JP6281522B2 - Method for determining side sill structure for vehicle - Google Patents
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Description
車両側面下部に前後方向に延出して設けられる車両用サイドシルの構造に関する。 The present invention relates to a structure of a vehicle side sill that extends in the front-rear direction at a lower portion of a vehicle side surface.
車両の側面の車両前後方向下部位置には中空長尺形状のサイドシルが設けられている。図１に示すように、一般的なサイドシル１は、サイドシルアウターパネル１ａとサイドシルインナーパネル１ｂと、必要に応じてサイドシルアウターパネル１ａとサイドシルインナーパネル１ｂの間に設けられたサイドシルリンフォースメント（図示せず）から構成され、車両前後方向上部位置に設けられたルーフレール５とセンターピラー３を介して結合されている。
サイドシルにおいては、車両側突時における衝突安全性を向上・確保しつつ、環境問題に起因する軽量化が要求されている。
A hollow long side sill is provided at a lower position in the vehicle longitudinal direction on the side of the vehicle. As shown in FIG. 1, a general side sill 1 includes a side sill outer panel 1a, a side sill inner panel 1b, and a side sill reinforcement provided between the side sill outer panel 1a and the side sill inner panel 1b as needed (see FIG. 1). And a roof rail 5 provided at an upper position in the longitudinal direction of the vehicle and a center pillar 3.
The side sill is required to be reduced in weight due to environmental problems while improving and ensuring the collision safety at the time of a vehicle side collision.
これまでに、車両側突時における衝突安全性を向上・確保する技術が提案・実施されている。
特許文献１には、側突時にセンターピラーの中間部分に車両幅方向外側から内側に向かう入力が作用すると、センターピラーに結合されるロッカー（サイドシル）は捩じり入力を受け、ロッカーの各外面に圧縮応力が作用して波打つ様に変形する。そこで、圧縮応力の作用方向に沿って延びるビードをロッカーの外面に設けて補強することで、外面変形を抑制してロッカーの断面崩れを抑制し、ロッカーの捩じれ方向の変形を抑制する車両骨格構造が開示されている。
特許文献２には、クロスメンバとサイドシルの結合端部近傍に、側突時の衝撃を緩和する衝撃吸収部を設けた車体下部構造が開示されている。
To date, technologies for improving and ensuring collision safety in the event of a vehicle-side collision have been proposed and implemented.
In Patent Document 1, when an input from the outside in the vehicle width direction to the inside acts on an intermediate portion of the center pillar at the time of a side collision, a rocker (side sill) coupled to the center pillar receives a torsional input, and each outer surface of the rocker Compressive stress acts on the material and it deforms like a wave. Therefore, a vehicle skeleton structure that suppresses deformation of the rocker in the torsional direction by suppressing deformation of the rocker by suppressing deformation of the outer surface by providing a bead extending along the action direction of the compressive stress on the outer surface of the rocker and reinforcing it. Is disclosed.
Patent Document 2 discloses a vehicle body lower structure in which an impact absorbing portion is provided in the vicinity of a coupling end portion between a cross member and a side sill to reduce an impact at the time of a side collision.
特許文献１に開示された車両骨格構造に示されるビード付与による変形抑制は、一定厚の板厚から成る部品について有効であり、同一の鋼板・板厚の部材と比較した場合に捩れを抑制することは可能であるが、車両の軽量化は困難である。
特許文献２に開示された車体下部構造は、衝撃吸収部品が多数必要であるため、側突時の安全性は向上するものの、車両重量の増加が避けられないといった課題がある。
The deformation suppression by the bead application shown in the vehicle skeleton structure disclosed in Patent Document 1 is effective for a part having a constant thickness, and suppresses the twist when compared with a member having the same steel plate / thickness. It is possible, but it is difficult to reduce the weight of the vehicle.
The vehicle body lower structure disclosed in Patent Document 2 requires a large number of shock absorbing parts, so that the safety at the time of a side collision is improved, but there is a problem that an increase in vehicle weight is unavoidable.
このように、側突時における安全性の確保を達成する技術が開示されているものの、車両の大幅な軽量化は困難である。今後、車体の衝突安全性能基準の厳格化等により、要求される基準が向上した場合、上記従来技術では重量増加を防止することは困難であり、製造コストに対しても不利となる。 Thus, although a technique for achieving safety in a side collision is disclosed, it is difficult to significantly reduce the weight of the vehicle. In the future, when required standards are improved by stricter collision safety performance standards for vehicle bodies, it is difficult to prevent an increase in weight with the above-described conventional technology, which is disadvantageous for manufacturing costs.
