(57)【要約】  凹凸部２０を形成し剛性を高めた板材１である。第１基準面Ｋ１、中間基準面Ｋ３、第２基準面Ｋ２を基準とする。中間基準面Ｋ３は、第１格子直線Ｌ１、第２格子直線Ｌ２、第３格子直線Ｌ３によって区画され、六角単位領域２４と三角単位領域２５を敷き詰めたものと仮定する。六角単位領域２４と三角単位領域２５とからなる領域を第１基準領域２１４、第２基準領域２２４、第３基準領域２３４とし、その組合せにより新第１基準領域２１３、新第２基準領域２２３、新第３基準領域２３３を構成する。凹凸部２０は、新第１基準領域２１３、新第２基準領域２２３からなる第１領域２１、第２領域２２と、新第３基準領域２３３からなる中間面２３とからなる。
2012032814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸部を形成することによって剛性を高めた板材であって、
上記凹凸部は、間隔をあけて順次平行に配された仮想の３つの面である第１基準面、中間基準面及び第２基準面という３つの基準面を基準とし、
上記中間基準面は、所定の間隔を空けて平行に配された複数の仮想の第１格子直線と、該第１格子直線に対して略６０°傾斜して上記間隔をあけて平行に配された複数の仮想の第２格子直線と、上記第１格子直線及び上記第２格子直線に対して、略６０°傾斜して上記間隔を空けて平行に配されていると共に、上記第１格子直線と上記第２格子直線とによって区画される最小単位の菱形における各辺の中点を通るように配された複数の仮想の第３格子直線とによって区画された、六角形の六角単位領域と三角形の三角単位領域とが敷き詰められたものと仮定し、
上記第１格子直線に平行な方向であって一方に向かう方向をＡ１方向、その逆方向に向かう方向をＡ２方向とし、上記第２格子直線に平行な方向であって上記Ａ１方向に対して１２０°の角度をなす方向をＢ１方向、その逆方向に向かう方向をＢ２方向とし、上記第３格子直線に平行な方向であって、上記Ａ１方向及び上記Ｂ１方向の両方に対して１２０°の角度をなす方向をＣ１方向、その逆方向に向かう方向をＣ２方向とし、
任意の上記六角単位領域を第１六角形とし、該第１六角形は、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２方向のいずれの方向においても、上記六角単位領域を２つ飛ばして配置され、
各第１六角形と、そのＡ１方向、Ｂ１方向及びＣ１方向においてそれぞれ隣接する２つの上記三角単位領域及び１つの上記六角単位領域とを組み合わせて、４つの上記六角単位領域と６つの上記三角単位領域とから構成される十二角形の領域を第１基準領域とし、
上記第１六角形に対して、Ｂ１方向において隣接する上記六角単位領域に対してさらにＡ２方向において隣接する上記六角単位領域を第２六角形とし、該第２六角形は、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２方向のいずれの方向においても、上記六角単位領域を２つ飛ばして配置され、
各第２六角形と、そのＡ２方向、Ｂ２方向及びＣ２方向においてそれぞれ隣接する２つの上記三角単位領域及び１つの上記六角単位領域とを組み合わせて、４つの上記六角単位領域と６つの上記三角単位領域とから構成される十二角形の領域を第２基準領域とし、
上記第１基準領域と上記第２基準領域との間に点在する１つの上記六角単位領域とその周囲の６つの上記三角単位領域とから構成される十二角形の領域を第３基準領域とし、
上記第１基準領域のみ又は上記第１基準領域と上記第３基準領域の一部とを合体させた領域を新第１基準領域とし、上記第２基準領域のみ又は上記第２基準領域と上記第３基準領域の一部を合体させた領域とを新第２基準領域とし、上記新第１基準領域及び上記新第２基準領域に含まれない上記第３基準領域を新第３基準領域とし、
上記中間基準面上において定められた上記新第１基準領域から上記第１基準面に向かって突出する第１領域と、上記中間基準面上において定められた上記新第２基準領域から上記第２基準面に向かって突出する第２領域と、上記中間基準面上において定められた上記新第３基準領域を基に上記中間基準面上に形成される第３領域とを設け、
上記第１領域は、上記新第１基準領域を上記第１基準面上に等倍又は縮小して投影した第１頂面と、該第１頂面の輪郭と上記新第１基準領域の輪郭とを繋ぐ第１側面とからなり、
上記第２領域は、上記新第２基準領域を上記第２基準面上に等倍又は縮小して投影した第２頂面と、該第２頂面の輪郭と上記新第２基準領域の輪郭とを繋ぐ第２側面とからなり、
上記第３領域は、上記中間基準面上に上記新第３基準領域の輪郭を基に形成される中間面からなることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項２】
凹凸部を形成することによって剛性を高めた板材であって、
上記凹凸部は、間隔をあけて順次平行に配された仮想の３つの面である第１基準面、中間基準面及び第２基準面という３つの基準面を基準とし、
上記中間基準面は、所定の間隔を空けて平行に配された複数の仮想の第１格子直線と、該第１格子直線に対して略６０°傾斜して上記間隔をあけて平行に配された複数の仮想の第２格子直線と、上記第１格子直線及び上記第２格子直線に対して、略６０°傾斜して上記間隔を空けて平行に配されていると共に、上記第１格子直線と上記第２格子直線とによって区画される最小単位の菱形における各辺の中点を通るように配された複数の仮想の第３格子直線とによって区画された、六角形の六角単位領域と三角形の三角単位領域とが敷き詰められたものと仮定し、
上記第１格子直線に平行な方向であって一方に向かう方向をＡ１方向、その逆方向に向かう方向をＡ２方向とし、上記第２格子直線に平行な方向であって上記Ａ１方向に対して１２０°の角度をなす方向をＢ１方向、その逆方向に向かう方向をＢ２方向とし、上記第３格子直線に平行な方向であって、上記Ａ１方向及び上記Ｂ１方向の両方に対して１２０°の角度をなす方向をＣ１方向、その逆方向に向かう方向をＣ２方向とし、
任意の上記六角単位領域を第１六角形とし、該第１六角形は、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２方向のいずれの方向においても、上記六角単位領域を２つ飛ばして配置され、
各第１六角形と、そのＡ１方向、Ｂ１方向及びＣ１方向においてそれぞれ隣接する２つの上記三角単位領域及び１つの上記六角単位領域とを組み合わせて、４つの上記六角単位領域と６つの上記三角単位領域とから構成される十二角形の領域を第１基準領域とし、
上記第１六角形に対して、Ｂ１方向において隣接する上記六角単位領域に対してさらにＡ２方向において隣接する上記六角単位領域を第２六角形とし、該第２六角形は、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２方向のいずれの方向においても、上記六角単位領域を２つ飛ばして配置され、
各第２六角形と、そのＡ２方向、Ｂ２方向及びＣ２方向においてそれぞれ隣接する２つの上記三角単位領域及び１つの上記六角単位領域とを組み合わせて、４つの上記六角単位領域と６つの上記三角単位領域とから構成される十二角形の領域を第２基準領域とし、
上記第１基準領域と上記第２基準領域との間に点在する１つの上記六角単位領域とその周囲の６つの上記三角単位領域とから構成される十二角形の領域を第３基準領域とし、
該第３基準領域は、全て隣接する上記第１基準領域と上記第２基準領域の両方又はいずれか一方へ分配し、
上記第１基準領域のみ又は上記第１基準領域と上記第３基準領域の一部又は全てとを合体させた領域を新第１基準領域とし、上記第２基準領域のみ又は上記第２基準領域と上記第３基準領域の一部又は全てとを合体させた領域を新第２基準領域とし、
