JPH08183473A

JPH08183473A - 車両用強度部材

Info

Publication number: JPH08183473A
Application number: JP33747394A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kitagawa; 裕一北川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1996-07-16

Abstract

(57)【要約】【目的】スポット溶接点間での平板部の座屈強度を、
他の座屈しやすい部分の座屈強度以上に設定する。【構成】チャンネル材１０１に形成したフランジ１０
１ｃと、平板部１０２に形成したフランジ１０２ｃを相
互に合わせ、所定ピッチＬでスポット溶接することによ
り多角形閉断面に形成した長尺筒状の車両用強度部材に
おいて、平板部１０２の幅ｃが多角形閉断面を構成する
他の辺のどれよりも長い場合に、該平板部１０２に補強
部としてのビード１０５ａ、１０５ｂを形成し、このビ
ードの位置を、次に長い辺の長さをｂとした場合、平板
部１０２の固定端からｂの距離内で、且つフランジの自
由端から０．４７ｂ²／Ｌの距離内に設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の衝突時に、軸方
向（長さ方向）の圧縮荷重を受けることにより圧潰して
衝突エネルギーを吸収する、フロントサイドメンバ等の
車両用強度部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フロントサイドメンバ等の車両用
強度部材の例として、例えば図１７に示すようなもの
（特開平４−１２６６７７号公報参照）が知られてい
る。この強度部材は、第１の板材としてのチャンネル材
１０１と、第２の板材としての平板部１０２とを合わせ
て溶接することにより、ハット断面と呼ばれる閉断面形
状に形成されている。

【０００３】チャンネル材１０１は一側面が開放したコ
字形断面を持ち、辺長ｂの縦壁面１０１ｂと、その両端
に連続する辺長ａの２枚の横壁面１０１ａとを有する。
両横壁面１０１ａの端部には、外向きに折曲されたフラ
ンジ１０１ｃが設けられており、平板部１０２が開口を
閉じるようにチャンネル材１０１に合わせられ、平板部
１０２の幅方向両端のフランジ１０２ｃ（多角形閉断面
を構成する一つの辺の延長上にある）とチャンネル材１
０１のフランジ１０１ｃとが、所定ピッチＬのスポット
溶接により接合されている。符号１０３で示すものは、
スポット溶接点である。

【０００４】また、この強度部材では、チャンネル材１
０１の縦壁面１０１ｂに、強度部材の軸方向に延びるビ
ード１０４が設けられている。このビード１０４は、外
面側に凸になっており、強度部材の後方に向かって徐々
に幅ｓが広くなるように形成されている。この強度部材
のビード１０４を含む部位の断面Ａは、図１８に示すよ
うな形状になっている。

【０００５】また、図１９に示すように、ビード１０４
が、チャンネル材１０１ではなく、平板部１０２の幅方
向中央部に設けられているものもある。この場合のビー
ド１０４のある箇所の断面Ｂは、図２０に示すような形
状になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、板厚が同一
ならば、「板材の座屈強度は辺長が長いほど低くなる」
という平板の座屈理論に基づけば、図１７に示したよう
な強度部材では、チャンネル材１０１において最も長い
辺長ｂよりも、平板部１０２の辺長ｃ（四角形断面を構
成する実際の辺の長さに両端のフランジ１０２ｃ、１０
２ｃの幅を足した長さ）の方が長く、且つスポット溶接
点１０３の間（＝ピッチ間）には何ら拘束がないため、
平板部１０２は、極めて鋲間座屈（スポット溶接点間座
屈）を生じやすい条件下にある。

【０００７】すなわち、コ字形断面のチャンネル材１０
１が限界強度に達する前に、図２１に示すように、平板
部１０２が鋲間座屈する可能性が高い。したがって、図
１７に示したような強度部材では、縦壁面１０１ｂにビ
ード１０４を形成して、チャンネル材１０１を補強して
いるにも拘わらず、その圧潰強度は、主として平板部１
０２側の鋲間座屈強度に支配されることになるという問
題があった。

【０００８】さらに、図１８に示した断面においては、
縦方向の中心線ｃｌに対して、ビード１０４で補強され
たチャンネル材１０１側と、平板部１０２側との強度差
が非常に大きくなるため、圧潰時に平板部１０２側に倒
れ込む傾向が強く、安定モードで変形が進行しにくいと
いう問題があった。

