JP2023008339A - Vehicle skeleton member - Google Patents

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JP2023008339A JP2021111834A JP2021111834A JP2023008339A JP 2023008339 A JP2023008339 A JP 2023008339A JP 2021111834 A JP2021111834 A JP 2021111834A JP 2021111834 A JP2021111834 A JP 2021111834A JP 2023008339 A JP2023008339 A JP 2023008339A
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幸一 ▲浜▼田
Koichi Hamada
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Abstract

To facilitate an improvement effect of collision resistance performance per member unit mass by a high-strength material in a structure having a reinforcement member added to a hat-shaped member.SOLUTION: A vehicle skeleton member 10 has a hat-shaped member 1, a closing plate 2, a reinforcement member 6, and a plurality of welding parts 31. The hat-shaped member 1 has a first top plate 1a, two first vertical walls 1b and two flanges 1c. The reinforcement member 6 has a second top plate 6a and two second vertical walls 6b. A plurality of spot welding parts 31 join the first vertical wall 1b with the second vertical wall 6b. At least one of the hat-shaped member 1 and the reinforcement member 6 has a tensile strength exceeding 1.1 GPa. The whole of a HAZ softening part 31b of the spot welding part 31 on the vertical wall of the member having a tensile strength exceeding 1.1 GPa is positioned between a height position Lc of the center of the first vertical wall 1b and a ridge line 1ab between the first vertical wall 1b and the first top plate 1a, and is at a position that does reach an R-stop of the ridge line 1ab between the vertical wall and the top plate.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、補強部材を含む車両骨格部材に関する。 The present invention relates to a vehicle frame member including reinforcing members.

例えば、Bピラーやサイドシルのような車両骨格部材には、耐衝突強度が求められる。車両骨格部材として、ハット型の断面形状を有する部材に補強部材を接合したものが用いられる場合がある。例えば、特開2013-189173号公報(特許文献)には、ハット型の断面形状を有する第1の成形体と、溝型の断面形状を有する第2の成形体とを密着させた自動車車体用構造部材が開示されている。第1の成形体の縦壁部の断面周長に対する、第2の成形体の縦壁部の断面周長を特定の範囲に設定することで、第1の成形体の縦壁部の早期の座屈の防止が図られる。 For example, vehicle frame members such as B-pillars and side sills are required to have crash resistance. As a vehicle frame member, there is a case where a member having a hat-shaped cross section and a reinforcing member joined thereto is used. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-189173 (Patent Document), a first molded body having a hat-shaped cross-sectional shape and a second molded body having a groove-shaped cross-sectional shape are closely attached to each other. A structural member is disclosed. By setting the cross-sectional peripheral length of the vertical wall portion of the second molded body to a specific range with respect to the cross-sectional peripheral length of the vertical wall portion of the first molded body, the vertical wall portion of the first molded body can be formed at an early stage. Buckling is prevented.

特開2013-189173号公報JP 2013-189173 A

上記従来の技術では、ハット型の断面形状を有する部材(以下、ハット型部材と称する。)及び補強部材の強度と、これらを接合するスポット溶接の周りのHAZ軟化部の配置の関係について教示されていない。発明者らは、ハット型部材及び補強部材を高強度材料で形成することで、部材単位質量あたりの耐衝突性能を向上させることを検討した。部材単位質量あたりの耐衝突性能は、例えば、衝突時の部材単位質量あたりの最大荷重及びエネルギー吸収量によって表される。検討において、ハット型部材及び補強部材の少なくとも1つを高強度材料で形成した場合に、補強部材とハット型部材を接合するスポット溶接のHAZ軟化部が破断の起点となりやすいことがわかった。以下、このようなHAZ軟化部を起点とした破断を、HAZ破断と称する。HAZ破断の発生は、高強度材料を用いることによる部材単位質量あたりの耐衝突性能の向上効果を減じる要素となり得る。 In the above-described prior art, it is taught about the relationship between the strength of a member having a hat-shaped cross-sectional shape (hereinafter referred to as a hat-shaped member) and the reinforcing member, and the arrangement of the HAZ softened portion around the spot welding that joins them. not The inventors studied improving the collision resistance performance per unit mass of the member by forming the hat-shaped member and the reinforcing member from a high-strength material. The collision resistance performance per unit mass of a member is represented by, for example, the maximum load and energy absorption amount per unit mass of the member at the time of collision. In the study, it was found that when at least one of the hat-shaped member and the reinforcing member is formed of a high-strength material, the HAZ softened portion of the spot welding that joins the reinforcing member and the hat-shaped member tends to be the starting point of fracture. Hereinafter, the fracture originating from such a HAZ softened portion is referred to as HAZ fracture. Occurrence of HAZ fracture can be a factor that reduces the effect of improving impact resistance performance per unit mass of a member by using a high-strength material.

本願は、ハット型部材に補強部材を付加し、ハット型部材又は補強部材の少なくとも一方に高強度材料を用いた構造において、HAZ破断の発生を抑えることで、高強度材料による部材単位質量あたりの耐衝突性能の向上効果をより得やすくできる車両骨格部材を開示する。 In the present application, a reinforcing member is added to the hat-shaped member, and in a structure using a high-strength material for at least one of the hat-shaped member or the reinforcing member, by suppressing the occurrence of HAZ fracture, the per unit mass of the member made of the high-strength material Disclosed is a vehicle frame member that can more easily obtain an effect of improving collision resistance performance.

本発明の実施形態における車両骨格部材は、ハット型部材と、クロージングプレートと、補強部材と、複数のスポット溶接部とを備える。
前記ハット型部材は、第1天板、2つの第1縦壁及び2つのフランジを備える。前記第1天板は、前記2つの第1縦壁の間に配置される。前記第1縦壁は、前記第1天板と前記フランジの間に配置される。前記フランジは前記クロージングプレートと接合される。
前記補強部材は、第2天板と2つの第2縦壁を備える。前記第2天板は2つの前記第2縦壁の間に配置される。
前記第1縦壁と前記第2縦壁とは重ね合わされる。前記複数のスポット溶接部は前記第1縦壁と前記第2縦壁とを接合する。
前記ハット型部材及び前記補強部材の少なくとも一方は、引張強さが1.1GPa超えである。
前記ハット型部材と前記補強部材のうち引張強さが1.1GPaを超える部材の縦壁における前記複数のスポット溶接部のHAZ軟化部の全体は、前記フランジの面に垂直な方向において、前記第1縦壁の中央の高さの位置と、前記第1縦壁と前記第1天板の間の稜線の前記第1縦壁側のR止まりとの間に位置し、且つ、引張強さが1.1GPaを超える前記部材の縦壁と天板との間の稜線の縦壁側のR止まりに達しない位置にある。
A vehicle frame member according to an embodiment of the present invention includes a hat-shaped member, a closing plate, a reinforcing member, and a plurality of spot welds.
The hat-shaped member comprises a first top plate, two first vertical walls and two flanges. The first top plate is arranged between the two first vertical walls. The first vertical wall is arranged between the first top plate and the flange. The flange is joined with the closing plate.
The reinforcing member comprises a second top plate and two second vertical walls. The second top plate is arranged between the two second vertical walls.
The first vertical wall and the second vertical wall are superimposed. The plurality of spot welds join the first vertical wall and the second vertical wall.
At least one of the hat-shaped member and the reinforcing member has a tensile strength greater than 1.1 GPa.
Of the hat-shaped member and the reinforcing member, the entire HAZ softened portion of the plurality of spot welds in the vertical wall of the member having a tensile strength exceeding 1.1 GPa is in the direction perpendicular to the surface of the flange, the second It is located between the central height position of the vertical wall and the R stop on the first vertical wall side of the ridgeline between the first vertical wall and the first top plate, and has a tensile strength of 1.1. It is located at a position that does not reach the R stop on the vertical wall side of the ridge between the vertical wall of the member and the top plate exceeding 1 GPa.

本願開示によれば、ハット型部材に補強部材を付加し、ハット型部材又は補強部材の少なくとも一方に高強度材料を用いた構造において、HAZ破断の発生を抑えることで、高強度材料による部材単位質量あたりの耐衝突性能の向上効果がより得られやすくなる。 According to the disclosure of the present application, a reinforcing member is added to the hat-shaped member, and in a structure using a high-strength material for at least one of the hat-shaped member or the reinforcing member, by suppressing the occurrence of HAZ fracture, the member unit made of high-strength material It becomes easier to obtain the effect of improving the collision resistance performance per mass.

本実施形態における構造部材の構成を示す断面図である。It is a sectional view showing composition of a structural member in this embodiment. 図1の縦壁のスポット溶接付近の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of the vertical wall of FIG. 1 near a spot weld; 図1に示す構造部材の側面図である。2 is a side view of the structural member shown in FIG. 1; FIG. 図1に示す構造部材のスポット溶接部の硬度分布を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the hardness distribution of spot-welded portions of the structural member shown in FIG. 1; 図1に示す構造部材の変形例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a modification of the structural member shown in FIG. 1; 図1に示す構造部材の他の変形例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another modification of the structural member shown in FIG. 1; 本実施形態における構造部材の車両骨格への適用例を示す図である。It is a figure which shows the application example to the vehicle frame|skeleton of the structural member in this embodiment. 本解析例における4点曲げモデルを示す図である。It is a figure which shows the four-point bending model in this analysis example. 図8の4点曲げモデルに用いるモデルを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a model used for the four-point bending model of FIG. 8; 図9に示すモデルで4点曲げシミュレーションを実行した結果の応力場を示す図である。FIG. 10 shows the stress field resulting from a four-point bending simulation performed on the model shown in FIG. 9; 図9に示すモデルで4点曲げシミュレーションを実行した結果の荷重-変位の関係、及び単位質量あたりの最大荷重を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the load-displacement relationship and the maximum load per unit mass as a result of running a four-point bending simulation on the model shown in FIG. 9; 図9に示すモデルの部材単位質量あたりの最大荷重を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the maximum load per member unit mass of the model shown in FIG. 9; FIG. 図9に示すモデルの部材単位質量あたりのエネルギー吸収量を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the amount of energy absorbed per unit mass of the member of the model shown in FIG. 9; FIG. 引張強さの測定に用いる試験片のサイズを示す図である。It is a figure which shows the size of the test piece used for the measurement of tensile strength.

発明者らは、車両骨格部材として、ハット型部材とクロージングプレートを備えた閉断面構造体を溝型の補強部材で補強する構成を検討した。ハット型部材及び補強部材の少なくとも1つが、ホットスタンプ材や冷間プレスされた超ハイテン材のような高強度の部材であり、且つ、補強部材とハット型部材との接合がスポット溶接の場合、スポット溶接部にHAZ軟化部が存在することがわかった。HAZ軟化部は、溶接時の熱影響(焼き戻し)により軟化した領域である。例えば、1.5GPa級のホットスタンプ材では、母材の硬度は、ビッカース硬さ450HV程度であるのに対し、HAZ軟化部の最軟化部の硬さは300HV程度にまで低下する。 The inventors have studied a configuration in which a closed cross-section structure including a hat-shaped member and a closing plate is reinforced with a groove-shaped reinforcing member as a vehicle frame member. When at least one of the hat-shaped member and the reinforcing member is a high-strength member such as a hot-stamped material or a cold-pressed ultra-high tensile strength material, and the joining of the reinforcing member and the hat-shaped member is by spot welding, It was found that a HAZ softened portion was present in the spot welded portion. The HAZ softened portion is a region softened by thermal influence (tempering) during welding. For example, in a 1.5 GPa-class hot stamp material, the hardness of the base material is about 450 HV in Vickers hardness, while the hardness of the most softened portion of the HAZ softened portion is reduced to about 300 HV.

発明者らは、検討の結果、1.1GPa超えの高強度の部材を車両骨格部材に用いた際、衝突時に当該スポット溶接部に大きい引張力が負荷されるとHAZ軟化部にひずみが集中して部材破断が起こりやすくなることがわかった。このようなHAZ破断が起こると、高強度の部材を用いることによる部材単位質量あたりの耐衝突性能の向上効果が薄れる、すなわち、高強度の部材により期待される部材単位質量あたりの耐衝突性能の向上効果が発揮され難くなる。 As a result of investigation, the inventors found that when a high-strength member exceeding 1.1 GPa is used as a vehicle frame member, strain is concentrated in the HAZ softened portion when a large tensile force is applied to the spot welded portion during a collision. It was found that the member breakage is more likely to occur when When such HAZ fracture occurs, the effect of improving the collision resistance per unit mass of the member by using a high-strength member is diminished. It becomes difficult to exhibit the improvement effect.

発明者らは、さらなる試行錯誤の結果、1.1GPa超えの高強度の部材におけるスポット溶接部のHAZ軟化部を、ハット型部材の縦壁の中央の高さよりもハット型部材の天板側に位置させ、且つ、1.1GPa超えの高強度の部材における縦壁と天板との間の稜線の縦壁側のR止まりに達しない領域に配置することで、HAZ破断を抑制できることを見出した。 As a result of further trial and error, the inventors set the HAZ softened portion of the spot welded portion in the high-strength member exceeding 1.1 GPa to the top plate side of the hat-shaped member from the height of the center of the vertical wall of the hat-shaped member. It was found that HAZ fracture can be suppressed by arranging it in a region that does not reach the R stop on the vertical wall side of the ridgeline between the vertical wall and the top plate in a high-strength member exceeding 1.1 GPa. .