従来より、車体に用いられる各部品の鋼板の引張強度を向上させることで衝突性能の向上が可能であるとされているが、鋼板の引張強度の向上により得られる衝突性能向上の効果が小さい場合も多々あった。さらに、鋼板の引張強度の向上は、素材コストと製造コストが上昇する方向となり、部品性能とコストバランスの双方を最適化するためには、いわゆる試行錯誤が必要であり、多大な開発時間とコストが必要であった。 Conventionally, it is said that the impact performance can be improved by improving the tensile strength of the steel plate of each part used in the car body, but the impact performance improvement effect obtained by improving the tensile strength of the steel plate is small There were many. Furthermore, the improvement in tensile strength of steel sheets will lead to an increase in raw material costs and manufacturing costs, and so-called trial and error is necessary to optimize both component performance and cost balance, and a great deal of development time and cost are required. Was necessary.
車両用サイドシルにおいては、サイドシルアウターパネルやサイドシルインナーパネルに高張力鋼板を用いて薄板化することにより、側突時の曲げ強度の確保と軽量化を両立していた。しかしながら、高張力鋼板を用いることは、プレス成形による各部品の生産性を阻害し、高張力鋼板を不要とする部品に対しても鋼板を高張力する方向に進行している場合もあったため、製造コスト増加の要因となっていた。 In the vehicle side sill, the side sill outer panel and the side sill inner panel are thinned using a high-strength steel plate, thereby ensuring both a bending strength at the time of a side collision and a light weight. However, using a high-strength steel sheet hinders the productivity of each part by press molding, and it may have progressed in the direction of high tension of the steel sheet even for parts that do not require a high-strength steel sheet. This was a factor in increasing manufacturing costs.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、側突時における衝突安全性が高く、軽量化を達成し、さらには製造コストが増加しない車両用サイドシル構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a vehicle side sill structure that has high collision safety at the time of a side collision, achieves weight reduction, and further does not increase manufacturing costs. For the purpose.
発明者は、車両用サイドシル構造に用いられる鋼板の引張強度と板厚が車両側突時の曲げ強度に及ぼす影響を鋭意検討し、十分な曲げ強度を満足し、かつ軽量化された車両用サイドシル構造に関する知見を得た。
本発明は上記の知見に基づいてなされたものであり、具体的には以下の構成からなるものである。
The inventor has intensively studied the influence of the tensile strength and thickness of the steel sheet used in the vehicle side sill structure on the bending strength at the time of vehicle side collision, and has achieved sufficient bending strength and has been reduced in weight. The knowledge about the structure was obtained.
The present invention has been made based on the above findings, and specifically comprises the following configuration.
（１）本発明に係る車両用サイドシル構造の決定方法は、車両の側面の車両前後方向下部位置に設けられ、車両外側に位置するサイドシルアウターパネルと車両内側に位置するサイドシルインナーパネルとを備え、前記サイドシルアウターパネルと前記サイドシルインナーパネルとが互いに接合されて閉断面を形成する車両用サイドシルの構造の決定方法であって、
サイドシル、センターピラー及びルーフレールにより形成された車両側部構造におけるセンターピラーアウターパネルをアンダーパンチにより押し込む３点曲げ試験のFEM解析を行い、アンダーパンチを押し込む荷重とアンダーパンチストロークの関係を求め、アンダーパンチストロークが0〜100mmの範囲における荷重の極大値を側突時の最大荷重とし、
前記サイドシルアウターパネルは、前記側突時の最大荷重により鋼板の引張強度と板厚を決定し、
前記サイドシルインナーパネルは、鋼板の引張強度について製造コストから決定し、鋼板の板厚について車両後方からの衝突時における後突性能を満足する最も薄い板厚として決定し、
衝突時のセンターピラー下端部の回転及び車幅方向の変形に伴う、前記サイドシルの捩じれ方向の変形を抑制し、車幅方向の十分な曲げ強度を満足することを特徴とするものである。
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記サイドシルアウターパネルは、引張強度が1180MPa級以上で板厚が0.6mm以上1.6mm以下の鋼板で形成され、
前記サイドシルインナーパネルは、引張強度が440MPa級以上で前記サイドシルアウターパネルを形成する鋼板の引張強度以下の鋼板で形成されるように決定することを特徴とするものである。
(1) A method for determining a side sill structure for a vehicle according to the present invention includes a side sill outer panel positioned on the vehicle outer side and a side sill inner panel positioned on the vehicle inner side , provided at a lower position in the vehicle front-rear direction on the side surface of the vehicle . a method for determining the structure of a vehicle side sill forming the side sill outer panel and said side sill inner panel are joined together closed section,
FEM analysis of a three-point bending test in which the center pillar outer panel in the vehicle side structure formed by the side sill, center pillar, and roof rail is pushed by the underpunch, and the relationship between the load to push the underpunch and the underpunch stroke is determined. The maximum load in the range of 0-100mm stroke is the maximum load at the side impact,
The side sill outer panel determines the tensile strength and thickness of the steel sheet according to the maximum load at the time of the side collision,
The side sill inner panel is determined from the manufacturing cost for the tensile strength of the steel sheet, and is determined as the thinnest sheet thickness that satisfies the rear impact performance at the time of collision from the rear of the vehicle with respect to the plate thickness of the steel sheet,
With the rotation and the vehicle width direction of the deformation of the center pillar lower end of the collision, to suppress the deformation of the twisting direction of said side sill and is characterized that you meet the sufficient bending strength in the vehicle width direction.
