(57)【要約】【課題】閉断面構造体の基本構造を変えることなく、フランジ部の溶接部位から閉空間を形成する部位までの伝熱経路を長くすることにある。それにより、フランジ部の加熱処理により閉断面構造体の強度が低下する問題を抑制する。【解決手段】アウタリインフォースメント１０及びインナリインフォースメント２０の両端フランジ部１３、２３同士を面合わせにて溶接接合して、両端フランジ部１３、２３間に閉空間３０を形成し、アウタリインフォースメント１０がマルテンサイト組織を含むセンタピラー構造である。そして、アウタリインフォースメント１０のフランジ部１３と第１縦壁部１１との間の伝熱経路を長くする屈曲部１４を、フランジ部１３の第１縦壁部１１側に備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鋼板部材の両端フランジ部同士を面合わせにて溶接接合して、該両端フランジ部間に閉空間を形成し、前記複数の鋼板部材の少なくとも一方がマルテンサイト組織を含む車両ボデー構造であって、
前記一方の鋼板部材の前記フランジ部と前記閉空間を形成する閉空間形成部位との間の伝熱経路を長くする伝熱経路延長体を、前記フランジ部の前記閉空間形成部位側に備える車両ボデー構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記伝熱経路延長体は、前記フランジ部を形成する部材を屈曲して形成された屈曲部である車両ボデー構造。
【請求項３】
請求項２において、
前記各鋼板部材の前記閉空間形成部位の前記フランジ部側は、前記閉空間を形成するために互いに離間方向に折り曲げ形成された縦壁部をそれぞれ備えており、
前記各縦壁部は、前記折り曲げ部で互いに対向配置されているとともに、前記屈曲部は、前記フランジ部の前記縦壁部側に形成されている車両ボデー構造。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記屈曲部は、前記フランジ部の面合わせ方向で前記各鋼板部材が離間する方向に突出して形成されている車両ボデー構造。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかにおいて、
前記各鋼板部材は、いずれもマルテンサイト組織を含み、
前記屈曲部は、前記各鋼板部材にそれぞれ設けられている車両ボデー構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センタピラーの如き閉断面構造を備える車両ボデー構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両ボデー構造における閉断面構造は、閉空間を挟んで面合わせに重ねられる２枚の鋼板部材の両側のフランジ部が溶接接合して形成される。２枚の鋼板部材の少なくとも一方がマルテンサイト組織を含むもので、焼入れにより高強度化されている場合、溶接部位の熱影響部（以下、ＨＡＺという）で局部的な軟化（以下、ＨＡＺ軟化という）が生じることがある。このようなＨＡＺ軟化が生じると、軟化した部位に応力集中が生じやすくなる。
【０００３】
そこで、このような局部的な軟化をなくすため、溶接部位を含むフランジ部全体にレーザービームを照射して加熱し、局部軟化を解消する処理が行われている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１７１７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のようなフランジ部の加熱処理は、加熱がフランジ部にとどまらず閉空間を形成する部位にも影響を与えることがあり、その場合、閉断面構造体の強度が低下する問題が生じる。
【０００６】
本発明の課題は、閉断面構造体の基本構造を変えることなく、フランジ部の溶接部位から閉空間を形成する部位までの伝熱経路を長くすることにある。それにより、フランジ部の加熱処理により閉断面構造体の強度が低下する問題を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１発明は、複数の鋼板部材の両端フランジ部同士を面合わせにて溶接接合して、該両端フランジ部間に閉空間を形成し、前記複数の鋼板部材の少なくとも一方がマルテンサイト組織を含む車両ボデー構造である。そして、前記一方の鋼板部材の前記フランジ部と前記閉空間を形成する閉空間形成部位との間の伝熱経路を長くする伝熱経路延長体を、前記フランジ部の前記閉空間形成部位側に備える。
【０００８】
第１発明によれば、伝熱経路延長体によりフランジ部から閉空間形成部位への伝熱が抑制される。そのため、フランジ部を熱処理した際の熱の影響により閉空間形成部位が軟化するのを抑制することができる。
【０００９】
