(57)【要約】【課題】プレス成形した際に、天板部に生じる幅方向のねじれを低減でき、寸法精度の更なる高精度化を図ることができる車両用構造部材を提供する。【解決手段】天板部の幅方向両側に折り曲げ形成された一対の縦壁部を有してハット型形状又はコの字状の横断面形状に形成された車両用構造部材において、長手方向において隣り合う直線部を前記天板部の厚さ方向に湾曲するように連結する前記天板部側に凸に湾曲する湾曲部を備え、前記湾曲部は、一方の稜線から他方の稜線に向かって、長手方向における幅が徐々に広くなると共に、当該湾曲部の曲率半径が徐々に大きくなるように形成されているように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板部の幅方向両側に折り曲げ形成された一対の縦壁部を有してハット型形状又はコの字状の横断面形状に形成された車両用構造部材において、
長手方向において隣り合う直線部を前記天板部の厚さ方向に湾曲するように連結する前記天板部側に凸状に湾曲する湾曲部を備え、
前記湾曲部は、一方の稜線から他方の稜線に向かって、長手方向における幅が徐々に広くなると共に、当該湾曲部の曲率半径が徐々に大きくなるように形成されている、
車両用構造部材。
【請求項２】
天板部の幅方向両側に折り曲げ形成された一対の縦壁部を有してハット型形状又はコの字状の横断面形状に形成された車両用構造部材において、
長手方向において隣り合う直線部を前記天板部の厚さ方向及び幅方向に湾曲するように連結する前記天板部側に凸に湾曲する湾曲部を備え、
前記湾曲部は、一方の稜線から他方の稜線に向かって、長手方向における幅が徐々に広くなると共に、当該湾曲部の曲率半径が徐々に大きくなるように形成されている、
車両用構造部材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車両用構造部材において、
前記ハット型形状の横断面形状は、一対の前記縦壁部の側縁に形成された一対のフランジ部を有し、
一対の前記フランジ部は、
前記湾曲部の各稜線側の両端部に対向する位置に幅方向における全幅に渡って形成されて前記天板部側に凸状に湾曲する一対の第２湾曲部を有する、
車両用構造部材。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用構造部材において、
一対の前記第２湾曲部の長手方向における幅は、前記他方の稜線における前記湾曲部の長手方向における幅よりも狭くなるように形成されている、
車両用構造部材。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両用構造部材において、
高張力鋼板で形成されている、
車両用構造部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用構造部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高張力鋼板のプレス成形におけるスプリングバックを低減する技術に関して種々提案されている。例えば、下記特許文献１に記載されているプレス成形品の製造方法では、スプリングバックを低減するために、５９０ＭＰａ以上のハイテン材のプレス成形の工程として、第１の工程（予備成形工程）と、第１の工程よりも後に行われる第２の工程（本成形工程）とを少なくとも有する。第１の工程では、金属板（ブランク材）を、湾曲部の曲率半径を製品形状での曲率半径よりも小さい中間部品に成型する。次に、第２の工程では、上記の中間部品をプレスして、製品形状に製造する。これにより、スプリングバックを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１８／０３０２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載されるプレス成形品の製造方法では、スプリングバックを低減することができるが、天板部に生じる幅方向のねじれを低減することが難しいという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、プレス成形した際に、天板部に生じる幅方向のねじれを低減でき、寸法精度の更なる高精度化を図ることができる車両用構造部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、第１発明は、天板部の幅方向両側に折り曲げ形成された一対の縦壁部を有してハット型形状又はコの字状の横断面形状に形成された車両用構造部材において、長手方向において隣り合う直線部を前記天板部の厚さ方向に湾曲するように連結する前記天板部側に凸状に湾曲する湾曲部を備え、前記湾曲部は、一方の稜線から他方の稜線に向かって、長手方向における幅が徐々に広くなると共に、当該湾曲部の曲率半径が徐々に大きくなるように形成されている、車両用構造部材である。
【０００７】
第２発明は、天板部の幅方向両側に折り曲げ形成された一対の縦壁部を有してハット型形状又はコの字状の横断面形状に形成された車両用構造部材において、長手方向において隣り合う直線部を前記天板部の厚さ方向及び幅方向に湾曲するように連結する前記天板部側に凸に湾曲する湾曲部を備え、前記湾曲部は、一方の稜線から他方の稜線に向かって、長手方向における幅が徐々に広くなると共に、当該湾曲部の曲率半径が徐々に大きくなるように形成されている、車両用構造部材である。
【０００８】
第３発明は、上記第１発明又は第２発明において、前記ハット型形状の横断面形状は、一対の前記縦壁部の側縁に形成された一対のフランジ部を有し、一対の前記フランジ部は、前記湾曲部の各稜線側の両端部に対向する位置に幅方向における全幅に渡って形成されて前記天板部側に凸状に湾曲する一対の第２湾曲部を有する、車両用構造部材である。
【０００９】
第４発明は、上記第３発明において、一対の前記第２湾曲部の長手方向における幅は、前記他方の稜線における前記湾曲部の長手方向における幅よりも狭くなるように形成されている、車両用構造部材である。
【００１０】
第５発明は、上記第１発明乃至第４発明のいずれか１の発明において、高張力鋼板で形成されている、車両用構造部材である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記各発明の構成をとることによって、プレス成形した際に、天板部に生じる幅方向のねじれを低減でき、寸法精度の更なる高精度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る車両用構造部材の一例を示す平面図である。
【図２】図１に示す車両用構造部材の側面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面拡大図である。
【図４】図１に示す車両用構造部材の端部に発生するねじりモーメントの一例を示す図である。
【図５】解析用平板曲げモデルの一例を示す説明図である。
【図６】ＮＯ．１〜ＮＯ．３の解析用平板曲げモデルの一例を示す平面図である。
【図７】ＮＯ．４の解析用平板曲げモデルの一例を示す平面図である。
【図８】図６と図７の各解析用平板曲げモデルのスプリングバック量の解析結果を示すテーブルである。
【図９】図１のＹ１部分の拡大平面図である。
【図１０】比較例１としての車両用構造部材の一例を示す拡大平面図である。
【図１１】図９と図１０の各車両用構造部材のスプリングバック量の解析結果の一例を示すテーブルである。
【図１２】第２実施形態に係る車両用構造部材の一例を示す平面図である。
【図１３】図１２に示す車両用構造部材の側面図である。
【図１４】図１２のＸＩＶ−ＸＩＶ矢視断面拡大図である。
【図１５】図１２に示す車両用構造部材の端部に発生するねじりモーメントの一例を示す図である。
【図１６】図１２のＹ２部分の拡大平面図である。
【図１７】比較例２としての車両用構造部材の一例を示す拡大平面図である。
【図１８】図１６と図１７の各車両用構造部材のスプリングバック量の解析結果の一例を示すテーブルである。
【図１９】第３実施形態に係る車両用構造部材の一例を示す平面図である。
【図２０】図１９に示す車両用構造部材の側面図である。
【図２１】図１９のＸＸＩ−ＸＸＩ矢視断面拡大図である。