【０００９】また、図１９に示したような強度部材で
は、平板部１０２側にビード１０４が設けられているも
のの、ビード１０４の位置が平板部１０２の幅方向中央
部であるため、ビード１０４からフランジ１０２ｃの自
由端までの平板部で、図２２に示すような形で鋲間座屈
が生じる可能性が高かった。このため、ビード１０４に
よる補強効果は小さく、部材全体の圧潰強度の増大があ
まり期待できないという問題があった。

【００１０】本発明は、上記事情を考慮し、平板側の座
屈強度がチャンネル材側の座屈強度以上になるようにし
て、全体の座屈強度の増強を図ることができる車両用強
度部材を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、長尺
な板材の幅方向端部にフランジを有し、これらフランジ
相互を長手方向所定ピッチＬでスポット溶接することに
より多角形閉断面に形成した車両用強度部材において、
前記一方のフランジが前記多角形閉断面の一辺を形成す
る平板部の幅方向一端部延長上に角部を経ずに連続形成
され、且つ該平板部の幅方向他端部側が前記多角形閉断
面の他の辺を形成する隣接した平板部に長手方向全体的
に剛に連結された固定端であり、該一辺を形成する該平
板部の長さと前記一方のフランジの幅との合計長が、前
記多角形閉断面の他の辺を構成する各平板部よりも長い
場合に、前記一辺に相当する平板部に長手方向全体的に
補強部を形成し、該補強部の位置を、次に長い辺の長さ
をｂとした場合、前記固定端からｂの距離内で、且つ前
記フランジの自由端から０．４７ｂ²／Ｌの距離内に設
定したことを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１記載の車両用
強度部材であって、前記補強部がビードにより形成され
ていることを特徴とする。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１記載の車両用
強度部材であって、前記補強部が、板厚の増加により形
成されていることを特徴とする。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１記載の車両用
強度部材であって、前記補強部が、別部材の接合により
形成されていることを特徴とする。

【００１５】請求項５の発明は、請求項１記載の車両用
強度部材であって、前記補強部が、前記スポット溶接箇
所間に設けられた断続的なビードによって形成されてい
ることを特徴とする。

【００１６】請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれ
かに記載の車両用強度部材であって、前記板材は、少な
くとも２枚備えられ各板材の幅方向両端に前記フランジ
を有し、前記平板部に前記補強部が間隔をおいて２本以
上形成され、一方の補強部の位置が、他方の補強部側を
前記固定端として定められていることを特徴とする。

【００１７】請求項７の発明は、請求項１〜５のいずれ
かに記載の車両用強度部材であって、前記固定端が、前
記多角形断面の角部からなることを特徴とする。

【００１８】

【作用】請求項１の発明では、補強部を所定位置に限定
して配置したことにより、補強部から固定端までの平板
部の座屈強度及び補強部からフランジ自由端までの平板
部の座屈強度が共に、次に長い辺の平板部の座屈強度よ
りも高くなる。従って、スポット溶接のピッチ間（溶接
点間）で、一つの辺及びその延長上のフランジに相当す
る平板部が、他の部分よりも最初に座屈することが防止
される。

【００１９】請求項２の発明では、ビードの形状や幅等
によって補強部の強度を調節することができる。

【００２０】請求項３の発明では、部分的に板厚を増加
することで補強部が形成されているので、その板厚や板
厚増加部の幅によって、補強部の強度を調節することが
できる。

【００２１】請求項４の発明では、別部材の接合によっ
て補強部を形成したので、その別部材の材質強度や寸法
によって、補強部の強度を調節することができる。

【００２２】請求項５の発明では、断続的なビードによ
り補強部を形成したので、本来補強の必要な箇所のみを
効果的に補強することができる。また、圧潰時に、ビー
ドが不連続となるスポット溶接箇所を節として、蛇腹状
に変形が進行する。

【００２３】請求項６の発明では、一方の補強部の位置
が他方の補強部を固定端として定められていることによ
り、該平板部の鋲間座屈が他の部分の座屈より先に起こ
ることが防止される。この場合、補強部の相互位置関係
により、平板部の座屈強度の調整が可能であり、平板部
の寸法が大きい場合でも対応できる。

