形时的力矩弯曲特性。
其中，3点弯曲特性分类为：局部弯曲模式的3点弯曲特性和壁面弯曲模式的3点弯曲特性。
局部弯曲模式的3点弯曲特性及壁面弯曲模式的3点弯曲特性如图1的(a)和(b)所示，多通过进行冲击器与部件直接碰撞的3点弯曲试验而获得的3点弯曲特性来评价。
局部弯曲模式的3点弯曲特性中，以在3点弯曲试验中支撑荷重的支点间的距离较长的条件下，冲击器带来的负载载重位置处的弯曲变形为主体。
壁面弯曲模式的3点弯曲特性中，以在3点弯曲试验中支撑荷重的支点间的距离较短的条件下，以冲击器带来的负载载重位置为中心，侧壁被向部件高度方向挤压的变形为主体。
此外，力矩弯曲特性如图1的(c)所示，多通过进行冲击器等不接触部件的压溃部的力矩弯曲试验而获得的力矩弯曲特性进行评价。
本发明者对用于提高图1的(a)所示的局部弯曲模式的变形的碰撞安全性能的部件形状进行了研究，得到了如下见解。
(1)压溃部与冲击器接触的3点弯曲中，除部件的长度方向的弯曲内侧的压缩应力和弯曲外侧的拉伸应力外，部件的高度方向也产生压缩应力。
(2)从部件的高度方向的压缩应力产生于部件的侧壁来看，尤其是在材料的板厚较薄的情况下，侧壁易因高度方向的压缩应力而弯曲变形，即便假设为局部弯曲模式的部件，在变形的初期也存在接近壁面弯曲模式的变形状态的情况。
(3)在接近壁面弯曲模式的变形状态的情况下存在如下情形：若易产生侧壁的弯曲变形，则不仅无法获得作为壁面弯曲模式的良好的3点弯曲特性，而且因侧壁被挤压而压溃部的部件高度减少，从而与长度方向交叉的截面的高度方向的弯曲刚性降低，因而在而后的变形中即使成为局部弯曲模式的变形状态，也无法获得作为局部弯曲模式的良好的3点弯曲特性。
(4)因此，通过制成能够同时提高对弯曲内侧的压缩应力的变形阻力、对弯曲外侧的拉伸应力的变形阻力、以及对高度方向的压缩应力的变形阻力的部件形状，从而能够提高局部弯曲模式的变形中的、尤其是冲程初期的耐载荷，发挥较现有更加优秀的碰撞安全性能。
以下对基于所述见解而完成的本发明，基于实施方式进行详细说明。需要说明的是，在本说明书和附图中对实质上具有同一功能配置的构成要素附上同一符号并省略重复说明。
在以下的说明中，将构造部件的轴方向，即轴线延伸的方向称为长度方向Z。
另外，将与长度方向Z垂直的面内、与顶板部平行的方向称为宽度方向X，将与长度方向Z和宽度方向X垂直的方向称为高度方向Y。
将从构造部件的轴线远离的方向称为外侧，其反方向称为内侧。
(第一实施方式)
以下对本发明的第一实施方式的汽车车身的构造部件100(以下称为构造部件100)进行说明。
首先，参照图2，对构造部件100的简要构成进行说明。
如图2所示，构造部件100是由帽型部件110和接合部件120构成的闭合截面构造的部件。作为构造部件100的应用例，例如为：B立柱、下纵梁、保险杠加强件等。
假设本实施方式的构造部件100以帽型部件110与车外侧相对，接合部件120与车内侧相对的方式设置在汽车上。
(帽型部件)
图3为图2的A－A’截面图。如图3所示，帽型部件110具有：沿长度方向Z延伸的顶板部111、通过形成于顶板部111的宽度方向X的两端的第一角部113、113延伸的一对侧壁部115、115、通过在一对侧壁部115、115的第一角部113、113的相反侧的端部形成的第二角部117、117延伸的一对凸缘部119、119。
帽型部件110也可以是树脂板、CFRP(碳纤维增强塑料Carbon Fiber ReinforcedPlastic)板、或金属板(铝板、铝合金板、不锈钢板、钛板、或钢板等)构成的部件。
帽型部件110例如易通过对板材施行冷压加工或温压加工成形而成形。
此外，帽型部件110也可以通过：将钢板加热至奥氏体区域的高温后由模具实施冲压成形的同时，在其模具内实施通过淬火处理的热冲压加工而成形。因此，帽型部件110也可以是淬火部件。
(顶板部)
顶板部111相当于图1所示的局部弯曲模式的3点弯曲试验中冲击器直接接触的部位。
本实施方式的构造部件100的帽型部件110以相对车外侧的方式设置在汽车上。因此，来自车外侧的冲击荷重输入顶板部111，若构造部件100发生弯曲变形，则顶板部111会产生沿长度方向Z的压缩应力。
顶板部111从轻量化的观点出发，优选由板厚1.2mm以下的钢板形成，更优选由板厚1.0mm以下的钢板形成。需要说明的是，顶板部111的板厚的下限不做特殊限定，只要在0.3mm以上即可。