【図２２】図１９に示す車両用構造部材の端部に発生するねじりモーメントの一例を示す図である。
【図２３】図１９のＹ３部分の拡大平面図である。
【図２４】比較例３としての車両用構造部材の一例を示す拡大平面図である。
【図２５】図２３と図２４の各車両用構造部材のスプリングバック量の解析結果の一例を示すテーブルである。
【図２６】第４実施形態に係る車両用構造部材の一例を示す平面図である。
【図２７】図２６に示す車両用構造部材の側面図である。
【図２８】図２６のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ矢視断面拡大図である。
【図２９】図２６に示す車両用構造部材の端部に発生するねじりモーメントの一例を示す図である。
【図３０】図２６のＹ４部分の拡大平面図である。
【図３１】比較例４としての車両用構造部材の一例を示す拡大平面図である。
【図３２】図３０と図３１の各車両用構造部材のスプリングバック量の解析結果の一例を示すテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る車両用構造部材を具体化した第１実施形態乃至第４実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、第１実施形態に係る車両用構造部材１について図１乃至図１１に基づいて説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
図１乃至図３は、本発明の第１実施形態に係る車両用構造部材１の概略構成を示す。図１乃至図３に示すように、長尺状の車両用構造部材１は、厚さ約１ｍｍ〜２ｍｍで引張強度が５９０ＭＰａ以上（例えば、１１８０ＭＰａである。）の１枚の高張力鋼板で常温プレスにより成形された鋼板部材である。車両用構造部材１は、断面略ハット型形状に形成され、天板部３の幅方向両側縁部から相対向するように開口側に折り曲げ形成された一対の縦壁部５Ａ、５Ｂと、各縦壁部５Ａ、５Ｂの開口側の側縁部から天板部３に対して略平行に外側方向へ折り曲げ形成された各フランジ部６Ａ、６Ｂと、を有している。
【００１５】
平面視長方形状の天板部３は、長手方向において隣り合う各直線部３Ａ、３Ｂ、３Ｃが、天板部３の開口側に対して外方側に凸状に湾曲する各湾曲部８Ａ、８Ｂによって、該天板部３の厚さ方向外側に湾曲する、つまり、天板部３の外方側に凸状に（図２中、各直線部３Ａ、３Ｃが直線部３Ｂに対して下側方向に）湾曲するように連結されている。直線部３Ａと直線部３Ｃのそれぞれ長さは、ほぼ等しい長さで、長手方向中央部に位置する直線部３Ｂの長さ（例えば、約２５０ｍｍである。）の約半分の長さに形成されている。図２に示すように、直線部３Ｂに対する各直線部３Ａ、３Ｃの傾斜角θ１は、例えば、約３０度である。
【００１６】
図１に示すように、各湾曲部８Ａ、８Ｂは、縦壁部５Ａと天板部３との稜線１１Ａ（一方の稜線）から、縦壁部５Ｂと天板部３との稜線１１Ｂ（他方の稜線）に向かって、天板部３の長手方向の幅が徐々に広くなると共に、各湾曲部８Ａ、８Ｂの曲率半径が徐々に大きくなるように形成されている。例えば、各湾曲部８Ａ、８Ｂの稜線１１Ａ側の端部の曲率半径は約５ｍｍであり、各湾曲部８Ａ、８Ｂの稜線１１Ｂ側の端部の曲率半径は約１５ｍｍに設定されている。また、図１及び図３に示すように、各直線部３Ａ、３Ｂ、３Ｃの幅方向中央部には、長手方向に沿って所定深さ（例えば、深さ約３ｍｍ〜４ｍｍ）窪んだ幅狭の各凹部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが、各湾曲部８Ａ、８Ｂの近傍位置まで、ほぼ全長に渡って形成されている。
【００１７】
図１乃至図３に示すように、縦壁部５Ａには、断面略ハット型形状に形成されたアウタパネル等の構造部材の内側面にスポット溶接により溶接接合される３個の正面視縦長半楕円形状の溶接用突出部１５Ａが外方側へ所定高さ（例えば、高さ２ｍｍである。）突出して設けられている。３個の溶接用突出部１５Ａは、各湾曲部８Ａ、８Ｂの稜線１１Ａ側の端部に対向する位置と、直線部３Ｂの長手方向中央位置に対向する位置と、に配置されている。
【００１８】
縦壁部５Ｂには、断面略ハット型形状に形成されたアウタパネル等の構造部材の内側面にスポット溶接により溶接接合される９個の正面視縦長半楕円形状の溶接用突出部１５Ｂが外方側へ所定高さ（例えば、高さ２ｍｍである。）突出して設けられている。９個の溶接用突出部１５Ｂは、各湾曲部８Ａ、８Ｂの稜線１１Ｂ側の端部に対向する位置と、各直線部３Ａ、３Ｃを長手方向に３分割する２カ所に対向する位置と、直線部３Ｂを長手方向に４分割する３カ所に対向する位置と、に配置されている。
【００１９】
各溶接用突出部１５Ａ、１５Ｂの外側表面、つまり、各溶接用座面は、スポット溶接による構造部材との接合強度を確保するために、平面状に形成されている。また、各溶接用突出部１５Ａ、１５Ｂの形状は、縦長半楕円形状に限定されるものではなく、半円形、円形、矩形、台形、三角形、六角形等、様々な形状とすることができる。
【００２０】
図１及び図２に示すように、各フランジ部６Ａ、６Ｂには、各湾曲部８Ａ、８Ｂの稜線１１Ａ側の端部に対向する位置と、各湾曲部８Ａ、８Ｂの稜線１１Ｂ側の端部に対向する位置とに、幅方向における全幅に渡って形成されて、天板部３側に突出する凸状に湾曲する一対の第２湾曲部１７が設けられている。各フランジ部６Ａ、６Ｂの長手方向における、各第２湾曲部１７の幅は、各湾曲部８Ａ、８Ｂの稜線１１Ｂ側の端部の幅よりも狭くなるように形成されている。つまり、各第２湾曲部１７の曲率半径は、各湾曲部８Ａ、８Ｂの稜線１１Ｂ側の端部の曲率半径よりも小さくなるように形成されている。例えば、各第２湾曲部１７の曲率半径は、約５ｍｍ〜１４ｍｍ、好ましくは約１０ｍｍに設定されている。
【００２１】
図４に示すように、上記のように構成された車両用構造部材１では、９個の溶接用突出部１５Ｂが長手方向に配置された縦壁部５Ｂ及びフランジ部６Ｂには、各湾曲部８Ａ、８Ｂを中心とする圧縮残留応力Ｆ１が発生する。また、３個の溶接用突出部１５Ａが長手方向に配置された縦壁部５Ａ及びフランジ部６Ａには、各湾曲部８Ａ、８Ｂを中心とする引張残留応力Ｆ２が発生する。そして、車両用構造部材１の引張強度の増加に伴い、圧縮残留応力Ｆ１及び引張残留応力Ｆ２が増加して、天板部３の各直線部３Ａ、３Ｃには、長手方向軸回りに、縦壁部５Ａ側の稜線１１Ａのスプリングバック量が、縦壁部５Ｂ側の稜線１１Ｂのスプリングバック量よりも大きくなるように作用するねじりモーメントＭ１が発生する。
【００２２】
ここで、図５に示す長尺状の解析用平板曲げモデル２１を準備した。そして、隣り合う各直線部２１Ａ、２１Ｂを湾曲するように連結する湾曲部２２の曲率半径が異なるＮＯ．１〜ＮＯ．４の解析用平板曲げモデル２１についてＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析により各測定点Ｐ１〜Ｐ４のスプリングバック量を解析した。各測定点Ｐ１、Ｐ２は、直線部２１Ａの幅方向において、湾曲部２２の両端部における該湾曲部２２の幅方向中央位置に設定した。
【００２３】
また、測定点Ｐ３は、測定点Ｐ２側の側縁において、直線部２１Ｂの湾曲部２２に対して反対側の端点に設定した。また、測定点Ｐ４は、測定点Ｐ１側の側縁において、直線部２１Ｂの湾曲部２２に対して反対側の端点に設定した。尚、解析用平板曲げモデル２１は、引張強度１１８０ＭＰａ、板厚１．２ｍｍの高張力鋼板で、幅８６ｍｍ、直線部２１Ａの長さ１７５ｍｍ、直線部２１Ｂの長さ１２５ｍｍ、直線部２１Ａに対する直線部２１Ｂの曲げ角度は３０度に設定した。
【００２４】
図６及び図８に示すように、ＮＯ．１〜ＮＯ．３の解析用平板曲げモデル２１では、湾曲部２２は、直線部２１Ａの幅方向において、それぞれ曲率半径Ｒは、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍで全幅に渡って一定に設定した。一方、図７及び図８に示すように、ＮＯ．４の解析用平板曲げモデル２１では、直線部２１Ａの幅方向において、測定点Ｐ１の曲率半径Ｒは、５ｍｍで、測定点Ｐ１から測定点Ｐ２に向かうに従って曲率半径が徐々に大きくなるように設定され、測定点Ｐ２の曲率半径は、１５ｍｍに設定した。
