JP2020111088A - Structure for vehicles - Google Patents

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Shunsuke Kanetani
俊助 金谷
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将太 鎮西
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Abstract

To provide a structure for vehicles capable of fully exerting the performance of each of panel members against a load.SOLUTION: The board thicknesses and tensile strengths of rocker panels 12R and 12L are designated so that the bending angles of the rocker panels 12R and 12L, at which the bending moments of the rocker panels 12R and 12L reach their peaks in the event that a bending moment reacts on a rocker 10 due to a load imposed from ahead of a vehicle, will be equal to each other.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数のパネル部材によって閉じ断面形状に形成される車両用構造体に関する。 The present invention relates to a vehicle structure formed of a plurality of panel members and having a closed cross-sectional shape.

下記特許文献1には、高張力鋼板によって形成された断面ハット形状のハット型部材の開口側を平板状のクロージングプレートによって閉止することで閉じ断面形状とした車両用構造体が開示されている。この車両用構造体では、ハット型部材のウェブ部に中リブを設けることで曲げに対する剛性等が確保されている。このような車両構造体の断面が崩壊する際の曲げモーメント(又は曲げ荷重)がハット型部材やクロージングプレート等の車両用構造体を構成する複数のパネル部材の各々の断面が崩壊する際の曲げモーメント(又は曲げ荷重)等の和よりも低くなることがあり、複数のパネル部材の各々の荷重に対する性能を充分に使えないことがある。 Patent Document 1 below discloses a vehicle structural body having a closed cross-sectional shape by closing the opening side of a hat-shaped member having a hat-shaped cross section formed of a high-tensile steel plate with a flat closing plate. In this vehicle structure, bending rigidity and the like are ensured by providing an intermediate rib in the web portion of the hat-shaped member. The bending moment (or bending load) when the cross section of the vehicle structure collapses causes the bending when each cross section of the plurality of panel members constituting the vehicle structure such as the hat-shaped member and the closing plate collapses. It may be lower than the sum of moments (or bending loads) and the like, and the performance of each of the plurality of panel members for each load may not be fully utilized.

特開2012−017047号公報JP, 2012-017047, A

本発明は、上記事実を考慮して、パネル部材の各々の荷重に対する性能を充分に使うことができる車両用構造体を得ることが目的である。 In view of the above facts, an object of the present invention is to obtain a vehicle structure in which the performance of the panel member against each load can be sufficiently used.

請求項1に記載の車両用構造体は、複数のパネル部材によって閉じ断面形状に形成されると共に、断面が崩壊する過程で前記複数のパネル部材の各々に作用する荷重又はモーメントがピークに達する際の前記複数のパネル部材の各々の変形量が同じ大きさになるように設定されている。 The vehicle structure according to claim 1 is formed into a closed cross-sectional shape by a plurality of panel members, and when a load or a moment acting on each of the plurality of panel members reaches a peak in the process of collapsing the cross section. The deformation amounts of the plurality of panel members are set to be the same.

請求項1に記載の車両用構造体は、複数のパネル部材によって閉じ断面形状にされる。ここで、車両用構造体の断面が崩壊する過程で複数のパネル部材の各々に作用される荷重又はモーメントがピークに達する際の複数のパネル部材の各々の変形量は、同じ大きさになるように設定される。このため、複数のパネル部材の各々に作用される荷重のピーク値を重畳させた(足し合わせた)荷重が車両用構造体に付与されるまで、車両用構造体の断面の崩壊が抑制される。 The vehicle structure according to claim 1 has a closed cross-sectional shape by a plurality of panel members. Here, the amount of deformation of each of the plurality of panel members when the load or the moment applied to each of the plurality of panel members reaches a peak during the process of collapsing the cross section of the vehicle structure is made equal. Is set to. Therefore, the collapse of the cross section of the vehicle structure is suppressed until the load obtained by superposing (adding) the peak values of the loads acting on each of the plurality of panel members is applied to the vehicle structure. ..

以上、説明したように、請求項1に記載の車両用構造体では、複数のパネル部材の各々に作用される荷重のピーク値を重畳させた荷重が車両用構造体に付与されるまで、車両用構造体の断面の崩壊が抑制される。このため、複数のパネル部材の各々の荷重に対する性能を有効に活用できる。 As described above, in the vehicle structure according to claim 1, the vehicle structure is provided with a load obtained by superimposing the peak value of the load acting on each of the plurality of panel members on the vehicle structure. The collapse of the cross section of the construction structure is suppressed. Therefore, the performance of each of the plurality of panel members with respect to the load can be effectively utilized.

本発明の一実施の形態に車両用構造体としてのロッカを車両後側から見た背面図である。FIG. 1 is a rear view of a rocker as a vehicle structure according to an embodiment of the present invention viewed from a vehicle rear side. 本発明の一実施の形態に車両用構造体としてのロッカを車両後右側から見た斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a rocker as a vehicle structure according to an embodiment of the present invention as viewed from the rear right side of the vehicle. ロッカ及び各ロッカパネルの曲げ角度と曲げモーメントとの関係を概略的に示すグラフで、(A)は、各ロッカパネルの曲げモーメントが最大となる曲げ角度が右側ロッカパネルと左側ロッカパネルとで乖離している場合を示し、(B)は、各ロッカパネルの曲げモーメントが最大となる曲げ角度が両ロッカパネルで略一致している場合を示す。In the graph schematically showing the relationship between the bending angle and the bending moment of the rocker and each rocker panel, (A) shows that the bending angle at which the bending moment of each rocker panel is the maximum is different between the right rocker panel and the left rocker panel. (B) shows a case where the bending angles of the rocker panels that maximize the bending moment are substantially the same in both rocker panels.