本発明の第２発明は、上記第１発明において、前記伝熱経路延長体は、前記フランジ部を形成する部材を屈曲して形成された屈曲部である。
【００１０】
第２発明によれば、伝熱経路延長体がフランジ部と一体の屈曲部により形成される。そのため、車両ボデー構造の生産性を悪化させないで伝熱経路延長体を形成することができる。
【００１１】
本発明の第３発明は、上記第２発明において、前記各鋼板部材の前記閉空間形成部位の前記フランジ部側は、前記閉空間を形成するために互いに離間方向に折り曲げ形成された縦壁部をそれぞれ備えており、前記各縦壁部は、前記折り曲げ部で互いに対向配置されているとともに、前記屈曲部は、前記フランジ部の前記縦壁部側に形成されている。
【００１２】
第３発明によれば、各縦壁部がその折り曲げ方向で互いに対向配置され、フランジ部の縦壁部側に屈曲部が形成されている。そのため、屈曲部を設けたことによる車両ボデー構造の強度への影響を最小限にすることができる。
【００１３】
本発明の第４発明は、上記第２又は第３発明において、前記屈曲部は、前記フランジ部の面合わせ方向で前記各鋼板部材が離間する方向に突出して形成されている。
【００１４】
第４発明によれば、屈曲部が各鋼板部材のフランジ部における接合強度に影響を与えないようにすることができる。
【００１５】
本発明の第５発明は、上記第２〜第４発明のいずれかにおいて、前記各鋼板部材は、いずれもマルテンサイト組織を含み、前記屈曲部は、前記各鋼板部材にそれぞれ設けられている。
【００１６】
第５発明によれば、各鋼板部材の閉空間形成部位に対して伝熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態である車両センタピラーの補強構造の主要部を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面矢視図である。
【図３】上記第１実施形態による効果を説明するためのグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態を示す図２と同様の断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態を示す図２と同様の断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態を示す図２と同様の断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態を示す図２と同様の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
<第１実施形態の構成>
図１、２は、本発明の第１実施形態を示す。第１実施形態は、車両ボデー構造の一つである車両センタピラーの補強構造に本発明を適用した例である。各図において、車両センタピラーの補強構造の車体搭載時における各方向を矢印により示す。以下の説明において、方向に関する記述は、この方向を基準として行うものとする。
【００１９】
車両センタピラーの補強構造は、アウタリインフォースメント１０とインナリインフォースメント２０とによる閉断面構造を備えている。閉断面構造により一つの閉空間３０が形成されている。アウタリインフォースメント１０は、ホットスタンプにより成形された鋼板部材であり、概ねハット断面形状に形成されている。即ち、アウタリインフォースメント１０は、前後両側のフランジ部１３からそれぞれ外側に立ち上がる一対の第１縦壁部１１を備え、各第１縦壁部１１の外側端同士をつなぐ第１突出壁部１２を備える。従って、アウタリインフォースメント１０は、マルテンサイト組織を含んでいる。
【００２０】
インナリインフォースメント２０は、常温プレスにより成形された高張力鋼板であり、前後両側のフランジ部２３において、アウタリインフォースメント１０のフランジ部１３に面合わせ接合されている。インナリインフォースメント２０は、両フランジ部２３側に隣接する両側が第２突出壁部２２として内側に突出形成されている。フランジ部１３、２３における接合は、スポット溶接により行われている。各図中、×印により溶接個所を示している。なお、この接合は、レーザー溶接（レーザー・スクリュー・ウェルディング＝ＬＳＷ）など他の溶接により行われてもよい。
【００２１】
アウタリインフォースメント１０の一対の第１縦壁部１１とインナリインフォースメント２０の一対の第２縦壁部２１は、各フランジ部１３、２３で互いに離間方向に折り曲げられており、一対の第１縦壁部１１と一対の第２縦壁部２１は、折り曲げ部１１ａ、２１ａで互いに対向配置されている。
【００２２】
