JP7331026B2 - Vehicle structural member - Google Patents
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Description
本発明は、車両用構造部材に関するものである。 The present invention relates to a vehicle structural member.
従来、車両用構造部材に関する技術が種々提案されている。例えば、下記特許文献1に記載される車体側部構造では、センタピラーのアウタリインホースメントの内部に配設されるヒンジリインホースメントは、一対のヒンジ縦壁と、一対のヒンジ縦壁を連結するヒンジ連結壁と、を備え、一対のヒンジ縦壁に、アウタリインホースメントの一対のセンタピラー縦壁側に突出して当該一対のセンタピラー縦壁と接合される接合凸部が形成されており、接合凸部におけるヒンジ連結壁側の端部が、センタピラー縦壁における車幅方向中央よりもセンタピラー連結壁から離間した位置となる構成が記載されている。
Conventionally, various techniques related to structural members for vehicles have been proposed. For example, in the vehicle body side structure described in
しかしながら、ヒンジリインホースメントは、断面略コの字状で縦長の鋼板部材であるため、曲げ剛性を更に向上させるためには、板厚を大きくする必要があり、センタピラーの軽量化を図ることが難しい。そのため、ヒンジリインホースメントを用いて補強した場合よりも軽量、且つ、十分な曲げ剛性を有する車両用構造部材が望まれている。 However, since the hinge reinforcement is a vertically long steel plate member with a substantially U-shaped cross section, it is necessary to increase the plate thickness in order to further improve the bending rigidity, and it is necessary to reduce the weight of the center pillar. is difficult. Therefore, there is a demand for a structural member for a vehicle that is lighter in weight than when it is reinforced using hinge reinforcement and has sufficient bending rigidity.
そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、十分な曲げ剛性を有しつつ、軽量化を図ることができる車両用構造部材を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a structural member for a vehicle that has sufficient bending rigidity and can be made lighter.
上記課題を解決するため、第1発明は、相対向する1対の縦壁と、1対の前記縦壁を連結する連結壁と、を備えた車両用構造部材であって、一対の前記縦壁は、相対向するそれぞれの縦壁内壁において、補強材料が、前記連結壁側の内側端縁の長手方向中央部を起点として、前記連結壁に対して外側の外側端縁の長手方向両端部に向かってアーチ状に延びるようにレーザクラッド加工により設けられた帯状の縦壁補強部を有する、車両用構造部材である。 In order to solve the above problems, a first invention is a vehicle structural member comprising a pair of vertical walls facing each other and a connecting wall connecting the pair of vertical walls, wherein the pair of vertical walls In the inner wall of each of the vertical walls facing each other, the reinforcing material is applied from the longitudinal central portion of the inner edge on the side of the connecting wall to the longitudinal both ends of the outer edge on the outer side with respect to the connecting wall. A vehicle structural member having a band-shaped vertical wall reinforcing portion provided by laser clad processing so as to extend in an arch shape toward the vehicle.
第2発明は、上記第1発明に係る車両用構造部材において、前記連結壁は、前記縦壁内壁に連続する連結壁内壁において、補強材料が、両側縁のそれぞれの前記縦壁補強部の頂部に対向する位置から長手方向両側へ所定長さ帯状に延びるようにレーザクラッド加工により設けられた一対の連結壁補強部を有する、車両用構造部材である。 A second invention is the structural member for a vehicle according to the first invention, wherein the connecting wall is an inner wall of the connecting wall that is continuous with the inner wall of the vertical wall, and the reinforcing material is a top portion of each of the vertical wall reinforcing portions on both side edges. A structural member for a vehicle, having a pair of connecting wall reinforcing portions provided by laser clad processing so as to extend in a band shape of a predetermined length from a position opposite to the longitudinal direction both sides.
第3発明は、上記第2発明に係る車両用構造部材において、前記連結壁補強部は、前記連結壁内壁の幅方向中央部に対して対称な所定位置に、長手方向中央部から長手方向両側へ延びるように形成された第1孔部を有する、車両用構造部材である。 In a third aspect of the invention, in the vehicle structural member according to the second aspect, the connecting wall reinforcing portion is provided at a predetermined position symmetrical with respect to the widthwise central portion of the inner wall of the connecting wall on both sides in the longitudinal direction from the longitudinal central portion. It is a structural member for a vehicle having a first hole formed to extend to.
第4発明は、上記第1発明乃至第3発明のいずれか1の発明に係る車両用構造部材において、前記縦壁補強部は、前記縦壁内壁の長手方向中央部に対して対称な形状に形成されると共に、前記長手方向中央部に対して対称な所定位置に形成された一対の第2孔部を有する、車両用構造部材である。 A fourth invention is the vehicle structural member according to any one of the first to third inventions, wherein the vertical wall reinforcing portion has a shape symmetrical with respect to the longitudinal central portion of the inner wall of the vertical wall. A structural member for a vehicle having a pair of second holes formed at predetermined positions symmetrical with respect to the longitudinal central portion.
