构造构件的制作方法

1.本公开涉及一种构造构件，更详细而言涉及一种具有长条形状的移动体用构造构件。


背景技术：

2.对于汽车等移动体所使用的构造构件，例如从提高燃烧消耗性能的观点出发而要求轻量化，另一方面还要求抗碰撞性能。例如，作为构造构件的一种的汽车的保险杠加强件设置于车身的前部或后部，在从车身的前方或后方受到碰撞载荷时通过弯曲变形来吸收冲击。对于保险杠加强件谋求以较少的变形量负担较大的载荷。
3.在专利文献1中针对保险杠加强件提出了用于抑制碰撞时的变形的形状。专利文献1的保险杠加强件包括第1构件和第2构件。第1构件具有帽状的横截面。第2构件是封闭第1构件的开口的封闭板。第1构件和第2构件分别包括顶板、两个纵壁和两个凸缘。第2构件的纵壁在第1构件的内侧与第1构件的纵壁相对地配置。第2构件的顶板具有朝向与第1构件的顶板相反的一侧突出的凸部。
4.根据专利文献1，在从第2构件侧向保险杠加强件输入碰撞载荷而在保险杠加强件产生弯曲变形时，第1构件的各纵壁中的靠第2构件侧的端部朝向保险杠加强件的车高方向中央移动。即，在第1构件中产生两纵壁向内侧倾倒的变形。但是，在专利文献1的保险杠加强件中，在产生了弯曲变形时，第2构件的顶板中的除凸部以外的部分朝向第1构件的两纵壁移动，因此抑制了第1构件的两纵壁的倾倒。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特许第6485606号公报


技术实现要素：

8.发明要解决的问题
9.像专利文献1所记载的那样，在从作为封闭板的第2构件侧向保险杠加强件输入了碰撞载荷时，在第1构件中产生两纵壁向内侧倾倒的变形。若该变形进一步发展，则会产生保险杠加强件的截面崩塌(塑性变形)，使得保险杠加强件的耐受载荷大幅度下降。
10.在像保险杠加强件那样吸收碰撞时的冲击的构造构件中，耐受载荷的大小取决于横截面的高度(载荷的输入方向上的长度)与在各部位产生的应力的积。因此，当在碰撞时构造构件的横截面的高度在前期减小的情况下，构造构件无法在碰撞的初始阶段经受住碰撞载荷，此外构造构件容易发生塑性变形。对于构造构件要求抑制碰撞时的横截面的高度减小从而提高耐受载荷性能。
11.本公开的课题在于提供一种能够提高耐受载荷性能的移动体用构造构件。
12.用于解决问题的方案
13.本公开的构造构件是一种移动体用构造构件，其具有长条形状。构造构件包括第1
构件、第2构件和限制部。第1构件和第2构件分别沿着构造构件的长度方向延伸。第1构件包括第1顶板、一对第1纵壁、一对第1凸缘和一对第1棱线部。一对第1纵壁彼此相对地配置，一对第1纵壁的端缘彼此由第1顶板连结。一对第1凸缘相对于第1纵壁而言配置于与第1顶板相反的一侧，向第1纵壁的外侧突出。一对第1棱线部将第1纵壁和第1凸缘连结。第2构件包括第2顶板、一对第2纵壁、一对第2凸缘和一对第2棱线部。第2顶板配置于第1纵壁的内侧，与第1顶板隔开间隔地相对。一对第2纵壁在第1纵壁的内侧沿着第1纵壁配置，一对第2纵壁的端缘彼此由第2顶板连结。一对第2凸缘相对于第2纵壁而言配置于与第2顶板相反的一侧，向第2纵壁的外侧突出。第2凸缘与第1凸缘分别接合。一对第2棱线部将第2纵壁和第2凸缘连结。限制部设于一对第2纵壁之间。限制部限制一对第1纵壁的靠第1凸缘侧的部分相互靠近的变形。
14.发明的效果
15.采用本公开的移动体用构造构件，能够提高耐受载荷性能。
附图说明
16.图1是第1实施方式的构造构件的示意图。
17.图2是第1实施方式的构造构件的横向剖视图。
18.图3是图2所示的构造构件的俯视图。
19.图4是图2所示的构造构件的局部纵向剖视图。
20.图5是第2实施方式的构造构件的局部纵向剖视图。
21.图6是第1实施方式的变形例的构造构件的横向剖视图。
22.图7是各实施方式的变形例的构造构件的横向剖视图。
23.图8是用于说明第1实施例的三点弯曲试验的模拟的基本条件的示意图。
24.图9是比较例1的构造构件的横向剖视图。
25.图10是比较例2的构造构件的横向剖视图。
26.图11是第1实施例的通过三点弯曲试验的模拟得到的载荷－位移曲线。
27.图12是第2实施例的通过三点弯曲试验的模拟得到的载荷－位移曲线。
28.图13是第2实施例的通过三点弯曲试验的模拟得到的另一个载荷－位移曲线。
29.图14是第2实施例的通过三点弯曲试验的模拟得到的又一个载荷－位移曲线。
30.图15是第3实施例的通过三点弯曲试验的模拟得到的载荷－位移曲线。
31.图16是第4实施例的通过三点弯曲试验的模拟得到的载荷－位移曲线。
32.图17是第5实施例的通过三点弯曲试验的模拟得到的载荷－位移曲线。
具体实施方式
33.实施方式的构造构件是一种移动体用构造构件，其具有长条形状。构造构件包括第1构件、第2构件和限制部。第1构件和第2构件分别沿着构造构件的长度方向延伸。第1构件包括第1顶板、一对第1纵壁、一对第1凸缘和一对第1棱线部。一对第1纵壁彼此相对地配置，一对第1纵壁的端缘彼此由第1顶板连结。一对第1凸缘相对于第1纵壁而言配置于与第1顶板相反的一侧，向第1纵壁的外侧突出。一对第1棱线部将第1纵壁和第1凸缘连结。第2构件包括第2顶板、一对第2纵壁、一对第2凸缘和一对第2棱线部。第2顶板配置于第1纵壁的内
侧，与第1顶板隔开间隔地相对。一对第2纵壁在第1纵壁的内侧沿着第1纵壁配置，一对第2纵壁的端缘彼此由第2顶板连结。一对第2凸缘相对于第2纵壁而言配置于与第2顶板相反的一侧，向第2纵壁的外侧突出。第2凸缘与第1凸缘分别接合。一对第2棱线部将第2纵壁和第2凸缘连结。限制部设于一对第2纵壁之间。限制部限制一对第1纵壁的靠第1凸缘侧的部分相互靠近的变形(第1结构)。
