JPH09249155A - 接合構造部材 - Google Patents
接合構造部材Info
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- JPH09249155A JPH09249155A JP5752296A JP5752296A JPH09249155A JP H09249155 A JPH09249155 A JP H09249155A JP 5752296 A JP5752296 A JP 5752296A JP 5752296 A JP5752296 A JP 5752296A JP H09249155 A JPH09249155 A JP H09249155A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 必要かつ充分な強度を有し、しかも過度な重
量増加もなく、組み立て工程も煩雑でない衝突特性に優
れた接合構造部材を提供する。 【解決手段】 横断面略ハット状の構造部材２２におけ
るフランジ部２２ａとクロージングプレート２３をスポ
ット溶接又はウェルドボンドにて接合してなる閉断面構
造を有する接合構造部材２１である。前記構造部材２２
のフランジ部２２ａに隣接するコーナー部分２２ｂ以外
のコーナー部分２２ｃを、凹又は凸形状に形成する。
量増加もなく、組み立て工程も煩雑でない衝突特性に優
れた接合構造部材を提供する。 【解決手段】 横断面略ハット状の構造部材２２におけ
るフランジ部２２ａとクロージングプレート２３をスポ
ット溶接又はウェルドボンドにて接合してなる閉断面構
造を有する接合構造部材２１である。前記構造部材２２
のフランジ部２２ａに隣接するコーナー部分２２ｂ以外
のコーナー部分２２ｃを、凹又は凸形状に形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車体を構
成する基本構造部材であるフロントサイドメンバーやリ
ヤサイドメンバー等に使用される閉断面構造の接合構造
部材に関するものである。
成する基本構造部材であるフロントサイドメンバーやリ
ヤサイドメンバー等に使用される閉断面構造の接合構造
部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車の車体は搭乗者の安全を確保する
ために、例えば車両の前後方向からの衝突時には、車室
以外のボディ部分で衝突時の衝突エネルギーを吸収し、
車室部分はほとんど変形を起こさないように設計されて
いる。すなわち、衝突時には、車室以外のボディ部分が
車両の前後方向に潰れることによって衝突エネルギーを
吸収し、衝突エネルギーが車室部分に伝達しないように
なっている。
ために、例えば車両の前後方向からの衝突時には、車室
以外のボディ部分で衝突時の衝突エネルギーを吸収し、
車室部分はほとんど変形を起こさないように設計されて
いる。すなわち、衝突時には、車室以外のボディ部分が
車両の前後方向に潰れることによって衝突エネルギーを
吸収し、衝突エネルギーが車室部分に伝達しないように
なっている。
【０００３】そこで、衝突時における衝突エネルギー吸
収量を確保するために、図４に示すように、車室部分１
の前後にそれぞれフロントサイドメンバー２やリヤサイ
ドメンバー３等の接合構造部材を用いて形成されたクラ
ッシャブルスペース４において、前記接合構造部材の内
部に複数のレインフォースメント（図示せず）を併設し
て、クラッシュモードを制御し、車体全体で適切な衝突
エネルギーの吸収特性を示す様に構成されている。
収量を確保するために、図４に示すように、車室部分１
の前後にそれぞれフロントサイドメンバー２やリヤサイ
ドメンバー３等の接合構造部材を用いて形成されたクラ
ッシャブルスペース４において、前記接合構造部材の内
部に複数のレインフォースメント（図示せず）を併設し
て、クラッシュモードを制御し、車体全体で適切な衝突
エネルギーの吸収特性を示す様に構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レイン
フォースメントを接合構造部材の内部に併設する方法で
は、剛性の低い部分に合わせて板厚を決定するので、車
両重量が増加するとともに、組み立て工程も煩雑にな
る。なお、特開平６−１７０５６８号では、例えば図５
に示すように、前記した接合構造部材１１を構成する横
断面略ハット状の構造部材１２におけるフランジ部１２
ａの側縁部とクロージングプレート１３を断続的にレー
ザー溶接するものが提案されている。しかしながら、特
開平６−１７０５６８号で提案された構造では、フラン
ジ部１２ａにおけるコーナー部分をクロージングプレー
ト１３に溶接していないので、衝突時の吸収エネルギー
は必ずしも向上せず、かつ、レーザー溶接に必要なプレ
ス精度も実際上は確保されない。そのため、同一の吸収
エネルギー特性を得る部材の重量が必ずしも十分に低減
されていない。
フォースメントを接合構造部材の内部に併設する方法で