第5発明は、上記第1発明乃至第4発明のいずれか1の発明に係る車両用構造部材において、前記縦壁補強部は、前記アーチ状に延びる長手方向中央部の厚さが、長手方向両端部の厚さよりも大きくなるように形成されている、車両用構造部材である。 A fifth invention is the vehicle structural member according to any one of the first to fourth inventions, wherein the vertical wall reinforcing portion has a thickness at the central portion in the longitudinal direction extending in the arch shape. The vehicle structural member is formed so as to be larger than the thickness of both end portions.
本発明は、上記各発明の構成をとることによって、車両用構造部材の曲げ剛性を確保しつつ、軽量化を図ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION By taking the structure of said each invention, this invention can achieve weight reduction, ensuring the bending rigidity of a structural member for vehicles.
以下、本発明に係る車両用構造部材を具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係る車両用構造部材1について図1乃至図3に基づいて説明する。尚、本発明は、サイドシル、ルーフサイドレール、フロントピラーリインフォースメント、センターピラーリインフォースメント、バンパーリインフォースメント、ドアビーム等にも同様に適用される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a vehicle structural member according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. First, a vehicle
図1乃至図3は、本実施形態に係る車両用構造部材1の概略構成を示す。図1乃至図3に示すように、車両用構造部材1は、冷間プレス成形によって成形されプレス成形体11と、後述のようにレーザクラッド加工によって設けられた一対の縦壁補強部12及び一対の連結壁補強部13と(図10参照)、から構成されている。尚、プレス成形体11は、熱間プレス成形によって成形してもよい。
1 to 3 show a schematic configuration of a vehicle
プレス成形体11は、厚さ約1mm~2mmの冷間プレス用鋼板で、冷間プレス成形によって略ハット形状の横断面形状に成形されている。具体的には、プレス成形体11は、相対向する一対の縦壁11A、11Bと、一対の縦壁11A、11Bの一方の側縁を連結する平面視略矩形状の連結壁11Cと、一対の縦壁11A、11Bの他方の側縁、つまり、開口側の側縁から連結壁11Cに対して略平行に外側方向へ折り曲げ形成された一対のフランジ部11D、11Eと、を有している。
The press-formed
一対の縦壁補強部12は、一対の縦壁11A、11Bの相対向する各縦壁内壁15A、15Bにおいて、連結壁11C側の内側端縁の長手方向中央部を起点として、連結壁11Cに対して外側(開口側)の外側端縁の長手方向両端部に向かって、厚さ約1mm~5mmの金属製の帯状で、破線17で示すようにアーチ状に延びるように設けられている。各縦壁補強部12は、後述のようにレーザクラッド加工により設けられ、各縦壁内壁15A、15Bに対して全面が金属結合により面接合されている。
The pair of vertical
図1及び図2に示すように、帯状の各縦壁補強部12は、長手方向中央部が少し狭い幅に形成されている。そして、各縦壁補強部12は、長手方向中央部から各長手方向端部までの略中央位置に向かって、各縦壁内壁15A、15Bの連結壁11C側の端縁に沿って徐々に幅が広くなった後、緩やかに幅が少しずつ狭くなるように延びた一対の幅広部12Aを有している。そして、各縦壁補強部12は、各幅広部12Aの長手方向端部において、各縦壁内壁15A、15Bの連結壁11C側の端縁から離間して、各縦壁内壁15A、15Bの外側(開口側)の外側端縁に向かってほぼ同じ幅で曲率半径の大きい略円弧状に湾曲して延びた一対の湾曲部12Bを有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, each strip-shaped vertical
一対の幅広部12A及び一対の湾曲部12Bは、各縦壁内壁15A、15Bの長手方向中央部に対して対称な形状に形成されると共に、長手方向中央部に対して対称な位置に形成されるのが好ましい。また、一対の幅広部12Aには、長手方向に対して直交する幅方向の略中央部に、各縦壁内壁15A、15Bの長手方向に沿って長い第2孔部19が形成されている。
The pair of
一対の第2孔部19は、各縦壁内壁15A、15Bの長手方向中央部に対して対称な形状に形成されると共に、長手方向中央部に対して対称な位置に形成されている。また、各第2孔部19は、幅広部12Aと略相似な形状に形成され、各幅広部12Aが第2孔部の周縁部に沿って二股に分かれた後、再度結合して湾曲部12Bに達するように形成されている。
The pair of
図1乃至図3に示すように、一対の連結壁補強部13は、連結壁11Cの開口側の連結壁内壁21において、両側縁のそれぞれのアーチ状に延びる縦壁補強部12の頂部に対向する位置から長手方向両側へ、各縦壁補強部12の一対の第2孔部19の長手方向外側端部の近くに対向する位置まで、厚さ約1mm~5mmの金属製の帯状に延びるように形成されている。また、一対の連結壁補強部13は、それぞれの幅方向中央部に、長手方向中央部から一対の第2孔部19の長手方向内側端部に対向する位置まで、長手方向に沿って長い第1孔部22が形成されている。各第1孔部22の幅寸法は、連結壁補強部13の幅寸法の約1/3に設定されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the pair of connecting
