WO2020152904A1 - 車体骨格部品 - Google Patents

車体骨格部品 Download PDF

Info

Publication number
WO2020152904A1
WO2020152904A1 PCT/JP2019/035188 JP2019035188W WO2020152904A1 WO 2020152904 A1 WO2020152904 A1 WO 2020152904A1 JP 2019035188 W JP2019035188 W JP 2019035188W WO 2020152904 A1 WO2020152904 A1 WO 2020152904A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
resin
vehicle body
component
bending
top plate
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/035188
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和彦 樋貝
塩崎　毅
Original Assignee
Ｊｆｅスチール株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｊｆｅスチール株式会社 filed Critical Ｊｆｅスチール株式会社
Priority to MX2021008719A priority Critical patent/MX2021008719A/es
Priority to CN201980089639.2A priority patent/CN113365905B/zh
Priority to EP19911319.2A priority patent/EP3915859B1/en
Priority to KR1020217020265A priority patent/KR102629672B1/ko
Priority to US17/419,365 priority patent/US11975764B2/en
Publication of WO2020152904A1 publication Critical patent/WO2020152904A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/001—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof characterised by combining metal and synthetic material
    • B62D29/005—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof characterised by combining metal and synthetic material preformed metal and synthetic material elements being joined together, e.g. by adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/06—Fixed roofs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/001—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof characterised by combining metal and synthetic material
    • B62D29/002—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof characterised by combining metal and synthetic material a foamable synthetic material or metal being added in situ
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/01—Reducing damages in case of crash, e.g. by improving battery protection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/157—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body for side impacts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/04—Door pillars ; windshield pillars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/20—Floors or bottom sub-units

