JP6635105B2 - Closed section parts, vehicle structural parts, and method for improving shock absorption capacity - Google Patents
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Description
本発明は、軸方向の衝撃に対する耐衝突性に優れる閉断面部品を提供する技術に関し、特に自動車その他の車両の構造部品に好適に適用可能な技術である。 The present invention relates to a technique for providing a closed-section part having excellent collision resistance against an axial impact, and is particularly applicable to a structural part of an automobile or other vehicles.
近年、自動車分野では、環境問題に配慮した燃費向上のための車体軽量化と衝突安全性能の両立を目的に、構造部品に対する高強度材の適用が進められている。
ここで、衝突性能の評価は、自動車の前面衝突のように部品長手方向が衝突方向と一致する軸圧壊と、側面衝突のように衝突方向と垂直となる曲げ圧壊とがあり、ともに部品が座屈変形することで衝突エネルギーを吸収している。特に、軸圧壊では、部品の断面全周が内側、外側に交互に折り畳まれる、いわゆる蛇腹状に変形が進行することで衝撃を吸収し、特に稜線部で大変形が発生する。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of automobiles, application of high-strength materials to structural parts has been promoted for the purpose of achieving both vehicle weight reduction and collision safety performance for improving fuel efficiency in consideration of environmental issues.
There are two types of crash performance evaluation: axial crushing where the longitudinal direction of the component coincides with the collision direction, such as a frontal collision of an automobile, and bending crushing, which is perpendicular to the collision direction, such as a side impact. The buckling deformation absorbs the collision energy. In particular, in axial crushing, the entire circumference of the cross section of the component is alternately folded inward and outward, that is, deformation progresses in a bellows shape, thereby absorbing impact, and large deformation occurs particularly at the ridgeline portion.
これに対し、従来の耐衝突性能を向上させる技術の1つとして、構造部品に対し衝撃吸収部品を配置し、例えば、格子状のリブ形状を衝撃吸収構造体として用いる技術がある(特許文献1参照)。
また、加工部品の内側に発泡材を充填することで部品強度を向上させる技術が提案されている(特許文献2、3)。
さらには、部品断面に設けられた閉断面空間に発泡材を充填して、衝撃吸収能力を高める技術も提案されている(特許文献4、5)。
On the other hand, as one of the conventional techniques for improving the collision resistance performance, there is a technique in which a shock absorbing component is disposed on a structural component and a rib-like lattice is used as the shock absorbing structure (Patent Document 1). reference).
In addition, a technique for improving the strength of a component by filling a foamed material inside a processed component has been proposed (
Furthermore, a technique has been proposed in which a foam material is filled in a closed cross-sectional space provided in a cross section of a component to increase the shock absorbing ability (Patent Documents 4 and 5).
しかしながら、特許文献1のような衝撃吸収部品を追加する場合は、構造体の部品点数の増加を招くため、軽量化に反して質量が増加すると共に、コスト面に課題がある。
一方で、特許文献2〜5のように、発泡充填材による補強は、発泡充填材を充填するために所定の大きさの空間を必要とし、部品内側全体や、あるいは補強部品などによって断面に設けられた閉断面空間全体を閉塞するように発泡材を充填する必要がある。このため、適用部品あるいは適用箇所に制限があるとともに、閉塞する空間に応じて充填に必要な発泡材の量も増加する傾向にあり、軽量化、コスト面、あるいはリサイクル性の観点に課題があるといえる。
本発明は、上記のような点に鑑みてなされたもので、簡便な手段によって、簡易に閉断面部品の衝撃吸収能を向上させることを目的とする。
However, in the case of adding a shock-absorbing component as disclosed in Patent Document 1, the number of components of the structure is increased, so that the weight is increased in spite of the weight reduction and there is a problem in cost.
On the other hand, as in
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to easily improve the shock absorbing ability of a closed-section component by simple means.
課題を解決するために、本発明の一態様は、長手方向に沿って延びる1又は2以上の稜線部を有する閉断面構造からなる構造体と、上記構造体における上記稜線部の少なくとも1つの稜線部の内面側に対し、対象とする稜線部の延在方向に沿って連続的若しくは断続的に、当該稜線部で形成される角部だけを埋めるように被着した接着剤と、を備えることを特徴とする。 According to one embodiment of the present invention, there is provided a structure including a closed cross-sectional structure having one or more ridges extending along a longitudinal direction, and at least one ridge of the ridge in the structure. An adhesive applied continuously or intermittently to the inner surface side of the portion along the extending direction of the target ridge line portion so as to fill only the corner formed by the ridge line portion. It is characterized by.