【００２５】
図８にＣＡＥ解析による解析結果を示す。図８に示すように、ＮＯ．１〜ＮＯ．３の解析用平板曲げモデル２１では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ１のスプリングバック量から測定点Ｐ２のスプリングバック量を減算した値は、−０．０１ｍｍ〜＋０．０３ｍｍであった。また、ＮＯ．１〜ＮＯ．３の解析用平板曲げモデル２１では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ３のスプリングバック量から測定点Ｐ４のスプリングバック量を減算した値は、−０．０３ｍｍ〜＋０．０１ｍｍであった。従って、湾曲部２２の曲率半径Ｒが、直線部２１Ａの幅方向において、５ｍｍ〜１５ｍｍで全幅に渡って一定に設定された場合には、直線部２１Ｂの直線部２１Ａに対するねじれはほとんど発生していない。
【００２６】
一方、ＮＯ．４の解析用平板曲げモデル２１では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ１のスプリングバック量から測定点Ｐ２のスプリングバック量を減算した値は、０．００ｍｍであった。また、ＮＯ．４の解析用平板曲げモデル２１では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ３のスプリングバック量から測定点Ｐ４のスプリングバック量を減算した値は、＋０．６６ｍｍであった。
【００２７】
従って、湾曲部２２の曲率半径Ｒが、直線部２１Ａの幅方向において、測定点Ｐ１から測定点Ｐ２に向かって５ｍｍから１５ｍｍまで徐々に大きくなるように設定された場合には、曲率半径が大きい側の側縁における測定点Ｐ３のスプリングバック量が、曲率半径が小さい側の側縁における測定点Ｐ４のスプリングバック量よりも大きくなり、直線部２１Ｂの直線部２１Ａに対するねじれが発生している。即ち、解析用平板曲げモデル２１の隣り合う直線部２１Ａ、２１Ｂを厚さ方向に連結する湾曲部２２の曲率半径を、一方の側縁から他方の側縁に向かって徐々に大きくなるように設定することによって、他方の側縁におけるスプリングバック量が、一方の側縁におけるスプリングバック量よりも大きくなり、直線部２１Ｂの直線部２１Ａに対するねじれを発生させることができる。
【００２８】
次に、図９に示すように、上記のように構成された車両用構造部材１に相当する第１曲げモデル２５を実施例１としてＣＡＥ解析に準備した。また、図１０に示すように、第１曲げモデル２５とほぼ同じ構成であるが、各湾曲部８Ａ、８Ｂの曲率半径を稜線１１Ａから稜線１１Ｂに向かって一定に設定した第２曲げモデル２６を比較例１としてＣＡＥ解析に準備した。そして、第１曲げモデル２５と第２曲げモデル２６について、ＣＡＥ解析により各測定点Ｐ１１〜Ｐ１４のスプリングバック量を解析した。尚、第１曲げモデル２５と第２曲げモデル２６の説明において、車両用構造部材１の構成と同一符号は、車両用構造部材１の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００２９】
図９及び図１０に示すように、測定点Ｐ１１は、各湾曲部８Ａ、８Ｂの縦壁部５Ａ側の端部における、天板部３の長手方向中央位置に設定した。測定点Ｐ１２は、各湾曲部８Ａ、８Ｂの縦壁部５Ｂ側の端部における、天板部３の長手方向中央位置に設定した。測定点Ｐ１３は、各直線部３Ａ、３Ｃの長手方向外側端部における幅方向中央位置と稜線１１Ｂとの間の略中間位置に設定した。測定点Ｐ１４は、各直線部３Ａ、３Ｃの長手方向外側端部における幅方向中央位置と稜線１１Ａとの間の略中間位置に設定した。
【００３０】
また、第１曲げモデル２５と第２曲げモデル２６は、引張強度１１８０ＭＰａ、板厚１．２ｍｍの高張力鋼板で、天板部３の幅８６ｍｍ、各直線部３Ａ、３Ｃの長さ１２５ｍｍ、直線部３Ｂの長さ２５０ｍｍ、直線部３Ｂに対する各直線部３Ａ、３Ｃの傾斜角θ１は３０度に設定した。また、図９及び図１１に示すように、第１曲げモデル２５の各湾曲部８Ａ、８Ｂは、稜線１１Ａ側端部、つまり、測定点Ｐ１１の曲率半径が５ｍｍに設定され、稜線１１Ａ（一方の稜線）から稜線１１Ｂ（他方の稜線）に向かうに従って曲率半径が徐々に大きくなるように設定され、稜線１１Ｂ側端部、つまり、測定点Ｐ１２の曲率半径が１５ｍｍに設定されている。
【００３１】
また、図１０及び図１１に示すように、第２曲げモデル２６の各湾曲部８Ａ、８Ｂは、直線部３Ｂの幅方向において、曲率半径１０ｍｍで全幅に渡って一定に設定されている。また、図９及び図１０に示すように、第１曲げモデル２５と第２曲げモデル２６の各フランジ部６Ａ、６Ｂに設けられた各第２湾曲部１７の曲率半径は１０ｍｍに設定されている。
【００３２】
図１１にＣＡＥ解析による解析結果を示す。図１１に示すように、実施例１、つまり、第１曲げモデル２５では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ１１のスプリングバック量から測定点Ｐ１２のスプリングバック量を減算した値は、０．００ｍｍであった。また、第１曲げモデル２５では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ１３のスプリングバック量から測定点Ｐ１４のスプリングバック量を減算した値は、−０．５０ｍｍであった。
【００３３】
一方、比較例１、つまり、第２曲げモデル２６では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ１１のスプリングバック量から測定点Ｐ１２のスプリングバック量を減算した値は、＋０．０１ｍｍであった。また、第２曲げモデル２６では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ１３のスプリングバック量から測定点Ｐ１４のスプリングバック量を減算した値は、−０．９７ｍｍであった。
【００３４】
従って、第１曲げモデル２５（実施例１）では、各湾曲部８Ａ、８Ｂは、稜線１１Ａ（一方の稜線）から稜線１１Ｂ（他方の稜線）に向かうに従って、直線部３Ｂの長手方向における幅が徐々に広くなると共に、曲率半径が５ｍｍから１５ｍｍまで徐々に大きくなるように設定されているため、各直線部３Ａ、３Ｃに発生するねじれモーメントＭ１によるねじれを低減することができるものと推測される。一方、第２曲げモデル２６（比較例１）では、各湾曲部８Ａ、８Ｂは、直線部３Ｂの幅方向において、曲率半径１０ｍｍで全幅に渡って一定に設定されているため、各直線部３Ａ、３Ｃに発生するねじれモーメントＭ１によるねじれが第１曲げモデル２５よりも大きくなったと推測される。
【００３５】
以上のように、第１実施形態に係る車両用構造部材１では、ハット型形状の横断面形状に形成され、長手方向において隣り合う各直線部３Ａ〜３Ｃが、天板部３の外方側に凸状に湾曲する各湾曲部８Ａ、８Ｂによって天板部３の厚さ方向に湾曲するように連結されている。また、各湾曲部８Ａ、８Ｂは、稜線１１Ａ（一方の稜線）から稜線１１Ｂ（他方の稜線）に向かうに従って、直線部３Ｂの長手方向における幅が徐々に広くなると共に、曲率半径が５ｍｍから１５ｍｍまで徐々に大きくなるように設定されている。
【００３６】
これにより、長手方向において隣り合う各直線部３Ａ〜３Ｃを天板部３の厚さ方向に湾曲するようにプレス成形した際に、各直線部３Ａ、３Ｃに発生するねじれモーメントＭ１によるねじれを低減でき、寸法精度の更なる高精度化を図ることができる。引いては、高張力鋼板の常温プレス成形品の寸法精度の向上を図ることができる。
【００３７】
また、各フランジ部６Ａ、６Ｂには、各湾曲部８Ａ、８Ｂの稜線１１Ａ側の端部に対向する位置と、各湾曲部８Ａ、８Ｂの稜線１１Ｂ側の端部に対向する位置とに、幅方向における全幅に渡って形成されて、天板部３側に突出する凸状に湾曲する一対の第２湾曲部１７が設けられている。各フランジ部６Ａ、６Ｂの長手方向における、各第２湾曲部１７の幅は、各湾曲部８Ａ、８Ｂの稜線１１Ｂ側の端部の幅よりも狭くなるように形成されている。つまり、各第２湾曲部１７の曲率半径は、各湾曲部８Ａ、８Ｂの稜線１１Ｂ側の端部の曲率半径よりも小さくなるように形成されている。
【００３８】