【００２４】請求項７の発明では、板材が平板以外の断
面（例えばＬ字形）に形成され、固定端が角部である場
合、この固定端を基準に補強部の位置を設定すれば、そ
の角部からフランジ自由端までの範囲の平板部の座屈強
度を、次に座屈しやすい部分の座屈強度以上にすること
ができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説
明する。

【００２６】図１は第１実施例を示す。

【００２７】この実施例の強度部材は、長尺な第１の板
材としてのチャンネル材１０１と、同第２の板材として
の平板部１０２とを合わせて溶接することにより、四角
形の閉断面形状に形成されている。

【００２８】チャンネル材１０１は一側面が開放したコ
字形断面を持ち、辺長ｂの縦壁面１０１ｂと、その両端
に連続する辺長ａ（ｂ≧ａ）の２枚の横壁面１０１ａと
を有する。両横壁面１０１ａの端部には、外向きに折曲
された（角部を経て形成された）フランジ１０１ｃが設
けられており、平板部１０２が開口を閉じるようにチャ
ンネル材１０１に合わせられ、平板部１０２の幅方向両
端のフランジ１０２ｃ（多角形閉断面を構成する一つの
辺の延長上にある）とチャンネル材１０１のフランジ１
０１ｃとが、所定ピッチＬのスポット溶接により接合さ
れている。符号１０３は、スポット溶接点を示す。な
お、平板部１０２の辺長ｃ（断面を構成する実際の辺の
長さに両端のフランジ１０２ｃ、１０２ｃの幅を足した
長さ）は、辺長ｂよりも長い。

【００２９】また、この強度部材を構成する平板部１０
２には、補強部である軸方向に連続して延びる２本のビ
ード１０５ａ、１０５ｂが、補強部として、所定間隔を
おいて設けられている。この強度部材のビード１０５
ａ、１０５ｂを含む部位の断面Ｃは、図２に示すような
形状になっている。ビード１０５ａ、１０５ｂは、幅ｓ
の同一矩形断面形状をなし、外面側に凸に形成され、い
ずれもフランジ１０２ｃの自由端からｄ１だけ離れ、互
いにｄ２だけ離れた位置にある。

【００３０】次に作用を説明する。

【００３１】ここでは、図３に示すように、（１）〜
（３）の３つの強度部材を例としてあげ、これらについ
て比較検討する。

【００３２】図３中の（１）、（２）は比較例１、２と
して示す強度部材であり、（３）は本実施例に相当する
強度部材である。（１）は平板部１０２にビードを形成
しない例、（２）は平板部１０２の幅方向中央にビード
１０４を形成した例（図１９に示した従来例に相当す
る）、（３）は平板部１０２に２本のビード１０５ａ、
１０５ｂを形成した例である。

【００３３】図４は支持条件が異なる平板の座屈形態を
示す。

【００３４】いずれも圧縮方向にある２辺は単純支持条
件であるが、平板の両側２辺の拘束条件が異なる。
（１）の両側２辺は自由端、（２）の片側辺は固定端で
他方は自由端、（３）の両側２辺は固定端となってい
る。

【００３５】ここで、平板部に当てはめると、自由端と
は、平板部の端部が、隣接した平板部に剛に連結されて
いない部分を少なくとも一部に有する場合を称し、固定
端とは、同隣接した平板部に長手方向全体的に剛に連結
された場合を称する。

【００３６】有限要素法を用いた座屈解析によれば、そ
れぞれの場合の座屈強度は、およそ１：１．５：３．２
の比となる。図３の（１）に示したビードのない平板部
１０２の座屈強度は図４の（１）に相当する。また、図
３の（２）に示した中央にビード１０４を有する平板部
１０２では、フランジ１０２ｃ側の端部はスポット溶接
点の間で自由端となるが、平板部１０２の中央に設置さ
れたビード１０４が支持辺として働くため、座屈強度は
図４の（２）に相当する。また、図３の（３）に示した
スポット溶接用のフランジ１０２ｃの近傍にビード１０
５ａ、１０５ｂを有する平板部１０２では、２本のビー
ド１０５ａ、１０５ｂの一方がそれぞれ他方の固定端と
して働くので、その座屈強度は図４の（３）に相当す
る。