本発明の実施形態における車両骨格部材は、ハット型部材と、クロージングプレートと、補強部材と、複数のスポット溶接部とを備える。
前記ハット型部材は、第1天板、2つの第1縦壁及び2つのフランジを備える。前記第1天板は、前記2つの第1縦壁の間に配置される。前記第1縦壁は、前記第1天板と前記フランジの間に配置される。前記フランジは前記クロージングプレートと接合される。
前記補強部材は、第2天板と2つの第2縦壁を備える。前記第2天板は2つの前記第2縦壁の間に配置される。
前記第1縦壁と前記第2縦壁とは重ね合わされる。前記複数のスポット溶接部は前記第1縦壁と前記第2縦壁とを接合する。
前記ハット型部材及び前記補強部材の少なくとも一方は、引張強さが1.1GPa超えである。
前記ハット型部材と前記補強部材のうち引張強さが1.1GPaを超える部材の縦壁(前記第1縦壁及び前記第2縦壁のうち前記スポット溶接部以外の部分の引張強さが1.1GPaを超える縦壁)における前記複数のスポット溶接部のHAZ軟化部の全体は、前記フランジの面に垂直な方向において、前記第1縦壁の中央の高さの位置と、前記第1縦壁と前記第1天板の間の稜線の前記第1縦壁側のR止まりとの間に位置し、且つ、引張強さが1.1GPaを超える前記部材の縦壁と天板(第1天板及び第2天板のうち引張強さが1.1GPaを超える天板)との間の稜線の縦壁側のR止まりに達しない位置にある。
A vehicle frame member according to an embodiment of the present invention includes a hat-shaped member, a closing plate, a reinforcing member, and a plurality of spot welds.
The hat-shaped member comprises a first top plate, two first vertical walls and two flanges. The first top plate is arranged between the two first vertical walls. The first vertical wall is arranged between the first top plate and the flange. The flange is joined with the closing plate.
The reinforcing member comprises a second top plate and two second vertical walls. The second top plate is arranged between the two second vertical walls.
The first vertical wall and the second vertical wall are superimposed. The plurality of spot welds join the first vertical wall and the second vertical wall.
At least one of the hat-shaped member and the reinforcing member has a tensile strength greater than 1.1 GPa.
Among the hat-shaped member and the reinforcing member, the vertical wall of the member having a tensile strength exceeding 1.1 GPa (the tensile strength of the portion other than the spot welded portion of the first vertical wall and the second vertical wall is 1 .The entire HAZ softened portion of the plurality of spot welds in the vertical wall exceeding 1 GPa) is located at the height of the center of the first vertical wall and the first vertical wall in the direction perpendicular to the plane of the flange. The vertical wall and the top plate (first top plate and the second top plate whose tensile strength exceeds 1.1 GPa) does not reach the R stop on the vertical wall side of the ridgeline.

上記構成によれば、ハット型部材及び補強部材の少なくとも1つに1.1GPa超え以上の材料を用い、且つ、スポット溶接部及びHAZ軟化部を上記配置構成とすることにより、第1天板に荷重が加わる衝突時の高強度の部材におけるHAZ破断を抑制することができる。これによって、高強度の部材を用いることによる部材単位質量あたりの耐衝突性能の向上効果がより得られやすくなる。結果として、質量効率の高い耐衝突強度部材が実現可能となる。 According to the above configuration, by using a material of more than 1.1 GPa for at least one of the hat-shaped member and the reinforcing member, and by setting the spot welded portion and the HAZ softened portion to the above arrangement configuration, the first top plate It is possible to suppress HAZ breakage in a high-strength member at the time of collision with load. This makes it easier to obtain the effect of improving the collision resistance performance per unit mass of the member by using the high-strength member. As a result, it is possible to realize a collision resistant member with high mass efficiency.

より具体的には、上記構成では、ハット型部材の第1縦壁の中央の高さの位置と、第1縦壁と第1天板の間の稜線の第1縦壁側のR止まりとの間に、引張強さが1.1GPaを超える部材の縦壁における複数のスポット溶接部のHAZ軟化部の全体が位置する。ここで、HAZ軟化部は、スポット溶接部のナゲットの周囲において、ビッカース硬度が、部材のビッカース硬度より30HV以上小さい領域とする。スポット溶接部は、ナゲット及びその周囲の熱影響部(HAZ)を含む。HAZ軟化部は、熱影響部に含まれる。ナゲットは、溶接時に溶融した部分である。また、スポット溶接部の中心は、第1縦壁の板厚方向から見たナゲットの中心とする。 More specifically, in the above configuration, between the central height position of the first vertical wall of the hat-shaped member and the R stop on the first vertical wall side of the ridgeline between the first vertical wall and the first top plate , the entirety of the HAZ softening of multiple spot welds in the longitudinal walls of members with a tensile strength greater than 1.1 GPa. Here, the HAZ softened portion is defined as a region in which the Vickers hardness is 30 HV or more smaller than the Vickers hardness of the member around the nugget of the spot welded portion. A spot weld includes the nugget and its surrounding heat affected zone (HAZ). The HAZ softening zone is included in the heat affected zone. A nugget is the part that melts during welding. The center of the spot-welded portion is the center of the nugget viewed from the plate thickness direction of the first vertical wall.

衝突により第1天板に荷重が加わると、車両骨格部材は、曲げモーメントを受けて変形する。この曲げモーメントにより、第1天板側に圧縮曲げが加わり、且つクロージングプレート側に引張曲げが加わる。第1縦壁の高さ中央より第1天板側の領域では、第1縦壁及び第2縦壁のいずれにおいても、長手方向に圧縮力が発生しやすい。すなわち、上記領域では、長手方向の引張力は発生しないか又は小さくなる傾向にある。上記のようにスポット溶接部を配置することで、衝突時に、HAZ軟化部に引張力ではなく圧縮力が発生しやすい。HAZ軟化部に大きい長手方向の引張力が負荷されるとHAZ軟化部でHAZ破断が発生しやすく、これに対して、HAZ軟化部に長手方向の圧縮力が負荷されてもHAZ破断は発生しにくい。そのため、上記スポット溶接の配置構造により、1.1GPaを超える部材において、HAZ破断が抑制される。結果として、車両骨格部材の部材単位質量あたりの耐衝突性能を向上させることができる。 When a load is applied to the first top plate due to a collision, the vehicle frame member receives a bending moment and deforms. Due to this bending moment, compressive bending is applied to the first top plate side and tensile bending is applied to the closing plate side. In the region on the side of the first top plate from the center of the height of the first vertical wall, both the first vertical wall and the second vertical wall tend to generate compressive force in the longitudinal direction. That is, in the above region, no or a small tensile force in the longitudinal direction tends to occur. By arranging the spot welded portions as described above, a compressive force rather than a tensile force is likely to be generated in the HAZ softened portion during a collision. When a large longitudinal tensile force is applied to the HAZ softened portion, HAZ fracture is likely to occur in the HAZ softened portion, whereas HAZ fracture does not occur even if a longitudinal compressive force is applied to the HAZ softened portion. Hateful. Therefore, HAZ fracture is suppressed in the member having a tensile strength exceeding 1.1 GPa due to the arrangement structure of the spot welding. As a result, the collision resistance per unit mass of the vehicle frame member can be improved.

前記第1縦壁の中央の高さの位置は、前記複数の溶接スポットのそれぞれの中心を通り、前記ハット型部材の長手方向に垂直な面における断面において、前記第1縦壁と前記第1天板の間の稜線の第1天板側のR止まりから、前記第1縦壁と前記フランジの間の稜線のフランジ側のR止まりまでを第1縦壁の高さとして、第1縦壁の中央の高さの位置を決定するものとする。第1縦壁の高さ方向は、前記断面において、第1縦壁から稜線を介して延びるフランジの面に垂直な方向とする。すなわち、第1縦壁の両端の稜線も含めた部分の高さを第1縦壁の高さとする。より詳細には、第1縦壁の高さは、第1縦壁から稜線を介して延びるフランジの面に垂直な方向において、フランジの下面と稜線との境のR止まりから第1天板の上面と稜線との境のR止まりまでの寸法とする。フランジの上面と下面が平行でない場合は、フランジの下面に垂直な方向を、フランジの面に垂直な方向とする。なお、上記の上面と下面は、第1縦壁の高さ方向において、第1縦壁を基準として、第1天板を上、フランジを下として上下方向を定義した場合の上面と下面である。また、1つのハット型部材における2つの第1縦壁のそれぞれについて、第1縦壁の高さが決められる。各第1縦壁の高さは、各第1縦壁の両端の稜線も含めた部分の高さとする。 The position of the height of the center of the first vertical wall is such that the first vertical wall and the first vertical wall are separated from each other in a cross section on a plane passing through the center of each of the plurality of welding spots and perpendicular to the longitudinal direction of the hat-shaped member. The center of the first vertical wall is defined as the height of the first vertical wall from the R stop on the first top plate side of the ridge between the top plates to the R stop on the flange side of the ridge between the first vertical wall and the flange. shall determine the position of the height of the The height direction of the first vertical wall is the direction perpendicular to the surface of the flange extending from the first vertical wall via the ridgeline in the cross section. That is, let the height of the part including the ridgeline of the both ends of a 1st vertical wall be the height of a 1st vertical wall. More specifically, the height of the first vertical wall is from the R stop at the boundary between the lower surface of the flange and the ridgeline in the direction perpendicular to the surface of the flange extending from the first vertical wall through the ridgeline to the height of the first top plate. It is the dimension up to the R stop at the boundary between the top surface and the ridge line. If the upper and lower surfaces of the flange are not parallel, the direction perpendicular to the lower surface of the flange shall be the direction perpendicular to the plane of the flange. In addition, the above upper surface and lower surface are the upper surface and the lower surface when the vertical direction is defined with the first vertical wall as the reference, the first top plate as the upper side, and the flange as the lower side in the height direction of the first vertical wall. . Also, the height of the first vertical wall is determined for each of the two first vertical walls in one hat-shaped member. Let the height of each 1st vertical wall be the height of the part including the ridgeline of the both ends of each 1st vertical wall.

スポット溶接部において、ビッカース硬度が、部材のビッカース硬度より30HV以上小さい領域をHAZ軟化部とする。部材のビッカース硬度は、部材のスポット溶接部以外の部分のビッカース硬度である。ハット型部材又は補強部材の縦壁におけるHAZ軟化部は、ビッカース硬度が当該縦壁のスポット溶接部以外の部分より30HV以上小さい領域とする。ハット型部材と補強部材のうち引張強さが1.1GPaを超える部材の縦壁におけるビッカース硬度は、第1縦壁及び第2縦壁のスポット溶接部を含む切断面において、第1縦壁と第2縦壁の界面(第1縦壁と第2縦壁の間に微小な隙間がある場合は、第1縦壁及び第2縦壁のうち引張強さが1.1GPa超えの方の当該隙間に接する表面)から、第1縦壁及び第2縦壁のうち引張強さが1.1GPa超えの方へ板厚の1/4の距離の位置で測定するものとする。ビッカース硬度の測定方法は、JIS Z 2244-1:2020に規定のビッカース硬さの試験方法に準じる。ビッカース硬度の測定条件は、荷重(試験力)3N、測定ピッチ0.5mmとする。部材のビッカース硬度は、スポット溶接部から10mm以上離れた5点の位置で測定する。これらの5点で測定されたビッカース硬度の平均値を、部材のビッカース硬度とする。 In the spot-welded portion, a region in which the Vickers hardness is lower than the Vickers hardness of the member by 30 HV or more is defined as the HAZ softened portion. The Vickers hardness of the member is the Vickers hardness of the portion of the member other than the spot-welded portion. The HAZ softened portion in the vertical wall of the hat-shaped member or the reinforcing member has a Vickers hardness lower than that of the portion other than the spot-welded portion of the vertical wall by 30 HV or more. Among the hat-shaped member and the reinforcing member, the Vickers hardness of the vertical wall of the member having a tensile strength exceeding 1.1 GPa is the first vertical wall and the The interface of the second vertical wall (if there is a small gap between the first vertical wall and the second vertical wall, the It shall be measured at a position 1/4 of the plate thickness from the surface in contact with the gap) to the direction of the first vertical wall or the second vertical wall where the tensile strength exceeds 1.1 GPa. Vickers hardness is measured according to the Vickers hardness test method specified in JIS Z 2244-1:2020. Vickers hardness measurement conditions are a load (test force) of 3 N and a measurement pitch of 0.5 mm. The Vickers hardness of the member is measured at five points separated by 10 mm or more from the spot weld. Let the average value of the Vickers hardness measured at these five points be the Vickers hardness of the member.

ハット型部材及び補強部材の引張強さは、ハット型部材及び補強部材のそれぞれのスポット溶接部、その他強度が局所的に変化した部分を除く部分から採取された試験片を測定して得られる引張強さとする。試験片は、図14に示すASTMハーフサイズ試験片とする。図14に示す寸法の数値の単位はmmである。試験片の板厚は、部材の板厚のままとする。引張強さの測定は、JIS Z 2241(2011)に準じ、10mm/minの引張速度(クロスヘッド変位速度)で引張試験を実施する。試験片は、縦壁又は天板のいずれかから採取されてもよい。部材の引張強さが1.1GPa超えである形態は、部材のスポット溶接部を除く全ての領域で引張強さが1.1GPa超えである場合の他、部材の一部で若干1.1GPaを超えない微小領域が存在しつつも、部材全体として引張強さが1.1GPa超えと同等の強度を有するとみなせる場合も含まれる。 The tensile strength of the hat-shaped member and the reinforcing member is the tensile strength obtained by measuring the test piece taken from the portion excluding the spot welded portion of the hat-shaped member and the reinforcing member, and other portions where the strength has changed locally. Strengthen. The test piece is an ASTM half-size test piece shown in FIG. The unit of numerical values for the dimensions shown in FIG. 14 is mm. The thickness of the test piece shall be the thickness of the member. The tensile strength is measured by a tensile test at a tensile speed (crosshead displacement speed) of 10 mm/min according to JIS Z 2241 (2011). Specimens may be taken from either the vertical wall or the top plate. In the form in which the tensile strength of the member exceeds 1.1 GPa, in addition to the case where the tensile strength exceeds 1.1 GPa in all regions except the spot welded portion of the member, a part of the member has a slight 1.1 GPa. A case where the tensile strength as a whole of the member can be regarded as having strength equivalent to exceeding 1.1 GPa, even though there are minute regions where the tensile strength does not exceed 1.1 GPa, is also included.

ハット型部材又は補強部材における縦壁と天板との間の稜線の縦壁側のR止まりは、ハット型部材又は補強部材の稜線に垂直な断面において、縦壁と天板の間の丸みを帯びた部分すなわちR形状の部分(R部分)の両端のうち縦壁側(天板側ではない方)の端である。なお、2つの部材が重ね合わされる状態では、2つの部材が少なくとも一部において接触している。 The R stop on the vertical wall side of the ridgeline between the vertical wall and the top plate in the hat-shaped member or reinforcing member is rounded between the vertical wall and the top plate in the cross section perpendicular to the ridgeline of the hat-shaped member or reinforcing member It is the end on the vertical wall side (not the top plate side) of both ends of the portion, that is, the R-shaped portion (R portion). In addition, in the state in which the two members are superimposed, the two members are in contact at least partially.

