(57)【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、間隔を空けて順次平行に配された仮想の３つの平面である第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配された中間領域とによって構成されており、
上記中間基準面は、第１輪郭部と第２輪郭部とによって区画されており、
上記第１輪郭部は、一対の第１短辺部と一対の第１長辺部とによりなると共に、一対の上記第１長辺部の中央部が互いに近づくように変形した第１窪み部を有し、全体形状が略Ｉ字型となる輪郭を有し、
上記第２輪郭部は、上記第１短辺部及び上記第１長辺部とそれぞれ直交する方向に配された一対の第２短辺部と一対の第２長辺部とによりなると共に、一対の上記第２長辺部の中央部が互いに近づくように変形した第２窪み部を有し、全体形状が略Ｉ字型となる輪郭を有し、
上記各第１輪郭部における上記第１短辺部は隣接する上記第２輪郭部における上記第２長辺部の上記第２窪み部に接していると共に、上記各第２輪郭部における上記第２短辺部は隣接する上記第１輪郭部における上記第１長辺部の上記第１窪み部に接しており、上記第１輪郭部と上記第２輪郭部とが、いずれの長手方向においても交互に存在するよう配列されており、
上記基準面の鉛直方向から見て上記第１輪郭部内には上記第１基準面上に配された略Ｉ字型の第１頂面輪郭部に囲まれた第１頂面部が存在し、
上記第１領域は、上記第１頂面部と、上記第１頂面輪郭部と上記第１輪郭部との間を繋ぐ上記基準面の鉛直方向に向いた又は上記基準面に対して傾斜した第１スカート部とにより構成されており、
上記基準面の鉛直方向から見て上記第２輪郭部内には上記第２基準面上に配された略Ｉ字型の第２頂面輪郭部に囲まれた第２頂面部が存在し、
上記第２領域は、上記第２頂面部と、上記第２頂面輪郭部と上記第２輪郭部との間を繋ぐ上記基準面の鉛直方向に向いた又は上記基準面に対して傾斜した第２スカート部とにより構成されており、
上記中間領域は、上記中間基準面上における上記第１輪郭部と上記第２輪郭部との間の四角形状領域として設けられており、
上記第１頂面部と上記第２頂面部との間、上記第１頂面部と上記中間領域との間、及び上記第２頂面部と上記中間領域との間には、上記第１スカート部と上記第２スカート部の少なくとも一方が必ず介在していることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項２】
請求項１に記載の凹凸部を有する板材において、材質はアルミニウム合金であ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、上記第１輪郭部及び上記第２輪郭部の外形輪郭形状および大きさは各部の厚み方向中心において同じであり、上記第１長辺部及び第２長辺部の長手方向の長さＬ1（ｍｍ）と、上記第１短辺部及び上記第２短辺部の長さＬ2（ｍｍ）と、上記第１長辺部及び第２長辺部における上記第１窪み部及び上記第２窪み部の窪み寸法ａ（ｍｍ）と、上記第１基準面と上記中間基準面の間隔Ｓ1（ｍｍ）と、上記中間基準面と上記第２基準面の間隔Ｓ2（ｍｍ）と、凹凸部形成前の板厚ｔ（ｍｍ）とは、
０．０５ｍｍ≦ｔ≦３ｍｍ、
２．５ｍｍ≦Ｌ2≦２００ｍｍ、
０＜ａ≦Ｌ2／３、
５ｍｍ≦（Ｌ1−２ａ）≦２５０ｍｍ、
１．２５≦（Ｌ1−２ａ）／Ｌ2≦４、
（Ｌ1−Ｌ2−２ａ）／２≧３ｔ、
１≦Ｓ1／ｔ≦２８、
１≦Ｓ2／ｔ≦２８、
０．１ｍｍ≦Ｓ1≦２５ｍｍ、
０．１ｍｍ≦Ｓ2≦２５ｍｍ、
０．０２≦Ｓ1／（Ｌ1−２ａ）≦０．１、
０．０２≦Ｓ2／（Ｌ1−２ａ）≦０．１、
の関係を有し、
上記第１スカート部の上記基準面に対する傾斜角度は１５°〜９０°の範囲にあり、上記第２スカート部の上記基準面に対する傾斜角度は１５°〜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】
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一枚は請求項１〜３のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材であることを特徴とする積層構造体。
【請求項５】
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、上記インナーパネルが請求項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い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、板材の剛性を板厚を厚くすることなく向上させるために、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。
例えば、自動車の部品の１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凸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によって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２〜６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３６７２０号公報