上記中間基準面上において定められた上記新第１基準領域から上記第１基準面に向かって突出する第１領域と、上記中間基準面上において定められた上記新第２基準領域から上記第２基準面に向かって突出する第２領域を設け、
上記第１領域は、上記新第１基準領域を上記第１基準面上に等倍又は縮小して投影した第１頂面と、該第１頂面の輪郭と上記新第１基準領域の輪郭とを繋ぐ第１側面とからなり、
上記第２領域は、上記新第２基準領域を上記第２基準面上に等倍又は縮小して投影した第２頂面と、該第２頂面の輪郭と上記新第２基準領域の輪郭とを繋ぐ第２側面とからなることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の凹凸部を有する板材において、上記中間基準面に対する上記第１側面の傾斜角度θ1と上記中間基準面に対する上記第２側面の傾斜角度θ2とは、１０°〜９０°の範囲にあることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材において、順次配された上記第１基準面、上記中間基準面及び上記第２基準面の少なくとも一部がそれぞれ平行な曲面からなることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材において、上記板材は金属板をプレス成形することにより上記凹凸部を形成したものであることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項６】
請求項５に記載の凹凸部を有する板材において、上記金属板の成形前の板厚ｔ（ｍｍ）が０．０３〜６．０ｍｍであることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の凹凸部を有する板材において、上記第１格子直線、上記第２格子直線及び上記第３格子直線がなす間隔をＳ（ｍｍ）とすると、該間隔Ｓ（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｓ／ｔは５〜２０００であることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の凹凸部を有する板材において、上記第１領域の突出高さＨ１（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ１／ｔと、上記第１側面と上記中間基準面とがなす最も大きい傾斜角θ1（°）とは、１≦（Ｈ１／ｔ）≦−３θ1＋２７２の関係にあり、上記第２領域の突出高さＨ２（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ２／ｔと、上記第２側面と上記中間基準面とがなす最も大きい傾斜角θ2（°）とは、１≦（Ｈ２／ｔ）≦−３θ2＋２７２の関係にあることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項９】
複数の板材を積層してなる積層構造体であって、上記板材の少なくとも１枚は請求項１〜８のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材であることを特徴とする積層構造体。
【請求項１０】
アウターパネルと該アウターパネルの裏面に接合されたインナーパネルとを有する車両パネルであって、上記アウターパネル及び上記インナーパネルのいずれか一方又は両方が請求項１〜８のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材よりなることを特徴とする車両パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凹凸部を形成することによって剛性を高めた板材、並びにこれを用いて構成した車両パネル及び積層構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車においては、軽量化を目的として、鋼板等によって構成されている部品の材料を、アルミニウム合金板等の軽量な材料に置き換えることが検討、実施されている。この場合、軽量化の前提として、要求される剛性を確保することが必要である。
これまで、板材の板厚を厚くすることなく剛性を向上させるために、板材に凹凸模様を設けて形状的に剛性を向上させることが検討されてきた。【０００３】
凹凸形状を施した例として、自動車部品の一つに、ヒートインシュレータという板材よりなる部品がある。特許文献１には、その材料として、板厚を厚くすることなく十分な剛性を確保するために、エンボス成形による多数の突部を形成したものが提案されている。また、ヒートインシュレータに限らず、様々な用途においてエンボス成形等の凹凸部を形成することによって剛性を向上させた板材が提案されている（特許文献２〜７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許４３８８５５８号公報
【特許文献２】特許３３３２３５３号公報
【特許文献３】特開２０００−２５７４４１号公報
【特許文献４】特開平９−２５４９５５号公報
【特許文献５】特開２０００−２８８６４３号公報
【特許文献６】特開２００２−３０７１１７号公報
【特許文献７】特開２００２−３２１０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
波形形状や多数の凹凸部を形成した板材は、凹凸部を形成していない平板よりも剛性が高くなることは事実である。しかしながら、波形形状を設けた板材の剛性には方向性があり、一方向においては剛性が向上するものの、その他の方向においては所望の剛性の向上効果を得られない場合がある。また、特許文献１や特許文献２に示す凹凸部を設けた板材においては、剛性の異方性を低減できるものの、その剛性向上効果は凹凸部を形成していない平板に比べ２倍程度で、軽量化効果は２０％程度であり、必ずしも要求を満足できるものではない。そのため、より剛性を向上すると共に軽量化を実現する最適な凹凸部形状がいかなるものであるかについては、未だ解明できているとは言えず、剛性向上効果及び軽量化効果をこれまで以上に高くすることは、常に要求されている。また、軽量化の必要性以外にも、材料費削減の効果も期待されており、板材（板形状を有する材料）であれば、材質を問わず剛性向上及び軽量化の要求は存在する。【０００６】
また、剛性向上効果の高い凹凸部を有する板材を用いて、これを含んだ積層構造体や、剛性向上効果の高い凹凸部を有する板材を組み合わせた車両パネルについても、従来以上の高剛性なものとすることも求められている。【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、従来よりも剛性向上効果の高い凹凸部のパターンを有する板材、及びこれを用いた車両パネル並びに積層構造体を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、凹凸部を形成することによって剛性を高めた板材であって、
上記凹凸部は、間隔をあけて順次平行に配された仮想の３つの面である第１基準面、中間基準面及び第２基準面という３つの基準面を基準とし、
上記中間基準面は、所定の間隔を空けて平行に配された複数の仮想の第１格子直線と、該第１格子直線に対して略６０°傾斜して上記間隔をあけて平行に配された複数の仮想の第２格子直線と、上記第１格子直線及び上記第２格子直線に対して、略６０°傾斜して上記間隔を空けて平行に配されていると共に、上記第１格子直線と上記第２格子直線とによって区画される最小単位の菱形における各辺の中点を通るように配された複数の仮想の第３格子直線とによって区画された、六角形の六角単位領域と三角形の三角単位領域とが敷き詰められたものと仮定し、