詳細には、平面視帯状の各連結壁補強部13は、各縦壁補強部12の連結壁11C側の端縁部の長手方向両端から、各第2孔部19の長手方向略中央部に対向する位置まで、長手方向の長さが徐々に狭まりつつ、連結壁内壁21の幅寸法の約1/6まで幅方向内側へ延出されている。そして、各連結壁補強部13は、再度、長手方向両端部が、各第2孔部19の長手方向外側端部の近くに対向する長さで、更に、連結壁内壁21の幅寸法の約1/3まで幅方向内側へ延出されている。従って、一対の連結壁補強部13は、互いに連結壁内壁21の幅寸法の約1/3の距離だけ離間して長手方向に沿って配置されている。また、各連結壁補強部13の長手方向の長さは、縦壁補強部12の長手方向の長さの約1/2の長さに設定されている。
Specifically, each connecting
次に、上記のように構成された車両用構造部材1を製造する処理の一例を図4乃至図11に基づいて説明する。本実施形態では、ハット形状の横断面形状にプレス成形されるプレス成形体11に相当するアウターパネル27(図5参照)の内壁に補強部材28(図5参照)を設けて、図4に示すステップS11~ステップS15の処理を実行することにより、補強部材28の形状最適化解析を行い、ステップS16の処理を実行することにより車両用構造部材1を作成した。これにより、車両用構造部材1を用いたBピラー等の略四角形状の閉断面構造を有する車両用部品の曲げ強度を向上させつつ、軽量化を図ることが可能となる。尚、ステップS11~ステップS15の処理は、コンピュータ上で実行することができる。
Next, an example of a process for manufacturing the vehicle
[解析モデル生成工程]
図4に示すように、先ず、ステップS11において、解析対象となる部品であるプレス成形体11(図1参照)に相当するアウターパネル27を用いた解析モデル25(図5参照)を生成する。本実勢形態では、図5及び図6に示すように、解析モデル25は、車両用構造部材1のプレス成形体11に相当するハット形状の横断面形状を有するアウターパネル27と、溝形状の横断面を有する補強部材28と、平面視長四角形の平板状でアウターパネル27の開口側を閉塞するインナーパネル29とから構成されている。
[Analysis model generation process]
As shown in FIG. 4, first, in step S11, an analysis model 25 (see FIG. 5) is generated using the
図5に示すように、アウターパネル27は、相対向する一対の縦壁27A、27Bと、一対の縦壁27A、27Bの一方の側縁を連結する平面視略矩形状の連結壁27Cと、一対の縦壁27A、27Bの他方の側縁、つまり、開口側の側縁から連結壁27Cに対して略平行に外側方向へ折り曲げ形成された一対のフランジ部27D、27Eと、を有している。
As shown in FIG. 5, the
また、アウターパネル27は、ハット形状の横断面形状を有するプレス成形体11とほぼ同じ寸法形状に設定される。例えば、アウターパネル27は、長さが約500mm~600mmで、各縦壁27A、27Bの幅が約60mm~70mm、連結壁27Cの幅が約100mm~110mm、一対のフランジ部27D、27Eの各外側端縁間の距離が約165~175mmに設定される。
Further, the
溝形状の横断面を有する補強部材28は、アウターパネル27とほぼ同じ長さに設定され、一対の縦壁28A、28Bと、一対の縦壁28A、28Bの一方の側縁を連結する平面視略矩形状の連結壁28Cと、を有している。そして、図6に示すように、連結壁28Cは、アウターパネル27の連結壁27Cの内壁を覆うように重ね合わされて、密着した状態で全面接合(全面固定)される。また、一対の縦壁28A、28Bは、アウターパネル27の一対の縦壁27A、27Bの内壁をほぼ覆うように重ね合わされて、密着した状態で全面接合(全面固定)される。
The reinforcing
図5に示すように、平面視長四角形の平板状のインナーパネル29は、アウターパネル27と同じ長さに設定されると共に、アウターパネル27の一対のフランジ部27D、27Eの各外側端縁間の距離にほぼ等しい幅に設定されている。そして、図6に示すように、インナーパネル29は、アウターパネル27の長手方向に沿って一対のフランジ部27D、27Eを覆うように重ね合わされて、密着した状態で約20mm~50mm間隔のスポット溶接やレーザ溶接等によって固定され、略四角形状の閉断面構造の解析モデル25を構成する。
As shown in FIG. 5, the flat plate-like
[材料特性設定工程]
次に、ステップS12において、上記ステップS11で生成した解析モデル25を構成するアウターパネル27と、補強部材28と、インナーパネル29とのそれぞれの材料特性を設定する。本実施形態では、アウターパネル27とインナーパネル29は、厚さ約1.0mm~2.3mmで、引張強度が590MPa以上(例えば、1470MPa~2000MPa)の高張力鋼板のヤング率、ポアソン比、及び、比重などが設定される。補強部材28は、厚さ約1.0mm~5.0mmで、引張強度が590MPa以上(例えば、1470MPa~2000MPa)の高張力鋼板、又は、後述のレーザクラッド加工により厚さ約1.0mm~5.0mmで溶融固化される金属粉末43(図11参照)のヤング率、ポアソン比、及び、比重などが設定される。
[Material property setting process]
Next, in step S12, the material properties of each of the
[応力状態設定工程]
