CN113557190B - 车辆骨架构件 - Google Patents

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Abstract

车辆骨架构件(10)具备帽构件(1)、封闭板(2)、加强构件(6)以及多个焊接部(31)。帽构件(1)具备第1顶板(1a)、两个第1纵壁(1b)以及两个凸缘(1c)。加强构件(6)具备第2顶板(6a)和两个第2纵壁(6b)。多个焊接部(31)将第1纵壁(1b)与第2纵壁(6b)接合。将第1纵壁(1b)与第2纵壁(6b)接合的多个焊接部(31)在所述第1纵壁(1b)位于比第1顶板(1a)与封闭板(2)的中间面(C1)靠封闭板(2)侧的位置。在多个焊接部(31)之间具有加强构件(6)的端部(4)。

Description

车辆骨架构件
技术领域
本发明涉及一种包括加强构件的车辆骨架构件。
背景技术
例如对像B柱、下边梁那样的车辆骨架构件要求耐冲击性。例如在日本特开2011-37291号公报(专利文献1)中公开了前立柱构造。在该前立柱构造中，通过截面呈帽形状的前立柱外部与立柱加强件下部的接合，来形成朝向车辆宽度方向内侧开口的开放截面构造的前立柱下部。立柱加强件下部的前壁和凸缘是比其他部分强度高的厚板部。
另外，在日本特开2014-73769号公报(专利文献2)中公开了车身构造。在该车身构造中，中柱内板的端缘部、中柱外加强件的端缘部以及侧外板的端缘部叠合并且通过点焊而接合。中柱外加强件由高强度钢板形成。在中柱外加强件的端缘部，在点焊部之间设有沿着端缘长度方向形成为波形的波形形状部。在端缘部沿着端缘长度方向向拉伸方向变形的情况下，波形形状部能够在端缘长度方向上伸长。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-37291号公报
专利文献2：日本特开2014-73769号公报
发明内容
发明要解决的问题
发明人研究了用槽形的加强构件对具备帽构件和封闭板的车辆骨架构件进行加强的结构。加强构件优选为轻量。可知在为了高效地进行加强而用高强度材料形成加强构件的情况下，加强构件与帽构件的接合部容易成为断裂的起点。
本申请公开了在添加了高强度的加强构件的构造中能够高效地发挥加强效果的车辆骨架构件。
用于解决问题的方案
本发明的实施方式的车辆骨架构件具备帽构件、封闭板、加强构件以及多个焊接部。所述帽构件具备第1顶板、两个第1纵壁以及两个凸缘。所述第1顶板配置于所述两个第1纵壁之间。所述第1纵壁配置于所述顶板与所述凸缘之间。所述凸缘与所述封闭板接合。所述加强构件具备第2顶板和两个第2纵壁。所述第2顶板配置于两个所述第2纵壁之间。所述第1纵壁与所述第2纵壁叠合。所述多个焊接部将所述第1纵壁与所述第2纵壁接合。将所述第1纵壁与所述第2纵壁接合的所述多个焊接部在所述第1纵壁位于比所述第1顶板与所述封闭板的中间面靠封闭板侧的位置。所述第2纵壁的拉伸强度比所述第1纵壁的拉伸强度大。所述第2纵壁的与所述第2顶板相反的一侧的端部是所述加强构件的端部。在所述多个焊接部之间具有所述加强构件的端部。
发明的效果
根据本申请公开，能够提供一种车辆骨架构件，该车辆骨架构件在添加了高强度的加强构件的构造中能够高效地发挥加强效果。
附图说明
图1A是表示本实施方式的构造构件的结构的立体图。
图1B是从y方向观察图1A所示的构造构件的侧视图。
图1C是从x方向观察图1A所示的构造构件的主视图。
图2是表示不连续部的配置例的图。
图3是表示不连续部的配置例的图。
图4是表示不连续部的配置例的图。
图5是表示不连续部的变形例的图。
图6是表示不连续部的变形例的图。
图7是表示不连续部的变形例的图。
图8是表示不连续部的变形例的图。
图9是表示不连续部的变形例的图。
图10是表示不连续部的变形例的图。
图11是表示构造构件的截面形状的变形例的剖视图。
具体实施方式
发明人研究了作为车辆骨架构件，在将帽构件与封闭板接合而成的闭合截面构造中添加槽形的加强构件来进行加强的结构。加强构件优选为轻量。因此，尝试了针对加强构件使用比帽构件强度高的高强度材料。而且，研究了高强度材料的加强构件的高效的配置。其结果为，想到了在比帽构件与封闭板的接合部和帽构件的顶板的中间面靠近封闭板的部分将帽构件的纵壁与加强构件接合的结构。根据该结构，有可能高效地得到加强效果。为了在使车辆骨架构件弯曲压溃变形时高效地吸收能量，需要使帽构件的纵壁塑性变形来做功。通过将加强构件配置于比帽构件的纵壁的高度的中间的位置靠近封闭板的位置并且与纵壁接合，能够引起纵壁的塑性变形，从而能够高效地吸收能量。在此，通过使加强构件的强度比帽构件的纵壁的强度强，能够更高效地吸收能量。
但是，在上述的结构中，可知在对帽构件的顶板施加冲击的情况下，容易产生将帽构件与加强构件接合的焊接部成为起点的断裂。在具有高强度的加强构件与帽构件的接合为焊接的情况下，存在加强构件的焊接部的周围软化的情况。将软化部称为HAZ软化部。
