JP2021172117A - Vehicular skeleton member and electric vehicle - Google Patents

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Abstract

To improve the energy absorption efficiency (the mass efficiency of absorbed energy) of a vehicular skeleton member.SOLUTION: A vehicular skeleton member includes a hat member 10 and a closing plate 20. The hat member 10 includes a top plate 11, two vertical walls 12, and two flanges 13. The two vertical walls 12 each include a plurality of grooves 31 that extends in the vertical direction (Z-direction) to the lengthwise direction (Y-direction) of the hat member 10. Each groove 31 includes one ridge line and two side faces. The ridge line extends in the vertical direction (Z-direction) to the lengthwise direction (Y-direction) of the hat member 10. The two side faces are respectively connected to the ridge line. A depth a of the groove 31 in the cross-section parallel to the top plate 11, a width b of the groove, and a height e of the vertical wall 12 in the vertical direction (Z-direction) to the top plate 11 satisfy 0.2≤a/e≤0.3 and 0.1≤b/e≤0.3.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えば自動車の衝突時などにおいて、高いエネルギー吸収効率を発揮する自動車骨格部材に関する。 The present invention relates to an automobile skeleton member that exhibits high energy absorption efficiency, for example, in the event of an automobile collision.

近年、世界中で燃費規制が厳格化され、衝突性能の向上と共に自動車車体の軽量化が求められている。しかし、自動車骨格部材の材料を単純に高強度で板厚が薄い材料に置き換えるだけでは、骨格部材の形状によっては、剛性の低下に伴い衝突時に早期に座屈することがあり、必ずしも高いエネルギー吸収効率が得られるとは限らない。エネルギー吸収性能は、骨格部材が塑性変形する部分が多いほど高くなるが、衝突時に早期に座屈が生じた場合には塑性変形しない部分が多く残り、材料強度を大きくしてもエネルギー吸収性能の向上度合いは小さくなる。このため、衝突時に早期に座屈が生じないよう材料本来の強度を活かすことができる骨格部材の検討が進められている。また、電気自動車においては、フロア下に大容量のバッテリーを搭載する車体構造の開発が進められており、サイドシル等の骨格部材の改良が進められている。 In recent years, fuel efficiency regulations have become stricter all over the world, and there is a demand for improved collision performance and weight reduction of automobile bodies. However, simply replacing the material of the automobile skeleton member with a material having high strength and a thin plate thickness may cause early buckling at the time of a collision due to a decrease in rigidity depending on the shape of the skeleton member, and the energy absorption efficiency is not necessarily high. Is not always obtained. The energy absorption performance increases as the number of plastically deformed parts of the skeleton member increases, but if buckling occurs early at the time of collision, many parts that do not plastically deform remain, and even if the material strength is increased, the energy absorption performance is improved. The degree of improvement is small. For this reason, studies are underway on skeletal members that can utilize the original strength of the material so that buckling does not occur at an early stage in the event of a collision. Further, in electric vehicles, the development of a vehicle body structure in which a large-capacity battery is mounted under the floor is being promoted, and the skeletal members such as side sills are being improved.

エネルギー吸収性能を向上させることを目的とした技術として、特許文献1には、サイドシルとクロスメンバの間に、断面が略U字状のバルクヘッドを設けることが開示されている。特許文献1のバルクヘッドは、正面部と、後側面部と、フランジとで構成され、正面部と後側面部に凹部を有している。特許文献2には、中空部材に蛇腹状の変形促進手段が設けられた衝撃吸収部材が開示されている。特許文献2の衝撃吸収部材は、衝撃による曲げ荷重が加わった際に、蛇腹状の変形促進手段が座屈することによって、曲げ荷重を長手方向の圧縮荷重に変換させ、断面崩れの抑制を図っている。特許文献3には、ハット部材の縦壁に凹状または凸状のビードが形成された金属製アブソーバが開示されている。 As a technique for improving energy absorption performance, Patent Document 1 discloses that a bulkhead having a substantially U-shaped cross section is provided between a side sill and a cross member. The bulkhead of Patent Document 1 is composed of a front portion, a rear side surface portion, and a flange, and has recesses in the front surface portion and the rear side surface portion. Patent Document 2 discloses a shock absorbing member in which a bellows-shaped deformation promoting means is provided on the hollow member. In the shock absorbing member of Patent Document 2, when a bending load due to an impact is applied, the bellows-shaped deformation promoting means buckles to convert the bending load into a compression load in the longitudinal direction to suppress cross-sectional collapse. There is. Patent Document 3 discloses a metal absorber in which a concave or convex bead is formed on a vertical wall of a hat member.

特開2006−205797号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-205977 特開2006−207679号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-207679 特開2008−265738号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-265738

特許文献1の車体構造は、サイドシル自体の座屈を抑えることを目的とした構造ではないため、材料強度を活かすことによるエネルギー吸収性能の向上という観点では改善の余地がある。また、特許文献2の衝撃吸収部材について、本発明者がシミュレーションを実施したところ、衝撃吸収部材には塑性変形が生じていない部分が多く残り、材料強度を活かすことによるエネルギー吸収性能の向上という観点では改善の余地がある。特許文献3のアブソーバは、歩行者と自動車の衝突時における歩行者の脚部の保護を目的としたものであり、車体側のエネルギー吸収性能を向上させるという点では改善の余地がある。 Since the vehicle body structure of Patent Document 1 is not a structure intended to suppress buckling of the side sill itself, there is room for improvement from the viewpoint of improving energy absorption performance by utilizing the material strength. Further, when the present inventor carried out a simulation on the shock absorbing member of Patent Document 2, many parts of the shock absorbing member that were not plastically deformed remained, and from the viewpoint of improving the energy absorption performance by utilizing the material strength. Then there is room for improvement. The absorber of Patent Document 3 is intended to protect the legs of a pedestrian in the event of a collision between a pedestrian and an automobile, and there is room for improvement in terms of improving the energy absorption performance on the vehicle body side.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、自動車骨格部材のエネルギー吸収効率(吸収エネルギーの質量効率)を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the energy absorption efficiency (mass efficiency of absorbed energy) of an automobile frame member.

上記課題を解決する本発明の一態様は、自動車骨格部材であって、ハット部材と、クロージングプレートを備え、前記ハット部材は、天板と、2つの縦壁と、2つのフランジを備え、前記2つの縦壁は、それぞれ前記天板と前記フランジの間にあり、前記2つの縦壁は、向かい合い、前記2つのフランジは、それぞれ前記クロージングプレートと接合され、前記2つの縦壁はそれぞれ、前記ハット部材の長手方向に垂直な方向に延びる複数の溝部を備え、前記溝部は、1つの稜線と、2つの側面を備え、前記稜線は、前記ハット部材の長手方向に垂直な方向に延び、前記2つの側面は、それぞれ前記稜線に接続され、前記天板に平行な断面における前記溝部の深さaと、前記溝部の幅bと、前記天板に垂直な方向における前記縦壁の高さeは、0.2≦a/e≦0.3、かつ、0.1≦b/e≦0.3の関係を満たすことを特徴としている。 One aspect of the present invention for solving the above problems is an automobile skeleton member, which includes a hat member and a closing plate, and the hat member includes a top plate, two vertical walls, and two flanges. The two vertical walls are respectively between the top plate and the flange, the two vertical walls face each other, the two flanges are each joined to the closing plate, and the two vertical walls are each said. It comprises a plurality of grooves extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the hat member, the groove having one ridge and two side surfaces, the ridge extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the hat member, said. The two side surfaces are connected to the ridgeline, respectively, and the depth a of the groove portion in the cross section parallel to the top plate, the width b of the groove portion, and the height e of the vertical wall in the direction perpendicular to the top plate. Is characterized in that the relationship of 0.2 ≦ a / e ≦ 0.3 and 0.1 ≦ b / e ≦ 0.3 is satisfied.

別の観点による本発明の一態様は、自動車骨格部材であって、中空部材を備え、前記中空部材は、天板と、底板と、2つの縦壁を備え、前記天板と前記底板は、向かい合い、前記2つの縦壁は、それぞれ前記天板と前記底板の間にあり、前記2つの縦壁は、向かい合い、前記2つの縦壁はそれぞれ、前記中空部材の長手方向に垂直な方向に延びる複数の溝部を備え、前記溝部は、1つの稜線と、2つの側面を備え、前記稜線は、前記中空部材の長手方向に垂直な方向に延び、前記2つの側面は、それぞれ前記稜線に接続され、前記天板に平行な断面における前記溝部の深さaと、前記溝部の幅bと、前記天板に垂直な方向における前記縦壁の高さeは、0.2≦a/e≦0.3、かつ、0.1≦b/e≦0.3の関係を満たすことを特徴としている。 One aspect of the present invention from another aspect is an automobile skeleton member, comprising a hollow member, the hollow member comprising a top plate, a bottom plate, and two vertical walls, the top plate and the bottom plate. Facing each other, the two vertical walls are between the top plate and the bottom plate, respectively, the two vertical walls face each other, and the two vertical walls extend in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the hollow member. A plurality of grooves are provided, the groove includes one ridge and two sides, the ridge extends in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the hollow member, and the two sides are each connected to the ridge. The depth a of the groove in the cross section parallel to the top plate, the width b of the groove, and the height e of the vertical wall in the direction perpendicular to the top plate are 0.2 ≦ a / e ≦ 0. It is characterized in that it satisfies the relationship of 0.3 and 0.1 ≦ b / e ≦ 0.3.

自動車骨格部材のエネルギー吸収効率を向上させることができる。 The energy absorption efficiency of the automobile frame member can be improved.