上記第１格子直線に平行な方向であって一方に向かう方向をＡ１方向、その逆方向に向かう方向をＡ２方向とし、上記第２格子直線に平行な方向であって上記Ａ１方向に対して１２０°の角度をなす方向をＢ１方向、その逆方向に向かう方向をＢ２方向とし、上記第３格子直線に平行な方向であって、上記Ａ１方向及び上記Ｂ１方向の両方に対して１２０°の角度をなす方向をＣ１方向、その逆方向に向かう方向をＣ２方向とし、
任意の上記六角単位領域を第１六角形とし、該第１六角形は、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２方向のいずれの方向においても、上記六角単位領域を２つ飛ばして配置され、
各第１六角形と、そのＡ１方向、Ｂ１方向及びＣ１方向においてそれぞれ隣接する２つの上記三角単位領域及び１つの上記六角単位領域とを組み合わせて、４つの上記六角単位領域と６つの上記三角単位領域とから構成される十二角形の領域を第１基準領域とし、
上記第１六角形に対して、Ｂ１方向において隣接する上記六角単位領域に対してさらにＡ２方向において隣接する上記六角単位領域を第２六角形とし、該第２六角形は、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２方向のいずれの方向においても、上記六角単位領域を２つ飛ばして配置され、
各第２六角形と、そのＡ２方向、Ｂ２方向及びＣ２方向においてそれぞれ隣接する２つの上記三角単位領域及び１つの上記六角単位領域とを組み合わせて、４つの上記六角単位領域と６つの上記三角単位領域とから構成される十二角形の領域を第２基準領域とし、
上記第１基準領域と上記第２基準領域との間に点在する１つの上記六角単位領域とその周囲の６つの上記三角単位領域とから構成される十二角形の領域を第３基準領域とし、
上記第１基準領域のみ又は上記第１基準領域と上記第３基準領域の一部とを合体させた領域を新第１基準領域とし、上記第２基準領域のみ又は上記第２基準領域と上記第３基準領域の一部を合体させた領域とを新第２基準領域とし、上記新第１基準領域及び上記新第２基準領域に含まれない上記第３基準領域を新第３基準領域とし、
上記中間基準面上において定められた上記新第１基準領域から上記第１基準面に向かって突出する第１領域と、上記中間基準面上において定められた上記新第２基準領域から上記第２基準面に向かって突出する第２領域と、上記中間基準面上において定められた上記新第３基準領域を基に上記中間基準面上に形成される第３領域とを設け、
上記第１領域は、上記新第１基準領域を上記第１基準面上に等倍又は縮小して投影した第１頂面と、該第１頂面の輪郭と上記新第１基準領域の輪郭とを繋ぐ第１側面とからなり、
上記第２領域は、上記新第２基準領域を上記第２基準面上に等倍又は縮小して投影した第２頂面と、該第２頂面の輪郭と上記新第２基準領域の輪郭とを繋ぐ第２側面とからなり、
上記第３領域は、上記中間基準面上に上記新第３基準領域の輪郭を基に形成される中間面からなることを特徴とする凹凸部を有する板材にある。【０００９】
本発明の第２の態様は、凹凸部を形成することによって剛性を高めた板材であって、
上記凹凸部は、間隔をあけて順次平行に配された仮想の３つの面である第１基準面、中間基準面及び第２基準面という３つの基準面を基準とし、
上記中間基準面は、所定の間隔を空けて平行に配された複数の仮想の第１格子直線と、該第１格子直線に対して略６０°傾斜して上記間隔をあけて平行に配された複数の仮想の第２格子直線と、上記第１格子直線及び上記第２格子直線に対して、略６０°傾斜して上記間隔を空けて平行に配されていると共に、上記第１格子直線と上記第２格子直線とによって区画される最小単位の菱形における各辺の中点を通るように配された複数の仮想の第３格子直線とによって区画された、六角形の六角単位領域と三角形の三角単位領域とが敷き詰められたものと仮定し、
上記第１格子直線に平行な方向であって一方に向かう方向をＡ１方向、その逆方向に向かう方向をＡ２方向とし、上記第２格子直線に平行な方向であって上記Ａ１方向に対して１２０°の角度をなす方向をＢ１方向、その逆方向に向かう方向をＢ２方向とし、上記第３格子直線に平行な方向であって、上記Ａ１方向及び上記Ｂ１方向の両方に対して１２０°の角度をなす方向をＣ１方向、その逆方向に向かう方向をＣ２方向とし、
任意の上記六角単位領域を第１六角形とし、該第１六角形は、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２方向のいずれの方向においても、上記六角単位領域を２つ飛ばして配置され、
各第１六角形と、そのＡ１方向、Ｂ１方向及びＣ１方向においてそれぞれ隣接する２つの上記三角単位領域及び１つの上記六角単位領域とを組み合わせて、４つの上記六角単位領域と６つの上記三角単位領域とから構成される十二角形の領域を第１基準領域とし、
上記第１六角形に対して、Ｂ１方向において隣接する上記六角単位領域に対してさらにＡ２方向において隣接する上記六角単位領域を第２六角形とし、該第２六角形は、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２方向のいずれの方向においても、上記六角単位領域を２つ飛ばして配置され、
各第２六角形と、そのＡ２方向、Ｂ２方向及びＣ２方向においてそれぞれ隣接する２つの上記三角単位領域及び１つの上記六角単位領域とを組み合わせて、４つの上記六角単位領域と６つの上記三角単位領域とから構成される十二角形の領域を第２基準領域とし、
上記第１基準領域と上記第２基準領域との間に点在する１つの上記六角単位領域とその周囲の６つの上記三角単位領域とから構成される十二角形の領域を第３基準領域とし、
該第３基準領域は、全て隣接する上記第１基準領域と上記第２基準領域の両方又はいずれか一方へ分配し、
上記第１基準領域のみ又は上記第１基準領域と上記第３基準領域の一部又は全てとを合体させた領域を新第１基準領域とし、上記第２基準領域のみ又は上記第２基準領域と上記第３基準領域の一部又は全てとを合体させた領域を新第２基準領域とし、
上記中間基準面上において定められた上記新第１基準領域から上記第１基準面に向かって突出する第１領域と、上記中間基準面上において定められた上記新第２基準領域から上記第２基準面に向かって突出する第２領域を設け、
上記第１領域は、上記新第１基準領域を上記第１基準面上に等倍又は縮小して投影した第１頂面と、該第１頂面の輪郭と上記新第１基準領域の輪郭とを繋ぐ第１側面とからなり、
上記第２領域は、上記新第２基準領域を上記第２基準面上に等倍又は縮小して投影した第２頂面と、該第２頂面の輪郭と上記新第２基準領域の輪郭とを繋ぐ第２側面とからなることを特徴とする凹凸部を有する板材にある。【００１０】
本発明の他の態様は、複数の板材を積層してなる積層構造体であって、上記板材の少なくとも１枚は第１又は第２の態様にかかる凹凸部を有する板材であることを特徴とする積層構造体にある。【００１１】
本発明のさらに他の態様は、アウターパネルと該アウターパネルの裏面に接合されたインナーパネルとを有する車両パネルであって、上記アウターパネル及び上記インナーパネルのいずれか一方又は両方が第１又は第２の態様にかかる凹凸部を有する板材よりなることを特徴とする車両パネルにある。
【発明の効果】
【００１２】
第１の態様における上記凹凸部を有する板材は、上記の特殊な形状の凹凸部を有している。上記凹凸部は、上記のごとく、上記中間基準面上において定められた上記新第１基準領域から上記第１基準面に向かって突出する上記第１領域と、上記中間基準面上において定められた上記新第２基準領域から上記第２基準面に向かって突出する上記第２領域と、上記中間基準面上において定められた上記新第３基準領域を基に上記中間基準面上に形成される第３領域とを設けてなる。そして、上記第１領域は、上記第１頂面と、該第１頂面の輪郭と上記新第１基準領域の輪郭とをつなぐ上記第１側面とからなり、上記第２領域は、上記第２頂面と、該第２頂面の輪郭と上記新第２基準領域の輪郭とをつなぐ上記第２側面とからなる。また、上記第３領域は、上記新第３基準領域の輪郭を基に形成される中間面からなる。【００１３】