これにより、各フランジ部６Ａ、６Ｂの各湾曲部８Ａ、８Ｂの両端部に対向する位置に天板部３側に凸状に湾曲する第２湾曲部１７を設けることによって、各フランジ部６Ａ、６Ｂのねじれを低減でき、寸法精度の更なる高精度化を図ることができる。また、各第２湾曲部１７の曲率半径は、各湾曲部８Ａ、８Ｂの稜線１１Ｂ側の端部の曲率半径よりも小さくなるように形成されているため、フランジ部が天板部３の曲がりに応じてスムーズに曲がり、スプリングバックを抑制することができる。
【００３９】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る車両用構造部材３１について図１２乃至図１８に基づいて説明する。尚、図１乃至図１１に示す上記第１実施形態に係る車両用構造部材１の構成と同一符号は、上記第１実施形態に係る車両用構造部材１の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００４０】
この第２実施形態に係る車両用構造部材３１の構成は、第１実施形態に係る車両用構造部材１とほぼ同じ構成である。但し、第２実施形態に係る車両用構造部材３１は、第１実施形態に係る各フランジ部６Ａ、６Ｂを備えていない。また、第１実施形態に係る各湾曲部８Ａ、８Ｂに替えて、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂが設けられている点で異なっている。その他の点は、第２実施形態に係る車両用構造部材３１の構成は、第１実施形態に係る車両用構造部材１の構成とほぼ同一である。
【００４１】
図１２乃至図１４は、第２実施形態に係る車両用構造部材３１の概略構成を示す。図１２乃至図１４に示すように、長尺状の車両用構造部材３１は、厚さ約１ｍｍ〜２ｍｍで引張強度が５９０ＭＰａ以上（例えば、１１８０ＭＰａである。）の１枚の高張力鋼板で常温プレスにより成形された鋼板部材である。車両用構造部材３１は、断面略コの字状に形成され、天板部３の幅方向両側縁部から相対向するように開口側に折り曲げ形成された一対の縦壁部５Ａ、５Ｂを有している。
【００４２】
平面視長方形状の天板部３は、長手方向において隣り合う各直線部３Ａ、３Ｂ、３Ｃが、天板部３の開口側に対して外方側に凸状に湾曲する各湾曲部３２Ａ、３２Ｂによって、該天板部３の厚さ方向外側に、つまり、天板部３の外方側に凸状に（図１３中、各直線部３Ａ、３Ｃが直線部３Ｂに対して下側方向に）湾曲するように連結されている。図１３に示すように、直線部３Ｂに対する各直線部３Ａ、３Ｃの傾斜角θ１は、例えば、約３０度である。
【００４３】
図１２に示すように、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂは、縦壁部５Ｂと天板部３との稜線１１Ｂ（一方の稜線）から、縦壁部５Ａと天板部３との稜線１１Ａ（他方の稜線）に向かって、天板部３の長手方向の幅が徐々に広くなると共に、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂの曲率半径が徐々に大きくなるように形成されている。つまり、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂは、天板部３の幅方向において、第１実施形態に係る各湾曲部８Ａ、８Ｂ（図１参照）に対して逆向きに設けられている。
【００４４】
例えば、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂの稜線１１Ｂ側の端部の曲率半径は約５ｍｍであり、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂの稜線１１Ａ側の端部の曲率半径は約１５ｍｍに設定されている。また、図１２及び図１４に示すように、各直線部３Ａ、３Ｂ、３Ｃの幅方向中央部には、長手方向に沿って所定深さ（例えば、深さ約３ｍｍ〜４ｍｍ）窪んだ幅狭の各凹部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂの近傍位置まで、ほぼ全長に渡って形成されている。
【００４５】
図１２乃至図１４に示すように、縦壁部５Ａには、３個の正面視縦長半楕円形状の溶接用突出部１５Ａが外方側へ所定高さ（例えば、高さ２ｍｍである。）突出して設けられている。３個の溶接用突出部１５Ａは、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂの稜線１１Ａ側の端部に対向する位置と、直線部３Ｂの長手方向中央位置に対向する位置と、に配置されている。縦壁部５Ｂには、９個の正面視縦長半楕円形状の溶接用突出部１５Ｂが外方側へ所定高さ（例えば、高さ２ｍｍである。）突出して設けられている。９個の溶接用突出部１５Ｂは、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂの稜線１１Ｂ側の端部に対向する位置と、各直線部３Ａ、３Ｃを長手方向に３分割する２カ所に対向する位置と、直線部３Ｂを長手方向に４分割する３カ所に対向する位置と、に配置されている。
【００４６】
図１５に示すように、上記のように構成された車両用構造部材３１では、９個の溶接用突出部１５Ｂが長手方向に配置された縦壁部５Ｂには、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂを中心とする圧縮残留応力Ｆ３が発生する。また、３個の溶接用突出部１５Ａが長手方向に配置された縦壁部５Ａには、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂを中心とする引張残留応力Ｆ４が発生する。そして、車両用構造部材３１の引張強度の増加に伴い、圧縮残留応力Ｆ３及び引張残留応力Ｆ４が増加して、天板部３の各直線部３Ａ、３Ｃには、長手方向軸回りに、縦壁部５Ｂ側の稜線１１Ｂのスプリングバック量が、縦壁部５Ａ側の稜線１１Ａのスプリングバック量よりも大きくなるように作用するねじりモーメントＭ２が発生する。
【００４７】
次に、図１６に示すように、上記のように構成された車両用構造部材３１に相当する第３曲げモデル３５を実施例２としてＣＡＥ解析に準備した。また、図１７に示すように、第３曲げモデル３５とほぼ同じ構成であるが、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂの曲率半径を稜線１１Ｂから稜線１１Ａに向かって一定に設定した第４曲げモデル３６を比較例２としてＣＡＥ解析に準備した。そして、第３曲げモデル３５と第４曲げモデル３６について、ＣＡＥ解析により各測定点Ｐ２１〜Ｐ２４のスプリングバック量を解析した。尚、第３曲げモデル３５と第４曲げモデル３６の説明において、車両用構造部材３１の構成と同一符号は、車両用構造部材３１の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００４８】
図１６及び図１７に示すように、測定点Ｐ２１は、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂの縦壁部５Ａ側の端部における、天板部３の長手方向中央位置に設定した。測定点Ｐ２２は、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂの縦壁部５Ｂ側の端部における、天板部３の長手方向中央位置に設定した。測定点Ｐ２３は、各直線部３Ａ、３Ｃの長手方向外側端部における幅方向中央位置と稜線１１Ｂとの間の略中間位置に設定した。測定点Ｐ２４は、各直線部３Ａ、３Ｃの長手方向外側端部における幅方向中央位置と稜線１１Ａとの間の略中間位置に設定した。
【００４９】
また、第３曲げモデル３５と第４曲げモデル３６は、引張強度１１８０ＭＰａ、板厚１．２ｍｍの高張力鋼板で、天板部３の幅８６ｍｍ、各直線部３Ａ、３Ｃの長さ１２５ｍｍ、直線部３Ｂの長さ２５０ｍｍ、直線部３Ｂに対する各直線部３Ａ、３Ｃの傾斜角θ１は３０度に設定した。
【００５０】