第1の実施形態に係る自動車骨格部材の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the schematic structure of the automobile skeleton member which concerns on 1st Embodiment. 自動車骨格部材の、溝部が設けられていない部分における部材長手方向に垂直な断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section perpendicular to the member longitudinal direction in the part where the groove part is not provided of the automobile skeleton member. 電気自動車の車高方向に垂直な断面におけるサイドシルの周辺を示す図である。It is a figure which shows the periphery of the side sill in the cross section perpendicular to the vehicle height direction of an electric vehicle. ハット部材の溝形成箇所周辺の平面図である。It is a top view around the groove formation part of a hat member. ハット部材の溝形成箇所周辺の側面図である。It is a side view around the groove formation part of a hat member. 図5中のA−A断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 自動車骨格部材の変形モードの一例(面外折れモード)を示す図である。It is a figure which shows an example (out-of-plane bending mode) of the deformation mode of the automobile skeleton member. 図7中のB−B断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 自動車骨格部材の変形モードの一例(面内折れモード)を示す図である。It is a figure which shows an example (in-plane folding mode) of the deformation mode of an automobile skeleton member. 自動車骨格部材の変形モードの一例(軸圧潰モード)を示す図である。It is a figure which shows an example (shaft crushing mode) of the deformation mode of the automobile skeleton member. 図10中のC−C断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 稜線Rの曲率半径dについて説明するための図である。本図はハット部材の天板を上から見た図である。It is a figure for demonstrating the radius of curvature d of a ridge line R. This figure is a view of the top plate of the hat member from above. 第2の実施形態に係る自動車骨格部材の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the schematic structure of the automobile skeleton member which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る自動車骨格部材の、図5中のA−A断面に相当する図である。It is a figure corresponding to the AA cross section in FIG. 5 of the automobile frame member which concerns on 2nd Embodiment. 溝部の形状例を示す、図5中のA−A断面に相当する図である。It is a figure corresponding to the AA cross section in FIG. 5 which shows the shape example of the groove part. 第3の実施形態に係る自動車骨格部材の、図5中のA−A断面に相当する図である。It is a figure corresponding to the AA cross section in FIG. 5 of the automobile frame member which concerns on 3rd Embodiment. 第1のハット部材と第2のハット部材の両方に溝部を有した自動車骨格部材の、図5中のA−A断面に相当する図である。It is a figure corresponding to the AA cross section in FIG. 5 of the automobile skeleton member which has the groove part in both the 1st hat member and the 2nd hat member. 第4の実施形態に係る自動車骨格部材の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the schematic structure of the automobile skeleton member which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施形態に係る自動車骨格部材の、図5中のA−A断面に相当する図である。It is a figure corresponding to the AA cross section in FIG. 5 of the automobile frame member which concerns on 4th Embodiment. 溝部の形状例を示す図である。It is a figure which shows the shape example of the groove part. 溝部の形状例を示す図である。It is a figure which shows the shape example of the groove part. 溝部の形状例を示す図である。It is a figure which shows the shape example of the groove part. 溝部の形状例を示す図である。It is a figure which shows the shape example of the groove part. 衝突シミュレーションにおける解析モデルを示す図である。It is a figure which shows the analysis model in a collision simulation. シミュレーション(1)の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the simulation (1). シミュレーション(2)におけるa/eと、b/eと、変形モードの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a / e, b / e, and a deformation mode in simulation (2).

以下、本発明に係る一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and the drawings, elements having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.

<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態における自動車骨格部材1の概略構成を示す図である。自動車骨格部材1は、サイドシルまたはバンパービーム等の曲げ荷重を受ける部材である。第1の実施形態の自動車骨格部材1は、部材長手方向(図1のY方向)に垂直な断面がハット形状の部材であるハット部材10と、ハット部材10に接合される底板である平板状のクロージングプレート20とを有している。なお、図1に示すX方向、Y方向およびZ方向は互いに垂直な方向であり、自動車骨格部材1が例えばサイドシルを構成する部材である場合は、X方向が車高方向、Y方向が車長方向、Z方向が車幅方向である。また、自動車骨格部材1が例えばバンパービームを構成する部材である場合は、X方向が車高方向、Y方向が車幅方向、Z方向が車長方向である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an automobile skeleton member 1 according to the first embodiment. The automobile skeleton member 1 is a member that receives a bending load such as a side sill or a bumper beam. The automobile skeleton member 1 of the first embodiment has a hat member 10 having a hat-shaped cross section perpendicular to the member longitudinal direction (Y direction in FIG. 1) and a flat plate-shaped bottom plate joined to the hat member 10. It has a closing plate 20 of the above. The X, Y, and Z directions shown in FIG. 1 are perpendicular to each other. When the automobile frame member 1 is, for example, a member constituting a side sill, the X direction is the vehicle height direction and the Y direction is the vehicle length. The direction and the Z direction are the vehicle width directions. When the automobile skeleton member 1 is, for example, a member constituting a bumper beam, the X direction is the vehicle height direction, the Y direction is the vehicle width direction, and the Z direction is the vehicle length direction.

図2に示されるように、ハット部材10は、天板11と、天板11に繋がる2つの縦壁12と、縦壁12に繋がる2つのフランジ13とを有している。2つの縦壁12は、それぞれ天板11とフランジ13の間にあり、2つの縦壁12は向かい合っている。第1の実施形態においては、ハット部材10の2つのフランジ13と、クロージングプレート20とが接合されることで自動車骨格部材1が構成されている。ハット部材10は例えば引張強さ440〜1500MPaの鋼材で形成されるが、ハット部材10の素材は特に限定されず、例えばアルミニウム合金部材やマグネシウム合金部材等であってもよい。同様に、クロージングプレート20は例えば引張強さ440〜1500MPaの鋼材で形成されるが、クロージングプレート20の素材は特に限定されず、例えばアルミニウム合金部材やマグネシウム合金部材等であってもよい。 As shown in FIG. 2, the hat member 10 has a top plate 11, two vertical walls 12 connected to the top plate 11, and two flanges 13 connected to the vertical wall 12. The two vertical walls 12 are located between the top plate 11 and the flange 13, respectively, and the two vertical walls 12 face each other. In the first embodiment, the automobile skeleton member 1 is formed by joining the two flanges 13 of the hat member 10 and the closing plate 20. The hat member 10 is formed of, for example, a steel material having a tensile strength of 440 to 1500 MPa, but the material of the hat member 10 is not particularly limited, and may be, for example, an aluminum alloy member or a magnesium alloy member. Similarly, the closing plate 20 is made of, for example, a steel material having a tensile strength of 440 to 1500 MPa, but the material of the closing plate 20 is not particularly limited, and may be, for example, an aluminum alloy member or a magnesium alloy member.

自動車骨格部材1が車体に取り付けられる際は、ハット部材10の天板11がクロージングプレート20に対して車外側に配置されていても車内側に配置されていてもよい。特にサイドシルの場合には、天板11はクロージングプレート20に対して車外側に配置されていることが好ましい。なぜなら、ハット部材のフランジが車外側にあると、フランジとドアが干渉してドアが閉まらないからである。また、自動車骨格部材1は電気自動車に適用されることが好ましい。なぜなら、サイドシルで衝撃を吸収することでサイドシルより車内側に配置される電池の損傷を回避することができるからである。図3は、電気自動車40の車高方向に垂直な断面におけるサイドシル41の周辺を示す図である。図3に示されるように自動車骨格部材1がサイドシル41を構成する部材である場合は、クロージングプレート20が、フロアパネル(図示せず)の下に配置される電池42に隣接し、天板11が車外側と車内側のうち、車外側に配置されていることが好ましい。なお、本実施形態および後述の実施形態においては、天板11が車外側と車内側のうち、車外側に配置されている。 When the automobile skeleton member 1 is attached to the vehicle body, the top plate 11 of the hat member 10 may be arranged outside the vehicle or inside the vehicle with respect to the closing plate 20. Especially in the case of the side sill, it is preferable that the top plate 11 is arranged on the outside of the vehicle with respect to the closing plate 20. This is because if the flange of the hat member is on the outside of the vehicle, the flange and the door interfere with each other and the door does not close. Further, the automobile skeleton member 1 is preferably applied to an electric vehicle. This is because the side sill absorbs the impact to avoid damage to the battery placed inside the vehicle from the side sill. FIG. 3 is a diagram showing the periphery of the side sill 41 in a cross section perpendicular to the vehicle height direction of the electric vehicle 40. When the automobile skeleton member 1 is a member constituting the side sill 41 as shown in FIG. 3, the closing plate 20 is adjacent to the battery 42 arranged under the floor panel (not shown), and the top plate 11 Is preferably arranged on the outside of the vehicle, out of the outside and the inside of the vehicle. In addition, in this embodiment and the embodiment described later, the top plate 11 is arranged on the outside of the vehicle, out of the outside of the vehicle and the inside of the vehicle.

図1および図4〜図6に示されるように、第1の実施形態のハット部材10は、部材長手方向に垂直な方向に延びる溝部31を有している。エネルギー吸収効率を効果的に向上させる観点においては、溝部31は、図1および図6のように天板11と縦壁12の間にある稜線部14から縦壁12とフランジ13の間にある稜線部15に跨るように、すなわち、縦壁12の車外側端部から車内側端部にわたって形成されていることが好ましい。溝部31は一対の縦壁12の両方に設けられている。溝部31の成形方法は特に限定されず、例えばハット部材10の成形後にプレス加工を繰り返し行い、徐々に溝部31の深さを大きくしていくことで成形が行われる。本明細書では、図4に示されるような溝部31が形成された箇所を“溝形成箇所30”と称す。また、図6に示されるように、本明細書では、溝形成箇所30における天板11を“溝部天板32”と称し、溝形成箇所30における縦壁12を“溝部縦壁33”と称し、溝形成箇所30におけるフランジ13を“溝部フランジ34”と称す。 As shown in FIGS. 1 and 4 to 6, the hat member 10 of the first embodiment has a groove portion 31 extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the member. From the viewpoint of effectively improving the energy absorption efficiency, the groove portion 31 is located between the vertical wall 12 and the flange 13 from the ridge line portion 14 between the top plate 11 and the vertical wall 12 as shown in FIGS. 1 and 6. It is preferable that the vertical wall 12 is formed so as to straddle the ridgeline portion 15, that is, from the vehicle outer end portion to the vehicle inner end portion of the vertical wall 12. Grooves 31 are provided on both of the pair of vertical walls 12. The molding method of the groove portion 31 is not particularly limited, and for example, molding is performed by repeatedly performing press working after molding the hat member 10 and gradually increasing the depth of the groove portion 31. In the present specification, a portion where the groove portion 31 as shown in FIG. 4 is formed is referred to as a “groove forming portion 30”. Further, as shown in FIG. 6, in the present specification, the top plate 11 at the groove forming portion 30 is referred to as “groove top plate 32”, and the vertical wall 12 at the groove forming portion 30 is referred to as “groove vertical wall 33”. The flange 13 at the groove forming portion 30 is referred to as a “groove flange 34”.

溝部天板32は、溝形成箇所30以外の部分の天板11と同一平面内に位置しており、溝部フランジ34は、溝形成箇所30以外の部分のフランジ13と同一平面内に位置している。図4に示されるように、第1の実施形態の溝部縦壁33は、天板11に垂直な方向から見て三角形状に凹んでいる。溝部縦壁33には、溝部31の底に位置する1つの稜線31aと、溝形成箇所30以外の部分の縦壁12と稜線31aとの間の一対の平面である側面31bがある。すなわち、溝部31は、1つの稜線31aと、2つの側面31bを備えており、2つの側面31bは、それぞれ1つの稜線31aに接続されている。換言すると、2つの側面31bは、1つの稜線31aを介して互いに接続されている。稜線31aは、ハット部材10の長手方向(Y方向)に垂直な方向(Z方向)に延びている。 The groove top plate 32 is located in the same plane as the top plate 11 in the portion other than the groove forming portion 30, and the groove flange 34 is located in the same plane as the flange 13 in the portion other than the groove forming portion 30. There is. As shown in FIG. 4, the groove vertical wall 33 of the first embodiment is recessed in a triangular shape when viewed from a direction perpendicular to the top plate 11. The groove vertical wall 33 has one ridge line 31a located at the bottom of the groove portion 31 and a pair of flat side surfaces 31b between the vertical wall 12 and the ridge line 31a in a portion other than the groove forming portion 30. That is, the groove portion 31 includes one ridge line 31a and two side surface 31b, and each of the two side surface 31b is connected to one ridge line 31a. In other words, the two side surfaces 31b are connected to each other via one ridge line 31a. The ridge line 31a extends in a direction (Z direction) perpendicular to the longitudinal direction (Y direction) of the hat member 10.