上記構成において、前記補強部材の引張強さが1.1GPa超えであり、前記ハット型部材の引張強さが、1.1GPa以下であってもよい。これにより、ハット型部材は、引張強さが、1.1GPa以下として延性を確保しつつ、衝突荷重に対する耐変形性(変形のしにくさ)を高めたい部分に、引張強さ1.1GPa超えの補強部材を配置することができる。これにより延性を持たせて材料破断しにくくする部分と、補強部材により変形しにくくする部分を適切に配置し、全体として耐衝突性能をより向上させることが可能になる。また、ハット型部材の第1縦壁におけるスポット溶接部において、HAZ軟化部を起点とする破断(HAZ破断)の発生をさらに抑えることができる。 In the above configuration, the tensile strength of the reinforcing member may exceed 1.1 GPa, and the tensile strength of the hat-shaped member may be 1.1 GPa or less. As a result, the hat-shaped member has a tensile strength of 1.1 GPa or less to ensure ductility, and a portion where it is desired to increase deformation resistance (difficulty in deformation) against a collision load has a tensile strength of more than 1.1 GPa. of reinforcing members can be arranged. As a result, it is possible to properly arrange the portion that is made ductile to make the material less likely to break and the portion that is made less deformable by the reinforcing member, thereby further improving the crash resistance performance as a whole. Further, it is possible to further suppress the occurrence of breakage (HAZ breakage) originating from the softened HAZ portion in the spot-welded portion of the first vertical wall of the hat-shaped member.

例えば、ハット型部材の引張強さを、980MPa以上、1.1GPa未満としてもよい。これにより、ハット型部材が適切な強度を有し、且つ延性がより確保しやすくなる。延性を確保することで、材料破断を抑制できる。 For example, the tensile strength of the hat-shaped member may be 980 MPa or more and less than 1.1 GPa. This makes it easier for the hat-shaped member to have appropriate strength and to ensure ductility. Material fracture can be suppressed by ensuring ductility.

上記構成において、前記ハット型部材、及び前記補強部材の両方の引張強さが1.1GPa超えであってもよい。これにより、車両骨格部材の全体として、耐衝突性能をより高く確保することができる。 In the above configuration, the tensile strength of both the hat-shaped member and the reinforcing member may exceed 1.1 GPa. As a result, the vehicle frame member as a whole can ensure higher collision resistance performance.

前記複数のスポット溶接部のそれぞれの中心を通り前記ハット型部材の長手方向に垂直な面における断面において、前記フランジの面に垂直な方向において、前記第1縦壁と前記第1天板の間の稜線の縦壁側のR止まりから前記第2縦壁の端部までの距離が、前記第1縦壁の高さの3分の1以下であることが好ましい。これにより、スポット溶接部を、第1縦壁と第1天板の間の稜線に近く、且つ、耐衝突性能の妨げにならない位置に配置できる。その結果、衝突による車両骨格部材の曲げに対する部材単位質量あたりの耐衝突性能をより向上させることができる。この観点から、前記距離は、前記第1縦壁の高さの4分の1以下であることがより好ましい。 A ridge line between the first vertical wall and the first top plate in a direction perpendicular to the flange face in a cross section on a plane passing through the center of each of the plurality of spot welds and perpendicular to the longitudinal direction of the hat-shaped member It is preferable that the distance from the R stop on the side of the vertical wall to the end of the second vertical wall is one-third or less of the height of the first vertical wall. Thereby, the spot-welded portion can be arranged at a position close to the ridge line between the first vertical wall and the first top plate and not interfering with the anti-collision performance. As a result, it is possible to further improve the collision resistance per unit mass of the vehicle frame member against the bending of the vehicle frame member due to a collision. From this point of view, it is more preferable that the distance is equal to or less than a quarter of the height of the first vertical wall.

ハット型部材及び補強部材を含む車両骨格部材が天板側から衝突された場合、車両骨格部材は、天板側に圧縮曲げが加わるような曲げモーメントを衝突荷重により受ける。この衝突荷重による変形において、天板及び稜線が主に耐荷重を担うことが発明者によって見出されている。このような曲げ変形において、縦壁の耐荷重への寄与度合いは天板や稜線に比べると低いと考えられる。また、ハット型部材と補強部材の少なくとも一方の引張強さが1.1GPaを超える場合に、スポット溶接部を、稜線に近い位置に配置することで、断面変形時にスポット溶接部が剥離しにくくすることによって、ハット型部材から補強部材が外れにくくすることができることが発明者によって見出されている。この知見に基づき、スポット溶接部を稜線に近い位置に配置することで、スポット溶接部に負荷される剥離方向(縦壁に垂直な方向)の応力を低減することができ、スポット溶接部の剥離を抑制することができる。これにより、最大荷重に達した後の変形期間におけるエネルギー吸収量が向上する。なお、部材の強度が高くなる程、スポット溶接部の剥離が発生しやすくなる。そのため、ハット型部材及び補強部材の少なくとも一方の引張強さを1.1GPa超えとする構成において、上記のスポット溶接部の配置による剥離抑制の効果がより顕著になる。ハット型部材及び補強部材の両方の引張強さを1.1GPa超えとする構成においては、一方のみの引張強さを1.1GPa超えとする構成より、スポット溶接の剥離がより発生しやすくなるため、上記のスポット溶接部の配置による剥離抑制の効果がさらに顕著になる。 When a vehicle frame member including a hat-shaped member and a reinforcing member is collided from the top plate side, the vehicle frame member receives a bending moment due to the impact load that causes compression bending on the top plate side. The inventors have found that the top plate and the ridgeline are mainly responsible for bearing the load in the deformation due to the collision load. In such bending deformation, the degree of contribution of the vertical wall to the load resistance is considered to be lower than that of the top plate and the ridge line. In addition, when the tensile strength of at least one of the hat-shaped member and the reinforcing member exceeds 1.1 GPa, the spot welded portion is arranged at a position close to the ridgeline, thereby making it difficult for the spot welded portion to separate during cross-sectional deformation. The inventor has found that this makes it difficult for the reinforcing member to come off from the hat-shaped member. Based on this knowledge, by arranging the spot welds near the ridgeline, the stress in the peeling direction (perpendicular to the vertical wall) applied to the spot welds can be reduced, and the peeling of the spot welds can be reduced. can be suppressed. This improves the energy absorption during the deformation period after the maximum load is reached. It should be noted that the higher the strength of the member, the more likely it is that the spot-welded portion will peel off. Therefore, in a configuration in which the tensile strength of at least one of the hat-shaped member and the reinforcing member exceeds 1.1 GPa, the effect of suppressing separation due to the above arrangement of the spot welded portions becomes more pronounced. In a configuration in which the tensile strength of both the hat-shaped member and the reinforcing member exceeds 1.1 GPa, peeling of spot welding is more likely to occur than in a configuration in which only one of the tensile strength exceeds 1.1 GPa. , the effect of suppressing peeling by the arrangement of the spot-welded portions becomes more pronounced.

なお、部材単位質量あたりの最大荷重及びエネルギー吸収量の観点から、上記断面における前記第1縦壁と前記第1天板の間の稜線の縦壁側のR止まりから前記第2縦壁の端部までの距離は、例えば、10~50mmとすることが好ましい。また、同様の観点から、この距離の最小値としては、15mm以上とするのがより好ましく、20mm以上とするのがさらに好ましい。また、この距離の最大値としては、40mm以下とするのがより好ましく、30mm以下とするのがさらに好ましい。また、複数の溶接スポットの中心は、ハット型部材と補強部材のうち引張強さが1.1GPaを超える部材の縦壁と天板の間の稜線の縦壁側のR止まりから5~15mmの位置にあることが好ましい。これにより、HAZ軟化部と稜線に達するのを避けつつ、スポット溶接部を稜線に近い位置に配置できる。 From the viewpoint of the maximum load and energy absorption per unit mass of the member, from the R stop on the vertical wall side of the ridgeline between the first vertical wall and the first top plate in the cross section to the end of the second vertical wall is preferably 10 to 50 mm, for example. From the same point of view, the minimum value of this distance is more preferably 15 mm or more, more preferably 20 mm or more. Moreover, the maximum value of this distance is more preferably 40 mm or less, and even more preferably 30 mm or less. In addition, the center of the plurality of welding spots is located 5 to 15 mm from the R stop on the vertical wall side of the ridgeline between the vertical wall and the top plate of the hat-shaped member and the reinforcing member whose tensile strength exceeds 1.1 GPa. Preferably. As a result, the spot-welded portion can be arranged at a position close to the ridgeline while avoiding reaching the softened portion of the HAZ and the ridgeline.

前記複数のスポット溶接部の中心は、前記補強部材の前記第2縦壁の端部から5~15mmの位置にあることが好ましい。ここで、補強部材の第2縦壁の端部は、スポット溶接部に対して、第2縦壁と第2天板の間の稜線と反対側にある端部である。すなわち、補強部材の端部と稜線との間にスポット溶接部が配置される。スポット溶接部から補強部材の第2縦壁と第2天板の間の稜線までの稜線側部分は、耐荷重性能にある程度、寄与する。これに対して、スポット溶接部から補強部材の第2縦壁の端部までの端部側部分は、耐荷重性能に対する寄与度合いが低いと考えられる。そのため、この端部側部分を小さくすることで、車両骨格部材の重量に対する耐荷重性能を向上できる。一方で、スポット溶接部による接合強度を確保する観点から補強部材においてスポット溶接部のための領域を十分に確保することが好ましい。発明者は、これらの観点から、複数のスポット溶接部の中心を、補強部材の第2縦壁の端部から5~15mmの位置に設ける構成に想到した。 It is preferable that the centers of the plurality of spot-welded portions are positioned 5 to 15 mm from the end of the second vertical wall of the reinforcing member. Here, the end portion of the second vertical wall of the reinforcing member is the end portion on the side opposite to the ridge line between the second vertical wall and the second top plate with respect to the spot welded portion. That is, the spot weld is arranged between the end of the reinforcing member and the ridgeline. The ridgeline side portion from the spot welded portion to the ridgeline between the second vertical wall and the second top plate of the reinforcing member contributes to the load bearing performance to some extent. On the other hand, it is considered that the end portion side portion from the spot welded portion to the end portion of the second vertical wall of the reinforcing member contributes less to the load bearing performance. Therefore, by reducing the size of the end portion side portion, it is possible to improve the load bearing performance with respect to the weight of the vehicle frame member. On the other hand, from the viewpoint of ensuring the joint strength of the spot welds, it is preferable to ensure a sufficient area for the spot welds in the reinforcing member. From these points of view, the inventor has come up with a configuration in which the centers of the plurality of spot-welded portions are provided at positions 5 to 15 mm from the end of the second vertical wall of the reinforcing member.

補強部材の第2縦壁の端部は、フランジの面に垂直な方向において、第1縦壁の中央の高さの位置と、第1縦壁と第1天板の間の稜線との間に配置されてもよい。発明者らは、第1天板への荷重がかかる衝突時の曲げモーメントに対して第1天板が座屈しないことが重要であり、このためには、第1天板とその両端の稜線付近の強化が有効であることを見出している。第1縦壁の中央の高さの位置と、第1縦壁と第1天板の間の稜線との間に補強部材の端部が位置する構成により、補強部材による衝突時の耐荷重性能をより高く確保しつつも、補強部材の重量を抑えることができる。さらに、スポット溶接部よりフランジ側の第2縦壁の部分に比べて、スポット溶接部より稜線側の第2縦壁の部分の方が耐荷重性能に寄与する。そのため、上記の第2縦壁の端部の配置に加えて、さらに、複数のスポット溶接部の中心を、補強部材の第2縦壁の端部から5~15mmの位置に設けることで、耐荷重性能をより高く確保しつつも、補強部材の重量を抑える効果をより高めることができる。 The end of the second vertical wall of the reinforcing member is positioned between the central height position of the first vertical wall and the ridge line between the first vertical wall and the first top plate in the direction perpendicular to the plane of the flange. may be The inventors have found that it is important that the first top plate does not buckle against the bending moment at the time of collision when a load is applied to the first top plate. We find that strengthening the vicinity is effective. The end of the reinforcing member is positioned between the central height of the first vertical wall and the ridgeline between the first vertical wall and the first top plate. The weight of the reinforcing member can be suppressed while ensuring a high height. Furthermore, the portion of the second vertical wall closer to the ridge line than the spot welded portion contributes to load bearing performance more than the portion of the second vertical wall closer to the flange than the spot welded portion. Therefore, in addition to the arrangement of the ends of the second vertical wall described above, the centers of the plurality of spot-welded portions are provided at positions 5 to 15 mm from the ends of the second vertical walls of the reinforcing member. It is possible to further enhance the effect of reducing the weight of the reinforcing member while ensuring higher load performance.

前記ハット型部材及び前記補強部材のうち引張強さが1.1GPaを超える前記部材の縦壁の前記HAZ軟化部は、ビッカース硬度が、当該縦壁のスポット溶接部以外の部分のビッカース硬度より50HV以上小さい大軟化領域を有してもよい。縦壁のHAZ軟化部と縦壁のスポット溶接部以外の部分とのビッカース硬度の差が50HV以上になると、引張力が負荷された条件下で、HAZ軟化部にひずみ集中が起こりやすくなり、HAZ軟化部を起点とした破断(HAZ破断)が発生しやすくなる。縦壁のスポット溶接部以外の部分とのビッカース硬度の差が50HV以上となるHAZ軟化部を、圧縮側に配置することで、HAZ破断の抑制効果が顕著になる。 Of the hat-shaped member and the reinforcing member, the HAZ softened portion of the vertical wall of the member having a tensile strength exceeding 1.1 GPa has a Vickers hardness of 50 HV higher than the Vickers hardness of the portion other than the spot welded portion of the vertical wall. It may have a large softening region that is smaller than or equal to. When the difference in Vickers hardness between the HAZ softened portion of the vertical wall and the portion other than the spot welded portion of the vertical wall is 50 HV or more, strain concentration tends to occur in the HAZ softened portion under the condition that a tensile force is applied, and the HAZ Breakage (HAZ breakage) starting from the softened portion is likely to occur. By arranging on the compression side the HAZ softened portion having a Vickers hardness difference of 50 HV or more from the portion other than the spot-welded portion of the vertical wall, the effect of suppressing HAZ fracture becomes remarkable.