アウタリインフォースメント１０の前後両側のフランジ部１３において、溶接個所より第１縦壁部１１側には屈曲部１４が形成されている。屈曲部１４は、フランジ部１３の鋼板を外側に屈曲変形させて形成されている。屈曲部１４の外側への突出寸法は、第１突出壁部１２のフランジ部１３からの突出寸法が５０〜１００ｍｍのとき、２．５ｍｍ程度である。屈曲部１４は、フランジ部１３の加熱処理が行われたとき、その熱が第１縦壁部１１側に伝熱されるのを抑制するために設けられている。従って、屈曲部１４は、本発明の伝熱経路延長体に相当する。
【００２３】
第１実施形態において、アウタリインフォースメント１０は、本発明の鋼板部材の一方に相当し、インナリインフォースメント２０は、本発明の鋼板部材に相当し、第１縦壁部１１及び第２縦壁部２１は、本発明の閉空間形成部位に相当する。
【００２４】
<第１実施形態の作用効果>
各フランジ部１３、２３の溶接が行われると、溶接ナゲットの周りでＨＡＺ軟化が生じる。その対策として、図２のように、各溶接部にはレーザービームＬＢが照射され、加熱処理が行われる。このときの加熱処理は、屈曲部１４より第１縦壁部１１側に入らないように行われる。そのため、加熱処理による熱は、屈曲部１４より先の第１縦壁部１１へは届き難く、第１縦壁部１１が軟化されるのを抑制することができる。即ち、レーザービームＬＢによるフランジ部１３上の加熱領域と第１縦壁部１１との間には、屈曲部１４があって両者間の伝熱経路が長くされるため、フランジ部１３の熱は第１縦壁部１１に伝熱され難くなる。
【００２５】
図３は、アウタリインフォースメント１０とインナリインフォースメント２０とによる閉断面構造の外部荷重に対する強度を示している。図中Ａは、ＨＡＺ軟化が生じた状態でレーザービームＬＢ照射されない場合の強度を示す。この場合、荷重Ｌ４の時点でＨＡＺ軟化が生じた部分にクラックが入り、閉断面構造が破壊される。そのため、クラックが入らなければ得られるはずの高い耐荷重Ｌ１が得られない問題がある。
【００２６】
また、図３のＣは、ＨＡＺ軟化に対してレーザービームＬＢ照射が行われた場合で、屈曲部１４を備えない場合の強度を示す。このとき、レーザービームＬＢ照射による熱が第１縦壁部１１に伝熱されて、第１縦壁部１１が軟化するため、閉断面構造の耐荷重Ｌ３は上述のＬ１に比べて大きく低下する。
【００２７】
図３のＢは、ＨＡＺ軟化に対してレーザービームＬＢ照射が行われた場合で、屈曲部１４を備える場合の強度を示す。即ち、第１実施形態の場合を示す。このとき、レーザービームＬＢ照射による熱が第１縦壁部１１に伝熱されるのが屈曲部１４により抑制され、第１縦壁部１１の軟化が防止されるため、閉断面構造の耐荷重Ｌ２は、上述のＬ１より小さいがＬ３より大きくなる。
【００２８】
第１実施形態によれば、レーザービームＬＢ照射による熱が第１縦壁部１１に伝熱されるのが屈曲部１４により抑制される。そのため、第１縦壁部１１の軟化が防止され、アウタリインフォースメント１０とインナリインフォースメント２０とによる閉断面構造の外部荷重に対する強度を、屈曲部１４がなく第１縦壁部１１が軟化した場合に比べて高めることができる。しかも、第１縦壁部１１及び第２縦壁部２１が互いに対向配置され、フランジ部１３の第１縦壁部１１側に屈曲部１４が形成されている。そのため、屈曲部１４を設けたことによる閉断面構造の強度への影響を最小限にすることができる。
【００２９】
<第２実施形態の構成>
図４は、本発明の第２実施形態を示す。第２実施形態が第１実施形態に対して特徴とする点は、第１実施形態では、アウタリインフォースメント１０のフランジ部１３に屈曲部１４を設けたが、第２実施形態では、インナリインフォースメント２０のフランジ部２３にも屈曲部２４を設けた点である。その他の構成は両者同一であり、同一部分についての再度の説明は省略する。
【００３０】
インナリインフォースメント２０のフランジ部２３に設けた屈曲部２４は、アウタリインフォースメント１０のフランジ部１３に設けた屈曲部１４に対して対称形で形成されている。即ち、屈曲部１４はフランジ部１３を成す鋼材の一部を外側に突出して形成しているのに対し、屈曲部２４はフランジ部２３を成す鋼材の一部を内側に突出して形成している。
【００３１】
<第２実施形態の作用効果>
第２実施形態によれば、屈曲部１４に加えて屈曲部２４も設けられている。そのため、レーザービームＬＢ照射による熱が第１縦壁部１１に伝熱されるのが屈曲部１４により抑制されるのに加えて、レーザービームＬＢ照射による熱が第２縦壁部２１に伝熱されるのが屈曲部２４により抑制される。従って、第１縦壁部１１及び第２縦壁部２１の軟化が抑制され、アウタリインフォースメント１０とインナリインフォースメント２０とによる閉断面構造の外部荷重に対する強度を更に高めることができる。
【００３２】
<第３実施形態の構成>
図５は、本発明の第３実施形態を示す。第３実施形態が第２実施形態（図４参照）に対して特徴とする点は、第２実施形態では、屈曲部２４と屈曲部１４とが対称形で形成されたのに対し、第３実施形態では、それらを同方向で両者が重なるように形成した点である。その他の構成は両者同一であり、同一部分についての再度の説明は省略する。
