JP2019093803A - Lower vehicle body structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車体下部構造に関する。 The present invention relates to an underbody structure of a vehicle body.
従来、自動車の車体下部構造として、特許文献1のように、車両前後方向に沿って延設されるフロアフレーム(フロントサイドメンバ)と、フロアフレームより車幅方向外側で車両前後方向に延設されるロッカとを、車幅方向に延びる連結部材(「アウトリガ」とも呼ばれる)によって連結した構成が知られている。
Conventionally, a floor frame (front side member) extending along the longitudinal direction of the vehicle and a longitudinal side outside the floor frame in the longitudinal direction of the vehicle are provided as vehicle body lower portions of an automobile as disclosed in
従来の車体下部構造では、連結部材(クロス部材)によってサイドメンバとロッカとを連結することにより、前面衝突時、車体に入力された衝突荷重をクロス部材を介してサイドメンバからロッカへ伝達して分散することができる。一方、側面衝突時には、クロス部材を介して衝突荷重をロッカからサイドメンバへ伝達して分散することで、車体の強度を確保している。また、側面衝突時に大荷重が入力されたり、ポール側面衝突時に局所的に荷重が入力された際には、クロス部材に荷重が加わる過程でクロス部材が車幅方向に塑性変形する(潰れる)ことにより、衝突時のエネルギー吸収(EA)がなされる。 In the conventional vehicle body lower structure, the side member and the rocker are connected by the connecting member (cross member) to transmit the collision load inputted to the vehicle body from the side member to the rocker via the cross member at the time of a frontal collision. It can be dispersed. On the other hand, at the time of a side collision, the strength of the vehicle body is secured by transmitting and dispersing the collision load from the rocker to the side member through the cross member. In addition, when a large load is input during a side collision or a load is locally input during a pole side collision, the cross member plastically deforms (collapses) in the vehicle width direction while a load is applied to the cross member. Energy absorption (EA) at the time of a collision.
しかしながら、従来のクロス部材では、側面衝突時(ポール側面衝突時を含む。以下同じ)にクロス部材が途中で折れ曲がるなどして、クロス部材が車幅方向に潰れて座屈しない場合がある。この場合、側面衝突時の荷重をクロス部材で効果的に吸収することが難しく、従来の車体下部構造では、側面衝突時のEAをコントロールすることが難しい。よって、側面衝突時のEAを向上させる観点から、側面衝突時の荷重をクロス部材で効果的に吸収できるように、側面衝突時の荷重によってクロス部材を車幅方向に安定して座屈させることが望まれる。 However, in the case of the conventional cross member, the cross member may be broken in the vehicle width direction and not buckled due to the cross member being bent halfway or the like at the time of side collision (including pole side collision, the same applies hereinafter). In this case, it is difficult for the cross member to effectively absorb the load at the time of a side collision, and it is difficult to control the EA at the time of a side collision with the conventional vehicle body lower structure. Therefore, from the viewpoint of improving the EA at the time of a side collision, the cross member is stably buckled in the vehicle width direction by the load at the side collision so that the load at the side collision can be effectively absorbed by the cross member. Is desired.
本発明の目的の一つは、側面衝突時のエネルギー吸収を向上できる車体下部構造を提供することにある。 One of the objects of the present invention is to provide an underbody structure capable of improving energy absorption at the time of a side collision.
本発明者らは、車両前後方向に延びる車体下部構成部材(例えばサイドメンバなど)とロッカとを連結するクロス部材の構成を工夫することで、側面衝突時のエネルギー吸収を向上できることを見出した。具体的には、クロス部材を、車幅方向外側の端部に位置する外側部材と、外側部材から車幅方向内側に向かって延びる内側部材とを備える構成とし、両者を特定の箇所で溶接して連結することで、側面衝突時におけるクロス部材の座屈をコントロールする。これにより、側面衝突時の荷重によってクロス部材を車幅方向に安定して座屈させることができ、側面衝突時の荷重をクロス部材で効果的に吸収できる。本発明は以上の知見に基づいてなされたものである。 The present inventors have found that energy absorption at the time of a side collision can be improved by devising the configuration of the cross member that connects the vehicle body lower component (for example, side member etc.) extending in the vehicle longitudinal direction and the rocker. Specifically, the cross member is configured to include an outer member located at an outer end in the vehicle width direction and an inner member extending inward in the vehicle width direction from the outer member, and welding the both at a specific point By connecting them, the buckling of the cross member at the time of a side collision is controlled. Thus, the cross member can be stably buckled in the vehicle width direction by the load at the side collision, and the load at the side collision can be effectively absorbed by the cross member. The present invention has been made based on the above findings.