34.在第1结构的构造构件中，第2构件的第2纵壁在第1构件的第1纵壁的内侧沿着该第1纵壁配置。进而在第2纵壁之间设有限制部，该限制部限制一对第1纵壁的靠第1凸缘侧的部分相互靠近的变形、即各第1纵壁向第1构件的内侧倾倒的变形。因此，在从第2构件侧向构造构件输入碰撞载荷而使第1纵壁要向第1构件的内侧倾倒时，能够利用第2纵壁和限制部抑制第1纵壁的倾倒。由此，在移动体碰撞时抑制了构造构件的横截面的高度的减小，构造构件能够在向构造构件的进入量较小的阶段经受住碰撞载荷。其结果为，能够提高构造构件相对于来自第2构件侧的碰撞载荷而言的耐受载荷性能。
35.第1纵壁与第2纵壁之间的间隙的大小优选为2.0mm以下(第2结构)。
36.根据第2结构，第2构件的第2纵壁充分靠近第1构件的第1纵壁地配置。因此能够更有效地抑制第1纵壁向第1构件的内侧的倾倒。由此能够进一步提高构造构件相对于来自第2构件侧的碰撞载荷而言的耐受载荷性能。
37.限制部可以是多个加强筋。多个加强筋分别从第2顶板向与第1顶板相反的一侧突出。多个加强筋从第2纵壁中的一个第2纵壁向另一个第2纵壁延伸而连接于各个第2纵壁(第3结构)。
38.根据第3结构，作为限制第1构件的第1纵壁的倾倒的限制部，在第2构件的第2纵壁间设有多个加强筋。多个加强筋能够使碰撞载荷在构造构件的长度方向上分散。因此，构造构件不易发生塑性变形，即使向构造构件的进入量增大，也能够维持构造构件的耐受载荷。由此能够进一步提高构造构件相对于来自第2构件侧的碰撞载荷而言的耐受载荷性能。
39.在与构造构件的长度方向和第1纵壁彼此相对的方向这两个方向垂直的方向上，多个加强筋各自的高度优选为第2纵壁的高度的50％以下(第4结构)。
40.在第4结构中，在与构造构件的长度方向和第1构件的第1纵壁彼此相对的方向垂直的方向上，各加强筋的高度相对于第2纵壁的高度的比例设定为50％以下。由此，在从第2构件侧向构造构件输入了碰撞载荷时，构造构件更加不易发生塑性变形，能够将构造构件的耐受载荷维持更长的时间。由此能够进一步提高构造构件相对于来自第2构件侧的碰撞载荷而言的耐受载荷性能。
41.多个加强筋中的相邻的加强筋之间的构造构件的长度方向上的间隔优选小于45.0mm(第5结构)。
42.在第5结构中，加强筋之间的构造构件的长度方向上的间隔设定为小于45.0mm。由此，在从第2构件侧向构造构件输入了碰撞载荷时，能够有效地抑制构造构件的塑性变形，能够将构造构件的耐受载荷维持更长的时间。由此能够进一步提高构造构件相对于来自第2构件侧的碰撞载荷而言的耐受载荷性能。
43.多个加强筋中的至少一部分加强筋能够从第2纵壁中的一个第2纵壁连续地延伸至另一个第2纵壁(第6结构)。或者也可以是，多个加强筋全部从第2纵壁中的一个第2纵壁连续地延伸至另一个第2纵壁(第7结构)。
44.在第6或第7结构中，一部分或全部加强筋从第2构件的第2纵壁中的一个第2纵壁连续地延伸至另一个第2纵壁。由此，在从第2顶板侧向构造构件输入了碰撞载荷时，能够更可靠地抑制第1构件的第1纵壁的倾倒。由此能够进一步提高构造构件的相对于来自第2构件侧的碰撞载荷而言的耐受载荷性能。
45.也可以是，多个加强筋在第2构件的全长范围内以均匀的间隔配置(第8结构)。
46.在第8结构的构造构件中，多个加强筋在第2构件的全长范围内均匀地配置。在该情况下，无论碰撞载荷输入的部位在何处，都能够发挥加强筋的耐受载荷性能效果。
47.也可以是，多个加强筋在第2构件的全长范围内不均匀地排列(第9结构)。
48.在第9结构的构造构件中，多个加强筋在第2构件的全长范围内不均匀地配置。即，在第2构件的全长范围内存在加强筋的密度比较大的部位和加强筋的密度比较小的部位。在该情况下，在向构造构件输入了碰撞载荷时，能够使构造构件中的加强筋的密度较小的部位先于其他部位变形。
49.也可以是，多个加强筋在构造构件的纵向剖视时分别具有向与第1顶板相反的一侧凸出的曲线状(第10结构)。也可以是，多个加强筋在构造构件的纵向剖视时分别具有由相邻的直线状的部分形成的角部(第11结构)。
50.在上述构造构件中也可以是，限制部与第2构件一体地形成(第12结构)。在该情况下，能够抑制由限制部引起的构造构件的重量增加。
51.限制部也可以包含于相对于第2构件独立的构件(第13结构)。由此，由于第2构件的形状简化，因此能够容易地成形第2构件。
52.以下参照附图对本公开的实施方式进行说明。对各图中相同或相当的结构标注相同的附图标记，不重复相同的说明。
53.＜第1实施方式＞
54.[整体结构]
[0055]
图1是本实施方式的移动体用构造构件100的示意图。虽没有特别限定，但移动体例如是汽车。构造构件100例如作为构成汽车的车身的构件而使用。构造构件100可以是保险杠加强件。在本实施方式中对构造构件100是保险杠加强件的例子进行说明。
[0056]
如图1所示，构造构件100具有长条形状。构造构件100设置于车身的前部或后部，大致沿着车宽方向延伸。在图1所示的例子中，构造构件100以在车长方向上朝向车身的外侧凸出的方式弯曲。
[0057]
构造构件100包括第1构件10和第2构件20。第1构件10和第2构件20分别沿着构造构件100的长度方向延伸。即，第1构件10和第2构件20分别沿着车宽方向延伸。第1构件10的长度例如与第2构件20的长度实质上相同。不过，也可以在第1构件10的长度和第2构件20的长度之间存在些许的差异。
[0058]
第2构件20相对于第1构件10而言配置于车身的外侧。在构造构件100是设置于车身的前部的保险杠加强件的情况下，第2构件20配置于第1构件10的前方。在构造构件100是设置于车身的后部的保险杠加强件的情况下，第2构件20配置于第1构件10的后方。第1构件10的车宽方向上的两端部例如由碰撞盒200支承。