上記構成の車両骨格部材を備える車両骨格も、本発明の実施形態に含まれる。この場合、前記第1天板が車両外側に配置され、前記クロージングプレートが車両内側に配置されてもよい。これにより、車両の外側からの衝突荷重に対する耐衝突性能が向上した車両骨格を形成することができる。 A vehicle frame including the vehicle frame member configured as described above is also included in the embodiments of the present invention. In this case, the first top plate may be arranged outside the vehicle, and the closing plate may be arranged inside the vehicle. As a result, it is possible to form a vehicle frame with improved collision resistance performance against a collision load from the outside of the vehicle.

なお、補強部材は、ハット型部材とクロージングプレートで形成される閉断面構造の外側に配置されてもよい。或いは、補強部材は、閉断面構造の内側、すなわち、ハット型部材とクロージングプレートの間に配置されてもよい。 The reinforcing member may be arranged outside the closed cross-sectional structure formed by the hat-shaped member and the closing plate. Alternatively, the reinforcing member may be placed inside the closed section structure, ie between the hat-shaped member and the closing plate.

前記第2天板は、前記第1縦壁の中央の高さの位置より前記第1天板側にあってもよい。また、前記第1縦壁の中央の高さの位置と前記第1天板との間に前記第2天板が配置されてもよい。これにより、補強部材による第1縦壁と第1天板の間の稜線の補強効果が向上する。結果として、車両骨格部材は、曲げ圧潰変形時にエネルギーをより効率よく吸収することができる。 The second top plate may be closer to the first top plate than the central height position of the first vertical wall. Further, the second top plate may be arranged between the central height position of the first vertical wall and the first top plate. Thereby, the reinforcement effect of the ridge line between the first vertical wall and the first top plate by the reinforcing member is improved. As a result, the vehicle frame member can more efficiently absorb energy during bending crushing deformation.

上記車両骨格部材の中立軸は、部材に曲げモーメントが生じた場合に、部材の長手方向の引張力と圧縮力が釣り合い、応力がゼロになる位置である。部材に曲げモーメントが生じた場合に、中立軸における応力はゼロとなり、中立軸から引張側に離れるに従って引張力が大きくなり、中立軸から圧縮側に離れるに従って圧縮力が大きくなる。部材における中立軸の位置は、その部材の形状等の構造上の条件によって変化する。発明者らは、車両骨格部材の構造上、中立軸の位置は、ハット型部材の第1縦壁の中央の高さ付近か又はクロージングプレート側に位置することが多いことを見出している。これに基づき、HAZ軟化部の全体を、本発明の実施形態のように、第1縦壁の中央の高さの位置を基準に配置することで、様々な構造上の条件下においても、衝突時にHAZ軟化部に圧縮力が負荷されるか、或いは、比較的小さい引張力が負荷されるようにできることに想到した。すなわち、本発明の実施形態によれば、様々な構造上の条件において、高強度の部材におけるHAZ破断を抑制することができる。 The neutral axis of the vehicle frame member is the position at which the tensile and compressive forces in the longitudinal direction of the member are balanced and the stress is zero when a bending moment is applied to the member. When a bending moment occurs in a member, the stress at the neutral axis becomes zero, the tensile force increases with distance from the neutral axis toward the tension side, and the compressive force increases with distance from the neutral axis toward the compression side. The position of the neutral axis in a member changes depending on structural conditions such as the shape of the member. The inventors have found that due to the structure of the vehicle frame member, the position of the neutral axis is often positioned near the center height of the first vertical wall of the hat-shaped member or on the closing plate side. Based on this, by arranging the entire HAZ softening part with reference to the height position of the center of the first vertical wall as in the embodiment of the present invention, even under various structural conditions, collision It has been realized that sometimes the softened HAZ can be loaded with a compressive force or with a relatively small tensile force. That is, according to the embodiments of the present invention, HAZ fracture in high-strength members can be suppressed under various structural conditions.

発明者らの検討結果により、縦壁と天板の間の稜線にHAZ軟化部が配置されると稜線の強度が低下することがわかっている。そのため、HAZ軟化部は、第1縦壁と第1天板の間の稜線及び第2縦壁と第2天板の間の稜線のいずれにも存在しないように、スポット溶接部が配置されることが好ましい。同様の観点から、また、ナゲット及びHAZ軟化部がいずれの稜線にも存在しないよう、スポット溶接部が配置されてもよい。また、例えば、稜線の縦壁側のR止まりのビッカース硬度と縦壁のスポット溶接部以外の部分のビッカース硬度との差が30HV以下となるように、スポット溶接部31を配置することが好ましい。 According to the results of studies by the inventors, it has been found that the strength of the ridgeline decreases when the HAZ softening portion is arranged on the ridgeline between the vertical wall and the top plate. Therefore, it is preferable that the spot welded portion is arranged so that the HAZ softened portion does not exist on either the ridge line between the first vertical wall and the first top plate or the ridge line between the second vertical wall and the second top plate. From a similar point of view, the spot welds may also be arranged so that the nuggets and HAZ softened portions are not present on any ridgeline. Further, for example, it is preferable to arrange the spot welded portions 31 so that the difference between the R-stop Vickers hardness on the vertical wall side of the ridge line and the Vickers hardness of the portion of the vertical wall other than the spot welded portion is 30 HV or less.

上記構成において、前記第1天板と前記第2天板が重ね合わされてもよい。これにより、補強部材による補強効果をより高めることができる。この場合、前記第1天板と前記第2天板を接合する天板スポット溶接部が設けられてもよい。また、前記ハット型部材において、前記第1縦壁、前記第1天板及び前記フランジは、同じ板材で一体的に形成される。前記補強部材において、前記第2縦壁及び前記第2天板は、同じ板材で一体的に形成される。そのため、前記第1天板及び前記第2天板の少なくとも1つは、引張強さが1.1GPaを超える。前記天板スポット溶接部のHAZ軟化部が、前記ハット型部材と前記補強部材のうち引張強さが1.1GPaを超える部材の天板と縦壁の間の稜線の天板側のR止まりに達しないように、天板スポット溶接部が配置されてもよい。これにより、高強度の部材におけるHAZ破断の抑制効果をより高めることができる。 The said structure WHEREIN: A said 1st top plate and a said 2nd top plate may be piled up. Thereby, the reinforcement effect by a reinforcement member can be heightened more. In this case, a top plate spot weld may be provided for joining the first top plate and the second top plate. Further, in the hat-shaped member, the first vertical wall, the first top plate and the flange are integrally formed of the same plate material. In the reinforcing member, the second vertical wall and the second top plate are integrally formed of the same plate material. Therefore, at least one of the first top plate and the second top plate has a tensile strength exceeding 1.1 GPa. The HAZ softened portion of the top plate spot welded portion is the R stop on the top plate side of the ridgeline between the top plate and the vertical wall of the hat-shaped member and the reinforcing member having a tensile strength exceeding 1.1 GPa. The top plate spot welds may be positioned so that they do not reach. This can further enhance the effect of suppressing HAZ fracture in a high-strength member.

上記構成の車両骨格部材の製造方法も、本発明の実施形態に含まれる。本実施形態の製造方法は、プレス成形により前記ハット型部材を成形する工程と、前記ハット型部材とは別にプレス成形により前記補強部材を成形する工程と、前記ハット型部材の第1縦壁と前記補強部材の第2縦壁とをスポット溶接により接合する工程と、前記ハット型部材のフランジに前記クロージングプレートを接合する工程とを有する。前記ハット型部材と前記補強部材の接合において、上記のようにHAZ軟化部が位置するようスポット溶接することで、高強度の部材を用いることによる部材単位質量あたりの耐衝突性能の向上効果を得やすくさせた車両骨格部材を提供することができる。ハット型部材及び補強部材の少なくとも1つは、例えば、ホットスタンプ(熱間プレス)によりプレス成形時に焼入れすることで、引張強さが1.1GPaを超える部材とすることができる。或いは、超ハイテン材を冷間プレスで成形することで、引張強さが1.1GPaを超えるハット型部材又は補強部材を得ることができる。クロージングプレートは、特に限定されないが、例えば、熱間プレス又は冷間プレスで成形されてもよい。例えば、ハイテン材を冷間プレスすることでクロージングプレートを得ることができる。 A method for manufacturing the vehicle frame member having the above configuration is also included in the embodiments of the present invention. The manufacturing method of the present embodiment includes a step of forming the hat-shaped member by press molding, a step of forming the reinforcing member by press molding separately from the hat-shaped member, and a first vertical wall of the hat-shaped member. A step of joining the reinforcing member to the second vertical wall by spot welding, and a step of joining the closing plate to the flange of the hat-shaped member. In joining the hat-shaped member and the reinforcing member, spot welding is performed so that the HAZ softened portion is positioned as described above, so that the impact resistance performance per unit mass of the member is improved by using a high-strength member. A simplified vehicle frame member can be provided. At least one of the hat-shaped member and the reinforcing member can be made a member having a tensile strength exceeding 1.1 GPa, for example, by quenching during press molding by hot stamping (hot press). Alternatively, a hat-shaped member or reinforcing member having a tensile strength exceeding 1.1 GPa can be obtained by cold-pressing an ultra-high tensile strength material. Although the closing plate is not particularly limited, it may be formed by hot pressing or cold pressing, for example. For example, a closing plate can be obtained by cold-pressing a high-tensile material.

[実施形態]
図1は、本実施形態における車両骨格部材(以下、単に、「構造部材」と称する)10の構成を示す断面図である。図2は、図1の縦壁のスポット溶接付近の拡大図である。図3は、図1に示す構造部材10の側面図である。図1は、構造部材10の長手方向(すなわち、ハット型部材1の長手方向)に垂直な面の断面である。図3は、図1に示す構造部材10を長手方向(x方向)及び高さ方向(z方向)に垂直な方向、すなわち幅方向(y方向)から見た側面図である。
[Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a vehicle frame member (hereinafter simply referred to as "structural member") 10 in this embodiment. FIG. 2 is an enlarged view of the vertical wall of FIG. 1 near spot welding. FIG. 3 is a side view of structural member 10 shown in FIG. FIG. 1 is a cross section of a plane perpendicular to the longitudinal direction of the structural member 10 (that is, the longitudinal direction of the hat-shaped member 1). FIG. 3 is a side view of the structural member 10 shown in FIG. 1 viewed from a direction perpendicular to the longitudinal direction (x direction) and height direction (z direction), that is, the width direction (y direction).

構造部材10は、ハット型部材1と、クロージングプレート2と、補強部材6を備える。ハット型部材1は、ハット型の断面形状を有する。ハット型部材1の一部と、クロージングプレート2の一部は互い重ね合わされて接合される。ハット型部材1とクロージングプレート2は、互いに接合されて閉断面構造を形成する。補強部材6の一部とハット型部材1の一部は、互いに接合される。 A structural member 10 includes a hat-shaped member 1 , a closing plate 2 and a reinforcing member 6 . The hat-shaped member 1 has a hat-shaped cross section. A portion of the hat-shaped member 1 and a portion of the closing plate 2 are overlapped and joined. The hat-shaped member 1 and the closing plate 2 are joined together to form a closed cross-sectional structure. A portion of the reinforcing member 6 and a portion of the hat-shaped member 1 are joined together.

図1及び図3に示すように、ハット型部材1は、第1天板1aと、2つの第1縦壁1bと、2つのフランジ1cを有する。2つの第1縦壁1bは、第1天板1aの幅方向の両端から稜線1abを介して延び、互いに対向する。2つのフランジ1cは、2つの第1縦壁1bそれぞれにおいて、第1縦壁1bの第1天板1a側の一方端部とは反対側の他方端部から互いに離れる方向に延びる。すなわち、2つフランジ1cは、2つの第1縦壁1bの他方端部から、稜線1bcを介して、2つの第1縦壁1bの対向方向において外側に延びる。2つのフランジ1cと、クロージングプレート2とは、重ね合わされて接合される。クロージングプレート2と2つのフランジ1cは、複数のフランジスポット溶接部33によって接合される。 As shown in FIGS. 1 and 3, the hat-shaped member 1 has a first top plate 1a, two first vertical walls 1b, and two flanges 1c. The two first vertical walls 1b extend from both ends in the width direction of the first top plate 1a via the ridgeline 1ab and face each other. The two flanges 1c of the two first vertical walls 1b extend in directions away from each other from the other end of the first vertical wall 1b on the side opposite to the first top plate 1a side. That is, the two flanges 1c extend outward from the other ends of the two first vertical walls 1b via the ridge line 1bc in the facing direction of the two first vertical walls 1b. The two flanges 1c and the closing plate 2 are overlapped and joined. The closing plate 2 and the two flanges 1 c are joined by a plurality of flange spot welds 33 .

第1天板1aと2つの第1縦壁1bの境界部分(肩部)は、ハット型部材1の屈曲部となる。この屈曲部は、構造部材10の長手方向(x方向)に延びる稜線1abを形成する。2つの第1縦壁1bのそれぞれと各フランジ1cとの境界部分は、ハット型部材1の屈曲部となる。この屈曲部も、x方向に延びる稜線1bcを形成する。 A boundary portion (shoulder portion) between the first top plate 1 a and the two first vertical walls 1 b is a bent portion of the hat-shaped member 1 . This bent portion forms a ridgeline 1ab extending in the longitudinal direction (x direction) of the structural member 10 . A boundary portion between each of the two first vertical walls 1b and each flange 1c serves as a bent portion of the hat-shaped member 1. As shown in FIG. This bent portion also forms a ridgeline 1bc extending in the x direction.