本発明の一態様に係る車体下部構造は、
車両前後方向に延びる車体下部構成部材と、
前記車体下部構成部材の車幅方向外側に配置されるロッカと、
車幅方向に延び、前記車体下部構成部材と前記ロッカとを連結するクロス部材とを備える車体下部構造であって、
前記クロス部材は、その車幅方向外側の端部に位置する外側部材と、前記外側部材に溶接されて連結され、前記外側部材から車幅方向内側に向かって延びる内側部材とを備え、
前記外側部材は、車幅方向外側に向かって車両前後方向に拡幅され、前記ロッカに接合される拡幅部と、前記拡幅部から前記内側部材に向けて突出する連結部とを有し、
前記内側部材は、前記拡幅部の傾斜面に接する張出部と、前記張出部から車幅方向に沿って形成され、前記連結部に重なる重ね代が設けられた本体部とを有し、
前記外側部材と前記内側部材との溶接箇所は、前記拡幅部と前記張出部とを溶接する第1溶接部と、前記連結部と前記重ね代とを溶接する第2溶接部とを有する。
The lower vehicle body structure according to one aspect of the present invention is
A lower vehicle body component extending in the longitudinal direction of the vehicle;
A rocker disposed on the outer side in the vehicle width direction of the vehicle body lower component;
A vehicle body lower structure comprising a cross member extending in a vehicle width direction and connecting the vehicle body lower component and the rocker,
The cross member includes an outer member located at an outer end in the vehicle width direction, and an inner member welded and connected to the outer member and extending inward in the vehicle width direction from the outer member.
The outer member is widened in the vehicle front-rear direction toward the outer side in the vehicle width direction, and has a widened portion joined to the rocker, and a connecting portion projecting from the widened portion toward the inner member.
The inner member includes an overhang portion contacting the inclined surface of the widening portion, and a main body portion formed along the vehicle width direction from the overhang portion and provided with an overlapping margin overlapping the connection portion.
The welding portion between the outer member and the inner member has a first welded portion for welding the widened portion and the overhang portion, and a second welded portion for welding the connecting portion and the overlapping margin.
上記車体下部構造は、クロス部材が外側部材と内側部材とを備え、外側部材と内側部材とが溶接されて連結されており、外側部材の拡幅部と内側部材の張出部とを溶接する第1溶接部と、外側部材の連結部と内側部材の本体部の重ね代とを溶接する第2溶接部とを有する。上記車体下部構造によれば、側面衝突時にクロス部材に加わる荷重がある程度以上になると、第2溶接部が破断して外側部材の連結部と内側部材の重ね代とが剥離するが、第1溶接部は破断し難く、外側部材の拡幅部と内側部材の張出部とが剥離しない。そのため、クロス部材に荷重が加わる過程で、外側部材の連結部と内側部材の重ね代とが剥離して、外側部材で内側部材(本体部)を車幅方向に押し潰して座屈させ易い。その際、外側部材の拡幅部と内側部材の張出部とが剥離せずに同期して変位し、外側部材が車幅方向に沿って内側部材を押圧することにより、内側部材を安定して座屈させることが可能である。したがって、上記車体下部構造は、側面衝突時の荷重によってクロス部材を車幅方向に安定して座屈させることができ、側面衝突時の荷重をクロス部材で効果的に吸収できるので、側面衝突時のエネルギー吸収を向上させることができる。これにより、車室の変形を抑制でき、乗員への衝撃を大幅に抑えることができる。 In the vehicle body lower structure, the cross member includes the outer member and the inner member, the outer member and the inner member are welded and connected, and the wide portion of the outer member and the overhang of the inner member are welded (1) A welding portion and a second welding portion for welding the connecting portion of the outer member and the overlapping margin of the main body portion of the inner member. According to the vehicle body lower structure, when the load applied to the cross member at the time of the side collision becomes more than a certain degree, the second welded portion breaks and the connecting portion of the outer member and the overlapping margin of the inner member separate. The part is difficult to break, and the wide part of the outer member and the overhang of the inner member do not peel off. Therefore, in the process of applying a load to the cross member, the connecting portion of the outer member and the overlapping margin of the inner member separate, and the inner member (main portion) is easily crushed and buckled by the outer member in the vehicle width direction. At that time, the wide portion of the outer member and the projecting portion of the inner member are displaced synchronously without peeling, and the outer member presses the inner member along the vehicle width direction, thereby stabilizing the inner member. It is possible to make it buckle. Therefore, the vehicle body lower structure enables the cross member to be stably buckled in the vehicle width direction by the load at the side collision, and the load at the side collision can be effectively absorbed by the cross member. Energy absorption can be improved. Thereby, the deformation of the passenger compartment can be suppressed, and the impact on the occupant can be significantly suppressed.