[0059]
[详细结构]]
[0060]
接下来，参照图2～图4说明构造构件100的更详细的结构。图2是构造构件100的横
向剖视图。图3是从第2构件20侧观察构造构件100而得到的图(俯视图)。图4是构造构件100的局部纵向剖视图。构造构件100的横截面是指用与构造构件100的长度方向实质上垂直的平面剖切该构造构件100时的截面。构造构件100的纵截面是指用与构造构件100的长度方向实质上平行的平面剖切该构造构件100时的截面。以下有时将图2的纸面中的上下方向称为构造构件100的上下方向或高度方向并将图2的纸面中的与上下方向正交的方向称为宽度方向地说明构造构件100的结构。上下方向和宽度方向分别与设置构造构件100的车身的车长方向和车高方向大致一致。
[0061]
(第1构件)
[0062]
参照图2，第1构件10具有实质上帽状的横截面。第1构件10包括顶板11、一对纵壁121、122和一对凸缘131、132。第1构件10还包括一对棱线部141、142和一对棱线部151、152。
[0063]
顶板11是构造构件100中的配置于车身的最内侧的部分。纵壁121、122的端缘彼此由顶板11连结。纵壁121、122自顶板11向上方突出。在图2所示的例子中，纵壁121、122相对于上下方向(车长方向)略微倾斜地配置。不过纵壁121、122也可以与上下方向实质上平行地配置。
[0064]
纵壁121和122彼此相对。即，纵壁121和122配置为其单面彼此在构造构件100的宽度方向上相面对。棱线部141、142分别将顶板11和纵壁121、122连结。一个纵壁121借助棱线部141连接于顶板11。另一个纵壁122在纵壁121的相反侧借助棱线部142连接于顶板11。棱线部141、142例如分别在构造构件100的横向剖视图中具有实质上圆弧状。
[0065]
凸缘131、132相对于纵壁121、122而言配置于与顶板11相反的一侧，向纵壁121、122的外侧突出。凸缘131、132自彼此相对的纵壁121、122在宽度方向上向外侧突出。凸缘131、132分别连接于纵壁121、122中的与由顶板11连结的端缘相反的一侧的端缘。一个凸缘131借助棱线部151连接于一个纵壁121。另一个凸缘132借助棱线部152连接于另一个纵壁122。即，纵壁121和凸缘131利用棱线部151、152连结，纵壁122和凸缘132利用棱线部152连结。纵壁121和凸缘131既可以一体成形，也可以在单独地成形之后通过焊接等接合。同样地，纵壁122和凸缘132既可以一体成形，也可以在单独地成形之后通过焊接等接合。棱线部151、152例如分别在构造构件100的横向剖视时具有实质上圆弧状。
[0066]
第1构件10由板状的原材料形成。第1构件10的材质例如是钢、铝等金属。第1构件10典型地通过对金属板进行冲压加工而形成。不过，第1构件10的材质并不限定于金属。作为第1构件10的材质，例如也能够选择碳纤维强化塑料(cfrp)等。
[0067]
(第2构件)
[0068]
第2构件20将具有大致帽状的横截面的第1构件10的开口封闭，与第1构件10一同形成闭合截面。第2构件20包括顶板21、一对纵壁221、222和一对凸缘231、232。第2构件20还包括一对棱线部241、242和一对棱线部251、252。
[0069]
顶板21配置于第1构件10的纵壁121、122的内侧。即，顶板21配置于纵壁121和纵壁122之间。顶板21配置于比第1构件10的顶板11靠上方的位置。顶板21与顶板11隔开间隔地相对。顶板21自顶板11分离，从而即使由于碰撞载荷而使构造构件100产生变形也不会与顶板11接触。
[0070]
纵壁221、222配置于第1构件10的纵壁121、122的内侧。纵壁221、222的端缘彼此由顶板21连结。纵壁221、222自顶板21向上方突出。
[0071]
纵壁221和222彼此相对。即，纵壁221和222配置为其单面彼此在构造构件100的宽度方向上相面对。棱线部241、242分别将纵壁221、222连结于顶板21。一个纵壁221借助棱线部241连接于顶板21。另一个纵壁222在纵壁221的相反侧借助棱线部242连接于顶板21。棱线部241、242例如分别在构造构件100的横向剖视时具有实质上圆弧状。
[0072]
纵壁221、222在第1构件10的纵壁121、122的内侧分别沿着纵壁121、122配置。一个纵壁221靠近第1构件10的一个纵壁121。另一个纵壁222靠近第1构件10的另一个纵壁122。第1构件10的纵壁121、122与第2构件20的纵壁221和222之间的各间隙g的大小优选设定为2.0mm以下。各间隙g更优选为0mm。即，优选的是，纵壁221、222分别与纵壁121、122接触。在间隙g为0mm的情况下，纵壁221、222可以通过例如焊接等分别接合于纵壁121、122。
[0073]
第2构件20的纵壁高度h2小于第1构件10的纵壁高度h1。纵壁高度h2是纵壁221、222的与构造构件100的长度方向和第1构件10的纵壁121、122彼此相对的方向这两个方向实质上垂直的方向上的高度。纵壁221、222的高度是指纵壁221、222自身的上下方向的长度与棱线部241、242和棱线部251、252各自的上下方向的长度的合计长度。同样地，纵壁高度h1是纵壁121、122的与构造构件100的长度方向和第1构件10的纵壁121、122彼此相对的方向这两个方向实质上垂直的方向上的高度。纵壁121、122的高度是指纵壁121、122自身的上下方向的长度与棱线部141、142和棱线部151、152各自的上下方向的长度的合计长度。纵壁高度h2相对于纵壁高度h1的比例：h2/h1优选大于1/12，更优选为1/6以上。此外，h2/h1优选为1/2以下，更优选为1/3以下。