また、図１６及び図１８に示すように、第３曲げモデル３５の各湾曲部３２Ａ、３２Ｂは、稜線１１Ｂ側端部、つまり、測定点Ｐ２２の曲率半径が５ｍｍに設定され、稜線１１Ｂ（一方の稜線）から稜線１１Ａ（他方の稜線）に向かうに従って曲率半径が徐々に大きくなるように設定され、稜線１１Ａ側端部、つまり、測定点Ｐ２１の曲率半径が１５ｍｍに設定されている。また、図１７及び図１８に示すように、第４曲げモデル３６の各湾曲部３２Ａ、３２Ｂは、直線部３Ｂの幅方向において、曲率半径１０ｍｍで全幅に渡って一定に設定されている。
【００５１】
図１８にＣＡＥ解析による解析結果を示す。図１８に示すように、実施例２、つまり、第３曲げモデル３５では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ２１のスプリングバック量から測定点Ｐ２２のスプリングバック量を減算した値は、０．００ｍｍであった。また、第３曲げモデル３５では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ２３のスプリングバック量から測定点Ｐ２４のスプリングバック量を減算した値は、＋０．５０ｍｍであった。
【００５２】
一方、比較例２、つまり、第４曲げモデル３６では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ２１のスプリングバック量から測定点Ｐ２２のスプリングバック量を減算した値は、０．００ｍｍであった。また、第４曲げモデル３６では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ２３のスプリングバック量から測定点Ｐ２４のスプリングバック量を減算した値は、＋１．００ｍｍであった。
【００５３】
従って、第３曲げモデル３５（実施例２）では、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂは、稜線１１Ｂ（一方の稜線）から稜線１１Ａ（他方の稜線）に向かうに従って、直線部３Ｂの長手方向における幅が徐々に広くなると共に、曲率半径が５ｍｍから１５ｍｍまで徐々に大きくなるように設定されているため、各直線部３Ａ、３Ｃに発生するねじれモーメントＭ２（図１５参照）によるねじれを低減することができるものと推測される。一方、第４曲げモデル３６（比較例２）では、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂは、直線部３Ｂの幅方向において、曲率半径１０ｍｍで全幅に渡って一定に設定されているため、各直線部３Ａ、３Ｃに発生するねじれモーメントＭ２（図１５参照）によるねじれが第３曲げモデル３５よりも大きくなったと推測される。
【００５４】
以上のように、第２実施形態に係る車両用構造部材３１では、コの字状の横断面形状に形成され、長手方向において隣り合う各直線部３Ａ〜３Ｃが、天板部３の外方側に凸状に湾曲する各湾曲部３２Ａ、３２Ｂによって天板部３の厚さ方向に湾曲するように連結されている。また、各湾曲部３２Ａ、３２Ｂは、稜線１１Ｂ（一方の稜線）から稜線１１Ａ（他方の稜線）に向かうに従って、直線部３Ｂの長手方向における幅が徐々に広くなると共に、曲率半径が５ｍｍから１５ｍｍまで徐々に大きくなるように設定されている。
【００５５】
これにより、長手方向において隣り合う各直線部３Ａ〜３Ｃを天板部３の厚さ方向に湾曲するようにプレス成形した際に、各直線部３Ａ、３Ｃに発生するねじれモーメントＭ２（図１５参照）によるねじれを低減でき、寸法精度の更なる高精度化を図ることができる。引いては、高張力鋼板の常温プレス成形品の寸法精度の向上を図ることができる。
【００５６】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る車両用構造部材４１について図１９乃至図２５に基づいて説明する。尚、図１乃至図１１に示す上記第１実施形態に係る車両用構造部材１の構成と同一符号は、上記第１実施形態に係る車両用構造部材１の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００５７】
図１９至図２１は、本発明の第３実施形態に係る車両用構造部材４１の概略構成を示す。図１９乃至図２１に示すように、長尺状の車両用構造部材４１は、厚さ約１ｍｍ〜２ｍｍで引張強度が５９０ＭＰａ以上（例えば、１１８０ＭＰａである。）の１枚の高張力鋼板で常温プレスにより成形された鋼板部材である。車両用構造部材４１は、断面略ハット型形状に形成され、天板部３の幅方向両側縁部から相対向するように開口側に折り曲げ形成された一対の縦壁部５Ａ、５Ｂと、各縦壁部５Ａ、５Ｂの開口側の側縁部から天板部３に対して略平行に外側方向へ折り曲げ形成された各フランジ部６Ａ、６Ｂと、を有している。
【００５８】
平面視長方形状の天板部３は、長手方向において隣り合う各直線部３Ａ、３Ｂ、３Ｃが、天板部３の開口側に対して外方側に凸状に湾曲する各湾曲部４２Ａ、４２Ｂによって、該天板部３の厚さ方向外側（図２０中、上側）、及び、該天板部３の幅方向一方側（図１９中、上側）に凸状に湾曲するように連結されている。つまり、図１９中、各直線部３Ａ、３Ｃが直線部３Ｂに対して下側方向、及び、図２０中、各直線部３Ａ、３Ｃが直線部３Ｂに対して下側方向湾曲するように連結されている。
【００５９】
直線部３Ａと直線部３Ｃのそれぞれ長さは、ほぼ等しい長さで、長手方向中央部に位置する直線部３Ｂの長さ（例えば、約２５０ｍｍである。）の約半分の長さに形成されている。図１９に示すように、直線部３Ｂの幅方向における、直線部３Ｂに対する各直線部３Ａ、３Ｃの傾斜角θ２は、例えば、約３０度である。また、図２０に示すように、直線部３Ｂの厚さ方向における、直線部３Ｂに対する各直線部３Ａ、３Ｃの傾斜角θ１は、例えば、約３０度である。
【００６０】
図１９に示すように、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂは、縦壁部５Ａと天板部３との稜線１１Ａ（一方の稜線）から、縦壁部５Ｂと天板部３との稜線１１Ｂ（他方の稜線）に向かって、天板部３の長手方向の幅が徐々に広くなると共に、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの曲率半径が徐々に大きくなるように形成されている。例えば、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの稜線１１Ａ側の端部の曲率半径は約５ｍｍであり、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの稜線１１Ｂ側の端部の曲率半径は約１５ｍｍに設定されている。また、図１９及び図２１に示すように、各直線部３Ａ、３Ｂ、３Ｃの幅方向中央部には、長手方向に沿って所定深さ（例えば、深さ約３ｍｍ〜４ｍｍ）窪んだ幅狭の各凹部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの近傍位置まで、ほぼ全長に渡って形成されている。
【００６１】
図１９乃至図２１に示すように、縦壁部５Ａには、断面略ハット型形状に形成されたアウタパネル等の構造部材の内側面にスポット溶接により溶接接合される５個の正面視縦長半楕円形状の溶接用突出部１５Ａが外方側へ所定高さ（例えば、高さ２ｍｍである。）突出して設けられている。５個の溶接用突出部１５Ａは、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの稜線１１Ａ側の端部に対向する位置と、各直線部３Ａ〜３Ｃの長手方向中央位置に対向する位置と、に配置されている。
【００６２】
縦壁部５Ｂには、断面略ハット型形状に形成されたアウタパネル等の構造部材の内側面にスポット溶接により溶接接合される５個の正面視縦長半楕円形状の溶接用突出部１５Ｂが外方側へ所定高さ（例えば、高さ２ｍｍである。）突出して設けられている。５個の溶接用突出部１５Ｂは、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの稜線１１Ｂ側の端部に対向する位置と、各直線部３Ａ〜３Ｃの長手方向中央位置に対向する位置と、に配置されている。
【００６３】