次に、本発明の実施の形態を図1から図3の各図に基づいて説明する。なお、各図において矢印FRは、本実施の形態に係る車両用構造体としてのロッカ10が適用された車両の前側(車両前側)を示し、矢印LHは、車幅方向左側を示し、矢印UPは、車両上側を示す。 Next, an embodiment of the present invention will be described based on each of FIGS. 1 to 3. In each drawing, the arrow FR indicates the front side (vehicle front side) of the vehicle to which the rocker 10 as the vehicle structure according to the present embodiment is applied, the arrow LH indicates the vehicle width direction left side, and the arrow UP. Indicates the upper side of the vehicle.

<本実施の形態の構成>
図1及び図2に示されるように、ロッカ10は、パネル部材としての右側ロッカパネル12Rとパネル部材としての左側ロッカパネル12Lとを備えている。なお、右側ロッカパネル12R及び左側ロッカパネル12Lのうち、相対的に車幅方向内側に配置される方は、ロッカパネルインナと称されることもあり、相対的に車幅方向外側に配置される方は、ロッカパネルアウタと称されることもある。
<Structure of the present embodiment>
As shown in FIGS. 1 and 2, the rocker 10 includes a right rocker panel 12R as a panel member and a left rocker panel 12L as a panel member. It should be noted that one of the right rocker panel 12R and the left rocker panel 12L, which is relatively arranged on the inner side in the vehicle width direction, may be called a rocker panel inner, and is arranged relatively on the outer side in the vehicle width direction. One is also called the rocker panel outer.

右側ロッカパネル12Rは、縦壁部14Rを備えている。縦壁部14Rは、略平板状とされており、縦壁部14Rの長手方向は、概ね、車両前後方向とされ、縦壁部14Rの厚さ方向は、概ね、車幅方向とされている。縦壁部14Rの車両上側の端部からは、上壁部16Rが車幅方向左側へ向けて延びている。 The right rocker panel 12R includes a vertical wall portion 14R. The vertical wall portion 14R has a substantially flat plate shape, the longitudinal direction of the vertical wall portion 14R is approximately the vehicle front-rear direction, and the thickness direction of the vertical wall portion 14R is approximately the vehicle width direction. .. An upper wall portion 16R extends from the end portion of the vertical wall portion 14R on the vehicle upper side toward the left side in the vehicle width direction.

上壁部16Rは、略平板状とされており、上壁部16Rの長手方向は、概ね、車両前後方向とされ、上壁部16Rの厚さ方向は、概ね、車両上下方向とされている。上壁部16Rの車幅方向左側の端部からは、上側フランジ部18Rが車両上側へ向けて延びている。上側フランジ部18Rは、略平板状とされており、上側フランジ部18Rの長手方向は、概ね、車両前後方向とされ、上側フランジ部18Rの厚さ方向は、概ね、車幅方向とされている。 The upper wall portion 16R has a substantially flat plate shape, the longitudinal direction of the upper wall portion 16R is substantially the vehicle front-rear direction, and the thickness direction of the upper wall portion 16R is substantially the vehicle vertical direction. .. An upper flange portion 18R extends toward the vehicle upper side from an end portion of the upper wall portion 16R on the left side in the vehicle width direction. The upper flange portion 18R has a substantially flat plate shape, the longitudinal direction of the upper flange portion 18R is substantially the vehicle front-rear direction, and the thickness direction of the upper flange portion 18R is generally the vehicle width direction. ..

一方、縦壁部14Rの車両下側の端部からは、下壁部20Rが車幅方向左側へ向けて延びている。下壁部20Rは、略平板状とされており、下壁部20Rの長手方向は、概ね、車両前後方向とされ、下壁部20Rの厚さ方向は、概ね、車両上下方向とされている。 On the other hand, the lower wall portion 20R extends toward the left side in the vehicle width direction from an end portion of the vertical wall portion 14R on the vehicle lower side. The lower wall portion 20R has a substantially flat plate shape, the longitudinal direction of the lower wall portion 20R is substantially the vehicle front-rear direction, and the thickness direction of the lower wall portion 20R is substantially the vehicle vertical direction. ..

下壁部20Rの車幅方向左側の端部からは、下側フランジ部22Rが車両下側へ向けて延びている。下側フランジ部22Rは、略平板状とされており、下側フランジ部22Rの長手方向は、概ね、車両前後方向とされ、下側フランジ部22Rの厚さ方向は、概ね、車幅方向とされている。 A lower flange portion 22R extends toward the vehicle lower side from an end portion of the lower wall portion 20R on the left side in the vehicle width direction. The lower flange portion 22R has a substantially flat plate shape, the longitudinal direction of the lower flange portion 22R is generally the vehicle front-rear direction, and the thickness direction of the lower flange portion 22R is generally the vehicle width direction. Has been done.