このような構造を有しているので、上記板材は曲げ剛性及び面剛性に優れると共に、エネルギー吸収特性に優れた板材となる。
剛性が向上する理由は、次のように考えられる。即ち、上記第１領域と上記第２領域は、板材の厚さ方向に離れた位置に配置した上記第１頂面及び上記第２頂面と、板材の厚さ方向に交差した上記第１側面及び上記第２側面とからなり、中立面から離れた位置に多くの材料を配置できる。そのため、多くの材料を強度部材として効果的に使用することができ、剛性向上効果を高めることができる。【００１４】
また、上記凹凸部形状は、板材の面上のどの方向においても、剛性向上効果のある凹凸部が形成されている。そのため、異方性が非常に少なく、かつ高い剛性向上効果を得ることができる。また、剛性の向上に伴い、制振性の向上効果と、凹凸形状による音の反響抑制効果を得ることができる。【００１５】
第２の態様における上記凹凸部を有する板材は、上記第３基準領域の全てを、隣接する上記第１基準領域と上記第２基準領域の両方又はいずれか一方へ任意に分配する。そして、上記第１基準領域のみ又は上記第１基準領域と上記第３基準領域とを合体させた領域を新第１基準領域とし、上記第２基準領域のみ又は上記第２基準領域と上記第３基準領域とを合体させた領域を新第２基準領域としてある。そして、上記新第１基準領域から上記第１基準面に向かって突出する第１領域と、上記新第２基準領域から上記第２基準面に向かって突出する第２領域とからなる。上記第１領域は、上記第１頂面と、該第１頂面の輪郭と上記新第１基準領域の輪郭とをつなぐ上記第１側面とからなり、上記第２領域は、上記第２頂面と、該第２頂面の輪郭と上記新第２基準領域の輪郭とをつなぐ上記第２側面とからなる。【００１６】
そのため、上記凹凸部を有する板材は、中間面を有しておらず、より多くの材料を強度部材として効果的に使用することができ、剛性向上効果をより高めることができる。また、剛性の向上に伴う制振性の向上効果と、凹凸形状による音の反響抑制効果を得ることができる。
また、上記凹凸部形状は、板材の面上のどの方向においても、剛性向上効果のある凹凸部が形成されている。そのため、どの方向においても高い剛性向上効果を得ることができる。【００１７】
上記積層構造体においては、その一部に上記のごとく剛性に優れた凹凸部を有する板材を用いることによって、非常に剛性が高い積層構造体を容易に得ることができる。また、剛性向上に伴う制振性の向上効果と、空気層を包容することにより吸音性の向上効果を得ることができる。【００１８】
上記車両パネルにおいては、上記のごとく剛性の高い凹凸部を有する板材を上記アウターパネル及び上記インナーパネルのいずれか一方又は両方に用いることによって、非常に剛性が高い車両パネルを容易に得ることができる。また、剛性向上に伴う制振性の向上効果と、空気層を包容することにより吸音性の向上効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１における（ａ）凹凸部の部分平面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面の部分拡大図。
【図２】実施例１における凹凸部の部分斜視図。
【図３】実施例１における中間基準面の新第１基準領域、新第２基準領域及び新第３基準領域の配置を示す説明図。
【図４】実施例２における（ａ）凹凸部の部分平面図、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面の部分拡大図。
【図５】実施例２における凹凸部の部分斜視図。
【図６】実施例２における中間基準面の新第１基準領域及び新第２基準領域の配置を示す説明図。
【図７】実施例２において試験片に形成する凹凸部の形成方向を変化させた場合の片持ち梁によるＦＥＭ解析の結果を示す説明図。
【図８】実施例２における３点曲げ試験方法を示す説明図。
【図９】実施例２における３点曲げ試験の荷重−変位線図。
【図１０】実施例３における中間基準面の新第１基準領域及び新第２基準領域の配置を示す説明図。
【図１１】実施例４における凹凸部を有する円筒材を示す説明図。
【図１２】実施例５における積層構造体の展開説明図。
【図１３】実施例６における車両パネルの展開説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明において、十二角形とは、１２本の辺と１２個の頂点を有する図形を指し、該頂点は凸角形状または凹角形状により形成される。また、十二角形、六角形等の形状の表現は、いずれも幾何学上の狭義の概念に止まらず、一般的に上記の形状と認識できる形状を含むものであり、各辺が若干曲線となったり、角部や面に成形上必要な丸み等が生じるいわゆるフィレットといわれる曲面を設けたりすることも当然に許容される。
また、本発明において、平行の表現は、幾何学上の狭義の概念に止まらず、一般的に平行と認識できるものであればよい。
【００２１】
また、上記第１頂面及び上記第２頂面は、それぞれ上記第１基準面及び上記第２基準面上の面によって構成することもできるし、あるいは、上記第１基準面及び上記第２基準面から上記中間基準面とは逆の方向に突出した部位によって構成することができる。突出した部位の形状例としては、ドーム形状、稜線形状、錐形状等があるがこれに限定するものではない。
【００２２】
また、上記新第１基準領域は、上記第１基準領域のみ又は上記第１基準領域と上記第３基準領域とを合体させた領域である。そのため、上記第１基準領域と上記第３基準領域とを合体させない場合には、上記新第１基準領域と上記第１基準領域とが示す領域が同一となる。同様に、上記新第２基準領域は、上記第２基準領域のみ又は上記第２基準領域と上記第３基準領域とを合体させた領域である。そのため、上記第２基準領域と上記第３基準領域とを合体させない場合には、上記新第２基準領域と上記第２基準領域とが示す領域が同一となる。また、上記新第３基準領域は、上記新第１基準領域及び上記新第２基準領域に含まれない上記第３領域からなる領域である。そのため、上記新第１基準領域と上記第１基準領域とが示す領域が同一であり、上記新第２基準領域と上記第２基準領域とが示す領域が同一である場合には、上記新第３基準領域と上記第３基準領域とが示す領域は同一となる。
【００２３】
上記凹凸部を有する板材において、上記中間基準面に対する上記第１側面の傾斜角度θ1と上記中間基準面に対する上記第２側面の傾斜角度θ2とは、１０°〜９０°の範囲にあることが好ましい。
上記第１側面の傾斜角度θ1と上記中間基準面に対する上記第２側面の傾斜角度θ2とが、１０°〜９０°の範囲にある場合、成形性を確保しつつ、優れた剛性向上率を有する凹凸部形状を得ることができる。
【００２４】
上記第１側面の傾斜角度θ1及び上記第２側面の傾斜角度θ2が１０°未満の場合には、上記第１領域と上記第２領域の突出量が小さくなり、剛性向上率が低下する。また、上記第１側面の傾斜角度θ1及び上記第２側面の傾斜角度θ2が９０°を超えることは凹凸部形成上困難であり、必要のない領域である。
尚、金属板をプレス成型する場合において上記第１側面の傾斜角度θ1及び上記第２側面の傾斜角度θ2の上限値は、成形性の問題から、７０°以下であることがより好ましい。したがってより好ましい範囲としては１０°〜７０°である。