【特許文献２】特開２０００−２５７４４１号公報
【特許文献３】特開平９−２５４９５５号公報
【特許文献４】特開２０００−２８８６４３号公報
【特許文献５】特開２００２−３０７１１７号公報
【特許文献６】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】
【０００４】
上記特許文献１のように、多数の凹凸部を形成した板材は、凹凸部のないものよりも剛性が高くなることは事実である。しかしながら、板厚を厚くすることなく剛性を向上するのに最適な凹凸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ない。そして、剛性向上割合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、自動車に限らず、様々な機械装置等において、板材からなる部品を少しでも軽量化する要求が存在する。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いる。また、板材（板状形状を有する材料）であれば、材質を問わず剛性向上要求は存在する。
【０００５】
また、剛性向上効果の高い凹凸を有する板材を用いて、これを含む積層構造体とすることや、剛性向上効果の高い凹凸を有する板材をインナーパネルとして用いてアウターパネルと組み合わせて車両パネルとし、これらを従来以上の高剛性なものとすることも求められている。
【０００６】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、凹凸部を設けることによって剛性を向上させた板材であって、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、およびこれを用いた積層構造体並びに車両パネル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】
【０００７】
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であって、
上記凹凸部は、間隔を空けて順次平行に配された仮想の３つの平面である第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配された中間領域とによって構成されており、
上記中間基準面は、第１輪郭部と第２輪郭部とによって区画されており、
上記第１輪郭部は、一対の第１短辺部と一対の第１長辺部とによりなると共に、一対の上記第１長辺部の中央部が互いに近づくように変形した第１窪み部を有し、全体形状が略Ｉ字型となる輪郭を有し、
上記第２輪郭部は、上記第１短辺部及び上記第１長辺部とそれぞれ直交する方向に配された一対の第２短辺部と一対の第２長辺部とによりなると共に、一対の上記第２長辺部の中央部が互いに近づくように変形した第２窪み部を有し、全体形状が略Ｉ字型となる輪郭を有し、
上記各第１輪郭部における上記第１短辺部は隣接する上記第２輪郭部における上記第２長辺部の上記第２窪み部に接していると共に、上記各第２輪郭部における上記第２短辺部は隣接する上記第１輪郭部における上記第１長辺部の上記第１窪み部に接しており、上記第１輪郭部と上記第２輪郭部とが、いずれの長手方向においても交互に存在するよう配列されており、
上記基準面の鉛直方向から見て上記第１輪郭部内には上記第１基準面上に配された略Ｉ字型の第１頂面輪郭部に囲まれた第１頂面部が存在し、
上記第１領域は、上記第１頂面部と、上記第１頂面輪郭部と上記第１輪郭部との間を繋ぐ上記基準面の鉛直方向に向いた又は上記基準面に対して傾斜した第１スカート部とにより構成されており、
上記基準面の鉛直方向から見て上記第２輪郭部内には上記第２基準面上に配された略Ｉ字型の第２頂面輪郭部に囲まれた第２頂面部が存在し、
上記第２領域は、上記第２頂面部と、上記第２頂面輪郭部と上記第２輪郭部との間を繋ぐ上記基準面の鉛直方向に向いた又は上記基準面に対して傾斜した第２スカート部とにより構成されており、
上記中間領域は、上記中間基準面上における上記第１輪郭部と上記第２輪郭部との間の四角形状領域として設けられており、
上記第１頂面部と上記第２頂面部との間、上記第１頂面部と上記中間領域との間、及び上記第２頂面部と上記中間領域との間には、上記第１スカート部と上記第２スカート部の少なくとも一方が必ず介在していることを特徴とする凹凸部を有する板材にある（請求項１）。
【０００８】
第２の発明は、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一枚は上記第１の発明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にある（請求項４）。
【０００９】
第３の発明は、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、上記インナーパネルが上記第１の発明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にある（請求項５）。
【発明の効果】
【００１０】