これに対して、左側ロッカパネル12Lは、基本的に、右側ロッカパネル12Rを車幅方向に左右反転させた構造となっている。このため、左側ロッカパネル12Lの構成については、右側ロッカパネル12Rの構成の符号の「R」を「L」に置き換えることで詳細な説明を省略する。 On the other hand, the left rocker panel 12L basically has a structure in which the right rocker panel 12R is laterally inverted in the vehicle width direction. Therefore, the detailed description of the configuration of the left rocker panel 12L will be omitted by replacing “R” in the configuration of the right rocker panel 12R with “L”.

以上の構成の右側ロッカパネル12R及び左側ロッカパネル12Lの各々は、鋼板(例えば、引張強度が490MPa以上の高張力鋼板等を含む)をプレス成形することによって形成されている。但し、左側ロッカパネル12Lを形成するための鋼板(例えば、引張強度が490MPa以上の高張力鋼板等を含む)の板厚や機械特性(例えば、引張強度等)は、右側ロッカパネル12Rを形成するための鋼板とは異なっている。 Each of the right rocker panel 12R and the left rocker panel 12L configured as described above is formed by press-forming a steel plate (including, for example, a high-tensile steel plate having a tensile strength of 490 MPa or more). However, the plate thickness and mechanical characteristics (for example, tensile strength) of the steel plate (for example, including a high-tensile steel plate having a tensile strength of 490 MPa or more) for forming the left rocker panel 12L form the right rocker panel 12R. Is different from the steel plate for.

右側ロッカパネル12Rの上側フランジ部18Rの車幅方向左側の面と、左側ロッカパネル12Lの上側フランジ部18Lの車幅方向右側の面とは、車幅方向に対向されて互いに当接されている。さらに、上側フランジ部18Rと上側フランジ部18Lとは、例えば、スポット溶接等によって上側フランジ部18R、Lの長手方向に断続的に溶接されて一体にされている。 The surface on the left side in the vehicle width direction of the upper flange portion 18R of the right rocker panel 12R and the surface on the right side in the vehicle width direction of the upper flange portion 18L of the left rocker panel 12L are opposed to each other in the vehicle width direction and are in contact with each other. .. Further, the upper flange portion 18R and the upper flange portion 18L are intermittently welded and integrated in the longitudinal direction of the upper flange portions 18R and 18L by spot welding or the like, for example.

これに対して、右側ロッカパネル12Rの下側フランジ部22Rの車幅方向左側の面と、左側ロッカパネル12Lの下側フランジ部22Lの車幅方向右側の面とは、車幅方向に対向されて互いに当接されている。さらに、下側フランジ部22Rと下側フランジ部22Lとは、例えば、スポット溶接等によって下側フランジ部22R、Lの長手方向に断続的に溶接されて一体にされている。これによって、ロッカ10の長手方向に対して直交する方向にロッカ10を切ったロッカ10の断面形状は、閉じ断面形状とされている。 On the other hand, the surface on the left side in the vehicle width direction of the lower flange portion 22R of the right rocker panel 12R and the surface on the right side in the vehicle width direction of the lower flange portion 22L of the left rocker panel 12L are opposed to each other in the vehicle width direction. Are abutted against each other. Further, the lower flange portion 22R and the lower flange portion 22L are intermittently welded and integrated in the longitudinal direction of the lower flange portions 22R and 22L by spot welding or the like, for example. As a result, the cross-sectional shape of the rocker 10 obtained by cutting the rocker 10 in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the rocker 10 is a closed cross-sectional shape.

<本実施の形態の作用、効果>
以上の構成の本ロッカ10が適用された車両が車両前側の障害物等に衝突した場合、すなわち、車両正面衝突等の車両前面衝突が生ずると、車両の車両前側端部には、車両前側からの衝突荷重F(図2参照)が入力される。衝突荷重Fがロッカ10に伝わると、衝突荷重Fは、ロッカ10に対してロッカ10の長手方向(すなわち、概ね、車両前後方向)に沿った軸力として入力される。このため、衝突荷重Fがロッカ10に入力されると、ロッカ10の車両後側部分に対して車両前側部分を車両上側へ回動させるようなモーメントM(図2参照)がロッカ10に生ずる。このような衝突荷重Fが所定の大きさを越えると、ロッカ10が変形され、ロッカ10の断面形状が崩壊される。
<Operation and effect of this embodiment>
When a vehicle to which the present rocker 10 having the above configuration is applied collides with an obstacle or the like on the vehicle front side, that is, when a vehicle front collision such as a vehicle front collision occurs, the vehicle front end portion of the vehicle is The collision load F (see FIG. 2) is input. When the collision load F is transmitted to the rocker 10, the collision load F is input to the rocker 10 as an axial force along the longitudinal direction of the rocker 10 (that is, generally in the vehicle front-rear direction). Therefore, when the collision load F is input to the rocker 10, a moment M (see FIG. 2) that causes the vehicle front side portion of the rocker 10 to rotate toward the vehicle upper side is generated in the rocker 10. When such a collision load F exceeds a predetermined magnitude, the rocker 10 is deformed and the cross-sectional shape of the rocker 10 is collapsed.