溝形成箇所30は、ハット部材10の部材長手方向に沿って間隔をおいて複数設けられている。すなわち、2つの縦壁12は、ハット部材10の部材長手方向に沿って複数の溝部31を備えている。第1の実施形態においては、溝形成箇所30が存在する領域がハット部材10の部材長手方向の中央部のみとなっているが、溝形成箇所30は例えばハット部材10の部材長手方向の全域に設けられていてもよい。 A plurality of groove forming portions 30 are provided at intervals along the member longitudinal direction of the hat member 10. That is, the two vertical walls 12 are provided with a plurality of groove portions 31 along the member longitudinal direction of the hat member 10. In the first embodiment, the region where the groove forming portion 30 exists is only the central portion in the member longitudinal direction of the hat member 10, but the groove forming portion 30 covers, for example, the entire area of the hat member 10 in the member longitudinal direction. It may be provided.

第1の実施形態の自動車骨格部材1は以上のように構成されている。この自動車骨格部材1においては、衝突時にZ方向から部分的に荷重が加わる。第1の実施形態の自動車骨格部材1の場合、ハット部材10の溝部31が、縦壁12だけでなく、縦壁12と天板11の間の稜線部14と縦壁12とフランジ13の間の稜線部15にも設けられているため、各稜線部14、15に溝部31が設けられていない場合に比べ、稜線部15の剛性が高まり、自動車骨格部材1の変形に要する荷重を大きくすることができる。また、溝部31は、天板11に垂直な方向に延びる1つの稜線31aと2つの側面31bを有する形状であることにより、縦壁12の面剛性をさらに高めることができ、自動車骨格部材1の変形に要する荷重をさらに大きくすることができる。第1の実施形態の自動車骨格部材1においては、それらの作用により、エネルギー吸収性能を向上させることができる。また、第1の実施形態の自動車骨格部材1は、新たに補強部材が追加される構造ではないことから、エネルギー吸収性能に関する質量効率を向上させることができる。 The automobile skeleton member 1 of the first embodiment is configured as described above. In the automobile skeleton member 1, a load is partially applied from the Z direction at the time of a collision. In the case of the automobile skeleton member 1 of the first embodiment, the groove portion 31 of the hat member 10 is not only between the vertical wall 12 but also between the ridge line portion 14 between the vertical wall 12 and the top plate 11 and between the vertical wall 12 and the flange 13. Since the ridge line portion 15 is also provided, the rigidity of the ridge line portion 15 is increased and the load required for deformation of the automobile skeleton member 1 is increased as compared with the case where the groove portions 31 are not provided in the ridge line portions 14 and 15. be able to. Further, since the groove portion 31 has a shape having one ridge line 31a extending in the direction perpendicular to the top plate 11 and two side surface 31b, the surface rigidity of the vertical wall 12 can be further increased, and the automobile skeleton member 1 can be formed. The load required for deformation can be further increased. In the automobile skeleton member 1 of the first embodiment, the energy absorption performance can be improved by their actions. Further, since the automobile skeleton member 1 of the first embodiment does not have a structure in which a reinforcing member is newly added, it is possible to improve the mass efficiency related to the energy absorption performance.

なお、自動車骨格部材1の変形時においては、次のいずれかの変形モードが生じる。 When the automobile skeleton member 1 is deformed, any of the following deformation modes occurs.

(面外折れモード)
図7および図8に示されるように、面外折れモードは、主な変形が、部材長手方向に垂直な断面においてハット部材10の縦壁12が面外方向に折れる変形となるモードである。
(面内折れモード)
図9に示されるように、面内折れモードは、主な変形が、ハット部材10の縦壁12が部材長手方向に向かって折れる変形であり、部材長手方向に垂直な断面における面外方向への縦壁12の変形が小さいモードである。
(軸圧潰モード)
図10および図11に示されるように、軸圧潰モードは、部材長手方向に垂直な断面においてハット部材10の縦壁12が短い間隔で圧潰し、全体として蛇腹状の変形が生じるモードである。
(Out-of-plane folding mode)
As shown in FIGS. 7 and 8, the out-of-plane bending mode is a mode in which the main deformation is a deformation in which the vertical wall 12 of the hat member 10 is bent in the out-of-plane direction in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the member.
(In-plane folding mode)
As shown in FIG. 9, in the in-plane folding mode, the main deformation is the deformation in which the vertical wall 12 of the hat member 10 bends in the longitudinal direction of the member, and in the out-of-plane direction in the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the member. This is a mode in which the deformation of the vertical wall 12 is small.
(Axial crush mode)
As shown in FIGS. 10 and 11, the axial crushing mode is a mode in which the vertical walls 12 of the hat member 10 are crushed at short intervals in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the member, and a bellows-like deformation occurs as a whole.

変形に要する荷重を衝突初期から衝突後期にかけて安定して大きくするためには、自動車骨格部材1が軸圧潰モードで変形することが好ましい。 In order to stably increase the load required for deformation from the initial stage of the collision to the latter stage of the collision, it is preferable that the automobile skeleton member 1 is deformed in the axial crushing mode.

ここで、図4に示すようにハット部材10の天板11に平行な断面における溝部31の深さを“a”、溝部31の幅を“b”と定義し、図6に示すようにハット部材10の天板11に垂直な方向における縦壁12の高さを“e”と定義する。なお、溝部31の深さaとは、天板11に平行な断面における、ハット部材10の部材長手方向に垂直な方向(X方向)の、縦壁12から稜線31aまでの長さである。溝部31の幅bとは、ハット部材10の部材長手方向(Y方向)における2つの側面31b間の最大長さである。縦壁12の高さeとは、ハット部材10の部材長手方向に垂直な方向(Z方向)におけるフランジ13から天板11までの長さである。なお、第1の実施形態においては、縦壁12の高さeは、溝部フランジ34から溝部天板32までの高さに等しい。 Here, as shown in FIG. 4, the depth of the groove 31 in the cross section parallel to the top plate 11 of the hat member 10 is defined as “a”, the width of the groove 31 is defined as “b”, and the hat is defined as shown in FIG. The height of the vertical wall 12 in the direction perpendicular to the top plate 11 of the member 10 is defined as "e". The depth a of the groove portion 31 is the length from the vertical wall 12 to the ridge line 31a in the direction (X direction) perpendicular to the member longitudinal direction of the hat member 10 in the cross section parallel to the top plate 11. The width b of the groove portion 31 is the maximum length between the two side surfaces 31b in the member longitudinal direction (Y direction) of the hat member 10. The height e of the vertical wall 12 is the length from the flange 13 to the top plate 11 in the direction (Z direction) perpendicular to the member longitudinal direction of the hat member 10. In the first embodiment, the height e of the vertical wall 12 is equal to the height from the groove flange 34 to the groove top plate 32.

自動車骨格部材1に軸圧潰モードの変形を生じさせやすくするためには、溝部31の深さaと、溝部31の幅bと、ハット部材10の縦壁12の高さeが、0.2≦a/e≦0.3、かつ、0.1≦b/e≦0.3の関係を満たすことが好ましい。この数値範囲を満たす場合には、後記の実施例でも示すように自動車骨格部材1の変形が軸圧潰モードになりやすく、変形に要する荷重が衝突初期から衝突後期にわたって安定して大きくなる。これにより、エネルギー吸収性能をさらに向上させることができる。エネルギー吸収効率をさらに向上させる観点においては、b/eは0.2以下であることが好ましい。 In order to make it easy for the automobile skeleton member 1 to be deformed in the axial crushing mode, the depth a of the groove portion 31, the width b of the groove portion 31, and the height e of the vertical wall 12 of the hat member 10 are 0.2. It is preferable that the relationship of ≦ a / e ≦ 0.3 and 0.1 ≦ b / e ≦ 0.3 is satisfied. When this numerical range is satisfied, the deformation of the automobile skeleton member 1 tends to be in the axial crushing mode as shown in the embodiment described later, and the load required for the deformation is stably increased from the early stage of the collision to the late stage of the collision. Thereby, the energy absorption performance can be further improved. From the viewpoint of further improving the energy absorption efficiency, b / e is preferably 0.2 or less.

また、隣り合う溝部31の間隔c(図4)は、40mm以下であることが好ましい。溝部31の間隔cが40mm以下であることにより、軸圧潰モードの変形が生じやすくなり、エネルギー吸収効率を向上させることができる。溝部31の間隔cは小さいほど、エネルギー吸収効率を向上させることが可能であるが、溝部31を有するハット部材10の成形性の観点からは、溝部31の間隔cは、10mm以上であることが好ましい。また、軸圧潰モードの変形をより誘発しやすくするためには、2つの側面31b同士がなす角θ1が90〜95度であることが好ましく、垂直であることがさらに好ましい。また、軸圧潰モードの変形をより誘発しやすくするためには、図6に示されるような溝部縦壁33と溝部フランジ34とのなす角θ2が90〜100度であることが好ましく、垂直であることがさらに好ましい。 Further, the distance c (FIG. 4) between the adjacent groove portions 31 is preferably 40 mm or less. When the distance c between the groove portions 31 is 40 mm or less, the shaft crushing mode is likely to be deformed, and the energy absorption efficiency can be improved. The smaller the distance c between the groove portions 31, the more the energy absorption efficiency can be improved. However, from the viewpoint of moldability of the hat member 10 having the groove portion 31, the distance c between the groove portions 31 is 10 mm or more. preferable. Further, in order to more easily induce the deformation of the axial crushing mode, the angle θ 1 formed by the two side surfaces 31b is preferably 90 to 95 degrees, and more preferably vertical. Further, in order to more easily induce the deformation of the axial crushing mode, the angle θ 2 formed by the groove vertical wall 33 and the groove flange 34 as shown in FIG. 6 is preferably 90 to 100 degrees, and is vertical. Is more preferable.

軸圧潰モードの変形をより誘発しやすくする観点からは、図12に示される稜線31aの曲率半径d(稜線Rの曲率半径)は、5mm以下であることが好ましい。 From the viewpoint of making it easier to induce deformation in the axial crushing mode, the radius of curvature d of the ridge line 31a shown in FIG. 12 (radius of curvature of the ridge line R) is preferably 5 mm or less.