在将像这样的高强度材料作为加强构件添加而得到的帽构件应用于汽车的车身骨架部件的情况下，在汽车的碰撞时会在加强构件与帽构件的焊接部的HAZ软化部产生应变集中，存在产生以HAZ软化部为起点的断裂的情况。更详细来说，通过使加强构件比帽构件强度高，使得在加强构件容易产生HAZ软化。
发明人对以加强构件与帽构件的接合部为起点的断裂的机理进行了研究。其结果为，发现在将加强构件与帽构件接合的焊接部位于比中立面靠拉伸侧的位置的情况下，在焊接部施加帽构件的长度方向上的拉伸力，从而容易产生以HAZ软化部为起点的断裂。即，通过将焊接部配置于比帽构件的纵壁的高度的中间的位置靠近封闭板的位置来提高弯曲变形时的能量吸收效率，使得在焊接部容易产生帽构件的长度方向上的拉伸力。因此，产生由拉伸力引起的向HAZ软化部的应变集中，从而容易产生以HAZ软化部为起点的断裂。
基于该见解，发明人想到了在将帽构件与加强构件接合的多个焊接部设定于比帽构件的纵壁的高度的中间的位置靠近封闭板的位置的结构中，在多个焊接部之间设置加强构件的缺口、孔等。即，想到了在焊接部之间配置加强构件的端部的结构。由此，即使在相邻的接合部之间加载有帽构件的长度方向上的拉伸力的情况下，利用相邻的接合部之间的加强构件的端部，也使拉伸力缓和。根据该结构，在多个焊接部之间加载有拉伸力的情况下，能够抑制向HAZ软化部的应变集中。因此能够抑制以HAZ软化部为起点的断裂。作为结果，能够高效地发挥加强构件的加强效果。
(结构1)
本发明的实施方式的车辆骨架构件具备帽构件、封闭板、加强构件以及多个焊接部。所述帽构件具备第1顶板、两个第1纵壁以及两个凸缘。所述第1顶板配置于所述两个第1纵壁之间。所述第1纵壁配置于所述顶板与所述凸缘之间。所述凸缘与所述封闭板接合。所述加强构件具备第2顶板和两个第2纵壁。所述第2顶板配置于两个所述第2纵壁之间。所述第1纵壁与所述第2纵壁叠合。所述多个焊接部将所述第1纵壁与所述第2纵壁接合。将所述第1纵壁与所述第2纵壁接合的所述多个焊接部在所述第1纵壁位于比所述第1顶板与所述封闭板的中间面靠封闭板侧的位置。所述第2纵壁的拉伸强度比所述第1纵壁的拉伸强度大。所述第2纵壁的与所述第2顶板相反的一侧的端部是所述加强构件的端部。在所述多个焊接部之间具有所述加强构件的端部。
根据上述结构，将帽构件与加强构件接合的多个焊接部位于比帽构件的第1顶板与封闭板的中间面靠封闭板侧的位置。加强构件的第2纵壁的强度比帽构件的第1纵壁的强度高。由此，在车辆骨架构件从第1顶板的外侧受到与第1顶板垂直的力而变形时，加强构件与帽构件一起变形。此时，利用加强构件使对变形的抵抗升高。像这样，帽构件和加强构件承受载荷，并且引起纵壁的塑性变形。因此，车辆骨架构件能够在弯曲压溃变形时高效地吸收能量。另外，在车辆骨架构件受到与第1顶板垂直的力而变形的情况下，在多个焊接部之间产生帽构件的长度方向上的拉伸力。通过使加强构件的强度比帽构件的强度高，使得在焊接部的周围容易产生HAZ软化部。当由拉伸力引起的应变集中在HAZ软化部时，产生以HAZ软化部为起点的断裂。但是，在上述结构中，在多个焊接部之间具有加强构件的端部。即，加强构件的焊接部之间被切断。加强构件的端部例如可以是加强构件切口或孔的缘部。由此，能够缓和作用于多个焊接部之间的拉伸力。因此，能够使在车辆骨架构件的变形时以焊接部为起点的断裂不易发生。另外，焊接部之间的加强构件的端部是第2纵壁的与第2顶板相反的一侧的端部。由此，在焊接部之间，第2纵壁形成为从第2顶板延伸到焊接部之间的区域。因此，与第2纵壁形成为从第2顶板延伸到凸缘的情况相比，加强构件所覆盖的区域变小。即，能够用较少的加强构件实现高效的能量吸收。作为结果，能够高效地发挥加强构件的加强效果。
在上述结构1中，也可以是，所述第1顶板与所述第2顶板叠合。由此，能够进一步提高加强构件所带来的加强效果。在该情况下，也可以设有将所述第1顶板与所述第2顶板接合的焊接部。由此，能够更进一步提高加强构件所带来的加强效果。此外，在两个构件叠合的状态下，两个构件至少在局部接触。
(结构2)
在上述结构1的基础上，优选为，所述加强构件的端部横穿相邻的所述焊接部之间的区域。由此，更容易得到缓和作用于热影响部(HAZ软化部)的拉伸力的效果。此外，相邻的所述焊接部是指在所述多个焊接部中的至少一对相邻的焊接部。在加强构件的端部不横穿相邻的焊接部之间的区域的情况下，加强构件的端部的最靠近第1顶板的位置存在于相邻的焊接部之间的区域内。与加强构件的端部不横穿相邻的焊接部之间的区域的情况相比，在加强构件的端部横穿所述区域的情况下，相邻的焊接部之间的帽构件的长度方向上的拉伸力的缓和效果显著提高。
所述第2顶板也可以位于所述第1纵壁的比所述第1顶板与所述封闭板的中间面靠所述第1顶板侧的位置。由此，第2纵壁从比中间面靠近第1顶板的位置配置到比中间面靠近封闭板的位置。因此，加强构件所带来的第1纵壁的加强效果提高。作为结果，车辆骨架构件能够在弯曲压溃变形时更高效地吸收能量。
(结构3)