ここで、図3(A)、(B)には、ロッカ10、右側ロッカパネル12R、左側ロッカパネル12Lの各々における曲げ角度θとモーメントMとの関係がグラフによって示されている。このグラフは、所謂「応力−歪み線図」に似ているが、「応力−歪み線図」が材質(材料強度等)にのみ依存しているのに対して、図3(A)、(B)は、ロッカ10、右側ロッカパネル12R、左側ロッカパネル12Lの各々の材質のみならず、ロッカ10、右側ロッカパネル12R、左側ロッカパネル12Lの各々の断面形状や厚さ等にも依存している。 Here, FIGS. 3A and 3B are graphs showing the relationship between the bending angle θ and the moment M in each of the rocker 10, the right rocker panel 12R, and the left rocker panel 12L. This graph is similar to the so-called “stress-strain diagram”, but the “stress-strain diagram” depends only on the material (material strength, etc.), while in FIG. B) depends not only on the materials of the rocker 10, the right rocker panel 12R, and the left rocker panel 12L, but also on the cross-sectional shapes and thicknesses of the rocker 10, the right rocker panel 12R, and the left rocker panel 12L. There is.

図3(A)に示されるように、ロッカ10が車両前側からの荷重Fを受けることによって右側ロッカパネル12Rに曲げ変形が生じると、右側ロッカパネル12Rの曲げ角度θの増加に伴い曲げモーメントMが増加する。右側ロッカパネル12Rの曲げ角度θがθERに達し、曲げモーメントMの大きさがMERに達するまでは、右側ロッカパネル12Rは、弾性変形される。さらに、右側ロッカパネル12Rの曲げ角度θがθERを越え、曲げモーメントMがMERを越えると右側ロッカパネル12Rの変形が塑性変形になる。右側ロッカパネル12Rの曲げ角度θがθPRに達すると、曲げモーメントMがピーク(最大値)のMPRに達し、右側ロッカパネル12Rの断面が崩壊する。この状態からは、右側ロッカパネル12Rの曲げ角度θが増加しても、曲げモーメントMは、増加しない。 As shown in FIG. 3A, when the rocker 10 receives a load F from the front side of the vehicle and bending deformation occurs in the right rocker panel 12R, the bending moment M increases as the bending angle θ of the right rocker panel 12R increases. Will increase. The right rocker panel 12R is elastically deformed until the bending angle θ of the right rocker panel 12R reaches θER and the magnitude of the bending moment M reaches MER. Further, when the bending angle θ of the right rocker panel 12R exceeds θER and the bending moment M exceeds MER, the deformation of the right rocker panel 12R becomes plastic deformation. When the bending angle θ of the right rocker panel 12R reaches θPR, the bending moment M reaches the peak (maximum value) MPR, and the cross section of the right rocker panel 12R collapses. From this state, the bending moment M does not increase even if the bending angle θ of the right rocker panel 12R increases.

一方、ロッカ10が車両前側からの荷重Fを受けることによって左側ロッカパネル12Lに曲げ変形が生じると、左側ロッカパネル12Lの曲げ角度θの増加に伴い曲げモーメントMが増加する。左側ロッカパネル12Lの曲げ角度θがθELに達し、曲げモーメントMがMELに達するまでは、左側ロッカパネル12Lは、弾性変形される。さらに、左側ロッカパネル12Lの曲げ角度θがθELを越え、曲げモーメントMがMELを越えると左側ロッカパネル12Lの変形が塑性変形になる。左側ロッカパネル12Lの曲げ角度θがθPLに達すると、曲げモーメントMがピーク(最大値)のMPLに達し、左側ロッカパネル12Lの断面が崩壊する。この状態からは、左側ロッカパネル12Lの曲げ角度θが増加しても、曲げモーメントMは、増加しない。 On the other hand, when the left rocker panel 12L is bent and deformed by the load F applied from the vehicle front side to the rocker 10, the bending moment M increases as the bending angle θ of the left rocker panel 12L increases. The left rocker panel 12L is elastically deformed until the bending angle θ of the left rocker panel 12L reaches θEL and the bending moment M reaches MEL. Further, when the bending angle θ of the left rocker panel 12L exceeds θEL and the bending moment M exceeds MEL, the deformation of the left rocker panel 12L becomes plastic deformation. When the bending angle θ of the left rocker panel 12L reaches θPL, the bending moment M reaches the peak (maximum value) MPL, and the cross section of the left rocker panel 12L collapses. From this state, the bending moment M does not increase even if the bending angle θ of the left rocker panel 12L increases.