は、剛性の低い部分に合わせて板厚を決定するので、車
両重量が増加するとともに、組み立て工程も煩雑にな
る。なお、特開平６−１７０５６８号では、例えば図５
に示すように、前記した接合構造部材１１を構成する横
断面略ハット状の構造部材１２におけるフランジ部１２
ａの側縁部とクロージングプレート１３を断続的にレー
ザー溶接するものが提案されている。しかしながら、特
開平６−１７０５６８号で提案された構造では、フラン
ジ部１２ａにおけるコーナー部分をクロージングプレー
ト１３に溶接していないので、衝突時の吸収エネルギー
は必ずしも向上せず、かつ、レーザー溶接に必要なプレ
ス精度も実際上は確保されない。そのため、同一の吸収
エネルギー特性を得る部材の重量が必ずしも十分に低減
されていない。
【０００５】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、必要かつ充分な剛性を有し、しか
も過度な重量増加もなく、組み立て工程も煩雑でない衝
突特性に優れた接合構造部材を提供することを目的とし
ている。
なされたものであり、必要かつ充分な剛性を有し、しか
も過度な重量増加もなく、組み立て工程も煩雑でない衝
突特性に優れた接合構造部材を提供することを目的とし
ている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、横断面略ハット状の構造部材におけ
るフランジ部とクロージングプレートをスポット溶接又
はウェルドボンドにて接合してなる閉断面構造を有する
接合構造部材における、前記構造部材のフランジ部に隣
接するコーナー部分以外のコーナー部分を所定形状に形
成することで、該コーナー部分の塑性変形抵抗を向上さ
せている。そして、この効果により、接合構造部材にそ
の長手方向から圧壊荷重を負荷し、接合構造部材が蛇腹
状につぶれる際に所定形状に形成したコーナー部分の形
状が節部と腹部の間で大きな塑性変形を生じ、その結果
としてエネルギー吸収量の向上が図られる。
ために、本発明は、横断面略ハット状の構造部材におけ
るフランジ部とクロージングプレートをスポット溶接又
はウェルドボンドにて接合してなる閉断面構造を有する
接合構造部材における、前記構造部材のフランジ部に隣
接するコーナー部分以外のコーナー部分を所定形状に形
成することで、該コーナー部分の塑性変形抵抗を向上さ
せている。そして、この効果により、接合構造部材にそ
の長手方向から圧壊荷重を負荷し、接合構造部材が蛇腹
状につぶれる際に所定形状に形成したコーナー部分の形
状が節部と腹部の間で大きな塑性変形を生じ、その結果
としてエネルギー吸収量の向上が図られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の接合構造部材は、横断面
略ハット状の構造部材におけるフランジ部とクロージン
グプレートをスポット溶接又はウェルドボンドにて接合
してなる閉断面構造を有する接合構造部材において、前
記構造部材のフランジ部に隣接するコーナー部分以外の
コーナー部分を、凹又は凸形状に形成したものである。
略ハット状の構造部材におけるフランジ部とクロージン
グプレートをスポット溶接又はウェルドボンドにて接合
してなる閉断面構造を有する接合構造部材において、前
記構造部材のフランジ部に隣接するコーナー部分以外の
コーナー部分を、凹又は凸形状に形成したものである。
【０００８】すなわち、本発明の接合構造部材は、コー
ナー部分の形状を改良することでコーナー部分の断面係
数を向上させ、接合構造部材の長手方向に荷重が負荷
し、蛇腹状につぶれる際のコーナー部分の塑性変形抵抗
を向上させたので、高強度材料を使用することも、ま
た、レーザー溶接のような高価な溶接法を採用すること
もなく、プレス金型を変更するだけで、工業的に安価に
製作できる。
ナー部分の形状を改良することでコーナー部分の断面係
数を向上させ、接合構造部材の長手方向に荷重が負荷
し、蛇腹状につぶれる際のコーナー部分の塑性変形抵抗
を向上させたので、高強度材料を使用することも、ま
た、レーザー溶接のような高価な溶接法を採用すること
もなく、プレス金型を変更するだけで、工業的に安価に
製作できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の接合構造部材を図１及び図２
に示す実施例に基づいて説明する。図１は本発明の接合
構造部材の一例を示す斜視図、図２は本発明の接合構造
部材を構成する構造部材の横断面図で、（ａ）はコーナ
ー部分を凸形状に形成したもの、（ｂ）はコーナー部分
を凹形状に形成したものである。
に示す実施例に基づいて説明する。図１は本発明の接合
構造部材の一例を示す斜視図、図２は本発明の接合構造
部材を構成する構造部材の横断面図で、（ａ）はコーナ
ー部分を凸形状に形成したもの、（ｂ）はコーナー部分
を凹形状に形成したものである。
【００１０】図１及び図２において、２１は例えばフロ
ントサイドメンバーに使用される本発明の接合構造部材