在上述结构2的基础上，优选为，所述加强构件的端部横穿相邻的所述焊接部之间的区域，进而延伸到所述第1纵壁的比所述第1顶板与所述封闭板的中间面靠近所述第1顶板的位置。即，加强构件的端部也可以从焊接部之间的区域到达比中间面靠近第1顶板的区域。在构造构件从第1顶板的外侧受到与第1顶板垂直的力而变形的情况下，由于第1纵壁的中间面的位置靠近中性轴，因此帽构件的长度方向上的拉伸力变小。拉伸力随着从中间面靠近封闭板而变大。通过使加强构件的端部形成为延伸到比中间面靠第1顶板侧的位置，从而将加强构件的端部配置为包括能够产生变形时的拉伸力的区域。由此，能够进一步提高缓和作用于多个焊接部之间的拉伸力的效果。
也可以设为，所述加强构件的端部在相邻的所述焊接部之间延伸到所述第1纵壁的比所述第1顶板与所述封闭板的中间面靠近所述第1顶板的位置，且未到达所述第2顶板。即，也可以构成为，所述加强构件的端部在相邻的焊接部之间未到达第2顶板与第2纵壁之间的棱线。而且，换言之也可以构成为，所述加强构件的端部位于相邻的所述焊接部之间的区域和所述中间面与所述第2顶板之间的区域这两者。由此，能够确保加强构件的第2顶板与第2纵壁之间的棱线所带来的加强效果，并且能够提高焊接部间的拉伸力的缓和效果。
在该结构中，加强构件的端部的最靠近第2顶板的位置与所述中间面的距离HT优选为(2/3)h以下(HT≤(2/3)h)。在此，h是所述第2顶板与所述中间面之间的距离h。由此，能够更可靠地确保加强构件的第2顶板与第2纵壁之间的棱线所带来的加强效果，并且能够提高焊接部之间的拉伸力的缓和效果。此外，在第2顶板与第2纵壁之间的棱线具有R形状(圆角)的情况下，将R形状的第2纵壁侧的端与中间面之间的距离设为上述距离h。
将第1顶板与封闭板的中间面和第1纵壁的外表面的交线设为中间线。将第1纵壁的中间线设为在与帽构件的长度方向垂直的截面中从第1纵壁的第1顶板侧的端到凸缘侧的端的在与凸缘的面垂直的方向上的高度的中间(1/2)的位置。第1纵壁的比所述中间面靠封闭板侧的位置是第1纵壁的比所述中间线靠近封闭板的位置。第1纵壁的比所述中间面靠第1顶板侧的位置是第1纵壁的比所述中间线靠近第1顶板1的位置。在第1顶板与第1纵壁之间的棱线的截面形状具有R形状(圆角)的情况下，将在决定中间线时的第1纵壁的第1顶板侧的端设为棱线的R形状的第1顶板侧的端。在第1纵壁与凸缘之间的棱线的截面形状具有R形状(圆角)的情况下，将第1纵壁的凸缘侧的端设为R形状的凸缘侧的端。
此外，帽构件和加强构件也可以在长度方向上弯曲。在该情况下，帽构件的第1顶板与第1纵壁之间的棱线和第1纵壁与凸缘之间的棱线中的至少一者弯曲地延伸。帽构件的第1顶板与第1纵壁之间的棱线和第1纵壁与凸缘之间的棱线既可以平行，也可以不平行。
此外，帽构件的第1顶板和第1纵壁既可以由平板形成，也可以是在平板的局部具有凹凸的形状。加强构件的第2顶板和第2纵壁既可以由平板形成，也可以是在平板的局部具有凹凸的形状。帽构件的第1顶板与凸缘既可以平行，也可以不平行。
(结构4)
在结构1～3中的任一者的基础上，可以是，所述第1纵壁以在相邻的所述焊接部之间不配置所述第1纵壁的端部的方式形成。也可以是，在相邻的所述焊接部之间，所述加强构件的端部与所述第1纵壁重叠。在该情况下，帽构件的第1纵壁跨整个相邻的焊接部之间的区域地无间断地连续地配置。由此，强度比加强构件的强度低的帽构件的第1纵壁能够适当地加强承受由焊接部之间的拉伸力引起的变形的功能。加强构件的第2纵壁能够缓和焊接部之间的拉伸力，同时构造构件作为整体能够进一步承受弯曲变形地变形。通过这些帽构件的第1纵壁与加强构件的第2纵壁协同地承受地变形，能够更高效地进行能量吸收。
(结构5)
在上述结构1～4中的任一者的基础上，优选为，穿过所述多个焊接部之间的所述加强构件的端部未到达所述第2顶板与所述第2纵壁之间的棱线。通过设为加强构件的端部不切断棱线的结构，与加强构件的端部到达棱线的情况相比，能够提高加强构件的强度。此外，在所述第2顶板与所述第2纵壁之间的棱线是具有R形状(圆角)的形状的情况下，即，在所述第2顶板与所述第2纵壁之间的角的部分的外表面是成为曲面的形状的情况下，将R形状(圆角)的部分的第2纵壁侧的端设为棱线的位置。
(结构6)
在上述结构1～5中的任一者的基础上，也可以是，所述第2纵壁的拉伸强度为1100MPa以上。另外，从进一步提高加强效果的观点来看，第2纵壁的拉伸强度优选为1180MPa以上。
(结构7)
在上述结构1～6中的任一者的基础上，优选为，所述第1纵壁的拉伸强度为980MPa以下。由此，在帽构件的第1纵壁处的焊接部，能够抑制以HAZ软化部为起点的断裂的产生。从相同的观点来看，也可以将帽构件的第1纵壁的拉伸强度设为小于1100MPa。此外，从提高对变形的承受力的观点来看，第1纵壁的强度优选为较高。例如，也可以将第1纵壁的拉伸强度设为1100MPa以上。第1纵壁的拉伸强度的上限没有特别地限定，但例如也可以将第1纵壁的拉伸强度设为小于1180MPa。
(结构8)
具备上述结构1～7中的任一车辆骨架构件的车辆骨架也是本发明的实施方式之一。在所述车辆骨架中，也可以是，所述第1顶板面配置于车辆外侧，所述封闭板配置于车辆内侧。由此，能够形成具有相对于来自车辆的外侧的冲击而言的耐冲击性的车辆骨架。
