(57)【要約】  引張強さが９８０ＭＰａ以上の鋼板を他の金属板と重ね合わせて溶接により接合した構成を有する構造材において、溶接による溶接部付近を起点とする破断が発生しにくくする。構造材（１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）は、引張強さが９８０ＭＰａ以上の鋼板である第１部材（１）と、前記第１部材（１）と重ね合わされる金属板である第２部材（２）と、複数の溶接部（３，３１，３２）と、複数の溶接部（３，３１，３２）それぞれの周囲に形成され、ビッカース硬さが第１部材のビッカース硬さより５０ＨＶ以上低い複数の熱影響部（５，５１，５２）とを備える。隣り合う熱影響部（５，５１，５２）の間において、第１部材（１）の一対の端部（４，４）が設けられる。隣り合う熱影響部（５，５１，５２）の間における第１部材の一対の端部（４，４）は、隣り合う溶接部（３，３１，３２）を結ぶ線（ＬＣ１）を横切る方向に延びる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張強さが９８０ＭＰａ以上である鋼板の第１部材と、  前記第１板部と重ね合わされる、金属板の第２部材と、  前記第１部材と前記第２部材とを溶接によってつなぐ複数の溶接部と、  前記複数の溶接部それぞれの周囲の前記第１部材に形成され、ビッカース硬さが前記第１部材のビッカース硬さより５０ＨＶ以上低い複数の熱影響部と、  隣り合う前記熱影響部の間にあって、隣り合う前記溶接部を結ぶ線を横切る方向に延びる、前記第1部材の一対の端部と、を備える構造材。
【請求項２】
請求項１に記載の構造材であって、  前記一対の端部は、前記隣り合う溶接部の中心を結ぶ線を横断する、構造材。
【請求項３】
請求項２に記載の構造材であって、  前記一対の端部は、前記隣り合う熱影響部の内周縁の間の領域の端部を横断する、構造材。
【請求項４】
請求項３に記載の構造材であって、  前記一対の端部は、前記隣り合う熱影響部の間の領域を横断する、構造材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の構造材であって、  前記一対の端部は、前記第１部材に形成された穴の縁である、構造材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の構造材であって、  前記第２部材の引張強さは、１１８０ＭＰａ未満であり、  前記隣り合う溶接部の間の前記第２部材には端部が無い、構造材。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の構造材であって、  前記第２部材は引張強さが、９８０ＭＰａ以上の鋼板であり、  前記隣り合う溶接部の間に、前記隣り合う溶接部を結ぶ線を横切る方向に延びる、前記第２部材の一対の端部をさらに備える、構造材。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の構造材であって、  前記複数の溶接部の周囲の前記第２部材には、ビッカース硬さが前記第２部材の硬さより５０ＨＶ以上低い熱影響部が無い、構造材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の構造材であって、  前記溶接部の両側にある前記一対の端部の前記溶接部側の片方同士の間隔は、前記溶接部の径の６倍以下である、構造材。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の構造材であって、  前記一対の端部同士を結ぶ端部の軌跡の曲率半径は、１０ｍｍ以下である、構造材。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の構造材であって、  前記第１部材は稜線部を含み、前記一対の端部と前記一対の端部につながる端部は、前記稜線部を分断しない、構造材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、重ね合わされて接合される板部を含む構造材に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、複数の板を重ね合わせて接合して構成された構造材が用いられている。例えば、特開平８−３３７１８３号公報（特許文献１）に記載された強度部材は、２枚の薄板部を左右方向に対向させて結合し、閉断面を形成した構成を有する。２枚の薄板部のそれぞれの上下には、結合用のフランジが延設される。２枚の薄板部のフランジが突き合わされてスポット溶接によって結合されている。【０００３】  また、特開２００６−１４２９０５号公報（特許文献２）には、エネルギー吸収部材が記載されている。このエネルギー吸収部材は、ハット材と、ハット材の開放部を閉塞する板状のクロージングプレートを備えている。ハット材とクロージングプレートは、スポット溶接により互いに接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３３７１８３号公報