本発明の一態様によれば、稜線部の内面の角部だけを埋めるように接着剤を被着するという簡便な方法によって、簡易に構造体の衝撃吸収能を向上させることが可能となる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to easily improve the shock absorbing ability of the structure by a simple method of applying an adhesive so as to fill only the corners of the inner surface of the ridge.
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
(構成)
本実施形態の閉断面部品は、閉断面構造からなる構造体と、構造体の内面の一部に塗布により被着した接着剤とを備える。
本実施形態の構造体1は、図1に示すように、一対のハット形断面部材2、3のフランジ部2c、3c同士を溶接によって接合することで作製された構造体である。すなわち、本実施形態では、構造体1として、フランジ部2c、3cを有する箱形の閉断面構造の部品を例に挙げて説明する。各ハット形断面部材2、3は、鋼板その他の金属板を、天面部2a、3a、側壁部2b、3b、フランジ部2c、3cを有するハット形状にプレス加工したものである。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Constitution)
The closed-section component of the present embodiment includes a structure having a closed-section structure, and an adhesive applied to a part of the inner surface of the structure by coating.
As shown in FIG. 1, the structure 1 of the present embodiment is a structure manufactured by joining the
もっとも部材3が平板であっても良い。すなわち閉断面構造の閉断面は矩形である必要はなく、断面多角形の閉断面形状であれば構わない。また断面多角形の辺の一部が直線で無くても良く、円弧形状となっていても良い。要は、構造体1の長手方向(軸方向)に沿って、1又は2以上の稜線部5を有する閉断面構造であれば、本発明は適用可能である。
図1に示す構造体1は、長手方向に沿ってそれぞれの稜線5Aが延びる4つの稜線部5を有する。各稜線部5は、ハット形断面部材2、3の天面部2a、3aと側壁部2b、3bとの境界の角を稜線5Aとした境界部で構成されている。
However, the
The structure 1 shown in FIG. 1 has four
本実施形態では、接着剤6が、4つの稜線部5の内面に対し、図2に示すように、各稜線部5の角部だけを埋めるように塗布され乾燥することで被着している。接着剤6を塗布する角部の面は、角度が180未満の角度側である。塗布された各接着剤6は、稜線部5の延在方向に沿って連続して、稜線部5の全長に渡って塗られることで被着している。接着剤6は、稜線部5の延在方向に沿って断続的に設けても良い。また、2以上の稜線部5の少なくとも1つの稜線部5の角部に接着剤6を接着すればよい。
In the present embodiment, the
ここで、接着剤6で稜線部5の内側の角部だけを埋めるということについて補足する。
稜線部5は、図3に示すように、構造体1の閉断面において、稜線5Aと稜線5Aに続く左右の面部分5Bとから構成される。そして、稜線部5の内側の角部は、閉断面内側において、稜線5Aと稜線5Aに続く左右の面部分5Bで構成される。その稜線5Aと稜線5Aに続く左右の面部分5Bとに、接着剤6が被着するように塗ることが、接着剤6で稜線部5の内側の角部だけを埋めることに相当する。
Here, the supplement of filling only the corner inside the
As shown in FIG. 3, the
左右の面部分5Bの面積(接着剤6の被着面)で剥離強度が確保され、閉断面において、稜線5Aからの左右の面部分5Bの長さL1、L2が長いほど、接着剤塗布による衝撃吸収能が向上すると推定されるが、その各面部分5Bの長さL1、L2は、2mm以上、好ましくは5mm以上である。但し、余り長くても衝撃吸収能に対する効果が飽和するため、2cm以下で十分と推定される。
The peel strength is secured by the area of the left and
使用する接着剤6としては、エポキシ系やアクリル樹脂系などの樹脂製の硬化型接着剤が好ましい。硬化成分として光硬化成分と熱硬化成分とあるが、接着剤6を閉断面内に塗布するため、熱硬化成分の方が好ましい。
また接着剤6としては、剥離強度が高く且つ耐衝撃用の接着剤を採用することが好ましい。
As the
Further, as the
剥離強度としては、例えば1500N/m以上、好ましくは2000N/m以上、更に好ましくは5000N/m以上である。せん断強度としては、例えば20MPa以上、好ましくは30MPa以上である。
なお、接着剤6の剥離強度向上のために、接着剤6を塗布する左右の面部分5Bを予め粗面にしておいても良い。
The peel strength is, for example, 1500 N / m or more, preferably 2000 N / m or more, and more preferably 5000 N / m or more. The shear strength is, for example, 20 MPa or more, preferably 30 MPa or more.