[0074]
凸缘231、232相对于纵壁221、222而言配置于与顶板21相反的一侧，向纵壁221、222的外侧突出。凸缘231、232自彼此相对的纵壁221、222在宽度方向上向外侧突出。一个凸缘231与第1构件10的一个凸缘131重叠，并与该凸缘131接合。另一个凸缘232与第1构件10的另一个凸缘132重叠，并与该凸缘132接合。第2构件20的凸缘231、232通过例如焊接与第1构件10的凸缘131、132接合。或者，凸缘231、232也可以使用铆钉等与凸缘131、132机械地接合。
[0075]
凸缘231、232分别连接于纵壁221、222中的与由顶板21连结的端缘相反的一侧的端缘。一个凸缘231借助棱线部251连接于一个纵壁221。另一个凸缘232借助棱线部252连接于另一个纵壁222。即，纵壁221和凸缘231由棱线部251连结，纵壁222和凸缘232由棱线部252连结。纵壁221和凸缘231既可以一体成形，也可以在单独地成形之后通过焊接等接合。同样地，纵壁222和凸缘232既可以一体成形，也可以在单独地成形之后通过焊接等接合。棱线部251、252例如分别在构造构件100的横向剖视时具有实质上圆弧状。
[0076]
棱线部251、252分别沿着第1构件10的棱线部151、152配置。一个棱线部251靠近第1构件10的一个棱线部151。另一个棱线部252靠近第1构件10的另一个棱线部152。第1构件10的棱线部151、152与第2构件20的棱线部251、252之间的各间隙的大小优选最大为2.0mm左右。更优选的是，棱线部251、252分别与棱线部151、152接触。
[0077]
第2构件20由板状的原材料形成。第2构件20的材质例如是钢、铝等金属。第2构件20典型地通过对金属板进行冲压加工而形成。不过第2构件20的材质并不限定于金属。作为第2构件20的材质，例如也能够选择碳纤维强化塑料(cfrp)等。第2构件20的材质与第1构件10的材质既可以相同，也可以不同。此外，第2构件20的板厚与第1构件10的板厚既可以相同，也可以不同。
[0078]
(限制部)
[0079]
构造构件100还包括限制部30。限制部30设于第2构件20的一对纵壁221和222之间。在从第2构件20的顶板21侧对构造构件100加载了碰撞载荷时，限制部30限制第1构件10的一对纵壁121、122的上部相互靠近的变形。纵壁121、122的上部是纵壁121、122的靠凸缘131、132侧的部分。纵壁121、122的靠凸缘131、132侧的部分例如是指在构造构件100的高度方向上纵壁121、122中的从凸缘131、132侧的端部到距该端部的距离为纵壁121、122的高度的1/3的范围。
[0080]
在本实施方式中，限制部30是多个加强筋31。如图2所示，加强筋31分别从第2构件20的顶板21向与第1构件10的顶板11相反的一侧突出。各加强筋31设于第2构件20的纵壁221和222之间。各加强筋31从一个纵壁221向另一个纵壁222延伸而连接于各个纵壁221、222。
[0081]
如图3所示，多个加强筋31分别以与构造构件100的宽度方向实质上平行地延伸的方式设于纵壁221和222之间。优选的是，多个加强筋31中的至少一部分加强筋31从一个纵壁221不中断而连续地延伸至另一个纵壁222。更优选的是，多个加强筋31全部从一个纵壁221不中断而连续地延伸至另一个纵壁222。
[0082]
在本实施方式的例子中，多个加强筋31在第2构件20的全长范围内以均匀的间隔配置。不过也可以是，多个加强筋31在第2构件20的全长范围内不均匀地配置。即，也可以是，在构造构件100中存在纵壁221和222之间的加强筋31的密度比较大的部位和加强筋31的密度比较小的部位。
[0083]
再次参照图2，加强筋31分别具有加强筋高度h3。加强筋高度h3是各加强筋31的与构造构件100的长度方向和第1构件10的纵壁121、122彼此相对的方向这两个方向实质上垂直的方向上的最大高度。更具体而言，加强筋高度h3是从第2构件20的顶板21的下表面(靠第1构件10侧的面)到各加强筋31的上端的高度方向上的距离。各加强筋31的加强筋高度h3小于第2构件20的纵壁高度h2。加强筋高度h3优选为纵壁高度h2的50％以下(h3/h2≤0.50)。加强筋高度h3例如能够设为纵壁高度h2的18％以上(h3/h2≥0.18)。
[0084]
如图4所示，在本实施方式中，多个加强筋31与第2构件20的顶板21一体地形成。即，在本实施方式的例子中，多个加强筋31包含于第2构件20。例如由一张金属板通过冲压加工而成形带加强筋31的第2构件20。
[0085]
加强筋31分别在构造构件100的纵向剖视时具有向与第1构件10的顶板11相反的一侧凸出的曲线状。各加强筋31在构造构件100的纵向剖视时具有实质上不具有角部的光滑的形状。顶板21中的相邻的加强筋31之间的部分是直线部211。各直线部211例如在构造构件100的纵向剖视时具有与长度方向实质上平行的直线状。
[0086]
在构造构件100的长度方向上，相邻的加强筋31的间隔(加强筋间距)p优选小于45.0mm。在本实施方式中，加强筋间距p是相邻的加强筋31的顶点间的距离。加强筋间距p例如能够设为15.0mm以上。
[0087]
当将构造构件100的长度方向上的各个加强筋31所存在的范围(除直线部211以外的范围)的长度设为加强筋宽度w时，加强筋宽度w相对于加强筋间距p的比例例如能够大于32％(w/p＞0.32)。此外，加强筋宽度w相对于加强筋间距p的比例例如能够设定为小于97％(w/p＜0.97)。