此外，加强构件也可以配置于由帽构件和封闭板形成的闭合截面构造的外侧。或者，加强构件也可以配置于闭合截面构造的内侧，即，帽构件与封闭板之间。
[实施方式]
图1A是表示本实施方式的构造构件10的结构的立体图。图1B是从与长度方向和高度方向垂直的方向(y方向)观察图1A所示的构造构件10的侧视图。图1C是从长度方向观察图1A所示的构造构件10的主视图。
构造构件10具备帽构件1、封闭板2以及加强构件6。帽构件1具有帽型的截面。帽构件1的局部与封闭板2的局部相互叠合地接合。帽构件1与封闭板2相互接合而形成闭合截面构造。加强构件6的局部与帽构件1的局部相互接合。
如图1A所示，帽构件1具有第1顶板1a、两个第1纵壁1b以及两个凸缘1c。两个第1纵壁1b从第1顶板1a的两端延伸，彼此相对。两个凸缘1c分别在两个第1纵壁1b从第1纵壁1b的与第1顶板1a侧的一端部相反的一侧的另一端部向相互远离的方向延伸。即，两个凸缘1c从两个第1纵壁1b的另一端部在两个第1纵壁1b的相对方向上向外侧延伸。两个凸缘1c与封闭板2叠合地接合。封闭板2与两个凸缘1c利用多个焊接部33而接合。作为一例，焊接部33是点焊的焊接部。
第1顶板1a与两个第1纵壁1b的分界部分(肩部)成为帽构件1的弯折部。该弯折部形成沿构造构件10的长度方向(x方向)延伸的棱线。两个第1纵壁1b各自与各凸缘1c的分界部分成为帽构件1的弯折部。该弯折部也形成沿x方向延伸的棱线。
加强构件6是具备第2顶板6a和两个第2纵壁6b的槽形构件。两个第2纵壁6b从第2顶板6a的两端延伸。即，在两个第2纵壁6b之间配置有第2顶板6a。两个第2纵壁6b彼此相对。第2顶板6a与帽构件1的第1顶板1a叠合。第2顶板6a利用与第1顶板1a的焊接部32而与第1顶板1a接合。第2纵壁6b与第1纵壁1b叠合。第2纵壁6b利用多个焊接部31与帽构件1的第1纵壁1b接合。作为一例，焊接部31、32是点焊的焊接部。加强构件的第2纵壁6b具有比帽构件1的第1纵壁1b的拉伸强度高的拉伸强度。
如图1B和图1C所示，将第1纵壁1b与第2纵壁6b接合的多个焊接部31位于比第1顶板1a与封闭板2的中间面C1靠封闭板2侧的位置。中间面C1与第1顶板1a之间的距离和中间面C1与封闭板2之间的距离相等。在本实施方式中，中间面C1与对第1顶板1a沿垂直的方向施加载荷的情况下的中性轴大致重叠。中性轴是在构件产生弯曲力矩的情况下构件的长度方向上的拉伸力与压缩力平衡从而应力变为零的位置。在弯曲力矩产生于构件的情况下，中性轴上的应力变为零，随着从中性轴向拉伸侧远离而拉伸力变大，随着从中性轴向压缩侧远离而压缩力变大。通过在比中间面C1靠封闭板2侧的位置配置焊接部31，使得在对第1顶板1a施加冲击的情况下，在焊接部31之间产生拉伸力。在图1C所示的例子中，中间面C1位于第1纵壁1b的在与第1顶板1a(凸缘1c的面)垂直的方向上的高度H的二分之一(H/2)的高度处。
另外，由于焊接部31位于比中间面C1靠近封闭板2的位置，因此在由于与第1顶板1a垂直的方向上的载荷而使构造构件10变形时，帽构件1和加强构件6承受载荷，并且容易引起纵壁1b的塑性变形。另外，第2纵壁6b的拉伸强度比第1纵壁1b的拉伸强度大，因此一定程度地承受载荷，并且纵壁1b变形。其结果为，在构造构件10由于载荷而变形时，能够高效地吸收能量。另外，在图1A～图1C所示的例子中，加强构件6支承纵壁1b的高度方向的一半以上。由此，构造构件10在变形时能够更高效地吸收能量。
在图1A～图1C所示的例子中，加强构件6的第2顶板6a位于比中间面C1靠近第1顶板1a的位置。即，加强构件6以跨中性轴附近的区域的方式设置。由此，加强构件6对第1纵壁1b的加强效果进一步提高。另外，在构造构件10的变形时，加强构件6的第2顶板6a和第2纵壁6b的棱线承受压缩力并且变形。因此，能够提高构造构件10的变形时的能量吸收效率。
在本实施方式中，作为一例，帽构件1的第1纵壁1b的拉伸强度为980MPa以下。作为一例，加强构件6的拉伸强度为1100MPa以上。例如，加强构件6可以由含有马氏体组织的钢板形成。加强构件6使用热冲压材料或超高强度材料。构件的强度越高，越容易在焊接部31、32、33的周围形成由于焊接的热的影响而软化的HAZ软化部。在拉伸强度小于1100MPa的帽构件1中，不易发生以HAZ软化部为起点的断裂。在拉伸强度为980MPa以下的帽构件1中，更加不易发生以HAZ软化部为起点的断裂。与此相对，在拉伸强度为1100MPa以上的加强构件6中，以HAZ软化部为起点的断裂容易产生。特别地，在加强构件6的第2纵壁6b的焊接部31之间产生拉伸力的情况下，焊接部31的以HAZ软化部为起点的断裂容易产生。