本発明における上記凹凸部を有する板材は、上記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、上記第１領域、第２領域、及び中間領域を有している。また、上記第１領域における上記第１頂面部と、上記第２領域における上記第２頂面部とは、上記中間基準面上の中間領域から離隔した第１及び第２基準面上の平面によって構成するか、あるいは単なる平面ではなく第１及び第２基準面からそれぞれ中間基準面から離れる方向に突出した部位（たとえばドーム形状）によって構成することができる。そして、上記第１領域の第１頂面部、第２領域の第２頂面部及び中間領域のそれぞれの間は、上記基準面に直交するあるいは基準面から傾斜した上記第１スカート部又は第２スカート部によって連結される。
【００１１】
このような構造を有しているので、本発明の上記板材は曲げ剛性に優れた高剛性の材料となる。
剛性が向上する理由は、次のように考えられる。即ち、１つの領域に伝わった応力は、面方向に伝わる場合に、必ずその外周部分において他の異なる領域との境界部である第１スカート部と第２スカート部の少なくとも１つを通らざるを得ない。ここで、異なる領域同士の境界部分に存在する第１スカート部及び第２スカート部は、形状的に板材の厚み方向に向いて配置されているため、剛性向上効果を高める要因となっている。そのため、全体としての剛性向上効果を高めることができると考えられる。
【００１２】
さらに、上記第１領域及び上記第２領域は、上記のごとく、単純な長方形領域ではない略Ｉ字型の上記第１輪郭部及び第２輪郭部を有している。そのため、上記第１スカート部及び上記第２スカート部は、上記第１輪郭部及び第２輪郭部に沿った凹凸の多い壁面形状となり、剛性向上効果をさらに高めることができる。
また、各領域の外形輪郭形状を上記のごとく組み合わせとすることによって、規則正しい分散配列を容易に実現することができ、かつ、表裏いずれから見ても実質的に同等の配置となり裏表による特性の差異の少ない板材を得ることができる。
【００１３】
このように、本発明によれば、従来よりも剛性向上効果の高い凹凸部のパターンを有し、かつ、その剛性向上効果に表裏での差異が少ない板材を得ることができる。
【００１４】
第２の発明においては、このような優れた剛性を有する凹凸部を有する板材を積層構造の一部に有するので、非常に剛性が高い積層構造体を得ることができる。
【００１５】
第３の発明においては、上記のごとく剛性の高い凹凸部を有する板材をインナーパネルとして用いることによって、従来よりも剛性が高い車両パネルを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１における、凹凸部の部分平面図。
【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、第１領域の斜視図。
【図４】実施例１における、図１のＡ視側面図。
【図５】実施例１における、図１のＢ視側面図。
【図６】実施例２における、凹凸部の部分平面図。
【図７】実施例２における、凹凸部の部分斜視図。
【図８】実施例２における、第１領域の斜視図。
【図９】実施例２における、図６のＡ視側面図。
【図１０】実施例２における、図６のＢ視側面図。
【図１１】実施例３における、凹凸部の部分平面図。
【図１２】実施例３における、凹凸部の部分斜視図。
【図１３】実施例３における、第１領域の斜視図。
【図１４】実施例３における、図１１のＡ視側面図。
【図１５】実施例３における、図１１のＢ視側面図。
【図１６】実施例４における、凹凸部の部分平面図。
【図１７】実施例４における、凹凸部の部分斜視図。
【図１８】実施例４における、第１領域の斜視図。
【図１９】実施例４における、図１６のＡ視側面図。
【図２０】実施例４における、図１６のＢ視側面図。
【図２１】実施例５における、凹凸部の部分平面図。
【図２２】実施例５における、凹凸部の部分斜視図。
【図２３】実施例５における、第１領域の斜視図。
【図２４】実施例５における、図２１のＡ視側面図。
【図２５】実施例５における、図２１のＢ視側面図。
【図２６】実施例６における、積層構造体の展開説明図。
【図２７】実施例７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】
【００１７】
本発明において、四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、各辺が若干曲線になったり、角部や面に成形上必要な丸み等が生じること、いわゆるフィレットＲといわれる曲面を設けることも当然に許容される。
【００１８】
また、本発明において、上記第１スカート部が上記基準面の鉛直方向に向いている場合には、基準面の鉛直方向から見て上記第１輪郭部と上記第１頂面輪郭部とが一致することとなる。また、基準面の鉛直方向から見て上記第１スカート部が上記基準面に対して傾斜している場合には、上記第１輪郭部の内側に上記第１頂面輪郭部が位置することとなる。
同様に、上記第２スカート部が上記基準面の鉛直方向に向いている場合には、基準面の鉛直方向から見て上記第２輪郭部と上記第２頂面輪郭部とが一致することとなる。また、基準面の鉛直方向から見て上記第２スカート部が上記基準面に対して傾斜している場合には、上記第２輪郭部の内側に上記第２頂面輪郭部が位置することとなる。
【００１９】