更に、外側部材が拡幅部を有することで、ポール側面衝突時など、局所的に荷重が入力された際にクロス部材で荷重を受け止め易い。また、クロス部材による車体下部構成部材とロッカとの結合を強化でき、車両旋回時に発生する車体のよれを効果的に抑制できるので、操縦安定性、乗り心地を向上させることができる。 Furthermore, when the outer member has the widened portion, the load is likely to be received by the cross member when a load is locally input, such as at a pole side collision. Further, since the connection between the vehicle body lower structural member and the rocker by the cross member can be strengthened, and the twisting of the vehicle body generated at the time of turning of the vehicle can be effectively suppressed, the steering stability and the riding comfort can be improved.
本発明の実施形態に係る車体下部構造を、図面を参照して説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」とは、車両の正面を「前」とし、これを基準とする方向を意味する。図中、矢印FRは車両前後方向の前側、矢印RRは後側、矢印UPは車両上下方向の上側、矢印LWRは下側、矢印INは車幅方向の内側(中央側)、矢印OUTは外側を示す。 A vehicle body lower structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same reference numerals in the drawings indicate the same names. In the following description, “front”, “rear”, “upper”, “lower”, “left”, and “right” mean that the front of the vehicle is “front” and a direction based on this is a reference. Do. In the figure, arrow FR indicates the front side in the longitudinal direction of the vehicle, arrow RR indicates the rear side, arrow UP indicates the upper side in the vertical direction of the vehicle, arrow LWR indicates the lower side, arrow IN indicates the inner side (center side) in the vehicle width direction, and arrow OUT indicates the outer side. Indicates
[実施形態1]
図1〜図6を参照して、実施形態1に係る車体下部構造1を説明する。車体下部構造1は、図1、図2に示すように、車両前後方向に延びる車体下部構成部材2と、車体下部構成部材2の車幅方向外側に配置されるロッカ3と、車幅方向に延び、車体下部構成部材2とロッカ3とを連結するクロス部材4とを備える。図1に示すクロス部材4は、車体の前後方向の中間位置に設けられており、具体的には、Bピラー(図示せず)の下部近傍に取り付けられている。実施形態1の車体下部構造1の特徴の1つは、クロス部材4の構成にあり、クロス部材4が所定形状の外側部材10と内側部材20とを備え、外側部材10と内側部材20とが所定の箇所で溶接されて連結されている点にある。車体下部構造1は基本的に左右対称構造となっており、図1、図2では、車体下部構造1の右側部分のみ図示し、左側部分については図示を省略する。図1、図2において、矢印OUT側が車両右側に相当する。
A lower
(車体下部構成部材)
車体下部構成部材2は、図1に示すように、車両前後方向に延びるように配置される部材であり、この例では、サイドメンバである。車体下部構成部材(サイドメンバ)2は、左右対称に配置され、車体床部を構成するフロアパネル5の下面に溶接されて接合されている(図2の上図も参照)。
(Vehicle lower component)
As shown in FIG. 1, the vehicle body
(ロッカ)
ロッカ3は、図1に示すように、車両前後方向に延び、車体下部構成部材(サイドメンバ)2の車幅方向外側に配置される部材である。ロッカ3は、フロアパネル5の左右の両側に設けられている(図2の上図も参照)。ロッカ3は、代表的には、車幅方向内側に位置するロッカインナと車幅方向外側に位置するロッカアウタとで構成され、ロッカインナとロッカアウタとが溶接されて接合されている。図1、2では、ロッカ3の内側部分(ロッカインナ)のみ図示している。