であり、横断面略ハット状の構造部材２２におけるフラ
ンジ部２２ａとクロージングプレート２３を例えばスポ
ット溶接した閉断面構造となされている。そして、本発
明の接合構造部材２１では、前記構造部材２２のフラン
ジ部２２ａに隣接するコーナー部分２２ｂ以外のコーナ
ー部分２２ｃを、例えば図２（ａ）に示すように、長円
形の凸形状に突出させたり、また、図２（ｂ）に示すよ
うに、長円形の凹形状に凹ませたりすることで、本発明
の接合構造部材２１が、長手方向に荷重が負荷され、蛇
腹状につぶれる際のコーナー部分２２ｃの塑性変形抵抗
が増大し、エネルギー吸収量が増大し、また、コーナー
部分２２ｃの断面係数が大きくなることで、接合構造部
材２１の長手方向の曲げ等に対する剛性も向上させてい
るのである。そのため、車体の衝突時に、適切なエネル
ギー吸収特性を示すフロントサイドメンバー部材を、従
来より軽量で工業的に安価に製作することが可能であ
る。
ントサイドメンバーに使用される本発明の接合構造部材
であり、横断面略ハット状の構造部材２２におけるフラ
ンジ部２２ａとクロージングプレート２３を例えばスポ
ット溶接した閉断面構造となされている。そして、本発
明の接合構造部材２１では、前記構造部材２２のフラン
ジ部２２ａに隣接するコーナー部分２２ｂ以外のコーナ
ー部分２２ｃを、例えば図２（ａ）に示すように、長円
形の凸形状に突出させたり、また、図２（ｂ）に示すよ
うに、長円形の凹形状に凹ませたりすることで、本発明
の接合構造部材２１が、長手方向に荷重が負荷され、蛇
腹状につぶれる際のコーナー部分２２ｃの塑性変形抵抗
が増大し、エネルギー吸収量が増大し、また、コーナー
部分２２ｃの断面係数が大きくなることで、接合構造部
材２１の長手方向の曲げ等に対する剛性も向上させてい
るのである。そのため、車体の衝突時に、適切なエネル
ギー吸収特性を示すフロントサイドメンバー部材を、従
来より軽量で工業的に安価に製作することが可能であ
る。
【００１１】本発明の接合構造部材２１は上記した構成
であり、次に本発明の効果を確認するために行った実験
結果について説明する。材料としては、板厚１．６mmの
冷延鋼板を使用し、降伏強度が１５７ＭＰａ、引っ張り
強さが３２５ＭＰａ、伸びが４２％の軟鋼を試験材に供
して、図２に示す形状の構造部材２２〔幅６０mm、高さ
４０mm、フランジ部幅２０mm、コーナー部の凸形状の内
幅４．８mm，突出量２０mm、コーナー部の凹形状の内幅
７．１mm，凹み量２０mm〕をプレス成形した〔長さ４０
０mm〕後に、クロージングプレート２３と該構造部材２
２のフランジ部２２ａを３０mmピッチでスポット溶接
し、図１に示すような、片ハット形状の接合構造部材２
１を製作した。
であり、次に本発明の効果を確認するために行った実験
結果について説明する。材料としては、板厚１．６mmの
冷延鋼板を使用し、降伏強度が１５７ＭＰａ、引っ張り
強さが３２５ＭＰａ、伸びが４２％の軟鋼を試験材に供
して、図２に示す形状の構造部材２２〔幅６０mm、高さ
４０mm、フランジ部幅２０mm、コーナー部の凸形状の内
幅４．８mm，突出量２０mm、コーナー部の凹形状の内幅
７．１mm，凹み量２０mm〕をプレス成形した〔長さ４０
０mm〕後に、クロージングプレート２３と該構造部材２
２のフランジ部２２ａを３０mmピッチでスポット溶接
し、図１に示すような、片ハット形状の接合構造部材２
１を製作した。
【００１２】また、さらに吸収エネルギーを向上させる
ために、フランジ部２２ａに予め構造用接着剤（サンス
ター技研製エポキシ系１液型硬化接着剤Ｅ−６９７３）
を０．２mmの厚さで塗布した後にスポット溶接する、い
わゆるウェルドボンド法によっても片ハット形状の接合
構造部材２１を製作した。スポット溶接は、電極として
汎用のクロム銅材質のＲ型電極を使用し、予打点後、１
４cyclesの通電時間、３００ｋｇｆの加圧力で９０００
Ａの電流を流すことで行った。また、ウェルドボンド法
を採用したものは、スポット溶接後、１６５℃にて３０
分焼き付け硬化させた。なお、比較として構造部材のコ
ーナー部を凹又は凸形状に形成しない従来の接合構造部
材も同様の条件で作製した。さらに、通常、エネルギー
吸収量の向上、クラッシュモードの制御のために用いる
レインフォースを併設した従来の接合構造部材（図６）
も同様の条件で作製した（比較例１，２）。図６に示す
比較例１，２は工業的な生産方法（スポット溶接）を前
提にすると、レインフォースは比較例２の位置ではな
く、比較例１の設置位置に設けられる。なお、図６中の
１４はレインフォースを示す。
ために、フランジ部２２ａに予め構造用接着剤（サンス
ター技研製エポキシ系１液型硬化接着剤Ｅ−６９７３）
を０．２mmの厚さで塗布した後にスポット溶接する、い
わゆるウェルドボンド法によっても片ハット形状の接合
構造部材２１を製作した。スポット溶接は、電極として
汎用のクロム銅材質のＲ型電極を使用し、予打点後、１
４cyclesの通電時間、３００ｋｇｆの加圧力で９０００