【００３７】箱型断面部材の圧潰強度に関する研究によ
れば、部材全体の圧潰強度は壁面座屈強度の０．４３乗
に比例するとされていることから、図３の（１）、
（２）、（３）の各部材の平板部１０２側の圧潰強度の
比は、およそ１：１．１９：１．６５となる。

【００３８】一方、コ字形断面のチャンネル材１０１側
の縦壁面（＝最も辺長の長い壁面）１０１ｂは，両辺を
支持された平板に相当するため、いずれの場合も図４の
（３）の座屈強度を有する。すなわち、図３に示した各
部材の全体の圧潰強度は、コ字形断面のチャンネル材１
０１の圧潰強度と平板部１０２の圧潰強度の和となる。
上記の圧潰強度の比を用いれば、２：２．１９：２．６
５＝１：１．１０：１．３３となる。

【００３９】図５は、図３に示した３種類の部材に相当
する簡単なモデルを用いて、有限要素法により軸方向の
圧潰特性を計算した結果を示している。図５（１）〜
（３）のモデルは、それぞれ図３の（１）〜（３）を単
純化したものに相当する。図５の（１）、（２）では、
チャンネル材１０１と平板部１０２を接合するスポット
溶接点１０３の間で、鋲間座屈が生じて口開きが生じて
いるのに対して、（３）では、口開きが少なくなってい
る様子がわかる。

【００４０】また、図６は（１）〜（３）の各部材の圧
潰荷重およびエネルギー吸収量を示したグラフである。
（ａ）のグラフは平均圧潰荷重を比較したものであり、
（１）、（２）、（３）の各部材の圧潰荷重の比は、
１：１．０５：１．１７となっている。（ｂ）のグラフ
は塑性変形によるエネルギー吸収量を示しており、その
比は、１：１．０９：１．３２となり、先に求めた強度
比とほぼ一致する結果が得られた。

【００４１】以上のように、図３の（２）に示した強度
部材（図１９の従来例に相当）は、平板部１０２にビー
ドをもたない（１）の強度部材に比べて、１．１倍程度
の強度向上しかないのに対して、図３の（３）に示した
強度部材（本実施例に相当）は１．３倍程度の強度向上
が期待できる。

【００４２】ところで、図１に示した本実施例における
２本のビード１０５ａ、１０５ｂの設置位置に関して
は、以下のように考察することができる。

【００４３】図２に示すように、本実施例における２本
のビード１０５ａ、１０５ｂは、それぞれフランジ１０
２ｃ、１０２ｃの自由端から距離ｄ１だけ離れ、且つ互
いに距離ｄ２だけ離れた位置に配置されている。２本の
ビード１０５ａ、１０５ｂで挟まれた範囲は、両辺支持
の辺長ｄ２の平板として考えることができ、ビード１０
５ａ、１０５ｂからフランジ１０２ｃの自由端までの範
囲は、片側に辺長ｄ１の自由端をもつ平板として考える
ことができる。

【００４４】両端を支持された平板の座屈強度は辺長の
２乗に反比例することから、チャンネル材１０１側の辺
長ｂの平板部（縦壁面１０１ｂ）の座屈強度と、平板部
１０２側の辺長ｄ２の平板部の座屈強度は、ｄ２≦ｂな
らば、後者が前者を上回る。

【００４５】一方、自由端をもつ平板の座屈強度は，自
由端の長さ（本例ではスポット溶接点の間の長さ）Ｌの
２乗に反比例し、辺長ｄ１に反比例する。自由端をもつ
平板の座屈強度は、ｓ１＝ｋ１／（ｄ１・Ｌ）で与えら
れ、２本のビード１０５ａ、１０５ｂで挟まれた平板の
座屈強度は、ｓ２＝ｋ２／ｄ２²で与えられる。ただ
し、ｋ１およびｋ２は断面二次モーメントなどで決まる
係数である。

【００４６】図３に示した平板モデルにおける座屈強度
の比によれば、ｓ２＝２．１３３ｓ１であり、最も単純
な場合として、ｄ１＝ｄ２＝Ｌ＝ｂを代入すれば、ｋ１
／ｋ２＝０．４７が得られる。