(2) Further, in the above-described (1), the side sill outer panel is formed of a steel plate having a tensile strength of 1180 MPa class or more and a plate thickness of 0.6 mm or more and 1.6 mm or less.
The side sill inner panel is determined to be formed of a steel plate having a tensile strength of 440 MPa or higher and a tensile strength of a steel plate forming the side sill outer panel.
本発明に係る車両用サイドシル構造は、車両外側に位置するサイドシルアウターパネルと車両内側に位置するサイドシルインナーパネルを備えた車両用サイドシルの構造であって、前記サイドシルアウターパネルと前記サイドシルインナーパネルとが互いに接合されて閉断面を形成し、前記サイドシルアウターパネルは引張強度が1180MPa級以上の鋼板で、該鋼板の板厚は0.6mm以上1.6mm以下であり、前記サイドシルインナーパネルは引張強度が440MPa級以上で、前記サイドシルアウターパネルを形成する鋼板よりも引張強度の低い鋼板とすることによって、車両側面からの衝突安全性を満足しつつ、製造コストを増加させずに軽量化が可能な車両用サイドシル構造を得ることができる。 A vehicle side sill structure according to the present invention is a vehicle side sill structure including a side sill outer panel positioned on the vehicle outer side and a side sill inner panel positioned on the vehicle inner side, wherein the side sill outer panel and the side sill inner panel are Joined together to form a closed cross section, the side sill outer panel is a steel plate having a tensile strength of 1180 MPa class or more, the thickness of the steel plate is 0.6 mm or more and 1.6 mm or less, and the side sill inner panel has a tensile strength of 440 MPa class As described above, by using a steel plate having a lower tensile strength than the steel plate forming the side sill outer panel, the vehicle side sill can be reduced in weight without increasing the manufacturing cost while satisfying the collision safety from the side of the vehicle. A structure can be obtained.
本発明の一実施の形態に係る車両用サイドシル構造は、図１に示すように、車両の側面下部に配設されるサイドシル１の構造であって、車両外側に位置するサイドシルアウターパネル１ａと車両内側に位置するサイドシルインナーパネル１ｂとを備えたものであり、サイドシルアウターパネル１ａとサイドシルインナーパネル１ｂとが互いに接合されて閉断面を形成し、サイドシルアウターパネル１ａは、引張強度が1180MPa級以上で板厚が0.6mm以上1.6mm以下の鋼板で形成され、サイドシルアウターパネル１ａは、引張強度が440MPa級以上でサイドシルアウターパネル１ａを形成する鋼板の引張強度以下の鋼板で形成されることを特徴とするものである。 A vehicle side sill structure according to an embodiment of the present invention is a structure of a side sill 1 disposed in a lower portion of a side surface of a vehicle, as shown in FIG. A side sill inner panel 1b is provided on the inside, and the side sill outer panel 1a and the side sill inner panel 1b are joined together to form a closed cross section. The side sill outer panel 1a has a tensile strength of 1180 MPa class or more. The side sill outer panel 1a is formed of a steel plate having a thickness of 0.6 mm or more and 1.6 mm or less, and a tensile strength of 440 MPa class or more and less than the tensile strength of the steel plate forming the side sill outer panel 1a. To do.
そして、図１に示すように、センターピラーアウターパネル３ａとセンターピラーインナーパネル３ｂとが接合されたセンターピラー３の下端部がサイドシル１に接合し、センターピラー３の上端部がルーフレール５に接合して車両側部構造１１を形成している。 As shown in FIG. 1, the lower end of the center pillar 3 where the center pillar outer panel 3a and the center pillar inner panel 3b are joined is joined to the side sill 1, and the upper end of the center pillar 3 is joined to the roof rail 5. Thus, the vehicle side part structure 11 is formed.