(Rocca)
As shown in FIG. 1, the
(クロス部材)
クロス部材4は、図1に示すように、車幅方向に延びるように配置され、車体下部構成部材(サイドメンバ)2とロッカ3とを連結する部材であり、「アウトリガ」とも呼ばれる。クロス部材4は、左右のサイドメンバ2と左右のロッカ3との間にそれぞれ配置され、左右対称に取り付けられている。クロス部材4の車幅方向外側の端部はロッカ3の内側面に溶接されて接合されており、クロス部材4の車幅方向内側の端部は車体下部構成部材2の外側面に溶接されて接合されている(図2も参照)。クロス部材4は、車幅方向に直交する断面が略U字状とされ、その開口が上方に向くように車幅方向に沿って配置されている。クロス部材4の上部はフロアパネル5の下面に溶接されて接合されている。
(Cross member)
As shown in FIG. 1, the
クロス部材4は、図1、図2に示すように、クロス部材4の車幅方向外側の端部に位置する外側部材10と、外側部材10に溶接されて連結され、外側部材10から車幅方向内側に向かって延びる内側部材20とを備える。以下、主に図3〜図6を参照して、クロス部材4を構成する外側部材10及び内側部材20について詳しく説明する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
(外側部材)
外側部材10は、図3、4に示すように、車幅方向外側に向かって車両前後方向に拡幅される拡幅部11と、拡幅部11から内側部材20に向けて突出する連結部12とを有する。拡幅部11は、ロッカ3(図1参照)に接合される。この例では、外側部材10は、図4に示すように、上方に開口する断面略U字状に形成され、車両前後方向に互いに対向するように前後に位置する一対の側壁10sと、両側壁10sの下端同士をつなぐ底壁10bとが設けられている。拡幅部11における側壁10sは、車幅方向外側に向かって互いの間隔が広くなるように車幅方向に対して傾斜する傾斜面に形成されている。連結部12では、側壁10sが車幅方向に沿って形成されている。側壁10sの外端縁には、ロッカ3に接合されるフランジ15が形成されている。
(Outer member)
As shown in FIGS. 3 and 4, the
(内側部材)
内側部材20は、図3、4に示すように、外側部材10の拡幅部11の傾斜面(側壁10s)に接する張出部21と、張出部21から車幅方向に沿って形成され、外側部材10の連結部12に重なる重ね代23が設けられた本体部22とを有する。この例では、内側部材20は、図4に示すように、本体部22が上方に開口する断面略U字状に形成され、車両前後方向に互いに対向するように前後に位置する一対の側壁20sと、両側壁20sの下端同士をつなぐ底壁20bとが設けられている。張出部21は、本体部22の両側壁20sの外端縁から車幅前後方向に張り出すように設けられ、拡幅部11の側壁10sに沿って傾斜している。重ね代23は、本体部22の底壁20bに設けられ、連結部12の底壁10bに重なる部分である。また、本体部22の車幅方向内側の端部が車体下部構成部材(サイドメンバ)2(図1参照)に接合されると共に、本体部22の上端部がフロアパネル5(図1参照)に接合される。側壁20sの内端縁及び上端縁には、車体下部構成部材2及びフロアパネル5に接合されるフランジ25が形成されている。
(Inner member)
As shown in FIGS. 3 and 4, the
外側部材10及び内側部材20はそれぞれ、金属製の板材(具体例、鋼板)からなり、板材をプレス加工して形成されている。外側部材10及び内側部材20を構成するそれぞれの板材の板厚は、クロス部材4の強度、剛性を確保できるように適宜設定すればよく、特に限定されない。この例では、外側部材10の板厚が内側部材20の板厚よりも厚く設定されている。例えば、外側部材10を構成する板材の板厚が2.0mm以上3.0mm以下、内側部材20を構成する板材の板厚が0.8mm以上1.8mm以下である。
Each of the
この例では、図3、図4に示すように、外側部材10の拡幅部11の側壁10sが内側部材20の張出部21に接すると共に、連結部12の底壁10bが本体部22の重ね代23に重なるように、外側部材10が内側部材20の下側から嵌め込まれる。つまり、外側部材10の連結部12が内側部材20の本体部22の外側に配置される。
In this example, as shown in FIGS. 3 and 4, the
(溶接箇所)
クロス部材4における外側部材10と内側部材20との溶接箇所を、図2、図5及び図6中X印で示す。外側部材10と内側部材20との溶接箇所は、外側部材10の拡幅部11と内側部材20の張出部21とを溶接する第1溶接部31(図5、図6参照)と、外側部材10の連結部12と内側部材20の本体部22の重ね代23とを溶接する第2溶接部32(図5参照)とを有する。第1溶接部31は、図5、図6に示すように、拡幅部11の側壁10sと張出部21との接触面に設けられ、左右の接触面に対してそれぞれ2箇所ずつ上下方向に間隔をあけて形成されている。第2溶接部32は、図5に示すように、連結部12の底壁10bと重ね代23との接触面に設けられ、接触面に対して2箇所形成されている。この例では、溶接箇所をスポット溶接で溶接している。