此外，帽构件1(第1纵壁1b)和加强构件6(第2纵壁6b)的强度的范围不限定于上述例子。例如，也可以将帽构件1(第1纵壁1b)的拉伸强度设为小于1100MPa，将加强构件6(第2纵壁6b)的拉伸强度设为1100MPa以上。由此，能够提高加强构件6的强度从而提高对变形的承受力，并且能够使HAZ软化部在帽构件1不易产生，从而能够减少以HAZ软化部为起点的断裂的风险。另外，为了进一步提高对变形的承受力，例如也可以将加强构件6(第2纵壁6b)的拉伸强度设为1180MPa以上，将帽构件1(第1纵壁1b)的拉伸强度设为小于1180MPa。在这些情况下，也能够得到变形时的能量吸收的效率化和焊接部之间的拉伸力的缓和的效果。
在将第1纵壁1b与第2纵壁6b接合的多个焊接部31之间具有加强构件6的端部4。该加强构件的端部4也是第2纵壁6b的与第2顶板6a相反的一侧的端部。即，加强构件的端部4是第2纵壁6b的靠封闭板2侧的端部。在图1A和图1B所示的例子中，加强构件6的端部4是加强构件6的缺口的缘部。换言之，在相邻的焊接部31之间配置有使加强构件6成为不连续部的部分即加强构件6的端部4。加强构件6的处于相邻的焊接部31之间的部分被端部4切断。
在由于对第1顶板1a的冲击而使构造构件10弯曲变形时产生的焊接部31之间的拉伸力利用加强构件6的处于焊接部31之间的端部4而缓和。即，加强构件6的处于焊接部31之间的端部4使向加强构件6的第2纵壁6b施加的拉伸力不易在相邻的焊接部31之间传递。例如，在构造构件10在与第1顶板1a垂直的方向上受到外力而弯曲变形时，在相邻的某两个焊接部31之间作用有使加强构件6在长度方向上拉伸的拉伸力。在该情况下，由于在一个焊接部31和与其相邻的焊接部31之间具有加强构件6的端部4，因此向一个焊接部31施加的力不易向相邻的焊接部31传递。因此，加强构件6能够在相邻的两个焊接部31不相互拘束的情况下变形。由此抑制向焊接部31的周围的HAZ软化部的应变集中。其结果为，以焊接部31的周围的HAZ软化部为起点的断裂不易产生。
此外，作为缓和焊接部之间的拉伸力的方法，例如也考虑到使第1纵壁1b和第2纵壁6b的处于焊接部31之间的部分具有挠曲，使得在产生拉伸力的情况下第1纵壁1b和第2纵壁6b的处于焊接部31之间的部分能够在拉伸方向上伸长。但是，在该情况下，当挠曲完全伸长时，之后在焊接部31加载有拉伸力而使应变集中。在该情况下，不能得到焊接部31的断裂抑制效果。与此相对，像本实施方式那样，通过设为在焊接部31之间配置加强构件6的端部的结构，能够更可靠地抑制焊接部31的断裂。
在图1A和图1B所示的例子中，帽构件1的第1纵壁1b以在相邻的焊接部31之间不配置第1纵壁1b的端部的方式形成。即，在第1纵壁1b的处于相邻的焊接部31之间的部分不存在例如孔、缺口或切口等成为不连续部的部分。在该情况下，第1纵壁1b在相邻的焊接部31之间的区域中整体且连续地形成。另外，在相邻的焊接部31之间，加强构件6的端部4与第1纵壁1b重叠。
像这样，在焊接部31之间的区域中，强度比加强构件的强度低的帽构件1的第1纵壁1b连续地存在，更高强度的加强构件6不连续。利用该结构，针对在构造构件的变形时在焊接部31之间产生的拉伸力，能够利用强度比加强构件6的第2纵壁6b的强度低的第1纵壁1b产生承受变形的力。因此，能够对由拉伸引起的变形适当地产生承受力，并且使拉伸力不会过度地加载于焊接部31之间。与此相对，例如在构成为使第1纵壁1b和第2纵壁6b的处于焊接部31之间的部分具有挠曲而能够在拉伸方向上伸长的情况下，在挠曲在拉伸方向上伸长期间，几乎不产生对拉伸的承受力。因此，本实施方式的在焊接部之间配置加强构件的端部的结构与使焊接部之间具有挠曲的结构相比，作为构造构件整体对变形的承受力增强。
第2纵壁6b在比中间面C1靠封闭板2侧的位置，在焊接部31之间具有端部，具有成为在长度方向(棱线方向)上不连续的部分。另一方面，在比中间面C1靠第1顶板1a侧的位置，具有第2纵壁6b在长度方向(棱线方向)上连续的即一体地连接的部分。即，在比中间面C1靠第1顶板1a侧的位置，存在第2纵壁6b跨整个长度方向(棱线方向)地与第1纵壁1b重叠的区域。在本实施方式中，作为一例，中间面C1与中性轴重叠。在由相对于第1顶板1a的垂直的载荷引起的构造构件10的变形时，在比中间面C1靠近第1顶板1a的区域中产生压缩力。在比中间面C1靠近封闭板2的区域中产生拉伸力。在本实施方式中，在变形时产生压缩力的区域中，连续地形成加强构件6，在产生拉伸力的区域中，将加强构件6与帽构件1接合，且使加强构件6形成为局部不连续。由此，构造构件10在由于载荷而变形时，能够高效地吸收能量。
第2纵壁6b的端部即加强构件6的端部未到达凸缘1c。由此，在比中间面C1靠封闭板2侧的位置存在第2纵壁6b跨整个长度方向(棱线方向)不与第1纵壁1b重叠的区域。像这样，能够使加强构件6在第1纵壁1b的变形时拉伸力变大的区域中的量比加强构件6在第1纵壁1b的变形时压缩力变大的区域中的量少。由此，在构造构件10由于载荷而变形时，能够高效地吸收能量。另外，与将加强构件6设于第1纵壁1b的整个面的情况相比，能够减少加强构件6的量。能够用较少的加强构件6提高变形时的能量吸收。