補強部材6は、第2天板6aと、2つの第2縦壁6bを備える溝形部材である。第2天板6aの幅方向の両端から、稜線6abを介して2つの第2縦壁6bが延びる。すなわち、2つの第2縦壁6bの間に第2天板6aが配置される。2つの第2縦壁6bは、互いに対向する。 The reinforcing member 6 is a channel member having a second top plate 6a and two second vertical walls 6b. Two second vertical walls 6b extend from both ends of the second top plate 6a in the width direction via ridge lines 6ab. That is, the second top plate 6a is arranged between the two second vertical walls 6b. The two second vertical walls 6b face each other.

第2天板6aと2つの第2縦壁6bの境界部分(肩部)は、補強部材6の屈曲部となる。この屈曲部は、構造部材10の長手方向(x方向)に延びる稜線6abを形成する。 A boundary portion (shoulder portion) between the second top plate 6a and the two second vertical walls 6b serves as a bent portion of the reinforcing member 6. As shown in FIG. This bent portion forms a ridgeline 6ab extending in the longitudinal direction (x-direction) of the structural member 10 .

稜線1ab、1bc、6abは、ハット型部材の長手方向に垂直な断面においてR形状を有する。R形状の端部がR止まりである。図1では、稜線1ab、6ab、1bcのR止まりを破線で示している。図2に示すように、この断面において、稜線1abは、縦壁側のR止まり1ab1と天板側のR止まり1ab2の間の部分である。稜線6abは、縦壁側のR止まり6ab1と天板側のR止まり6ab2の間の部分である。 The ridgelines 1ab, 1bc, and 6ab have an R shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the hat-shaped member. The R-shaped end is an R stop. In FIG. 1, the R stops of the ridgelines 1ab, 6ab, and 1bc are indicated by broken lines. As shown in FIG. 2, in this cross section, the ridgeline 1ab is a portion between the R stop 1ab1 on the vertical wall side and the R stop 1ab2 on the top plate side. The ridge line 6ab is a portion between the R stop 6ab1 on the vertical wall side and the R stop 6ab2 on the top plate side.

第2天板6aは、ハット型部材1の第1天板1aと重ね合わされる。第2天板6aは、第2縦壁6bは、第1縦壁1bと重ね合わされる。第2縦壁6bは、ハット型部材1の第1縦壁1bと複数のスポット溶接部31により接合される。なお、第1天板1aと第2天板6aが、スポット溶接部により接合されてもよい。 The second top plate 6a is overlapped with the first top plate 1a of the hat-shaped member 1 . The second top plate 6a and the second vertical wall 6b are overlapped with the first vertical wall 1b. The second vertical wall 6 b is joined to the first vertical wall 1 b of the hat-shaped member 1 by a plurality of spot welds 31 . The first top plate 1a and the second top plate 6a may be joined by spot welding.

図1~図3に示す例では、ハット型部材1及び補強部材6は、いずれも、引張強さが1.1GPa超えの材料で形成される。そのため、フランジ1c、第1天板1a、第2天板6a、第1縦壁1b及び第2縦壁6bのスポット溶接部31、33以外の部分は、いずれも、引張強さが1.1GPaを超えている。 In the examples shown in FIGS. 1 to 3, both the hat-shaped member 1 and the reinforcing member 6 are made of a material with a tensile strength exceeding 1.1 GPa. Therefore, the portions of the flange 1c, the first top plate 1a, the second top plate 6a, the first vertical wall 1b, and the second vertical wall 6b other than the spot welded portions 31 and 33 all have a tensile strength of 1.1 GPa. exceeds

図2に示すように、第1縦壁1b及び第2縦壁6bにおいて、スポット溶接部31は、ナゲット31cと、ナゲット31cの周囲のHAZ硬化部31aと、HAZ硬化部31aの周囲のHAZ軟化部31bとを含む。なお、フランジスポット溶接部33も、同様に、ナゲット、HAZ硬化部及びHAZ軟化部を含む。ナゲットは、溶接時に溶融して固まった部分である。スポット溶接部では、ナゲットが主に接合に寄与する。なお、HAZ硬化部の一部が接合に寄与する場合もある。 As shown in FIG. 2, in the first vertical wall 1b and the second vertical wall 6b, the spot welded portion 31 includes a nugget 31c, a HAZ hardened portion 31a around the nugget 31c, and a HAZ softened portion around the HAZ hardened portion 31a. and a portion 31b. Note that the flange spot welded portion 33 also includes a nugget, a HAZ hardened portion, and a HAZ softened portion. A nugget is a part that melts and hardens during welding. In spot welds, the nugget mainly contributes to the joint. In addition, a part of HAZ hardening part may contribute to joining.

図1及び図3に示す例では、中立軸G1は、第1縦壁1bから稜線1bcを介して延びるフランジ1cの下面に垂直な方向における高さHの中央を通る。 In the example shown in FIGS. 1 and 3, the neutral axis G1 passes through the center of the height H in the direction perpendicular to the lower surface of the flange 1c extending from the first vertical wall 1b via the ridgeline 1bc.

図2に示すように、第1縦壁1bと第2縦壁6bを接合する複数のスポット溶接部31のHAZ軟化部31bは、第1縦壁1bの中央の高さの位置Lcと、第1縦壁1bと第1天板1aの間の稜線1abとの間に位置し、且つ、第1縦壁1bと第1天板1aの稜線のR止まりに達しない位置にある。第1縦壁1bの中央の高さの位置Lcは、第1縦壁の高さHの1/2の位置(H/2の高さの位置)である。第1縦壁の高さHは、第1縦壁1bから稜線1bcを介して延びるフランジ1cの下面に垂直な方向において、フランジ1cの下面と稜線1bcとの境のR止まりから第1天板1aの上面と稜線1abとの境のR止まりまでの寸法である。 As shown in FIG. 2, the HAZ softened portions 31b of the plurality of spot-welded portions 31 that join the first vertical wall 1b and the second vertical wall 6b are located at the center height position Lc of the first vertical wall 1b and at the second vertical wall 1b. It is positioned between the first vertical wall 1b and the ridgeline 1ab between the first top plate 1a and does not reach the R stop of the ridgeline between the first vertical wall 1b and the first top plate 1a. The central height position Lc of the first vertical wall 1b is a half position of the height H of the first vertical wall (H/2 height position). The height H of the first vertical wall is measured from the R stop at the boundary between the lower surface of the flange 1c and the ridgeline 1bc in the direction perpendicular to the lower surface of the flange 1c extending from the first vertical wall 1b through the ridgeline 1bc to the first top plate. It is the dimension up to the R stop of the boundary between the upper surface of 1a and the ridgeline 1ab.

図4は、スポット溶接部31におけるHAZ軟化部31bの断面構造と硬さ分布の例を示す図である。図4の上部は、スポット溶接部31におけるナゲット31c、HAZ硬化部31a、及びHAZ軟化部31bを含む部分の断面図である。図4の下部は、断面図中の線S2におけるビッカース硬さの分布例を示すグラフである。線S2は、第1縦壁1bと第2縦壁6bの界面16bから第1縦壁1bの板厚tの1/4の距離にある線である。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the cross-sectional structure and hardness distribution of the HAZ softened portion 31b in the spot welded portion 31. As shown in FIG. The upper part of FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion of the spot welded portion 31 including the nugget 31c, the HAZ hardened portion 31a, and the HAZ softened portion 31b. The lower portion of FIG. 4 is a graph showing an example of Vickers hardness distribution along line S2 in the cross-sectional view. A line S2 is a line at a distance of 1/4 of the plate thickness t of the first vertical wall 1b from the interface 16b between the first vertical wall 1b and the second vertical wall 6b.

図4において、スポット溶接部31は溶接時に溶融するまで加熱された後、冷却される。ナゲット31cは、溶接においいて溶融し固まる部分、すなわち溶融部である。ナゲット31cは、溶接において溶融した後、電極又は鋼板部分によって抜熱され、焼き入れされる。この時、ナゲット31cの周囲も、A3点以上となってオーステナイト化された後、抜熱されて焼き入れされる。その結果、ナゲット31cと、その周囲に隣接する領域が、縦壁1b、6bと略同等の硬度となる。これにより、ナゲット31cの周囲にHAZ硬化部31aが形成される。ナゲット31cから離間した周囲には、溶接時の熱により組織が変質して軟化したHAZ軟化部31bが形成される。このHAZ軟化部31bは、焼き戻し(硬質相の軟質相化)により軟化した部分である。なお、スポット溶接部の硬度分布は、図4に示す例に限られない。例えば、ナゲットの硬さは、ハット型部材及び補強部材の成分によって変化し得る。 In FIG. 4, the spot welded portion 31 is heated until it melts during welding and then cooled. The nugget 31c is a portion that melts and hardens during welding, that is, a melted portion. After the nugget 31c is melted by welding, the heat is removed by the electrode or the steel plate portion and quenched. At this time, the periphery of the nugget 31c is also quenched after being austenitized by reaching the A3 point or higher. As a result, the nugget 31c and the area adjacent to its periphery have substantially the same hardness as the vertical walls 1b and 6b. As a result, a HAZ hardened portion 31a is formed around the nugget 31c. A HAZ softened portion 31b is formed around the nugget 31c at a distance from the nugget 31c. The HAZ softened portion 31b is a portion softened by tempering (hard phase is softened). Note that the hardness distribution of the spot-welded portion is not limited to the example shown in FIG. For example, the hardness of the nugget can vary depending on the components of the hat-shaped member and stiffening member.

ここでは、スポット溶接部31より距離SD=10mm以上離れた箇所の第1縦壁1b及び第2縦壁6bで測定されるビッカース硬度を、それぞれ、第1縦壁1b及び第2縦壁6bのHAZ軟化部以外の部分のビッカース硬度とみなす。第1縦壁1bのHAZ軟化部31bは、第1縦壁1bの母材のビッカース硬度H1よりビッカース硬度が30HV以上低い部分とする。第2縦壁6bのHAZ軟化部31bは、第2縦壁6bの母材よりビッカース硬さが30HV以上低い部分とする。 Here, the Vickers hardness measured at the first vertical wall 1b and the second vertical wall 6b at a distance of SD = 10 mm or more from the spot welded portion 31 is It is regarded as the Vickers hardness of the portion other than the HAZ softened portion. The HAZ softened portion 31b of the first vertical wall 1b has a Vickers hardness lower than the Vickers hardness H1 of the base material of the first vertical wall 1b by 30 HV or more. The HAZ softened portion 31b of the second vertical wall 6b has a Vickers hardness lower than that of the base material of the second vertical wall 6b by 30 HV or more.

ビッカース硬度は、第1縦壁1b及び第2縦壁6bのスポット溶接部31の中心(すなわち、ナゲット31cの中心)を含む切断面において、第1縦壁1bと第2縦壁6bの界面16bから、第1縦壁1b及び第2縦壁6bのうち引張強さが1.1GPaを超える部材の方へ板厚tの1/4の距離(t/4)の位置で測定するものとする。第1縦壁1bと第2縦壁6bの間に微小な隙間がある場合は、第1縦壁1b及び第2縦壁6bのうち引張強さが1.1GPaを超える部材の当該隙間に接する表面から、当該部材の板厚方向へ板厚tの1/4の距離(t/4)の位置でビッカース硬度を測定する。ビッカース硬度の測定条件は、荷重3N、測定ピッチ0.5mmとする。図4の場合は、第1縦壁1b、第2縦壁6bの双方の部材が1.1GPaを超えるので、第1縦壁1b又は第2縦壁6bの両方でビッカース硬度が測定される。 The Vickers hardness is the interface 16b between the first vertical wall 1b and the second vertical wall 6b on the cut plane including the center of the spot welded portion 31 of the first vertical wall 1b and the second vertical wall 6b (that is, the center of the nugget 31c). From the first vertical wall 1b and the second vertical wall 6b, the tensile strength shall be measured at the position of 1/4 distance (t / 4) of the plate thickness t toward the member exceeding 1.1 GPa . If there is a small gap between the first vertical wall 1b and the second vertical wall 6b, the member of the first vertical wall 1b and the second vertical wall 6b having a tensile strength exceeding 1.1 GPa is in contact with the gap. The Vickers hardness is measured at a position of 1/4 of the plate thickness t (t/4) from the surface in the plate thickness direction of the member. Vickers hardness measurement conditions are a load of 3 N and a measurement pitch of 0.5 mm. In the case of FIG. 4, since both members of the first vertical wall 1b and the second vertical wall 6b exceed 1.1 GPa, the Vickers hardness is measured for both the first vertical wall 1b and the second vertical wall 6b.

第1縦壁1b及び第2縦壁6bのHAZ軟化部31bが、フランジ1cの面に垂直な方向において、第1縦壁1bの中央の高さの位置Lcと第1縦壁1bと第1天板1aの間の稜線1abとの間に位置する。さらに、HAZ軟化部31bが、第1縦壁1bと第1天板1aの稜線1abの縦壁側のR止まりに達しない位置であり、且つ、第2縦壁6bと第2天板6aの間の稜線6abの縦壁側のR止まりに達しない位置になるように、スポット溶接部31が形成される。すなわち、ハット型部材1、補強部材6とも、HAZ軟化部31bの全体が、縦壁と天板の間の稜線の縦壁側のR止まりより縦壁側に位置する。さらに、ハット型部材1、補強部材6とも、HAZ軟化部31bが、第1天板1aへの荷重による曲げの中立軸G1より圧縮側となる。これにより、第1天板1aへの荷重により構造部材10が変形する際に、HAZ軟化部31bに圧縮力が生じる。そのため、HAZ軟化部31bを起点とするHAZ破断が起こりにくくなる。 The HAZ softened portions 31b of the first vertical wall 1b and the second vertical wall 6b are located at the center height position Lc of the first vertical wall 1b and the first vertical wall 1b and the first vertical wall 1b in the direction perpendicular to the surface of the flange 1c. It is positioned between the edge line 1ab between the top plates 1a. Furthermore, the HAZ softened portion 31b is a position that does not reach the R stop on the vertical wall side of the ridge line 1ab of the first vertical wall 1b and the first top plate 1a, and the second vertical wall 6b and the second top plate 6a A spot welded portion 31 is formed so as not to reach the R stop on the vertical wall side of the ridgeline 6ab between them. That is, in both the hat-shaped member 1 and the reinforcing member 6, the entire HAZ softened portion 31b is positioned closer to the vertical wall than the R stop on the vertical wall side of the ridgeline between the vertical wall and the top plate. Furthermore, in both the hat-shaped member 1 and the reinforcing member 6, the softened HAZ portion 31b is on the compression side with respect to the neutral axis G1 of bending due to the load applied to the first top plate 1a. Accordingly, when the structural member 10 is deformed by the load applied to the first top plate 1a, a compressive force is generated in the HAZ softened portion 31b. Therefore, HAZ breakage originating from the HAZ softened portion 31b is less likely to occur.