Definitions

  • the present invention relates to automotive body frame parts for automobiles, and in particular, when collision load (crashworthiness load) is input from the side of the vehicle body, the collision energy (crashworthiness) is generated by bending. vehicle body frame parts that absorb energy).
  • a top-portion direction of a hat-shaped cross section part such as a side sill, a floor member, and a pillar is aligned with a flange.
  • a foam filler By filling the inside with a foam filler, the structural member for the automobile can be increased with a minimum weight.
  • the technology to improve the bending strength and the torsional rigidity of the car, and to improve the rigidity and collision safety of the vehicle body is disclosed.
  • Patent Document 2 when a high-rigidity foam is filled into the internal space of a closed cross-section structure such as a pillar in which hat cross-section parts are opposed to each other and flanges are combined, the high-rigidity foam is filled and foamed.
  • Technology that improves strength, rigidity, and impact energy absorption while improving vibration isolation performance that suppresses transmission of vibration sound is disclosed by fixing with compression counterforce. Has been done.
  • Patent Documents 1 and 2 by filling a foam filler or foam inside an automobile part, the strength and impact energy absorption against bending deformation of the automobile part are absorbed. It is said that it is possible to improve the rigidity and rigidity against torsional deformation (torsional deformation), and it is possible to suppress deformation (deformation) of the automobile parts.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and is provided on a side portion of a vehicle body to improve the collision energy absorbed by bending when a collision load is input from the side of the vehicle body.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle body frame part that can be manufactured.
  • a vehicle body skeletal component according to the present invention is provided on a side portion of a vehicle body and absorbs collision energy by bending when a collision load is input from the side of the vehicle body.
  • the applied or applied resin is on both sides of the punch shoulder R portion. It is characterized in that it extends to at least a predetermined range on the side of the top plate and the side of the vertical wall, and after being heated, is adhered to the inner surface with an adhesive strength of 10 MPa or more at room temperature.
  • the body frame component according to the present invention is arranged so as to straddle the top plate portion so as to cover the surface of the resin and to prevent both ends of the resin from being separated from the inner surface.
  • a crack is generated.
  • it is possible to improve the buckling strength and improve the impact energy absorption performance.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a vehicle body frame component according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view showing a vehicle body frame component according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional shape of a bent portion of the vehicle body frame component when a collision load is input to the vehicle body frame component from the side of the vehicle body.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the tensile strength level of steel sheets and the ratio of the fracture limit for bending radius of the steel sheet to the sheet thickness.
  • FIG. 5 is a sectional view showing another aspect of the vehicle body frame component according to Embodiment 1 of the present invention (No. 1).
  • FIG. 1 is a perspective view showing a vehicle body frame component according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view showing a vehicle body frame component according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional shape of
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing another aspect of the vehicle body frame component according to the first embodiment of the present invention (No. 2).
  • FIG. 7 is a perspective view showing a vehicle body frame component according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a sectional view showing a vehicle body frame component according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing another aspect of the vehicle body frame component according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the experimental method in the examples.
  • FIG. 11 is a diagram showing the structure of a test body (test specimen) used as an example of the invention in the example (No. 1).
  • FIG. 12 is a diagram showing the structure of a test body used as an example of the invention in the examples (No.
  • FIG. 13 is a view showing the structure of a test body used as an example of the invention in the examples (No. 3).
  • FIG. 14 is a view showing the structure of a test body used as an invention example in the examples (No. 4).
  • FIG. 15 is a diagram showing the structure of a test body used as a comparative example in the examples.
  • FIG. 16 is a diagram showing the structure of a test body used as a conventional example in the examples.
  • FIG. 17 is a diagram showing a measurement result of a collision load and a stroke (stroke) and a deformed state of the test body when an experiment was performed using the test body according to the comparative example in the example.
  • FIG. 18 is a diagram showing a measurement result of a collision load and a stroke (a bending deformation amount) and a deformed state of the test body when an experiment is performed using the test body according to the invention example in the example.
  • the vehicle body frame component 1 according to the first embodiment of the present invention is provided on a side portion of a vehicle body, and absorbs collision energy by bending in a direction intersecting with a longitudinal direction when a collision load is input from the side of the vehicle body.
  • an outer part 3, an inner part 5, and a resin 7 applied to the inner surface of the outer part 3 are provided. It is a thing.
  • the outer part 3 is a cross-section hat-shaped member formed of a metal sheet, and includes a top plate portion 3a and a pair of vertical wall portions 3c continuous from the top plate portion 3a via a punch shoulder R portion 3b. , And a flange portion 3d continuous from each vertical wall portion 3c.
  • the inner component 5 is a flat plate member formed in a flat plate shape from a metal plate. Then, the side end portion of the inner component 5 and the flange portion 3d of the outer component 3 are joined together to form a tubular member 9.
  • the vehicle body frame component 1 having a hat-shaped cross-section member like the outer component 3 constitutes a part of the vehicle body frame.
  • the present invention is directed to a vehicle body skeleton component 1 that is arranged at left and right positions on a side portion of a vehicle body and constitutes the vehicle body skeleton.
  • a rocker (side sill) and a roof rail that extend in the front-rear direction of the vehicle body.
  • the types of metal plates used for the outer parts 3 and the inner parts 5 include cold rolled steel sheet, hot rolled steel sheet, stainless steel sheet, and zinc-based plated steel sheet. Examples include zinc-based coating steel sheet, zinc alloy coating steel sheet, aluminum alloy coating steel sheet, and aluminum alloy sheet.
  • the resin 7 is applied to the inner surfaces of the top plate portion 3a, punch shoulder R portion 3b and vertical wall portion 3c of the outer component 3.
  • the applied resin 7 has a thickness of 8 mm or less after being heated and is adhered to the inner surface of the outer component 3 with an adhesive strength of 10 MPa or more at room temperature.
  • the types of resin 7 include those of thermoplastic type (thermoplastic resin), thermosetting type (thermoset resin) or elastomer type (elastomer resin).
  • Thermoplastic resins include vinyl resin (vinyl acetate, vinyl chloride, etc.), acrylic resin, polyamide resin, polystyrene resin. ), cyanoacrylate resin can be exemplified.
  • Thermosetting resins include epoxy resins, urethane resins, ester resins, phenolic resins, melamine resins, and urea resins. The thing can be illustrated.
  • Elastomer resins include nitro rubber resin, styrene butadiene rubber resin, modified silicone resin, butyl rubber resin, urethane rubber resin. ), and acrylic rubber resin. It is preferable that any kind of resin does not break or collapse during bending deformation.
  • the resin 7 applied to the inner surface of the outer part 3 can be adhered to the outer part 3 by the heat treatment, due to the adhesive capacity of the resin 7 itself.
  • the adhesive strength between the resin 7 and the outer component 3 can be 10 MPa or more even if the temperature is returned to room temperature by performing heat treatment at a predetermined temperature and time.
  • the temperature and time in the heat treatment may be appropriately adjusted according to the type of resin 7.
  • the adhesive strength between the resin 7 and the outer component 3 can be the maximum shear stress acting on the interface between the metal plate and the resin or the average shear stress, and the maximum shear stress or the average shear stress is
  • the boundary condition that causes the peeling of the resin 7 is determined from the crashworthiness test of a double-layered square column in which a metal plate (steel plate, etc.) and resin are adhered, and the collision based on the boundary condition It can be obtained by analysis.
  • a part of the resin 7 and the outer part 3 after being bonded is cut out, and the cut out resin 7 and the outer part 3 are set in a tensile testing machine.
  • the resin 7 after adhesion and a part of the outer part 3 are cut out and installed in a tensile tester, one holding the resin 7 and the other holding part (not shown) formed by bending the outer part 3 made of a metal plate.
  • one of the resin 7 and the tubular member 9 is The cut-out portion may be placed in a tensile tester to measure the adhesive strength between the resin 7 and the outer component 3.
  • the body skeletal component 1 according to the first embodiment improves the absorption performance of the collision energy absorbed by the collision load input from the side of the vehicle body and bending will be described below.
  • a collision load is input from a direction intersecting the longitudinal direction of the cross-section hat type member, and the cross-section hat type member starts bending deformation.
  • the buckling strength collision load at the time when bending occurs
  • the top plate is stretched in the cross direction and the longitudinal direction, and the angle of the vertical wall changes and bends (bending crush) Process) absorbs collision energy.
  • FIG. 3 shows a portion where bending occurs in the process of bending the vehicle body frame component 1 by inputting a collision load into the top plate portion 3a of the outer component 3 which is a hat-shaped member in cross section (see FIG. 17(b) shown in the embodiment described later). ) Shows a schematic view of a cross-sectional shape of FIG. As shown in FIG. 3, when a collision load is input to the top plate portion 3a, the vertical wall portion 3c is crushed to the flange portion 3d side so that the top plate portion 3a side spreads outward, and the vertical wall portion 3c and the top plate portion 3a vertically. The bending radius of the punch shoulder R portion 3b connecting to the wall portion 3c is significantly reduced.
  • the portion having a high ability to absorb collision energy from the bending process of the hat-shaped cross-section member is the punch shoulder R portion 3b connecting the top plate portion 3a and the vertical wall portion 3c. ..
  • the punch shoulder R portion 3b has a smaller bending radius in the process of bending the outer component 3, so that stress is likely to be concentrated on the outer surface to cause cracking.
  • the punch shoulder R portion 3b is most likely to undergo plastic deformation in the press forming process and is work hardened. It is also a part of the body. As a result, the punch shoulder R portion 3b is more likely to be cracked than the other top plate portions 3a, the vertical wall portions 3c, etc. due to the decrease in ductility due to work hardening during press forming.
  • the punch shoulder R portion 3b is compressed by sandwiching an object interposed between the metal plates of the punch shoulder R portion 3b so that the bending radius of the punch shoulder R portion 3b is equal to or less than the breaking limit bending radius. Can be prevented.
  • the weight of the component is increased. Therefore, the object to be interposed is preferably as light as possible.
  • the punch shoulder R portion 3b of the outer component 3 and the resin 7 is adhered to the inner surface of the portion extending on both sides of the punch shoulder R portion 3b so as to reduce the bending radius in the bending process.
  • the resin should be sandwiched between the metal plate and the metal plate.
  • the outer component 3 is not processed in the process immediately after the collision load is input to the outer component 3 and the bending deformation starts to the end of the bending.
  • the resin 7 applied to the inner surface of the sheet peels off and comes off.
  • the resin 7 cannot be interposed between the metal plate and the metal plate of the punch shoulder R portion 3b, cracks occur, the deformation resistance is lowered, and the collision energy absorption performance cannot be improved. Will end up.
  • the resin 7 so that the adhesive strength is 10 MPa or more, the resin 7 is sandwiched between the metal plates in the punch shoulder R portion 3b during the bending process. As a result, it is possible to prevent the bending radius of the punch shoulder R portion 3b from becoming smaller than the breaking limit bending radius peculiar to the metal plate, and to prevent the metal plate from cracking.
  • the punch shoulder R portion 3b of the outer part 3 has a high ability to absorb collision energy. Therefore, by applying the resin 7 to the inner surface of the portion of the outer component 3 that sandwiches the punch shoulder R portion 3b, the buckling resistance until the outer component 3 is bent can be improved.
  • the vehicle body frame component 1 As described above, in the vehicle body frame component 1 according to the first embodiment, it is possible to prevent the deformation resistance of the bending from being lowered and to prevent the buckling in the process of bending and being bent by the collision load input from the side. By improving the yield strength, it is possible to improve the impact energy absorption performance.
  • the cross-section of the tubular member 9 is reduced at the time of collision.
  • the volume is reduced, and the resin is not compressed in a corresponding manner, so that the resin breaks the joint portion and spouts out, thereby lowering the impact energy absorption performance. Therefore, for the above-mentioned reason, a space may be provided on the inner surface side of the hat-shaped cross-section member so that the resin exists. Therefore, in order to prevent cracks during the bending process, as in the vehicle body frame component 11 shown in FIG.
  • the punch shoulder R portion 3b for connecting the top plate portion 3a and the vertical wall portion 3c of the outer component 3 and the punch shoulder R portion 3b. It is indispensable that the resin 13 is present on both sides of the top plate portion 3a and the vertical wall portion 3c with the resin 13 interposed therebetween.
  • the range extending to the side of the top plate 3a and the side of the vertical wall 3c is from the R stop (R tangent end) in the punch shoulder R portion 3b to the side of the top plate 3a and the side of the vertical wall 3c.
  • the thickness is preferably about 5 to 20 mm, more preferably about 10 mm.
  • the resin 7 is applied to the inner surface of the outer component 3 so that the thickness after adhesion is 8 mm or less.
  • a plate-shaped resin having the following thickness may be attached to the inner surface of the tubular member using an adhesive.
  • a film-like resin having a thickness of about 100 ⁇ m may be attached to the inner surface of the tubular member, like a laminate of a laminated steel plate.
  • the adhesive strength between the plate-shaped resin or the film-shaped resin and the inner surface of the tubular member needs to be 10 MPa or more at room temperature.
  • the tubular member 9 formed in a tubular shape by joining the flange portion 3d of the outer component 3 and the side end portion of the inner component 5 together.
  • the vehicle body frame component according to the present invention is not limited to the one in which the tubular member 9 is formed by the outer component 3 and the inner component 5, and may have only the outer component 3.
  • the outer part 3 is a hat-shaped member in cross section, but the present invention has a top plate part and a pair of vertical wall parts continuous from the top plate part via the punch shoulder R part.
  • the member may have a U-shaped cross section.
  • the vehicle body frame component 21 according to the second embodiment of the present invention includes the outer component 3 having a hat-shaped cross-section member, the flat inner component 5, and the resin 7. Further, it has a separation preventing member 23.
  • the outer component 3, the inner component 5, and the resin 7 are the same as those of the vehicle body frame component 1 according to the first embodiment described above.
  • the separation prevention member 23 is made of a metal plate (for example, a steel plate), and is disposed between the outer component 3 and the inner component 5 so as to straddle the top plate portion 3a as shown in FIG. While covering the surface of, the both ends are joined (for example, spot welding) to the inner surfaces of the pair of vertical wall portions 3c of the outer component 3.
  • a metal plate for example, a steel plate