上記第１頂面部及び上記第２頂面部は、いずれも、略Ｉ字型の輪郭（第１頂面輪郭部及び第２頂面輪郭部）を有するものであるが、その形態としては、後述する実施例に示すごとく様々な形態をとりうる。例えば後述する実施例１〜３のように、Ｉ字の全体をある程度の幅のある平面状にした輪郭形状とすることもできるし、実施例４のように、Ｉ字の縦棒の部分のみを幅のある平面状とし、その上下の横棒の部分は幅寸法が殆ど無い線状の頂部とした輪郭形状とすることもできるし、実施例５のように、Ｉ字の縦棒の部分を幅寸法が殆ど無い線状の頂部とし、その上下の横棒の部分を幅のある平面状とした輪郭形状とすることもできる。したがって、本発明における上記第１頂面部及び上記第２頂面部は、その全体に面がある場合に限らず、一部が１本の線状となっている場合も含む。
【００２０】
また、材質はアルミニウム合金であることが好ましい（請求項２）。アルミニウム合金（本発明においては、アルミニウム合金は純アルミニウムを含むものとする。）は、鉄鋼材料等の金属材料と比べて軽量であり、かつ、加工性にも優れるため、好適である。具体的な材質としては、たとえば、ＪＩＳやＡＡの１０００系、２０００系、３０００系、４０００系、５０００系、６０００系、７０００系、８０００系のアルミニウム又はアルミニウム合金があり、用途に合わせて様々なものを適用できる。
【００２１】
なお、上記板材は、上記凹凸部を有する限り、アルミニウム合金以外の材料においても有効であり、たとえば、樹脂板など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。樹脂材料等においては、アルミニウム合金等の金属材料の場合よりも成形上の寸法制約を受けにくく、設計の自由度もより広くなる。
【００２２】
また、上記第１輪郭部及び上記第２輪郭部の外形輪郭形状および大きさは各部の厚み方向中心において同じであり、上記第１長辺部及び第２長辺部の長手方向の長さＬ1（ｍｍ）と、上記第１短辺部及び上記第２短辺部の長さＬ2（ｍｍ）と、上記第１長辺部及び第２長辺部における上記第１窪み部及び上記第２窪み部の窪み寸法ａ（ｍｍ）と、上記第１基準面と上記中間基準面の間隔Ｓ1（ｍｍ）と、上記中間基準面と上記第２基準面の間隔Ｓ2（ｍｍ）と、凹凸部形成前の板厚ｔ（ｍｍ）とは、
０．０５ｍｍ≦ｔ≦３ｍｍ、
２．５ｍｍ≦Ｌ2≦２００ｍｍ、
０＜ａ≦Ｌ2／３、
５ｍｍ≦（Ｌ1−２ａ）≦２５０ｍｍ、
１．２５≦（Ｌ1−２ａ）／Ｌ2≦４、
（Ｌ1−Ｌ2−２ａ）／２≧３ｔ、
１≦Ｓ1／ｔ≦２８、
１≦Ｓ2／ｔ≦２８、
０．１ｍｍ≦Ｓ1≦２５ｍｍ、
０．１ｍｍ≦Ｓ2≦２５ｍｍ、
０．０２≦Ｓ1／（Ｌ1−２ａ）≦０．１、
０．０２≦Ｓ2／（Ｌ1−２ａ）≦０．１、
の関係を有し、
上記第１スカート部の上記基準面に対する傾斜角度は１５°〜９０°の範囲にあり、上記第２スカート部の上記基準面に対する傾斜角度は１５°〜９０°の範囲にあることが好ましい（請求項３）。
【００２３】
以下、各寸法関係についてさらに説明する。
［０．０５ｍｍ≦ｔ≦３ｍｍ］
アルミニウム合金を適用した場合には、上記のごとく、凹凸部形成前の板厚ｔが０．０５ｍｍ〜３ｍｍであることが好ましい。上記板厚ｔを上記範囲内とすることによって、加工性を確保した上で優れた剛性を得ることができる。また、板厚ｔが上記範囲を外れる範囲は用途的に必要ない。凹凸部形成前の板厚ｔによって規定する理由は、上記凹凸部をプレス加工やロール成形等の塑性加工によって加工することによって各部の板厚が変化する場合があるためである。
【００２４】
［２．５ｍｍ≦Ｌ2≦２００ｍｍ］
上記Ｌ2が２．５ｍｍ未満の場合には、上記凹凸部を成形することが困難となるおそれがあり、一方、２００ｍｍを超える場合には、凹凸形状のピッチが大きくなりすぎ、用途があまりないという問題がある。
【００２５】
［０＜ａ≦Ｌ2／３］
上記Ｉ字型形状を実現するために、ａ＞０であることが必要である。一方、上記ａがＬ2／３を超える場合には、Ｉ字型形状の長辺部の中央部の面積が小さくなり、剛性向上効果が小さくなるという問題がある。
【００２６】
［５ｍｍ≦（Ｌ1−２ａ）≦２５０ｍｍ］
上記（Ｌ1−２ａ）が５ｍｍ未満の場合には、上記凹凸部を成形することが困難となるおそれがあり、一方、２５０ｍｍを超える場合には、凹凸形状のピッチが大きくなりすぎ、用途があまりないという問題がある。
【００２７】
［１．２５≦（Ｌ1−２ａ）／Ｌ2≦４］
上記（Ｌ1−２ａ）／Ｌ2が１．２５未満の場合には、凹凸部の成形が難しくなるおそれがあり、一方、４を超える場合には剛性向上効果が小さくなるおそれがある。
【００２８】
［（Ｌ1−Ｌ2−２ａ）／２≧３ｔ］
上記（Ｌ1−Ｌ2−２ａ）／２が３ｔ未満の場合には、凹凸部の成形が難しくなるおそれがある。
【００２９】
［１≦Ｓ1／ｔ≦２８］
上記Ｓ1／ｔが１未満の場合には、剛性向上効果が小さくなるおそれがあり、一方、２８を超える場合には凹凸部の成形が困難となるおそれがある。
［１≦Ｓ2／ｔ≦２８］
上記Ｓ2／ｔが１未満の場合には、剛性向上効果が小さくなるおそれがあり、一方、２８を超える場合には凹凸部の成形が困難となるおそれがある。
【００３０】
［０．１ｍｍ≦Ｓ1≦２５ｍｍ］
上記Ｓ1が０．１ｍｍ未満の場合には、剛性向上効果が小さくなるおそれがあり、一方、２５ｍｍを超える場合には凹凸部の成形が困難となるおそれがある。
［０．１ｍｍ≦Ｓ2≦２５ｍｍ］
上記Ｓ2が０．１ｍｍ未満の場合には、剛性向上効果が小さくなるおそれがあり、一方、２５ｍｍを超える場合には凹凸部の成形が困難となるおそれがある。
【００３１】
［０．０２≦Ｓ1／（Ｌ1−２ａ）≦０．１］