<第2の実施形態>
図13および図14に示されるように第2の実施形態の自動車骨格部材1は、溝部31がハット部材10の稜線部14まで延びていない。詳述すると、第2の実施形態の自動車骨格部材1においては、溝部31の一方端が縦壁12の車内側端部(図15の例では稜線部15)まで延びているものの、溝部31の他方端は縦壁12の車外側端部(図15の例では稜線部14)までは延びていない。このような形状の溝部31であっても、溝部31の深さaと、溝部31の幅bと、ハット部材10の縦壁12の高さeが、0.2≦a/e≦0.3、かつ、0.1≦b/e≦0.3の関係を満たすことで、軸圧潰モードの変形が生じやすくなり、エネルギー吸収効率を向上させることができる。本実施形態においても、エネルギー吸収効率をさらに向上させる観点からは、b/eは0.2以下であることが好ましい。
<Second embodiment>
As shown in FIGS. 13 and 14, in the automobile skeleton member 1 of the second embodiment, the groove portion 31 does not extend to the ridgeline portion 14 of the hat member 10. More specifically, in the automobile skeleton member 1 of the second embodiment, although one end of the groove 31 extends to the inner end of the vertical wall 12 (the ridge line 15 in the example of FIG. 15), the groove 31 The other end does not extend to the outer end of the vertical wall 12 (the ridge 14 in the example of FIG. 15). Even in the groove portion 31 having such a shape, the depth a of the groove portion 31, the width b of the groove portion 31, and the height e of the vertical wall 12 of the hat member 10 are 0.2 ≦ a / e ≦ 0. By satisfying the relationship of 3 and 0.1 ≦ b / e ≦ 0.3, the shaft crushing mode is likely to be deformed, and the energy absorption efficiency can be improved. Also in this embodiment, b / e is preferably 0.2 or less from the viewpoint of further improving the energy absorption efficiency.

図15は、溝部31の形状例を示す図である。図15の例における自動車骨格部材1は、図14の例とは異なり、溝部31の一方端が縦壁12の車外側端部(図15の例では稜線部14)まで延びている一方、溝部31の他方端は縦壁12の車内側端部(図15の例では稜線部15)まで延びていない構造である。このような構造であっても、図14に示す構造のようにエネルギー吸収効率を向上させることができる。 FIG. 15 is a diagram showing a shape example of the groove portion 31. In the automobile skeleton member 1 in the example of FIG. 15, unlike the example of FIG. 14, one end of the groove portion 31 extends to the vehicle outer end portion of the vertical wall 12 (the ridge line portion 14 in the example of FIG. 15), while the groove portion The other end of 31 has a structure that does not extend to the inner end portion of the vertical wall 12 (the ridgeline portion 15 in the example of FIG. 15). Even with such a structure, the energy absorption efficiency can be improved as shown in FIG.

ただし、前述の図14のような構造の自動車骨格部材1の方が、図15のような構造の自動車骨格部材1よりもエネルギー吸収効率を向上させることが可能である。自動車骨格部材1に衝撃荷重が入力された際には、縦壁12の最初に座屈した箇所を起点として縦壁12の車内側端部に向かって座屈領域が広がっていく。このため、最初に座屈する箇所を縦壁12の車外側にする方がエネルギー吸収効率向上の点で有利である。理由としては、縦壁12の車内側が先に座屈すると車外側の溝部31の延在方向と衝撃入力方向のずれが大きくなり軸圧潰モードの変形が起こりにくくなり、蛇腹状に変形する領域がより小さくなるからである。すなわち、溝部31は縦壁12の車内側端部まで延在していることが望ましい。最初に座屈する箇所は溝部31の無い箇所である。溝部31が無いと最初に座屈する理由は、溝部31が無いと変形抵抗が小さいからである。 However, the automobile skeleton member 1 having the structure shown in FIG. 14 can improve the energy absorption efficiency as compared with the automobile skeleton member 1 having the structure shown in FIG. When an impact load is input to the automobile skeleton member 1, the buckling region expands from the first buckled portion of the vertical wall 12 toward the inner end of the vertical wall 12. Therefore, it is advantageous in terms of improving the energy absorption efficiency that the first buckling point is on the outside of the vehicle of the vertical wall 12. The reason is that if the inside of the vertical wall 12 buckles first, the deviation between the extending direction of the groove 31 on the outside of the vehicle and the impact input direction becomes large, and the shaft crushing mode is less likely to be deformed, resulting in a bellows-like deformation region. Because it becomes smaller. That is, it is desirable that the groove portion 31 extends to the inner end portion of the vertical wall 12 on the vehicle side. The first place to buckle is the place without the groove 31. The reason for first buckling without the groove 31 is that the deformation resistance is small without the groove 31.

図14の自動車骨格部材1の場合、溝部31が縦壁12の車内側端部(図14の例では稜線部15)まで延びており、縦壁12の車外側端部(図14の例では稜線部14)には溝部31が形成されていない。このため、図14の自動車骨格部材1は、衝撃荷重の入力時に縦壁12の車外側端部(図14の例では稜線部14)の近傍で座屈が生じやすい。一方、図15の自動車骨格部材1は、縦壁12の車内側端部(図15の例では稜線部15)の近傍で座屈が生じやすい。したがって、図14のような構造の自動車骨格部材1は、図15のような構造の自動車骨格部材1に比べて蛇腹状に変形する領域を多く確保することができ、エネルギー吸収効率を向上させることができる。 In the case of the automobile skeleton member 1 of FIG. 14, the groove portion 31 extends to the vehicle inner end portion (ridge line portion 15 in the example of FIG. 14) of the vertical wall 12 and the vehicle outer end portion of the vertical wall 12 (in the example of FIG. 14). The groove portion 31 is not formed in the ridge line portion 14). Therefore, the automobile skeleton member 1 of FIG. 14 tends to buckle in the vicinity of the vehicle outer end portion (ridge line portion 14 in the example of FIG. 14) of the vertical wall 12 when an impact load is input. On the other hand, the automobile skeleton member 1 of FIG. 15 tends to buckle in the vicinity of the vehicle inner end portion (ridge line portion 15 in the example of FIG. 15) of the vertical wall 12. Therefore, the automobile skeleton member 1 having the structure shown in FIG. 14 can secure a large area of deformation in a bellows shape as compared with the automobile skeleton member 1 having the structure shown in FIG. 15, and can improve the energy absorption efficiency. Can be done.

さらに、第2の実施形態における自動車骨格部材1によれば、稜線部14および稜線部15のうち、一方の稜線部14には溝部31が形成されていないことから、第1の実施形態の自動車骨格部材1に比べ、ハット部材10を成形しやすい。すなわち、第2の実施形態の自動車骨格部材1は、エネルギー吸収効率と成形性を高いレベルで両立させることが可能な部材である。 Further, according to the automobile skeleton member 1 of the second embodiment, since the groove portion 31 is not formed in one of the ridge line portions 14 and the ridge line portions 15, the automobile of the first embodiment. Compared to the skeleton member 1, the hat member 10 is easier to mold. That is, the automobile skeleton member 1 of the second embodiment is a member capable of achieving both energy absorption efficiency and moldability at a high level.

図14のようにハット部材10の車内側端部(図14の例では稜線部15)まで溝部31が延びている場合、ハット部材10の天板11に垂直な方向における溝部31の長さgは、ハット部材10の縦壁12の高さeの80%以上の長さであることが好ましい。これにより、衝撃荷重の入力時に軸圧潰モードの変形が生じやすくなり、エネルギー吸収効率を向上させることができる。なお、ハット部材10の車内側端部まで溝部31が延びている場合の溝部31の長さgとは、溝形成箇所30における、縦壁12の稜線部14側のR止まりと溝部31側のR止まりのうち、溝部31側のR止まりからフランジ13までのZ方向長さである。ハット部材10の車内側端部まで溝部31が延びている場合、エネルギー吸収効率をさらに向上させる観点からは、溝部31の長さgは縦壁12の高さeの90%以上の長さであることがより好ましく、95%以上の長さであることがさらに好ましい。 When the groove portion 31 extends to the vehicle inner end portion (ridge line portion 15 in the example of FIG. 14) of the hat member 10 as shown in FIG. 14, the length g of the groove portion 31 in the direction perpendicular to the top plate 11 of the hat member 10. Is preferably a length of 80% or more of the height e of the vertical wall 12 of the hat member 10. As a result, the shaft crushing mode is likely to be deformed when the impact load is input, and the energy absorption efficiency can be improved. The length g of the groove portion 31 when the groove portion 31 extends to the inner end portion of the hat member 10 is the R stop on the ridge line portion 14 side of the vertical wall 12 and the groove portion 31 side at the groove forming portion 30. Of the R stops, it is the length in the Z direction from the R stop on the groove 31 side to the flange 13. When the groove portion 31 extends to the vehicle inner end of the hat member 10, the length g of the groove portion 31 is 90% or more of the height e of the vertical wall 12 from the viewpoint of further improving the energy absorption efficiency. It is more preferable to have a length of 95% or more.

また、図15のようにハット部材10の車内側端部(図14の例では稜線部15)まで溝部31が延びていない場合、ハット部材10の天板11に垂直な方向における溝部31の長さgは、ハット部材10の縦壁12の高さeの70%以上の長さであることが好ましい。これにより、衝撃荷重の入力時に軸圧潰モードの変形が生じやすくなり、エネルギー吸収効率を向上させることができる。なお、ハット部材10の車内側端部まで溝部31が延びていない場合の溝部31の長さgとは、溝形成箇所30における、縦壁12の稜線部15側のR止まりと溝部31側のR止まりのうち、溝部31側のR止まりから天板11までのZ方向長さである。ハット部材10の車内側端部まで溝部31が延びていない場合、エネルギー吸収効率をさらに向上させる観点からは、溝部31の長さgは縦壁12の高さeの75%以上の長さであることがより好ましく、85%以上または90%以上の長さであることがさらに好ましい。 Further, when the groove portion 31 does not extend to the vehicle inner end portion (ridge line portion 15 in the example of FIG. 14) of the hat member 10 as shown in FIG. 15, the length of the groove portion 31 in the direction perpendicular to the top plate 11 of the hat member 10 The length g is preferably 70% or more of the height e of the vertical wall 12 of the hat member 10. As a result, the shaft crushing mode is likely to be deformed when the impact load is input, and the energy absorption efficiency can be improved. The length g of the groove portion 31 when the groove portion 31 does not extend to the inner end portion of the hat member 10 is the R stop on the ridge line portion 15 side of the vertical wall 12 and the groove portion 31 side at the groove forming portion 30. Of the R stops, it is the length in the Z direction from the R stop on the groove 31 side to the top plate 11. When the groove portion 31 does not extend to the vehicle inner end of the hat member 10, the length g of the groove portion 31 is 75% or more of the height e of the vertical wall 12 from the viewpoint of further improving the energy absorption efficiency. More preferably, it is more preferably 85% or more or 90% or more in length.