図１９及び図２０に示すように、各フランジ部６Ａ、６Ｂには、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの稜線１１Ａ側の端部に対向する位置と、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの稜線１１Ｂ側の端部に対向する位置とに、幅方向における全幅に渡って形成されて、天板部３側に突出する凸状に湾曲する一対の第２湾曲部４３が設けられている。各フランジ部６Ａ、６Ｂの長手方向における、各第２湾曲部４３の幅は、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの稜線１１Ｂ側の端部の幅よりも狭くなるように形成されている。つまり、各第２湾曲部４３７の曲率半径は、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの稜線１１Ｂ側の端部の曲率半径よりも小さくなるように形成されている。例えば、各第２湾曲部４３の曲率半径は、約５ｍｍ〜１４ｍｍ、好ましくは約１０ｍｍに設定されている。
【００６４】
図２２に示すように、上記のように構成された車両用構造部材４１では、５個の溶接用突出部１５Ｂが長手方向に配置された縦壁部５Ｂ及びフランジ部６Ｂには、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂを中心とする圧縮残留応力Ｆ１１が発生する。また、５個の溶接用突出部１５Ａが長手方向に配置された縦壁部５Ａ及びフランジ部６Ａには、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂを中心とする引張残留応力Ｆ１２が発生する。そして、車両用構造部材４１の引張強度の増加に伴い、圧縮残留応力Ｆ１１及び引張残留応力Ｆ１２が増加して、天板部３の各直線部３Ａ、３Ｃには、長手方向軸回りに、縦壁部５Ａ側の稜線１１Ａのスプリングバック量が、縦壁部５Ｂ側の稜線１１Ｂのスプリングバック量よりも大きくなるように作用するねじりモーメントＭ１１が発生する。
【００６５】
次に、図２３に示すように、上記のように構成された車両用構造部材４１に相当する第５曲げモデル４５を実施例３としてＣＡＥ解析に準備した。また、図２４に示すように、第５曲げモデル４５とほぼ同じ構成であるが、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの曲率半径を稜線１１Ａから稜線１１Ｂに向かって一定に設定した第６曲げモデル４６を比較例３としてＣＡＥ解析に準備した。そして、第５曲げモデル４５と第６曲げモデル４６について、ＣＡＥ解析により各測定点Ｐ３１〜Ｐ３４のスプリングバック量を解析した。尚、第５曲げモデル４５と第６曲げモデル４６の説明において、車両用構造部材４１の構成と同一符号は、車両用構造部材４１の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００６６】
図２３及び図２４に示すように、測定点Ｐ３１は、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの縦壁部５Ａ側の端部における、天板部３の長手方向中央位置に設定した。測定点Ｐ３２は、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの縦壁部５Ｂ側の端部における、天板部３の長手方向中央位置に設定した。測定点Ｐ３３は、各直線部３Ａ、３Ｃの長手方向外側端部における幅方向中央位置と稜線１１Ｂとの間の略中間位置に設定した。測定点Ｐ３４は、各直線部３Ａ、３Ｃの長手方向外側端部における幅方向中央位置と稜線１１Ａとの間の略中間位置に設定した。
【００６７】
また、第５曲げモデル４５と第６曲げモデル４６は、引張強度１１８０ＭＰａ、板厚１．２ｍｍの高張力鋼板で、天板部３の幅８６ｍｍ、各直線部３Ａ、３Ｃの長さ１２５ｍｍ、直線部３Ｂの長さ２５０ｍｍに設定した。また、直線部３Ｂの幅方向において、直線部３Ｂに対する各直線部３Ａ、３Ｃの傾斜角θ２は、例えば、約３０度に設定した。また、直線部３Ｂの厚さ方向において、直線部３Ｂに対する各直線部３Ａ、３Ｃの傾斜角θ１は、例えば、約３０度に設定した（図２０参照）。
【００６８】
また、図２３及び図２５に示すように、第５曲げモデル４５の各湾曲部４２Ａ、４２Ｂは、稜線１１Ａ側端部、つまり、測定点Ｐ３１の曲率半径が５ｍｍに設定され、稜線１１Ａ（一方の稜線）から稜線１１Ｂ（他方の稜線）に向かうに従って曲率半径が徐々に大きくなるように設定され、稜線１１Ｂ側端部、つまり、測定点Ｐ３２の曲率半径が１５ｍｍに設定されている。
【００６９】
また、図２４及び図２５に示すように、第６曲げモデル４６の各湾曲部４２Ａ、４２Ｂは、直線部３Ｂの幅方向において、曲率半径１０ｍｍで全幅に渡って一定に設定されている。また、図２３及び図２４に示すように、第５曲げモデル４５と第６曲げモデル４６の各フランジ部６Ａ、６Ｂに設けられた各第２湾曲部４３の曲率半径は１０ｍｍに設定されている。
【００７０】
図２５にＣＡＥ解析による解析結果を示す。図２５に示すように、実施例３、つまり、第５曲げモデル４５では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ３１のスプリングバック量から測定点Ｐ３２のスプリングバック量を減算した値は、０．００ｍｍであった。また、第５曲げモデル４５では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ３３のスプリングバック量から測定点Ｐ３４のスプリングバック量を減算した値は、−０．４５ｍｍであった。
【００７１】
一方、比較例３、つまり、第６曲げモデル４６では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ３１のスプリングバック量から測定点Ｐ３２のスプリングバック量を減算した値は、＋０．０１ｍｍであった。また、第６曲げモデル４６では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ３３のスプリングバック量から測定点Ｐ３４のスプリングバック量を減算した値は、−０．９４ｍｍであった。
【００７２】
従って、第５曲げモデル４５（実施例３）では、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂは、稜線１１Ａ（一方の稜線）から稜線１１Ｂ（他方の稜線）に向かうに従って、直線部３Ｂの長手方向における幅が徐々に広くなると共に、曲率半径が５ｍｍから１５ｍｍまで徐々に大きくなるように設定されているため、各直線部３Ａ、３Ｃに発生するねじれモーメントＭ１１によるねじれを低減することができるものと推測される。一方、第６曲げモデル４６（比較例３）では、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂは、直線部３Ｂの幅方向において、曲率半径１０ｍｍで全幅に渡って一定に設定されているため、各直線部３Ａ、３Ｃに発生するねじれモーメントＭ１１によるねじれが第５曲げモデル４５よりも大きくなったと推測される。
【００７３】
以上のように、第３実施形態に係る車両用構造部材４１では、ハット型形状の横断面形状に形成され、長手方向において隣り合う各直線部３Ａ〜３Ｃが、天板部３の外方側に凸状に湾曲する各湾曲部４２Ａ、４２Ｂによって、該天板部３の厚さ方向外側（図２０中、上側）、及び、該天板部３の幅方向一方側（図１９中、上側）に凸状に湾曲するように連結されている。また、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂは、稜線１１Ａ（一方の稜線）から稜線１１Ｂ（他方の稜線）に向かうに従って、直線部３Ｂの長手方向における幅が徐々に広くなると共に、曲率半径が５ｍｍから１５ｍｍまで徐々に大きくなるように設定されている。
【００７４】
これにより、長手方向において隣り合う各直線部３Ａ〜３Ｃを天板部３の厚さ方向及び幅方向に湾曲するようにプレス成形した際に、各直線部３Ａ、３Ｃに発生するねじれモーメントＭ１１（図２２参照）によるねじれを低減でき、寸法精度の更なる高精度化を図ることができる。引いては、高張力鋼板の常温プレス成形品の寸法精度の向上を図ることができる。
【００７５】