サイドシルアウターパネル１ａの鋼板の引張強度と板厚、ならびに、サイドシルインナーパネル１ｂの鋼板の引張強度と板厚は、以下の検討結果に基づいて決定された。
まず、サイドシルアウターパネル１ａの鋼板の引張強度と板厚は、図１に示すようなサイドシル１、センターピラー３及びルーフレール５により形成された車両側部構造１１における側突時の最大荷重より決定した。
The tensile strength and thickness of the steel plate of the side sill outer panel 1a and the tensile strength and thickness of the steel plate of the side sill inner panel 1b were determined based on the following examination results.
First, the tensile strength and thickness of the steel plate of the side sill outer panel 1a were determined from the maximum load at the time of a side collision in the vehicle side part structure 11 formed by the side sill 1, the center pillar 3, and the roof rail 5 as shown in FIG. .
具体的には、図２に示す解析モデルを用いてセンターピラーアウターパネル３ａをアンダーパンチにより押し込む３点曲げ試験のFEM解析を行い、アンダーパンチを押し込む荷重とアンダーパンチストロークの関係を求め、アンダーパンチストロークが0〜100mmの範囲における荷重の極大値を最大荷重とした。前記FEM解析における境界条件には、ルーフレール５に接合するセンターピラー３上端部に完全拘束条件、サイドシル１に接合するセンターピラー３下端部に回転及び車幅方向（図２の下方向）の変形のみを自由にした拘束条件を与えた。 Specifically, using the analysis model shown in FIG. 2, FEM analysis of a three-point bending test in which the center pillar outer panel 3a is pushed by an under punch is performed, and the relationship between the load for pushing the under punch and the under punch stroke is obtained. The maximum load in the stroke range of 0 to 100 mm was taken as the maximum load. The boundary conditions in the FEM analysis include the complete restraint condition at the upper end of the center pillar 3 joined to the roof rail 5, and the rotation and the deformation in the vehicle width direction (downward in FIG. 2) at the lower end of the center pillar 3 joined to the side sill 1. Was given a constraint.
図３に前記FEM解析により得られたアンダーパンチストロークと荷重との関係の解析結果の一例を示す。当該解析結果は、サイドシルアウターパネル１ａに1470MPa級、板厚1.2mmの鋼板を用い、サイドシルインナーパネル１ｂに590MPa級、板厚1.0mmの鋼板を用いた場合の結果である。 FIG. 3 shows an example of the analysis result of the relationship between the under punch stroke and the load obtained by the FEM analysis. The analysis results are obtained when a 1470 MPa grade steel plate having a thickness of 1.2 mm is used for the side sill outer panel 1 a and a 590 MPa grade steel plate having a thickness of 1.0 mm is used for the side sill inner panel 1 b.
アンダーパンチストロークの増加に伴って荷重は増加し、アンダーパンチストロークが約50mmにおいて荷重は極大値を示し、約50mm〜110mmの範囲では荷重は減少した。そしてアンダーパンチストロークが約110mm以上では荷重は再び増加した
以上より、アンダーパンチストロークが0〜100mmの範囲における極大値から、車両側部構造１１における側突時の最大荷重を27.9kNと求めた。
The load increased with the increase of the under punch stroke, the load showed a maximum value when the under punch stroke was about 50 mm, and the load decreased within the range of about 50 mm to 110 mm. Then, when the under punch stroke was about 110 mm or more, the load increased again. From the above, the maximum load at the side collision in the vehicle side structure 11 was determined to be 27.9 kN from the maximum value in the range where the under punch stroke was 0 to 100 mm.
図４に、サイドシルインナーパネル１ｂに引張強度440MPa級、板厚1.4mmの鋼板を用い、サイドシルアウターパネル１ａに用いる鋼板の引張強度を590MPa級〜1470MPa級、板厚を0.4mm〜1.6mmの範囲で変更した時の側突時の最大荷重を示す。なお、センターピラーアウターパネル３ａには引張強度1470MPa級、板厚1.8mmの鋼板を用い、センターピラーインナーパネル３ｂには引張強度440MPa級、板厚1.0mmの鋼板を用いた。
サイドシルアウターパネル１ａに用いる鋼板の引張強度の上昇に伴い、同じ板厚において側突時の最大荷重は向上した。また、同じ引張強度の鋼板では、板厚の増加に伴い側突時の最大荷重は向上した。
従って、サイドシルアウターパネル１ａに用いる鋼板の引張強度を向上するとともに、板厚を低減することで、側突性能を確保しつつ軽量化を達成できることがわかる。
Fig. 4 shows that the side sill inner panel 1b is made of steel with a tensile strength of 440MPa and a thickness of 1.4mm, and the steel used for the side sill outer panel 1a has a tensile strength of 590MPa to 1470MPa and a thickness of 0.4mm to 1.6mm. Indicates the maximum load at the time of a side collision when changed by. The center pillar outer panel 3a was a steel plate having a tensile strength of 1470 MPa and a thickness of 1.8 mm, and the center pillar inner panel 3b was a steel plate having a tensile strength of 440 MPa and a thickness of 1.0 mm.