<第3の実施形態>
第1の実施形態における自動車骨格部材1は、ハット部材10の相手部材がクロージングプレート20であった。図16に示される第3の実施形態の自動車骨格部材1は、相手部材もハット部材となっている。以降の説明では、第1の実施形態で説明したハット部材(図16中の上側の部材)を“第1のハット部材10a”と称し、第1のハット部材10aの相手部材となるハット部材(図16中の下側の部材)を“第2のハット部材10b”と称す。第2のハット部材10bも第1のハット部材10aと同様に、天板11と、天板11に繋がる一対の縦壁12と、縦壁12に繋がるフランジ13とを有している。自動車骨格部材1は、第1のハット部材10aと第2のハット部材10bが互いのフランジ13で接合されることで構成されている。第3の実施形態の自動車骨格部材1においても、第1のハット部材10aの溝部31は、図4のように天板11に垂直な方向から見たときに1つの稜線31aと2つの側面31bとを有しており、当該溝部31は、図16に示されるように稜線部14から稜線部15にわたって設けられている。このため、エネルギー吸収効率を向上させることができる。
<Third embodiment>
In the automobile skeleton member 1 in the first embodiment, the mating member of the hat member 10 was the closing plate 20. In the automobile skeleton member 1 of the third embodiment shown in FIG. 16, the mating member is also a hat member. In the following description, the hat member (upper member in FIG. 16) described in the first embodiment is referred to as a "first hat member 10a", and a hat member (a hat member serving as a mating member of the first hat member 10a). The lower member in FIG. 16) is referred to as a "second hat member 10b". Like the first hat member 10a, the second hat member 10b also has a top plate 11, a pair of vertical walls 12 connected to the top plate 11, and a flange 13 connected to the vertical wall 12. The automobile skeleton member 1 is configured by joining the first hat member 10a and the second hat member 10b with each other flange 13. Also in the automobile skeleton member 1 of the third embodiment, the groove portion 31 of the first hat member 10a has one ridge line 31a and two side surfaces 31b when viewed from a direction perpendicular to the top plate 11 as shown in FIG. The groove portion 31 is provided from the ridge line portion 14 to the ridge line portion 15 as shown in FIG. Therefore, the energy absorption efficiency can be improved.

また、図17に示されるように、第2のハット部材10bにも、第1のハット部材10aと同様に溝部31が設けられていてもよい。これによりエネルギー吸収効率をさらに向上させることができる。なお、第2のハット部材10bに溝部31が設けられる場合、溝部31の深さaと、第1のハット部材10aの高さe1と第2のハット部材10bの高さe2の和eとの比(a/e)が0.2〜0.3であり、かつ溝部31の幅bと、第1のハット部材10aの高さe1と第2のハット部材10bの高さe2の和eとの比(b/e)が0.1〜0.3であることが好ましい。本実施形態においても、エネルギー吸収効率をさらに向上させる観点からは、b/eは0.2以下であることが好ましい。また、溝部31の2つの側面31b同士のなす角θ1は90〜95度であることが好ましく、垂直であることがさらに好ましい。また、溝部縦壁33と溝部フランジ34とのなす角θ2は90〜100度であることが好ましく、垂直であることがさらに好ましい。 Further, as shown in FIG. 17, the second hat member 10b may also be provided with the groove portion 31 in the same manner as the first hat member 10a. As a result, the energy absorption efficiency can be further improved. In the case where the groove 31 is provided in the second hat member 10b, and the depth a of the groove 31, the sum of the height e 2 of the height of the first hat member 10a e 1 and the second hat member 10b e the ratio of the (a / e) is 0.2 to 0.3, and the width b of the groove 31, the height of the height of the first hat member 10a e 1 and the second hat member 10b e 2 The ratio (b / e) of to the sum e is preferably 0.1 to 0.3. Also in this embodiment, b / e is preferably 0.2 or less from the viewpoint of further improving the energy absorption efficiency. Further, the angle θ 1 formed by the two side surfaces 31b of the groove portion 31 is preferably 90 to 95 degrees, and more preferably vertical. Further, the angle θ 2 formed by the groove vertical wall 33 and the groove flange 34 is preferably 90 to 100 degrees, and more preferably vertical.

さらに、第1のハット部材と第2のハット部材10bの両方が溝形成箇所30を有する場合、第2のハット部材10bの高さe2と第1のハット部材10aの高さe1との比(e2/e1)は、0.25以下であることが好ましい。この数値範囲を満たす場合には、軸圧潰モードの変形をより誘発しやすくなり、e2/e1が0.25を超える場合に比べて、エネルギー吸収効率を向上させることができる。e2/e1は、0.2以下であることがより好ましく、0.1以下であることがさらに好ましい。すなわち、e2/e1は、小さいほど好ましい。 Furthermore, both the first hat member and the second hat member 10b may have a groove forming portion 30, the height e 2 of the second hat member 10b of the height e 1 of the first hat member 10a The ratio (e 2 / e 1 ) is preferably 0.25 or less. When this numerical range is satisfied, the deformation of the axial crushing mode is more likely to be induced, and the energy absorption efficiency can be improved as compared with the case where e 2 / e 1 exceeds 0.25. e 2 / e 1 is more preferably 0.2 or less, and further preferably 0.1 or less. That is, the smaller e 2 / e 1 , the more preferable.

<第4の実施形態>
前述の第1〜第3の実施形態の自動車骨格部材1は、複数の部材が互いに接合されることで構成されていたが、第4の実施形態の自動車骨格部材1は、図18および図19に示されるように角管状の中空部材2で構成されている。中空部材2は、天板11と、天板11に繋がる2つの縦壁12と、2つの縦壁12に繋がる底板16とを有している。2つの縦壁12は、それぞれ天板11と、底板16の間にあり、2つ縦壁12は、向かい合っている。また、天板11と底板16も向かい合っている。中空部材2の素材は特に限定されず、例えば鋼材、アルミニウム合金部材やマグネシウム合金部材等である。第4の実施形態の自動車骨格部材1が、例えば電気自動車40のサイドシル41を構成する部材である場合、図3の例と同様に、中空部材2の底板16が、フロアパネル(図示せず)の下に配置される電池42に隣接する。
<Fourth Embodiment>
The automobile skeleton member 1 of the first to third embodiments described above is configured by joining a plurality of members to each other, whereas the automobile skeleton member 1 of the fourth embodiment is shown in FIGS. 18 and 19. As shown in, it is composed of a square tubular hollow member 2. The hollow member 2 has a top plate 11, two vertical walls 12 connected to the top plate 11, and a bottom plate 16 connected to the two vertical walls 12. The two vertical walls 12 are between the top plate 11 and the bottom plate 16, respectively, and the two vertical walls 12 face each other. The top plate 11 and the bottom plate 16 also face each other. The material of the hollow member 2 is not particularly limited, and is, for example, a steel material, an aluminum alloy member, a magnesium alloy member, or the like. When the automobile skeleton member 1 of the fourth embodiment is, for example, a member constituting the side sill 41 of the electric vehicle 40, the bottom plate 16 of the hollow member 2 is a floor panel (not shown) as in the example of FIG. Adjacent to the battery 42 located below.

第4の実施形態の自動車骨格部材1は、第1〜第3の実施形態と同様に、中空部材2の部材長手方向に垂直な方向に延びる複数の溝部31を有している。エネルギー吸収効率を効果的に向上させる観点においては、溝部31は、稜線部14から稜線部17に跨るように、すなわち、縦壁12の車外側端部から車内側端部にわたって形成されていることが好ましい。溝部31は一対の縦壁12の両方に設けられている。溝部31の成形方法は特に限定されず、例えば押出成形により角筒形の中空状部材を形成した後、プレス加工を繰り返し行い、徐々に溝部31の深さを大きくしていくことで成形が行われる。また、例えばハイドロフォーミングによって溝部31が形成されてもよい。 Similar to the first to third embodiments, the automobile skeleton member 1 of the fourth embodiment has a plurality of groove portions 31 extending in a direction perpendicular to the member longitudinal direction of the hollow member 2. From the viewpoint of effectively improving the energy absorption efficiency, the groove portion 31 is formed so as to extend from the ridge line portion 14 to the ridge line portion 17, that is, from the vehicle outer end portion to the vehicle inner end portion of the vertical wall 12. Is preferable. Grooves 31 are provided on both of the pair of vertical walls 12. The molding method of the groove portion 31 is not particularly limited. For example, after forming a square tubular hollow member by extrusion molding, press working is repeated to gradually increase the depth of the groove portion 31 to perform molding. Be struck. Further, for example, the groove portion 31 may be formed by hydroforming.

溝形成箇所30は、中空部材2の部材長手方向に沿って複数設けられている。すなわち、2つの縦壁12は、中空部材2の部材長手方向に沿って複数の溝部31を備えている。本明細書では、溝形成箇所30における天板11を“溝部天板32”と称し、溝形成箇所30における縦壁12を“溝部縦壁33”と称し、溝形成箇所30における底板16を“溝部底板35”と称す。溝部天板32は、溝形成箇所30以外の部分の天板11と同一平面内に位置しており、溝部底板35は、溝形成箇所30以外の部分の底板16と同一平面内に位置している。平面視における溝部31の形状は、第1〜第3の実施形態と同様である。すなわち、図4の場合と同様に第4の実施形態の自動車骨格部材1においても、溝部縦壁33には、ハット部材10の長手方向に垂直な方向(Z方向)に延びた、溝部31の底に位置する1つの稜線31aと、溝形成箇所30以外の部分の縦壁12と稜線31aとの間の一対の平面である側面31bがある。すなわち、溝部31は、1つの稜線31aと、2つの側面31bを備えており、2つの側面31bは、それぞれ1つの稜線31aに接続されている。換言すると、2つの側面31bは、1つの稜線31aを介して互いに接続されている。 A plurality of groove forming portions 30 are provided along the member longitudinal direction of the hollow member 2. That is, the two vertical walls 12 are provided with a plurality of groove portions 31 along the member longitudinal direction of the hollow member 2. In the present specification, the top plate 11 at the groove forming portion 30 is referred to as "groove top plate 32", the vertical wall 12 at the groove forming portion 30 is referred to as "groove vertical wall 33", and the bottom plate 16 at the groove forming portion 30 is referred to as "groove vertical wall 33". It is called the groove bottom plate 35 ". The groove top plate 32 is located in the same plane as the top plate 11 in the portion other than the groove forming portion 30, and the groove bottom plate 35 is located in the same plane as the bottom plate 16 in the portion other than the groove forming portion 30. There is. The shape of the groove 31 in a plan view is the same as that of the first to third embodiments. That is, in the automobile skeleton member 1 of the fourth embodiment as in the case of FIG. 4, the groove portion 31 extends in the direction (Z direction) perpendicular to the longitudinal direction of the hat member 10 on the groove portion vertical wall 33. There is one ridge line 31a located at the bottom, and a side surface 31b which is a pair of planes between the vertical wall 12 and the ridge line 31a in a portion other than the groove forming portion 30. That is, the groove portion 31 includes one ridge line 31a and two side surface 31b, and each of the two side surface 31b is connected to one ridge line 31a. In other words, the two side surfaces 31b are connected to each other via one ridge line 31a.