次に、ステップS13において、上記ステップS11で生成した解析モデル25に生じる応力状態を設定する。具体的には、図7に示すように、解析モデル25のインナーパネル29側を、支持点間隔L1(例えば、L1=500[mm])で横断面半円形の各支持部材31によって水平に支持する。そして、解析モデル25のアウターパネル27の長手方向中央位置に、半径R1(例えば、R1=90[mm])の断面半円形で連結壁27Cの幅よりも長いインパクター32により、下向きに荷重W1(例えば、W1=30[kN])を負荷する。
[Stress state setting process]
Next, in step S13, the state of stress generated in the
[剛性寄与部位検出工程]
次に、ステップS14において、上記ステップS13で応力状態を設定した解析モデル25について形状最適化解析を行い、補強部材28の剛性に寄与度の高い部位である剛性寄与部位を検出する。形状最適化解析の手法としては、例えば、トポロジー最適化解析を行う。本実施形態において、残存させる体積率は、初期形状の20%とした。尚、形状最適化解析の手法としては、トポロジー最適化解析以外に、トポグラフィー最適化解析、数値最適化解析などを用いてもよい。
[Rigidity contributing part detection process]
Next, in step S14, shape optimization analysis is performed on the
形状最適化解析の結果の一例を図8及び図9に基づいて説明する。図8及び図9の薄い灰色で示す部分が、解析モデル25について形状最適化解析の結果、補強部材28の残存している要素(剛性寄与部位)を示している。尚、図8の薄い灰色の部位は、補強部材28の縦壁28Aにおける残存部(剛性寄与部位)を示しているが、補強部材28の縦壁28Bの残存部(剛性寄与部位)もほぼ同じ形状で残存している。図9の薄い灰色の部位は、補強部材28の連結壁28Cにおける残存部(剛性寄与部位)を示している。
An example of the result of shape optimization analysis will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 and 9 show remaining elements (rigidity-contributing portions) of the reinforcing
図8に示すように、各縦壁28A、28Bの残存部(剛性寄与部位)は、連結壁28C側の内側端縁の長手方向中央部を起点として、連結壁28Cに対して外側(開口側)の外側端縁の長手方向両端部に向かって、略帯状で、破線35で示すようにアーチ状に残存している。また、各縦壁28A、28Bの残存部(剛性寄与部位)は、長手方向中央部が少し狭い幅で残存し、長手方向中央部から各長手方向端部までの略中央位置に向かって、各縦壁27A、27Bの連結壁27C側の端縁に沿って徐々に幅が広くなった後、緩やかに幅が少しずつ狭くなるように残存している。
As shown in FIG. 8, the remaining portions (rigidity-contributing portions) of the
そして、各縦壁28A、28Bの残存部(剛性寄与部位)は、各縦壁27A、27Bの連結壁27C側の端縁から離間して、各縦壁27A、27Bの外側(開口側)の外側端縁に向かってほぼ同じ幅で曲率半径の大きい略円弧状に湾曲して残存している。各縦壁27A、27Bの長手方向中央部に対して対称な一対の幅広部分には、長手方向に対して直交する幅方向の略中央部に、各縦壁27A、27Bの長手方向に沿って長い長孔状に残存していない部分36(第2孔部19に相当する)が形成されている。
The remaining portions (rigidity contributing portions) of the
図9に示すように、連結壁28Cの残存部(剛性寄与部位)は、各縦壁27A、27Bにおける各縦壁28A、28Bの残存部(剛性寄与部位)の連結壁27C側の端縁部の長手方向両端から、それぞれ、長手方向の長さが徐々に狭まりつつ、連結壁27Cの幅寸法の約1/6まで幅方向内側へ延びるように残存している。そして、連結壁28Cの各残存している部分から、再度、長手方向両端部が、各縦壁28A、28Bの残存部(剛性寄与部位)のうちの、長孔状に残存していない部分36の長手方向外側端部の近くに対向する長さで、更に、連結壁27Cの幅寸法の約1/3まで幅方向内側へ延びるように残存している。
As shown in FIG. 9, the remaining portion (rigidity contributing portion) of the connecting
また、連結壁28Cの各残存部位には、それぞれの幅方向中央部に、長手方向に沿って長い長孔状に残存していない部分37(第1孔部22に相当する)が形成されている。従って、連結壁28Cの幅方向中央部には、連結壁27Cの幅寸法の約1/3の幅寸法で長手方向全長に渡って、連結壁28Cの残存しない部分が形成されている。
In each remaining portion of the connecting
[剛性寄与クラッド形状決定工程]
次に、ステップS15において、上記ステップS14で検出した補強部材28の剛性寄与部位に基づいてプレス成形体11の各縦壁内壁15A、15Bと連結壁内壁21にレーザクラッド加工により形成する一対の縦壁補強部12と一対の連結壁補強部13の形状(剛性寄与クラッド形状)を決定する。具体的には、図8に示すように、アウターパネル27の各縦壁27A、27Bに残存している各縦壁28A、28Bの残存部位(剛性寄与部位)の外周を滑らかに繋いで、破線35に沿ってアーチ状に延びる略帯状部を形成すると共に、補強部材28の各縦壁28A、28Bが残存しない各部分36の内周を滑らかに繋いで、一対の第2孔部19を有する縦壁補強部12の形状(剛性寄与クラッド形状)を決定する。
[Rigidity Contributing Cladding Shape Determining Step]
Next, in step S15, based on the rigidity-contributing portion of the reinforcing