【００４７】ある圧縮荷重下において、自由端をもつ平
板の座屈強度が２本のビード１０５ａ、１０５ｂに挟ま
れた平板の座屈強度を上回るための条件は、ｓ１≧ｓ２
から得られ、ｄ１≦０．４７ｄ２²／Ｌとなる。最初の
条件ｄ２≦ｂが満たされているならば、辺長ｄ２の平板
よりも辺長ｂの平板において先に座屈が生じることか
ら、「ｄ１≦０．４７ｂ²／１」が、フランジ１０２ｃ
の鋲間座屈の強度がチャンネル材１０１の縦壁面１０１
ｂの座屈強度を上回るための条件となる。

【００４８】以上のように、２本のビード１０５ａ、１
０５ｂの間隔ｄ２が距離ｂ以下であり、且つフランジ１
０２ａの自由端から０．４７ｂ²／Ｌ以下の範囲内に各
ビード１０５ａ、１０５ｂがあれば、平板部１０２より
先にチャンネル材１０１の縦壁面１０１ｂで座屈が生じ
ることになり、鋲間座屈による圧潰強度の低下を防ぐこ
とができる。

【００４９】なお、ビード１０５ａ、１０５ｂは、平板
部１０２の内面側に凸に形成してもよいし、形状を変え
てもよい。ビード１０５ａ、１０５ｂで補強部を構成し
た場合は、重量増加をあまり招かずに簡単に補強効果を
上げることができる。また、ビード１０５ａ、１０５ｂ
の形状や幅を変えることにより、補強度合を調節するこ
とも簡単にできる。

【００５０】次に他の実施例について説明する。

【００５１】図７は第２実施例を示す。

【００５２】この実施例の強度部材では、補強部１０６
ａ、１０６ｂを、ビードで形成する代わりに、部分的に
板厚を増加することで形成している。すなわち、両端が
フランジ１０２ｃ、１０２ｃとなった平板部１０２は、
図８に断面Ｄを示すように、全体が板厚ｔ１で構成され
ているが、補強部１０６ａ、１０６ｂの板厚がｔ２（ｔ
２＞ｔ１）となっている。補強部１０６ａ、１０６ｂの
位置的条件は、第１実施例と同じである。

【００５３】板厚の厚い２つの補強部１０６ａ、１０６
ｂで挟まれた範囲は、辺長ｄ２の平板として考えること
ができ、補強部１０６ａ、１０６ｂからフランジ１０２
ｃ、１０２ｃの自由端までの範囲は、片側に辺長ｄ１の
自由端をもつ平板として考えることができる。従って、
第１実施例と同様の座屈強度特性を持つ。また、板厚増
加により補強部１０６ａ、１０６ｂを構成したから、増
加板厚やその幅によって、補強部の強度を効果的に調節
することができる。

【００５４】図９は第３実施例を示す。

【００５５】この実施例の強度部材では、図１０に断面
Ｅを示すように、補強部１０７ａ、１０７ｂを、平板部
１０２の表面に所定厚の帯板（別部材）１０７を接合す
ることで形成している。補強部１０７ａ、１０７ｂは、
それにより板厚がｔ２となって、他の部分の板厚ｔ１よ
りも厚くなっている。作用は第２実施例と同じである
が、本実施例では、帯板１０７の寸法次第で、簡単に補
強部の強度調整が可能であるという違いがある。なお、
接合する部材は、帯板以外であっても良い。

【００５６】図１１は第４実施例を示す。

【００５７】この実施例の強度部材では、補強部とし
て、連続的なビードの代わりに、断続的なビード１０８
ａ、１０８ｂを設けている。ビード１０８ａ、１０８ｂ
は、部材の衝突方向の先端部約Ｌの長さ以降に設置さ
れ、且つスポット溶接点１０３の位置を除いた部分に断
続的に形成されている。

【００５８】この場合も、ビード１０８ａ、１０８ｂの
位置的条件は第１実施例と同じであり、ビード１０８
ａ、１０８ｂで挟まれた範囲は辺長ｄ２の平板として考
えることができ、ビード１０８ａ、１０８ｂからフラン
ジ１０２ｃの自由端までの範囲は片側に辺長ｄ１の自由
端をもつ平板として考えることができる。図１２は本実
施例の強度部材の断面Ｆの形状を示している。