[0088]
[效果]
[0089]
实施方式的构造构件100相对于来自第2构件20侧的碰撞载荷而言具有优异的耐受载荷性能。详细地进行说明，在本实施方式的构造构件100中，在第1构件10的纵壁121、122的内侧沿着纵壁121、122地配置有第2构件20的纵壁221、222。进而在第2构件20的纵壁221和222之间设有多个加强筋31，来作为用于限制第1构件10的纵壁121、122向内侧倾倒而使其上部相互靠近的变形的限制部30。加强筋31分别从一个纵壁221向另一个纵壁222延伸。在从第2构件20侧向构造构件100输入碰撞载荷而使第1构件10的纵壁121、122在宽度方向上要向内侧倾倒时，能够利用纵壁221、222和加强筋31抑制纵壁121、122的倾倒。其结果为，例如在作为汽车的移动体的碰撞时能够抑制构造构件100的横截面的高度减小，构造构件100能够在向构造构件100的进入量较小的阶段经受住碰撞载荷。此外，由于能够利用加强筋31使碰撞载荷在构造构件100的长度方向上分散，因此构造构件100不易发生塑性变形，即使向构造构件100的进入继续，也能够维持构造构件100的耐受载荷。由此能够防止在碰撞时例如碰撞盒200的变形结束之前构造构件100截面崩塌。
[0090]
在本实施方式中，第1构件10的纵壁121、122与第2构件20的纵壁221和222之间的各间隙g的大小优选为2.0mm以下。由此，第2构件20的纵壁221、222分别充分靠近第1构件10的纵壁121、122地配置。因此，在从第2构件20侧向构造构件100输入了碰撞载荷时，能够更有效地抑制第1构件10的纵壁121、122的倾倒。由此，能够进一步提高构造构件100相对于来自第2构件20侧的碰撞载荷而言的耐受载荷性能。
[0091]
在本实施方式中，第2构件20的凸缘231、232侧的棱线部251、252沿着第1构件10的凸缘131、132侧的棱线部151、152配置。由此，能够利用第2构件20的棱线部251、252加强第1构件10的棱线部151、152。因此，在从第2构件20侧向构造构件100输入了碰撞载荷时，能够抑制在第1构件10的棱线部151、152产生弯折变形。由此能够防止由棱线部151、152的弯折变形引起构造构件100的耐受载荷性能下降。
[0092]
在本实施方式中，各加强筋31的加强筋高度h3优选为第2构件20的纵壁高度h2的50％以下。通过这样设定加强筋高度h3，从而在从第2构件20侧向构造构件100输入了碰撞载荷时构造构件100更加不易发生塑性变形，能够将构造构件100的耐受载荷维持更长的时间。由此能够进一步提高构造构件100相对于来自第2构件20侧的碰撞载荷而言的耐受载荷性能。
[0093]
各加强筋31的高度在加强筋31的构造构件100的宽度方向上的全长范围内既可以恒定，也可以不恒定。例如在各加强筋31中，能够使纵壁221侧和/或纵壁222侧的端部的高度大于其他部分的高度。在该情况下，能够在抑制构造构件100的重量增加的同时提高构造构件100的耐受载荷性能。
[0094]
在本实施方式中，加强筋间距p优选小于45.0mm。在该情况下，在从第2构件20侧向构造构件100输入了碰撞载荷时，能够有效地抑制构造构件100的塑性变形，能够将构造构件100的耐受载荷维持更长的时间。由此能够进一步提高构造构件100相对于来自第2构件20侧的碰撞载荷而言的耐受载荷性能。
[0095]
在本实施方式中优选的是，多个加强筋31中的至少一部分加强筋31从第2构件20的一个纵壁221连续地延伸至另一个纵壁222。更优选的是，全部加强筋31从一个纵壁221连续地延伸至另一个纵壁222。利用这样的加强筋31能够更可靠地抑制从第2构件20侧向构造
构件100输入了碰撞载荷时的第1构件10的纵壁121、122的倾倒。由此能够进一步提高构造构件100相对于来自第2构件20侧的碰撞载荷而言的耐受载荷性能。
[0096]
在本实施方式中也可以是，多个加强筋31在第2构件20的全长范围内以均匀的间隔配置。在该情况下，无论构造构件100的长度方向上的碰撞载荷输入的部位在何处，都能够抑制第1构件10的纵壁121、122的倾倒。由此能够在构造构件100的整体范围内发挥较高的耐受载荷性能。
[0097]
在本实施方式中也可以是，多个加强筋31在第2构件20的全长范围内不均匀地配置。即，也可以是，在第2构件20的全长范围内存在加强筋31的密度比较大的部位和加强筋31的密度比较小的部位。由此，在从第2构件20侧向构造构件100输入了碰撞载荷时，能够使加强筋31的密度较小的部位率先变形。例如当在构造构件100中存在特意想要降低耐受载荷性能的部分的情况下，在该部分不配置加强筋31，或者以比其他部分大的加强筋间距p配置加强筋31。由此，无论构造构件100中的碰撞载荷的输入位置在何处，都能够总是使不存在加强筋31的部分或加强筋间距p较大的部分变形。
[0098]
在本实施方式中，多个加强筋31与第2构件20的顶板21一体地形成。由此能够抑制由加强筋31引起的构造构件100的重量增加。
[0099]
在本实施方式中，各加强筋31在构造构件100的纵向剖视时具有向与第1构件10的顶板11相反的一侧凸出的曲线状。由此，例如在对金属板实施冲压加工而成形加强筋31与顶板21一体化的第2构件20的情况下，能够抑制加强筋31的板厚减小率。
[0100]
＜第2实施方式＞
[0101]
图5是第2实施方式的构造构件100a的局部纵向剖视图。构造构件100a具有与第1实施方式的构造构件100大致相同的结构。不过，构造构件100a在加强筋31a相对于第2构件20a的顶板21a独立这一点上与第1实施方式的构造构件100不同。