此外，从碰撞安全性能的观点出发，顶板部111优选由拉伸强度在980MPa以上的钢板形成，更优选由拉伸强度在1470MPa以上的钢板形成。
顶板部111的宽度W为40mm以上200mm以下即可。顶板部111的宽度W如图3所示，是构造部件100的与长度方向Z垂直的截面上，顶板部111与其两端的第一角部113、113的边界点之间的、宽度方向X的间隔距离。
顶板部111上形成的第一突条150在后续进行说明。
(侧壁部)
一对侧壁部115、115通过在顶板部111的宽度方向X的两端部形成的第一角部113、113而延伸。需要说明的是，第一角部113、113例如具有1mm～10mm曲率半径的圆弧部。
由于本实施方式的构造部件100的帽型部件110以相对车外侧的方式被设置在汽车上，因此若来自车外侧的冲击荷重输入顶板部111，并在构造部件100上产生弯曲变形，则在一对侧壁部115、115上会产生沿与长度方向Z交叉的方向的压缩应力，即与构造部件100的长度方向Z垂直的截面中、沿侧壁部115的压缩应力。
在侧壁部115上形成的第二突条160在后续进行说明。
侧壁部115的板厚和拉伸强度与顶板部111的拉伸强度和板厚相同即可。
侧壁部115的高度H为20mm以上150mm以下即可。侧壁部115的高度H如图3所示，是与构造部件100的长度方向Z垂直的截面上，侧壁部115和第一角部113的边界点与侧壁部115和第二角部117的边界点之间的高度方向Y的间隔距离。需要说明的是，第二角部117、117例如具有1mm～10mm曲率半径的圆弧部。
(凸缘部)
如图2～图5所示，一对侧壁部115、115的第一角部113、113相反侧的端部上形成有第二角部117、117。一对凸缘部119、119以从第二角部117、117向外侧延伸的方式形成。
在凸缘部119上，用于与接合部件120接合的点焊部170在长度方向Z上以预定的间距形成。需要说明的是，点焊仅是用于接合的一种手段，激光焊接或钎焊亦可。
(接合部件)
以下对接合部件120进行说明。
接合部件120是接合于帽型部件110的部件。本实施方式的构造部件100的接合部件120以相对车内侧的方式设置于汽车，若来自车外侧的冲击荷重输入顶板部111从而使构造部件100发生弯曲变形，则接合部件120上会产生沿长度方向Z的拉伸应力。
因此，通过接合部件120接合于帽型部件110，从而能够提高对沿长度方向Z的拉伸应力的变形阻力，使得发挥高碰撞安全性能成为可能。
另外，接合部件120通过接合于帽型部件110上，从而能够在构造部件100上发生弯曲变形时防止侧壁部115在宽度方向X上张开。从而，使防止3点弯曲特性的降低、发挥高碰撞安全性能成为可能。
如图2、图3所示，在本实施方式的构造部件100中，将一层平板材作为接合部件120使用。
接合部件120也可以是由树脂板、CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)板或金属板(铝板、铝合金板、不锈钢板、钛板、或钢板等)构成的部件。
接合部件120的拉伸强度和板厚不做特殊限定。如上所述，若来自车外侧的冲击荷重输入顶板部111从而使构造部件100发生弯曲变形，则接合部件120上会产生沿长度方向Z的拉伸应力。假设产生压缩应力时，虽部件的板厚和强度会对因压缩应力产生的弯曲变形产生很大影响，但在拉伸应力的情况下，在部件不会因拉伸变形而断裂的范围内，可以使用薄板厚和低强度的材料。因此，例如接合部件120的拉伸强度和板厚也可以是比帽型部件110的顶板部111更低的拉伸强度以及更薄的板厚。但接合部件120也可以是淬火部件。
如图3所示，接合部件120具有：设置于宽度方向X的两端的一对接合部121、121、设置于宽度方向X的中央的顶板对向部123。
一对接合部121、121是通过点焊等接合的帽型部件110的一对凸缘部119、119面接触的部位。
顶板对向部123是除开接合部件120的接合部121的部位，是帽型部件110的顶板部111相对的部位。顶板对向部123不是从内侧支撑顶板部111的构造。即顶板对向部123不与顶板部111的内侧的表面接触。由于能够减小被构造部件100的闭合截面围成的单位面积的截面周长，因此可以使通过平均部件重量获得的3点弯曲特性(例如最大荷重)效率提高。即能够实现轻量化。