【００５９】この強度部材も、第１実施例と同様の座屈
強度特性を持つ。この場合は、ビード１０８ａ、１０８
ｂが不連続になっているが、その位置は、スポット溶接
点１０３で挟まれる範囲ｅが辺長となった両端支持の平
板となるので、この位置で鋲間座屈を生じることはな
い。さらに、本実施例では部材の衝突方向の先端部約Ｌ
の長さの範囲にはビード１０８ａ、１０８ｂが設置され
ていないため、この部位では鋲間座屈を生じやすくなっ
ている。

【００６０】したがって、本実施例の強度部材は、衝突
時にはまず先端部からＬの範囲が鋲間座屈を契機として
潰れ、それ以降は、ビード１０８ａ、１０８ｂが不連続
となったスポット溶接点１０３の位置を節として、蛇腹
状の変形が進み、衝突エネルギーの吸収効果が高まる。

【００６１】図１４は第５実施例を示す。

【００６２】この実施例の強度部材では、チャンネル材
１０１の縦壁面１０１ｂと横壁面１０１ａ、１０１ａと
の間に斜め壁面１０１ｂ’を設け、チャンネル材１０１
を、６角形断面に形成している。ここでは、縦壁面１０
１ｂが辺長ｂ、横壁面１０１ａが辺長ａ、斜め壁面１０
１ｂ’が辺長ｂ’に形成され、ｂ≧ｂ’≧ａの関係に設
定されている。そして、平板部１０２に、第１実施例と
同じ条件でビード１０９ａ、１０９ｂが形成されてい
る。図１４は本実施例の強度部材の断面Ｇの形状を示し
ている。ｄ₁およびｄ₂はそれぞれ、ｄ₁≦０．４７ｂ
²／１，ｄ₂≦ｂとなっており、辺長ｄ₁の壁面も辺長
ｄ₂の壁面も壁面１０１ｂより座屈強度が高くなるた
め、フランジ部での鋲間座屈が生じなくなる。

【００６３】図１５は第６実施例を示す。

【００６４】この実施例の強度部材では、２枚の板材と
して、辺長ｂの横壁面１１１ｂ、１１２ｂと、固定端と
して働く角部１１５を介して直交する辺長ｃ（ｃ≧ｂ）
の縦壁面１１１ａ，１１２ａとを持つ断面Ｌ字形のアン
グル材１１１、１１２が用いられている。図１６は断面
Ｈの形状を示す。

【００６５】両アングル材１１１、１１２は、後述する
ビード１１０ａ、１１０ｂの形状を除いて同じ形状のも
のである。各アングル材１１１、１１２の横壁面１１１
ａ、１１２ａの幅方向端部には、９０度外方に板材を折
り曲げることでフランジ１１１ｄが形成され、辺長ｃの
縦壁面１１１ｂ、１１２ｂの幅方向端部にはフランジ１
１１ｃ、１１２ｃが角部を経ずに連続形成されている。
また、一方のアングル材１１１の縦壁面１１１ｂには、
その端部のフランジ１１１ｃに隣接して、内面側に凸に
なったビード１１０ａが形成されている。また、他方の
アングル材１１２の縦壁面１１２ｂには、その端部のフ
ランジ１１２ｃに隣接して、外面側に凸になったビード
１１０ｂが形成されている。各ビード１１０ａ、１１０
ｂは部材の長手方向に連続して延びるものであり、幅寸
法がｓの同じ矩形断面に形成されている。

【００６６】そして、本実施例の強度部材は、両方のア
ングル材１１１、１１２の縦壁面１１１ｂ、１１２ｂ同
士を対向させ、且つ横壁面１１１ａ、１１２ａ同士を対
向させた状態で相互に接合されている。すなわち、一方
のアングル材１１１の縦壁面１１１ｂに形成したフラン
ジ１１１ｃと、他方のアングル材１１２の横壁面１１２
ａに隣接したフランジ１１２ｄとが、相互に合わせられ
て、所定ピッチでスポット溶接されて、他方のアングル
材１１２の縦壁面１１２ｂに形成したフランジ１１２ｃ
と、一方のアングル材１１１の横壁面１１１ａに隣接し
たフランジ１１１ｄとが、相互に合わせられて、所定ピ
ッチでスポット溶接され、それにより長方形断面の強度
部材が構成されている。