  • the resin 7 is required at least in a portion connecting the top plate portion 3a and the vertical wall portion 3c, and moreover, since it is desired to reduce the weight of only the vehicle body frame component as much as possible, the height of the vertical wall of the resin 7 and the separation preventing member 23 (vertical wall height Since it is desired to shorten the area applied to the wall portion 3c), the separation preventing member 23 is joined to the vertical wall portion 3c of the outer component 3.
  • the adhesive strength between the resin 7 and the outer part 3 and the separation preventing member 23 may be obtained by the collision analysis of a two-layer prism in which a metal plate (steel plate or the like) and a resin are adhered, as in the first embodiment.
  • it may be determined by cutting out a part of the resin, the tubular member, and the separation preventing member after the adhesion and measuring at room temperature by a tensile tester.
  • the vehicle body frame component 21 according to the second embodiment is one in which the resin 7 is applied to the inner surface of the outer component 3.
  • the plate-shaped resin is adhesive to the inner surface of the outer component. It may be attached by using. Further, a film-shaped resin having a thickness of about 100 ⁇ m may be attached to the inner surface of the outer component, like a laminated steel sheet.
  • the adhesive strength between the plate-shaped resin or the film-shaped resin and the inner surface of the tubular member may be 10 MPa or more at room temperature.
  • the vehicle body frame component 21 according to the second embodiment like the vehicle body frame component 1 according to the first embodiment described above, it is possible to prevent the resin 7 from coming off from the inner surface of the outer component 3 in the process of bending the outer component 3. To do.
  • the vehicle body frame component 21 according to the first embodiment has the effect that the resin 7 is reliably sandwiched inside the punch shoulder R portion 3b of the bent portion of the outer component 3 and is below the breaking limit bending radius.
  • the detachment prevention member 23 does not need to have a high material strength because it prevents only the detachment of the resin, and may be a member having a lower strength than the outer component 3 and the inner component 5.
  • the separation prevention member 23 is provided in addition to the vehicle body skeletal component 1 according to the above-described first embodiment, so that the separation from the side of the body skeletal component 21 It is also possible to improve the rigidity against bending deformation due to the input collision load.
  • the vehicle body skeleton component 21 of FIG. 8 is such that the resin 7 is applied so as to include the punch shoulder R portion 3b across the top plate portion 3a of the outer component 3, but the present invention is shown in FIG. Even when the punch shoulder R portion 3b of the outer component 3 and the top plate portion 3a side and the vertical wall portion 3c side of the outer component 3 are coated with the resin 17 extending in a predetermined range, like the vehicle body frame component 25. Good.
  • the above description is for the vehicle body frame component 21 in which the resin 7 is applied to the inner surface of the outer component 3, but a plate-shaped or film-shaped resin is attached to the inner surface of the cross-section hat-shaped member, and Even if the adhesive strength is 10 MPa or more, the same effect as that of the vehicle body frame component 21 according to the second embodiment can be obtained.
  • the vehicle body frame component 21 has the tubular member 9 formed in a tubular shape by joining the flange portion 3d of the outer component 3 and the side end portion of the inner component 5.
  • the outer component 3 is a hat-shaped cross-section member having a hat-shaped cross section, but the present invention is directed to a top plate portion and a pair of top portion continuous from the top portion via the punch shoulder R portion. It may be a member having a vertical wall portion and having a U-shaped cross section.
  • test body 31 including an outer part 3 that is a hat-shaped cross-section member and an inner part 5 that is a flat plate member is arranged from the outer part 3 side to the inner part 5 side.
  • the test body 31 used in the experiment had an axial length of 900 mm and an axial fulcrum distance for supporting the inner component 5 side when a load was input was 720 mm.
  • FIG. 11 shows a test body 31 which is the vehicle body frame component 21 (FIGS. 7 and 8) according to the second embodiment of the present invention.
  • the test body 31 is applied to the cylindrical member 9 in which the outer part 3 and the inner part 5 are joined by spot welding, and the inner surface of the top plate part 3a, the punch shoulder R part 3b and the vertical wall part 3c of the outer part 3.
  • the resin 7 is attached, and the separation prevention member 23 is disposed so as to straddle the top plate portion 3a to cover the resin 7, and both ends are joined to the inner surface of the vertical wall portion 3c.
  • FIG. 12 shows a vehicle body skeletal component 25 (FIG. 9) according to another aspect of the second embodiment of the present invention as a test body 33.
  • the test body 33 has a tubular member 9 in which the outer part 3 and the inner part 5 are joined by spot welding, and the punch shoulder R portion 3b of the outer part 3 is sandwiched between the top and bottom parts.
  • a resin 27 extending 10 mm is applied or affixed to the plate portion 3a side and the vertical wall portion 3c side, and the separation preventing member 23 is arranged so as to straddle the top plate portion 3a to cover the surface of the resin 27 and both end portions. Is joined to the inner surface of the vertical wall portion 3c.
  • FIG. 13 shows the vehicle body skeletal component 1 (FIGS. 1 and 2) according to the first embodiment of the present invention as a test body 35.
  • the test body 35 has a tubular member 9 in which the outer part 3 and the inner part 5 are joined by spot welding, and is provided on the inner surfaces of the top plate part 3a, the punch shoulder R part 3b and the vertical wall part 3c of the outer part 3. Resin 7 is applied or affixed.
  • the outer part 3 and the inner part 5 used in the test body 31, the test body 33, and the test body 35 shown in FIGS. 11 to 13 have the same shape and size, and the test body length L 0 in the axial direction thereof is 900 mm.
  • the resin 7 and the resin 27 are epoxy-based and/or urethane-based foamed resins.
  • the thickness of the resin 7 or the resin 27 to be applied or attached is 0.1 mm, 1 mm, 3 mm, or 8 mm or less.
  • 14A to 14C show a test body 31 in which the thickness of the resin 7 is 8 mm, 3 mm and 1 mm.
  • the adhesive strength between the inner surface of the outer part 3 and the resin 7 or the resin 27 is set within the range of the present invention (10 MPa or more).
  • the adhesive strength in the present embodiment is obtained by determining a boundary condition in which resin peeling occurs from a collision test of a two-layer prism in which a metal plate used for the outer part 3 and a resin are bonded, and performing a collision analysis based on the boundary condition. (Crashworthiness analysis) was performed and the maximum shear stress or average shear stress acting on the interface between the metal plate and the resin determined by the collision analysis was taken.
  • test piece 41 (FIG. 15) having the same shape and the same size as the outer part 3 and the separation preventing member 23 of the invention example, to which the resin is not applied or attached, and the resin 7 are used.
  • test body 31 As a comparative example using the test body 31, the test body 33, or the test body 35 whose adhesive strength of the resin 27 is less than 10.0 MPa, which is smaller than the range of the present invention, and the structural member for an automobile described in Patent Document 1.
  • a test body 51 (FIG. 16) having the same structure as that of Conventional Example 1 was filled with a foaming resin, and an experiment was conducted in the same manner as the invention example.
  • a reinforce 58 is arranged between the outer part 3 and the inner part 5, and both ends of the reinforce 58 are the flange parts 3 d of the outer part 3.
  • the resin 55 which is an epoxy-based foam filler, is bonded to the outer component 3 and the reinforcement 58 at a strength of 5 MPa, while being sandwiched and joined to both ends of the inner component 5, and the resin is a urethane-based foam filler.
  • 57 is filled between the reinforcement 58 and the inner component 5 without adhering.
  • Conventional Example 2 a test piece was prepared in which the steel plate strength of the outer component 3 was set to 1180 MPa class and the reinforcement 58 was not used.
  • Table 2 shows the conditions of the structures of the test samples used as the invention examples, comparative examples, and conventional examples, the types of resin, and the adhesive strength.
  • “outer” indicates the outer part 3
  • “punch shoulder R” indicates the punch shoulder R portion 3b of the outer part 3.
  • Invention Example 1 to Invention Example 7 use the test body 31, the test body 33, or the test body 35 whose structure and adhesive strength of the test body are within the range of the present invention (10 MPa or more). Further, in Comparative Examples 1 to 10, the test body 41 not coated with the resin (Comparative Example 1 to Comparative Example 7), the test body 31 in which the adhesive strength of the resin is outside the range of the present invention (less than 10 MPa), the test The body 33 (Comparative Examples 8 to 10) was used. In addition, the thickness of the applied resin in Comparative Examples 1 to 7 in which the resin is not applied or attached to the inner surface of the outer component 3 indicates the distance between the outer component 3 and the separation preventing member 23.
  • 17 and 18 show the load-stroke curve measurement results and the deformed state of the test body when an experiment was performed using the test bodies according to Comparative Example 3 and Invention Example 1.
  • the graph (a) on the left side shows the stroke (mm) from the collision start of the chamfered punch in the direction in which the horizontal axis is orthogonal to the longitudinal direction of the test body, and the vertical axis is the load input to the test body.
  • KN is a load-stroke curve
  • the photograph (b) on the right side is an imaging result when the stroke of the deformed state of the test body is 80 mm.
  • the absorbed energy shown in the load-stroke curve is the transition of the amount of collision energy absorbed.
  • Comparative Example 3 shown in FIG. 17 uses a test body 41 (FIG. 15) in which the resin is not applied to the inner surface of the outer part 3.
  • the load input to the test body 41 showed the maximum value (about 43 kN) at a stroke of about 10 mm, and then the load value fluctuated during the bending process of the outer part 3. Then, as shown in FIG. 17B, cracks were found in the upper part of the test body 41.
  • the absorbed energy at a stroke of 0 to 80 mm was 1.8 kJ.
  • Inventive Example 1 shown in FIG. 18 uses the resin 7, the outer part 3, the separation preventing member 23, and the test body 31 having an adhesive strength of 11.9 MPa within the range of the present invention (10.0 MPa or more). ..
  • the load-stroke curve shown in FIG. 18(a) after the load reaches a maximum value (extreme value) at a stroke of about 10 mm, it shows a maximum value (maximum value) (about 78 kN) at a stroke of about 30 mm.
  • the increase was significantly.
  • the load decreased after showing the maximum value, it remained higher than that of Comparative Example 4.
  • the absorbed energy at a stroke of 0 to 80 mm was significantly improved to 3.6 kJ.
  • no cracks were formed in the outer component 3 during the bending process.
  • the resin 7 is applied to the inner surface of the outer component 3, and the separation preventing member 23 is disposed so as to cover the surface of the resin 7, and the resin 7, the outer component 3, and the separation preventing member are provided.
  • the adhesive strength With 23 to 10 MPa or more, it is possible to prevent the resin 7 from peeling off during the bending process and not to separate, and to prevent the occurrence of cracks, and further to improve the load (buckling resistance) until the bending occurs. As a result, it can be seen that the absorption of the collision energy is improved.
  • Table 2 above shows the results of absorbed energy and the weight of the test piece when the stroke was 0 to 80 mm when the experiment was performed by changing the structure of the test piece, the type of resin, and the adhesive strength.
  • the weight of the test body shown in Table 2 is the weight of each of the outer part 3, the inner part 5 and the separation prevention member 23 and the resin 7 or the resin 27 in the test body 31 or the test body 33 to which the resin 7 or the resin 27 is applied.
  • the total weight is the total weight of the outer part 3, the inner part 5, and the separation preventing member 23.
  • Invention Example 1 a steel plate having a steel plate strength of 590 MPa (MPa-class) is used for the outer part 3, the thickness of the resin 7 is 8 mm, and the adhesive strength is 11.9 MPa within the range of the present invention (10.0 MPa or more).
  • the test body 31 is used (FIG. 18).
  • Inventive Example 2 uses a test body 31 in which a steel plate having a steel plate strength of 590 MPa is used as the outer part 3 and the resin 7 has a thickness of 1 mm.
  • the weight of the test body in Inventive Example 2 was 5.04 kg, which was lighter than the weight of the test body in Inventive Example 1 of 5.76 kg.
  • Inventive Example 3 is a test piece 31 having the same shape as in Inventive Example 2, in which a steel plate having a steel plate strength of 1180 MPa is used for the outer part 3.
  • the absorbed energy was 3.1 kJ, which was significantly improved as compared with the comparative example 3.
  • the weight of the test body in Inventive Example 3 was 5.18 kg, which was lighter than that in Inventive Example 1.
  • a steel plate having a steel plate strength of 590 MPa is used for the outer part 3, and the resin 7 extends 10 mm to the punch shoulder R part 3b of the outer part 3 and the top plate part 3a side and the vertical wall part 3c side on both sides thereof.
  • the test body 33 thus coated with a thickness of 3 mm is used.
  • breakage (cracking) did not occur during the bending process, and the absorbed energy was 2.3 kJ, which was a significant improvement over the absorbed energy of 1.8 kJ in Comparative Example 4.
  • the weight of the test body in Inventive Example 4 was 5.04 kg, which was lighter than that in Inventive Example 1.
  • Inventive Example 5 is a test body 31 having the same shape as that of Inventive Example 1, in which the thickness of the resin 7 is 3 mm.
  • breakage (cracking) did not occur during the bending process, and the absorbed energy was 2.4 kJ, which was a significant improvement over Comparative Example 4.
  • the weight of the test body in Inventive Example 5 was 5.36, which was lighter than that in Inventive Example 1.
  • Inventive Example 6 is a test body 35 having no detachment prevention member, to which a resin 7 having a thickness of 1 mm is attached.
  • the weight of the test body in Inventive Example 6 was 4.33 kg, which was lighter than that in Inventive Example 1.
  • Inventive Example 7 is a test body 31 to which a resin 7 having a thickness of 0.1 mm is attached.
  • the weight of the test body in Inventive Example 7 was 4.86 kg, which was lighter than that in Inventive Example 1.
  • Comparative Examples 1 to 7 used the test body 41 (FIG. 17) to which the resin was not applied, and the absorbed energy was 1.6 to 1.8 kJ.
  • the weight efficiency was 0.335 to 0.377 kJ/kg, which was lower than that of any of Invention Examples 1 to 7.
  • Comparative Example 6 uses the test body 41 to which the resin is not applied as in Comparative Example 1, and the plate thickness of the outer part 3 is changed from 1.2 mm to 1.4 mm.
  • the absorbed energy was 1.8 kJ, which was higher than that of Comparative Example 1, but lower than that of any of Invention Example 1 to Invention Example 7.
  • the weight efficiency in Comparative Example 6 was 0.342 kJ/kg, which is lower than that of any of Invention Examples 1 to 7.
  • Comparative Example 7 the outer part 3 of the test piece 41 having the same shape as that of Comparative Example 1 is a 980 MPa class steel plate.
  • the absorbed energy was 1.8 kJ, which was higher than that of Comparative Example 1, but lower than that of any of Inventive Examples 1 to 7.
  • the weight efficiency in Comparative Example 7 was 0.377 kJ/kg, which is lower than that of any of Invention Examples 1 to 7.
  • Comparative Example 8 Comparative Example 9 and Comparative Example 10 use the test body 31, the test body 33 or the test body 35 having the same shapes as those of the invention example 3, the invention example 4, the invention example 5 and the invention example 6, respectively.
  • the adhesive strength of the resin 7 or the resin 27 is outside the range of the present invention (less than 10.0 MPa). In Comparative Example 8, cracking (breakage) occurred in the bending process, and both the absorbed energy and the weight efficiency were low.
  • the weight of the test body was 5.88 kg, which was the heaviest as compared with Invention Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 10. Therefore, the weight efficiency was 0.357 kJ/kg, which was lower than that of Invention Examples 1 to 7.
  • the collision energy absorption performance can be efficiently improved while suppressing the increase in weight. It has been shown.
  • a vehicle body skeletal component which is provided on a side portion of a vehicle body and can improve collision energy absorbed by bending when a collision load is input from the side of the vehicle body.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Abstract