在本实施方式的构造部件100中，由于接合部件120由一层平板状的钢板构成，因此接合部121和顶板对向部123是同一面内相互邻接的区域。
顶板对向部123的宽度在40mm以上200mm以下即可。顶板对向部123的宽度优选为比顶板部111的宽度W大。在此情况下，一对侧壁部115、115从第一角部113、113到第二角部117、117在向外侧扩张的方向上倾斜。来自车外侧的冲击荷重输入顶板部111时，在第二突条160配置于侧壁部115的条件下，虽然一对侧壁部115、115容易倒向第一角部113、113侧接近的方向，但这能够通过第一角部113、113由顶板部111支撑。因此，能够获得使与帽型部件110的长度方向Z垂直的截面不易被压坏的效果。另外，冲压成形帽型部件110时，由于能够消除将高度方向Y作为加压方向时的负角(底切)，因此也能够获得简化成形加工的效果。此外，由于本实施方式的构造部件100由帽型部件110和接合部件120构成，因此能够减小被闭合截面围成的单位面积的截面周长，从而能够获得高效率地提升以平均部件重量获得的3点弯曲特性(例如最大荷重)的效果。
以下对第一突条和第二突条进行说明。
(第一突条)
顶板部111处沿长度方向Z并列形成两个第一突条150、150。
如图3所示，第一突条150在顶板部111的宽度方向X的中央部分中，以从顶板部111向内侧凸出的方式形成。
第一突条150具有在顶板部111侧的端部存在具有预定的曲率半径的圆弧部的情况。在此情况下，第一突条150通过第一突条150的圆弧部与顶板部111连接。
通过设置这样的第一突条150，能够提高针对顶板部111上发生的沿长度方向Z的压缩应力的变形阻力。如此，在构造部件100上发生弯曲变形时，顶板部111的早期弯曲变形的发生被抑制，从而最大荷重得以增加。
第一突条150可以在冲压成形顶板部111、侧壁部115和凸缘部119时通过同一模具同时成形，也可以在冲压成形顶板部111、侧壁部115和凸缘部119前由其他模具或工具成形。
如图3所示，第一突条150通过一对突条侧壁151、151和突条底板152形成。
一对突条侧壁151、151从顶板部111弯曲向内侧延伸。
突条底板152以连接一对突条侧壁151、151的顶板部111相反侧的端部间的方式延伸。
如图3所示，第一突条150具有预定的深度d1和预定的宽度w1。
第一突条150的深度d1是第一突条150的从顶板部111外侧的表面到突条底板152的外侧表面的高度方向Y的间隔距离。第一突条150是深度沿长度方向Z变化的形状时，从顶板部111到突条底板152的高度方向Y的间隔距离的最大值为深度设为d1。
第一突条150的深度d1越大，越能提高针对顶板部111发生的沿长度方向Z的压缩应力的变形阻力，从而抑制顶板部111上的早期弯曲变形并增大最大荷重。因此，第一突条150的深度d1优选为5mm以上，更优选为8mm以上。
另一方面，第一突条150的深度d1若过大，则来自车外侧的冲击荷重刚输入顶板部111后，一对突条侧壁151、151易向相互接近的方向倾倒。若一对突条侧壁151、151易向相互靠近的方向倾倒，随之一对侧壁部115、115也会容易向相互靠近的方向倾倒。在此情况下，当一对突条侧壁151、151正在向相互靠近的方向倾倒时，针对顶板部111产生的沿长度方向Z的压缩应力的变形阻力增大的时间有时会延后。进而，若第一突条150的深度d1过大，则第一突条150的宽度w1相对较小时，有时第一突条150的成形加工会变的困难。因此，第一突条150的深度d1优选为20mm以下，更优选为16mm以下。
第一突条150的宽度w1是：在与长度方向Z垂直的截面的顶板部111的外侧的表面上，延长第一突条150一侧的突条侧壁151而得到的的假想直线与延长顶板部111而得到的假想直线的交点，和延长第一突条150另一侧的突条侧壁151而得到的的假想直线与延长顶板部111的而得到的假想直线的交点之间的间隔距离。
第一突条150是宽度沿长度方向Z发生变化的形状时，所述间隔距离最大的截面中的间隔距离设为宽度w1。
第一突条150的宽度w1越小，越能提高针对顶板部111发生的沿长度方向Z的压缩应力的变形阻力，从而抑制顶板部111的早期的弯曲变形并增加最大荷重。因此，第一突条150的宽度w1优选在20mm以下，更优选在15mm以下。