上記Ｓ1／（Ｌ1−２ａ）が０．０２未満の場合には、剛性向上効果が小さくなるおそれがあり、一方、０．１を超える場合には凹凸部の成形が困難となるおそれがある。
［０．０２≦Ｓ2／（Ｌ1−２ａ）≦０．１］
上記Ｓ2／（Ｌ1−２ａ）が０．０２未満の場合には、剛性向上効果が小さくなるおそれがあり、一方、０．１を超える場合には凹凸部の成形が困難となるおそれがある。
【００３２】
また、上記第１スカート部の上記基準面に対する傾斜角度は１５°〜９０°の範囲にあり、上記第２スカート部の上記基準面に対する傾斜角度は１５°〜９０°の範囲にあることが好ましい。
【００３３】
まず、上記第１スカート部の傾斜角度は１５°〜９０°の範囲にあることが好ましい。上記第１スカート部の傾斜角度が１５°未満の場合には第１領域及び第２領域の面積が小さくなるので剛性が低下するおそれがあり、一方、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。同様に、上記第２スカート部の傾斜角度は１５°〜９０°の範囲にあることが好ましい。上記第２スカート部の傾斜角度が１５°未満の場合には第１領域及び第２領域の面積が小さくなるので剛性が低下するおそれがあり、一方、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。
また、上記板材の材質がアルミニウム合金の場合には、上述した第１スカート部及び第２スカート部の傾斜角度の上限値は、成形性の問題から、いずれも７０°以下がより好ましく、したがって、より好ましい範囲としては１５°〜７０°である。
なお、上記第１スカート部及び第２スカート部は、複数の面により構成されるが、これらの面がすべ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、いずれの部位によっても、上記好ましい傾斜角度の範囲内とすることが好ましい。
【００３４】
また、第２の発明の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片面に配設された１枚の平坦な面板よりなる二層構造の積層体、または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とることもできる。
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。
【００３５】
また、第３の発明の車両パネルは、自動車のフードに限らず、ドアー、ルーフ、フロアー、トランクリッドなどのパネルおよび補強部材として使用可能である。
上記アウターパネルを構成するアルミニウム合金板としては、たとえば、比較的安価であるという理由により６０００系合金板が好適である。また、上記インナーパネルを構成するアルミニウム合金板としては、たとえば、比較的成形性がよいという理由により５０００系合金板が好適である。
【実施例】
【００３６】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる凹凸部を有する板材につき、図１〜図５を用いて説明する。
本例の凹凸部を有する板材１は、同図に示すごとく、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。
【００３７】
図４、図５に示すごとく、凹凸部２０は、間隔を空けて順次平行に配された仮想の３つの平面である第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し、中間基準面Ｋ３から第１基準面Ｋ１に向かって突出する第１領域Ａ１と、中間基準面Ｋ３から第２基準面Ｋ２に向かって突出する第２領域Ａ２と、中間基準面Ｋ３上に配された中間領域Ａ３とによって構成されており、
【００３８】
図１、図２に示すごとく、中間基準面Ｋ３は、第１輪郭部２１と第２輪郭部２２とによって区画されている。
図１〜図３に示すごとく、第１輪郭部２１は、一対の第１短辺部２１１と一対の第１長辺部２１２とによりなると共に、一対の第１長辺部２１２の中央部が互いに近づくように変形した第１窪み部２１９を有し、全体形状が略Ｉ字型となる輪郭を有する。
【００３９】
第２輪郭部２２は、第１短辺部２１１及び上記第１長辺部２１２とそれぞれ直交する方向に配された一対の第２短辺部２２１と一対の第２長辺部２２２とによりなると共に、一対の第２長辺部２２１の中央部が互いに近づくように変形した第２窪み部２２９を有し、全体形状が略Ｉ字型となる輪郭を有している。
【００４０】
各第１輪郭部２１における第１短辺部２１１は隣接する第２輪郭部２２における第２長辺部２２２の第２窪み部２２９に接していると共に、各第２輪郭部２２における第２短辺部２２１は隣接する第１輪郭部２１における第１長辺部２１２の第１窪み部２１９に接しており、第１輪郭部２１と第２輪郭部２２とが、いずれの長手方向においても交互に存在するよう配列されている。
【００４１】
そして、基準面Ｋ１〜Ｋ３の鉛直方向から見て、第１輪郭部２１内には第１基準面Ｋ１上に配された略Ｉ字型の第１頂面輪郭部２１３に囲まれた平面状の第１頂面部２１５が存在する。
第１領域Ａ１は、第１頂面部２１５と、第１頂面輪郭部２１３と第１輪郭部２１との間を繋ぐ第１スカート部３１とにより構成されている。本例の第１スカート部３１は、第１基準面Ｋ１に対する角度α1（図４、図５）が８０°であり若干傾斜している。
【００４２】