(Welding point)
The welding location of the
〈EAメカニズム〉
車体下部構造1による側面衝突時のエネルギー吸収(EA)メカニズムについて、主に図2を参照して説明する。図2中の二点鎖線は衝突後の状態を示している。側面衝突時、車幅方向外側から荷重が入力され、クロス部材4に対して車幅方向内側へ向かう荷重が加わる。衝突初期では、クロス部材4の全体(外側部材10及び内側部材20)で荷重を受け止める。衝突中期以降では、クロス部材4に加わる車幅方向の荷重によって、第2溶接部32が破断して外側部材10の連結部12と内側部材20の重ね代23とが剥離するが、第1溶接部31は破断せず、外側部材10の拡幅部11と内側部材20の張出部21とが剥離しない。これは、クロス部材4に車幅方向の荷重が加えられた場合、第2溶接部32には、せん断方向の荷重が作用することになり、スポット溶接の栓抜けが生じるからである。これに対し、第1溶接部31は、拡幅部11と張出部21との接触面に設けられており、その接触面が車幅方向に対して傾斜した傾斜面になっているため、第1溶接部31に作用するせん断方向の荷重が小さくなり、第2溶接部32に比較して破断し難い。つまり、第1溶接部は、第2溶接部32に比較して側面衝突時の荷重に対する溶接強度が高く、衝突中期以降は、第1溶接部31が剥がれずに維持される。
EA mechanism
The energy absorption (EA) mechanism at the time of a side collision by the lower
衝突中期から衝突後期では、外側部材10の拡幅部11と内側部材20の張出部21とが剥離せずに同期して変位する。その際、外側部材10の連結部12が内側部材20の本体部22に案内され、外側部材10が車幅方向に沿って変位することで、内側部材20を押圧する。これにより、外側部材10で内側部材20(本体部22)を車幅方向に押し潰して座屈させながら、側面衝突時の荷重を吸収することで、EAを行う。
From the middle stage of the collision to the latter stage of the collision, the widening
本実施形態では、外側部材10の板厚が内側部材20の板厚よりも厚いため、外側部材10が内側部材20よりも塑性変形し難く、外側部材10で内側部材20を押し潰して座屈させ易い。
In the present embodiment, since the thickness of the
<作用効果>
上述した実施形態1の車体下部構造1は、次の作用効果を奏する。
側面衝突時にクロス部材4に加わる荷重がある程度以上になると、第2溶接部32が破断して外側部材10の連結部12と内側部材20の重ね代23とが剥離するが、第1溶接部31は破断せず、外側部材10の拡幅部11と内側部材20の張出部21とが剥離しない。そのため、クロス部材4に荷重が加わる過程で、外側部材10の連結部12と内側部材20の重ね代23とが剥離して、外側部材10で内側部材20(本体部22)を車幅方向に押し潰して座屈させることができる。その際、外側部材10の拡幅部11と内側部材20の張出部21とが剥離せずに同期して変位し、外側部材10が車幅方向に沿って内側部材20を押圧することにより、内側部材20を安定して座屈させることが可能である。したがって、車体下部構造1は、側面衝突時の荷重をクロス部材4で効果的に吸収できるので、側面衝突時のEAを向上させることができる。よって、車室の変形を抑制でき、乗員への衝撃を大幅に抑えることができる。
<Function effect>
The lower
When the load applied to the
更に、外側部材10が拡幅部11を有することで、ポール側面衝突時など、局所的に荷重が入力された際にクロス部材4で荷重を受け止め易い。また、拡幅部11を有することにより、クロス部材4による車体下部構成部材2とロッカ3との結合を強化でき、車両旋回時に発生する車体のよれを効果的に抑制できるので、操縦安定性、乗り心地を向上させることができる。特に、本実施形態では、外側部材10の板厚が内側部材20の板厚よりも厚く、且つ、外側部材10の連結部12が内側部材20の本体部22の外側に配置される構成としたことで、車両旋回時の車体のよれをより効果的に抑制できる。
Furthermore, when the
本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The present invention is not limited to these exemplifications, is shown by the claims, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the claims.