另一方面，如第一突条150的宽度w1过小，则在第一突条150的深度d1相对较大的情况下，第一突条150的成形加工可能会变得困难。因此，第一突条150的宽度w1优选在5mm以上，更优选在8mm以上。
需要说明的是，第一突条150不必要在顶板部111的长度方向Z的全长上形成，也可以在顶板部111全长的一部分上形成。第一突条150形成的位置可以选在：作为构造部件100的弯曲压溃特性最需要强化的位置，例如选择在冲击器接触的位置(输入碰撞荷重的位置)及其附近。另外，第一突条150也可以在长度方向Z的多处上形成。
如上所述，第一突条150的深度d1和宽度w1会影响针对顶板部111发生的沿长度方向Z的压缩应力的变形阻力。由相对第一突条150的宽度w1的深度d1(深度d1/宽度w1)求得的纵横比A1在0.25以上4.0以下时，能够更加切实地发挥提高针对顶板部111上发生的沿长度方向Z的压缩应力的变形阻力的效果，因此优选。纵横比A1在0.5以上2.0以下为更优选。
(第二突条)
在一对侧壁部115、115上，沿与长度方向Z交叉的方向并列形成多个第二突条160。
图4是本实施方式的构造部件100的概略平面图，图5是图4的部分B的放大图。
如图4及图5所示，第二突条160以从侧壁部115向内侧凸起的方式被形成。
存在第二突条160存在在侧壁部115侧的端部上具有预定的曲率半径的圆弧部的情况。在此情况下，第二突条160通过第二突条160的圆弧部而与侧壁部115相连。
通过设置这样的第二突条160，能够提高侧壁部115上产生的针对沿与长度方向Z交叉的方向上的压缩应力的变形阻力。如此，侧壁部115的早期的弯曲变形得到抑制且最大荷重增加。
第二突条160优选在一对侧壁部115、115各自的侧壁部115上被形成。由此，与第二突条160仅在一侧的侧壁部115上形成的情况相比，能够进一步提高针对侧壁部115上产生的沿与长度方向Z交叉方向的压缩应力的变形阻力。
在本实施方式的构造部件100中，第二突条160以从第一角部113延伸至第二角部117的方式被形成。
通过第二突条160以从第一角部113延伸的方式被形成，从而使第二突条160也有助于第一角部113的高度方向Y的变形阻力，且使第一角部113变得难以被压坏。通过使第一角部113变得难以被压坏，从而与第一角部113相连的侧壁部115的上部会变得更难以被压坏。通过第一角部113及侧壁部115变得难以被压坏，抑制与长度方向Z交叉的截面的高度方向Y的弯曲刚性伴随着构造部件100的高度减少而降低，并且能够防止局部弯曲模式的3点弯曲特性的降低，因此优选。需要说明的是，像这样，第二突条160以从第一角部113延伸的方式形成的情况下，第一角部113会沿着长度方向Z，通过后述的第二突条160的突条底板162部位与未形成第二突条160的侧壁部115部位形成落差。
进而，第二突条160通过以从第一角部113延伸至第二角部117的方式形成，从而使第二突条160有助于第二角部117的高度方向Y的变形阻力，使得第二角部117也变得难以被压坏。从而，第一角部113、侧壁部115、以及第二角部117变得难以被压坏，因此进一步抑制与长度方向Z交叉的截面的高度方向Y的弯曲刚性随着构造部件100的高度减少而降低，更加能够防止局部弯曲模式的3点弯曲特性的降低，因此优选。
第二突条160与第一突条150同样地，在冲压成形顶板部111、侧壁部115、以及凸缘部119时，可以通过同一模具同时成形，也可以在冲压成形顶板部111、侧壁部115和凸缘部119之前通过其他模具或工具成形。
如图5所示，第二突条160由一对突条侧壁161、161和突条底板162形成。
一对突条侧壁161、161从侧壁部115弯曲向内侧延伸。
突条底板162以连接一对突条侧壁161、161的侧壁部115的相反侧的端部间的方式延伸。
如图5所示，第二突条160具有预定的深度d2和预定的宽度w2。
第二突条160的深度d2是从第二突条160的侧壁部115的外侧的表面到突条底板162的外侧表面的宽度方向X的间隔距离。第二突条160是沿与长度方向Z交叉的方向深度发生变化的形状时，以从侧壁部115到突条底板162的宽度方向X的间隔距离的最大值为深度d2。