第4の実施形態の自動車骨格部材1は以上のように構成されている。第4の実施形態の自動車骨格部材1においても、溝部31の深さa(図4)と、溝部31の幅b(図4)と、中空部材2の縦壁12の高さe(図19)が、0.2≦a/e≦0.3、かつ、0.1≦b/e≦0.3の関係を満たしている。このため、第1〜第3の実施形態の自動車骨格部材1と同様に、エネルギー吸収効率を向上させることができる。本実施形態においても、エネルギー吸収効率をさらに向上させる観点からは、b/eは0.2以下であることが好ましい。なお、中空部材2の縦壁12の高さeとは、部材長手方向に垂直な方向(Z方向)における底板16から天板11までの長さである。また、第4の実施形態の中空部材2の縦壁12の高さeは、溝部底板35から溝部天板32までの高さに等しい。 The automobile skeleton member 1 of the fourth embodiment is configured as described above. Also in the automobile skeleton member 1 of the fourth embodiment, the depth a of the groove portion 31 (FIG. 4), the width b of the groove portion 31 (FIG. 4), and the height e of the vertical wall 12 of the hollow member 2 (FIG. 19). ) Satisfies the relationship of 0.2 ≦ a / e ≦ 0.3 and 0.1 ≦ b / e ≦ 0.3. Therefore, the energy absorption efficiency can be improved as in the automobile skeleton member 1 of the first to third embodiments. Also in this embodiment, b / e is preferably 0.2 or less from the viewpoint of further improving the energy absorption efficiency. The height e of the vertical wall 12 of the hollow member 2 is the length from the bottom plate 16 to the top plate 11 in the direction (Z direction) perpendicular to the longitudinal direction of the member. Further, the height e of the vertical wall 12 of the hollow member 2 of the fourth embodiment is equal to the height from the groove bottom plate 35 to the groove top plate 32.

隣り合う溝部31の間隔c(図4)は、第1〜第3の実施形態と同様に40mm以下であることが好ましい。これにより、軸圧潰モードの変形が生じやすくなり、エネルギー吸収効率を向上させることができる。溝部31を有する中空部材2の成形性の観点からは、溝部31の間隔cは、10mm以上であることが好ましい。また、軸圧潰モードの変形をより誘発しやすくするためには、溝部31の2つの側面31b同士のなす角θ1(図4)が90〜95度であることが好ましく、垂直であることがさらに好ましい。また、軸圧潰モードの変形をより誘発しやすくするためには、図19に示されるように溝部縦壁33と溝部底板35とのなす角θ3が80〜90度であることが好ましく、垂直であることがさらに好ましい。 The distance c (FIG. 4) between the adjacent groove portions 31 is preferably 40 mm or less as in the first to third embodiments. As a result, the shaft crushing mode is likely to be deformed, and the energy absorption efficiency can be improved. From the viewpoint of moldability of the hollow member 2 having the groove portion 31, the distance c between the groove portions 31 is preferably 10 mm or more. Further, in order to more easily induce the deformation of the axial crushing mode, the angle θ 1 (FIG. 4) formed by the two side surfaces 31b of the groove portion 31 is preferably 90 to 95 degrees, and is preferably vertical. More preferred. Further, in order to more easily induce the deformation of the axial crushing mode, the angle θ 3 formed by the groove vertical wall 33 and the groove bottom plate 35 is preferably 80 to 90 degrees as shown in FIG. 19, and is vertical. Is more preferable.

図13に示される第2の実施形態の場合と同様に、自動車骨格部材1が中空部材2で構成されている場合も、溝部31は、図20のように縦壁12の車内側端部(図20の例では稜線部17)から車外側端部(図20の例では稜線部14)の全域にわたって形成されていなくてもよい。溝部31が図20のように車内側端部まで形成されている場合には、中空部材2の天板11に垂直な方向における溝部31の長さgは、中空部材2の縦壁12の高さeの80%以上の長さであることが好ましい。これにより、エネルギー吸収効率と成形性を高いレベルで両立させることが可能である。エネルギー吸収効率をさらに向上させる観点においては、溝部31の長さgは縦壁12の高さeの90%以上の長さであることがより好ましく、95%以上の長さであることがさらに好ましい。なお、溝部31が車内側端部まで延びている場合の溝部31の長さgとは、溝形成箇所30における、縦壁12の稜線部14側のR止まりと溝部31側のR止まりのうちの溝部31側のR止まりから底板16までのZ方向長さである。 Similar to the case of the second embodiment shown in FIG. 13, even when the automobile skeleton member 1 is composed of the hollow member 2, the groove portion 31 is the vehicle inner end portion of the vertical wall 12 (as shown in FIG. 20). In the example of FIG. 20, it does not have to be formed over the entire area from the ridge line portion 17) to the outer end portion of the vehicle (ridge line portion 14 in the example of FIG. 20). When the groove portion 31 is formed up to the inner end portion of the vehicle as shown in FIG. 20, the length g of the groove portion 31 in the direction perpendicular to the top plate 11 of the hollow member 2 is the height of the vertical wall 12 of the hollow member 2. It is preferably 80% or more of the length of e. This makes it possible to achieve both energy absorption efficiency and moldability at a high level. From the viewpoint of further improving the energy absorption efficiency, the length g of the groove portion 31 is more preferably 90% or more of the height e of the vertical wall 12, and further preferably 95% or more. preferable. The length g of the groove portion 31 when the groove portion 31 extends to the inner end of the vehicle is the R stop on the ridge line portion 14 side of the vertical wall 12 and the R stop on the groove portion 31 side at the groove forming portion 30. It is the length in the Z direction from the R stop on the groove 31 side to the bottom plate 16.

また、図21に示されるように、自動車骨格部材1が中空部材2で構成されている場合において、溝部31が車内側端部(図21の例では稜線部17)まで形成されていない場合には、中空部材2の天板11に垂直な方向における溝部31の長さgは、中空部材2の縦壁12の高さeの70%以上の長さであることが好ましい。これにより、エネルギー吸収効率と成形性を高いレベルで両立させることが可能である。エネルギー吸収効率をさらに向上させる観点においては、溝部31の長さgは縦壁12の高さeの80%以上の長さであることがより好ましく、85%以上または90%以上の長さであることがさらに好ましい。なお、溝部31が車内側端部までの延びていない場合の溝部31の長さgとは、溝形成箇所30における、縦壁12の稜線部17側のR止まりと溝部31側のR止まりのうちの溝部31側のR止まりから天板11までのZ方向長さである。 Further, as shown in FIG. 21, when the automobile skeleton member 1 is composed of the hollow member 2, the groove portion 31 is not formed up to the vehicle inner end portion (the ridge line portion 17 in the example of FIG. 21). The length g of the groove 31 in the direction perpendicular to the top plate 11 of the hollow member 2 is preferably 70% or more of the height e of the vertical wall 12 of the hollow member 2. This makes it possible to achieve both energy absorption efficiency and moldability at a high level. From the viewpoint of further improving the energy absorption efficiency, the length g of the groove portion 31 is more preferably 80% or more of the height e of the vertical wall 12, and is 85% or more or 90% or more. It is more preferable to have. The length g of the groove portion 31 when the groove portion 31 does not extend to the inner end of the vehicle is the R stop on the ridge line portion 17 side of the vertical wall 12 and the R stop on the groove 31 side at the groove forming portion 30. It is the length in the Z direction from the R stop on the groove 31 side to the top plate 11.

また、自動車骨格部材1が中空部材2で構成されている場合も、軸圧潰モードの変形をより誘発しやすくする観点からは、図12に示される稜線31aの曲率半径d(稜線Rの曲率半径)は、5mm以下であることが好ましい。 Further, even when the automobile skeleton member 1 is composed of the hollow member 2, from the viewpoint of making it easier to induce the deformation of the axial crushing mode, the radius of curvature d of the ridge line 31a shown in FIG. 12 (the radius of curvature of the ridge line R). ) Is preferably 5 mm or less.

以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such an example. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical idea described in the claims, and of course, the technical scope of the present invention also includes them. It is understood that it belongs to.

例えば上記実施形態では、縦壁12に対する溝部31の形状が凹状であったが、図22または図23のように凸状であってもよい。図22または図23の自動車骨格部材1の場合、溝形成箇所30においては縦壁12の内面が縦壁12の外側に向かって凹んでおり、1つの稜線と2つの側面を有する溝部31となっている。このような自動車骨格部材1であっても、溝部31の深さaと、溝部31の幅bと、縦壁12の高さeが、0.2≦a/e≦0.3、かつ、0.1≦b/e≦0.3の関係を満たしていれば、軸圧潰モードの変形が生じやすくなり、エネルギー吸収効率を向上させることができる。また、凸状の溝部31の場合であっても、前述の実施形態と同様にエネルギー吸収効率をさらに向上させる観点からは、b/eは0.2以下であることが好ましい。また、溝部31の長さgは縦壁12の高さeの80%以上であることが好ましい。また、溝部31の間隔cは40mm以下であることが好ましい。また、稜線31aの曲率半径d(稜線Rの曲率半径)は、5mm以下であることが好ましい。 For example, in the above embodiment, the shape of the groove 31 with respect to the vertical wall 12 is concave, but it may be convex as shown in FIG. 22 or FIG. 23. In the case of the automobile skeleton member 1 of FIG. 22 or 23, at the groove forming portion 30, the inner surface of the vertical wall 12 is recessed toward the outside of the vertical wall 12, and becomes a groove portion 31 having one ridge line and two side surfaces. ing. Even in such an automobile skeleton member 1, the depth a of the groove portion 31, the width b of the groove portion 31, and the height e of the vertical wall 12 are 0.2 ≦ a / e ≦ 0.3, and If the relationship of 0.1 ≦ b / e ≦ 0.3 is satisfied, the shaft crushing mode is likely to be deformed, and the energy absorption efficiency can be improved. Further, even in the case of the convex groove portion 31, b / e is preferably 0.2 or less from the viewpoint of further improving the energy absorption efficiency as in the above-described embodiment. Further, the length g of the groove portion 31 is preferably 80% or more of the height e of the vertical wall 12. Further, the distance c between the groove portions 31 is preferably 40 mm or less. Further, the radius of curvature d of the ridge line 31a (radius of curvature of the ridge line R) is preferably 5 mm or less.