本発明に係る車体骨格部品１は、車体の側部に設けられ、該車体の側方から衝突荷重が入力した際に折れ曲がることで衝突エネルギーを吸収するものであって、天板部３ａと、天板部３ａからパンチ肩Ｒ部３ｂを介して連続する一対の縦壁部３ｃとを有するアウタ部品３と、アウタ部品３の内面に塗布された樹脂７と、を有し、該塗布された樹脂７は、パンチ肩Ｒ部３ｂを挟んで両側の天板部３ａ側及び縦壁部３ｃ側の少なくとも所定の範囲に延出し、加熱された後に室温で１０ＭＰａ以上の接着強度で前記内面に接着されていることを特徴とする。

Description

車体骨格部品
　本発明は、自動車用（automotive）の車体骨格部品（automotive　frame　parts）に関し、特に、車体（automotive　body）の側方から衝突荷重（crashworthiness　load）が入力した際に、折れ曲がることで衝突エネルギー（crashworthiness　energy）を吸収する車体骨格部品に関する。
　自動車の衝突エネルギー吸収性能（absorptive　properties）を向上させる技術として、自動車部品（automotive　parts）の形状（shape）・構造（structure）・材料（material）等を最適化する多くの技術が存在する。さらに、近年では、閉断面構造（closed　cross　section　shape）を有する自動車部品の内部に樹脂（resin）（発泡樹脂（foamed　resin）など）を発泡させて充填することで、該自動車部品の衝突エネルギー吸収性能の向上と軽量化（weigh　reduction　of　automotive　body）を両立させる技術が数多く提案されている。
　例えば、特許文献１には、サイドシル（side　sill）、フロアメンバー（floor　member）、ピラー（pillar）等のハット断面（hat-shaped　cross　section）部品の天板（top　portion）方向を揃えフランジ（flange）を重ねて内部に閉鎖空間（closed　space）を形成した構造の自動車用構造部材（structural　parts）において、その内部に発泡充填材を充填することにより、最小限の重量増で該自動車用構造部材の曲げ強度（bending　strength）、ねじり剛性（torsional　stiffness）を向上させ、車体の剛性及び衝突安全性（collision　safety）を向上させる技術が開示されている。
　また、特許文献２には、ハット断面部品を対向させてフランジ部を合わせたピラー等の閉断面構造の内部空間内に高剛性発泡体を充填するに際し、該高剛性発泡体を充填および発泡による圧縮反力（compressive　counterforce）により固定し、振動音（vibration　sound）の伝達を抑制する防振性（vibration　isolating　performance）の向上を図るとともに、強度、剛性、衝撃エネルギー吸収性を向上させる技術が開示されている。
特開２００６－２４０１３４号公報 特開２０００－３１８０７５号公報
　特許文献１及び特許文献２に開示されている技術によれば、自動車部品の内部に発泡充填材又は発泡体を充填することにより、該自動車部品の曲げ変形（bending　deformation）に対する強度や衝撃エネルギー吸収性、さらには捻り変形（torsional　deformation）に対する剛性を向上することができ、当該自動車部品の変形（deformation）を抑制することが可能であるとされている。
　しかしながら、ピラー（Ａピラー、Ｂピラーなど）、ロッカ（locker）（サイドシル）やルーフレール（roof　rail）などのように、自動車の車体の側方から衝突荷重が入力して部品長手方向に交差する方向に曲げられる際に、曲げ中心部が座屈変形（buckling　deformation）して衝突エネルギーを吸収する車体骨格部品に対しては、該車体骨格部品の内部に発泡樹脂を充填する技術を適用したとしても、部品を構成する部材が衝突により折れ曲がる過程の途中で破断してしまい、衝突エネルギーの吸収性能が想定するほど向上しないという課題があった。
　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、車体の側部に設けられ、車体の側方から衝突荷重が入力した際に、折れ曲がることで吸収する衝突エネルギーを向上することができる車体骨格部品を提供することを目的とする。
　本発明に係る車体骨格部品は、車体の側部に設けられ、該車体の側方から衝突荷重が入力した際に折れ曲がることで衝突エネルギーを吸収するものであって、天板部と、該天板部からパンチ肩Ｒ部（punch　shoulder　R　portion）を介して連続する一対の縦壁部（side　wall　portion）とを有する断面ハット型部材又は断面コ字状部材（U-shaped　parts）と、該断面ハット型部材又は断面コ字状部材の内面に塗布（coating）又は貼付（patch）された樹脂と、を有し、該塗布又は貼付された樹脂は、前記パンチ肩Ｒ部を挟んで両側の前記天板部側及び前記縦壁部側の少なくとも所定の範囲に延出し、加熱された後に室温で１０ＭＰａ以上の接着強度（adhesive　strength）で前記内面に接着されていることを特徴とする。
　本発明に係る車体骨格部品は、上記発明において、前記樹脂が前記内面から離脱するのを防止するために、前記天板部を跨ぐように配設されて前記樹脂の表面を覆うとともに、両端部が前記一対の縦壁部の内面に接合された離脱防止部材（release　prevention　member）を有し、前記樹脂は、室温で１０ＭＰａ以上の接着強度で前記離脱防止部材とも接着されていることを特徴とする。
　本発明によれば、車体の側方から衝突荷重が入力した際に折れ曲がることで衝突エネルギーを吸収する断面ハット型部材又は断面コ字状部材が折れ曲がる過程において、割れ（fracture）が発生するのを防止することができるとともに座屈耐力（buckling　strength）を向上させて、衝突エネルギーの吸収性能を向上することができる。
図１は、本発明の実施の形態１に係る車体骨格部品を示す斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る車体骨格部品を示す断面図である。 図３は、車体の側方から車体骨格部品に衝突荷重が入力した際に該車体骨格部品の折れ曲がり部における断面形状を示す図である。 図４は、鋼板（steel　sheets）引張強度（tensile　strength）レベルと、鋼板の破断限界曲げ半径（fracture　limit　for　bending　radius）と板厚との比との関係を示すグラフである。 図５は、本発明の実施の形態１に係る車体骨格部品の他の態様を示す断面図である（その１）。 図６は、本発明の実施の形態１に係る車体骨格部品の他の態様を示す断面図である（その２）。 図７は、本発明の実施の形態２に係る車体骨格部品を示す斜視図である。 図８は、本発明の実施の形態２に係る車体骨格部品を示す断面図である。 図９は、本発明の実施の形態２に係る車体骨格部品の他の態様を示す断面図である。 図１０は、実施例における実験方法を説明する図である。 図１１は、実施例において発明例として用いた試験体（test　specimen）の構造を示す図である（その１）。 図１２は、実施例において発明例として用いた試験体の構造を示す図である（その２）。 図１３は、実施例において発明例として用いた試験体の構造を示す図である（その３）。 図１４は、実施例において発明例として用いた試験体の構造を示す図である（その４）。 図１５は、実施例において比較例として用いた試験体の構造を示す図である。 図１６は、実施例において従来例として用いた試験体の構造を示す図である。 図１７は、実施例において比較例に係る試験体を用いて実験を行ったときの、衝突荷重とストローク（stroke）の測定結果と、該試験体の変形状態を示す図である。 図１８は、実施例において発明例に係る試験体を用いて実験を行ったときの、衝突荷重とストローク（折れ曲がり変形量）の測定結果と、該試験体の変形状態を示す図である。
　本発明の実施の形態１及び２に係る車体骨格部品について、図１～図９に基づいて以下に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
［実施の形態１］
　本発明の実施の形態１に係る車体骨格部品１は、車体の側部に設けられ、該車体の側方から衝突荷重が入力した際に長手方向に交差する方向に折れ曲がることで衝突エネルギーを吸収するものであって、図１及び図２に例示するように、アウタ部品（outer　parts）３と、インナ部品（inner　parts）５と、アウタ部品３の内面に塗布された樹脂７と、を備えたものである。
　アウタ部品３は、金属板（metal　sheet）から形成された断面ハット型部材であり、天板部３ａと、天板部３ａからパンチ肩Ｒ部３ｂを介して連続する一対の縦壁部３ｃと、各縦壁部３ｃからそれぞれ連続するフランジ部３ｄとを有する。
　インナ部品５は、金属板から平板状に形成された平板状部材である。そして、インナ部品５の側端部とアウタ部品３のフランジ部３ｄとが接合され、筒状部材（tubular　member）９が形成されている。
　アウタ部品３のような断面ハット型部材を有する車体骨格部品１は、自動車の車体骨格の一部を構成するものである。本発明は、車体の側部の左右位置に配設されて前記車体骨格を構成する車体骨格部品１を対象とし、具体的には、車体上下方向に延設されたＡピラー及びＢピラー等や、車体前後方向に延設されたロッカ（サイドシル）やルーフレール、等が挙げられる。
　アウタ部品３及びインナ部品５に用いられる金属板の種類としては、冷延鋼板（cold　rolled　steel　sheet）、熱延鋼板（hot　rolled　steel　sheet）、ステンレス鋼板（stainless　steel　sheet）、亜鉛系めっき鋼板（zinc-based　coating　steel　sheet）、亜鉛合金系めっき鋼板（zinc　alloy　coating　steel　sheet）、アルミ合金系めっき鋼板（aluminum　alloy　coating　steel　sheet）、アルミニウム合金板（aluminum　alloy　sheet）、が例示できる。
　樹脂７は、図１及び図２に示すように、アウタ部品３における天板部３ａ、パンチ肩Ｒ部３ｂ及び縦壁部３ｃの内面に塗布されている。そして、塗布された樹脂７は、加熱された後の厚みが８ｍｍ以下であり、かつ室温で１０ＭＰａ以上の接着強度でアウタ部品３の内面に接着されている。