此外，在图1A和图1B所示的例子中，加强构件6跨帽构件1的整个长度方向地配置，但加强构件6也可以配置于帽构件1的长度方向上的局部。例如，也可以仅在帽构件1的整个长度方向中的想要加强的部分设置加强构件6。
在图1B所示的例子中，加强构件6的端部4横穿相邻的焊接部31之间的区域，进而延伸到比中间面C1靠近第1顶板1a的位置。即，加强构件6的端部4以从比中间面C1靠近封闭板2的区域到达至比中间面C1靠近第1顶板1a的区域的方式形成。帽构件1的中间面C1的附近靠近中性轴，因此变形时的拉伸力较小，越从中间面C1向封闭板2远离，拉伸力越大。通过使端部4延伸到比中间面C1靠近第1顶板1a的位置，能够将端部4配置为包括在变形时能够产生拉伸力的区域。由此，能够进一步提高由拉伸的应力集中引起的焊接部的断裂的抑制效果。
在图1B所示的例子中，在相邻的焊接部31之间，加强构件6的端部4以从比中间面C1靠近封闭板2的区域进入比中间面C1靠近第1顶板1a的区域再返回到比中间面C1靠近封闭板2的区域的方式延伸。由此，端部4所形成的缺口的顶端部(朝向第1顶板1a凹陷的凹部)的最靠近第1顶板1a的部分位于比中间面C1靠近第1顶板1a的区域。在比中间面C1靠近第1顶板1a的位置，在弯曲变形时，拉伸力变小或产生压缩力。因此，缺口的顶端部不易成为裂纹的起点。像这样，能够将加强构件6的端部4以跨中间面C1的方式配置，且能够将端部4的最靠近第1顶板1a的部分配置于比中间面C1靠近第1顶板1a的区域。由此，端部4的顶端部不易成为裂纹的起点。作为结果，能够使加强构件6不易破裂。
在图1B所示的例子中，在相邻的焊接部31之间，加强构件6的端部4未到达第2顶板6a。即，加强构件6的端部4未到达第2顶板6a与第2纵壁6b之间的棱线。加强构件6的端部4的顶端部的最靠近第1顶板1a的部分位于中间面C1与棱线之间。通过加强构件6的第2顶板6a与第2纵壁6b之间的棱线承受压缩力，有助于相对于构造构件10整体的冲击而言的强度的提高。因此，通过设为端部4未到达棱线的结构，能够确保棱线所带来的加强效果。通过将端部4的最靠近第1顶板1a的部分配置于中间面C1与第2顶板6a之间，能够确保加强效果，并且提高拉伸力的缓和效果。
本实施方式是中性轴与中间面C1大致重叠的情况下的例子。中性轴也可以不与中间面C1严格地一致。即使在中性轴从中间面C1稍微偏移的情况下，也能够得到以中间面C1为基准的上述的加强构件4的端部的配置所带来的效果。这是因为，即使中间面C1相对于中性轴偏移，在由与第1顶板1a垂直的载荷引起的构造构件10的变形时，在第1纵壁1b和第2纵壁6b，随着从中间面C1的附近靠近第1顶板1a而压缩力变大且随着从中间面C1靠近封闭板2而拉伸力变大的倾向也不改变。另外，在第1纵壁1b和第2纵壁6b，靠近中间面C1的区域由于靠近中性轴，因此压缩力和拉伸力均较小。即使在中性轴从中间面C1稍微偏移的情况下，也能够得到在相邻的焊接部31之间使加强构件6的端部4延伸到比中间面C1靠近第1顶板1a的位置而形成的效果。
<加强构件的端部的结构例>
图2～图4是表示焊接部之间的加强构件6的端部4的结构例的图。在图2所示的例子中，从y方向(与第1纵壁大致垂直的方向)观察，端部4以横穿由相邻的焊接部31夹着的区域(相邻的焊接部31之间的区域)的方式形成。由此，能够进一步提高端部4所带来的对以焊接部31周围的HAZ软化部为起点的断裂的抑制效果。此外，在图2中，由相邻的焊接部31夹着的区域是将相邻的焊接部31的z方向上的一端彼此连结的线L1与将相邻的焊接部31的z方向上的另一端彼此连结的线L2之间的区域。
在图3所示的例子中，在由相邻的焊接部31夹着的区域内配置有端部4的上端(最靠近第2顶板6a的一端)4a。像这样，即使加强构件6的端部4不横穿由相邻的焊接部31夹着的区域，也可以在该区域的局部配置加强构件6的端部4。在该情况下，也能够得到加强构件6的端部4所带来的对以焊接部31的周围的HAZ软化部为起点的断裂的抑制效果。
在图4所示的例子中，加强构件6的端部4以与连结相邻的焊接部31的中心的线LC交叉的方式配置。由此，能够进一步提高加强构件6的端部4所带来的对以焊接部31的周围的HAZ软化部为起点的断裂的抑制效果。
图5是表示加强构件6的端部4的另一结构例的图。在图5所示的例子中，端部4的最靠近第2顶板6a的位置位于中间面C1与第2顶板6a之间的区域。在图5所示的例子中，加强构件的端部4的最靠近第2顶板6a的位置与中间面C2的距离HT成为(2/3)h。在此，h是第2顶板6a与中间面C1之间的距离h。由此，加强构件6的端部4配置为与第2顶板6a分离一定程度的距离。像这样，通过设为HT≤(2/3)h，确保加强构件6的第2顶板6a与第2纵壁6b之间的棱线的加强效果。从该观点来看，更优选为HT≤(1/2)h，进一步优选为HT≤(1/4)h。
在图2～图5所示的例子中，端部4成为缺口的缘部。在该情况下，缺口的形状不限定于如图2～图5所示那样的具有两个直角的角的形状。例如，如图6和图7所示，也可以使缺口的缘部的形状成为不具有角的形状，或具有带有R形状(圆角)的角的形状。由此，端部4不易成为裂纹的起点。