また、上記第１側面及び上記第２側面は複数の面により構成されるが、それらの面が全て同じ傾斜角度である必要はなく、部位によって傾斜角度を変えてもよい。但し、いずれの面においても、上記好ましい傾斜角度の範囲内とすることが好ましい。
【００２５】
上記凹凸部を有する板材において、順次配された上記第１基準面、上記中間基準面及び上記第２基準面の少なくとも一部がそれぞれ平行な曲面からなることが好ましい。
この場合には、高い剛性を有する優れた上記凹凸部を有する板材を様々な形状に変形させることができ、用途を拡大することができる。
【００２６】
上記凹凸部を有する板材において、上記板材は金属板をプレス成形することにより上記凹凸部を形成したものであることが好ましい。
金属板は、エンボス成形等のプレス成形あるいはロール成形等の塑性加工を施すことによって、容易に凹凸部を形成することができる。そのため、金属板の場合には、上記の優れた凹凸部形状を適用することが比較的容易にできる。金属板の材質としては、アルミニウム合金、鋼、銅合金などの塑性加工が可能な種々のものを適用できる。
【００２７】
尚、成形方法においては、ロール成形等の塑性加工の他、鋳造、切削等を採用することも可能である。
また、上記板材は、上記凹凸部を有する限り、金属以外の材料においても有効であり、例えば、樹脂板等とすることもできる。樹脂材料等であれば射出成形あるいはホットプレス等によって凹凸部を形成することができる。樹脂材料においては、金属材料の場合よりも成形上の制約を受けにくく、設計の自由度もより広くなる。
【００２８】
また、上記凹凸部を有する板材において、上記金属板の成形前の板厚ｔが０．０３ｍｍ〜６．０ｍｍであることが好ましい。
金属板の板厚が０．０３ｍｍ未満の場合及び６．０ｍｍを超える場合には、用途的に剛性を向上させる必要性が少ない。
【００２９】
上記凹凸部を有する板材において、上記第１格子直線、上記第２格子直線及び上記第３格子直線がなす間隔をＳ（ｍｍ）とすると、該間隔Ｓ（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｓ／ｔは５〜２０００であることが好ましい。
上記比Ｓ／ｔが５未満の場合には成形が困難となるおそれがあり、一方、上記比Ｓ／ｔが２０００を超える場合には、十分な凹凸部形状を形成できなくなり、剛性が低下するという問題が生じるおそれがある。
【００３０】
上記凹凸部を有する板材において、上記第１領域の突出高さＨ１（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ１／ｔと、上記第１側面と上記中間基準面とがなす最も大きい傾斜角θ1（°）とは、１≦（Ｈ１／ｔ）≦−３θ1＋２７２の関係にあり、上記第２領域の突出高さＨ２（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ２／ｔと、上記第２側面と上記中間基準面とがなす最も大きい傾斜角θ2（°）とは、１≦（Ｈ２／ｔ）≦−３θ2＋２７２の関係にあることが好ましい。
上記比Ｈ１／ｔが１未満の場合には、第１領域を形成することによる剛性向上効果が十分に得られないという問題が生じる恐れがある。一方、上記比Ｈ１／ｔが−３θ1＋２７２を超える場合には成形が困難になるという問題が生じる恐れがある。同様に、上記比Ｈ２／ｔが１未満の場合には、第２領域を形成することによる剛性向上効果が十分に得られないという問題が生じる恐れがある。一方、上記比Ｈ２／ｔが−３θ2＋２７２を超える場合には成形が困難になるという問題が生じる恐れがある。
【００３１】
また、上記積層構造体においては、上記凹凸部を有する板材を１枚のコア材として、その両面に配設された１枚ずつの平坦な面板よりなる三層構造の積層体とすることができる。また、このような基本構造を繰り返した構造、つまり、複数枚の上記凹凸部を有する板材を１枚ごとに平坦な面板を介して積層してなる多層構造を有することもできる。
また、複数枚の凹凸部を有する板材を直接積層してコア材とし、その片側又は両側の表面に平坦な面板を接合してなる構造を取ることもできる。
また、複数枚の凹凸部を有する板材を直接積層しただけの状態の積層構造体とすることもできる。
上記板材の積層枚数としては、用途及び要求特性に応じて変更することができる。
【００３２】
また、上記車両パネルは、自動車のフードに限らず、ドアー、ルーフ、フロア、トランクリッドなどのパネル及び補強部材や、バンパー、クラッシュボックス、ドアビームなどのエネルギー吸収部材にも適用できる。また、上記アウターパネルとインナーパネルとしては、鋼板、アルミニウム合金板などを用いることができる。
上記アウターパネルをアルミニウム合金板により構成する場合には、たとえば比較的安価であるという理由により６０００系合金が好適である。また、上記インナーパネルをアルミニウム合金板により構成する場合には、たとえば、比較的成形性が良いという理由により５０００系合金板が好適である。
【実施例】
【００３３】
（実施例１）
第１の態様の凹凸部２０を有する板材１にかかる実施例について、図１〜図３を用いて説明する。
図１には、凹凸部２０について一部の範囲の平面図を示す。同図には中間基準面Ｋ３における新第１基準領域２１３（図３）と新第２基準領域２２３（図３）の輪郭であって、外形線としては現れない部分を破線により示した（後述の図２、図４、図５、図１２も同様である）。【００３４】
また、図３は、板材１の凹凸部２０の形状を中間基準面Ｋ３における新第１基準領域２１３、新第２基準領域２２３及び新第３基準領域２３３の配置によって表したものである。同図中において、実線は、新第１基準領域２１３、新第２基準領域２２３及び新第３基準領域２３３の輪郭線を示している。また、各輪郭線の内側に記した数字は、その領域がいずれの領域に該当するかを表しており、１が新第１基準領域２１３、２が新第２基準領域２２３、３が新第３基準領域２３３をそれぞれ示している。（後述の図６および図１０も同様である）。【００３５】
本例の凹凸部２０を有する板材１は、図１〜図２に示すごとく、凹凸部２０を形成することによって、剛性を高めた板材である。
凹凸部２０は、次のように構成される。
図１（ｂ）に示すごとく、間隔をあけて順次平行に配された仮想の３つの面である第１基準面Ｋ１、中間基準面Ｋ３及び第２基準面Ｋ２という３つの基準面を基準とする。中間基準面Ｋ３には、図３に示すごとく、複数の仮想の第１格子直線Ｌ１が所定の間隔Ｓ（ｍｍ）を空けて平行に配され、第１格子直線Ｌ１に対して略６０°傾斜した複数の仮想の第２格子直線Ｌ２が間隔Ｓ（ｍｍ）をあけて平行に配されている。また、第１格子直線Ｌ１及び第２格子直線Ｌ２に対して、略６０°傾斜し、かつ第１格子直線Ｌ１と第２格子直線Ｌ２とによって区画される最小単位の菱形における各辺の中点を通るように複数の仮想の第３格子直線Ｌ３が間隔Ｓ（ｍｍ）を空けて平行に配されている。中間基準面Ｋ３は、第１格子直線Ｌ１、第２格子直線Ｌ２及び第３格子直線Ｌ３により区画され、六角形の六角単位領域２４と三角形の三角単位領域２５とが敷き詰められたものと仮定する。【００３６】
中間基準面Ｋ３上においては、図３に示すごとく、第１格子直線Ｌ１に平行な方向であって一方に向かう方向をＡ１方向、その逆方向に向かう方向をＡ２方向とし、上記第２格子直線に平行な方向であって上記Ａ１方向に対して１２０°の角度をなす方向をＢ１方向、その逆方向に向かう方向をＢ２方向とする。また、上記第３格子直線に平行な方向であって、上記Ａ１方向及び上記Ｂ１方向の両方に対して１２０°の角度をなす方向をＣ１方向、その逆方向に向かう方向をＣ２方向とする。【００３７】