With the increase in the tensile strength of the steel plate used for the side sill outer panel 1a, the maximum load at the time of a side collision improved with the same plate thickness. Moreover, with the steel plates having the same tensile strength, the maximum load at the time of side impact was improved as the plate thickness increased.
Therefore, it can be seen that weight reduction can be achieved while ensuring the side impact performance by improving the tensile strength of the steel plate used for the side sill outer panel 1a and reducing the plate thickness.
市販車に採用されている車両用サイドシル構造の例として、サイドシルアウターパネルに引張強度590MPa級、板厚1.6mmの鋼板が採用されている。該鋼板を用いたサイドシルを備えた車両側部構造における側突時の最大荷重（62.6kN）を基準とすると、図４の結果から、引張強度1180MPa級以上で板厚が0.6mm〜1.6mmの鋼板をサイドシルアウターパネル１ａに用いたサイドシル１は側突時の最大荷重が前記基準を満たすことがわかる。 As an example of a vehicle side sill structure used in commercial vehicles, a steel plate having a tensile strength of 590 MPa and a plate thickness of 1.6 mm is used for the side sill outer panel. Based on the maximum load (62.6kN) at the time of a side collision in a vehicle side part structure equipped with a side sill using the steel plate, the result of FIG. 4 shows that the tensile strength is 1180 MPa class or more and the plate thickness is 0.6 mm to 1.6 mm. It can be seen that the side sill 1 using a steel plate for the side sill outer panel 1a satisfies the above-mentioned standard in the maximum load at the time of a side collision.
さらに、図４の結果から、基準とした車両用サイドシル構造に用いられる引張強度590MPa級のサイドシルアウターパネル１ａの板厚が1.6mmであるため、引張強度1180MPa級以上のサイドシルアウターパネル１ａの板厚が0.6mm以上であれば、基準とした前記サイドシルの側突時の最大荷重以上となり、1.6mm以下の板厚の鋼板を用いることで基準とした車両用サイドシル構造より軽量化することができることが示唆された。
以上より、サイドシルアウターパネル１ａには、引張強度が1180MPa級以上で板厚が0.6mm以上1.6mmの鋼板を用いることが好ましい。
Furthermore, from the results shown in FIG. 4, the thickness of the side sill outer panel 1a having a tensile strength of 590 MPa class used for the vehicle side sill structure as a reference is 1.6 mm. If it is 0.6mm or more, it becomes more than the maximum load at the time of side impact of the side sill as a reference, and by using a steel plate with a thickness of 1.6mm or less, it can be lighter than the standard vehicle side sill structure. It was suggested.
From the above, it is preferable to use a steel plate having a tensile strength of 1180 MPa class or more and a plate thickness of 0.6 mm or more and 1.6 mm for the side sill outer panel 1a.
次に、サイドシルインナーパネル１ｂの鋼板の引張強度についての検討結果を説明する。
サイドシルインナーパネル１ｂの鋼板の引張強度は、サイドシルアウターパネル１ａの鋼板の引張強度と同様に、側突時を模擬した車両側部構造１１の３点曲げ試験における最大荷重のFEM解析結果に基づいて決定した。該FEM解析の解析モデル及び境界条件は、上述したサイドシルアウターパネル１ａの場合と同様である。
Next, the examination result about the tensile strength of the steel plate of the side sill inner panel 1b is demonstrated.
The tensile strength of the steel plate of the side sill inner panel 1b is based on the FEM analysis result of the maximum load in the three-point bending test of the vehicle side part structure 11 simulating the side collision, similarly to the tensile strength of the steel plate of the side sill outer panel 1a. Were determined. The analysis model and boundary conditions of the FEM analysis are the same as those of the side sill outer panel 1a described above.