第二突条160的深度d2越大，则能够进一步提高针对侧壁部115产生的沿与长度方向Z交叉的方向的压缩应力的变形阻力。因此，第二突条160的深度d2优选为2mm以上，更优选为4mm以上。
另一方面，第二突条160的深度d2若过大，则构造部件100的宽度方向X的尺寸局部会成为小值，与长度方向Z交叉的截面的弯曲刚性变得过小，从而存在无法获得所期望的3点弯曲特性的情况。另外，如后所述，在使第一突条150形成于顶板部111的宽度方向X的端部附近部分的构成中，第二突条160的深度d2若过大，则会存在无法在所期望的位置上形成第一突条150的情况。进而，在第二突条160的深度d2过大，第二突条160的宽度w2相对较小的情况下，第二突条160的成形加工也会变得困难。因此，第二突条160的深度d2优选为10mm以下，更优选为8mm以下。
多个第二突条160优选在侧壁部115的长度方向Z上以50mm以下的突条间距形成，更优选以30mm以下的突条间距而形成。在此情况下，能够进一步提高针对侧壁部115上产生的沿与长度方向Z交叉的方向的压缩应力的变形阻力。需要说明的是，突条间距是指：如图5所示，第二突条160一侧的端部和相邻的第二突条160的另一侧的端部间的间隔距离。
需要说明的是，多个第二突条160不必要遍及侧壁部115的全长而形成，也可以是在侧壁部115的全长的一部分上形成。多个第二突条160形成的位置可以选择作为构造部件100的弯曲压溃特性而最应该强化的位置，例如冲击器接触的位置及其附近。
另外，多个第二突条160不必要在侧壁部115上以均等的突条间距而形成，例如形成三个第二突条160时，二个突条间距可以不同。
进而，多个第二突条160在一对侧壁部115、115上，不必要形成于长度方向Z的相同位置。例如与一侧的侧壁部115上形成的第二突条160的相同长度方向Z的位置上，另一侧的侧壁部115也可以不形成第二突条160。
第二突条160的宽度w2是指：在与高度方向Y垂直的截面的侧壁部115的外侧表面上，延长第二突条160的一侧突条侧壁161从而获得的假想直线和延长侧壁部115从而获得的假想直线的交点，与延长第二突条160的另一侧的突条侧壁161而获得的假想直线和延长侧壁部115而获得的假想直线的交点之间的间隔距离。
第二突条160是在沿与长度方向Z交叉的方向宽度发生变化的形状时，以所述间隔距离达最大的截面的间隔距离为宽度w2。
第二突条160的宽度w2越小，则能够进一步提高针对侧壁部115上产生的沿与长度方向Z交叉的方向的压缩应力的变形阻力。因此，第二突条160的宽度w2优选为60mm以下，更优选为40mm以下。
另一方面，第二突条160的宽度w2过小，第二突条160的深度d2相对较大的情况下，第二突条160的成形加工可能会变得困难。因此，第二突条160的宽度w2优选为10mm以上，更优选为15mm以上。
如上所述，第二突条160的深度d2和宽度w2会对针对侧壁部115上产生的沿与长度方向Z交叉的方向的压缩应力的变形阻力产生影响。通过相对第二突条160的宽度w2的深度d2(深度d2/宽度w2)而求得的纵横比A2在0.05以上1.0以下时，能够更加切实地发挥提高针对侧壁部115上产生的沿与长度方向Z交叉的方向的压缩应力的变形阻力的效果，因而优选。纵横比A2在0.1以上0.5以下为更优选。
以上说明的本实施方式的构造部件100在与长度方向Z垂直的截面中具有：形成了第一突条150、150和一对侧壁部115、115的至少一个上的第二突条160的垂直截面部位。根据本实施方式的构造部件100，当来自车外侧的冲击荷重输入顶板部111从而构造部件100上产生弯曲变形时，如图6所示，能够复合发挥针对顶板部111上产生的沿长度方向Z的压缩应力(A)的变形阻力、针对侧壁部115上产生的沿与长度方向Z交叉的方向的压缩应力(B)的变形阻力、以及针对接合部件120上产生的沿长度方向Z的拉伸应力(C)的变形阻力。如此，尤其能够提高冲程初期的耐载荷，从而提高碰撞安全性能。