任意の六角単位領域２４を第１六角形２１５とし、該第１六角形２１５は、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２方向のいずれの方向においても、六角単位領域２４を２つ飛ばして配置される。そして、各第１六角形２１５と、そのＡ１方向、Ｂ１方向及びＣ１方向においてそれぞれ隣接する２つの三角単位領域２５及び１つの六角単位領域２４とを組み合わせて、４つの六角単位領域２４と６つの三角単位領域２５とから構成される十二角形の領域を第１基準領域２１４とする。【００３８】
第１六角形２１５に対して、Ｂ１方向において隣接する六角単位領域２４に対してさらにＡ２方向において隣接する六角単位領域２４を第２六角形２２５とする。該第２六角形２２５は、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１及びＣ２方向のいずれの方向においても、六角単位領域２４を２つ飛ばして配置されている。そして、各第２六角形２２５と、そのＡ２方向、Ｂ２方向及びＣ２方向においてそれぞれ隣接する２つの三角単位領域２５及び１つの六角単位領域２４とを組み合わせて、４つの六角単位領域２４と６つの三角単位領域２５とから構成される十二角形の領域を第２基準領域２２４とする。【００３９】
また、第１基準領域２１４と第２基準領域２２４との間に点在する１つの六角単位領域２４とその周囲の６つの三角単位領域２５とから構成される十二角形の領域を第３基準領域２３４とする。本例においては、第１基準領域２１４からなる領域をそのまま新第１基準領域２１３とし、第２基準領域２２４からなる領域をそのまま新第２基準領域２２４とする。また、全ての第３基準領域２３４をそのまま新第３基準領域２３３とする。【００４０】
凹凸部２０は、図１及び図２に示すごとく、中間基準面Ｋ３において定められた新第１基準領域２１３から第１基準面Ｋ１に向かって突出する第１領域２１と、中間基準面Ｋ３において定められた新第２基準領域２２３から第２基準面Ｋ２に向かって突出する第２領域２２を形成している。また、凹凸部２０は、中間基準面Ｋ３において定められた新第３基準領域２３３を基に中間基準面Ｋ３に形成される第３領域を形成している。【００４１】
第１領域２１は、新第１基準領域２１３を第１基準面Ｋ１上に縮小して投影した第１頂面２１１と、該第１頂面２１１の輪郭と新第１基準領域２１３の輪郭とを繋ぐ第１側面２１２とからなる。同様に、第２領域２２は、新第２基準領域２２３を第２基準面Ｋ２上に縮小して投影した第２頂面２２１と、該第２頂面２２１の輪郭と新第２基準領域２２３の輪郭とを繋ぐ第２側面２２２とからなる。また、第３領域２３は、中間基準面Ｋ３上に新第３基準領域２３３の輪郭を基に形成される中間面２３１からなる。【００４２】
図１（ｂ）に示すごとく、本例における第１基準面Ｋ１、中間基準面Ｋ３および第２基準面Ｋ２の３つの基準面は、それぞれ平行な平面である。
また、第１頂面２１１は、その板厚中心が第１基準面Ｋ１と重なるように構成され、第２頂面２２１は、その板厚中心が第２基準面Ｋ２と重なるように構成されている。また、中間面２３１は、その板厚中心が中間基準面Ｋ３と重なるように構成されている。そして第１基準面Ｋ１と中間基準面Ｋ３とがなす距離を突出高さＨ１とし、第２基準面Ｋ２と中間基準面Ｋ３とがなす距離を突出高さＨ２とする。
本例においては、第１領域２１の突出高さＨ１と第２領域２２の突出高さＨ２は、いずれも１．０ｍｍとした。【００４３】
また、中間基準面Ｋ３に対する第１側面２１２の傾斜角度θ1および中間基準面Ｋ３に対する第２側面２２２の傾斜角度θ2は等しく、θ1＝θ2＝４５°であり、第１側面２１２と第２側面２２２とは、折れ曲がり部を有することなく、一平面により連続して形成されている。
また、本例の凹凸部２０を有する板材１は、成形前において板厚ｔ＝０．３ｍｍの１０００系アルミニウム板からなる。凹凸部２０は、一対の金型を用いたプレス成形により形成される。なお、この成形方法は、表面に所望の凹凸形状を付けた一対の成形ロールによって成形するロール成形等の他の塑性加工方法を採用することも可能である。【００４４】
また、第１格子直線Ｌ１、第２格子直線Ｌ２及び第３格子直線Ｌ３がなす間隔Ｓ＝５ｍｍであり、間隔Ｓ（ｍｍ）と板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｓ／ｔ＝１６．７であり、５〜２０００の範囲内にある。
また、第１領域２１の突出高さＨ１（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ１／ｔは、３．３である。また、第１側面２１２と中間基準面Ｋ３とがなす傾斜角θ1＝４５°であり、−３θ1＋２７２＝１３７である。したがって、１≦Ｈ１／ｔ≦１３７の関係を満たしている。同様に、第２領域２２の突出高さＨ２（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ２／ｔは、３．３である。また、第２側面２２２と中間基準面Ｋ３とがなす傾斜角θ2＝４５°であり、−３θ2＋２７２＝１３７である。したがって、１≦Ｈ２／ｔ≦１３７の関係を満たしている。【００４５】
本例における凹凸部２０を有する板材１は、上記の特殊な形状の凹凸部２０を有している。凹凸部２０は、上記のごとく、中間基準面Ｋ３上において定められた新第１基準領域２１３から第１基準面Ｋ１に向かって突出する第１領域２１と、中間基準面Ｋ３上において定められた新第２基準領域２２３から第２基準面Ｋ２に向かって突出する第２領域２２と、中間基準面Ｋ３上において定められた新第３基準領域２３３を基に中間基準面Ｋ３上に形成される第３領域２３とを設けてなる。【００４６】
そして第１領域２１は、第１頂面２１１と、該第１頂面２１１の輪郭と新第１基準領域２１３の輪郭とをつなぐ第１側面２１２とからなり、第２領域２２は、第２頂面２２１と、該第２頂面２２１の輪郭と新第２基準領域２２３の輪郭とをつなぐ第２側面２２２とからなる。また、第３領域２３は、新第３基準領域２３３の輪郭を基に形成される中間面２３１からなる。【００４７】
このような構造を有しているので、上記板材は曲げ剛性及び面剛性に優れると共に、エネルギー吸収特性に優れた板材となる。また、剛性の向上に伴う制振性の向上効果と、凹凸形状による音の反響抑制効果を得ることができる。
また、上記凹凸部形状は、板材の面上のどの方向においても、剛性向上効果のある凹凸部が形成されている。そのため、異方性が非常に少なく、かつ高い剛性向上効果を得ることができる。【００４８】
（ＦＥＭ解析）
本例の板材１の剛性向上効果を定量的に判断するために、片持ち梁による曲げ剛性評価をＦＥＭ解析により行った。
上記ＦＥＭ解析は、凹凸部２０の形成方向に対して０°方向及び９０°方向の２パターンで行った。【００４９】
＜片持ち梁による曲げ剛性評価＞
片持ち梁のＦＥＭ解析に用いた試験片形状は、１２０ｍｍ×１２０ｍｍの矩形形状を有しており、その全面に凹凸部２０を形成してある。尚、表面積の増加割合を考慮し、成形後の板厚ｔ＝０．２６０ｍｍとした。
評価は、凹凸部２０を形成していない平板状の元板について、同様のＦＥＭ解析を行い得られたたわみ量と比較することで行った。【００５０】
＜０°方向＞
図１に示すごとく、試験片の第３格子直線Ｌ３と直交する方向の一方の端部Ｚ１を固定端とし、Ｚ１と対向する端部Ｚ２を自由端とする方向を０°方向とした。
実施例１の凹凸部２０を有する板材１は、平板状の元板と比べて、曲げ剛性が５．３倍に向上することが分かった。
＜９０°方向＞
図１に示すごとく、試験片の第３格子直線Ｌ３が示す方向に位置する一方の端部Ｚ３を固定端とし、Ｚ３と対向する端部Ｚ４を自由端とする方向を９０°方向とした。
実施例１の凹凸部２０を有する板材１は、平板状の元板と比べて、曲げ剛性が５．２倍に向上することが分かった。【００５１】