例えば、上述した実施形態1では、外側部材10の連結部12が内側部材20の本体部22の外側に配置される構成を説明したが、外側部材10の連結部12が内側部材20の本体部22の内側に配置される構成としてもよい。また、実施形態1では、車体下部構成部材2がサイドメンバであり、クロス部材4でサイドメンバとロッカ3とを連結する構成を説明したが、これに限定されない。車体下部構成部材2は、例えば、フロアパネル5の車幅方向中央部に設けられるトンネル部(図示せず)であってもよく、クロス部材4でフロアトンネル部とロッカ3とを連結する構成としてもよい。
For example, in the first embodiment described above, the
1 車体下部構造
2 車体下部構成部材(サイドメンバ)
3 ロッカ
4 クロス部材
5 フロアパネル
10 外側部材
10s 側壁
10b 底壁
11 拡幅部
12 連結部
15 フランジ
20 内側部材
20s 側壁
20b 底壁
21 張出部
22 本体部
23 重ね代
25 フランジ
31 第1溶接部
32 第2溶接部
1 Body
3
Claims (1)
前記車体下部構成部材の車幅方向外側に配置されるロッカと、
車幅方向に延び、前記車体下部構成部材と前記ロッカとを連結するクロス部材とを備える車体下部構造であって、
前記クロス部材は、その車幅方向外側の端部に位置する外側部材と、前記外側部材に溶接されて連結され、前記外側部材から車幅方向内側に向かって延びる内側部材とを備え、
前記外側部材は、車幅方向外側に向かって車両前後方向に拡幅され、前記ロッカに接合される拡幅部と、前記拡幅部から前記内側部材に向けて突出する連結部とを有し、
前記内側部材は、前記拡幅部の傾斜面に接する張出部と、前記張出部から車幅方向に沿って形成され、前記連結部に重なる重ね代が設けられた本体部とを有し、
前記外側部材と前記内側部材との溶接箇所は、前記拡幅部と前記張出部とを溶接する第1溶接部と、前記連結部と前記重ね代とを溶接する第2溶接部とを有する車体下部構造。 A lower vehicle body component extending in the longitudinal direction of the vehicle;
A rocker disposed on the outer side in the vehicle width direction of the vehicle body lower component;
A vehicle body lower structure comprising a cross member extending in a vehicle width direction and connecting the vehicle body lower component and the rocker,
The cross member includes an outer member located at an outer end in the vehicle width direction, and an inner member welded and connected to the outer member and extending inward in the vehicle width direction from the outer member.
The outer member is widened in the vehicle front-rear direction toward the outer side in the vehicle width direction, and has a widened portion joined to the rocker, and a connecting portion projecting from the widened portion toward the inner member.
The inner member includes an overhang portion contacting the inclined surface of the widening portion, and a main body portion formed along the vehicle width direction from the overhang portion and provided with an overlapping margin overlapping the connection portion.
A vehicle body having a first welding portion for welding the widening portion and the projecting portion, and a second welding portion for welding the connecting portion and the overlapping margin, at a welding portion between the outer member and the inner member. Substructure.
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