ところで、このようなロッカ10の断面強度の計算方法の一例としては、全断面塑性強度を用いることがある。全断面塑性強度を用いた計算方法では、ロッカ10の断面全体が降伏して弾性域から塑性域に達した際の荷重や曲げモーメントを簡易的に計算しており、その値は、ロッカ10の断面線長と、ロッカ10の厚さ(板厚)と、降伏応力との積に基づいている。このような計算方法では、図3(A)に示される機械特性を有する右側ロッカパネル12Rと左側ロッカパネル12Lとで構成されるロッカ10の断面が崩壊する際の曲げモーメントMは、右側ロッカパネル12Rの断面が崩壊する際の曲げモーメントMのピークMPRと、左側ロッカパネル12Lの断面が崩壊する際の曲げモーメントMのピークMPLとの和になる。 By the way, as an example of the method of calculating the cross-sectional strength of the rocker 10, the full-section plastic strength may be used. In the calculation method using the all-section plastic strength, the load and bending moment when the entire cross section of the rocker 10 yields and reaches the plastic range from the elastic range are simply calculated, and the values are It is based on the product of the sectional line length, the thickness (plate thickness) of the rocker 10 and the yield stress. In such a calculation method, the bending moment M when the cross section of the rocker 10 including the right rocker panel 12R and the left rocker panel 12L having the mechanical characteristics shown in FIG. It is the sum of the peak MPR of the bending moment M when the section of 12R collapses and the peak MPL of the bending moment M when the section of the left rocker panel 12L collapses.

ここで、図3(A)に示されるように、両ロッカパネル12L、Rの曲げ角度θが曲げ角度θPRに達した際の両ロッカパネル12L、Rの曲げモーメントMの和は、Ms1になる。このMs1は、両ロッカパネル12L、Rの各々の断面が崩壊される際の曲げモーメントMPRと曲げモーメントMPLとの和よりも小さい。一方、両ロッカパネル12L、Rの曲げ角度θが曲げ角度θPLに達した際の両ロッカパネル12L、Rの曲げモーメントMの和は、Ms2になる。このMs2は、両ロッカパネル12L、Rの各々の断面が崩壊される際の曲げモーメントMPRと曲げモーメントMPLとの和よりも小さい。 Here, as shown in FIG. 3A, the sum of the bending moments M of the rocker panels 12L and R when the bending angle θ of the rocker panels 12L and R reaches the bending angle θPR is Ms1. .. This Ms1 is smaller than the sum of the bending moment MPR and the bending moment MPL when the respective cross sections of both rocker panels 12L, R are collapsed. On the other hand, the sum of the bending moments M of the rocker panels 12L and R when the bending angle θ of the rocker panels 12L and R reaches the bending angle θPL is Ms2. This Ms2 is smaller than the sum of the bending moment MPR and the bending moment MPL when the respective cross sections of the rocker panels 12L and 12R are collapsed.

このため、図3(A)に示されるように、このような構成のロッカ10では、曲げ角度θの状態での両ロッカパネル12L、Rの曲げモーメントMの和、すなわち、曲げ角度θの状態でのロッカ10の曲げモーメントMが、両ロッカパネル12L、Rの各々の曲げモーメントのピーク(最大値)であるMPRとMPLとの和に到達することがない。したがって、このような構成のロッカ10では、両ロッカパネル12L、Rの曲げモーメントMの和よりも低い曲げモーメントMで断面が崩壊され、両ロッカパネル12L、Rの各々の性能を使い切ることができない。 Therefore, as shown in FIG. 3(A), in the rocker 10 having such a configuration, the sum of the bending moments M of both rocker panels 12L and R in the state of the bending angle θ, that is, the state of the bending angle θ. The bending moment M of the rocker 10 does not reach the sum of MPR and MPL, which are peaks (maximum values) of the bending moments of both rocker panels 12L and 12R. Therefore, in the rocker 10 having such a configuration, the cross-section collapses at a bending moment M lower than the sum of the bending moments M of both rocker panels 12L and R, and the respective performances of both rocker panels 12L and R cannot be used up. ..

これに対して、本実施の形態に係るロッカ10ではロッカ10の曲げ角度θが、角度θPに到達した際に右側ロッカパネル12Rの曲げモーメントMがピーク(最大値)のMPRになり、左側ロッカパネル12Lの曲げモーメントMがピーク(最大値)のMPLになる。このため、ロッカ10の曲げ角度θがθPに達した際の両ロッカパネル12L、Rの各々の曲げモーメントMの和は、MPRとMPLとの和になる。これにより、本実施の形態に係るロッカ10では、曲げモーメントMが、MPRとMPLとの和に達するまで断面の崩壊を抑制でき、両ロッカパネル12L、Rの各々の性能を使い切ることができる。 On the other hand, in the rocker 10 according to the present embodiment, when the bending angle θ of the rocker 10 reaches the angle θP, the bending moment M of the right rocker panel 12R becomes the MPR of the peak (maximum value), and the left rocker 10 The bending moment M of the panel 12L becomes the MPL of the peak (maximum value). Therefore, the sum of the bending moments M of the rocker panels 12L and 12R when the bending angle θ of the rocker 10 reaches θP is the sum of MPR and MPL. As a result, in the rocker 10 according to the present embodiment, the collapse of the cross section can be suppressed until the bending moment M reaches the sum of MPR and MPL, and the respective performances of both rocker panels 12L, R can be used up.

次に、右側ロッカパネル12R及び左側ロッカパネル12Lの板厚T1、T2及び右側ロッカパネル12R及び左側ロッカパネル12Lの各々を構成する鋼板の引張強度を異ならせた場合の有限要素法解析の結果について説明する。 Next, regarding the results of the finite element method analysis in the case where the plate thicknesses T1 and T2 of the right rocker panel 12R and the left rocker panel 12L and the tensile strengths of the steel plates constituting each of the right rocker panel 12R and the left rocker panel 12L are different explain.