ＦＥＭ解析の結果、本例に示す凹凸部２０を有する板材１は、０°方向において、平板に比べ５．３倍の剛性倍率Ｇを有し、軽量化率Ｗ（％）は４２％程度が見込まれる。また、９０°方向においても、平板に比べ５．２倍の剛性倍率Ｇを有し、軽量化率Ｗ（％）は０°方向と同等の４２％程度が見込まれる。
尚、軽量化率Ｗ（％）は、剛性倍率Ｇを用いて、Ｗ＝（１−１／3√Ｇ）×１００の計算式より算出したものである。【００５２】
（実施例２）
本例は、第２の態様の凹凸部２０を有する板材１の一例を示すものである。図３に示すごとく、実施例１と同様に第１基準領域２１４、第２基準領域２２４および第３基準領域２３４に区分した後、図６に示すごとく、新第１基準領域２１３と新第２基準領域２２３の面積が略同一となるように、全ての第３基準領域２３４を隣接する第１基準領域２１４および第２基準領域２２４にそれぞれ分配した例である。【００５３】
本例の凹凸部２０は、図４〜図６に示すごとく、中間基準面Ｋ３において定められた新第１基準領域２１３から第１基準面Ｋ１に向かって突出する第１領域２１と、中間基準面Ｋ３において定められた新第２基準領域２２３から第２基準面Ｋ２に向かって突出する第２領域２２からなる。
第１領域２１は、新第１基準領域２１３を第１基準面Ｋ１上に縮小して投影した第１頂面２１１と、該第１頂面２１１の輪郭と新第１基準領域２１３の輪郭とを繋ぐ第１側面２１２とからなる。同様に、第２領域２２は、新第２基準領域２２３を第２基準面Ｋ２上に縮小して投影した第２頂面２２１と、該第２頂面２２１の輪郭と新第２基準領域２２３の輪郭とを繋ぐ第２側面２２２とからなる。その他の構成は、実施例１と同様である。【００５４】
本例の中間基準面Ｋ３においては、図６に示すごとく、第３基準領域２３４の全てを、半分ずつ隣接する第１基準領域２１４と第２基準領域２２４の両方へ分配する。そして、第１基準領域２１４と第３基準領域２３４とを合体させた領域を新第１基準領域２１３とし、第２基準領域２２４と第３基準領域２３４とを合体させた領域を新第２基準領域２２３としてある。尚、本例においては、新第１基準領域２１３と新第２基準領域２２３の面積が略同一となるように第３基準領域２３４の分配を行った。【００５５】
第３基準領域２３４を、第１基準領域２１４と第２基準領域２２４とに分配する場合、第３基準領域を半分ずつ分配し、形成される新第１基準領域２１３と新第２基準領域２２３の面積が略同一となるように分配することが好ましい。その分配方法としては、第１格子直線Ｌ１に平行なＡ１−Ａ２方向、第２格子直線に平行なＢ１−Ｂ２方向、第３格子直線Ｌ３に平行なＣ１−Ｃ２方向のいずれか２方向において、順次配された第３基準領域２３４を、第１基準領域２１４と第２基準領域２２４が同じ個数ずつ交互に配されるように分配する。また、上記個数は上記２方向において異なっていてもよく、いずれの方向においても３個以下が好ましい。このように分配した場合に形成される凹凸部２０の形状は、特に剛性が高く、剛性の異方性が少ない優れた凹凸部形状となる。【００５６】
例えば、本例においては、図６に示すごとく、第３基準領域２３４を、Ａ１−Ａ２方向には、２個ずつ交互に第１基準領域２１４と第２基準領域２２４とに分配してある。また、Ｃ１−Ｃ２方向には、１個ずつ交互に第１基準領域２１４と第２基準領域２２４とに分配することで、第３基準領域２３４を、第１基準領域２１４と第２基準領域２２４とに半分ずつ分配してある。【００５７】
そして、本例の凹凸部２０は、図４および図５に示すごとく、新第１基準領域２１３から第１基準面Ｋ１に向かって突出する第１領域２１と、新第２基準領域２２３から第２基準面Ｋ２に向かって突出する第２領域２２とからなる。
第１領域２１は、第１頂面２１１と、該第１頂面２１１の輪郭と新第１基準領域２１３の輪郭とをつなぐ第１側面２１２とからなり、第２領域２２は、第２頂面２２１と、該第２頂面２２１の輪郭と新第２基準領域２２３の輪郭とをつなぐ第２側面２２２とからなる。【００５８】
そのため、本例の凹凸部２０を有する板材１は、中間面を有しておらず、より多くの材料を強度部材として効果的に使用することができ、剛性向上効果をより高めることができる。また、剛性の向上に伴い、剛性の向上に伴う制振性の向上効果と、凹凸形状による音の反響抑制効果を得ることができる。
また、凹凸部形状２０は、板材の面上のどの方向においても、剛性向上効果のある凹凸部２０が形成されている。そのため、どの方向においても高い剛性向上効果を得ることができる。【００５９】
（ＦＥＭ解析）
本例においても、実施例１と同様に凹凸部２０を有する板材１の剛性向上効果を定量的に判断するために、片持ち梁による曲げ剛性評価をＦＥＭ解析により行った。【００６０】
＜片持ち梁による曲げ剛性評価＞
片持ち梁のＦＥＭ解析に用いた試験片形状は、１２０ｍｍ×１２０ｍｍの矩形形状を有しており、その全面に凹凸部２０を形成してある。尚、表面積の増加割合を考慮し、成形後の板厚ｔ＝０．２５７ｍｍとした。
評価は、凹凸部２０を形成していない平板状の元板について、同様のＦＥＭ解析を行い得られたたわみ量と比較することで行った。【００６１】
＜０°方向＞
図４に示すごとく、試験片の第３格子直線Ｌ３と直交する方向の一方の端部Ｚ１を固定端とし、Ｚ１と対向する端部Ｚ２を自由端とする方向を０°方向とした。
実施例２の凹凸部２０を有する板材１は、平板状の元板と比べて、曲げ剛性が９．２倍に向上することが分かった。
＜９０°方向＞
図４に示すごとく、試験片の第３格子直線Ｌ３が示す方向に位置する一方の端部Ｚ３を固定端とし、Ｚ３と対向する端部Ｚ４を自由端とする方向を９０°方向とした。
実施例２の凹凸部２０を有する板材１は、平板状の元板と比べて、曲げ剛性が６．７倍に向上することが分かった。【００６２】
また、前述と同様の片持ち梁のＦＥＭ解析方法を用いて、試験片の一辺と、凹凸部２０の形成方向を、０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°の各方向に変化させた場合の曲げ剛性の評価を行った。
尚、凹凸部２０の形成方向を変化させた場合のＦＥＭ解析に用いた試験片に形成した凹凸部２０は、中間基準面Ｋ３に対する第１側面２１２の傾斜角度θ1（°）および中間基準面Ｋ３に対する第２側面２２２の傾斜角度θ2（°）を、共に３０°とし、第１側面２１２と第２側面２２２とは、折れ曲がり部を有することなく一平面により連続して形成される。
また、表面積の増加割合を考慮し、成形後の板厚ｔ＝０．２７１ｍｍとした。その他の構成は、実施例１と同様である。【００６３】
上記ＦＥＭ解析の結果を、横軸を上記角度とし、縦軸を曲げ剛性の向上率としたグラフ（図７）に示す。その結果、０°方向における剛性の向上率（Ｐ１）が８．５倍で最も高く、７５°方向における剛性の向上率（Ｐ２）が７．２倍で最も低くなることが明らかとなった。また、図７に示すごとく、上記試験片に形成した凹凸部２０の形状は、剛性の向上率の変化が非常に小さい。したがって、剛性の異方性が極めて少ない凹凸部形状であることが明らかとなった。【００６４】
また、本例に示す凹凸部２０を有する板材１は、曲げ剛性向上効果が最も高い０°方向において、平板に比べ８．５倍の剛性倍率Ｇを有し、軽量化率Ｗ（％）は５１％程度が見込まれる。
また、本例に示す凹凸部２０を有する板材１は、曲げ剛性向上効果が最も低い７５°方向においても、平板に比べ７．２倍の剛性倍率Ｇを有し、軽量化率Ｗ（％）は少なくとも４８％程度が見込まれる。
尚、軽量化率Ｗ（％）は、剛性倍率Ｇを用いて、Ｗ＝（１−１／3√Ｇ）×１００の計算式より算出したものである。【００６５】
（３点曲げ試験）
３点曲げ試験は、図８に示すごとく、横倒しした２つの円筒状支持材を支点間距離Ｑ＝８０ｍｍとなるよう平行に配置して構成した２つの支点Ｏ上に試験片を配置し、試験片表面の中央位置に、先端断面が半円状をなす平板形状の押圧冶具Ｊによって荷重をかけ、変位量を計測した。評価は、凹凸部２０を形成していない平板状の元板について、同様に３点曲げ試験を行い荷重−変位線図を比較することで行った。