【００６７】前記ビード１１０ａ、１１０ｂは、フラン
ジ１１１ｃ、１１２ｃの自由端からｄ１、角部１５から
ｄ２だけ離れた位置に形成されている。したがって、縦
壁面１１１ｂ、１１２ｂ上のビード１１０ａ、１１０ｂ
と、角部１１５、１１５で挟まれる範囲は、辺長ｄ２の
両端固定の平板として考えることができる。同様に、ビ
ード１１０ａ、１１０ｂからフランジ１１１ｃ、１１２
ｃの自由端までの範囲は、片側に辺長ｄ１の自由端をも
つ平板として考えることができる。

【００６８】ｄ１、ｄ２はそれぞれ、ｄ１≦０．４７ｂ
²／Ｌ、ｄ２≦ｂとなっており、辺長ｄ１の平板部も辺
長ｄ２の平板部も、横壁面１１１ｂ、１１２ｂより座屈
強度が高くなるため、フランジ１１１ｃ、１１２ｃでの
鋲間座屈が生じなくなる。さらに、本実施例では、ビー
ド１１０ａは部材内側方向に形成されているから、車両
搭載時に他部品との干渉を生じにくくなる。

【００６９】なお、上記実施例では、補強部の本数を１
本か２本にした場合を示したが、平板部の大きさによ
り、２本以上設けてもよい。また、多角形閉断面は、一
枚の板材を断面袋状に折り曲げて形成するものでもよ
い。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、長尺な板材をスポット溶接した多角形閉断面の
車両用強度部材において、最も座屈強度が低くなる平板
部、すなわち端部がスポット溶接用のフランジとなっ
て、該フランジと辺を足した長さが、他のどの辺よりも
長くなった平板部に補強部を設け、この補強部の位置
を、固定端からの距離及びフランジ自由端からの距離に
基づいて限定したので、他の部分よりも先に、前記平板
部が鋲間座屈（ピッチ間座屈）することを有効に防ぐこ
とができ、部材全体の座屈強度を向上させることができ
る。

【００７１】また、前記平板部の座屈強度を高めること
により、全体の座屈強度のバランスを良くすることがで
き、そのため圧潰時に、安定したモードで塑性変形を進
行させることが可能で、車両衝突時の衝撃吸収量の増大
が図れる。

【００７２】また、実際の車体構造では、工法や板組の
関係からスポット溶接のピッチを必ずしも一定に保てな
いため、強度部材の後方側にスポット溶接ピッチが大き
い箇所が存在した場合に、その部位で鋲間座屈が生じて
折れ変形してしまう可能性があったが、請求項１の発明
によれば、補強部の存在によって鋲間座屈を有効に防ぐ
ことができるため、スポット溶接のピッチに対する許容
度が増すという効果も得られる。

【００７３】請求項３の発明によれば、局部的な板厚の
増加によって補強部を形成しているので、補強効果が高
い。

【００７４】請求項４の発明によれば、別部材の接合に
よって補強部を形成しているので、強度の調整が容易
で、補強効果が高い。

【００７５】請求項５の発明によれば、必要最小限の補
強をすることができると共に、安定したモードで圧潰を
進行させることができ、衝撃エネルギーの吸収効率を高
めることができる。

【００７６】請求項６の発明によれば、平板部に設けた
補強部の相互位置関係により、平板部の鋲間座屈が他の
部分に先んじて起こるのを有効に防止でき、部材全体の
座屈強度の向上が図れる。

【００７７】請求項７の発明によれば、角部を固定端と
して補強部の位置を設定することにより、角部からフラ
ンジ自由端までの範囲の平板部分の座屈強度を、次に座
屈しやすい部分の座屈強度以上にすることができ、それ
により、前記平板部分の鋲間座屈が他の部分に先んじて
起こるのを有効に防止でき、部材全体の座屈強度の向上
が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の車両用強度部材の斜視図
である。