発明者らの検討結果により、縦壁のHAZ軟化部の最低硬度と、縦壁のスポット溶接部以外の部分の硬度との硬度差ΔHVが50HV以上となると、引張負荷条件下ではHAZ軟化部にひずみ集中がより起こりやすくなり、その結果、HAZ軟化部を起点とした破断がより発生しやすくなることがわかっている。図4では、HAZ軟化部31bが、上記硬度差ΔHVが50HV以上となる部分を含む例を示している。このような場合、HAZ軟化部31bが曲げの圧縮側に位置するようスポット溶接を配置することで、高強度の部材におけるHAZ破断を効果的に抑制できる。 According to the study results of the inventors, when the hardness difference ΔHV between the minimum hardness of the HAZ softened portion of the vertical wall and the hardness of the portion other than the spot welded portion of the vertical wall is 50 HV or more, the HAZ softened portion under tensile load conditions It is known that strain concentration is more likely to occur, and as a result, fracture starting from the HAZ softened portion is more likely to occur. FIG. 4 shows an example in which the HAZ softened portion 31b includes a portion where the hardness difference ΔHV is 50HV or more. In such a case, by arranging the spot welding so that the HAZ softened portion 31b is positioned on the compression side of the bending, HAZ breakage in the high-strength member can be effectively suppressed.

図1~図4は、ハット型部材及び補強部材の両方において、引張強さが1.1GPaを超える場合の例である。ハット型部材及び補強部材のうち、一方の引張強さが1.1GPaを超え、他方の母材の引張強さが1.1GPa以下であってもよい。例えば、ハット型部材1及び補強部材6のうち一方の引張強さを1.1GPa超え、他方の母材の引張強さを1.1GPa以下としてもよい。 FIGS. 1 to 4 are examples in which the tensile strength exceeds 1.1 GPa in both the hat-shaped member and the reinforcing member. The tensile strength of one of the hat-shaped member and the reinforcing member may exceed 1.1 GPa, and the tensile strength of the base material of the other may be 1.1 GPa or less. For example, the tensile strength of one of the hat-shaped member 1 and the reinforcing member 6 may exceed 1.1 GPa, and the tensile strength of the base material of the other may be 1.1 GPa or less.

図5は、補強部材6の引張強さが1.1GPa超えであり、ハット型部材1の引張強さが1.1GPa以下である場合の例を示す断面図である。図4に示す例では、ハット型部材1の第1縦壁1b及び第1天板1aのスポット溶接部31には、縦壁のスポット溶接以外の部分との硬度差が30HV以上となるHAZ軟化部が形成されていない。すなわち、HAZ破断の起点となり得るHAZ軟化部は形成されていない。このような場合、1.1GPa超えである補強部材6の第2縦壁6bにおいて、第2縦壁6bと第2天板6aの間の稜線6abの縦壁側のR止まりに、HAZ軟化部31bが達しないように、且つ、第1縦壁の中央の高さの位置Lcより第1天板1a側(すなわち中立軸G1より圧縮側)に、HAZ軟化部31bの全体が位置するように、スポット溶接部31が配置される。これにより、高強度の部材におけるHAZ破断を効果的に抑制することができる。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example in which the tensile strength of the reinforcing member 6 exceeds 1.1 GPa and the tensile strength of the hat-shaped member 1 is 1.1 GPa or less. In the example shown in FIG. 4, the spot-welded portion 31 of the first vertical wall 1b and the first top plate 1a of the hat-shaped member 1 has a HAZ softening such that the difference in hardness from the portion other than the spot-welded portion of the vertical wall is 30 HV or more. part is not formed. In other words, no HAZ softened portion, which can be a starting point for HAZ fracture, is formed. In such a case, in the second vertical wall 6b of the reinforcing member 6 exceeding 1.1 GPa, the HAZ softened portion 31b does not reach, and the entire HAZ softening portion 31b is located on the first top plate 1a side (that is, on the compression side of the neutral axis G1) from the position Lc of the height of the center of the first vertical wall. , the spot welds 31 are arranged. As a result, HAZ fracture in a high-strength member can be effectively suppressed.

図6は、ハット型部材1の母材の引張強さが1.1GPa超えであり、補強部材6の母材の引張強さが1.1GPa以下である場合の例を示す断面図である。図6に示す例では、補強部材6の第2縦壁6bのスポット溶接部31には、HAZ破断の起点となり得るHAZ軟化部が形成されていない。このような場合、1.1GPa超えであるハット型部材1の第1縦壁1bにおいて、第1縦壁1bと第1天板1aとの間の稜線6abの縦壁側のR止まりに、HAZ軟化部31bが達しないように、且つ、第1縦壁1bの中央の高さの位置Lcより第1天板1a側(すなわち中立軸G1より圧縮側)に、HAZ軟化部31bの全体が位置するように、スポット溶接部31が配置される。これにより、高強度の部材におけるHAZ破断を効果的に抑制することができる。 FIG. 6 is a sectional view showing an example in which the tensile strength of the base material of the hat-shaped member 1 exceeds 1.1 GPa and the tensile strength of the base material of the reinforcing member 6 is 1.1 GPa or less. In the example shown in FIG. 6, the spot welded portion 31 of the second vertical wall 6b of the reinforcing member 6 is not formed with a HAZ softened portion that can become a starting point of HAZ fracture. In such a case, in the first vertical wall 1b of the hat-shaped member 1 that exceeds 1.1 GPa, HAZ The entire HAZ softening portion 31b is located so that the softening portion 31b does not reach and on the first top plate 1a side (that is, the compression side from the neutral axis G1) from the central height position Lc of the first vertical wall 1b. The spot welds 31 are arranged so as to do. As a result, HAZ fracture in a high-strength member can be effectively suppressed.

なお、図1、図2、図5及び図6の例では、第1天板1aと第2天板6aは互いに接している。第1天板1aと第2天板6aがスポット溶接部により接合されてもよい。又は、第1天板1aと第2天板6aは、接合されておらず、互いに離間していてもよい。 1, 2, 5 and 6, the first top plate 1a and the second top plate 6a are in contact with each other. The first top plate 1a and the second top plate 6a may be joined by spot welding. Alternatively, the first top plate 1a and the second top plate 6a may not be joined and may be separated from each other.

中立軸G1は、ハット型部材1の長手方向に垂直な断面において、2つの第1縦壁1bそれぞれの中央の高さの位置付近か、又は、2つの第1縦壁1bのそれぞれの中央の高さの位置よりクロージングプレート2側に位置する。そのため、構造部材10では、第1縦壁1bの中央の高さの位置を中立軸に置き換えた構成としても、同様の効果が得られる。構造部材10の形状等の構造上の条件が変わると、中立軸G1の位置も変化する。ここで、例えば、図1及び図2に示すように、ハット型部材1の長手方向に垂直な面における断面において、スポット溶接部31のHAZ軟化部31bの全体が、第1縦壁1bの中央の高さの位置Lcと、第1縦壁1bと第1天板1aの間の稜線1abの第1縦壁1b側のR止まりとの間に位置し、且つ、引張強さが1.1GPaを超える部材の縦壁と天板との間の稜線の縦壁側のR止まりに達しない位置にあるように、スポット溶接部31を配置することができる。これにより、様々な構造上の条件において、衝突時にHAZ軟化部に圧縮力が負荷するか、又は、比較的小さい引張力が負荷するようにすることができる。そのため、様々な構造上の条件において、高強度の部材におけるHAZ破断を抑制することができる。すなわち、様々な構造上の条件において、高強度の部材を用いることによる部材単位質量あたりの耐衝突性能の向上効果をより得やすくすることができる。 In a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the hat-shaped member 1, the neutral axis G1 is near the center height of each of the two first vertical walls 1b, or at the center of each of the two first vertical walls 1b. It is positioned closer to the closing plate 2 than the height position. Therefore, in the structural member 10, even if the height position of the center of the first vertical wall 1b is replaced with the neutral axis, the same effect can be obtained. When structural conditions such as the shape of the structural member 10 change, the position of the neutral axis G1 also changes. Here, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, in a cross section on a plane perpendicular to the longitudinal direction of the hat-shaped member 1, the entire HAZ softened portion 31b of the spot welded portion 31 is located at the center of the first vertical wall 1b. and the R stop on the first vertical wall 1b side of the ridge line 1ab between the first vertical wall 1b and the first top plate 1a, and the tensile strength is 1.1 GPa The spot welded portion 31 can be arranged so that it does not reach the R stop on the vertical wall side of the ridge between the vertical wall of the member exceeding the top plate and the top plate. This allows the softened HAZ to be loaded with compressive forces or with relatively small tensile forces during a crash under various structural conditions. Therefore, under various structural conditions, HAZ fracture in high-strength members can be suppressed. That is, under various structural conditions, it is possible to more easily obtain the effect of improving the collision resistance performance per unit mass of the member by using the high-strength member.

複数のスポット溶接部31のそれぞれの中心を通りハット型部材1の長手方向に垂直な断面において、第1縦壁1bと第1天板1aの間の稜線1abの縦壁側のR止まりから第2縦壁6bの端部6btまでの、フランジの面に垂直な方向の距離h1が、第1縦壁1bのフランジの面に垂直な方向の高さHの3分の1以下(h1≦(H/3))であることが好ましい。これにより、構造部材10のモーメント曲げに対する部材単位質量あたりの最大荷重と、部材単位質量あたりのエネルギー吸収量の両方を向上させることができる。また、同様の観点から、h1≦(H/4)とすることがより好ましい。例えば、第1縦壁1bと第1天板1aの間の稜線1abの縦壁側のR止まりから第2縦壁6bの端部6btまでの、フランジ1cの面に垂直な方向の距離h1は、10~50mmとすることができる。また、例えば、ハット型部材1と補強部材6のうち引張強さが1.1GPaを超える部材の縦壁と天板の間の稜線の縦壁側のR止まりからスポット溶接部31の中心までの距離s1は、5~15mmとすることができる。ここで、スポット溶接部31の中心は、第1縦壁1bの板厚方向から見たナゲット31cの中心とする。 In a cross section passing through the center of each of the plurality of spot-welded portions 31 and perpendicular to the longitudinal direction of the hat-shaped member 1, from the R stop on the vertical wall side of the ridge line 1ab between the first vertical wall 1b and the first top plate 1a to the first The distance h1 in the direction perpendicular to the flange surface to the end 6bt of the second vertical wall 6b is one-third or less of the height H in the direction perpendicular to the flange surface of the first vertical wall 1b (h1 ≤ ( H/3)) is preferred. As a result, both the maximum load per unit mass of the structural member 10 and the amount of energy absorption per unit mass of the structural member 10 can be improved. From the same point of view, it is more preferable to set h1≦(H/4). For example, the distance h1 in the direction perpendicular to the surface of the flange 1c from the R stop on the vertical wall side of the ridgeline 1ab between the first vertical wall 1b and the first top plate 1a to the end 6bt of the second vertical wall 6b is , 10-50 mm. Further, for example, the distance s1 from the R stop on the vertical wall side of the ridgeline between the vertical wall and the top plate of the hat-shaped member 1 and the reinforcing member 6 having a tensile strength exceeding 1.1 GPa to the center of the spot welded portion 31 can be 5-15 mm. Here, the center of the spot-welded portion 31 is the center of the nugget 31c viewed from the plate thickness direction of the first vertical wall 1b.

次に、図1及び図2を参照し、スポット溶接部31と補強部材6の端部6btとの位置関係の例を説明する。スポット溶接部31の中心と補強部材6の第2縦壁6bの端部6btとの距離sは、例えば、5~15mmとすることができる。スポット溶接部31から第2縦壁6bの端部6btまでの部分は、耐荷重性能にほとんど寄与しないと考えられる。そのため、この部分を小さくすることで、補強部材6を軽量化できる。その結果、構造部材10の重量に対する耐荷重性能をより向上できる。 Next, an example of the positional relationship between the spot welded portion 31 and the end portion 6bt of the reinforcing member 6 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. A distance s between the center of the spot-welded portion 31 and the end portion 6bt of the second vertical wall 6b of the reinforcing member 6 can be, for example, 5 to 15 mm. It is considered that the portion from the spot welded portion 31 to the end portion 6bt of the second vertical wall 6b hardly contributes to load bearing performance. Therefore, by making this portion smaller, the weight of the reinforcing member 6 can be reduced. As a result, the load bearing performance of the structural member 10 can be further improved.