図５に、サイドシルアウターパネル１ａを引張強度780MPa級、板厚1.3mmの鋼板又は引張強度1470MPa級、板厚1.0mmの鋼板とし、サイドシルインナーパネル１ｂに用いる鋼板の引張強度を440MPa級〜1470MPa級、板厚を0.6mm〜1.6mmに変更した時の側突時の最大荷重を示す。
サイドシルインナーパネル１ｂに用いる鋼板の引張強度を変更したパネルは、板厚の増加によりわずかに最大荷重は増加するが、いずれの板厚においても、最大荷重に対する影響はわずかであった。
Fig. 5 shows that the side sill outer panel 1a is a steel plate having a tensile strength of 780 MPa class and a thickness of 1.3 mm or a steel sheet having a tensile strength of 1470 MPa and a thickness of 1.0 mm, and the tensile strength of the steel sheet used for the side sill inner panel 1b is 440 MPa class to 1470 MPa class. The maximum load at the time of a side collision when the plate thickness is changed from 0.6 mm to 1.6 mm is shown.
Although the maximum load of the panel in which the tensile strength of the steel plate used for the side sill inner panel 1b was changed slightly increased with the increase in the plate thickness, the effect on the maximum load was slight at any plate thickness.
以上より、側突性能の観点から、サイドシルインナーパネル１ｂに用いる鋼板を高強度化しても、側突時の最大荷重の向上にはほとんど寄与せず、かえって製造コストの面から不利であり、サイドシルインナーパネル１ｂとして引張強度が440MPa級の鋼板を用いても十分な側突性能が得られることがわかった。 From the above, from the viewpoint of side impact performance, increasing the strength of the steel plate used for the side sill inner panel 1b hardly contributes to the improvement of the maximum load during side impact, but is disadvantageous in terms of manufacturing cost. It has been found that even when a steel plate having a tensile strength of 440 MPa is used as the inner panel 1b, sufficient side collision performance can be obtained.
軽量化の観点から、サイドシルインナーパネル１ｂに用いられる鋼板の板厚としては薄い方が好ましい。ただし、車両の衝突安全性能基準としては、車両後方からの衝突時における強度（後突性能）が要求されるため、サイドシルインナーパネル１ｂの板厚は、サイドシルアウターパネル１ａとサイドシルインナーパネル１ｂとが接合された閉断面に対して垂直に荷重を負荷した場合の変形量及び変形状態について、従来の板厚の場合と比較することで後突性能を満足する最も薄い板厚とすれば良い。 From the viewpoint of weight reduction, it is preferable that the steel plate used for the side sill inner panel 1b is thin. However, since the strength (rear collision performance) at the time of a collision from the rear of the vehicle is required as the vehicle crash safety performance standard, the side sill inner panel 1b has a thickness of the side sill outer panel 1a and the side sill inner panel 1b. What is necessary is just to make it the thinnest board thickness which satisfies rear-end collision performance by comparing with the case of the conventional board thickness about the amount of deformation | transformation and a deformation | transformation state at the time of applying a load perpendicular | vertical with respect to the joined closed cross section.
本発明の作用効果について確認するため、具体的な実験を行ったので、これについて以下に説明する。
本実施例では、サイドシルアウターパネル１ａとサイドシルインナーパネル１ｂとを備えたサイドシル１と、センターピラー３とルーフレール５から構成される車両側部構造１１（図１参照）の側突性能、重量変化率及び製造コストに関して、サイドシルアウターパネル１ａ及びサイドシルインナーパネル１ｂに用いる鋼板の引張強度と板厚を変更した場合について評価した。なお、センターピラーアウターパネル３ａには、引張強度1470MPa級、板厚1.8mmの鋼板を用い、センターピラーインナーパネル３ｂには、引張強度780MPa級、板厚1.0mmの鋼板を用いた。
A specific experiment was conducted to confirm the operational effects of the present invention, which will be described below.
In this embodiment, the side collision performance and weight change rate of the side sill 1 including the side sill outer panel 1a and the side sill inner panel 1b, the vehicle side structure 11 (see FIG. 1), which includes the center pillar 3 and the roof rail 5. And about the manufacturing cost, it evaluated about the case where the tensile strength and board thickness of the steel plate used for the side sill outer panel 1a and the side sill inner panel 1b were changed. The center pillar outer panel 3a was a steel plate having a tensile strength of 1470 MPa and a thickness of 1.8 mm, and the center pillar inner panel 3b was a steel plate having a tensile strength of 780 MPa and a thickness of 1.0 mm.