また、図9に示すように、アウターパネル27の連結壁27Cに残存している連結壁28Cの残存部位(剛性寄与部位)の外周をそれぞれ滑らかに繋いで、長手方向に延びる一対の略帯状部を形成すると共に、補強部材28の連結壁28Cが残存しない各部分37の内周を滑らかに繋いで、長手方向に沿って長い第1孔部22を有する一対の連結壁補強部13の形状を決定する。従って、各縦壁補強部12の連結壁27C側の端縁と、一対の連結壁補強部13の各縦壁27A、27B側の端縁とは、連続して一体化されている。
Further, as shown in FIG. 9, a pair of substantially strip-shaped portions extending in the longitudinal direction smoothly connect the outer peripheries of the remaining portions (rigidity contributing portions) of the connecting
[レーザクラッド加工工程]
次に、ステップS16において、上記ステップS15で決定した剛性寄与クラッド形状に従って、プレス成形体11の一対の縦壁内壁15A、15B及び連結壁内壁21に、一対の縦壁補強部12及び一対の連結壁補強部13をレーザクラッド加工により形成して、車両用構造部材1を製造する。
[Laser cladding process]
Next, in step S16, according to the rigidity-contributing cladding shape determined in step S15, the pair of vertical
具体的には、図10に示すように、レーザクラッド装置41は、レーザビーム42が通過すると共に、圧送供給される金属粉末43(補強材料)を吐出する同軸ノズル45を備えている。そして、レーザクラッド装置41は、上記ステップS15で決定した一対の縦壁補強部12と一対の連結壁補強部13の形状(剛性寄与クラッド形状)に沿って同軸ノズル45を相対的に移動させつつ、金属粉末43をプレス成形体11の表面に供給しながらレーザビーム42を照射する。
Specifically, as shown in FIG. 10, the
つまり、図11に示すように、プレス成形体11のレーザビーム42の照射位置に金属粉末43と母材とが溶融した溶融池46を形成した後、更に、金属粉末43を溶融して肉盛りしつつ加工方向(矢印51方向)へ同軸ノズル45が相対的に移動する。これにより、金属粉末43と母材とが溶融固化した溶融層47がプレス成形体11の表面に形成され、その上側に金属粉末43が溶融固化して肉盛りされた所定厚さ(例えば、厚さ約2mm~5mm)のクラッド層48が形成される。従って、クラッド層48によって形成された一対の縦壁補強部12と一対の連結壁補強部13は、プレス成形体11の各縦壁内壁15A、15B及び連結壁内壁21の表面に、全面が金属接合されている。
That is, as shown in FIG. 11, after forming a
次に、図12に示す従来の車両用構造部材55を用いた比較例1と、図13に示す本実施形態に係る車両用構造部材1を用いた本発明例1と、について3点曲げ強度試験(図7参照)を行った結果について説明する。先ず、従来の車両用構造部材55を用いた比較例1について図12に基づいて説明する。尚、車両用構造部材55の説明において、図1~図3に示す車両用構造部材1の構成等と同一符号は、車両用構造部材1の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。
Next, for Comparative Example 1 using the conventional vehicle
図12に示すように、比較例1を構成する従来の車両用構造部材55は、浅い溝状の横断面形状にプレス成形された補強部材56が、プレス成形体11の連結壁11Cのほぼ内側全面、及び、一対の縦壁11A、11Bの内側面の連結壁11C側の約1/2の面を覆うように当接されて、点溶接57により溶接接合されている。また、補強部材56の長さは、図2に示すプレス成形体11の長手方向における縦壁補強部12の両端間の距離に等しい長さに形成されている。そして、補強部材56は、プレス成形体11の縦壁補強部12が設けられる領域を覆うように配置されている。
As shown in FIG. 12 , in a conventional vehicle
また、平面視長四角形の平板状のインナーパネル58が、プレス成形体11の長手方向に沿って一対のフランジ部11D、11Eを覆うように重ね合わされて、点溶接59により溶接接合され、略四角形状の閉断面を構成している。平板状のインナーパネル58は、プレス成形体11と同じ長さに形成されると共に、プレス成形体11の一対のフランジ部11D、11Eの各外側端縁間の距離にほぼ等しい幅に形成されている。また、各点溶接57、59は、スポット溶接、アーク溶接、レーザ溶接等何でも良く、適宜選定して行われる。尚、図12において、×印により溶接個所を示している。
In addition, a flat plate-like
図13に示すように、本発明例1は、平面視長四角形の平板状のインナーパネル58が、車両用構造部材1の長手方向に沿って一対のフランジ部11D、11Eを覆うように重ね合わされて、点溶接59により溶接接合され、略四角形状の閉断面を構成している。従って、プレス成形体11の一対の縦壁11A、11B及び連結壁11Cの内側には、一対の縦壁補強部12及び一対の連結壁補強部13がレーザクラッド加工により形成されている。尚、図13において、×印により溶接個所を示している。
As shown in FIG. 13, in the present invention example 1, a flat plate-shaped
3点曲げ強度試験を行った試験条件について説明する。プレス成形体11とインナーパネル58は、板厚1.8mmで、引張強度が1470MPaの高張力鋼板である。補強部材56は、板厚3.0mmで、引張強度が590MPaの高張力鋼板である。一対の縦壁補強部12及び一対の連結壁補強部13は、レーザクラッド加工により厚さ3.0mmに形成されている。