需要说明的是，板材越薄变形阻力越低，因此一直以来，薄壁化带来的变形阻力的减少都是通过薄壁高强度的材料的利用而实现的轻量化的阻碍之一。即例如即使将顶板部111的长度方向Z的变形阻力通过高强度化或部件形状的构思等进行提高，若薄壁化导致侧壁部115因挠曲变形等原因而易发生弯曲变形，则也无法发挥构造部件100良好的3点弯曲特性。另外，相反地，即使将侧壁部115的与长度方向Z交叉的方向的变形阻力通过高强度化或部件形状进行提高，若薄壁化导致顶板部111因挠曲变形等原因从而易发生弯曲变形，则构造部件100也无法发挥良好的3点弯曲特性。而通过本实施方式的构造部件100，如上所述，由于能够组合发挥顶板部111、侧壁部115和接合部件120的变形阻力，因此即使使用薄壁高强度的材料，亦能发挥优秀的碰撞安全性能。
(第一变形例)
在第一实施方式的构造部件100中，有两个第一突条形成在顶板部111上，但也可以像图7所示的第一变形例的构造部件100A，仅有一个第一突条150A形成在顶板部111上。
(第二变形例)
在第一实施方式的构造部件100中，第二突条160从第一角部113起遍及第二角部117而形成，但也可像如图8所示的第二变形例的构造部件100B，仅在侧壁部115的高度方向的中央形成第二突条160B。
(第三变形例)
在第一实施方式的构造部件100中，将一层钢板作为接合部件120而使用，但也可以像图9所示的第三变形例的构造部件100C，将具有一对凸缘部121C、121C和顶板部123C的帽型部件作为接合部件120C使用。在此情况下，接合部件120C的顶板部123C与第一实施方式的构造部件100的顶板对向部123对应。需要说明的是，图所示的示例中，虽接合部件120C的侧壁部是平面，但也可以形成在高度方向延伸的突条。
虽本实施方式的构造部件100沿长度方向Z具有相同的截面，但沿长度方向Z具有不同的截面亦可。例如，构造部件100可以向长度方向Z弯曲，与长度方向Z垂直的截面也可以变化。
在本实施方式的构造部件100中，第一突条150和第二突条160的截面为梯形形状，但截面也可以为矩形状、半圆形状、或楔形状。
(第二实施方式)
以下对本发明的第二实施方式的构造部件200进行说明。
在第一实施方式的构造部件100中，是帽型部件110的顶板部111的宽度方向X的中央部分上形成了第一突条150的结构。
在本实施方式的构造部件200中，在帽型部件的顶板部的宽度方向X的端部附近部分上形成第一突条这点，与第一实施方式的构造部件100不同。
对侧壁部115或接合部件120等，与在第一实施方式的说明重复的构成使用同一符号并省略说明。
首先，参照图10，对本实施方式的构造部件200的简要构成进行说明。
如图10所示，构造部件200是由帽型部件210和接合部件120构成的闭合截面构造的部件。作为构造部件200的应用例，例如为：B立柱、下纵梁、保险杠加强件等。
本实施方式的构造部件200与第一实施方式的构造部件100相同地，假设是以帽型部件210与车外侧相对、接合部件120与车内侧相对的方式被设置于汽车上的部件。
(帽型部件)
图11是图10的B－B’截面图。如图11所示，帽型部件210具有：沿长度方向Z延伸的顶板部211、通过形成于顶板部211的宽度方向X的两端的第一角部213、213延伸的一对侧壁部215、215、通过在一对侧壁部215、215的第一角部213、213相反侧的端部形成的第二角部217、217延伸的一对凸缘部219、219。
(第一突条)
顶板部211处沿长度方向Z有两个第一突条250、250在宽度方向X上并列形成。
如图11所示，各个第一突条250、250以第一突条250的宽度方向的中心配置在顶板部211的宽度方向X的两端的附近部分P中、且从顶板部211向内侧突出的方式被形成。
更具体来说，附近部分P是：构造部件200的与长度方向Z垂直的截面的、从顶板部211与第一角部213的边界点到在宽度方向X上顶板部211的1/4宽度W的间隔距离的点为止的区域。
从另外的观点来看，各个第一突条250、250在与长度方向Z垂直的截面中，以第一突条250和顶板部211的边界点位于从顶板部211与第一角部213的边界点到20mm的间隔距离的点为止的区域中、且从顶板部211向内侧突出的方式形成亦可。
(第二突条)
在一对侧壁部215，215上，沿与长度方向Z交叉的方向并列形成多个第二突条260。