この解析では、発明の実施例の1つとしてのサンプル1、発明の実施例の他の1つとしてのサンプル2、更にサンプル1、サンプル2と比較するための比較例の3つのロッカ10が用いられる。サンプル1、サンプル2、比較例の各々では、右側ロッカパネル12Rが左側ロッカパネル12Lに対して車幅方向内側に配置される構成とされる。また、サンプル1、サンプル2、比較例の各々の右側ロッカパネル12Rの縦壁部14Rと左側ロッカパネル12Lの縦壁部14Lとの間隔W(図1参照)は、30mmに設定される。さらに、サンプル1、サンプル2、比較例の各々の右側ロッカパネル12Rの上壁部16Rと下壁部20Rの間隔H(図1参照)は、30mmに設定される。また、両ロッカパネル12L、Rの曲げ部分R(図1参照)の曲率半径は、5mmに設定される。さらに、サンプル1、サンプル2、比較例の各ロッカ10の両ロッカパネル12L、Rを形成する鋼板の板厚及び引張強度は、以下の表1に示されるとおりである。 In this analysis, sample 1 as one of the embodiments of the invention, sample 2 as another one of the embodiments of the invention, and further three rockers 10 of the comparative example for comparison with sample 1 and sample 2 were used. To be In each of Sample 1, Sample 2, and Comparative Example, the right rocker panel 12R is arranged on the inner side in the vehicle width direction with respect to the left rocker panel 12L. Further, the interval W (see FIG. 1) between the vertical wall portion 14R of the right rocker panel 12R and the vertical wall portion 14L of the left rocker panel 12L of each of Sample 1, Sample 2, and Comparative Example is set to 30 mm. Furthermore, the interval H (see FIG. 1) between the upper wall portion 16R and the lower wall portion 20R of the right rocker panel 12R of each of Sample 1, Sample 2, and Comparative Example is set to 30 mm. The radius of curvature of the bent portion R (see FIG. 1) of both rocker panels 12L and 12R is set to 5 mm. Further, the plate thickness and the tensile strength of the steel plates forming the rocker panels 12L, R of the rockers 10 of Sample 1, Sample 2, and Comparative Example are as shown in Table 1 below.

なお、表1において、乖離比は、右側ロッカパネル12RのモーメントMがピークMPRに達する際の右側ロッカパネル12Rの曲げ角度θPRと、左側ロッカパネル12LのモーメントMがピークMPLに達する際の左側ロッカパネル12Lの曲げ角度θPLと差ΔθPをサンプル1、サンプル2、比較例の各々で求め、サンプル1の差ΔθPを1とした場合のサンプル2の差ΔθP及び比較例の差ΔθPの比率である。すなわち、この比率が大きいほど、サンプル1に比べて差ΔθPが大きいことを意味する。 In Table 1, the deviation ratio is the bending angle θPR of the right rocker panel 12R when the moment M of the right rocker panel 12R reaches the peak MPR, and the left rocker when the moment M of the left rocker panel 12L reaches the peak MPL. The bending angle θPL of the panel 12L and the difference ΔθP are obtained for each of Sample 1, Sample 2, and Comparative Example, and are the ratios of the difference ΔθP of Sample 2 and the difference ΔθP of Comparative Example when the difference ΔθP of Sample 1 is 1. That is, the larger this ratio is, the larger the difference ΔθP is as compared with Sample 1.

また、表1において、重畳最大値比は、右側ロッカパネル12Rの曲げ角度θの増加に伴う曲げモーメントMの変化と、左側ロッカパネル12Lの曲げ角度θの増加に伴う曲げモーメントMの変化とを重ね合わせた場合の曲げモーメントMの重畳最大値をサンプル1、サンプル2、比較例の各々で求め、サンプル1の重畳最大値を1とした場合のサンプル2の重畳最大値及び比較例の重畳最大値の比率である。 Further, in Table 1, the superimposition maximum value ratio indicates a change in the bending moment M with an increase in the bending angle θ of the right rocker panel 12R and a change in the bending moment M with an increase in the bending angle θ of the left rocker panel 12L. The superposition maximum value of the bending moment M when superposed is obtained for each of Sample 1, Sample 2 and Comparative Example, and the superposition maximum value of Sample 2 and the superposition maximum of Comparative Example when the superposition maximum value of Sample 1 is 1. It is the ratio of values.