同様に、基準面Ｋ１〜Ｋ３の鉛直方向から見て第２輪郭部２２内には第２基準面Ｋ２上に配された略Ｉ字型の第２頂面輪郭部２２３に囲まれた平面状の第２頂面部２２５が存在する。
第２領域Ａ２は、第２頂面部２２５と、上記第２頂面輪郭部２２３と第２輪郭部２２との間を繋ぐ第２スカート部３２とにより構成されている。本例の第２スカート部３２は、第２基準面Ｋ２に対する角度β1（図４、図５）が８０°であり若干傾斜している。
【００４３】
上記第１スカート部３１及び第２スカート部３２の傾斜によって、図１においては、本来は第１輪郭部２１の内側にずらして第１頂面輪郭部２１３を描き、第２輪郭部２２の内側にずらして第２頂面輪郭部２２３を描くべきであるが、いずれも若干のずれであるので、見やすさを考慮して第１輪郭部２１と第１頂面輪郭部２１３及び第２輪郭部２２と第２頂面輪郭部２２３を敢えて重ねて記載してある。また、図２においては、第１輪郭部２１及び第２輪郭部２２の位置を実線および破線により示した。この点は、後述する図６、図７、図１１、図１２、図１６、図１７、図２１及び図２２においても同様である。
【００４４】
また、中間領域Ａ３は、中間基準面Ｋ３上における第１輪郭部２１と第２輪郭部２２との間の四角形状領域として設けられている。
そして、第１頂面部２１５と第２頂面部２２５との間、第１頂面部２１５と中間領域Ａ３との間、及び第２頂面部２２５と中間領域Ａ３との間には、第１スカート部３１と第２スカート部３２の少なくとも一方が必ず介在している。
【００４５】
また、本例の凹凸部２０を有する板材１は、凹凸部形成前板厚ｔが０．４ｍｍの１０００系アルミニウム板よりなる。なお、図中における厚み等の寸法は、説明の都合上強調して表しており、正確なものではない。
凹凸部２０は、一対の金型を用いたプレス成形により成形する。なお、この成形方法としては、表面に所望の凹凸形状をつ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。
【００４６】
また、図１に示すごとく、第１輪郭部２１及び第２輪郭部２２の外形輪郭形状および大きさは各部の厚み方向中心において同じである。第１長辺部２１１及び第２長辺部２２１の長手方向の長さＬ1は１８ｍｍ、第１短辺部２１２及び第２短辺部２２２の長さＬ2は８ｍｍ、第１長辺部２１１及び第２長辺部２２１における第１窪み部２１９及び第２窪み部２２９の窪み寸法ａは１ｍｍとした。
【００４７】
なお、図１は、第１領域Ａ１が突出した方向から見た図であるが、その寸法表示は正確ではない。各領域の外形輪郭位置は、上記のごとく厚み方向中心で見るので、たとえば第１領域Ａ１は、その突出方向から見れば大きく、その裏側から見ると小さく見える。したがって、図１上に示したＬ1およびＬ2は、同図上の第１領域Ａ１の突出方向から見た外形線とは正確には一致しないが、対応を分かりやすくするために、敢えて一致させて示した。また、同図においては、中間領域Ａ３が長方形に見えるが、中間領域Ａ３の板厚中心で見れば正方形である。これらの図面の表示状態等については、後述する図面においても同様である。
【００４８】
また、図４、図５に示すごとく、第１基準面Ｋ１と中間基準面Ｋ３の間隔Ｓ1は０．６ｍｍであり、したがって、と板厚ｔ（ｍｍ）との比（Ｓ1／ｔ）は１．５である。また、中間基準面Ｋ３と第２基準面Ｋ２の間隔Ｓ2は０．６ｍｍであり、したがって、板厚ｔ（ｍｍ）との比（Ｓ2／ｔ）は１．５である。
また、（Ｌ1−２ａ）／Ｌ2は２、（Ｌ1−Ｌ2−２ａ）／２は４、Ｓ1／（Ｌ1−２ａ）は０．０３７５、Ｓ2／（Ｌ1−２ａ）は０．０３７５である。
本例の凹凸部２０を有する板材１は、上記のような特殊な形状の凹凸部を有している。即ち、凹凸部２０は、第１領域Ａ１の第１頂面部２１５、第２領域Ａ２の第２頂面部２２５が、所定間隔を空けて配された２つの第１、第２基準面Ｋ１、Ｋ２上の平面として設けられ、さらに、これらとは別に第１、第２基準面Ｋ１、Ｋ２の間にある中間基準面Ｋ３上に中間領域Ａ３を有する構造となっている。さらに、第１領域Ａ１の第１頂面部２１５、第２領域Ａ２の第２頂面部２２５及び中間領域Ａ３のそれぞれの間は、第１スカート部３１又は第２スカート部３２によって連結されている。
【００４９】
このような構造を有しているので、１つの領域に伝わった応力は、面方向に伝わる場合に、必ずその外周部分において他の異なる領域との境界部である第１スカート部３１又は第２スカート部３２を通らざるを得ない。ここで、異なる領域同士の境界部分の第１、第２スカート部３１、３２が、板材の厚み方向に向いて配置されているため、剛性向上効果を高める要因となっている。そのため、全体としての剛性向上効果を高めることができる。
【００５０】
さらに、第１領域及Ａ１び第２領域Ａ２は、上記のごとく、単純な長方形領域ではない略Ｉ字型の第１輪郭部２１及び第２輪郭部２２を有している。そのため、第１スカート部３１及び第２スカート部３２は、第１輪郭部２１及び第２輪郭部２２に沿った凹凸の多い壁面形状となり、剛性向上効果をさらに高めることができる。
また、各領域の外形輪郭形状を上記のごとく組み合わせとすることによって、規則正しい分散配列を容易に実現することができ、かつ、表裏いずれから見ても実質的に同等の配置となり裏表による特性の差異の少ない板材を得ることができる。
【００５１】
（ＦＥＭ解析）