Test conditions for the three-point bending strength test will be described. The press-formed
点溶接57は、長手方向へ45mm間隔で溶接した。点溶接59は、長手方向へ40mm間隔で溶接した。プレス成形体11及びインナーパネル58の長さは、600mmである。補強部材56の長さと、縦壁補強部12の長手方向両端間の距離は、500mmである。3点曲げ強度試験は、インナーパネル58側を支持点間隔500mmで横断面半円形の支持部材で水平に支持した(図7参照)。そして、プレス成形体11の長手方向中央位置に、半径90mmの断面半円形で連結壁11Cの幅よりも長い不図示のインパクターにより、下向きに30kNの荷重を負荷した(図7参照)。
The spot welds 57 were welded at intervals of 45 mm in the longitudinal direction. The spot welds 59 were welded at intervals of 40 mm in the longitudinal direction. The length of the press molded
図14に示すように、3点曲げ強度試験を行った比較例1の重量は1420グラムで、本発明例1の重量は670グラムであった。つまり、レーザクラッド加工により形成され一対の縦壁補強部12及び一対の連結壁補強部13を有する「本発明例1」の重量は、浅い溝状の横断面形状にプレス成形された補強部材56を有する「比較例1」の重量に対して、約53%軽量化することができた。
As shown in FIG. 14, the weight of Comparative Example 1 subjected to the three-point bending strength test was 1420 grams, and the weight of Inventive Example 1 was 670 grams. In other words, the weight of "Invention Example 1" having a pair of vertical
更に、プレス成形体11の長手方向中央位置における変位量は、「本発明例1」は、5.27mmで、「比較例1」は、7.12mmとなり、「本発明例1」の曲げ剛性は、5690N/mmで、「比較例1」の曲げ剛性は、4210N/mmであった。つまり、「本発明例1」の曲げ剛性は、「比較例1」の曲げ剛性に対して、約26%大きくすることができた。
Furthermore, the amount of displacement at the central position in the longitudinal direction of the press-formed
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係る車両用構造部材1では、帯状の各縦壁補強部12をアーチ状に形成することによって、連結壁11Cの長手方向中央部に曲げ荷重が作用した際の曲げ剛性を確保することができる。また、各縦壁補強部12を帯状に形成することによって、軽量化を図ることができる。
As described in detail above, in the vehicle
また、一対の連結壁補強部13を連結壁内壁21の両側縁の長手方向中央部に帯状に形成することによって、連結壁11Cの長手方向中央部に曲げ荷重が作用した際の曲げ剛性を確保することができる。また、一対の連結壁補強部13は、連結壁11Cの幅方向に離間して設けられるため、更なる軽量化を図ることができる。更に、レーザクラッド加工により形成される各縦壁補強部12及び各連結壁補強部13は、全面が各縦壁内壁15A、15Bと連結壁内壁21に金属接合されるため、車両用構造部材1の曲げ剛性の向上を図ることができる。
In addition, by forming a pair of connecting
また、一対の連結壁補強部13のそれぞれは、第1孔部22を有するため、更なる軽量化を図ることができる。また、各縦壁補強部12は、一対の第2孔部19を有するため、更なる軽量化を図ることができる。また、曲げ荷重が第2孔部19の周縁で二股に分かれてアーチ状の端部へ伝達するため、曲げ荷重による変形を抑止することができる。
Further, since each of the pair of connecting
尚、本発明は前記実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形、追加、削除が可能であることは勿論である。例えば、以下のようにしてもよい。尚、以下の説明において、前記実施形態に係る車両用構造部材1と同一符号は、前記実施形態に係る車両用構造部材1と同一あるいは相当部分を示すものである。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements, modifications, additions, and deletions are possible without departing from the scope of the present invention. For example, it may be as follows. In the following description, the same reference numerals as those of the vehicle
(A)例えば、縦壁補強部12に替えて、図15に示す縦壁補強部71をレーザクラッド加工により各縦壁内壁15A、15Bに形成するようにしてもよい。図15に示すように、縦壁補強部71の正面側から見た形状は、前記実施形態の縦壁補強部12と同じ形状である。但し、縦壁補強部71は、各X1-X1~X7-X7矢視断面図に示されるように、長手方向中央位置から長手方向両端部に向かうに従って、クラッド層の厚さが徐々に薄くなるように肉盛りしてもよい。