【図２】同強度部材の横断面図である。

【図３】本発明の第１実施例と比較例の構造の違いを示
す斜視図である。

【図４】図３の各部材の座屈変形の比較を示す図であ
る。

【図５】図３の各部材の座屈変形の計算結果を示す図で
ある。

【図６】図３の各部材の座屈荷重および吸収エネルギー
の計算結果を示す図である。

【図７】本発明の第２実施例の車両用強度部材の斜視図
である。

【図８】同強度部材の横断面図である。

【図９】本発明の第３実施例の車両用強度部材の斜視図
である。

【図１０】同強度部材の横断面図である。

【図１１】本発明の第４実施例の車両用強度部材の斜視
図である。

【図１２】同強度部材の横断面図である。

【図１３】本発明の第５実施例の車両用強度部材の斜視
図である。

【図１４】同強度部材の横断面図である。

【図１５】本発明の第６実施例の強度部材の斜視図であ
る。

【図１６】同強度部材の横断面図である。

【図１７】従来の車両用強度部材の一例を示す斜視図で
ある。

【図１８】同強度部材の横断面図である。

【図１９】従来の車両用強度部材の他の例を示す斜視図
である。

【図２０】同強度部材の横断面図である。

【図２１】図１７に示した強度部材の圧潰モデルを示す
斜視図である。

【図２２】図１９に示した強度部材の圧潰モデルを示す
斜視図である。

【符号の説明】

１０１チャンネル材（板材）１０１ｃフランジ１０２平板（板材）１０２ｃフランジ１０３スポット溶接点１０５ａ，１０５ｂビード（補強部）（固定端）１０６ａ，１０６ｂ板厚増加による補強部１０７帯板（別部材）１０７ａ，１０７ｂ補強部（固定端）１０８ａ，１０８ｂ断続的なビード（補強部）（固定
端）１０９ａ，１０９ｂビード（補強部）（固定端）１１０ａ，１１０ｂビード（補強部）（固定端）１１１，１１２アングル材（板材）１１５角部（固定端）Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ多角形閉断面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長尺な板材の幅方向端部にフランジを有
し、これらフランジ相互を長手方向所定ピッチＬでスポ
ット溶接することにより多角形閉断面に形成した車両用
強度部材において、前記一方のフランジが前記多角形閉断面の一辺を形成す
る平板部の幅方向一端部延長上に角部を経ずに連続形成
され、且つ該平板部の幅方向他端部側が前記多角形閉断
面の他の辺を形成する隣接した平板部に長手方向全体的
に剛に連結された固定端であり、該一辺を形成する該平
板部の長さと前記一方のフランジの幅との合計長が、前
記多角形閉断面の他の辺を構成する各平板部よりも長い
場合に、前記一辺に相当する平板部に長手方向全体的に補強部を
形成し、該補強部の位置を、次に長い辺の長さをｂとした場合、前記固定端からｂの
距離内で、且つ前記フランジの自由端から０．４７ｂ²
／Ｌの距離内に設定したことを特徴とする車両用強度部
材。
【請求項２】請求項１記載の車両用強度部材であっ
て、前記補強部がビードにより形成されていることを特徴と
する車両用強度部材。
【請求項３】請求項１記載の車両用強度部材であっ
て、前記補強部が、板厚の増加により形成されていることを
特徴とする車両用強度部材。
【請求項４】請求項１記載の車両用強度部材であっ
て、前記補強部が、別部材の接合により形成されていること
を特徴とする車両用強度部材。
【請求項５】請求項１記載の車両用強度部材であっ
て、前記補強部が、前記スポット溶接箇所間に設けられた断
続的なビードによって形成されていることを特徴とする
車両用強度部材。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の車両用
強度部材であって、前記板材は、少なくとも２枚備えられ各板材の幅方向両
端に前記フランジを有し、前記平板部に前記補強部が間
隔をおいて２本以上形成され、一方の補強部の位置が、
他方の補強部側を前記固定端として定められていること
を特徴とする車両用強度部材。
【請求項７】請求項１〜５のいずれかに記載の車両用
強度部材であって、前記固定端が、前記多角形断面の角部からなることを特
徴とする車両用強度部材。