本例の板材の剛性向上効果を定量的に判断するためのＦＥＭ解析を行った。ＦＥＭ解析は、後述するごとく図２における一端Ｚ１を固定端とし他端Ｚ２を自由端とする方向（０°方向）と、その４５°斜めの方向（４５°方向）の２種類について行った。以下、他の実施例でも同様である。
＜０°方向＞
ＦＥＭ解析方法は、図２に示す大きさの凹凸部２０のみよりなる試験片の一端Ｚ１を固定して、他端Ｚ２を自由端とする片持ち梁を想定し、自由端に１０Ｎの荷重をかけた場合の撓み量から剛性を求める解析である。試験片のサイズは４８ｍｍ×４８ｍｍであり、凹凸部２０の板厚ｔは０．４ｍｍである。
剛性の評価は、凹凸部２０形成前の平板状の元板について同様のＦＥＭ解析を行った結果得られた撓み量との比で行い、剛性が何倍に向上したかにより行った。その結果、本例の凹凸部２０は、平板状の元板の場合と比べて、剛性が４．７倍に向上することが分かった。
【００５２】
＜４５°方向＞
凹凸部２０の第１領域Ａ１の長手方向と４５°をなす方向の辺を有する矩形形状であってサイズが上記０°方向の場合と同じ試験片を用いて上記と同様の解析を行った。その結果、本例の凹凸部２０は、平板状の元板の場合と比べて、剛性が３．７倍に向上することが分かった。
【００５３】
（実施例２）
本例は、図６〜図１０に示すごとく、実施例１の凹凸部の形状を変更した例である。本例の凹凸部２０２と実施例１の凹凸部２０との相違点は、第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２の第１輪郭部２１及び第２輪郭部２２の形状を同じとし、第１、第２スカート部３１、３２の傾斜角度α1、β1の角度を４５°と小さくし、第１頂面部２１５及び第２頂面部２２５の面積を小さくした。その他は、実施例１と同様とした。
【００５４】
（ＦＥＭ解析）
本例においても、実施例１と同様のＦＥＭ解析を行った。
＜０°方向＞
ＦＥＭ解析方法は、図７に示す大きさの凹凸部２０２のみよりなる試験片の一端Ｚ１を固定して、他端Ｚ２を自由端とする片持ち梁を想定し、自由端に１０Ｎの荷重をかけた場合の撓み量から剛性を求める解析である。試験片のサイズは４８ｍｍ×４８ｍｍであり、凹凸部２０２の板厚ｔは０．４ｍｍである。
剛性の評価は、凹凸部２０２形成前の平板状の元板について同様のＦＥＭ解析を行った結果得られた撓み量との比で行い、剛性が何倍に向上したかにより行った。その結果、本例の凹凸部２０２は、平板状の元板の場合と比べて、剛性が４．７倍に向上することが分かった。
【００５５】
＜４５°方向＞
凹凸部２０２の第１領域Ａ１の長手方向と４５°をなす方向の辺を有する矩形形状であってサイズが上記０°方向の場合と同じ試験片を用いて上記と同様の解析を行った。その結果、本例の凹凸部２０２は、平板状の元板の場合と比べて、剛性が３．５倍に向上することが分かった。
【００５６】
（実施例３）
本例も、図１１〜図１５に示すごとく、実施例１の凹凸部の形状を変更した例である。本例の凹凸部２０３と実施例１の凹凸部２０との相違点は、第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２の第１輪郭部２１及び第２輪郭部２２の形状を同じとし、第１、第２スカート部３１、３２の傾斜角度α1、β1の角度を２５°として、実施例２よりもさらに小さくし、第１頂面部２１５及び第２頂面部２２５の面積を小さくした。その他は、実施例１と同様とした。
【００５７】
（ＦＥＭ解析）
本例においても、実施例１と同様のＦＥＭ解析を行った。
＜０°方向＞
ＦＥＭ解析方法は、図１２に示す大きさの凹凸部２０３のみよりなる試験片の一端Ｚ１を固定して、他端Ｚ２を自由端とする片持ち梁を想定し、自由端に１０Ｎの荷重をかけた場合の撓み量から剛性を求める解析である。試験片のサイズは４８ｍｍ×４８ｍｍであり、凹凸部２０３の板厚ｔは０．４ｍｍである。
剛性の評価は、凹凸部２０３形成前の平板状の元板について同様のＦＥＭ解析を行った結果得られた撓み量との比で行い、剛性が何倍に向上したかにより行った。その結果、本例の凹凸部２０３は、平板状の元板の場合と比べて、剛性が４．３倍に向上することが分かった。
【００５８】
＜４５°方向＞
凹凸部２０３の第１領域Ａ１の長手方向と４５°をなす方向の辺を有する矩形形状であってサイズが上記０°方向の場合と同じ試験片を用いて上記と同様の解析を行った。その結果、本例の凹凸部２０３は、平板状の元板の場合と比べて、剛性が３．３倍に向上することが分かった。
【００５９】
このように、本例では、実施例１及び実施例２に比べてスカート部の傾斜角度α1、β1が２５°と小さいが、いずれの方向も剛性倍率が３倍を超えている。
【００６０】
（実施例４）
本例は、図１６〜図２０に示すごとく、実施例１の凹凸部の形状を変更した例である。本例の凹凸部２０４と実施例１の凹凸部２０の相違点はＳ1及びＳ2を１．２ｍｍとし、α1及びβ1を２５°とした点である。その他は、実施例１と同様とした。
【００６１】
（ＦＥＭ解析）
本例においても、実施例１と同様のＦＥＭ解析を行った。
＜０°方向＞
ＦＥＭ解析方法は、図１７に示す大きさの凹凸部２０４のみよりなる試験片の一端Ｚ１を固定して、他端Ｚ２を自由端とする片持ち梁を想定し、自由端に１０Ｎの荷重をかけた場合の撓み量から剛性を求める解析である。試験片のサイズは４８ｍｍ×４８ｍｍであり、凹凸部２０４の板厚ｔは０．４ｍｍである。
剛性の評価は、凹凸部２０４形成前の平板状の元板について同様のＦＥＭ解析を行った結果得られた撓み量との比で行い、剛性が何倍に向上したかにより行った。その結果、本例の凹凸部２０４は、平板状の元板の場合と比べて、剛性が６．４倍に向上することが分かった。