上記試験片は、成形前の形状が１００ｍｍ×１００ｍｍ、板厚ｔ＝０．３ｍｍのＡ３００４−Ｏ材であり、本例に示す凹凸部２０を全面に形成してある。また、その形成方向は、上記片持ち梁におけるＦＥＭ解析の０°方向および９０°方向の場合と同様である。【００６６】
３点曲げ試験の結果から得られた荷重を縦軸とし、変位を横軸とした荷重−変位線図を図９に示す。同図において、０°方向に凹凸部２０を設けた板材１の計測結果を実線Ｘ、９０°方向に凹凸部２０を設けた板材１の計測結果を実線Ｙ、平板状の元板の計測結果を実線Ｚにより示してある。【００６７】
図９に示すごとく、実線Ｘは、実線Ｚに比べ立ち上がりの傾き角が９．０倍となる。したがって、０°方向に凹凸部２０を設けた板材１の曲げ剛性は、平板状の元板と比べ、９．０倍に向上することが明らかとなった。また実線Ｙは、実線Ｚに比べ立ち上がりの傾き角が７．３倍となる。したがって、９０°方向に凹凸部２０を設けた板材１の曲げ剛性は、平板状の元板と比べ、７．３倍に向上することが明らかとなった。【００６８】
（実施例３）
本例は、第２の態様の凹凸部２０を有する板材１の他の一例を示すものである。図３に示すごとく、実施例１と同様に第１基準領域２１４、第２基準領域２２４および第３基準領域２３４に区分した後、図１０に示すごとく、全ての第３基準領域２３４を隣接する第２基準領域２２４に分配した例である。その他の構成は、実施例１と同様である。【００６９】
図１０に示す中間基準面Ｋ３からなる凹凸部２０を有する板材１において、剛性向上効果を定量的に判断するために、片持ち梁による曲げ剛性評価をＦＥＭ解析により行った。【００７０】
＜片持ち梁による曲げ剛性評価＞
片持ち梁のＦＥＭ解析に用いた試験片形状は、１２０ｍｍ×１２０ｍｍの矩形形状を有しており、その全面に凹凸部２０を形成してある。尚、表面積の増加割合を考慮し、成形後の板厚ｔ＝０．２５７ｍｍとした。
評価は、凹凸部２０を形成していない平板状の元板について、同様のＦＥＭ解析を行い得られたたわみ量と比較することで行った。【００７１】
＜０°方向＞
図１０に示す中間基準面Ｋ３からなる凹凸部を形成した試験片において、第３格子直線Ｌ３と直交する方向に位置する一方の端部を固定端とし、もう一方の端部を自由端とする方向を０°方向とした。
本例の凹凸部２０を有する板材１は、平板状の元板と比べて、曲げ剛性が５．９倍に向上することが分かった。
＜９０°方向＞
図１０に示す中間基準面Ｋ３からなる凹凸部を形成した試験片において、第３格子直線Ｌ３が示す方向の一方の端部を固定端とし、もう一方の端部を自由端とする方向を９０°方向とした。
本例の凹凸部２０を有する板材１は、平板状の元板と比べて、曲げ剛性が５．８倍に向上することが分かった。【００７２】
ＦＥＭ解析の結果、本例に示す凹凸部２０を有する板材１は、０°方向において、平板に比べ５．９倍の剛性倍率Ｇを有し、軽量化率Ｗ（％）は４５％程度が見込まれる。また、９０°方向においても、平板に比べ５．８倍の剛性倍率Ｇを有し、軽量化率Ｗ（％）は少なくとも４４％程度が見込まれる。
尚、軽量化率Ｗ（％）は、剛性倍率Ｇを用いて、Ｗ＝（１−１／3√Ｇ）×１００の計算式より算出したものである。【００７３】
（実施例４）
本例は、図１１に示すごとく、凹凸部２０を円筒材１１に設けた例である。本例においては、第１基準面Ｋ１、中間基準面Ｋ３、第２基準面Ｋ２は順次平行に配された円筒状の曲面からなる。本例の中間基準面Ｋ３は、実施例１〜実施例３のいずれかの平面状をなす中間基準面Ｋ３を円筒状に湾曲させたものである。また、凹凸部２０の構成は、実施例１と同様である。
本例に示すごとく、高い剛性を有する優れた上記凹凸部２０を有する板材１を様々な形状に変形させることができ、用途を拡大することができる。また、実施例１と同様の作用効果を有する。【００７４】
また、本例に示す凹凸部２０を有する円筒材１１を、飲料缶やロケットのような円筒形の構造物に用いることで、材料の板厚を増加させることなく、剛性を高めることができる。また、本例の円筒材１１は、優れたエネルギー吸収特性を有している。そのため、自動車の部材などに使用することで、高い剛性と優れたエネルギー吸収特性を付与することができる。【００７５】
（実施例５）
本例は、図１２に示すごとく、実施例１の凹凸部２０を有する板材１をコア材として用いて積層構造体５を構成した例である。
即ち、積層構造体５は、凹凸部２０を有する１枚の板材１よりなるコア材の両側の表面に面板４２、４３を接合してなる。
面板４２、４３は、材質３０００系、板厚１．０ｍｍのアルミニウム合金板よりなる。【００７６】
本例の積層構造体５は、上述したような優れた剛性を有する凹凸部２０を有する板材１をコア材として用い、その第１領域２１の第１頂面２１１と第２領域２２の第２頂面２２１に対して面板４２、４３を接着、ろう付け等により接合することによって、凹凸部２０を有する板材単体の場合よりも格段に剛性が高い積層構造体５が得られる。
しかも、板材１も面板４２、４３もアルミニウム合金板よりなるため、軽量化することができる。また、剛性向上に伴う制振性の向上効果と、空気層を包容することにより吸音性の向上効果を得ることができる。また、良く知られているように、面板４２、４３のいずれか一方に貫通孔を形成することにより、ヘルムホルツ型吸音構造となり、さらに吸音性を向上させることができる。【００７７】
また、実施例１の凹凸部２０を有する板材１は、中間面２３１を有しており、積層構造体５を構成した場合、面板４２、４３との間に空気を流入可能な空隙が形成される。そのため、積層構造体５は、凹凸部２０を形成することによる表面積の増大及び上記空隙の形成により、優れた放熱性能を有している。
なお、上記面板としては、アルミニウム合金以外の金属の板、たとえば、鋼板やチタン板等や、樹脂板等を適用することも可能である。【００７８】
（実施例６）
本例は、図１３に示すごとく、実施例１〜実施例３のいずれかに記載の板材１をインナーパネルとして用い、第１領域２１の第１頂面２１１をアウターパネル６１の裏面側に向けて配置して構成する車両パネル６の例である。なお、インナーパネルは、その外周部においてアウターパネル６１とヘム加工等により接合されている。【００７９】
本例の車両パネル６は、そのインナーパネルを構成する凹凸部２０を有する板材１が、上記のごとく剛性向上効果に優れているので、歩行者が衝突した際の一次衝突のエネルギー及び二次衝突のエネルギーを吸収する特性に優れたものとなる。また、剛性向上に伴う制振性の向上効果と、空気層を包容することにより吸音性の向上効果を得ることができる。
尚、本例においては、凹凸部２０を有する板材１をインナーパネルとして用いたが、インナーパネルとアウターパネルのいずれか一方又は両方に用いることができる。
【図１】
2012032814.tif 000003
【図２】
2012032814.tif 000004
【図３】
2012032814.tif 000005
【図４】
2012032814.tif 000006
【図５】
2012032814.tif 000007
【図６】
2012032814.tif 000008
【図７】
2012032814.tif 000009
【図８】
2012032814.tif 000010
【図９】
2012032814.tif 000011
【図１０】
2012032814.tif 000012
【図１１】
2012032814.tif 000013
【図１２】
2012032814.tif 000014
【図１３】
2012032814.tif 000015
【国際調査報告】
2012032814.tif 000016
2012032814.tif 000017