在图6所示的例子中，端部4的缺口的缘部包括朝向第2顶板6a凹陷的曲线。具体来说，缺口的顶端部的缘部的形状成为向第2顶板6a侧凹陷的圆弧。
在图7所示的例子中，缺口的顶端部的缘部由直线部分4b和其两端的R形状(圆角)构成，且成为向第2顶板6a侧凹陷的形状。
图8和图9是加强构件6的处于焊接部31之间的端部4的变形例。在图2～图7所示的例子中，加强构件6的第2纵壁6b的缺口(狭缝)的缘部形成端部4。与此相对，在图8所示的例子中，加强构件6的第2纵壁6b的孔(贯通孔)的缘部形成端部4。在图9所示的例子中，加强构件6的切口形成端部4。在切口的部分，进入加强构件6的第2纵壁6b的内部的相对的两个面彼此以能够滑动的状态相互接触。
此外，也可以是，图8或图9所示的由贯通孔或切口的缘部形成的端部4也与图3相同地配置于由相邻的焊接部31夹着的区域的局部。另外，也可以是，与图4相同地，将由贯通孔或切口的缘部形成的端部4配置于连结相邻的焊接部31的中心之间的线LC的上侧。
图8所示的贯通孔是圆形，但贯通孔的形状不限定于此。例如也可以是，贯通孔的长度方向(棱线方向)上的尺寸比与该长度方向垂直的方向上的尺寸长。例如，如图10所示，贯通孔4的缘部也可以由沿长度方向延伸的两条直线4d和连结两条直线的端部并且向外侧凸出的曲线4e形成。
在图2～图5所示的例子中，加强构件6的处于第2纵壁6b处的焊接部31之间的端部4未到达第2纵壁6b与第2顶板6a之间的棱线。即，第2纵壁6b的焊接部31之间的端部4配置于未到达第2顶板6a的位置。由此，能够避免由于端部4导致加强构件6的弯曲刚度降低。此外，在图2、图3、图4以及图6所示的例子中，加强构件6的处于第2纵壁6b处的焊接部31之间的端部4从与第2顶板6a相反的一侧的端部起连续。
在本实施方式的构造构件10中，在对第1顶板1a施加与其垂直的冲击的情况下，在将帽构件1的第1纵壁1b与加强构件6的第2纵壁6b接合的多个焊接部31之间产生拉伸力。通过在加强构件6的第2纵壁6b的焊接部31之间配置加强构件6的端部4，能够使拉伸力分散。其结果为，抑制向焊接部31的周围的HAZ软化部的应变集中。其结果为，抑制以HAZ软化部为起点的断裂。
<帽构件、封闭板以及加强构件的变形例>
图11是表示构造构件的截面形状的变形例的剖视图。图1C所示的构造构件10a的截面形状是相对于封闭板2的垂直二等分面(包括x轴的面)呈左右对称的形状。与此相对，图11所示的构造构件10a不相对于封闭板2的垂直二等分面成为左右对称。图11所示的构造构件10a的帽构件1具有形状不同的两个第1纵壁1b。两个第1纵壁1b相对于凸缘1c的角度和z方向上的高度HR、HL彼此不同。
在图11所示的例子中，两个第1纵壁1b中的一个第1纵壁1b具有台阶。另外，两个第1纵壁1b中的另一个第1纵壁1b成为以外表面成为曲面的方式弯曲的形状。具体来说，上述另一个第1纵壁1b的从第1顶板1a延伸的部分的外表面成为曲面。
此外，第1顶板1a、第1纵壁1b、凸缘1c以及封闭板2的至少一个表面也可以不是平面而是设为曲面，不过未图示。即，也可以是，第1顶板1a、第1纵壁1b、凸缘1c以及封闭板2中的至少一者的表面的局部成为曲面。另外，加强构件6的第1顶板6a、第2纵壁6b的至少一个表面不是平面而是曲面。例如，也可以是，第2顶板6a和第2纵壁6b的表面的至少局部成为曲面。
在图11所示的例子中，封闭板2具有向从帽构件1远离的方向突出的形状。具体来说，封闭板2包括与帽构件1的凸缘1c叠合的两个部分2b和这两个部分2b之间的部分2a。该部分2a成为向从帽构件1远离的方向突出的形状。在该例子中，封闭板2的截面形状成为帽型。由此构成所谓的双帽形状的构造构件。此外，在图11所示的结构中，也可以是，封闭板2的与凸缘1c叠合的部分2a之间的部分2a不突出地由平板形成。
加强构件6配置于帽构件1与封闭板2之间。在图1所示的例子中，加强构件6配置于由帽构件1和封闭板2形成的闭合截面构造的外侧。与此相对，在图11所示的例子中，加强构件6配置于闭合截面构造的内侧。加强构件6的第2纵壁6b的外表面在与帽构件1的第1纵壁1b的内表面接触的状态下利用焊接部31而接合。焊接部31在两个第1纵壁1b分别位于比第1顶板1a与封闭板2的中间面C1靠封闭板2侧的位置。
在图11所示的例子中，加强构件6的第2顶板6a位于比中间面C1靠近第1顶板1a的位置。在该情况下，加强构件6的第2纵壁6b形成为从第2顶板6b延伸到比中间面C1靠近封闭板2的位置。此外，第2顶板6a也可以位于比中间面C1靠近封闭板2的位置。此外，在图11所示的例子中，加强构件6的端部，即，第2纵壁6b的与第2顶板6a相反的一侧的端部的最靠近封闭板2的部分位于中间面C1与封闭板2之间。
在一个第1纵壁1b，一个第1纵壁1b的从封闭板2到第1顶板1a的高度HL的二分之一的高度(HL/2)处的面成为中间面C1。在另一个第1纵壁1b也是，该另一个第1纵壁1b的从封闭板2到第1顶板1a的高度HR的二分之一的高度(HR/2)处的面成为中间面C1。