　樹脂７の種類については、熱可塑系（thermoplastic　resin）、熱硬化系（thermoset　resin）又はエラストマー系（elastomer　resin）のものが挙げられる。熱可塑系の樹脂としては、ビニル系（vinyl　resin）（酢酸ビニル（vinyl　acetate）、塩化ビニル（vinyl　chloride）等）、アクリル系（acrylic　resin）、ポリアミド系（polyamide　resin）、ポリスチレン系（polystyrene　resin）、シアノアクリレート系（cyanoacrylate　resin）のものが例示できる。熱硬化系の樹脂としては、エポキシ系（epoxy　resin）、ウレタン系（urethane　resin）、エステル系（ester　resin）、フェノール系（phenolic　resin）、メラミン系（melamine　resin）、ユリア系（urea　resin）のものが例示できる。エラストマー系の樹脂としては、ニトロゴム系（nitro　rubber　resin）、スチレンブタジエンゴム系（styrene　butadiene　rubber　resin）、変性シリコン系（modified　silicone　resin）、ブチルゴム系（butyl　rubber　resin）、ウレタンゴム系（urethane　rubber　resin）、アクリルゴム系（acrylic　rubber　resin）のものが例示できる。いずれの種類の樹脂においても、曲げ変形時に破断・崩壊しないものであることが好ましい。
　アウタ部品３の内面に塗布された樹脂７は、加熱処理（heat　treatment）を行うことで樹脂７自体の接着能（adhesive　capacity）によりアウタ部品３に接着させることができる。この場合、樹脂７とアウタ部品３の接着強度は、所定の温度及び時間で加熱処理することで、室温に戻しても１０ＭＰａ以上とすることができる。加熱処理における温度及び時間は、樹脂７の種類に応じて適宜調整すればよい。
　なお、樹脂７とアウタ部品３の接着強度は、金属板と樹脂との界面に作用する最大せん断応力（sheared　stress）又は平均せん断応力とすることができ、該最大せん断応力又は平均せん断応力は、例えば、金属板（鋼板など）と樹脂とを接着した２層角柱（double-layered　square　column）の衝突実験（crashworthiness　test）から樹脂７の剥離が生じる境界条件を求めて、当該境界条件に基づく衝突解析により求めることができる。
　また、樹脂７とアウタ部品３の接着強度は、接着後の樹脂７とアウタ部品３の一部を切り出し、該切り出した樹脂７とアウタ部品３とを引張試験機（tensile　testing　machine）に設置して、一方は樹脂７を、他方はアウタ部品３を挟んで、引っ張って求めたものとしてもよい。あるいは、接着後の樹脂７とアウタ部品３の一部を切り出して引張試験機に設置し、一方は樹脂７を挟み、他方は金属板製のアウタ部品３を折り曲げて形成した掴み部（図示なし）を掴んで引っ張る方法により測定したもの、若しくは、アウタ部品３に掴み部品を接合（join）して、該掴み部品を引張試験機で掴んで引っ張る方法により測定したものを、樹脂７とアウタ部品３の接着強度としてもよい。
　なお、本実施の形態１に係る車体骨格部品１のように、アウタ部品３がインナ部品５と接合されて筒状部材９は形成されているものにおいては、樹脂７と筒状部材９の一部を切り出したものを引張試験機に設置し、樹脂７とアウタ部品３の接着強度を測定してもよい。
　次に、本実施の形態１に係る車体骨格部品１が車体の側方から衝突荷重が入力して折れ曲がることで吸収する衝突エネルギーの吸収性能が向上する理由について、以下に説明する。
　鋼板等の金属板で形成された断面ハット型部材を有する従来の車体骨格部品は、断面ハット型部材の長手方向に交差する方向から衝突荷重が入力し、断面ハット型部材が曲げ変形を開始してから座屈耐力（折れ曲がりが発生する時点における衝突荷重）を越えて、天板部が交差方向及び長手方向に伸ばされ、縦壁部の角度が変化して折れ曲がる過程（曲げ圧壊（bending　crush）過程）において衝突エネルギーを吸収する。
　図３に、断面ハット型部材であるアウタ部品３の天板部３ａに衝突荷重が入力して車体骨格部品１が折れ曲がる過程において折れ曲がりが生じる部位（後述の実施例で示す図１７（ｂ）参照）の断面形状の模式図を示す。図３に示すように、天板部３ａに衝突荷重が入力すると、縦壁部３ｃは天板部３ａ側が外方に広がるようにフランジ部３ｄ側に押し潰されるとともに、天板部３ａと縦壁部３ｃとをつなぐパンチ肩Ｒ部３ｂの曲げ半径が著しく小さくなる。
　この過程において、アウタ部品３に割れが生じずに折れ曲がりが生じると衝突エネルギーは最も吸収されやすい。しかしながら、折れ曲がる過程においてアウタ部品３に割れが生じると、折れ曲がりの変形抵抗が小さくなって容易に折れ曲がるために衝突エネルギーの吸収が不足し、本来の能力を発揮できなくなる。
　断面ハット型部材であるアウタ部品３においては、上記の断面ハット型部材の折れ曲がり過程から衝突エネルギーを吸収する能力が高い部位は天板部３ａと縦壁部３ｃをつなぐパンチ肩Ｒ部３ｂである。しかしながら、パンチ肩Ｒ部３ｂは、図３に示すように、アウタ部品３が折れ曲がる過程においてその曲げ半径が小さくなるため、外面に応力が集中して割れが発生しやすい。殊に、アウタ部品３がプレス成形された断面ハット型部材である場合、パンチ肩Ｒ部３ｂはプレス成形（press　forming）過程において最も塑性変形（plastic　deformation）を受け易く加工硬化（work　hardening）している部位（portion）でもある。その結果、パンチ肩Ｒ部３ｂにおいては、プレス成形時の加工硬化による延性（ductility）の低下のため、他の天板部３ａや縦壁部３ｃ等に比べると割れが発生しやすい。
　さらには、近年、衝突特性と軽量化の両立を目的として自動車部品に採用されている高強度鋼板（high-strength　steel　sheet）は、従来の強度の鋼板に比較して延性が小さいため、表１及び図４に示す鋼板強度レベルと鋼板の破断限界曲げ半径Ｒ／板厚ｔの関係（下記の参考文献１参照）によれば、同じ板厚で鋼板の引張強度ＴＳが大きいほど大きな曲げ半径で破断（割れ）が発生しやすい。
　そのため、高強度鋼板を用いた断面ハット型部材を有する車体骨格部品が折れ曲がると、鋼板強度の増加に伴って断面ハット型部材におけるパンチ肩Ｒ部に割れが発生しやすくなる。
（参考文献１）長谷川浩平、金子真次郎、瀬戸一洋、「キャビン周りの車体部品の軽量化に貢献する高強度冷間圧延・合金化溶融亜鉛めっき（GA）鋼板」、JFE技報、No.30（2012年8月）、p.6-12．
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　その結果、車体骨格部品への高強度鋼板の適用にあたり、鋼板のさらなる高強度化の進展を阻害する要因であった。そこで、本発明では、断面ハット型部材であるアウタ部品３のパンチ肩Ｒ部３ｂにおける割れが上述した金属板固有の小さな曲げ半径以下となることに起因することに着目し、アウタ部品３が衝突時に折れ曲がる過程においてパンチ肩Ｒ部３ｂの曲げ半径を大きくできれば、割れを防止できることを発想したわけである。
　すなわち、アウタ部品３が折れ曲がる過程において、パンチ肩Ｒ部３ｂの金属板と金属板との間に介在する物を挟んで圧縮することにより、パンチ肩Ｒ部３ｂの曲げ半径が破断限界曲げ半径以下になることを防止することができるわけである。しかし、金属板と金属板との間に介在する物を追加するためには、部品の重量増につながるため、介在させる物はできる限り軽量なものがよい。
　そこで、本発明では、アウタ部品３において少なくともパンチ肩Ｒ部３ｂとこれを挟んで両側に延出した部位の内面に樹脂７を接着して、折れ曲がる過程において曲げ半径が小さくなる部位においては金属板と金属板との間に樹脂が挟まるようにする。これにより、樹脂７が介在してパンチ肩Ｒ部３ｂの曲げ半径を金属板固有の破断限界曲げ半径より大きくすることができ、アウタ部品３の折れ曲がり部位に割れが発生することが防止され、その結果、衝突エネルギーの吸収性能を向上することができる。
　しかしながら、樹脂７とアウタ部品３の内面との接着強度が小さいと、アウタ部品３に対して衝突荷重が入力して曲げ変形が開始した直後から折れ曲がりの終了に至るまでの過程において、アウタ部品３の内面に塗布された樹脂７が剥離して離脱してしまう。その結果、折れ曲がる過程においてパンチ肩Ｒ部３ｂの金属板と金属板との間に樹脂７が介在できなくなり、割れが発生して変形抵抗が低下し、衝突エネルギー吸収性能を向上させることができなくなってしまう。
　そこで、アウタ部品３の内面に塗布された樹脂７の接着強度を変えて調べたところ、室温で１０ＭＰａ以上の接着強度で接着されていると、アウタ部品３の内面から剥離して脱離することなくアウタ部品３とともに折れ曲がることを見い出した。
　このように、樹脂７を塗布し１０ＭＰａ以上の接着強度にすることで、折れ曲がり過程において、パンチ肩Ｒ部３ｂでは金属板と金属板との間に樹脂７が挟まれる。これにより、パンチ肩Ｒ部３ｂの曲げ半径が金属板固有の破断限界曲げ半径より小さくなることを防ぐことができ、金属板に割れが発生することが防止される。
　さらに、アウタ部品３のパンチ肩Ｒ部３ｂは、衝突エネルギーを吸収する能力が高い部位である。そのため、アウタ部品３のパンチ肩Ｒ部３ｂを挟んだ部位の内面に樹脂７を塗布することで、アウタ部品３に折れ曲がりが発生するまでの座屈耐力を向上させることができる。
　以上のとおり、本実施の形態１に係る車体骨格部品１においては、側方から入力した衝突荷重により曲げ変形が開始して折れ曲がる過程において、折れ曲がりの変形抵抗が低下するのを防止するとともに座屈耐力を向上させることにより、衝突エネルギーの吸収性能を向上することができる。
　なお、本発明は、従来のように、アウタ部品３とインナ部品５とを接合してなる筒状部材９の閉断面空間の全体を樹脂で埋めると、衝突時に筒状部材９の断面が減少して体積が減り、これに対応して樹脂が瞬時に圧縮されないため、樹脂が接合部分を破壊して噴き出し、衝突エネルギーの吸収性能を低下させてしまう。そこで、上述の理由により、断面ハット型部材の内面側に空間を設けて樹脂を存在させればよい。従って、折れ曲がる過程において割れを防ぐためには、図５に示す車体骨格部品１１のように、アウタ部品３の天板部３ａと縦壁部３ｃをつなぐパンチ肩Ｒ部３ｂと、パンチ肩Ｒ部３ｂを挟んで両側の天板部３ａ側と縦壁部３ｃ側に延出した部位に樹脂１３を存在させることが必須である。ここで、天板部３ａ側と縦壁部３ｃ側に延出する範囲としては、パンチ肩Ｒ部３ｂにおけるＲ止まり（R　tangent　end）から天板部３ａ側及び縦壁部３ｃ側のそれぞれに５～２０ｍｍ程度が好ましく、より好ましくは１０ｍｍ程度とすることが好ましい。
　もっとも、図６に示すように、アウタ部品３とインナ部品５の内面の全面に樹脂１７を塗布して筒状部材９における閉断面空間の周壁部の全周を形成した車体骨格部品１５においても、アウタ部品３の座屈耐力の向上と割れを防止する効果が得られる。なお、この場合も上記理由により、閉断面空間全体を樹脂で埋めるのではなく、周壁部のみに樹脂を接着させる。