表１に、サイドシル１におけるサイドシルアウターパネル１ａとサイドシルインナーパネル１ｂに用いた鋼板の引張強度と板厚を変更した各条件（発明例１〜発明例６）と、各条件において得られた側突性能、重量変化率及び製造コストの評価結果を示す。 Table 1 shows each condition (Invention Example 1 to Invention Example 6) in which the tensile strength and thickness of the steel sheet used in the side sill outer panel 1a and the side sill inner panel 1b in the side sill 1 were changed, and the side collision obtained in each condition. The evaluation results of performance, weight change rate and manufacturing cost are shown.
評価項目である側突性能は、実施の形態と同様に、図２に示す車両側部構造１１を解析対象として３点曲げ試験のFEM解析を行い、該３点曲げ試験においてアンダーパンチストロークが0〜100mmの範囲における荷重の極大値を側突時の最大荷重として評価したものである。 As with the embodiment, the side impact performance, which is an evaluation item, was subjected to FEM analysis of a three-point bending test with the vehicle side structure 11 shown in FIG. 2 as an analysis target, and the under punch stroke was 0 in the three-point bending test. The maximum value of load in the range of ~ 100mm is evaluated as the maximum load at the time of side impact.
側突性能は、従来例の車両側部構造における側突時の最大荷重のFEM解析結果（63.6kN）を基準とし、当該基準以上であれば〇、該基準以下であれば×と評価した。
重量変化は、従来例の車両側部構造の重量（12817g）を基準とした重量変化率により評価した。
製造コストは、従来例における素材（鋼板）費を評価基準とした。
Side impact performance was evaluated based on the FEM analysis result (63.6 kN) of the maximum load at the time of side impact in the vehicle side part structure of the conventional example.
The weight change was evaluated by the weight change rate based on the weight (12817 g) of the vehicle side part structure of the conventional example.
The manufacturing cost was based on the material (steel plate) cost in the conventional example.
表２に、比較例として、サイドシルアウターパネル１ａに用いた鋼板の引張強度、サイドシルインナーパネル１ｂに用いた鋼板の引張強度又は板厚が、本発明に係る車両用サイドシル構造における鋼板の引張強度と板厚の範囲外である車両用サイドシル構造の側突性能、重量変化率及び製造コストの評価結果を示す。側突性能、重量変化率及び製造コストは、表１と同様の評価基準により評価した。 In Table 2, as a comparative example, the tensile strength of the steel plate used for the side sill outer panel 1a and the tensile strength or thickness of the steel plate used for the side sill inner panel 1b are the tensile strength of the steel plate in the vehicle side sill structure according to the present invention. The evaluation results of the side impact performance, weight change rate, and manufacturing cost of the vehicle side sill structure that are outside the range of the plate thickness are shown. Side impact performance, weight change rate, and manufacturing cost were evaluated according to the same evaluation criteria as in Table 1.
比較例１は、サイドシルアウターパネル１ａの鋼板の引張強度が1180MPa級未満の980MPa級で板厚が0.6mmで、サイドシルインナーパネル１ｂの鋼板の引張強度が440MPa級未満の390MPa級であったため側突性能が評価基準を下回った。 Since the tensile strength of the steel plate of the side sill outer panel 1a was 980 MPa class less than 1180 MPa class and the plate thickness was 0.6 mm, the tensile strength of the steel plate of the side sill inner panel 1 b was 390 MPa class less than 440 MPa class. Performance fell below evaluation criteria.
比較例２は、サイドシルアウターパネル１ａの鋼板の引張強度を780MPa級としたものであるが、板厚を1.6mmに増加したので側突性能は評価基準を満たしたものの製造コストが上回った。 In Comparative Example 2, the tensile strength of the steel plate of the side sill outer panel 1a was set to 780 MPa class, but since the plate thickness was increased to 1.6 mm, the side impact performance satisfied the evaluation criteria, but the manufacturing cost exceeded.
比較例３は、サイドシルインナーパネル１ｂの鋼板の引張強度を1470MPa級としたため、側突性能及び重量変化は評価基準を満たしたが、製造コストが上回った。 In Comparative Example 3, since the tensile strength of the steel plate of the side sill inner panel 1b was set to 1470 MPa class, the side impact performance and the weight change satisfied the evaluation criteria, but the manufacturing cost exceeded.
比較例４は、サイドシルアウターパネル１ａの鋼板の引張強度を1470MPa級、板厚0.4mmとしたものであり、大幅な軽量化（重量変化率-25%）が得られ、製造コストも評価基準を下回ったが、側突性能が評価基準を下回った。 In Comparative Example 4, the tensile strength of the steel plate of the side sill outer panel 1a is set to 1470 MPa class and the plate thickness is 0.4 mm, and a significant weight reduction (weight change rate: -25%) is obtained. Although it was lower, the side impact performance was lower than the evaluation standard.