以上说明的本实施方式的构造部件200在与长度方向Z垂直的截面中具有：形成了第一突条250、250和一对侧壁部215、215的至少一个上的第二突条260的垂直截面部位。根据本实施方式的构造部件200，当来自车外侧的冲击荷重输入顶板部211从而构造部件200上产生弯曲变形时，如图12所示，能够复合发挥针对顶板部211上产生的沿长度方向Z的压缩应力(A)的变形阻力、针对侧壁部215上产生的沿与长度方向Z交叉的方向的压缩应力(B)的变形阻力、以及针对接合部件120上产生的沿长度方向Z的拉伸应力(C)的变形阻力。
尤其是，由于第一突条250形成于顶板部211的宽度方向X两端的附近部分P中，因此第一角部213与第一突条250在相近的距离被配置。从而，在从第一角部213到第一突条250的区域内，能够有效提高与长度方向Z交叉的截面的高度方向Y的弯曲刚性。另外，由于第一角部213与顶板部211相同，是在构造部件100产生弯曲变形时，产生长度方向Z的压缩应力的部位，因此在侧壁部215上形成的第二突条260延伸至第一角部213附近的情况下，针对第一角部213的长度方向Z的压缩应力的变形阻力会减弱。然而，根据本实施方式的构造部件200，通过使第一突条250在第一角部213的附近形成，从而能够有效补充针对第一角部213的长度方向Z的压缩应力的变形阻力的减弱。因此如图12所示，能够使顶板部211在早期无法产生较大的挠曲变形，从而进一步抑制侧壁部215的挠曲。故而，得以飞跃性地提高冲程初期的耐载荷，相较于第一实施方式的构造部件100，碰撞安全性能得到进一步提高。
(实施例)
以下通过实施例对本发明的效果进行具体说明。需要说明的是，以下说明的实施例仅为本发明的一个示例，并非对本发明进行限定。
作为实施例1～7，准备由使用了板厚0.8mm、拉伸强度2.5GPa级的钢板的帽型部件和使用了板厚0.8mm、拉伸强度440MPa级的钢板的接合部件构成的构造部件的仿真模型。
关于构造部件的仿真模型，适当赋予第一突条和第二突条，通过设想的3点弯曲的模拟来评价冲程初期的最大荷重。基本条件如下。需要说明的是，在本实施例中，第一突条的突条侧壁的倾斜角与帽型部件的侧壁部的倾斜角是同一角度。
顶板部的宽度W：90mm
侧壁部的高度H：60mm
第一角部的曲率半径(弯曲内侧)：5mm
第二角部的曲率半径(弯曲内侧)：5mm
构造部件的全长L：800mm
点焊：40mm间距
顶板对向部的宽度：130mm
3点弯曲条件如图13所示，设定冲击器的曲率半径为50mm、支持台的间隔距离为700mm。突条赋予条件和冲程初期的最大荷重的评价结果在表1中示出。
表1
在实施例1～4中，由于未复合形成第一突条和第二突条，因此未能发挥变形阻力的提高效果。
另一方面，在复合形成第一突条和第二突条的实施例5～7中，针对顶板部产生的沿长度方向Z的压缩应力的变形阻力、针对侧壁部产生的沿与长度方向Z交叉的方向的压缩应力的变形阻力、以及针对接合部件产生的沿长度方向Z的拉伸应力的变形阻力得以组合发挥，从而使冲程初期的耐载荷提高。
进而，比较实施例6和实施例7，在两端部各配置一条第一突条的实施例7与中央部配置有两个第一突条的实施例6相比，冲程初期的耐载荷得到了1.5倍以上提高。
进而，作为实施例1A，对将实施例1的帽型部件变更为使用了板厚1.6mm、拉伸强度2.5GPa的钢板的帽型部件的构造部件的仿真模型，通过假设3点弯曲的模拟从而评价冲程初期的最大荷重。
同样地，作为实施例4A、6A、7A，对将实施例4、6、7的帽型部件变更为使用了板厚1.6mm、拉伸强度2.5GPa的钢板的帽型部件的构造部件的仿真模型，通过假设3点弯曲的模拟从而评价冲程初期的最大荷重。
进而，将通过实施例1A得到的最大荷重作为基准值1.0时，算出实施例4A、6A、7A获得的最大荷重的比率。
进一步地，作为实施例1B，对将实施例1的帽型部件变更为使用板厚0.8mm、拉伸强度1.5GPa的钢板的帽型部件的构造部件的仿真模型，通过假设3点弯曲的模拟从而评价冲程初期的最大荷重。
同样地，作为实施例4B、6B、7B，对将实施例4、6、7的帽型部件变更为使用了板厚0.8mm、拉伸强度1.5GPa的钢板的帽型部件的构造部件的仿真模型，通过假设3点弯曲的模拟从而评价冲程初期的最大荷重。
进而，将通过实施例1B得到的最大荷重作为基准值1.0，算出实施例4B、6B、7B获得的最大荷重的比率。
进一步地，作为实施例1C，对将实施例1的帽型部件变更为使用板厚1.6mm、拉伸强度1.5GPa的钢板的帽型部件的构造部件的仿真模型，通过假设3点弯曲的模拟从而评价冲程初期的最大荷重。