　上記のとおり、本実施の形態１に係る車体骨格部品１は、アウタ部品３の内面に樹脂７が接着後の厚みで８ｍｍ以下になるように塗布されたものであるが、本発明は、８ｍｍ以下の厚みの板状の樹脂が筒状部材の内面に接着剤を用いて貼付されたものであってもよい。さらには、ラミネート（laminate）鋼板におけるラミネート並みに、１００μｍ程度の厚みのフィルム状の樹脂が筒状部材の内面に貼付されたものであってもよい。そして、板状の樹脂又はフィルム状の樹脂と筒状部材の内面との接着強度は室温で１０ＭＰａ以上であることが必要である。
　また、上記の説明において、本実施の形態１に係る車体骨格部品１は、アウタ部品３のフランジ部３ｄとインナ部品５の側端部とが接合されて筒状に形成された筒状部材９を有するものである。もっとも、本発明に係る車体骨格部品は、アウタ部品３とインナ部品５とにより筒状部材９が形成されたものに限るものではなく、アウタ部品３のみを有するものであってもよい。さらに、上記の説明は、アウタ部品３は断面ハット型部材であったが、本発明は、天板部と、該天板部からパンチ肩Ｒ部を介して連続する一対の縦壁部を有する断面コ字状部材であってもよい。
［実施の形態２］
　前述の実施の形態１に係る車体骨格部品１は、断面ハット型部材であるアウタ部品３の内面と樹脂７との接着強度を室温で１０ＭＰａ以上とすることで、衝突荷重が入力して折れ曲がる過程においてアウタ部品３の内面から樹脂７が離脱しないようにするものであったが、衝突による折れ曲げ時に樹脂７が離脱して衝突エネルギーの吸収性能が低下する場合がないように、接着強度に加えて樹脂７の離脱を防止する手段を検討した。
　そこで、本発明の実施の形態２に係る車体骨格部品２１は、図７及び図８に示すように、断面ハット型部材のアウタ部品３と、平板状のインナ部品５と樹脂７とを有し、さらに、離脱防止部材２３を有するものである。ここで、アウタ部品３、インナ部品５及び樹脂７は、前述の実施の形態１に係る車体骨格部品１と同様である。
　離脱防止部材２３は、金属板製（例えば、鋼板製）であり、図８に示すように、アウタ部品３とインナ部品５との間に天板部３ａを跨ぐように配設されて樹脂７の表面を覆うとともに、両端部がアウタ部品３の一対の縦壁部３ｃの内面に接合（例えばスポット溶接（spot　welding））されている。
　なお、樹脂７は少なくとも天板部３ａと縦壁部３ｃをつなぐ部位に必要とされ、しかも、車体骨格部品のみをできるだけ軽量化したいので、樹脂７および離脱防止部材２３の縦壁高さ（縦壁部３ｃに塗布する範囲）を短くしたいことから、離脱防止部材２３はアウタ部品３の縦壁部３ｃに接合させるようにした。
　また、樹脂７とアウタ部品３及び離脱防止部材２３の接着強度は、前述の実施の形態１と同様に、金属板（鋼板など）と樹脂とを接着した２層角柱の衝突解析により求めてもよいし、接着後の樹脂と筒状部材及び離脱防止部材の一部を切り出して室温で引張試験機により測定して求めてもよい。
　上記のとおり、本実施の形態２に係る車体骨格部品２１は、アウタ部品３の内面に樹脂７が塗布されたものであるが、本発明は、板状の樹脂がアウタ部品の内面に接着剤を用いて貼付されたものであってもよい。さらには、ラミネート鋼板におけるラミネート並みに、１００μｍ程度の厚みのフィルム状の樹脂がアウタ部品の内面に貼付されたものであってもよい。そして、板状の樹脂又はフィルム状の樹脂と筒状部材の内面との接着強度が室温で１０ＭＰａ以上であればよい。
　本実施の形態２に係る車体骨格部品２１においては、前述の実施の形態１に係る車体骨格部品１と同様、アウタ部品３が折れ曲がる過程において樹脂７がアウタ部品３の内面から離脱することを防止する。これにより、本実施の形態１に係る車体骨格部品２１は、アウタ部品３における折れ曲がり部位のうちパンチ肩Ｒ部３ｂの内側に樹脂７が確実に挟み込まれて破断限界曲げ半径以下となることを効果的に防止することで、折れ曲がる過程におけるアウタ部品３の割れを防止でき、衝突エネルギー吸収性能を向上することができる。なお、離脱防止部材２３は、樹脂の離脱のみを防止するので材料強度を高くする必要はなく、アウタ部品３やインナ部品５より低強度の部材で良い。
　さらに、離脱防止部材２３に高強度部材を用いることにより、前述した実施の形態１に係る車体骨格部品１に加え、離脱防止部材２３が配設されることで、車体骨格部品２１の側方から入力した衝突荷重による曲げ変形に対する剛性を向上させることもできる。
　なお、図８の車体骨格部品２１は、アウタ部品３の天板部３ａを跨いでパンチ肩Ｒ部３ｂを含むように樹脂７が塗布されたものであるが、本発明は、図９に示す車体骨格部品２５のように、アウタ部品３のパンチ肩Ｒ部３ｂとその両側の天板部３ａ側と縦壁部３ｃ側に所定の範囲が延出した樹脂１７を塗布したものであってもよい。
　このように、アウタ部品３に樹脂１７を塗布して１０ＭＰａ以上の接着強度でアウタ部品３と離脱防止部材２３とに接着したものであっても、折れ曲がる過程において樹脂１７がアウタ部品３から離脱してパンチ肩Ｒ部３ｂの金属板と金属板の間に樹脂が介在できなくなり、破断限界半径以下に曲げられることが防止され、衝突エネルギーの吸収性能を向上させることができる。
　また、上記の説明は、アウタ部品３の内面に樹脂７が塗布された車体骨格部品２１についてのものであったが、断面ハット型部材の内面に板状又はフィルム状の樹脂が貼付され、その接着強度が１０ＭＰａ以上のものであっても、本実施の形態２に係る車体骨格部品２１と同様の作用効果が得られる。
　さらに、本実施の形態２に係る車体骨格部品２１は、アウタ部品３のフランジ部３ｄとインナ部品５の側端部とが接合されて筒状に形成された筒状部材９を有するものであったが、アウタ部品３のみを有するものであってもよい。また、上記の説明は、アウタ部品３はその断面がハット形状の断面ハット型部材であったが、本発明は、天板部と、該天板部からパンチ肩Ｒ部を介して連続する一対の縦壁部を有し、その断面がコ字状の断面コ字状部材であってもよい。
　本発明に係る車体骨格部品の効果を確認するための実験を行ったので、その結果について以下に説明する。
　本実施例では、本発明に係る車体骨格部品の車体側面から衝突荷重を与えて折れ曲がる過程での衝突エネルギーの吸収特性を評価する実験を行った。実験は、図１０に示すように、断面ハット型部材であるアウタ部品３と平板状部材であるインナ部品５とを有してなる試験体３１に対し、アウタ部品３側からインナ部品５側に向けて、Ｒ＝１２５ｍｍのカマボコ型（semi-cylindrical）パンチ（punch）を用いて速度１７．８ｍ／ｓで荷重を入力し、前記カマボコ型パンチを１２０ｍｍ押し込んだ際の荷重（load）と折れ曲がり変形量（ストローク）の関係を示す荷重－ストローク曲線の測定及び高速度カメラによる折れ曲がり変形状態の撮影を行った。さらに、測定した荷重－ストローク曲線から、ストロークが０～８０ｍｍまでの吸収エネルギーを求めた。なお、実験に供した試験体３１は、図１０に示すように、軸方向長さを９００ｍｍとし、荷重を入力する際にインナ部品５側を支持する軸方向の支点間距離は７２０ｍｍとした。
　図１１～図１３に、発明例とした試験体の構造及び形状を示す。図１１は、前述した本発明の実施の形態２に係る車体骨格部品２１（図７及び図８）を試験体３１としたものである。試験体３１は、アウタ部品３とインナ部品５とがスポット溶接により接合された筒状部材９と、アウタ部品３における天板部３ａ、パンチ肩Ｒ部３ｂ及び縦壁部３ｃの内面に塗布又は貼付された樹脂７を有し、離脱防止部材２３が天板部３ａを跨ぐように配設されて樹脂７を覆うとともに、両端部が縦壁部３ｃの内面に接合されている。
　図１２は、本発明の実施の形態２の他の態様に係る車体骨格部品２５（図９）を試験体３３としたものである。試験体３３は、試験体３１と同様に、アウタ部品３とインナ部品５とがスポット溶接により接合された筒状部材９を有し、アウタ部品３のパンチ肩Ｒ部３ｂを挟んで両側の天板部３ａ側及び縦壁部３ｃ側に１０ｍｍ延出した樹脂２７が塗布又は貼付され、離脱防止部材２３が天板部３ａを跨ぐように配設されて樹脂２７の表面を覆うとともに、両端部が縦壁部３ｃの内面に接合されている。
　図１３は、前述した本発明の実施の形態１に係る車体骨格部品１（図１及び図２）を試験体３５としたものである。試験体３５は、アウタ部品３とインナ部品５とがスポット溶接により接合された筒状部材９を有し、アウタ部品３における天板部３ａ、パンチ肩Ｒ部３ｂ及び縦壁部３ｃの内面に樹脂７が塗布又は貼付されている。
　図１１～図１３に示す試験体３１、試験体３３及び試験体３５に用いられるアウタ部品３及びインナ部品５は、いずれも同一形状・寸法であり、これらの軸方向の試験体長Ｌ０は９００ｍｍとした。
　そして、試験体３１、試験体３３及び試験体３５において、樹脂７及び樹脂２７は、エポキシ系及び／又はウレタン系の発泡樹脂とした。ここで、塗布又は貼付する樹脂７又は樹脂２７の厚みを０．１ｍｍ、１ｍｍ、３ｍｍ又は８ｍｍ以下とした。図１４（ａ）～（ｃ）に、樹脂７の厚みを８ｍｍ、３ｍｍ及び１ｍｍとした試験体３１を示す。
　また、試験体３１、試験体３３及び試験体３５において、アウタ部品３の内面と樹脂７又は樹脂２７との接着強度を本発明の範囲内（１０ＭＰａ以上）とした。なお、本実施例における接着強度は、アウタ部品３に用いた金属板と樹脂とを接着した２層角柱の衝突実験から樹脂の剥離が生じる境界条件を求めて、当該境界条件に基づいて衝突解析（crashworthiness　analysis）を行い、該衝突解析により求めた金属板と樹脂との界面に作用する最大せん断応力又は平均せん断応力とした。
　さらに、本実施例では、発明例のアウタ部品３及び離脱防止部材２３と同一形状・同一寸法であって樹脂が塗布又は貼付されていない試験体４１（図１５）を用いたものと、樹脂７又は樹脂２７の接着強度が本発明の範囲よりも小さい１０．０ＭＰａ未満の試験体３１、試験体３３又は試験体３５を用いたもの比較例とし、また、特許文献１に記載の自動車用構造部材と同一構造とした試験体５１（図１６）を用いたもの従来例１とし発泡樹脂を充填して、発明例と同様に実験を行った。
　ここで、従来例１に係る試験体５１は、アウタ部品３とインナ部品５との間にレインフォース（reinforce）５８が配設され、レインフォース５８の両端部がアウタ部品３のフランジ部３ｄとインナ部品５の両側端部に挟まれて接合されるとともに、エポキシ系発泡充填材である樹脂５５がアウタ部品３とレインフォース５８とに５ＭＰａの強度で接着され、ウレタン系発泡充填材である樹脂５７がレインフォース５８とインナ部品５との間に接着せずに充填されたものである。また、従来例２として、アウタ部品３の鋼板強度を１１８０ＭＰａ級として、レインフォース５８を用いない試験体も用意した。