以上より、本発明に係る車両用サイドシル構造においては、サイドシルアウターパネルを引張強度が1180MPa級以上の鋼板とし、該鋼板の板厚を0.6mm以上1.6mm以下とし、さらに、サイドシルインナーパネルを引張強度が440MPa級以上でサイドシルアウターパネルの鋼板よりも引張強度の低い鋼板とすることによって、必要十分な側突性能を満たし、製造コストを増加せずに軽量化が可能な車両用サイドシル構造を実現できることが実証された As described above, in the vehicle side sill structure according to the present invention, the side sill outer panel is a steel plate having a tensile strength of 1180 MPa class or more, the thickness of the steel plate is 0.6 mm or more and 1.6 mm or less, and the side sill inner panel is a tensile strength. It is possible to realize a vehicle side sill structure that satisfies the necessary and sufficient side impact performance and can be reduced in weight without increasing the manufacturing cost by making it a steel plate with a tensile strength lower than that of the side sill outer panel with a 440 MPa class or higher. Proved
１ サイドシル
１ａ サイドシルアウターパネル
１ｂ サイドシルインナーパネル
３ センターピラー
３ａ センターピラーアウターパネル
３ｂ センターピラーインナーパネル
５ ルーフレール
５ａ ルーフレールアウターパネル
５ｂ ルーフレールインナーパネル
１１ 車両側部構造
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Side sill 1a Side sill outer panel 1b Side sill inner panel 3 Center pillar 3a Center pillar outer panel 3b Center pillar inner panel 5 Roof rail 5a Roof rail outer panel 5b Roof rail inner panel 11 Vehicle side part structure
Claims (2)
サイドシル、センターピラー及びルーフレールにより形成された車両側部構造におけるセンターピラーアウターパネルをアンダーパンチにより押し込む３点曲げ試験のFEM解析を行い、アンダーパンチを押し込む荷重とアンダーパンチストロークの関係を求め、アンダーパンチストロークが0〜100mmの範囲における荷重の極大値を側突時の最大荷重とし、
前記サイドシルアウターパネルは、前記側突時の最大荷重により鋼板の引張強度と板厚を決定し、
前記サイドシルインナーパネルは、鋼板の引張強度について製造コストから決定し、鋼板の板厚について車両後方からの衝突時における後突性能を満足する最も薄い板厚として決定し、
衝突時のセンターピラー下端部の回転及び車幅方向の変形に伴う、前記サイドシルの捩じれ方向の変形を抑制し、車幅方向の十分な曲げ強度を満足することを特徴とする車両用サイドシル構造の決定方法。 A side sill outer panel located on the vehicle side in the vehicle front-rear direction and having a side sill outer panel positioned on the vehicle outer side and a side sill inner panel positioned on the vehicle inner side, the side sill outer panel and the side sill inner panel being joined together and closed. A method for determining a structure of a vehicle side sill that forms a cross section,
FEM analysis of a three-point bending test in which the center pillar outer panel in the vehicle side structure formed by the side sill, center pillar, and roof rail is pushed by the underpunch, and the relationship between the load to push the underpunch and the underpunch stroke is determined. The maximum load in the range of 0-100mm stroke is the maximum load at the side impact,
The side sill outer panel determines the tensile strength and thickness of the steel sheet according to the maximum load at the time of the side collision,
The side sill inner panel is determined from the manufacturing cost for the tensile strength of the steel sheet, and is determined as the thinnest sheet thickness that satisfies the rear impact performance at the time of collision from the rear of the vehicle with respect to the plate thickness of the steel sheet,
With the rotation and the vehicle width direction of the deformation of the center pillar lower end of the collision, to suppress the deformation of the twisting direction of the side sill, a vehicle side sill structure characterized that you meet the sufficient bending strength in the vehicle width direction How to determine .
前記サイドシルインナーパネルは、引張強度が440MPa級以上で前記サイドシルアウターパネルを形成する鋼板の引張強度以下の鋼板で形成されるように決定することを特徴とする請求項1に記載の車両用サイドシル構造の決定方法。 The side sill outer panel is formed of a steel plate having a tensile strength of 1180 MPa class or more and a plate thickness of 0.6 mm or more and 1.6 mm or less,
2. The side sill structure for a vehicle according to claim 1, wherein the side sill inner panel is determined to be formed of a steel plate having a tensile strength of 440 MPa or higher and a tensile strength of a steel plate forming the side sill outer panel. How to determine .
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