In order to improve the peel strength of the
上記のような接着剤6付き構造体1からなる閉断面部品は、車両用構造部品として好適である。
接着剤6の塗布は、閉断面構造に構造体1を作製してから実施しても良いし、一対のハット形断面部材2、3の各稜線部5の角部内に接着剤6を塗布してから、その一対のハット形断面部材2、3の接合を実施して閉断面構造としても良い。
なお、上記構造体1は、部品長手方向に渡って全面が閉断面である必要はなく、長手方向に沿って、部分的に開口が形成されていても良い。
The above-mentioned closed cross-section component made of the structure 1 with the
The application of the
The entire structure 1 does not need to have a closed cross section over the entire longitudinal direction of the component, and an opening may be partially formed along the longitudinal direction.
(効果その他)
以上のように、本実施形態では、適用箇所に制限を設けず簡便に衝撃吸収能に優れる加工部品を提供することが可能である。また接着剤6を角部だけに塗布すればよいので、施工も容易である。
ここで、部品が塑性変形することで衝突時のエネルギーを吸収するため、部品が座屈する部位を補強することが、衝突性能向上に有効、かつ効率的である。本実施形態では、加工部品の稜線部5を補強する手段として接着剤6を適用したものである。
(Effects and others)
As described above, in the present embodiment, it is possible to easily provide a machined part having excellent shock absorbing ability without limiting the application location. Also, since the adhesive 6 only needs to be applied to the corners, the construction is easy.
Here, since the energy at the time of collision is absorbed by plastic deformation of the component, it is effective and efficient to reinforce the buckling portion of the component to improve the collision performance. In the present embodiment, the
すなわち、本実施形態では、部品の変形抵抗を増加させるため、加工部品断面の稜線部5の内面側の角部に接着剤6を設けることで、簡便に衝突性能を向上させることが可能となる。
接着剤6としては樹脂製が好ましく、その樹脂は硬化型で、かつ接着性を有することで、変形抵抗を増加させつつ、接着剤6の配置に制限を設けることなく、所定部位を補強することが可能である。さらには補強部品を使用する場合と比較して、部品点数を増加させないため、コスト増加と質量増加を抑制しつつ、簡便に衝突性能に優れる部品を得ることが可能となる。
That is, in the present embodiment, in order to increase the deformation resistance of the component, by providing the adhesive 6 at the corner on the inner surface side of the
The adhesive 6 is preferably made of a resin, and the resin is a curable type and has adhesiveness, thereby increasing deformation resistance and reinforcing a predetermined portion without restricting the arrangement of the adhesive 6. Is possible. Furthermore, since the number of components is not increased as compared with the case where reinforcing components are used, it is possible to easily obtain components having excellent collision performance while suppressing an increase in cost and mass.
次に、本発明に基づき実施例について説明する。
(実施例1)
実施形態で説明したものと同様な断面形状の構造体1における、4つの稜線部5に接着剤6を塗布して実施例1の閉断面部品を作製した。
ここで、閉断面構造の構造体1は、表1に示すようなハイテン材の鋼をプレス加工してなる部材2及び部材3を用いて構成され、図4に示す寸法形状に作製した。
Next, examples according to the present invention will be described.
(Example 1)
The adhesive 6 was applied to the four
Here, the structural body 1 having a closed cross-sectional structure was formed using
接着剤6としては、株式会社スリーボンドホールディングス製の高剥離・耐衝撃用接着剤であるThreeBond2249G(液状加熱硬化型エポキシ配合樹脂)を使用した。
As the adhesive 6, ThreeBond2249G (liquid heat-curable epoxy-containing resin), which is a high-peeling / impact-resistant adhesive manufactured by Three Bond Holdings, Inc., was used.