比較例の左側ロッカパネル12Lを形成する鋼板は、サンプル1の左側ロッカパネル12Lを形成する鋼板に比べて板厚が薄く、引張強度が高い。すなわち、例えば、比較例は、サンプル1に対する曲げ強度の低下を抑制しつつ軽量化を考えた構造になる。しかしながら、表1からわかるように、比較例の乖離比は、1よりも大きい。このため、比較例の曲げモーメントMの重畳最大値は、比較例の各ロッカパネル12L、Rの曲げモーメントMの最大値MPR、MPLの和よりも小さく、比較例の曲げモーメントMの重畳最大値は、サンプル1の曲げモーメントMの重畳最大値よりも低くなる。このため、比較例のロッカ10は、サンプル1のロッカ10に比べて低い曲げモーメントMで断面が崩壊され、両ロッカパネル12L、Rの各々の性能を使い切ることができない。 The steel plate forming the left rocker panel 12L of the comparative example has a smaller thickness and higher tensile strength than the steel plate forming the left rocker panel 12L of Sample 1. That is, for example, the comparative example has a structure in which weight reduction is considered while suppressing a decrease in bending strength with respect to Sample 1. However, as can be seen from Table 1, the deviation ratio of the comparative example is larger than 1. Therefore, the maximum overlapping value of the bending moment M of the comparative example is smaller than the sum of the maximum values MPR and MPL of the bending moment M of the rocker panels 12L and R of the comparative example, and the maximum overlapping value of the bending moment M of the comparative example is small. Is lower than the maximum superimposed value of the bending moment M of Sample 1. For this reason, the rocker 10 of the comparative example has a cross section collapsed at a lower bending moment M than the rocker 10 of the sample 1, and it is not possible to use up the respective performances of the rocker panels 12L and 12R.

これに対して、サンプル2は、サンプル1に比べて両ロッカパネル12L、Rの各々を形成する鋼板に比べて板厚が薄く、引張強度が高い。また、サンプル2は、右側ロッカパネル12Rを形成する鋼板の板厚及び引張強度と左側ロッカパネル12Lを形成する鋼板の板厚及び引張強度とが同じ大きさで、しかも、比較例の左側ロッカパネル12Lを形成する鋼板の板厚及び引張強度と同じ大きさに設定される。 On the other hand, the sample 2 has a thinner plate thickness and a higher tensile strength than the steel plates forming each of the rocker panels 12L and 12R as compared with the sample 1. Further, in Sample 2, the plate thickness and tensile strength of the steel plate forming the right rocker panel 12R and the plate thickness and tensile strength of the steel plate forming the left rocker panel 12L are the same, and the left rocker panel of the comparative example is also used. It is set to the same size as the plate thickness and the tensile strength of the steel plate forming 12L.

このサンプル2の乖離比は、1よりも大きいが、比較例よりも充分に小さく、比較例と比べれば、1に充分に近い値になる。このため、サンプル2の曲げモーメントMの重畳最大値は、サンプル2の各ロッカパネル12L、Rの曲げモーメントMのピーク(最大値)MPR、MPLの和に充分に近い値になり、サンプル2の曲げモーメントMの重畳最大値は、サンプル1の曲げモーメントMの重畳最大値よりも大きくなる。このため、サンプル2のロッカ10は、曲げモーメントMが充分に大きくなるまで断面の崩壊が抑制され、両ロッカパネル12L、Rの各々の性能を使い切ることができる。 The deviation ratio of this sample 2 is larger than 1, but is sufficiently smaller than that of the comparative example, and is a value sufficiently close to 1 as compared with the comparative example. Therefore, the maximum value of the bending moment M of the sample 2 is sufficiently close to the sum of the peaks (maximum values) MPR and MPL of the bending moments M of the rocker panels 12L and R of the sample 2, The superposition maximum value of the bending moment M is larger than the superposition maximum value of the bending moment M of the sample 1. Therefore, in the rocker 10 of Sample 2, collapse of the cross section is suppressed until the bending moment M becomes sufficiently large, and the performance of each of the rocker panels 12L and 12R can be used up.

また、右側ロッカパネル12Rの曲げ角度θPRと、左側ロッカパネル12Lの曲げ角度θPLと差ΔθPを小さくするには、右側ロッカパネル12R及び左側ロッカパネル12Lの各々の全塑性モーメントと断面二次モーメントに基づく指標の差を小さくすることで可能である。このため、上記のような有限要素法での解析に基づいて各ロッカパネル12L、Rを設計するよりも、高効率で高圧壊強度のロッカ10を簡単でしかも少ない工数で設計できる。これによって、有限要素法による解析での検証の回数を減らすことができ、有限要素法による解析結果に基づいてロッカ10の設計のやり直し等の回数を減らすこともできる。 Further, in order to reduce the difference ΔθP between the bending angle θPR of the right rocker panel 12R and the bending angle θPL of the left rocker panel 12L, the total plastic moment and the second moment of area of each of the right rocker panel 12R and the left rocker panel 12L are calculated. It is possible to reduce the difference between the indexes. Therefore, it is possible to design the rocker 10 having high efficiency and high pressure crushing strength with a simple and small man-hour, as compared with designing the rocker panels 12L and 12R based on the analysis by the finite element method as described above. As a result, the number of verifications in the analysis by the finite element method can be reduced, and the number of times of redesigning the rocker 10 based on the analysis result by the finite element method can be reduced.