　表２に、発明例、比較例及び従来例とした試験体の構造、樹脂の種類及び接着強度の各条件を示す。なお、表２における樹脂塗布の範囲について、「アウタ」は、アウタ部品３を、「パンチ肩Ｒ」は、アウタ部品３のパンチ肩Ｒ部３ｂを示すものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　発明例１～発明例７は、試験体の構造及び接着強度が本発明の範囲内（１０ＭＰａ以上）の試験体３１、試験体３３又は試験体３５を用いたものである。また、比較例１～比較例１０は、樹脂が塗布されていない試験体４１（比較例１～比較例７）、樹脂の接着強度が本発明の範囲外（１０ＭＰａ未満）の試験体３１、試験体３３（比較例８～比較例１０）を用いたものである。なお、アウタ部品３の内面に樹脂が塗布又は貼付されていない比較例１～比較例７における塗布樹脂の厚みは、アウタ部品３と離脱防止部材２３との間隔を示すものである。
　図１７及び図１８に、比較例３及び発明例１に係る試験体を用いて実験を行ったときの荷重―ストローク曲線の測定結果と試験体の変形状態を示す。図１７及び図１８において、左側のグラフ（ａ）は、横軸を試験体の長手方向に直交する方向におけるカマボコ型パンチの衝突開始からのストローク（ｍｍ）、縦軸を試験体に入力した荷重（ｋＮ）とした荷重―ストローク曲線であり、右側の写真（ｂ）は、試験体の変形状態のストロークが８０ｍｍの時点における撮像結果である。さらに、荷重―ストローク曲線中に示す吸収エネルギーは、衝突エネルギーの吸収量の推移である。
　図１７に示す比較例３は、アウタ部品３の内面に樹脂が塗布されていない試験体４１（図１５）を用いたものである。試験体４１に入力する荷重は、ストローク約１０ｍｍにて最大値（約４３ｋＮ）を示し、その後、アウタ部品３の折れ曲がり過程において荷重の値は変動した。そして、図１７（ｂ）に示すように、試験体４１の上部に割れが見られた。また、ストロークが０～８０ｍｍにおける吸収エネルギーは１．８ｋＪであった。
　図１８に示す発明例１は、樹脂７とアウタ部品３及び離脱防止部材２３と接着強度が本発明の範囲内（１０．０ＭＰａ以上）の１１．９ＭＰａである試験体３１を用いたものである。図１８（ａ）に示す荷重－ストローク曲線において、荷重は、ストローク約１０ｍｍで極大値（extreme　value）となった後、ストローク約３０ｍｍで最大値（maximum　value）（約７８ｋＮ）を示し、アウタ部品３に高強度鋼板を用いた比較例４に比べて大幅に増加した。さらに、荷重は最大値を示した後に低下しているものの、比較例４と比べると高い値で推移した。そして、ストロークが０～８０ｍｍにおける吸収エネルギーは大幅に向上して３．６ｋＪとなった。また、図１８（ｂ）に示すように、折れ曲がり過程においてアウタ部品３に割れは生じなかった。
　このように、発明例１においては、アウタ部品３の内面に樹脂７を塗布するとともに、樹脂７の表面を覆うように離脱防止部材２３を配設し、樹脂７とアウタ部品３及び離脱防止部材２３との接着強度を１０ＭＰａ以上としたことにより、折れ曲がり過程において樹脂７が剥離して離脱せずに割れの発生を防止し、さらに、折れ曲がりが発生するまでの荷重（座屈耐力）が向上したことにより、衝突エネルギーの吸収性が向上したことが分かる。
　次に、試験体の構造、樹脂の種類及び接着強度を変更して実験を行ったときのストロークが０～８０ｍｍにおける吸収エネルギーの結果と試験体重量を前掲した表２に示す。表２に示す試験体重量は、樹脂７又は樹脂２７が塗布されている試験体３１又は試験体３３においてはアウタ部品３、インナ部品５及び離脱防止部材２３と樹脂７又は樹脂２７の各重量の総和であり、樹脂が充填されていない試験体４１においてはアウタ部品３、インナ部品５及び離脱防止部材２３の各重量の総和である。
　発明例１は、アウタ部品３に鋼板強度５９０ＭＰａ級（MPa-class）の鋼板を用い、樹脂７の厚みが８ｍｍ、接着強度が本発明の範囲内（１０．０ＭＰａ以上）の１１．９ＭＰａである試験体３１を用いたものである（図１８）。発明例１においては、折れ曲がり過程において破断（割れ）は発生せず、吸収エネルギーは、３．６ｋＪであり、比較例１における吸収エネルギー（＝１．６ｋＪ）に比べて大幅に向上した。また、発明例１における試験体重量は５．７６ｋｇであり、樹脂を充填していない同一形状・寸法の比較例１における試験体重量（＝４．７７ｋｇ）よりも増加したものの、吸収エネルギーを試験体重量で除した単位重量当りの吸収エネルギーである重量効率は０．６２５ｋＪ／ｋｇであり、比較例１（＝０．３３５ｋＪ／ｋｇ）よりも向上した。
　発明例２は、アウタ部品３に鋼板強度５９０ＭＰａ級の鋼板を用い、樹脂７の厚みを１ｍｍとした試験体３１を用いたものである。発明例２においては、折れ曲がり過程において破断（割れ）は発生せず、吸収エネルギーは２．４ｋＪであり、比較例２における吸収エネルギー（＝１．７ｋＪ）に比べて大幅に向上した。また、発明例２における試験体重量は５．０４ｋｇであり、発明例１における試験体重量５．７６ｋｇよりも軽量となった。これにより、発明例２における重量効率は０．４７６ｋＪ／ｋｇであり、比較例２（＝０．３５１ｋＪ／ｋｇ）よりも向上した。
　発明例３は、発明例２と同一形状の試験体３１において、アウタ部品３に鋼板強度１１８０ＭＰａ級の鋼板を用いたものである。発明例３において、吸収エネルギーは３．１ｋＪであり、比較例３よりも大幅に向上した。また、発明例３における試験体重量は５．１８ｋｇであり、発明例１よりも軽量であった。これにより、発明例３における重量効率は０．５９８ｋＪ／ｋｇであり、比較例３（＝０．３７２ｋＪ／ｋｇ）よりも向上した。なお、発明例３と同様にアウタ部品３に１１８０ＭＰａ級の鋼板を用いた比較例３では８０ｍｍ曲げ圧壊時にアウタ部品３に破断が発生したが、発明例３ではアウタ部品３に破断（割れ）は発生しなかった。これは、樹脂７をアウタ部品３に塗布して接着したことにより、折り曲げ部位の曲げＲが破断限界曲げ半径以下とならなかったためである。
　発明例４は、アウタ部品３に鋼板強度５９０ＭＰａ級の鋼板を用い、樹脂７がアウタ部品３のパンチ肩Ｒ部３ｂとその両側の天板部３ａ側と縦壁部３ｃ側に１０ｍｍ延出するように厚み3mmで塗布された試験体３３を用いたものである。発明例４においては、折れ曲がり過程において破断（割れ）は発生せず、吸収エネルギーは２．３ｋＪであり、比較例４における吸収エネルギー１．８ｋＪに比べて大幅に向上した。また、発明例４における試験体重量は５．０４ｋｇであり、発明例１よりも軽量であった。これにより、発明例４における重量効率は０．４５６ｋＪ／ｋｇであり、比較例４（＝０．３７３ｋＪ／ｋｇ）よりも向上した。
　発明例５は、発明例１と同一形状の試験体３１において、樹脂７の厚みを３ｍｍとしたものでものである。発明例５においては、折れ曲がり過程において破断（割れ）は発生せず、吸収エネルギーは２．４ｋＪであり、比較例４よりも大幅に向上した。また、発明例５における試験体重量は５．３６であり、発明例１よりも軽量となった。これにより、発明例５における重量効率は０．４４８ｋＪ／ｋｇであり、比較例４（＝０．３７３ｋＪ／ｋｇ）よりも向上した。
　発明例６は、離脱防止部材が設けられていない試験体３５において、厚み１ｍｍの樹脂７を貼付したものである。発明例６においては、折れ曲がり過程において破断（割れ）は発生せず、吸収エネルギーは２．８ｋＪであり、従来例２（＝１．２ｋＪ）よりも大幅に向上した。また、発明例６における試験体重量は４．３３ｋｇであり、発明例１よりも軽量となった。これにより、発明例６における重量効率は０．６４７ｋＪ／ｋｇであり、従来例２（＝０．２８５ｋＪ／ｋｇ）よりも向上した。
　発明例７は、試験体３１において、厚み0.1mmの樹脂７を貼付したものである。発明例７においては、折れ曲がり過程において破断（割れ）は発生せず、吸収エネルギーは２．９ｋＪであり、比較例５（＝１．７ｋＪ）よりも大幅に向上した。また、発明例７における試験体重量は４．８６ｋｇであり、発明例１よりも軽量となった。これにより、発明例７における重量効率は０．５９７ｋＪ／ｋｇであり、比較例５（＝０．３５１ｋＪ／ｋｇ）よりも向上した。
　なお、発明例１～発明例７のいずれにおいても、折れ曲がり過程において割れ（破断）は発生しなかった。
　比較例１～比較例７は、樹脂が塗布されていない試験体４１（図１７）を用いたものであり、吸収エネルギーは１．６～１．８ｋＪであった。また、重量効率は０．３３５～０．３７７ｋＪ／ｋｇであり、発明例１～発明例７のいずれよりも低い結果であった。
　比較例６は、比較例１と同様に樹脂が塗布されていない試験体４１を用いたものであり、アウタ部品３の板厚を１．２ｍｍから１．４ｍｍに変更したものである。比較例６においては、吸収エネルギーは１．８ｋＪであり、比較例１よりも増加しているものの、発明例１～発明例７のいずれよりも低かった。また、比較例６における重量効率は０．３４２ｋＪ／ｋｇであり、発明例１～発明例７のいずれよりも低い結果であった。
　比較例７は、比較例１と同一形状の試験体４１において、アウタ部品３を９８０ＭＰａ級の鋼板としたものである。比較例７においては、吸収エネルギーは１．８ｋＪであり、比較例１よりも増加しているものの、発明例１～発明例７のいずれよりも低かった。また、比較例７における重量効率は０．３７７ｋＪ／ｋｇであり、発明例１～発明例７のいずれよりも低い結果であった。
　比較例８、比較例９及び比較例１０は、それぞれ発明例３、発明例４、発明例５及び発明例６と同一形状の試験体３１、試験体３３又は試験体３５を用いたものであるが、樹脂７又は樹脂２７の接着強度が本発明の範囲外（１０．０ＭＰａ未満）のものである。比較例８においては、折れ曲がり過程において割れ（破断）が発生し、吸収エネルギー及び重量効率とも低い結果であった。
　従来例１は、特許文献１に記載の自動車用構造部材と同一構造の試験体５１を用いたものであり、吸収エネルギーは２．１ｋＪであり、比較例１（＝１．６ｋＪ）よりも増加した。しかし、試験体重量は５．８８ｋｇと発明例１～発明例７及び比較例１～比較例１０に比べて最も重かった。そのため、重量効率は０．３５７ｋＪ／ｋｇであり、発明例１～発明例７には及ばなかった。
　以上より、本発明に係る車体骨格部品によれば、側方から衝突荷重が入力して折れ曲がることで衝突エネルギーを吸収する際に、重量の増加を抑えつつ衝突エネルギーの吸収性能を効率良く向上できることが示された。
　本発明によれば、車体の側部に設けられ、車体の側方から衝突荷重が入力した際に、折れ曲がることで吸収する衝突エネルギーを向上することができる車体骨格部品を提供することができる。
　１　車体骨格部品
　３　アウタ部品
　３ａ　天板部
　３ｂ　パンチ肩Ｒ部
　３ｃ　縦壁部
　３ｄ　フランジ部
　５　インナ部品
　７　樹脂
　９　筒状部材
　１１　車体骨格部品
　１３　樹脂
　１５　車体骨格部品
　１７　樹脂
　２１　車体骨格部品
　２３　離脱防止部材
　２５　車体骨格部品
　２７　樹脂
　３１　試験体（発明例）
　３３　試験体（発明例）
　３５　試験体（発明例）
　４１　試験体（比較例）
　５１　試験体（従来例）
　５５　樹脂
　５７　樹脂
　５８　レインフォース