Ａの電流を流すことで行った。また、ウェルドボンド法
を採用したものは、スポット溶接後、１６５℃にて３０
分焼き付け硬化させた。なお、比較として構造部材のコ
ーナー部を凹又は凸形状に形成しない従来の接合構造部
材も同様の条件で作製した。さらに、通常、エネルギー
吸収量の向上、クラッシュモードの制御のために用いる
レインフォースを併設した従来の接合構造部材（図６）
も同様の条件で作製した（比較例１，２）。図６に示す
比較例１，２は工業的な生産方法（スポット溶接）を前
提にすると、レインフォースは比較例２の位置ではな
く、比較例１の設置位置に設けられる。なお、図６中の
１４はレインフォースを示す。
【００１３】以上のようにして製作した８種類の片ハッ
ト状の接合構造部材に、時速２０ｋｍで衝撃圧壊テスト
を実施し、荷重−変位曲線を得た。そのうちの１つ〔ス
ポット溶接を行った従来例１〕を図３に示す。本実験で
は、荷重はロードセルによって求め、変位はクロスヘッ
ドの変位を検出することで求めた。そして、変位２００
mmにおける衝撃の吸収エネルギー及び最高荷重を衝突特
性の指標としてまとめたものを下記表１に示す。
ト状の接合構造部材に、時速２０ｋｍで衝撃圧壊テスト
を実施し、荷重−変位曲線を得た。そのうちの１つ〔ス
ポット溶接を行った従来例１〕を図３に示す。本実験で
は、荷重はロードセルによって求め、変位はクロスヘッ
ドの変位を検出することで求めた。そして、変位２００
mmにおける衝撃の吸収エネルギー及び最高荷重を衝突特
性の指標としてまとめたものを下記表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１より、最高荷重及び衝撃の吸収エネル
ギーともに、本発明のように、コーナー部の形状を変更
することで、従来の接合構造部材と比べて向上している
ことが判る。吸収エネルギーで見ると、凸形状にした場
合には、比較例と比べて約５５％、凹形状にした場合に
は、約４５％向上しており、ウェルドボンド工法を採用
すれば、さらに約２０％向上することが判る。図７に従
来例１に対しそれぞれの発明例の吸収エネルギーの増加
率を重量増加率に対しプロットした結果を示す。従来用
いられているレインフォースによる補強に比べ、全ての
発明例において同一のエネルギー吸収量を得るのに少な
い重量増ですむことが判る。
ギーともに、本発明のように、コーナー部の形状を変更
することで、従来の接合構造部材と比べて向上している
ことが判る。吸収エネルギーで見ると、凸形状にした場
合には、比較例と比べて約５５％、凹形状にした場合に
は、約４５％向上しており、ウェルドボンド工法を採用
すれば、さらに約２０％向上することが判る。図７に従
来例１に対しそれぞれの発明例の吸収エネルギーの増加
率を重量増加率に対しプロットした結果を示す。従来用
いられているレインフォースによる補強に比べ、全ての
発明例において同一のエネルギー吸収量を得るのに少な
い重量増ですむことが判る。
【００１６】なお、本実施例では片ハット形状のものに
ついて説明したが、本発明の接合構造部材は片ハット形
状のものに限らず、より衝突特性を向上させるために、
最近実用化されている、ハット形状の構造部材を２枚突
き合わせる両ハット形状としても良いことは勿論であ
る。また、本実施例では、コーナー部分を長円形に突出
又は凹ませたものを開示したが、断面係数が大きくなる
のであれば、その形状は問わない。
ついて説明したが、本発明の接合構造部材は片ハット形
状のものに限らず、より衝突特性を向上させるために、
最近実用化されている、ハット形状の構造部材を２枚突
き合わせる両ハット形状としても良いことは勿論であ
る。また、本実施例では、コーナー部分を長円形に突出
又は凹ませたものを開示したが、断面係数が大きくなる
のであれば、その形状は問わない。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
材質をグレードアップすることなく、少量の重量増で、
自動車の車体を構成する基本構造部材であるフロントサ
イドメンバーやリヤサイドメンバー等に使用される閉断
面構造の接合構造部材の衝突エネルギー吸収特性を向上
させることができる。加えて、従来の接合構造部材の断
面係数よりも大きいので、ウェルドボンド接合すれば曲
げ等に対する剛性も向上する。また、本発明は、コーナ
ー部分の形状を変更するだけであるから、プレス金型の
変更だけで達成可能であり、また、エンジンルーム内の
空間を狭くすることもない。
材質をグレードアップすることなく、少量の重量増で、
自動車の車体を構成する基本構造部材であるフロントサ
イドメンバーやリヤサイドメンバー等に使用される閉断
面構造の接合構造部材の衝突エネルギー吸収特性を向上
させることができる。加えて、従来の接合構造部材の断
面係数よりも大きいので、ウェルドボンド接合すれば曲
げ等に対する剛性も向上する。また、本発明は、コーナ
ー部分の形状を変更するだけであるから、プレス金型の