接着剤6の塗布位置は、図2のように、稜線5Aから左右の面に向けて5mmの位置に被着するようにして稜線部5の角部内に塗布した。なお、接着剤6は、各稜線部5の全長に渡って塗布した。
そして、接着剤6を塗布後、熱処理を施し硬化させた。熱処理条件は、170℃×20分である。
なお、接着剤6の塗布による構造体1の質量増大分は6%質量程度であった。
As shown in FIG. 2, the adhesive 6 was applied to the inside of the corner of the
Then, after the adhesive 6 was applied, heat treatment was performed to cure the adhesive. The heat treatment condition is 170 ° C. × 20 minutes.
The increase in the mass of the structure 1 due to the application of the adhesive 6 was about 6% by mass.
(比較例)
また、接着剤6を塗布しない以外は、実施例1と同じ条件で比較例1の断面部品を作製、熱処理を実施した。
(衝突性能評価)
実施例1および比較例2の閉断面部品に対し、所定の衝突速度(20mm/min、3m/sec)で軸方向荷重を負荷したときの最大荷重を測定した。
具体的には、図5に示すような荷重―ストローク曲線で評価し、荷重を負荷したときの最初のピーク荷重を最大荷重とした。これは衝撃吸収能を評価するためである。
その評価結果を表2に示す。
(Comparative example)
A cross-sectional component of Comparative Example 1 was prepared and heat-treated under the same conditions as in Example 1 except that the adhesive 6 was not applied.
(Crash performance evaluation)
The maximum load when an axial load was applied to the closed cross-section parts of Example 1 and Comparative Example 2 at a predetermined collision speed (20 mm / min, 3 m / sec) was measured.
Specifically, evaluation was performed using a load-stroke curve as shown in FIG. 5, and the first peak load when the load was applied was defined as the maximum load. This is to evaluate the shock absorbing ability.
Table 2 shows the evaluation results.
表2から分かるように、接着剤6を塗布するだけで、衝突性能が約4%程度向上していることが分かる。
As can be seen from Table 2, it can be seen that the collision performance is improved by about 4% only by applying the adhesive 6.
1 構造体
2、3 ハット形断面部材
5 稜線部
5A 稜線
5B 面部分
6 接着剤
L1、L2 接着剤が被着する長さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
上記構造体における上記稜線部の少なくとも1つの稜線部の内面側に対し、対象とする稜線部の延在方向に沿って連続的若しくは断続的に、当該稜線部で形成される角部だけを埋めるように被着した接着剤と、
を備え、
上記角部に被着した接着剤は、上記角部を形成する左右の面部分に被着している長さが、当該角部を形成する稜線から5mm以上2cm以下の範囲であり、
上記接着剤は、硬化成分が熱硬化成分である硬化型樹脂を有することを特徴とする閉断面部品。 A structure having a closed cross-sectional structure having one or more ridges extending along the longitudinal direction;
With respect to the inner surface side of at least one of the ridges of the structure, only corners formed by the ridge are continuously or intermittently filled along the extending direction of the target ridge. Adhesive and so on
Equipped with a,
The adhesive applied to the corners has a length of 5 mm or more and 2 cm or less from the ridge forming the corners, and the length of the adhesive applied to the left and right surface portions forming the corners is
The adhesive has a curable resin whose curable component is a thermosetting component.
上記稜線部のうちの少なくとも1つの稜線部の内面側に対し、稜線部で形成される角部だけを埋めるように、対象とする稜線部の延在方向に沿って連続的若しくは断続的に、接着剤を塗布し、
上記角部に塗布する接着剤は、上記角部を形成する左右の面部分に被着している長さが、当該角部を形成する稜線から5mm以上2cm以下の範囲とし、
上記接着剤は、熱硬化型樹脂を有することを特徴とする衝撃吸収能向上方法。 A method for improving the shock absorbing capacity of a closed-section component having a closed-section structure having one or more ridges extending along a longitudinal direction, comprising:
On the inner surface side of at least one of the ridges, to fill only the corners formed by the ridges, continuously or intermittently along the extending direction of the target ridge, Apply the adhesive ,
The adhesive applied to the corners has a length of 5 mm or more and 2 cm or less from a ridgeline forming the corners, the length of the adhesive applied to the left and right surface portions forming the corners,
The method for improving the shock absorbing ability, wherein the adhesive has a thermosetting resin .
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