Claims (2)

  1. 　車体の側部に設けられ、該車体の側方から衝突荷重が入力した際に折れ曲がることで衝突エネルギーを吸収する車体骨格部品であって、
    　天板部と、該天板部からパンチ肩Ｒ部を介して連続する一対の縦壁部とを有する断面ハット型部材又は断面コ字状部材と、
    　該断面ハット型部材又は断面コ字状部材の内面に塗布又は貼付された樹脂と、を有し、
    　該塗布又は貼付された樹脂は、前記パンチ肩Ｒ部を挟んで両側の前記天板部側及び前記縦壁部側の少なくとも所定の範囲に延出し、加熱された後に室温で１０ＭＰａ以上の接着強度で前記内面に接着されていることを特徴とする車体骨格部品。
  2. 　前記樹脂が前記内面から離脱するのを防止するために、前記天板部を跨ぐように配設されて前記樹脂の表面を覆うとともに、両端部が前記一対の縦壁部の内面に接合された離脱防止部材を有し、
    　前記樹脂は、室温で１０ＭＰａ以上の接着強度で前記離脱防止部材とも接着されていることを特徴とする請求項１に記載の車体骨格部品。
PCT/JP2019/035188 2019-01-23 2019-09-06 車体骨格部品 WO2020152904A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MX2021008719A MX2021008719A (es) 2019-01-23 2019-09-06 Parte de armazon automotriz.
CN201980089639.2A CN113365905B (zh) 2019-01-23 2019-09-06 车身骨架部件
EP19911319.2A EP3915859B1 (en) 2019-01-23 2019-09-06 Automotive frame part
KR1020217020265A KR102629672B1 (ko) 2019-01-23 2019-09-06 차체 골격 부품
US17/419,365 US11975764B2 (en) 2019-01-23 2019-09-06 Automotive frame part

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-009075 2019-01-23
JP2019009075A JP6950871B2 (ja) 2019-01-23 2019-01-23 車体骨格部品

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020152904A1 true WO2020152904A1 (ja) 2020-07-30

Family

ID=71736169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/035188 WO2020152904A1 (ja) 2019-01-23 2019-09-06 車体骨格部品

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11975764B2 (ja)
EP (1) EP3915859B1 (ja)
JP (1) JP6950871B2 (ja)
KR (1) KR102629672B1 (ja)
CN (1) CN113365905B (ja)
MX (1) MX2021008719A (ja)
WO (1) WO2020152904A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3929037A4 (en) * 2019-02-22 2022-01-12 JFE Steel Corporation COLLISION ENERGY ABSORPTION COMPONENT FOR MOTOR VEHICLES

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111989257B (zh) * 2018-04-09 2022-12-30 日本制铁株式会社 汽车构造构件
JP7181016B2 (ja) * 2018-06-29 2022-11-30 株式会社神戸製鋼所 接合構造体及びその製造方法
JP6933203B2 (ja) * 2018-12-20 2021-09-08 Ｊｆｅスチール株式会社 自動車用衝突エネルギー吸収部品、該自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法
JP7469710B2 (ja) * 2020-10-12 2024-04-17 日本製鉄株式会社 長尺構造部材、及びブランク材

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000318075A (ja) 1999-05-12 2000-11-21 Tokai Rubber Ind Ltd 高剛性発泡体充填構造体
JP2001048054A (ja) * 1999-08-05 2001-02-20 Mazda Motor Corp 車体のフレーム構造
JP2003226261A (ja) * 2002-02-05 2003-08-12 Kyowa Sangyo Kk 中空構造物の補強構造及び補強方法
JP2006240134A (ja) 2005-03-04 2006-09-14 Nissan Motor Co Ltd 自動車用構造部材及びその製造方法
JP2018144529A (ja) * 2017-03-02 2018-09-20 Ｊｆｅスチール株式会社 自動車用衝突エネルギー吸収部品

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6168226B1 (en) * 1994-05-19 2001-01-02 Henkel Corporation Composite laminate automotive structures
US5992923A (en) * 1998-05-27 1999-11-30 Henkel Corporation Reinforced beam assembly
JP4356147B2 (ja) 1999-08-05 2009-11-04 マツダ株式会社 車体のフレーム構造及びその形成方法
KR20010049950A (ko) * 1999-08-05 2001-06-15 제임스 이. 미러 차체의 프레임구조
JP3596373B2 (ja) 1999-09-20 2004-12-02 マツダ株式会社 車体のフレーム構造
GB2375328A (en) 2001-05-08 2002-11-13 L & L Products Reinforcing element for hollow structural member
US7318873B2 (en) * 2002-03-29 2008-01-15 Zephyros, Inc. Structurally reinforced members
EP1946995A1 (de) * 2006-12-22 2008-07-23 Sika Technology AG Verstärkungssystem zur Verstärkung eines Hohlraumes eines Bauelements
JP4729027B2 (ja) * 2007-09-05 2011-07-20 本田技研工業株式会社 車体フレーム構造
WO2010014565A1 (en) * 2008-07-29 2010-02-04 Dow Global Technologies Inc. Toughened expandable epoxy resins for stiffening and energy dissipation in automotive cavities
DE102011054909A1 (de) 2011-10-28 2013-05-02 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils sowie nach dem Verfahren hergestelltes Kraftfahrzeugbauteil
CN103974875A (zh) * 2011-11-30 2014-08-06 丰田自动车株式会社 车身结构
DE102011120519A1 (de) 2011-12-08 2013-06-13 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Verstärkung für eine Fahrzeugsäule, insbesodnere die B-Säule eines Fahrzeuges
JP5768838B2 (ja) * 2013-06-17 2015-08-26 トヨタ自動車株式会社 車両の骨格構造
JP6306543B2 (ja) * 2015-08-05 2018-04-04 トヨタ自動車株式会社 車両側部構造
EP3612436B1 (de) * 2017-04-21 2021-03-10 Sika Technology AG Verstärkungselement
JP6898169B2 (ja) * 2017-08-02 2021-07-07 トヨタ自動車株式会社 ボディ骨格構造
EP3486145B1 (de) * 2017-11-15 2022-01-19 Sika Technology Ag System eines verstärkten strukturelementes
JP6981322B2 (ja) * 2018-03-19 2021-12-15 トヨタ自動車株式会社 車両骨格構造
JP6676092B2 (ja) * 2018-03-28 2020-04-08 株式会社豊田自動織機 車体補強構造、及び車体補強構造の製造方法
JP6933203B2 (ja) * 2018-12-20 2021-09-08 Ｊｆｅスチール株式会社 自動車用衝突エネルギー吸収部品、該自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法
MX2021010052A (es) * 2019-02-22 2021-09-21 Jfe Steel Corp Partes de absorcion de energia de resistencia a choques para automovil.
JP7120175B2 (ja) * 2019-07-18 2022-08-17 Ｊｆｅスチール株式会社 自動車用衝突エネルギー吸収部品、該自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法
JP7212648B2 (ja) * 2020-06-17 2023-01-25 Ｊｆｅスチール株式会社 自動車用衝突エネルギー吸収部品
JP7238867B2 (ja) * 2020-08-18 2023-03-14 Ｊｆｅスチール株式会社 自動車用衝突エネルギー吸収部品、該自動車用衝突エネルギー吸収部品の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000318075A (ja) 1999-05-12 2000-11-21 Tokai Rubber Ind Ltd 高剛性発泡体充填構造体
JP2001048054A (ja) * 1999-08-05 2001-02-20 Mazda Motor Corp 車体のフレーム構造
JP2003226261A (ja) * 2002-02-05 2003-08-12 Kyowa Sangyo Kk 中空構造物の補強構造及び補強方法
JP2006240134A (ja) 2005-03-04 2006-09-14 Nissan Motor Co Ltd 自動車用構造部材及びその製造方法
JP2018144529A (ja) * 2017-03-02 2018-09-20 Ｊｆｅスチール株式会社 自動車用衝突エネルギー吸収部品

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HASEGAWA KOHEIKANEKO SHINJIROSETO KAZUHIRO: "Cold-rolled and Galvannealed (GA) High Strength Steel Sheets for Automotive Cabin Structure", JFE GIHO, August 2012 (2012-08-01), pages 6 - 12

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3929037A4 (en) * 2019-02-22 2022-01-12 JFE Steel Corporation COLLISION ENERGY ABSORPTION COMPONENT FOR MOTOR VEHICLES
US11975762B2 (en) 2019-02-22 2024-05-07 Jfe Steel Corporation Crashworthiness energy absorption parts for automotive

Also Published As

Publication number Publication date
JP6950871B2 (ja) 2021-10-13
KR102629672B1 (ko) 2024-01-25
US11975764B2 (en) 2024-05-07
EP3915859B1 (en) 2024-07-03
CN113365905B (zh) 2023-03-17
EP3915859A1 (en) 2021-12-01
JP2020117039A (ja) 2020-08-06
MX2021008719A (es) 2021-08-24
KR20210095204A (ko) 2021-07-30
US20220081038A1 (en) 2022-03-17
EP3915859A4 (en) 2022-03-16
CN113365905A (zh) 2021-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020152904A1 (ja) 車体骨格部品
WO2020129327A1 (ja) 自動車用衝突エネルギー吸収部品及びその製造方法
KR102602085B1 (ko) 자동차용 충돌 에너지 흡수 부품 및 그의 제조 방법
WO2020170569A1 (ja) 自動車用衝突エネルギー吸収部品
JP2019158028A (ja) 自動車用衝突エネルギー吸収部品
WO2021256035A1 (ja) 自動車用衝突エネルギー吸収部品
JP7026088B2 (ja) 自動車用衝突エネルギー吸収部品
JP2024068072A (ja) 車体骨格部品及び該車体骨格部品の製造方法
US20240092425A1 (en) Crash energy absorption part for automobile, and method of manufacturing crash energy absorption part for automobile
JP7001075B2 (ja) 自動車用構造部材、及び自動車用中空部材の補強方法
JP7264203B1 (ja) フロアクロスメンバ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19911319

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20217020265

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019911319

Country of ref document: EP

Effective date: 20210823