変更だけで達成可能であり、また、エンジンルーム内の
空間を狭くすることもない。
【図１】本発明の接合構造部材の一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明の接合構造部材を構成する構造部材の横
断面図で、（ａ）はコーナー部分を凸形状に形成したも
の、（ｂ）はコーナー部分を凹形状に形成したものであ
る。
断面図で、（ａ）はコーナー部分を凸形状に形成したも
の、（ｂ）はコーナー部分を凹形状に形成したものであ
る。
【図３】本発明の接合構造部材を用いて時速２０ｋｍで
衝撃圧壊テストを行った場合の荷重−変位曲線の一例で
ある。
衝撃圧壊テストを行った場合の荷重−変位曲線の一例で
ある。
【図４】自動車のボディの説明図である。
【図５】特開平６−１７０５６８号で提案された接合構
造部材の横断面図である。
造部材の横断面図である。
【図６】実験に使用した接合構造部材の横断面図であ
り、（ａ）は比較例１を、（ｂ）は比較例２を示す。
り、（ａ）は比較例１を、（ｂ）は比較例２を示す。
【図７】実験に使用した接合構造部材における、吸収エ
ネルギー増加率と重量増加率の関係を示す図である。
ネルギー増加率と重量増加率の関係を示す図である。
【符号の説明】 ２１ 接合構造部材 ２２ 構造部材 ２２ａ フランジ部 ２２ｂ コーナー部分 ２２ｃ コーナー部分 ２３ クロージングプレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栢木 浩之 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 横断面略ハット状の構造部材におけるフ
ランジ部とクロージングプレートをスポット溶接又はウ
ェルドボンドにて接合してなる閉断面構造を有する接合
構造部材において、前記構造部材のフランジ部に隣接す
るコーナー部分以外のコーナー部分を、凹又は凸形状に
形成したことを特徴とする接合構造部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05752296A JP3452441B2 (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 接合構造部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05752296A JP3452441B2 (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 接合構造部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09249155A true JPH09249155A (ja) | 1997-09-22 |
| JP3452441B2 JP3452441B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=13058079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05752296A Expired - Fee Related JP3452441B2 (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 接合構造部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3452441B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008032227A (ja) * | 2003-07-28 | 2008-02-14 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 衝撃吸収方法 |
| JP2008155749A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 衝撃吸収部材及びその製造方法 |
| JP2008265609A (ja) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 衝撃吸収部材及びその製造方法 |
| JP2012047340A (ja) * | 2011-10-14 | 2012-03-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 衝撃吸収部材 |
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-
1996
- 1996-03-14 JP JP05752296A patent/JP3452441B2/ja not_active Expired - Fee Related
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