同样地，作为实施例4C、6C、7C，对将实施例4、6、7的帽型部件变更为使用了板厚1.6mm、拉伸强度1.5GPa的钢板的帽型部件的构造部件的仿真模型，通过3点弯曲来评价冲程初期的最大荷重。进而，将通过实施例1C得到的最大荷重作为基准值1.0，算出实施例4C、6C、7C获得的最大荷重的比率。
评价结果如图2所示。
表2
图14是总结示出表2结果的图表。从该图表可以看出，根据本发明，不论板厚或强度如何，在冲程初期均能发挥优秀的耐载荷，且在顶板部的两端部各配置一条第一突条的情况下，在薄壁化的情况下也能发挥更高的耐载荷。
另外，即使在将帽型部件薄壁化的情况下，也能够抑制板厚降低带来的变形阻力的减少，即使使用薄壁高强度的材料亦能发挥碰撞安全性能。
进而，在将帽型部件薄壁化的情况下，抑制变形阻减少的效果在顶板部的两端部各配置一条第一突条的实施例7和实施例7B中显著。
工业上的可利用性
根据本发明能够提供：通过提高局部弯曲模式下变形的冲程初期的耐载荷，从而发挥优秀的碰撞安全性能的构造部件。
附图标记说明
100、100A、100B、100C，200 构造部件
110、210 帽型部件
111、211 顶板部
113、213 第一角部
115、215 侧壁部
117、217 第二角部
119、219 凸缘部
120、120C 接合部件
121 接合部
121C 凸缘部
123 顶板对向部
123C 顶板部
150、150A，250 第一突条
160、160B，260 第二突条
Claims (13)
1.一种汽车车身的构造部件，其特征在于：
具备帽型部件和接合部件，
其中所述帽型部件具有：
在长度方向延伸的顶板部；
通过在所述顶板部的宽度方向的两端部形成的第一角部延伸的一对侧壁部；以及
通过在所述一对侧壁部的所述第一角部的相反侧的端部形成的第二角部延伸的一对凸缘部；
所述接合部件具有：
接合于所述帽型部件的所述一对凸缘部的一对接合部；以及
与所述帽型部件的所述顶板部相对的顶板对向部；
所述顶板部上形成有沿所述长度方向延伸的第一突条；
所述一对侧壁部上形成有沿与所述长度方向交叉的方向延伸的第二突条。
2.如权利要求1中记载的汽车车身的构造部件，其特征在于：在所述宽度方向上并列形成两个以上所述第一突条。
3.如权利要求2中记载的汽车车身的构造部件，其特征在于：形成所述第一突条，使得在与所述长度方向垂直的截面中，所述第一突条的所述宽度方向的中心位于从所述顶板部与所述第一角部的边界点、到所述宽度方向上所述顶板部的1/4宽度的间隔距离的点的区域中。
4.如权利要求2中记载的汽车车身的构造部件，其特征在于：形成所述第一突条，使得在与所述长度方向垂直的截面中，所述第一突条与顶板部的边界点位于从所述顶板部与所述第一角部的边界点、到20mm的间隔距离的点的区域内。
5.如权利要求1～4中任一项记载的汽车车身的构造部件，其特征在于：所述第二突条从所述第一角部延伸。
6.如权利要求5中记载的构造部件，其特征在于：所述第二突条延伸至所述第二角部。
7.如权利要求1～6中任一项记载的汽车车身的构造部件，其特征在于：所述第一突条的宽度为5mm～20mm，
所述第一突条的深度为5mm～20mm。
8.如权利要求1～7中任一项记载的汽车车身的构造部件，其特征在于：通过所述第一突条的深度/宽度而算出的纵横比为0.25～4.0。
9.如权利要求1～8中任一项记载的汽车车身的构造部件，其特征在于：所述第二突条的宽度为10mm～60mm，
所述第二突条的深度为2mm～10mm。
10.如权利要求1～9中任一项记载的汽车车身的构造部件，其特征在于：通过所述第二突条的深度/宽度而算出的纵横比为0.05～1.0。
11.如权利要求1～10中任一项记载的汽车车身的构造部件，其特征在于：所述帽型部件的所述顶板部由板厚1.2mm以下的钢板形成。
12.如权利要求1～11中任一项记载的汽车车身的构造部件，其特征在于：所述帽型部件的所述顶板部由拉伸强度980MPa以上的钢板形成。
13.如权利要求1～12中任一项记载的汽车车身的构造部件，其特征在于：所述帽型部件为淬火部件。
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