<シミュレーション(1)>
本発明に係る自動車骨格部材の一例として図24のような解析モデル(実施例構造)を作成し、ポール側突を模擬したシミュレーションを実施した。図24の解析モデルは、図1に示される自動車骨格部材と同等の構成を有しており、ハット部材10とクロージングプレート20で構成されている。ハット部材10およびクロージングプレート20の素材は、引張強度が1180MPa、板厚が1.6mmの鋼材である。ハット部材10の部材長手方向の中央部には複数の溝形成箇所30が設けられている。ハット部材10の全長は1500mm、縦壁12の高さe(Z方向の長さ)および天板11の幅(X方向の長さ)は、それぞれ100mmである。溝部31の深さaおよび幅bはそれぞれ20mmである。すなわち、前述のa/eおよびb/eの値は、それぞれ0.2である。溝部の間隔cは20mmである。
<Simulation (1)>
As an example of the automobile skeleton member according to the present invention, an analysis model (example structure) as shown in FIG. 24 was created, and a simulation simulating a pole side collision was carried out. The analysis model of FIG. 24 has a configuration equivalent to that of the automobile skeleton member shown in FIG. 1, and is composed of a hat member 10 and a closing plate 20. The material of the hat member 10 and the closing plate 20 is a steel material having a tensile strength of 1180 MPa and a plate thickness of 1.6 mm. A plurality of groove forming portions 30 are provided at the central portion of the hat member 10 in the longitudinal direction of the member. The total length of the hat member 10 is 1500 mm, and the height e (length in the Z direction) of the vertical wall 12 and the width (length in the X direction) of the top plate 11 are 100 mm, respectively. The depth a and the width b of the groove portion 31 are 20 mm each. That is, the above-mentioned values of a / e and b / e are 0.2, respectively. The groove c is 20 mm.

シミュレーションは、半径127mmの円柱状のインパクタ50を天板11に押し当て、1.8km/hの速度でインパクタ50を変位させることで実施されている。本シミュレーションにおいては天板11の上に剛体壁が配置されている。また、比較例として、ハット部材に溝部を有していない解析モデル(比較例構造)を作成し、上記条件と同様のシミュレーションを実施した。シミュレーション結果(1)を図25に示す。 The simulation is carried out by pressing a columnar impactor 50 having a radius of 127 mm against the top plate 11 and displacing the impactor 50 at a speed of 1.8 km / h. In this simulation, a rigid wall is arranged on the top plate 11. Further, as a comparative example, an analysis model (comparative example structure) having no groove in the hat member was created, and the same simulation as the above conditions was carried out. The simulation result (1) is shown in FIG.

図25に示されるように実施例構造は比較例構造に対して吸収エネルギー(EA)が大幅に向上した。 As shown in FIG. 25, the absorbed energy (EA) of the Example structure was significantly improved as compared with the Comparative Example structure.

<シミュレーション(2)>
次に、図26に示すように溝部の深さa(図4)と縦壁の高さe(図6)の比、および溝部の幅b(図4)と縦壁の高さe(図6)の比が異なる解析モデルを複数作成し、各解析モデルでシミュレーションを実施した。図26には、シミュレーションで生じた各解析モデルの変形モードについても示されている。なお、シミュレーション条件は、解析モデルが異なることを除き、シミュレーション(1)と同様の条件である。
<Simulation (2)>
Next, as shown in FIG. 26, the ratio of the groove depth a (FIG. 4) to the vertical wall height e (FIG. 6), and the groove width b (FIG. 4) and the vertical wall height e (FIG. 6). A plurality of analysis models having different ratios of 6) were created, and simulations were carried out with each analysis model. FIG. 26 also shows the deformation modes of each analysis model generated in the simulation. The simulation conditions are the same as those in the simulation (1) except that the analysis model is different.

図26に示されるようにa/eが0.2〜0.3であって、かつ、b/eが0.1〜0.3の解析モデルにおいては軸圧潰モードの変形が生じた。次に、a/eと、b/eと、エネルギー吸収効率(EA効率)との関係をまとめると下記表1のようになる。 As shown in FIG. 26, in the analysis model in which a / e is 0.2 to 0.3 and b / e is 0.1 to 0.3, the axial crushing mode is deformed. Next, the relationship between a / e, b / e, and energy absorption efficiency (EA efficiency) is summarized in Table 1 below.

Figure 2021172117
Figure 2021172117

図26と表1の結果が示すように軸圧潰モードの変形が生じたモデルは、軸圧潰モードの変形が生じていないモデルよりもエネルギー吸収効率が向上している。例えば「a/e=0.1、b/e=0.1」のモデルと、「a/e=0.2〜0.3、b/e=0.1」のモデルを比較すると、軸圧潰モードの変形が生じる「a/e=0.2〜0.3、b/e=0.1」のモデルの方がエネルギー吸収効率は向上している。同様に「b/e=0.2」の場合においても、「a/e=0.1」のモデルよりも「a/e=0.2〜0.3」のモデルの方がエネルギー効率は向上している。同様に「b/e=0.3」の場合においても、「a/e=0.1」のモデルよりも「a/e=0.2〜0.3」のモデルの方がエネルギー吸収効率は向上している。本シミュレーションの結果によれば、a/eが0.2〜0.3であって、かつ、b/eが0.1〜0.3を満たす自動車骨格部材1においては、軸圧潰モードの変形が生じやすくなり、エネルギー吸収効率が向上する。 As shown by the results of FIG. 26 and Table 1, the model in which the shaft crushing mode is deformed has improved energy absorption efficiency as compared with the model in which the shaft crushing mode is not deformed. For example, comparing the model of "a / e = 0.1, b / e = 0.1" with the model of "a / e = 0.2 to 0.3, b / e = 0.1", the axes The energy absorption efficiency is improved in the model of "a / e = 0.2 to 0.3, b / e = 0.1" in which the deformation of the crushing mode occurs. Similarly, even in the case of "b / e = 0.2", the energy efficiency of the model of "a / e = 0.2 to 0.3" is higher than that of the model of "a / e = 0.1". It is improving. Similarly, even in the case of "b / e = 0.3", the energy absorption efficiency of the model of "a / e = 0.2 to 0.3" is higher than that of the model of "a / e = 0.1". Is improving. According to the result of this simulation, in the automobile skeleton member 1 in which a / e is 0.2 to 0.3 and b / e satisfies 0.1 to 0.3, the deformation of the shaft crushing mode Is more likely to occur, and energy absorption efficiency is improved.

また、表1に示されるように、エネルギー吸収効率は、a/eが0.2〜0.3、かつ、b/eが0.1〜0.2の場合にさらに高くなる。したがって、b/eは0.2以下であることが好ましい。そして、b/eが0.1以下の場合には軸圧潰モードの変形と面内折れモードの変形が併発し、エネルギー吸収効率が最も高くなった。軸圧潰モードと面内折れモードが併発する理由は、溝部の形状が、1つの稜線に2つの側面が接続されるような形状であることによって稜線付近においては2つの側面同士の距離が互いに近く、溝部の幅bが狭い場合には2つの側面同士が接触しやすいためと考えられる。 Further, as shown in Table 1, the energy absorption efficiency becomes even higher when a / e is 0.2 to 0.3 and b / e is 0.1 to 0.2. Therefore, b / e is preferably 0.2 or less. When b / e was 0.1 or less, the deformation of the axial crushing mode and the deformation of the in-plane folding mode occurred at the same time, and the energy absorption efficiency became the highest. The reason why the axial crushing mode and the in-plane bending mode occur together is that the shape of the groove is such that two side surfaces are connected to one ridgeline, so that the distance between the two side surfaces is close to each other near the ridgeline. It is considered that when the width b of the groove portion is narrow, the two side surfaces are likely to come into contact with each other.

<シミュレーション(3)>
次に、図14のように溝部31が車内側端部(図14の例では稜線部15)まで延びている構造において、溝部の長さgと、縦壁の高さeの比が異なる解析モデルを複数作成し、各解析モデルでシミュレーションを実施した。なお、シミュレーション条件は、解析モデルが異なることを除き、シミュレーション(1)と同様の条件である。シミュレーション(3)の結果を下記表2に示す。
<Simulation (3)>
Next, in the structure in which the groove portion 31 extends to the inner end portion of the vehicle (the ridgeline portion 15 in the example of FIG. 14) as shown in FIG. 14, the ratio of the length g of the groove portion and the height e of the vertical wall is different. Multiple models were created and simulations were performed with each analysis model. The simulation conditions are the same as those in the simulation (1) except that the analysis model is different. The results of simulation (3) are shown in Table 2 below.

Figure 2021172117
Figure 2021172117

表2に示されるように、g/eが0.8以上の場合には、g/eが0.8未満の場合に比べてエネルギー吸収効率が飛躍的に向上した。本シミュレーションの条件下では、g/eが0.8〜1.0の場合には、自動車骨格部材に軸圧潰モードの変形が生じていた。すなわち、溝部31が車内側端部(図14の例では稜線部15)にまで延びている場合、溝部の長さgは縦壁の高さeの80%以上の長さであることが好ましい。 As shown in Table 2, when g / e is 0.8 or more, the energy absorption efficiency is dramatically improved as compared with the case where g / e is less than 0.8. Under the conditions of this simulation, when g / e was 0.8 to 1.0, the automobile skeleton member was deformed in the axial crushing mode. That is, when the groove portion 31 extends to the inner end portion of the vehicle (the ridge line portion 15 in the example of FIG. 14), the length g of the groove portion is preferably 80% or more of the height e of the vertical wall. ..

<シミュレーション(4)>
次に、図15のように溝部31が車内側端部(図15の例では稜線部15)まで延びていない構造において、溝部の長さgと、縦壁の高さeの比が異なる解析モデルを複数作成し、各解析モデルでシミュレーションを実施した。なお、シミュレーション条件は、解析モデルが異なることを除いてシミュレーション(1)の条件と同様である。シミュレーション(4)の結果を下記表3に示す。
<Simulation (4)>
Next, in a structure in which the groove portion 31 does not extend to the inner end of the vehicle (the ridgeline portion 15 in the example of FIG. 15) as shown in FIG. 15, the ratio of the length g of the groove portion and the height e of the vertical wall is different. Multiple models were created and simulations were performed with each analysis model. The simulation conditions are the same as the conditions of simulation (1) except that the analysis model is different. The results of simulation (4) are shown in Table 3 below.

Figure 2021172117
Figure 2021172117

表3に示されるように、g/eが0.7以上の場合には、g/eが0.7未満の場合に比べてエネルギー吸収効率が飛躍的に向上した。本シミュレーションの条件下では、g/eが0.7〜1.0の場合には自動車骨格部材に軸圧潰モードの変形が生じていた。すなわち、溝部31が車内側端部(図15の例では稜線部15)にまで延びていない場合、溝部の長さgは縦壁の高さeの70%以上の長さであることが好ましい。 As shown in Table 3, when g / e is 0.7 or more, the energy absorption efficiency is dramatically improved as compared with the case where g / e is less than 0.7. Under the conditions of this simulation, when g / e was 0.7 to 1.0, the automobile skeleton member was deformed in the axial crushing mode. That is, when the groove portion 31 does not extend to the inner end portion of the vehicle (the ridgeline portion 15 in the example of FIG. 15), the length g of the groove portion is preferably 70% or more of the height e of the vertical wall. ..