[0102]
如图5所示，在本实施方式中，多个加强筋31a包含于相对于第2构件20a的顶板21a独立的构件40。构件40配置在第2构件20a的顶板21a的两个面中的与第1构件10的顶板11相反的一侧的面上。构件40例如通过焊接、机械接合等而固定于顶板21a。构件40在相邻的加强筋31a之间包含直线部41。
[0103]
直线部41与第2构件20a的顶板21a接触。各加强筋31a从直线部41向与第1构件10的顶板11相反的一侧突出。在图5所示的例子中，各加强筋31a在构造构件100的纵向剖视时具有由相邻的直线状的部分311和312形成的角部313。例如，各加强筋31a在构造构件100a的纵向剖视时具有大致矩形形状。就加强筋31a而言，加强筋高度h3、加强筋间距p以及加强筋宽度w相对于加强筋间距p的比例w/p能够与第1实施方式同样地设定。
[0104]
包含加强筋31a的构件40由板状的原材料形成。构件40的材质例如是钢、铝等金属。构件40典型地通过对金属板进行冲压加工而形成。不过，构件40的材质并不限定于金属。作为构件40的材质，例如也能够选择碳纤维强化塑料(cfrp)等。构件40的材质与第1构件10或第2构件20a的材质既可以相同，也可以不同。此外，构件40的板厚与第1构件10或第2构件20a的板厚既可以相同，也可以不同。
[0105]
在本实施方式中，多个加强筋31a包含于相对于第2构件20a独立的构件40。由此，与像第1实施方式那样加强筋31a与第2构件20的顶板21一体的情况(图4)相比较，顶板21a的形状简化。因此，例如在通过冲压加工来成形第2构件20a的情况下，能够更容易地成形第
2构件20a。不过，像第1实施方式那样第2构件20的顶板21与加强筋31a一体成形的方式在构造构件的轻量化方面是有利的。
[0106]
在本实施方式中，在各加强筋31a中，由直线状的部分311和312形成多个角部313。通过使各加强筋31a具有角部313，从而能够更可靠地经受住从第2构件20a侧向构造构件100a输入的碰撞载荷。即，通过在各加强筋31a存在角部313，从而使对构造构件100a施加的碰撞载荷主要顺着角部313分散，因此能够进一步提高构造构件100a的耐受载荷性能。此外，通过将构造构件100a的纵向剖视时的各加强筋31a的形状形成为例如矩形形状等多边形状，使得构件40的线长变长，从而能够以更大的纵向截面积来经受碰撞载荷。
[0107]
以上说明了本公开的实施方式，但本公开并不限定于上述实施方式，只要不脱离其主旨就能够进行各种变更。
[0108]
在上述各实施方式中，作为加强筋31、31a的形状能够选择各种形状。例如，在第1实施方式中，在构造构件100的纵向剖视时，各加强筋31具有向与第1构件10的顶板11相反的一侧凸出的曲线状，在相邻的加强筋31之间设有直线部211。但是，例如也能够在第2构件20的顶板21形成构造构件100的纵向剖视时的大致正弦波状的加强筋31。在该情况下，在相邻的加强筋31之间不存在直线部211。
[0109]
此外，例如在第2实施方式中，在构造构件100a的纵向剖视时，各加强筋31a具有大致矩形形状。但是也可以是，在构造构件100a的纵向剖视时，各加强筋31a形成为除矩形形状以外的多边形状。或者，在第2实施方式的构造构件100a中，也能够将加强筋31a的形状替换为第1实施方式的各加强筋31的形状。即，在构造构件100a中，也可以在构件40形成曲线状的加强筋31而代替加强筋31a。同样地，在第1实施方式的构造构件100中，也能够将加强筋31的形状替换为第2实施方式的各加强筋31a的形状。即，在构造构件100中，也可以与第2构件20的顶板21一体地形成分别具有角部313的加强筋31a而代替加强筋31。
[0110]
在上述第1实施方式中优选的是，一部分或全部加强筋31从第2构件20的一个纵壁221连续地延伸至另一个纵壁222。但是例如也可以如图6所示，各加强筋31被至少一个肋50截断。肋50固定于第2构件20的顶板21，沿着构造构件100的长度方向延伸。在该情况下，肋50优选为实心的。同样地，在上述第2实施方式的构造构件100a中，也能够利用肋50将在纵壁221和222之间延伸的各加强筋31a截断。
[0111]
在上述各实施方式中，限制部30是多个加强筋31或31a。但是，限制部30也可以并不一定是多个加强筋。例如也可以如图7所示限制部30是配置于第2构件20的纵壁221和222之间的构件32。作为限制部30发挥功能的构件32例如以自顶板21分离的状态配置于纵壁221和222之间。构件32也可以借助配置于该构件32和顶板21之间的桁架部33固定于顶板21。或者，构件32还可以固定于第2构件20的纵壁221、222。构件32例如既可以具有平板状，也可以具有波板状。构件32在构造构件的俯视时也能够具有梯子状或格子状等。构件32也与加强筋31、31a同样，既可以与第2构件20一体地形成，也可以包含于相对于第2构件20独立的构件。优选的是，构件32与第2构件20的纵壁221、222靠近或接触，并且在构造构件的高度方向上配置于棱线部251、252附近的位置。不过优选的是，构件32以不与棱线部251、252重叠的方式配置。
[0112]
【实施例】
[0113]
以下利用实施例更详细地说明本公开。不过，本公开并不限定于以下的实施例。
[0114]
[第1实施例]
[0115]
为了确认本公开的汽车用构造构件的效果，而使用市售的构造分析软件(ls-dyna，ansys公司制)对具有图2～图4所示的结构的构造构件100实施了三点弯曲试验的模拟。本模拟中的构造构件100的原材料和各部分尺寸如以下所示。
[0116]
·