補強部材6の第2縦壁6bの端部6btは、フランジの面に垂直な方向において、第1縦壁1bの中央の高さの位置Lcよりも第1天板1a側に位置してもよい。この場合も、補強部材6による補強効果は得られる。一例として、Bピラーアッパのような車両骨格部材のように、積極的に潰さない部位が想定される。この場合、天板に対する衝突時に負荷される曲げモーメントに対して天板が座屈しないことが重要となる。この座屈に耐えるためには、天板や稜線の強化が有効である。例えば、ハット型部材1の第1天板1aと第1縦壁1bの間の稜線1ab付近を補強部材6で補強するのが有効である。これは、第1縦壁1bのフランジ1c側までを補強することによる耐衝撃性能向上への貢献度は、第1縦壁1bと第1天板1aの稜線1abの補強による貢献度に比べて低くなるためである。従って、補強部材6の第2縦壁6bの長さが中立軸より圧縮側(第1天板1a側)にのみ配置されたとしても、耐衝突性能を向上することが可能となる。また、この構成により、補強部材6を短くしてより軽量化できる。 The end portion 6bt of the second vertical wall 6b of the reinforcing member 6 may be located closer to the first top plate 1a than the central height position Lc of the first vertical wall 1b in the direction perpendicular to the flange surface. good. Also in this case, the reinforcing effect of the reinforcing member 6 can be obtained. As an example, a portion that is not actively crushed is assumed, such as a vehicle frame member such as a B-pillar upper. In this case, it is important that the top plate does not buckle against the bending moment applied when the top plate collides. To withstand this buckling, it is effective to strengthen the top plate and ridgeline. For example, it is effective to reinforce the vicinity of the ridgeline 1ab between the first top plate 1a and the first vertical wall 1b of the hat-shaped member 1 with the reinforcing member 6. FIG. This is because the contribution to the improvement of impact resistance performance by reinforcing the first vertical wall 1b up to the flange 1c side is greater than the contribution by reinforcing the ridge line 1ab of the first vertical wall 1b and the first top plate 1a. This is because the Therefore, even if the length of the second vertical wall 6b of the reinforcing member 6 is arranged only on the compression side (first top plate 1a side) from the neutral axis, it is possible to improve the anti-collision performance. In addition, with this configuration, the reinforcing member 6 can be shortened and further reduced in weight.

<車両への適用例>
図7は、図1~図6に示した特徴を有する構造部材10を、車両骨格として車両に実装した状態の例を示す図である。図7の例では、構造部材10は、Bピラー(センターピラー)として用いられる。構造部材10は、ハット型部材1が車両外側に配置され、クロージングプレート2が車両内側に配置されるよう実装される。ハット型部材1の第1天板1a面が、車両外側に向く。補強部材6は、ハット型部材1の長手方向の中央を覆う位置に設けられる。補強部材6の第2天板6a面も、車両外側を向く。
<Example of application to a vehicle>
FIG. 7 is a diagram showing an example of a state in which the structural member 10 having the characteristics shown in FIGS. 1 to 6 is mounted on a vehicle as a vehicle frame. In the example of FIG. 7, the structural member 10 is used as a B-pillar (center pillar). The structural member 10 is mounted such that the hat-shaped member 1 is arranged on the outside of the vehicle and the closing plate 2 is arranged on the inside of the vehicle. The first top plate 1a surface of the hat-shaped member 1 faces the outside of the vehicle. The reinforcing member 6 is provided at a position covering the center of the hat-shaped member 1 in the longitudinal direction. The surface of the second top plate 6a of the reinforcing member 6 also faces the outside of the vehicle.

図7に示す例では、車両側面の外側から構造部材10に対して物体が衝突することが想定される。衝突時には、ハット型部材1の第1天板1aへの荷重により、構造部材10の曲げモーメントが発生する。一例として、衝突荷重により、構造部材10に曲げモーメントが発生する。このような曲げモーメントを再現・評価する試験方法として4点曲げ試験が知られている。4点曲げ試験では、曲げモーメントが一定となる領域を発生させることができる。4点曲げ試験において衝突変形時に発生する最大曲げモーメントを負荷させることでBピラーの衝突性能評価が可能である。 In the example shown in FIG. 7, it is assumed that an object collides with the structural member 10 from the outside of the side surface of the vehicle. At the time of collision, a bending moment is generated in the structural member 10 due to the load applied to the first top plate 1a of the hat-shaped member 1 . As an example, crash loads create bending moments in the structural member 10 . A four-point bending test is known as a test method for reproducing and evaluating such bending moments. A four-point bending test can generate a region where the bending moment is constant. It is possible to evaluate the collision performance of the B-pillar by applying the maximum bending moment generated at the time of collision deformation in a four-point bending test.

図7に示す例において、Bピラーの中央部B2は、補強部材6が設けられているため、衝突による荷重に対する耐荷重性能が高く、車内へ向かう変形が抑えられる。補強部材6の母材は、例えば、1.1GPa超えの材料で形成される。一方で、Bピラーの下部B1は、補強部材6が設けられていない。そのため、衝突荷重により、中央部B2に比べて潰れやすい。下部B1は潰れて変形することで、衝突荷重を吸収する。例えば、ハット型部材1が1.1GPa以下の母材で形成される。このように、補強部材6を、想定される衝突に応じて適切に配置することで、衝突時の変形挙動を狙いに近づけることができる。なお、構造部材10の態様は、上記の例に限らない。Bピラーに限らず、他の車両骨格部材、例えば、Aピラー、ルーフレール、バンパー、ドアビーム等に、構造部材10が用いられてもよい。また、ハット型部材1と補強部材6の引張強さの組み合わせも、上記例に限られない。例えば、ハット型部材1と補強部材6のいずれも引張強さが1.5GPaを超えてもよい。 In the example shown in FIG. 7, since the central portion B2 of the B-pillar is provided with the reinforcing member 6, the load-bearing performance against the load due to the collision is high, and the deformation toward the inside of the vehicle is suppressed. The base material of the reinforcing member 6 is made of, for example, a material with a hardness exceeding 1.1 GPa. On the other hand, the reinforcing member 6 is not provided on the lower portion B1 of the B pillar. Therefore, it is more likely to be crushed by a collision load than the central portion B2. The lower portion B1 is crushed and deformed to absorb the impact load. For example, the hat-shaped member 1 is made of a base material of 1.1 GPa or less. In this way, by appropriately arranging the reinforcing member 6 according to the assumed collision, the deformation behavior at the time of collision can be brought closer to the target. In addition, the aspect of the structural member 10 is not restricted to said example. The structural member 10 may be used not only for B-pillars but also for other vehicle frame members such as A-pillars, roof rails, bumpers, door beams, and the like. Also, the combination of the tensile strengths of the hat-shaped member 1 and the reinforcing member 6 is not limited to the above example. For example, the tensile strength of both the hat-shaped member 1 and the reinforcing member 6 may exceed 1.5 GPa.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、ハット型部材及び補強部材は長手方向において湾曲していてもよい。この場合、ハット型部材の第1天板と第1縦壁の間の稜線、及び、第1縦壁とフランジの間の稜線の少なくとも一方は湾曲して延びる。ハット型部材の第1天板と第1縦壁の間の稜線と、第1縦壁とフランジの間の稜線は、平行であってもよいし、平行でなくてもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the hat-shaped member and stiffening member may be curved in the longitudinal direction. In this case, at least one of the edge line between the first top plate and the first vertical wall of the hat-shaped member and the edge line between the first vertical wall and the flange extends curvedly. The ridge line between the first top plate and the first vertical wall of the hat-shaped member and the ridge line between the first vertical wall and the flange may or may not be parallel.

ハット型部材の第1天板及び第1縦壁は、平板で形成されてもよいし、平板の一部に凹凸を有する形状であってもよい。補強部材の第2天板及び第2縦壁は、平板で形成されてもよいし、平板の一部に凹凸を有する形状であってもよい。ハット型部材の第1天板とフランジは、平行であってもよいし、平行でなくてもよい。また、クロージングプレートは、平板に限られない。例えば、クロージングプレートは、天板、天板の両端から稜線を介して延びる2つの縦壁、及び縦壁の端部から稜線を介して延びるフランジを有してもよい。この場合、ハット型部材のフランジとクロージングプレートのフランジが接合される。ハット型部材の第1縦壁とクロージングプレートの縦壁は、フランジから互いに逆向きに延びる。すなわち、クロージングプレートの断面形状がハット型であってもよい。この場合、ハット型部材とクロージングプレートで、いわゆるダブルハット形状の閉断面構造を有する構造部材が構成される。 The first top plate and the first vertical wall of the hat-shaped member may be formed of a flat plate, or may have a shape in which a part of the flat plate has unevenness. The second top plate and the second vertical wall of the reinforcing member may be formed of a flat plate, or may have a shape in which a part of the flat plate has unevenness. The first top plate of the hat-shaped member and the flange may or may not be parallel. Also, the closing plate is not limited to a flat plate. For example, the closing plate may have a top plate, two vertical walls extending from both ends of the top plate via ridgelines, and flanges extending from ends of the vertical walls via ridgelines. In this case, the flange of the hat-shaped member and the flange of the closing plate are joined. The first longitudinal wall of the hat-shaped member and the longitudinal wall of the closing plate extend in opposite directions from the flange. That is, the cross-sectional shape of the closing plate may be hat-shaped. In this case, the hat-shaped member and the closing plate constitute a structural member having a so-called double hat-shaped closed cross-sectional structure.

<解析例>
図8は、解析に用いた4点曲げモデルを示す図である。解析対象の構造部材10Eは、ハット型部材1E、補強部材及びクロージングプレート2Eを含む構成とする。なお、図8では、補強部材を省略している。図8に示すように、4点曲げでは、構造部材10Eの下面を長手方向に離間する2つの支持部SEで支持し、2つの支持部SEの間において長手方向に離間する2つの圧子PEで、構造部材10Eの上面に荷重を加える。補強部材は、構造部材10Eの長手方向の全体に渡って設けられる。2つの支持部SEが2つの支点となり、2つの圧子PEが上面に接する点が力点となる。4点曲げにおいては、荷重による曲げモーメントが、2つの支点の間において発生する。2つの力点の間で、曲げモーメントが一定且つ最大となる。例えば、後述する図10のように、この曲げモーメントによって、ハット型部材の縦壁には、2つの支点間において、その天板側に圧縮力が、クロージングプレート側には引張力が発生する。また、構造部材の曲がりは2つの力点間で大きく発生する。図9は、図8の4点曲げモデルにおいて用いる構造部材10Eのモデルを示す図である。図9のモデルA~Eは、ハット型部材1Eと補強部材6Eの縦壁におけるスポット溶接位置(打点位置)と、補強部材6Eの縦壁の長さを種々に変化させたモデル群である。図9において、スポット溶接部の位置を、四角で表している。モデルA及びモデルBでは、ハット型部材1Eの第1縦壁の中央の高さの位置Lcとフランジとの間にスポット溶接部がある。モデルC及びモデルDでは、第1縦壁の中央の高さの位置Lcと第1天板との間にスポット溶接部がある。モデルDの縦壁のスポット溶接部の位置は、モデルCの縦壁のスポット溶接部の位置より第1縦壁の中央の高さの位置Lcから離れた位置にある。モデルEの縦壁のスポット溶接部の位置は、第1縦壁と第1天板の間の稜線の縦壁側のR止まりと、第2縦壁と第2天板の間の稜線の縦壁側のR止まりの両方に達している。モデルA~Dのいずれにおいても、第2縦壁の端部からスポット溶接部の中心の位置までの距離sは、s=5mmであり、5~15mmの範囲内である。モデルA~Cでは、第2縦壁の端部は、第1縦壁の中央の高さの位置Lcよりクロージングプレート側にある。モデルD及びモデルEでは、補強部材6Eの第2縦壁の端部は、第1縦壁の中央の高さの位置Lcより第2天板側にある。また、第1縦壁1bと第1天板1aの間の稜線1abの縦壁側のR止まりから第2縦壁6bの端部6btまでの距離h1は次の通りである。モデルAでは、h1=50mm、モデルBでは、h1=32mm、モデルCでは、h1=24mm、モデルDでは、h1=12mmである。モデルEでは、h1=12mmである。すなわち、また、モデルA~Cでは、h1>(H/3)であり、モデルD、Eでは、h1≦(H/3)である。なお、モデルA~Eにおいて、第1縦壁の高さHは60mmである。モデルA~Eにおいて、ハット型部材1Eの引張強さは、1.5GPaであり、ハット型部材1Eの板厚は、2.0mmである。補強部材6Eの引張強さは、1.5GPaであり、補強部材6Eの板厚は、1.6mmである。クロージングプレート2Eの引張強さは、780MPaであり、板厚は、1.2mmである。モデルA~Eにおいて、第1天板と第2天板を接合するスポット溶接部と、ハット型部材1Eのフランジとクロージングプレート2Eを接合するスポット溶接部が設けられる。図9に示すモデルA~Eを用いて、図8に示す4点曲げのシミュレーションを実行した。
<Analysis example>
FIG. 8 is a diagram showing a four-point bending model used for analysis. A structural member 10E to be analyzed is configured to include a hat-shaped member 1E, a reinforcing member, and a closing plate 2E. In addition, in FIG. 8, the reinforcing member is omitted. As shown in FIG. 8, in four-point bending, the lower surface of the structural member 10E is supported by two longitudinally spaced supports SE, and two longitudinally spaced indenters PE between the two supports SE. , apply a load to the upper surface of the structural member 10E. The reinforcing member is provided over the entire longitudinal direction of the structural member 10E. The two support portions SE serve as two fulcrums, and the point at which the two indenters PE contact the upper surface serves as a power point. In four-point bending, a bending moment due to loading occurs between two fulcrums. Between two points of force, the bending moment is constant and maximum. For example, as shown in FIG. 10, which will be described later, this bending moment causes the vertical wall of the hat-shaped member to generate a compressive force on the top plate side and a tensile force on the closing plate side between the two fulcrums. Further, bending of the structural member occurs largely between two points of force. FIG. 9 is a diagram showing a model of the structural member 10E used in the four-point bending model of FIG. Models A to E in FIG. 9 are a group of models in which the spot welding positions (welding point positions) on the vertical walls of the hat-shaped member 1E and the reinforcing member 6E and the length of the vertical wall of the reinforcing member 6E are varied. In FIG. 9, the positions of spot welds are represented by squares. In model A and model B, there is a spot welded portion between the central height position Lc of the first vertical wall of the hat-shaped member 1E and the flange. In model C and model D, there is a spot weld between the central height position Lc of the first vertical wall and the first top plate. The position of the spot-welded portion of the vertical wall of model D is located farther from the central height position Lc of the first vertical wall than the position of the spot-welded portion of the vertical wall of model C. The position of the spot welded part of the vertical wall of model E is the R stop on the vertical wall side of the ridge between the first vertical wall and the first top plate, and the R on the vertical wall side of the ridge between the second vertical wall and the second top plate Both stops are reached. In any of models A to D, the distance s from the end of the second vertical wall to the center position of the spot weld is s=5 mm, which is in the range of 5 to 15 mm. In models A to C, the end of the second vertical wall is closer to the closing plate than the central height position Lc of the first vertical wall. In models D and E, the end of the second vertical wall of the reinforcing member 6E is closer to the second top plate than the central height position Lc of the first vertical wall. Further, the distance h1 from the R stop on the vertical wall side of the ridgeline 1ab between the first vertical wall 1b and the first top plate 1a to the end 6bt of the second vertical wall 6b is as follows. Model A has h1=50 mm, model B has h1=32 mm, model C has h1=24 mm, and model D has h1=12 mm. For model E, h1=12 mm. That is, in models A to C, h1>(H/3), and in models D and E, h1≦(H/3). In models A to E, the height H of the first vertical wall is 60 mm. In Models A to E, the tensile strength of the hat-shaped member 1E is 1.5 GPa, and the plate thickness of the hat-shaped member 1E is 2.0 mm. The reinforcing member 6E has a tensile strength of 1.5 GPa and a plate thickness of 1.6 mm. The closing plate 2E has a tensile strength of 780 MPa and a thickness of 1.2 mm. Models A to E are provided with a spot welded portion for joining the first top plate and the second top plate, and a spot welded portion for joining the flange of the hat-shaped member 1E and the closing plate 2E. A four-point bending simulation shown in FIG. 8 was performed using models A to E shown in FIG.