<シミュレーション(5)>
次に、溝部の間隔c(図4)が異なる解析モデルを複数作成し、各解析モデルでシミュレーションを実施した。なお、シミュレーション条件は、解析モデルが異なることを除き、シミュレーション(1)と同様の条件である。シミュレーション(5)の結果を下記表4に示す。
<Simulation (5)>
Next, a plurality of analysis models having different groove spacings c (FIG. 4) were created, and simulations were performed with each analysis model. The simulation conditions are the same as those in the simulation (1) except that the analysis model is different. The results of simulation (5) are shown in Table 4 below.

Figure 2021172117
Figure 2021172117

表4に示されるように、本シミュレーションの条件下では、溝部の間隔cが40mm以下である場合には軸圧潰モードの変形が生じ、エネルギー吸収効率が向上した。 As shown in Table 4, under the conditions of this simulation, when the groove c is 40 mm or less, the shaft crushing mode is deformed and the energy absorption efficiency is improved.

<シミュレーション(6)>
次に、溝部の稜線Rの曲率半径d(図12)が異なる解析モデルを複数作成し、各解析モデルでシミュレーションを実施した。なお、シミュレーション条件は、解析モデルが異なることを除き、シミュレーション(1)と同様の条件である。シミュレーション(6)の結果を下記表5に示す。
<Simulation (6)>
Next, a plurality of analysis models having different radii of curvature d (FIG. 12) of the ridge line R of the groove were created, and simulation was performed with each analysis model. The simulation conditions are the same as those in the simulation (1) except that the analysis model is different. The results of simulation (6) are shown in Table 5 below.

Figure 2021172117
Figure 2021172117

表5に示されるように、本シミュレーションの条件下では、溝部の稜線Rの曲率半径dが5mm以下である場合には軸圧潰モードの変形が生じ、エネルギー吸収効率が向上した。 As shown in Table 5, under the conditions of this simulation, when the radius of curvature d of the ridge line R of the groove is 5 mm or less, the axial crushing mode is deformed and the energy absorption efficiency is improved.

本発明に係る技術は、自動車のサイドシルやバンパービーム等に利用することができる。 The technique according to the present invention can be used for a side sill, a bumper beam, or the like of an automobile.

1 自動車骨格部材
2 中空部材
10 ハット部材
10a 第1のハット部材
10b 第2のハット部材
11 天板
12 縦壁
13 フランジ
14 稜線部
15 稜線部
16 底板
17 稜線部
20 クロージングプレート
30 溝形成箇所
31 溝部
31a 溝部の稜線
31b 溝部の側面
32 溝部天板
33 溝部縦壁
34 溝部フランジ
35 溝部底板
40 電気自動車
41 サイドシル
42 電池
50 インパクタ
a 溝部の深さ
b 溝部の幅
c 溝部の間隔
d 稜線の曲率半径
e 縦壁の高さ
g 溝部の長さ
θ1 溝部の2つの側面がなす角
θ2 溝部縦壁と溝部フランジとのなす角
θ3 溝部縦壁と溝部底板とのなす角

1 Automobile skeleton member 2 Hollow member 10 Hat member 10a First hat member 10b Second hat member 11 Top plate 12 Vertical wall 13 Flange 14 Ridge line part 15 Ridge line part 16 Bottom plate 17 Ridge line part 20 Closing plate 30 Groove forming part 31 Groove part 31a Groove ridge 31b Groove side surface 32 Groove top plate 33 Groove vertical wall 34 Groove flange 35 Groove bottom plate 40 Electric vehicle 41 Side sill 42 Battery 50 Impactor a Groove depth b Groove width c Groove spacing d Ridge radius e Vertical wall height g Groove length θ 1 Angle between the two sides of the groove θ 2 Angle between the groove vertical wall and the groove flange θ 3 Angle between the groove vertical wall and the groove bottom plate

Claims (12)

ハット部材と、クロージングプレートを備え、
前記ハット部材は、天板と、2つの縦壁と、2つのフランジを備え、
前記2つの縦壁は、それぞれ前記天板と前記フランジの間にあり、
前記2つの縦壁は、向かい合い、
前記2つのフランジは、それぞれ前記クロージングプレートと接合され、
前記2つの縦壁はそれぞれ、前記ハット部材の長手方向に垂直な方向に延びる複数の溝部を備え、
前記溝部は、1つの稜線と、2つの側面を備え、
前記稜線は、前記ハット部材の長手方向に垂直な方向に延び、
前記2つの側面は、それぞれ前記稜線に接続され、
前記天板に平行な断面における前記溝部の深さaと、前記溝部の幅bと、前記天板に垂直な方向における前記縦壁の高さeは、0.2≦a/e≦0.3、かつ、0.1≦b/e≦0.3の関係を満たす、自動車骨格部材。
Equipped with a hat member and a closing plate
The hat member includes a top plate, two vertical walls, and two flanges.
The two vertical walls are located between the top plate and the flange, respectively.
The two vertical walls face each other
The two flanges are each joined to the closing plate and
Each of the two vertical walls has a plurality of grooves extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the hat member.
The groove has one ridge and two sides.
The ridge extends in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the hat member.
The two sides are connected to the ridgeline, respectively.
The depth a of the groove in the cross section parallel to the top plate, the width b of the groove, and the height e of the vertical wall in the direction perpendicular to the top plate are 0.2 ≦ a / e ≦ 0. An automobile skeleton member that satisfies the relationship of 3 and 0.1 ≦ b / e ≦ 0.3.
前記溝部は、前記縦壁の車内側端部まで延び、
前記天板に垂直な方向における前記溝部の長さgは、前記縦壁の高さeの80%以上の長さである、請求項1に記載の自動車骨格部材。
The groove extends to the inner end of the vertical wall.
The automobile skeleton member according to claim 1, wherein the length g of the groove portion in the direction perpendicular to the top plate is 80% or more of the height e of the vertical wall.
前記溝部は、前記縦壁の車内側端部までは延びておらず、
前記天板に垂直な方向における前記溝部の長さgは、前記縦壁の高さeの70%以上の長さである、請求項1に記載の自動車骨格部材。
The groove does not extend to the inner end of the vertical wall,
The automobile skeleton member according to claim 1, wherein the length g of the groove portion in the direction perpendicular to the top plate is 70% or more of the height e of the vertical wall.
前記溝部の間隔cは、40mm以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の自動車骨格部材。 The automobile skeleton member according to any one of claims 1 to 3, wherein the groove c is 40 mm or less. 前記稜線の曲率半径dは、5mm以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の自動車骨格部材。 The automobile skeleton member according to any one of claims 1 to 4, wherein the radius of curvature d of the ridge line is 5 mm or less. 中空部材を備え、
前記中空部材は、天板と、底板と、2つの縦壁を備え、
前記天板と前記底板は、向かい合い、
前記2つの縦壁は、それぞれ前記天板と前記底板の間にあり、
前記2つの縦壁は、向かい合い、
前記2つの縦壁はそれぞれ、前記中空部材の長手方向に垂直な方向に延びる複数の溝部を備え、
前記溝部は、1つの稜線と、2つの側面を備え、
前記稜線は、前記中空部材の長手方向に垂直な方向に延び、
前記2つの側面は、それぞれ前記稜線に接続され、
前記天板に平行な断面における前記溝部の深さaと、前記溝部の幅bと、前記天板に垂直な方向における前記縦壁の高さeは、0.2≦a/e≦0.3、かつ、0.1≦b/e≦0.3の関係を満たす、自動車骨格部材。
Equipped with hollow members
The hollow member includes a top plate, a bottom plate, and two vertical walls.
The top plate and the bottom plate face each other,
The two vertical walls are located between the top plate and the bottom plate, respectively.
The two vertical walls face each other
Each of the two vertical walls has a plurality of grooves extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the hollow member.
The groove has one ridge and two sides.
The ridge extends in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the hollow member.
The two sides are connected to the ridgeline, respectively.
The depth a of the groove in the cross section parallel to the top plate, the width b of the groove, and the height e of the vertical wall in the direction perpendicular to the top plate are 0.2 ≦ a / e ≦ 0. An automobile skeleton member that satisfies the relationship of 3 and 0.1 ≦ b / e ≦ 0.3.
前記溝部は、前記縦壁の車内側端部まで延び、
前記天板に垂直な方向における前記溝部の長さgは、前記縦壁の高さeの80%以上の長さである、請求項6に記載の自動車骨格部材。
The groove extends to the inner end of the vertical wall.
The automobile skeleton member according to claim 6, wherein the length g of the groove portion in the direction perpendicular to the top plate is 80% or more of the height e of the vertical wall.
前記溝部は、前記縦壁の車内側端部までは延びておらず、
前記天板に垂直な方向における前記溝部の長さgは、前記縦壁の高さeの70%以上の長さである、請求項6に記載の自動車骨格部材。
The groove does not extend to the inner end of the vertical wall,
The automobile skeleton member according to claim 6, wherein the length g of the groove portion in the direction perpendicular to the top plate is 70% or more of the height e of the vertical wall.
前記溝部の間隔cは、40mm以下である、請求項6〜8のいずれか一項に記載の自動車骨格部材。 The automobile skeleton member according to any one of claims 6 to 8, wherein the groove c is 40 mm or less. 前記稜線の曲率半径dは、5mm以下である、請求項6〜8のいずれか一項に記載の自動車骨格部材。 The automobile skeleton member according to any one of claims 6 to 8, wherein the radius of curvature d of the ridge line is 5 mm or less. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の自動車骨格部材を備えたサイドシルと、電池とを備え、
車高方向に垂直な断面において、前記クロージングプレートは、前記電池に隣接し、前記天板は、車外側に配置されている、電気自動車。
A side sill provided with the automobile skeleton member according to any one of claims 1 to 5, and a battery.
An electric vehicle in which the closing plate is adjacent to the battery and the top plate is arranged on the outside of the vehicle in a cross section perpendicular to the vehicle height direction.
請求項6〜10のいずれか一項に記載の自動車骨格部材を備えたサイドシルと、電池とを備え、
車高方向に垂直な断面において前記底板は、前記電池に隣接し、
前記天板は、車外側に配置されている、電気自動車。
A side sill provided with the automobile skeleton member according to any one of claims 6 to 10 and a battery.
The bottom plate is adjacent to the battery in a cross section perpendicular to the vehicle height direction.
The top plate is an electric vehicle arranged on the outside of the vehicle.
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