さらに、各ロッカパネル12L、Rは、断面積を増加させると、モーメントMがピーク(最大値)MPR又はピーク(最大値)MPLに達する曲げ角度θPR又は曲げ角度θPLが小さくなり、断面積を減少させると、モーメントMがピーク(最大値)MPR又はピーク(最大値)MPLに達する曲げ角度θPR又は曲げ角度θPLが大きくなる。例えば、各ロッカパネル12L、Rの断面積を増加させるに、各ロッカパネル12L、Rを形成する鋼板の板厚の増加、ビード、リブ等の追加、板状のパッチや補強部品等の追加によって可能である。このため、右側ロッカパネル12Rの曲げ角度θPRと、左側ロッカパネル12Lの曲げ角度θPLと差ΔθPが小さいロッカ10を比較的容易に設計できる。 Further, in each rocker panel 12L, R, when the cross-sectional area is increased, the bending angle θPR or the bending angle θPL at which the moment M reaches the peak (maximum value) MPR or the peak (maximum value) MPL becomes smaller and the cross-sectional area decreases. Then, the bending angle θPR or the bending angle θPL at which the moment M reaches the peak (maximum value) MPR or the peak (maximum value) MPL becomes large. For example, in order to increase the cross-sectional area of each rocker panel 12L, R, by increasing the plate thickness of the steel plate forming each rocker panel 12L, R, adding beads, ribs, etc., adding plate-shaped patches and reinforcing parts, etc. It is possible. Therefore, the rocker 10 having a small difference ΔθP between the bending angle θPR of the right rocker panel 12R and the bending angle θPL of the left rocker panel 12L can be designed relatively easily.

なお、本実施の形態では、上記のサンプル1のロッカ10やサンプル2のロッカ10は、右側ロッカパネル12Rを形成する鋼板の板厚及び引張強度と、左側ロッカパネル12Lを形成する鋼板の板厚及び引張強度とが同じであった。しかしながら、右側ロッカパネル12Rを形成する鋼板の板厚等を含む右側ロッカパネル12Rの断面積と左側ロッカパネル12Lを形成する鋼板の板厚等を含む左側ロッカパネル12Lの断面積とが異なる構成であってもよい。また、右側ロッカパネル12Rを形成する鋼板の引張強度を含む右側ロッカパネル12Rの機械特性と左側ロッカパネル12Lを形成する鋼板の引張強度を含む左側ロッカパネル12Lの機械特性とが異なる構成であってもよい。 In addition, in the present embodiment, the rocker 10 of Sample 1 and the rocker 10 of Sample 2 described above are different in thickness and tensile strength of the steel plate forming the right rocker panel 12R and the plate thickness of the steel plate forming the left rocker panel 12L. And tensile strength were the same. However, the cross-sectional area of the right rocker panel 12R including the plate thickness of the steel plate forming the right rocker panel 12R and the cross-sectional area of the left rocker panel 12L including the plate thickness of the steel plate forming the left rocker panel 12L are different. It may be. In addition, the mechanical properties of the right rocker panel 12R including the tensile strength of the steel plate forming the right rocker panel 12R and the mechanical properties of the left rocker panel 12L including the tensile strength of the steel plate forming the left rocker panel 12L are different. Good.

また、本実施の形態では、上記のサンプル1及びサンプル2の左側ロッカパネル12Lは、右側ロッカパネル12Rを左右反転させた形状であった。しかしながら、例えば、右側ロッカパネル12Rの断面形状を車幅方向左側へ開口した凹形状又はハット形状とし、左側ロッカパネル12Lを厚さ方向が車幅方向に沿い、幅方向が車両上下方向に沿った平板状としてもよい。すなわち、右側ロッカパネル12Rの断面形状と左側ロッカパネル12Lの断面形状とが左右対称でなくてもよい。 In addition, in the present embodiment, the left rocker panel 12L of each of Sample 1 and Sample 2 has a shape obtained by horizontally inverting the right rocker panel 12R. However, for example, the cross-sectional shape of the right rocker panel 12R is a concave shape or a hat shape that opens to the left in the vehicle width direction, and the left rocker panel 12L has a thickness direction along the vehicle width direction and a width direction along the vehicle vertical direction. It may be flat. That is, the cross-sectional shape of the right rocker panel 12R and the cross-sectional shape of the left rocker panel 12L do not have to be symmetrical.

10 ロッカ(車両用構造体)
12L 左側ロッカパネル(パネル部材)
12R 右側ロッカパネル(パネル部材)
MPR 右側ロッカパネルの曲げモーメントのピーク(最大値)
MPL 左側ロッカパネルの曲げモーメントのピーク(最大値)
θPR 右側ロッカパネルの曲げモーメントがピークになる際の曲げ角度
θPR 左側ロッカパネルの曲げモーメントがピークになる際の曲げ角度
10 Rocker (Vehicle structure)
12L left rocker panel (panel member)
12R Right rocker panel (panel member)
MPR Bending moment peak of right rocker panel (maximum value)
MPL Bending moment peak of left rocker panel (maximum value)
θPR Bending angle when the bending moment of the right rocker panel reaches its peak θPR Bending angle when the bending moment of the left rocker panel reaches its peak

Claims (1)

複数のパネル部材によって閉じ断面形状に形成されると共に、断面が崩壊する過程で前記複数のパネル部材の各々に作用する荷重又はモーメントがピークに達する際の前記複数のパネル部材の各々の変形量が同じ大きさになるように設定された車両用構造体。 Formed in a closed cross-sectional shape by a plurality of panel members, the amount of deformation of each of the plurality of panel members when the load or moment acting on each of the plurality of panel members reaches a peak in the process of collapsing the cross section. Vehicle structure set to have the same size.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2022010467A (en) * 2020-06-29 2022-01-17 京楽産業.株式会社 Game machine

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