図10は、図9に示すモデルA~Dで4点曲げのシミュレーションを実行した結果、計算された応力場を示す図である。図10では、補強部材6Eの図示及び天板とフランジのスポット溶接部の図示を省略している。図10では、引張力が発生した領域はハッチングなし、圧縮力が発生した領域はドットで示している。図10では、縦壁のスポット溶接部を丸印で示している。図10に示す結果では、スポット溶接部に大きい引張力が発生したモデルA及びBでは、スポット溶接部が破断(HAZ破断)した。モデルA及びモデルBでは、2つの力点(図8参照)の間のスポット溶接部には引張力が発生している。一方、モデルC及びDの場合は、スポット溶接部の破断(HAZ破断)はなかった。モデルCでは、2つの力点の間のスポット溶接部で、引張力及び圧縮力がほぼゼロである。モデルDでは、スポット溶接部に圧縮力が発生している。このことから、スポット溶接部の位置を第1縦壁の中央の高さの位置Lcと第1天板の間に配置することで、スポット溶接部の破断(HAZ破断)を避けることができることがわかった。 FIG. 10 is a diagram showing stress fields calculated as a result of executing a four-point bending simulation with the models A to D shown in FIG. In FIG. 10, illustration of the reinforcing member 6E and illustration of the spot-welded portion between the top plate and the flange are omitted. In FIG. 10, regions where tensile force is generated are indicated by no hatching, and regions where compressive force is generated are indicated by dots. In FIG. 10, the spot welds on the vertical wall are indicated by circles. The results shown in FIG. 10 show that the spot welds broke (HAZ fracture) in models A and B in which a large tensile force was generated in the spot welds. In model A and model B, a tensile force is generated at the spot weld between the two force points (see FIG. 8). On the other hand, in the case of models C and D, there was no breakage of spot welds (HAZ breakage). In model C, the tensile and compressive forces are nearly zero at the spot weld between the two force points. In model D, a compressive force is generated in the spot weld. From this, it was found that by arranging the position of the spot welded portion between the central height position Lc of the first vertical wall and the first top plate, the breakage of the spot welded portion (HAZ breakage) can be avoided. .

図11は、モデルA~Eの荷重-変位の関係を示すグラフである。図11に示す結果では、モデルA及びモデルBでは、HAZ軟化部に大きい引張力が発生し、HAZ軟化部にひずみ集中するため、最大荷重到達前にHAZ破断した。モデルAの引張力は、モデルBの引張力よりさらに大きい。モデルAは、モデルBよりも早くHAZ破断した。また、モデルCでは、最大荷重到達後に、スポット溶接部の剥離により、補強部材がハット型部材から外れた。モデルCでは、この剥離後、急激に荷重が低下している。 FIG. 11 is a graph showing the load-displacement relationship of Models AE. In the results shown in FIG. 11, in model A and model B, a large tensile force was generated in the HAZ softened portion, strain was concentrated in the HAZ softened portion, and therefore the HAZ fractured before reaching the maximum load. The tensile force of model A is even greater than that of model B. Model A had a faster HAZ rupture than model B. In Model C, after the maximum load was reached, the reinforcing member was separated from the hat-shaped member due to peeling of the spot-welded portion. In model C, the load drops abruptly after this peeling.

図12は、モデルA~Eの部材単位質量あたりの最大荷重を示すグラフである。このグラフから、補強部材の縦壁の長さの短いモデルC及びモデルDの方が、縦壁が長いモデルA及びBよりも、部材単位質量あたりの最大荷重が高いことがわかった。また、h1>(H/3)であるモデルCよりも、h1≦(H/3)であるモデルDの方が、部材単位質量あたりの最大荷重が格段に高くなった。スポット溶接部が稜線に達する構成であるモデルEでは、部材単位質量あたりの最大荷重が格段に低くなった。 FIG. 12 is a graph showing the maximum load per unit mass of members for Models A to E. FIG. From this graph, it was found that models C and D, in which the length of the vertical wall of the reinforcing member is short, have a higher maximum load per unit mass of the member than models A and B, in which the vertical wall of the reinforcing member is long. In addition, the maximum load per unit mass of the member was significantly higher in model D where h1≦(H/3) than in model C where h1>(H/3). Model E, in which the spot-welded portion reaches the ridgeline, has a significantly lower maximum load per unit mass of the member.

図13は、モデルA~Eの部材単位質量あたりのエネルギー吸収量を示すグラフである。このグラフから、補強部材の縦壁の長さの短いモデルC及びモデルDの方が、縦壁が長いモデルA及びBよりも、部材単位質量あたりのエネルギー吸収量(エネルギー吸収効率)が高いことがわかった。また、h1>(H/3)であるモデルCよりも、h1≦(H/3)であるモデルDの方が、部材単位質量あたりのエネルギー吸収量(エネルギー吸収効率)が格段に高くなった。スポット溶接部が稜線に達する構成であるモデルEでは、エネルギー吸収量(エネルギー吸収効率)がモデルDより低くなった。 FIG. 13 is a graph showing energy absorption per unit mass of members of Models A to E. FIG. From this graph, it can be seen that models C and D, in which the length of the vertical wall of the reinforcing member is short, have a higher energy absorption amount (energy absorption efficiency) per unit mass of the member than models A and B, in which the vertical wall of the reinforcing member is long. I found out. In addition, the energy absorption amount (energy absorption efficiency) per unit mass of the member was significantly higher in model D where h1≦(H/3) than in model C where h1>(H/3). . In model E, which has a configuration in which the spot weld reaches the ridgeline, the energy absorption amount (energy absorption efficiency) is lower than that in model D.

このように、本解析例においては、補強部材とハット型部材のスポット溶接の位置を第1縦壁の中央の高さより稜線側に、稜線に達しない位置に配置することで、曲げモーメントが負荷される条件下において、スポット溶接のHAZ軟化部を起点とするHAZ破断を抑制することができる。その結果、補強部材とハット型部材に高強度の材料を用いることによる部材単位質量あたりの最大荷重及びエネルギー吸収量、すなわち、部材単位質量あたりの耐衝突性能の向上効果を得やすくできる、すなわち、質量効率により優れた補強構造の実現が可能となることがわかった。特に、h1≦(H/3)となり、且つ、HAZ軟化部が稜線に達しないように、スポット溶接部を配置することで、部材単位質量あたりの最大荷重及びエネルギー吸収量をさらに向上できることがわかった。 Thus, in this analysis example, the bending moment is applied by arranging the position of the spot welding between the reinforcing member and the hat-shaped member on the ridge line side from the height of the center of the first vertical wall and not reaching the ridge line. Under such conditions, it is possible to suppress HAZ fracture originating from the HAZ softened portion of spot welding. As a result, by using high-strength materials for the reinforcing member and the hat-shaped member, it is possible to easily obtain the effect of improving the maximum load and energy absorption amount per unit mass of the member, that is, the impact resistance performance per unit mass of the member. It has been found that mass efficiency enables the realization of superior reinforcement structures. In particular, by arranging the spot welds so that h1 ≤ (H / 3) and the HAZ softened portion does not reach the ridgeline, it was found that the maximum load and energy absorption per unit mass of the member can be further improved. rice field.

以上、本発明の一実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施形態を適宜変形して実施することが可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the above-described embodiment is merely an example for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the scope of the invention.

1:ハット型部材
2:クロージングプレート
31、33:接合部
6:補強部材
10:構造部材
1a:第1天板
1b:第1縦壁
1c:フランジ
6a:第2天板
6b:第2縦壁
1: Hat-shaped member 2: Closing plate 31, 33: Joint 6: Reinforcing member 10: Structural member 1a: First top plate 1b: First vertical wall 1c: Flange 6a: Second top plate 6b: Second vertical wall

Claims (7)

車両骨格部材であって、
ハット型部材と、
クロージングプレートと、
補強部材と、
複数のスポット溶接部と
を備え、
前記ハット型部材は、第1天板、2つの第1縦壁及び2つのフランジを備え、
前記第1天板は、前記2つの第1縦壁の間に配置され、
前記第1縦壁は、前記第1天板と前記フランジの間に配置され、
前記フランジは前記クロージングプレートと接合され、
前記補強部材は、第2天板と2つの第2縦壁を備え、
前記第2天板は2つの前記第2縦壁の間に配置され、
前記第1縦壁と前記第2縦壁とは重ね合わされ、
前記複数のスポット溶接部は前記第1縦壁と前記第2縦壁とを接合し、
前記ハット型部材及び前記補強部材の少なくとも一方は、引張強さが1.1GPa超えであり、
前記ハット型部材と前記補強部材のうち引張強さが1.1GPaを超える部材の縦壁における前記複数のスポット溶接部のHAZ軟化部の全体は、前記フランジの面に垂直な方向において、前記第1縦壁の中央の高さの位置と、前記第1縦壁と前記第1天板の間の稜線の前記第1縦壁側のR止まりとの間に位置し、且つ、引張強さが1.1GPaを超える前記部材の縦壁と天板との間の稜線の縦壁側のR止まりに達しない位置にある、車両骨格部材。
A vehicle frame member,
a hat-shaped member;
a closing plate;
a reinforcing member;
with multiple spot welds,
The hat-shaped member includes a first top plate, two first vertical walls and two flanges,
The first top plate is arranged between the two first vertical walls,
The first vertical wall is arranged between the first top plate and the flange,
the flange is joined with the closing plate;
The reinforcing member includes a second top plate and two second vertical walls,
The second top plate is arranged between the two second vertical walls,
the first vertical wall and the second vertical wall are superimposed;
the plurality of spot welds join the first vertical wall and the second vertical wall;
At least one of the hat-shaped member and the reinforcing member has a tensile strength of more than 1.1 GPa,
Of the hat-shaped member and the reinforcing member, the entire HAZ softened portion of the plurality of spot welds in the vertical wall of the member having a tensile strength exceeding 1.1 GPa is in the direction perpendicular to the surface of the flange, the second It is located between the central height position of the vertical wall and the R stop on the first vertical wall side of the ridgeline between the first vertical wall and the first top plate, and has a tensile strength of 1.1. A vehicle frame member located at a position not reaching the R stop on the vertical wall side of the ridge line between the vertical wall and the top plate of the member exceeding 1 GPa.
前記補強部材の引張強さが1.1GPa超えであり、
前記ハット型部材の引張強さが、1.1GPa以下である、
請求項1に記載の車両骨格部材。
The tensile strength of the reinforcing member is greater than 1.1 GPa,
The tensile strength of the hat-shaped member is 1.1 GPa or less,
The vehicle frame member according to claim 1.
前記ハット型部材、及び前記補強部材の両方の引張強さが1.1GPa超えである、
請求項1又は2に記載の車両骨格部材。
The tensile strength of both the hat-shaped member and the reinforcing member is greater than 1.1 GPa,
The vehicle frame member according to claim 1 or 2.
前記複数のスポット溶接部のそれぞれの中心を通り前記ハット型部材の長手方向に垂直な面における断面において、前記フランジの面に垂直な方向において、前記第1縦壁と前記第1天板の間の稜線の縦壁側のR止まりから前記補強部材の前記第2縦壁の端部までの距離が、前記第1縦壁の高さの3分の1以下である、
請求項1~3のいずれか1項に記載の車両骨格部材。
A ridge line between the first vertical wall and the first top plate in a direction perpendicular to the flange face in a cross section on a plane passing through the center of each of the plurality of spot welds and perpendicular to the longitudinal direction of the hat-shaped member The distance from the R stop on the vertical wall side of the reinforcing member to the end of the second vertical wall of the reinforcing member is one-third or less of the height of the first vertical wall,
A vehicle frame member according to any one of claims 1 to 3.
前記複数のスポット溶接部の中心は、前記補強部材の前記第2縦壁の端部から5~15mmの位置にある、
請求項1~4のいずれか1項に記載の車両骨格部材。
The centers of the plurality of spot welds are located 5 to 15 mm from the end of the second vertical wall of the reinforcing member,
A vehicle frame member according to any one of claims 1 to 4.
前記ハット型部材及び前記補強部材のうち引張強さが1.1GPaを超える前記部材の縦壁の前記HAZ軟化部は、ビッカース硬度が、当該縦壁のスポット溶接部以外の部分のビッカース硬度より50HV以上小さい大軟化領域を有する、
請求項1~5のいずれか1項に記載の車両骨格部材。
Of the hat-shaped member and the reinforcing member, the HAZ softened portion of the vertical wall of the member having a tensile strength exceeding 1.1 GPa has a Vickers hardness of 50 HV higher than the Vickers hardness of the portion other than the spot welded portion of the vertical wall. having a large softening region smaller than or equal to
A vehicle frame member according to any one of claims 1 to 5.
請求項1~6のいずれか1項に記載の車両骨格部材を備え、
前記第1天板が車両外側に配置され、
前記クロージングプレートが車両内側に配置された、車両骨格。
A vehicle frame member according to any one of claims 1 to 6,
The first top plate is arranged outside the vehicle,
A vehicle skeleton, wherein the closing plate is arranged inside the vehicle.
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