(A) For example, instead of the vertical
例えば、縦壁補強部71の長手方向中央位置(X4-X4矢視断面)におけるクラッド層の厚さは、約4mm~5mmであり、縦壁補強部71の長手方向両端部(X1-X1矢視断面及びX7-X7矢視断面)におけるクラッド層の厚さは、約1.5mm~2.5mmとなるように肉盛りしてもよい。これにより、縦壁補強部71は、アーチ状の中央部の厚さが、長手方向両端部の厚さよりも大きくなるように肉盛りされているため、曲げ剛性の更なる向上を図ることができる。
For example, the thickness of the cladding layer at the longitudinal central position (X4-X4 arrow cross section) of the vertical
(B)また、例えば、一対の連結壁補強部13も、レーザクラッド加工により長手方向中央位置から長手方向両端部に向かうに従って、クラッド層の厚さが徐々に薄くなるように肉盛りしてもよい。例えば、連結壁補強部13の長手方向中央位置におけるクラッド層の厚さは、約4mm~5mmであり、連結壁補強部13の長手方向両端部におけるクラッド層の厚さは、約2.5mm~3.0mmとなるように肉盛りしてもよい。これにより、一対の連結壁補強部13の中央部の厚さが、長手方向両端部の厚さよりも大きくなるように肉盛りされているため、曲げ剛性の更なる向上を図ることができる。
(B) Further, for example, the pair of connecting
(C)また、前記第1発明乃至第5発明は、以下の効果を奏する。例えば、第1発明に係る車両用構造部材によれば、帯状の縦壁補強部をアーチ状に形成することによって、連結壁の長手方向中央部に曲げ荷重が作用した際の曲げ剛性を確保することができる。また、縦壁補強部を帯状に形成することによって、軽量化を図ることができる。更に、縦壁補強部は、補強材料がレーザクラッド加工により縦壁内壁に金属接合されて形成されるため、曲げ剛性の向上を図ることができる。 (C) Further, the first to fifth inventions have the following effects. For example, according to the vehicle structural member according to the first aspect of the present invention, by forming the band-shaped vertical wall reinforcing portion in an arch shape, bending rigidity is ensured when a bending load acts on the central portion in the longitudinal direction of the connecting wall. be able to. Moreover, weight reduction can be achieved by forming a vertical-wall reinforcement part in strip|belt shape. Furthermore, since the vertical wall reinforcing portion is formed by metal-bonding the reinforcing material to the inner wall of the vertical wall by laser clad processing, bending rigidity can be improved.
また、第2発明に係る車両用構造部材によれば、一対の連結壁補強部を連結壁内壁の両側縁の長手方向中央部に帯状に形成することによって、連結壁の長手方向中央部に曲げ荷重が作用した際の曲げ剛性を確保することができる。また、一対の連結壁補強部は、連結壁の幅方向に離間して設けられるため、更なる軽量化を図ることができる。更に、連結壁補強部は、補強材料がレーザクラッド加工により連結壁内壁に金属接合されて形成されるため、曲げ剛性の向上を図ることができる。 Further, according to the structural member for a vehicle according to the second aspect of the invention, the pair of connecting wall reinforcing portions are formed in a strip shape at the central portion in the longitudinal direction of both side edges of the inner wall of the connecting wall, so that the connecting wall is bent in the central portion in the longitudinal direction. Bending rigidity can be ensured when a load is applied. Moreover, since a pair of connection wall reinforcement part is spaced apart and provided in the width direction of a connection wall, the further weight reduction can be achieved. Furthermore, since the connecting wall reinforcing portion is formed by metal-bonding the reinforcing material to the inner wall of the connecting wall by laser clad processing, bending rigidity can be improved.