また、各フランジ部６Ａ、６Ｂには、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの稜線１１Ａ側の端部に対向する位置と、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの稜線１１Ｂ側の端部に対向する位置とに、幅方向における全幅に渡って形成されて、天板部３側に突出する凸状に湾曲する一対の第２湾曲部４３が設けられている。各フランジ部６Ａ、６Ｂの長手方向における、各第２湾曲部４３の幅は、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの稜線１１Ｂ側の端部の幅よりも狭くなるように形成されている。つまり、各第２湾曲部４３の曲率半径は、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの稜線１１Ｂ側の端部の曲率半径よりも小さくなるように形成されている。
【００７６】
これにより、各フランジ部６Ａ、６Ｂの各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの両端部に対向する位置に天板部３側に凸状に湾曲する第２湾曲部４３を設けることによって、各フランジ部６Ａ、６Ｂのねじれを低減でき、寸法精度の更なる高精度化を図ることができる。また、各第２湾曲部４３の曲率半径は、各湾曲部４２Ａ、４２Ｂの稜線１１Ｂ側の端部の曲率半径よりも小さくなるように形成されているため、フランジ部が天板部３の曲がりに応じてスムーズに曲がり、スプリングバックを抑制することができる。
【００７７】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る車両用構造部材５１について図２６乃至図３２に基づいて説明する。尚、図１９乃至図２５に示す上記第３実施形態に係る車両用構造部材４１の構成と同一符号は、上記第３実施形態に係る車両用構造部材４１の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００７８】
この第４実施形態に係る車両用構造部材５１の構成は、第３実施形態に係る車両用構造部材４１とほぼ同じ構成である。但し、第４実施形態に係る車両用構造部材５１は、第３実施形態に係る各フランジ部６Ａ、６Ｂを備えていない。また、第３実施形態に係る各湾曲部４２Ａ、４２Ｂに替えて、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂが設けられている点で異なっている。その他の点は、第４実施形態に係る車両用構造部材５１の構成は、第３実施形態に係る車両用構造部材４１の構成とほぼ同一である。
【００７９】
図２６乃至図２８は、第４実施形態に係る車両用構造部材５１の概略構成を示す。図２６乃至図２８に示すように、長尺状の車両用構造部材５１は、厚さ約１ｍｍ〜２ｍｍで引張強度が５９０ＭＰａ以上（例えば、１１８０ＭＰａである。）の１枚の高張力鋼板で常温プレスにより成形された鋼板部材である。車両用構造部材５１は、断面略コの字状に形成され、天板部３の幅方向両側縁部から相対向するように開口側に折り曲げ形成された一対の縦壁部５Ａ、５Ｂを有している。
【００８０】
平面視長方形状の天板部３は、長手方向において隣り合う各直線部３Ａ、３Ｂ、３Ｃが、天板部３の開口側に対して外方側に凸状に湾曲する各湾曲部５２Ａ、５２Ｂによって、該天板部３の厚さ方向外側（図２７中、上側）、及び、該天板部３の幅方向一方側（図２６中、上側）に凸状に湾曲するように連結されている。つまり、図２６中、各直線部３Ａ、３Ｃが直線部３Ｂに対して下側方向、及び、図２７中、各直線部３Ａ、３Ｃが直線部３Ｂに対して下側方向湾曲するように連結されている。
【００８１】
直線部３Ａと直線部３Ｃのそれぞれ長さは、ほぼ等しい長さで、長手方向中央部に位置する直線部３Ｂの長さ（例えば、約２５０ｍｍである。）の約半分の長さに形成されている。図２６に示すように、直線部３Ｂの幅方向における、直線部３Ｂに対する各直線部３Ａ、３Ｃの傾斜角θ２は、例えば、約３０度である。また、図２７に示すように、直線部３Ｂの厚さ方向における、直線部３Ｂに対する各直線部３Ａ、３Ｃの傾斜角θ１は、例えば、約３０度である。
【００８２】
図２６に示すように、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂは、縦壁部５Ｂと天板部３との稜線１１Ｂ（一方の稜線）から、縦壁部５Ａと天板部３との稜線１１Ａ（他方の稜線）に向かって、天板部３の長手方向の幅が徐々に広くなると共に、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂの曲率半径が徐々に大きくなるように形成されている。つまり、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂは、天板部３の幅方向において、第３実施形態に係る各湾曲部４２Ａ、４２Ｂに対して逆向きに設けられている。
【００８３】
例えば、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂの稜線１１Ｂ側の端部の曲率半径は約５ｍｍであり、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂの稜線１１Ａ側の端部の曲率半径は約１５ｍｍに設定されている。また、図２６及び図２８に示すように、各直線部３Ａ、３Ｂ、３Ｃの幅方向中央部には、長手方向に沿って所定深さ（例えば、深さ約３ｍｍ〜４ｍｍ）窪んだ幅狭の各凹部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂの近傍位置まで、ほぼ全長に渡って形成されている。
【００８４】
図２６乃至図２８に示すように、縦壁部５Ａには、５個の正面視縦長半楕円形状の溶接用突出部１５Ａが外方側へ所定高さ（例えば、高さ２ｍｍである。）突出して設けられている。５個の溶接用突出部１５Ａは、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂの稜線１１Ａ側の端部に対向する位置と、各直線部３Ａ〜３Ｃの長手方向中央位置に対向する位置と、に配置されている。縦壁部５Ｂには、５個の正面視縦長半楕円形状の溶接用突出部１５Ｂが外方側へ所定高さ（例えば、高さ２ｍｍである。）突出して設けられている。５個の溶接用突出部１５Ｂは、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂの稜線１１Ｂ側の端部に対向する位置と、各直線部３Ａ〜３Ｃの長手方向中央位置に対向する位置と、に配置されている。
【００８５】
図２９に示すように、上記のように構成された車両用構造部材５１では、５個の溶接用突出部１５Ｂが長手方向に配置された縦壁部５Ｂには、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂを中心とする圧縮残留応力Ｆ１３が発生する。また、５個の溶接用突出部１５Ａが長手方向に配置された縦壁部５Ａには、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂを中心とする引張残留応力Ｆ１４が発生する。そして、車両用構造部材５１の引張強度の増加に伴い、圧縮残留応力Ｆ１３及び引張残留応力Ｆ１４が増加して、天板部３の各直線部３Ａ、３Ｃには、長手方向軸回りに、縦壁部５Ｂ側の稜線１１Ｂのスプリングバック量が、縦壁部５Ａ側の稜線１１Ａのスプリングバック量よりも大きくなるように作用するねじりモーメントＭ１２が発生する。
【００８６】
次に、図３０に示すように、上記のように構成された車両用構造部材５１に相当する第７曲げモデル５５を実施例４としてＣＡＥ解析に準備した。また、図３１に示すように、第７曲げモデル５５とほぼ同じ構成であるが、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂの曲率半径を稜線１１Ｂから稜線１１Ａに向かって一定に設定した第８曲げモデル５６を比較例４としてＣＡＥ解析に準備した。そして、第７曲げモデル５５と第８曲げモデル５６について、ＣＡＥ解析により各測定点Ｐ４１〜Ｐ４４のスプリングバック量を解析した。尚、第７曲げモデル５５と第８曲げモデル５６の説明において、車両用構造部材５１の構成と同一符号は、車両用構造部材５１の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００８７】