第1构件10的原材料：抗拉强度＝1470mpa且板厚＝1.6mm的钢板
[0117]
·
第1构件10的纵壁高度h1：60mm
[0118]
·
第1构件10的宽度w1：80mm
[0119]
·
第2构件20的原材料：抗拉强度＝1470mpa且板厚＝1.6mm的钢板
[0120]
·
第2构件20的纵壁高度h2：16mm
[0121]
·
加强筋高度h3：6.0mm
[0122]
·
加强筋宽度w：14.5mm
[0123]
·
加强筋间距p：22.5mm
[0124]
图8是用于说明三点弯曲试验的模拟的基本条件的示意图。如图8所示，在本模拟中，由两个支点300支承第2构件20和加强筋31处于上部的构造构件100，将冲击器400从上方压靠于构造构件100的长度方向的中央部。支点300间的距离设为700mm，各支点300的曲率半径设为30mm，冲击器400的曲率半径设为127mm，冲击器400的碰撞速度设为22.5km/h。
[0125]
为了进行比较，对于具有与构造构件100不同的结构的构造构件也实施与构造构件100同样的三点弯曲试验的模拟。图9和图10分别是比较例1的构造构件901和比较例2的构造构件902的横向剖视图。
[0126]
如图9所示，比较例1的构造构件901具备与构造构件100同样的第1构件10，但第2构件60是平坦的金属板。构造构件901的第2构件60与构造构件100的第2构件20不同，不具有沿着第1构件10的纵壁121、122的一对纵壁。如图10所示，比较例2的构造构件902具备与构造构件100同样的第1构件10和第2构件20，但在第2构件20的纵壁221和222之间不具有作为限制部的加强筋。
[0127]
图11是针对实施例的构造构件100和比较例1、2的构造构件901、902通过三点弯曲试验的模拟得到的载荷－位移曲线。如图11所示，在实施例中，与比较例1、2相比较，在冲击器400的位移(进入量)较小的阶段获得高载荷。即，在从第2构件20侧输入了碰撞载荷时，实施例的构造构件100能够在碰撞的初始阶段经受住与比较例1的构造构件901和比较例2的构造构件902相比更大的载荷。
[0128]
此外，根据图11可知，在实施例中，在冲击器400的位移为25mm附近时，载荷达到最大值，之后也会有一段维持高载荷。另一方面，在比较例2中，与实施例同样，在冲击器400的位移为25mm附近时载荷达到最大值，但与实施例不同的是之后载荷立即下降。这表示：相对于在实施例的构造构件100中在达到最大载荷之后也能抑制塑性变形，在比较例2的构造构件902中在达到最大载荷时立即发生了塑性变形。即，在实施例的构造构件100中，即使进入量增大，也能够不易发生塑性变形，能够维持耐受载荷。
[0129]
[第2实施例]
[0130]
变更第2构件20、60的板厚地分别针对在第1实施例中使用的构造构件100、901、902实施与上述同样的三点弯曲试验的模拟。图12、图13及图14分别是针对实施例、比较例1及比较例2的通过三点弯曲试验的模拟得到的载荷－位移曲线。
[0131]
对图13所示的比较例1和图14所示的比较例2进行比较，在比较例2中，与比较例1相比载荷整体变大。对图12所示的实施例和图14所示的比较例2进行比较，在实施例中，与比较例2相比获得更大的载荷。例如实施例中的第2构件20的板厚为0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm的情况下的最大载荷分别与比较例2中的第2构件20的板厚为1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm的情况下的最大载荷是相同程度。因而可以说，在将从第2构件20侧碰撞时能负担的最大载荷设为同一水平的情况下，实施例的构造构件100与比较例2的构造构件902相比更轻量。
[0132]
[第3实施例]
[0133]
使加强筋高度h3从3.0mm变化到14.0mm地针对构造构件100实施了与第1实施例同样的三点弯曲试验的模拟。构造构件100的除了加强筋高度h3以外的原材料和各部分尺寸与第1实施例相同。其中第2构件20的板厚设为1.2mm。
[0134]
图15是本实施例中的通过三点弯曲试验的模拟得到的载荷－位移曲线。如图15所示，在加强筋高度h3为3.0mm～8.0mm的情况下，与加强筋31的加强筋高度h3大于8.0mm的情况相比较能够将高载荷维持得更长。根据该结果，如果是本实施例中使用的构造构件100，则加强筋高度h3优选为8.0mm以下。在将本实施例的加强筋高度h3：8.0mm转换为相对于第2构件20的纵壁高度h2：16.0mm的比例时为50％，因此可以说加强筋高度h3优选为第2构件20的纵壁高度h2的50％以下。此外，在将本实施例的加强筋高度h3的下限值：3.0mm转换为相对于第2构件20的纵壁高度h2：16.0mm的比例时大于18％。由此，加强筋31的加强筋高度h3优选大于第2构件20的纵壁高度h2的18％。
[0135]
[第4实施例]
[0136]
使加强筋间距p从15.0mm变化到50.0mm地针对构造构件100实施了与第1实施例同样的三点弯曲试验的模拟。构造构件100的除了加强筋间距p以外的原材料和各部分尺寸与第1实施例相同。其中第2构件20的板厚与第3实施例同样地设为1.2mm。
[0137]
图16是本实施例中的通过三点弯曲试验的模拟得到的载荷－位移曲线。如图16所示，在加强筋间距p为15.0mm～40.0mm的情况下，与加强筋31的加强筋间距p为45.0mm以上的情况相比较能够将高载荷维持得更长。根据该结果，在本实施例所使用的构造构件100中，加强筋间距p优选小于45.0mm。此外，在本实施例所使用的构造构件100中，加强筋间距p优选为15.0mm以上。