また、第3発明に係る車両用構造部材によれば、一対の連結壁補強部のそれぞれは、第1孔部を有するため、更なる軽量化を図ることができる。また、第4発明に係る車両用構造部材によれば、縦壁補強部は、一対の第2孔部を有するため、更なる軽量化を図ることができる。また、曲げ荷重が第2孔部の周縁で二股に分かれてアーチ状の端部へ伝達するため、曲げ荷重による変形を抑止することができる。また、第5発明に係る車両用構造部材によれば、縦壁補強部は、アーチ状の中央部の厚さが、長手方向両端部の厚さよりも大きくなるように形成されているため、曲げ剛性の更なる向上を図ることができる。 Moreover, according to the structural member for a vehicle according to the third aspect of the invention, each of the pair of connecting wall reinforcing portions has the first hole, so that further weight reduction can be achieved. Further, according to the structural member for a vehicle according to the fourth aspect of the invention, the vertical wall reinforcing portion has the pair of second hole portions, so that further weight reduction can be achieved. Moreover, since the bending load is bifurcated at the periphery of the second hole and transmitted to the arch-shaped end, deformation due to the bending load can be suppressed. In addition, according to the vehicle structural member according to the fifth aspect of the invention, the vertical wall reinforcing portion is formed so that the thickness of the arch-shaped central portion is larger than the thickness of the longitudinal end portions, so that bending is possible. Further improvement in rigidity can be achieved.
1 車両用構造部材
11 プレス成形体
11A、11B、27A、27B 縦壁
11C、27C 連結壁
11D、11E、27D、27E フランジ部
12 縦壁補強部
13 連結壁補強部
15A、15B 縦壁内壁
19 第2孔部
21 連結壁内壁
22 第1孔部
41 レーザクラッド装置
42 レーザビーム
43 金属粉末
45 同軸ノズル
1 Structural Member for
Claims (5)
一対の前記縦壁は、
相対向するそれぞれの縦壁内壁において、補強材料が、前記連結壁側の内側端縁の長手方向中央部を起点として、前記連結壁に対して外側の外側端縁の長手方向両端部に向かってアーチ状に延びるようにレーザクラッド加工により設けられた帯状の縦壁補強部を有する、
車両用構造部材。 A structural member for a vehicle comprising a pair of vertical walls facing each other and a connecting wall connecting the pair of vertical walls,
The pair of vertical walls are
In each of the inner walls of the vertical walls facing each other, the reinforcing material extends from the longitudinal central portion of the inner edge on the side of the connecting wall toward the longitudinal ends of the outer edge on the outer side with respect to the connecting wall. Having a strip-shaped vertical wall reinforcement part provided by laser cladding so as to extend in an arch shape,
Structural members for vehicles.
前記連結壁は、
前記縦壁内壁に連続する連結壁内壁において、補強材料が、両側縁のそれぞれの前記縦壁補強部の頂部に対向する位置から長手方向両側へ所定長さ帯状に延びるようにレーザクラッド加工により設けられた一対の連結壁補強部を有する、
車両用構造部材。 The structural member for a vehicle according to claim 1,
The connecting wall is
In the inner wall of the connecting wall that is continuous with the inner wall of the vertical wall, the reinforcing material is provided by laser cladding so as to extend in a belt shape of a predetermined length in the longitudinal direction from the position facing the top of the vertical wall reinforcing portion on each side edge. a pair of connecting wall reinforcements,
Structural members for vehicles.
前記連結壁補強部は、
前記連結壁内壁の幅方向中央部に対して対称な所定位置に、長手方向中央部から長手方向両側へ延びるように形成された第1孔部を有する、
車両用構造部材。 The vehicle structural member according to claim 2,
The connecting wall reinforcing portion is
A first hole formed to extend from the longitudinal center to both sides in the longitudinal direction at a predetermined position symmetrical with respect to the center in the width direction of the inner wall of the connecting wall,
Structural members for vehicles.
前記縦壁補強部は、
前記縦壁内壁の長手方向中央部に対して対称な形状に形成されると共に、前記長手方向中央部に対して対称な所定位置に形成された一対の第2孔部を有する、
車両用構造部材。 The vehicle structural member according to any one of claims 1 to 3,
The vertical wall reinforcing portion is
A pair of second holes formed in a shape symmetrical with respect to the longitudinal central portion of the inner wall of the vertical wall and formed at predetermined positions symmetrical with respect to the longitudinal central portion,
Structural members for vehicles.
前記縦壁補強部は、
前記アーチ状に延びる長手方向中央部の厚さが、長手方向両端部の厚さよりも大きくなるように形成されている、
車両用構造部材。 The vehicle structural member according to any one of claims 1 to 4,
The vertical wall reinforcing portion is
The thickness of the central portion in the longitudinal direction extending in the arch shape is formed so as to be larger than the thickness of both longitudinal end portions.
Structural members for vehicles.
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
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JP2011131791A (en) | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Mazda Motor Corp | Frame structure for vehicle |
JP2013220807A (en) | 2012-04-19 | 2013-10-28 | Toyota Motor Corp | Vehicle body side structure |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010137599A (en) | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Honda Motor Co Ltd | Vehicle body side structure |
JP2011131791A (en) | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Mazda Motor Corp | Frame structure for vehicle |
JP2013220807A (en) | 2012-04-19 | 2013-10-28 | Toyota Motor Corp | Vehicle body side structure |
JP2018526220A (en) | 2015-08-04 | 2018-09-13 | オートテック・エンジニアリング・アグルパシオン・デ・インテレス・エコノミコAutotech Engineering A.I.E. | Reinforced structural parts |
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