図３０及び図３１に示すように、測定点Ｐ４１は、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂの縦壁部５Ａ側の端部における、天板部３の長手方向中央位置に設定した。測定点Ｐ４２は、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂの縦壁部５Ｂ側の端部における、天板部３の長手方向中央位置に設定した。測定点Ｐ４３は、各直線部３Ａ、３Ｃの長手方向外側端部における幅方向中央位置と稜線１１Ｂとの間の略中間位置に設定した。測定点Ｐ４４は、各直線部３Ａ、３Ｃの長手方向外側端部における幅方向中央位置と稜線１１Ａとの間の略中間位置に設定した。
【００８８】
また、第７曲げモデル５５と第８曲げモデル５６は、引張強度１１８０ＭＰａ、板厚１．２ｍｍの高張力鋼板で、天板部３の幅８６ｍｍ、各直線部３Ａ、３Ｃの長さ１２５ｍｍ、直線部３Ｂの長さ２５０ｍｍに設定した。また、直線部３Ｂの幅方向において、直線部３Ｂに対する各直線部３Ａ、３Ｃの傾斜角θ２は、例えば、約３０度に設定した。また、直線部３Ｂの厚さ方向において、直線部３Ｂに対する各直線部３Ａ、３Ｃの傾斜角θ１は、例えば、約３０度に設定した（図２０参照）。
【００８９】
また、図３０及び図３２に示すように、第７曲げモデル５５の各湾曲部５２Ａ、５２Ｂは、稜線１１Ｂ側端部、つまり、測定点Ｐ４２の曲率半径が５ｍｍに設定され、稜線１１Ｂ（一方の稜線）から稜線１１Ａ（他方の稜線）に向かうに従って曲率半径が徐々に大きくなるように設定され、稜線１１Ａ側端部、つまり、測定点Ｐ４１の曲率半径が１５ｍｍに設定されている。また、図３１及び図３２に示すように、第８曲げモデル５６の各湾曲部５２Ａ、５２Ｂは、直線部３Ｂの幅方向において、曲率半径１０ｍｍで全幅に渡って一定に設定されている。
【００９０】
図３２にＣＡＥ解析による解析結果を示す。図３２に示すように、実施例４、つまり、第７曲げモデル５５では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ４１のスプリングバック量から測定点Ｐ４２のスプリングバック量を減算した値は、＋０．０１ｍｍであった。また、第７曲げモデル５５では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ４３のスプリングバック量から測定点Ｐ４４のスプリングバック量を減算した値は、＋０．５０ｍｍであった。
【００９１】
一方、比較例４、つまり、第８曲げモデル５６では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ４１のスプリングバック量から測定点Ｐ４２のスプリングバック量を減算した値は、−０．０１ｍｍであった。また、第８曲げモデル５６では、ＣＡＥ解析による測定点Ｐ４３のスプリングバック量から測定点Ｐ４４のスプリングバック量を減算した値は、＋０．９１ｍｍであった。
【００９２】
従って、第７曲げモデル５５（実施例４）では、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂは、稜線１１Ｂ（一方の稜線）から稜線１１Ａ（他方の稜線）に向かうに従って、直線部３Ｂの長手方向における幅が徐々に広くなると共に、曲率半径が５ｍｍから１５ｍｍまで徐々に大きくなるように設定されているため、各直線部３Ａ、３Ｃに発生するねじれモーメントＭ１２（図２９参照）によるねじれを低減することができるものと推測される。一方、第８曲げモデル５６（比較例４）では、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂは、直線部３Ｂの幅方向において、曲率半径１０ｍｍで全幅に渡って一定に設定されているため、各直線部３Ａ、３Ｃに発生するねじれモーメントＭ１２（図２９参照）によるねじれが第７曲げモデル５５よりも大きくなったと推測される。
【００９３】
以上のように、第４実施形態に係る車両用構造部材５１では、コの字状の横断面形状に形成され、長手方向において隣り合う各直線部３Ａ〜３Ｃが、天板部３の外方側に凸状に湾曲する各湾曲部５２Ａ、５２Ｂによって、該天板部３の厚さ方向外側（図２７中、上側）、及び、該天板部３の幅方向一方側（図２６中、上側）に凸状に湾曲するように連結されている。また、各湾曲部５２Ａ、５２Ｂは、稜線１１Ｂ（一方の稜線）から稜線１１Ａ（他方の稜線）に向かうに従って、直線部３Ｂの長手方向における幅が徐々に広くなると共に、曲率半径が５ｍｍから１５ｍｍまで徐々に大きくなるように設定されている。
【００９４】
これにより、長手方向において隣り合う各直線部３Ａ〜３Ｃを天板部３の厚さ方向及び幅方向に湾曲するようにプレス成形した際に、各直線部３Ａ、３Ｃに発生するねじれモーメントＭ１２（図２９参照）によるねじれを低減でき、寸法精度の更なる高精度化を図ることができる。引いては、高張力鋼板の常温プレス成形品の寸法精度の向上を図ることができる。
【００９５】
尚、本発明は前記第１実施形態乃至第４実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形、追加、削除が可能であることは勿論である。例えば、以下のようにしてもよい。
【００９６】
（Ａ）例えば、前記第１実施形態乃至第４実施形態では、天板部３の外側面に、アウタパネル等の構造部材の内側面にスポット溶接により溶接接合される複数個の正面視円形状、半円形状、矩形状などの溶接用突出部を設けるようにしてもよい。これにより、アウタパネル等への接合強度を確保することができる。
【００９７】
（Ｂ）また、例えば、前記各湾曲部８Ａ、８Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、５２Ａ、５２Ｂは、天板部３の一方の側縁から他方の側縁に向かって、例えば、曲率半径５ｍｍから曲率半径１５ｍｍまで徐々に大きくなるように設定されたが、各車両用構造部材１、３１、４１、５１の種々の寸法構成に合わせて、ＣＡＥ解析、又は、実験によって、最適な第１曲率半径から第２曲率半径まで徐々に大きくなるように設定するようにしてもよい。
【００９８】
（Ｃ）また、前記第１発明乃至第６発明は、以下の効果を奏する。例えば、第１発明に係る車両用構造部材によれば、長手方向において隣り合う直線部を天板部の厚さ方向に湾曲するようにプレス成形した際に、ねじれを低減でき、寸法精度の更なる高精度化を図ることができる。また、第２発明に係る車両用構造部材によれば、長手方向において隣り合う直線部を天板部の厚さ方向及び幅方向に湾曲するようにプレス成形した際に、ねじれを低減でき、寸法精度の更なる高精度化を図ることができる。
【００９９】
また、第３発明に係る車両用構造部材によれば、一対のフランジ部の各湾曲部の両端部に対向する位置に天板部側に凸状に湾曲する第２湾曲部を設けることによって、フランジ部のねじれを低減でき、寸法精度の更なる高精度化を図ることができる。また、第４発明に係る車両用構造部材によれば、曲率半径が小さく、フランジ部がスムーズに曲がり、スプリングバックを抑制することができる。また、第５発明に係る車両用構造部材によれば、高張力鋼板の常温プレス成形品の寸法精度の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【０１００】
１、３１、４１、５１    車両用構造部材
３    天板部
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ    直線部
５Ａ、５Ｂ    縦壁部
６Ａ、６Ｂ    フランジ部
８Ａ、８Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ    湾曲部
１１Ａ、１１Ｂ    稜線
１７、４３    第２湾曲部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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