【００６２】
＜４５°方向＞
凹凸部２０４の第１領域Ａ１の長手方向と４５°をなす方向の辺を有する矩形形状であってサイズが上記０°方向の場合と同じ試験片を用いて上記と同様の解析を行った。その結果、本例の凹凸部２０４は、平板状の元板の場合と比べて、剛性が４．８倍に向上することが分かった。
【００６３】
（実施例５）
本例は、図２１〜図２５に示すごとく、実施例１の凹凸部の形状を変更した例である。本例の凹凸部２０５と実施例１の凹凸部２０とのの相違点は、Ｌ1を２０ｍｍ、ａを２ｍｍ、Ｓ1及びＳ2を１ｍｍとし、α1及びβ1を２５°とした点である。その他は、実施例１と同様とした。
【００６４】
（ＦＥＭ解析）
本例においても、実施例１と同様のＦＥＭ解析を行った。
＜０°方向＞
ＦＥＭ解析方法は、図２２に示す大きさの凹凸部２０５のみよりなる試験片の一端Ｚ１を固定して、他端Ｚ２を自由端とする片持ち梁を想定し、自由端に１０Ｎの荷重をかけた場合の撓み量から剛性を求める解析である。試験片のサイズは４８ｍｍ×４８ｍｍであり、凹凸部２０５の板厚ｔは０．４ｍｍである。
剛性の評価は、凹凸部２０５形成前の平板状の元板について同様のＦＥＭ解析を行った結果得られた撓み量との比で行い、剛性が何倍に向上したかにより行った。その結果、本例の凹凸部２０５は、平板状の元板の場合と比べて、剛性が６．１倍に向上することが分かった。
【００６５】
＜４５°方向＞
凹凸部２０５の第１領域Ａ１の長手方向と４５°をなす方向の辺を有する矩形形状であってサイズが上記０°方向の場合と同じ試験片を用いて上記と同様の解析を行った。その結果、本例の凹凸部２０５は、平板状の元板の場合と比べて、剛性が３．６倍に向上することが分かった。
【００６６】
（実施例６）
本例は、図２６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。
【００６７】
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Ａ１の第１頂面部２１５と第２領域Ａ２第２頂面部２２５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。
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。
【００６８】
（実施例７）
本例は、図２７に示すごとく、実施例１〜５に記載の板材１をインナーパネルとして用い、上記第１領域Ａ１の面をアウターパネル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。
【００６９】
本例の車両パネル６は、これを構成するインナーパネルの板材１の凹凸部２０、２０２〜２０６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衝撃及び二次衝突の衝撃を吸収する特性に優れたものとなる。
【符号の説明】
【００７０】
１  凹凸部を有する板材
２０、２０２〜２０５  凹凸部
２１  第１輪郭部
２１１  第１短辺部
２１２  第１長辺部
２１３  第１頂面輪郭部
２１５  第１頂面部
２１９  第１窪み部
２２  第２輪郭部
２２１  第２短辺部
２２２  第２長辺部
２２３  第２頂面輪郭部
２２５  第２頂面部
２２９  第２窪み部
３１  第１スカート部
３２  第２スカート部
５  積層構造体
６  車両パネル
Ａ１  第１領域
Ａ２  第２領域
Ａ３  中間領域
Ｋ１  第１基準面
Ｋ２  第２基準面
Ｋ３  中間基準面
【図１】
0005442504.tif 000002
【図２】
0005442504.tif 000003
【図３】
0005442504.tif 000004
【図４】
0005442504.tif 000005
【図５】
0005442504.tif 000006
【図６】
0005442504.tif 000007
【図７】
0005442504.tif 000008
【図８】
0005442504.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005442504.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0005442504.tif 000013
【図１３】
0005442504.tif 000014
【図１４】
0005442504.tif 000015
【図１５】
0005442504.tif 000016
【図１６】
0005442504.tif 000017
【図１７】
0005442504.tif 000018
【図１８】
0005442504.tif 000019
【図１９】
0005442504.tif 000020
【図２０】
0005442504.tif 000021
【図２１】
0005442504.tif 000022
【図２２】
0005442504.tif 000023
【図２３】
0005442504.tif 000024
【図２４】
0005442504.tif 000025
【図２５】
0005442504.tif 000026
【図２６】
0005442504.tif 000027
【図２７】
0005442504.tif 000028