JP5085359B2 - 自動車のルーフリインフォース - Google Patents
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Description
前記中立軸を断面の高さ中央より下方に位置させる具体的手段として、下側フランジの厚みを上側フランジよりも大きくすること、又は/及び下側フランジの車体前後方向幅を上側フランジよりも大きくすることが挙げられる。
図1(a),(b)に示す断面は、いずれも、互いに平行で車体上側及び下側に配置される一対のフランジ1,2と、両フランジ1,2に対し垂直で車体上下方向を向く一対のウエブ3,4からなる。両フランジ1,2及び両ウエブ3,4はそれぞれ均一な板厚を有する板である。両フランジ1,2及び両ウエブ3,4により略矩形の閉断面部5が構成され、かつ各フランジ1,2は閉断面部5から車体前後方向に突き出し、突出フランジ部1a,1b,2a,2bが形成されている。
なお、図8に示す従来断面は、曲げの中立軸Xcと断面の高さ中央のラインHが一致している。
図2(a),(b)の断面は、いずれも、閉断面部5の内部にウエブ3,4に平行な中ウエブ6が形成されている点で図1(a),(b)の断面と異なる。この中ウエブ6も均一な肉厚を有する板である。中ウエブ6は、閉断面部5の車体前後方向幅が比較的広い場合に、フランジ1,2の座屈を防止するため必要に応じて形成される。
本発明の効果を検討するために、FEM解析を用いて軸方向圧壊時の軸圧縮荷重−変位曲線の解析を行った。解析条件は、図3に示すように、上方に凸に湾曲させた(曲率半径12000mm)長さ1000mmの供試材(ルーフリインフォース11)の両端部に、側突荷重を模擬した軸圧縮荷重Pを与えて曲げ変形させるものとし、軸圧縮荷重P−圧縮変形量δの関係を求めた。供試材として耐力310MPa、強度365MPa、延び14%を有する7000系アルミニウム合金押出形材を想定し、供試材の断面形状を図4のように仮定し、フランジ及びウエブの板厚(tf1,tf2,tw)をパラメータとした。FEM解析には汎用の有限要素解析コードABAQUSを用いた。
表1に示すように、本発明例であるCase2,3は、従来例であるCase1に比べて軽量であるにも関わらず、同等以上の変形強度を有する。
次に供試材の断面形状を図6のように仮定し、下側フランジの前後突出フランジ部の板幅(Lu)と板厚(t)をパラメータとし、他は解析1と同じ条件で軸方向圧壊時の軸圧縮荷重−変位曲線の解析を行った。
各供試材CASE4〜7について、板幅Luと板厚tの値及び重量を表2に示す。CASE4は従来例に相当し、上側フランジと下側フランジの板幅が同一で、曲げの中立軸が断面の高さ中央に位置し、CASE5〜7は本発明例に相当し、下側フランジの板幅が上側フランジに比べて大きく形成され、曲げの中立軸が断面の高さ中央よりも下方に位置する。なお、供試材の上下フランジ及び前後ウエブの板厚は同一とした。
表2に示すように、本発明例であるCase5〜7は、従来例であるCase4に比べて軽量であるにも関わらず、同等以上の変形強度を有する。
1a,1b 上側フランジの突出フランジ部
2 下側フランジ
2a,2b 下側フランジの突出フランジ部
3,4 ウエブ
5 閉断面部
6 中ウエブ
Claims (5)
- 自動車のルーフパネルの下で上方に凸に湾曲して車体幅方向に延在し、両端が車体フレーム部品に連結されたアルミニウム合金押出形材製のルーフリインフォースであり、前記アルミニウム合金押出形材は、押出方向に垂直な断面でみたとき、互いに略平行で車体上側及び下側に配置される一対のフランジと、前記両フランジに対し略垂直で車体上下方向を向く一対のウエブからなり、前記一対のフランジ及び一対のウエブにより略矩形の閉断面部が構成され、かつ各フランジは前記閉断面部から車体前後方向に突き出し、さらに前記断面において上下方向の曲げの中立軸が断面の高さ中央よりも下方に位置することを特徴とするルーフリインフォース。
- 少なくとも前記閉断面部において前記下側のフランジは上側のフランジよりも厚みが大きいことを特徴とする請求項1に記載のルーフリインフォース。
- 車体前後方向の全幅にわたり前記下側のフランジは上側のフランジよりも厚みが大きいことを特徴とする請求項2に記載のルーフリインフォース。
- 前記下側のフランジは上側のフランジよりも車体前後方向の幅が大きいことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のルーフリインフォース。
- 前記閉断面部に、両端が前記両フランジに連結し、かつ両フランジに対し略垂直で車体上下方向を向く1以上の中ウエブが形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のルーフリインフォース。
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