【００３３】
アウタリインフォースメント１０のフランジ部１３に設けた屈曲部１４は、第１実施形態及び第２実施形態と同様、フランジ部１３を成す鋼材の一部を外側に突出して形成している。一方、インナリインフォースメント２０のフランジ部２３に設けた屈曲部２５は、フランジ部２３を成す鋼材の一部を屈曲部１４の内側に突出して屈曲形状内で形成している。
【００３４】
<第３実施形態の作用効果>
第３実施形態も第２実施形態と同様、レーザービームＬＢ照射による熱が第１縦壁部１１に伝熱されるのが屈曲部１４により抑制され、また、レーザービームＬＢ照射による熱が第２縦壁部２１に伝熱されるのが屈曲部２５により抑制される。従って、第１縦壁部１１及び第２縦壁部２１の軟化が抑制され、アウタリインフォースメント１０とインナリインフォースメント２０とによる閉断面構造の外部荷重に対する強度を高めることができる。
【００３５】
<第４実施形態の構成>
図６は、本発明の第４実施形態を示す。第４実施形態が第１実施形態（図２参照）に対して特徴とする点は、第１実施形態では、屈曲部１４がフランジ部１３の鋼材の一部を外側に屈曲して形成したのに対し、第４実施形態では、屈曲部１５がフランジ部１３の鋼材の一部を内側に屈曲して形成した点である。その他の構成は両者同一であり、同一部分についての再度の説明は省略する。
【００３６】
前後の各屈曲部１５は、各第１縦壁部１１の内側の延長線上に形成されている。そして、前側の屈曲部１５の前側に前側の第２縦壁部２１が設けられ、後側の屈曲部１５の後側に後側の第２縦壁部２１が設けられている。
【００３７】
<第４実施形態の作用効果>
第４実施形態も第１実施形態と同様、レーザービームＬＢ照射による熱が第１縦壁部１１に伝熱されるのが屈曲部１５により抑制される。従って、第１縦壁部１１の軟化が抑制され、アウタリインフォースメント１０とインナリインフォースメント２０とによる閉断面構造の外部荷重に対する強度を高めることができる。
【００３８】
第４実施形態によれば、屈曲部１５がフランジ部１３の外側に存在しない。そのため、センタピラーを車体側部材に接合する際、屈曲部１５が接合の邪魔にならないメリットがある。
【００３９】
<第５実施形態の構成>
図７は、本発明の第５実施形態を示す。第５実施形態が第４実施形態（図６参照）に対して特徴とする点は、第４実施形態では、屈曲部１５がフランジ部１３の鋼材の一部を内側に屈曲して形成したのに対し、第５実施形態では、屈曲部１６がフランジ部１３の鋼材の一部を外側と内側の両方に屈曲して形成した点である。その他の構成は両者同一であり、同一部分についての再度の説明は省略する。
【００４０】
前後の各屈曲部１６は、各第１縦壁部１１の内側の延長線上に形成されている。そして、前側の屈曲部１６の前側に前側の第２縦壁部２１が設けられ、後側の屈曲部１６の後側に後側の第２縦壁部２１が設けられている。
【００４１】
<第５実施形態の作用効果>
第５実施形態も第１実施形態と同様、レーザービームＬＢ照射による熱が第１縦壁部１１に伝熱されるのが屈曲部１６により抑制される。第５実施形態では、屈曲部１６が外側と内側の両方に屈曲して形成され、フランジ部１３上の加熱領域から第１縦壁部１１までの伝熱経路がより長くされている。従って、第１縦壁部１１の軟化抑制効果が高められ、アウタリインフォースメント１０とインナリインフォースメント２０とによる閉断面構造の外部荷重に対する強度を更に高めることができる。
【００４２】
以上、特定の実施形態について説明したが、本発明は、それらの外観、構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、上記実施形態では、車両ボデー構造として、センタピラーの補強構造の例を示したが、フロントピラーの補強構造、ルーフレール、サイドシル等の構造に適用してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０    アウタリインフォースメント（一方の鋼板部材）
１１    第１縦壁部（閉空間形成部位）
１１ａ  折り曲げ部
１２    第１突出壁部
１３    フランジ部
１４、１５、１６  屈曲部（伝熱経路延長体）
２０    インナリインフォースメント（鋼板部材）
２１    第２縦壁部（閉空間形成部位）
２１ａ  折り曲げ部
２２    第２突出壁部
２３    フランジ部
２４、２５  屈曲部（伝熱経路延長体）
３０    閉空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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