[0138]
在本实施例中，加强筋宽度w：14.5mm相对于加强筋间距p：45.0mm的比例大于32％。另一方面，加强筋宽度w：14.5mm相对于加强筋间距p：15.0mm的比例小于97％。由此可以说，加强筋宽度w相对于加强筋间距p的比例优选大于32％且优选小于97％。
[0139]
[第5实施例]
[0140]
使第1构件10的纵壁121、122与第2构件20的纵壁221、222之间的间隙g的大小从0mm变化到5.0mm地针对构造构件100实施与第1实施例同样的三点弯曲试验的模拟。构造构件100的除了间隙g以外的原材料和各部分尺寸与第1实施例相同。其中第2构件20的板厚设为1.2mm。
[0141]
图17是本实施例的通过三点弯曲试验的模拟得到的载荷－位移曲线。如图17所示，在间隙g的大小为0mm～2.0mm的情况下，在冲击器400的位移(进入量)比较小的阶段获得高载荷。但是，在间隙g的大小为5.0mm的情况下，与间隙g的大小为0mm～2.0mm的情况相
比较高载荷的上升较慢。由此，第1构件10的纵壁121、122与第2构件20的纵壁221、222之间的间隙g的大小优选为2.0mm以下。
[0142]
附图标记说明
[0143]
100、100a、构造构件；10、第1构件；11、顶板(第1顶板)；121、122、纵壁(第1纵壁)；131、132、凸缘(第1凸缘)；151、152、棱线部(第1棱线部)；20、20a、第2构件；21、21a、顶板(第2顶板)；221、222、纵壁(第2纵壁)；231、232、凸缘(第2凸缘)；251、252、棱线部(第2棱线部)；30、限制部；31、31a、加强筋；313、角部。

技术特征：
1.一种构造构件，其是具有长条形状的移动体用构造构件，其中，该构造构件包括：第1构件，其沿着所述构造构件的长度方向延伸，包括：第1顶板；一对第1纵壁，其彼此相对地配置，所述一对第1纵壁的端缘彼此由所述第1顶板连结；一对第1凸缘，其相对于所述第1纵壁而言配置于与所述第1顶板相反的一侧，向所述第1纵壁的外侧突出；以及一对第1棱线部，其将所述第1纵壁和所述第1凸缘连结；第2构件，其沿着所述长度方向延伸，包括：第2顶板，其配置于所述第1纵壁的内侧，与所述第1顶板隔开间隔地相对；一对第2纵壁，其在所述第1纵壁的内侧沿着所述第1纵壁配置，所述一对第2纵壁的端缘彼此由所述第2顶板连结；一对第2凸缘，其相对于所述第2纵壁而言配置于与所述第2顶板相反的一侧，向所述第2纵壁的外侧突出，与所述第1凸缘分别接合；以及一对第2棱线部，其将所述第2纵壁和所述第2凸缘连结；以及限制部，其设于所述一对第2纵壁之间，限制所述一对第1纵壁的靠所述第1凸缘侧的部分相互靠近的变形。2.根据权利要求1所述的构造构件，其中，所述第1纵壁与所述第2纵壁之间的间隙的大小为2.0mm以下。3.根据权利要求1或2所述的构造构件，其中，所述限制部是多个加强筋，该多个加强筋分别从所述第2顶板向与所述第1顶板相反的一侧突出，从所述第2纵壁中的一个第2纵壁向另一个第2纵壁延伸而连接于各个所述第2纵壁。4.根据权利要求3所述的构造构件，其中，在与所述长度方向和所述第1纵壁彼此相对的方向这两个方向垂直的方向上，所述多个加强筋各自的高度为所述第2纵壁的高度的50％以下。5.根据权利要求3或4所述的构造构件，其中，所述多个加强筋中的相邻的加强筋之间的所述长度方向上的间隔小于45.0mm。6.根据权利要求3～5中任一项所述的构造构件，其中，所述多个加强筋中的至少一部分加强筋从所述第2纵壁中的一个第2纵壁连续地延伸至另一个第2纵壁。7.根据权利要求6所述的构造构件，其中，所述多个加强筋全部从所述第2纵壁中的一个第2纵壁连续地延伸至另一个第2纵壁。8.根据权利要求3～7中任一项所述的构造构件，其中，所述多个加强筋在所述第2构件的全长范围内以均匀的间隔配置。9.根据权利要求3～7中任一项所述的构造构件，其中，所述多个加强筋在所述第2构件的全长范围内不均匀地配置。10.根据权利要求3～9中任一项所述的构造构件，其中，所述多个加强筋在所述构造构件的纵向剖视时分别具有向与所述第1顶板相反的一侧凸出的曲线状。11.根据权利要求3～9中任一项所述的构造构件，其中，所述多个加强筋在所述构造构件的纵向剖视时分别具有由相邻的直线状的部分形成的角部。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的构造构件，其中，所述限制部与所述第2构件一体地形成。13.根据权利要求1～11中任一项所述的构造构件，其中，所述限制部包含于相对于所述第2构件独立的构件。

技术总结
构造构件(100)包括第1构件(10)、第2构件(20)和限制部(30)。第1构件(10)包括顶板(11)、纵壁(121、122)、凸缘(131、132)和棱线部(151、152)。第2构件(20)包括顶板(21)、纵壁(221、222)、凸缘(231、232)和棱线部(251、252)。第2构件(20)的纵壁(221、222)在第1构件(10)的纵壁(121、122)的内侧沿着纵壁(121、122)配置。第2构件(20)的凸缘(231、232)与第1构件(10)的凸缘(131、132)分别接合。限制部(30)设于第2构件(20)的纵壁(221、222)之间。限制部(30)限制第1构件(10)的纵壁(121、233)的靠凸缘(131、132)侧的部分相互靠近的变形。侧的部分相互靠近的变形。侧的部分相互靠近的变形。


技术研发人员：大野敦史
受保护的技术使用者：日本制铁株式会社
技术研发日：2021.12.24
技术公布日：2023/9/9