本实施方式的构造构件是车辆骨架构件。本实施方式的构造构件能够适当地用于设想由于弯曲而变形、破坏的弯曲压溃构件。在该情况下，构造构件能够设为在闭合截面构造添加了用于提高压缩侧的承受力的加强构件的结构。在上述例的构造构件10、10a中，能够作为设想由于向第1顶板1a的冲击而弯曲变形的车辆骨架构件来使用。在该情况下，以焊接部为起点的断裂不易产生。因此，能够得到不容易被破坏的车辆骨架构件。
作为车辆骨架构件的例子，举出称为前车架、后车架、下边梁、前立柱(A柱)、中柱(B柱)、横梁、纵梁、通道、保险杠加强件、其他各种加强件(加强构件)这些汽车构造体的车架类部件。这些汽车构造体在汽车碰撞时变形、破坏，因此本发明发挥效果。
例如，在将上述的构造构件10、10a应用于B柱的情况下，帽构件1成为外侧，封闭板2成为内侧，加强构件6成为加强件。在该情况下，构造构件10以帽构件1配置于车辆外侧且封闭板2配置于车辆内侧的方式安装于车辆。由此，来自车辆外侧的冲击向帽构件1的第1顶板1a输入。当由于该来自车辆外侧的冲击使构造构件10、10a弯曲变形时，在第1纵壁1b和第2纵壁6b的焊接部31之间产生拉伸力。由于在焊接部31之间配置有加强构件6的端部4，因此抑制向焊接部31附近的应变集中。由此，以焊接部31周边的HAZ软化部为起点的断裂不易产生。
例如也可以是，以构造构件10、10a的焊接部31排列的方向即第1纵壁1b的长度方向沿着车辆的外形的方式将构造构件10、10a配置于车辆。即也可以是，以构造构件10、10a的焊接部31排列的方向相对于来自车辆的外部的冲击大致正交的方式将构造构件10配置于车辆。由此，在构造构件10、10a受到来自车辆外部的冲击的情况下，能够高效地吸收能量。而且，能够使以焊接部31的周围的HAZ软化部为起点的断裂不易产生。像这样，将上述的构造构件作为车辆骨架构件的结构、包括上述的车辆骨架构件的车辆也包括在本发明的实施方式中。
以上对本发明的一个实施方式进行了说明，但上述的实施方式只不过是用于实施本发明的例示。因此，本发明不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内对上述的实施方式进行适当变形而实施。
附图标记说明
1、帽构件；2、封闭板；31、32、33、接合部；4、端部；6、加强构件；10、构造构件；1a、第1顶板；1b、第1纵壁；1c、凸缘；6a、第2顶板；6b、第2纵壁。

Claims (8)

1.一种车辆骨架构件，其中，
该车辆骨架构件具备：
帽构件；
封闭板；
加强构件；以及
多个焊接部，
所述帽构件具备第1顶板、两个第1纵壁以及两个凸缘，
所述第1顶板配置于所述两个第1纵壁之间，
所述第1纵壁配置于所述顶板与所述凸缘之间，
所述凸缘与所述封闭板接合，
所述加强构件具备第2顶板和两个第2纵壁，
所述第2顶板配置于两个所述第2纵壁之间，
所述第1纵壁与所述第2纵壁叠合，
所述多个焊接部将所述第1纵壁与所述第2纵壁接合，
将所述第1纵壁与所述第2纵壁接合的所述多个焊接部在所述第1纵壁位于比所述第1顶板与所述封闭板的中间面靠封闭板侧的位置，
所述第2纵壁的拉伸强度比所述第1纵壁的拉伸强度大，
所述第2纵壁的与所述第2顶板相反的一侧的端部是所述加强构件的端部，
在所述多个焊接部之间具有所述加强构件的端部，所述加强构件的端部是所述加强构件的缺口的缘部、孔的缘部或切口。
2.根据权利要求1所述的车辆骨架构件，其中，
所述加强构件的端部横穿相邻的所述焊接部之间的区域。
3.根据权利要求2所述的车辆骨架构件，其中，
所述加强构件的端部横穿相邻的所述焊接部之间的区域，进而延伸到所述第1纵壁的比所述第1顶板与所述封闭板的中间面靠近所述第1顶板的位置。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆骨架构件，其中，
所述第1纵壁以在相邻的所述焊接部之间不配置所述第1纵壁的端部的方式形成，
在相邻的所述焊接部之间，所述加强构件的端部与所述第1纵壁重叠。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆骨架构件，其中，
穿过所述多个焊接部之间的所述加强构件的端部未到达所述第2顶板与所述第2纵壁之间的棱线。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆骨架构件，其中，
所述第2纵壁的拉伸强度为1100MPa以上。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆骨架构件，其中，
所述第1纵壁的拉伸强度为980MPa以下。
8.一种车辆骨架，其中，
该车辆骨架具备权利要求1～7中的任一项所述的车辆骨架构件，
所述第1顶板配置于车辆外侧，
所述封闭板配置于车辆内侧。
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