【特許文献２】特開２００６−１４２９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上記従来技術では、スポット溶接により重ね合わされた板の溶接部の強度については考慮されていない。重ね合わされる板を、引張強さが９８０ＭＰａ以上の高強度の鋼板で形成した場合、溶接部の周りに、溶接時の熱によって軟化した熱影響部が発生することがある。この熱影響部が構造材の弱点になる。例えば自動車のＢピラーが他の自動車と衝突して変形する場合、Ｂピラーの長手方向に引張応力が生じる。その際、フランジの熱影響部が引張応力により破断してしまう。【０００６】  そこで、本願は、引張強さが９８０ＭＰａ以上の鋼板を他の金属板と重ね合わせて溶接により接合した構成を有する構造材において、溶接による溶接部付近を起点とする破断が発生しにくい構成を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明の実施形態における構造材は、引張強さが９８０ＭＰａ以上である鋼板の第１部材と、前記第１板部と重ね合わされる、金属板の第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを溶接によってつなぐ複数の溶接部と、前記複数の溶接部それぞれの周囲の前記第１部材に形成され、ビッカース硬さが前記第１部材のビッカース硬さより５０ＨＶ以上低い複数の熱影響部と、隣り合う前記熱影響部の間にあって、隣り合う前記溶接部を結ぶ線を横切る方向に延びる、前記第1部材の一対の端部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】  本発明の実施形態によれば、引張強さが９８０ＭＰａ以上の鋼板を他の金属板と重ね合わせて溶接により接合した構造材において、溶接部付近を起点とする破断を発生しにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本実施形態における構造材の構成を示す斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す構造材をｚ方向から見た平面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂの円Ｂの部分の拡大図である。
【図１Ｄ】図１ＣのＡ−Ａ線の断面図である。
【図２】溶接部及び熱影響部の断面構造と硬さ分布の例を示す図である。
【図３】熱影響部の間の端部の配置例を説明するための図である。
【図４】熱影響部の間の端部の他の配置例を説明するための図である。
【図５】熱影響部の間の端部の他の配置例を説明するための図である。
【図６】第２部材の変形例を示す図である。
【図７】図６に示す変形例における断面構造と硬さ分布を示す図である。
【図８Ａ】構造材の断面形状の変形例を示す断面図である。
【図８Ｂ】構造材の断面形状の変形例を示す断面図である。
【図８Ｃ】構造材の断面形状の変形例を示す断面図である。
【図９】構造材の断面形状の変形例を示す断面図である。
【図１０】構造材の断面形状の変形例を示す断面図である。
【図１１Ａ】構造材の変形例を示す断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａに示す構造材をｚ方向から見た平面図である。
【図１２】構造材の断面形状の変形例を示す断面図である。
【図１３】構造材の断面形状の変形例を示す断面図である。
【図１４】円形の閉断面を有する閉断面部を１枚の板で形成した場合の構成例を示す図である。
【図１５】アーク溶接による溶接部の例を示す図である。
【図１６】シミュレーションのモデルを説明するための図である。
【図１７】図１６に示すモデルの構造材をｚ方向から見た図である。
【図１８】図１７におけるＡ−Ａ線の断面を示す断面図である。
【図１９】図１７における領域Ｅの拡大図である。
【図２０Ａ】切り欠きのｙ方向の長さαを変化させた場合の解析結果を示すグラフである。
【図２０Ｂ】長さαを変化させた場合の解析結果を示すグラフである。
【図２０Ｃ】長さαを変化させた場合の解析結果を示すグラフである。
【図２１Ａ】ｘ方向における溶接部の両側の端部４間の長さＳを変化させた場合の解析結果を示すグラフである。
【図２１Ｂ】長さＳを変化させた場合の解析結果を示すグラフである。
【図２１Ｃ】長さＳを変化させた場合の解析結果を示すグラフである。
【図２２Ａ】切り欠きの角部の曲率半径Ｒを変化させた場合の解析結果を示すグラフである。
【図２２Ｂ】曲率半径Ｒを変化させた場合の解析結果を示すグラフである。
【図２２Ｃ】曲率半径Ｒを変化させた場合の解析結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  鋼板の第１部材と、金属板の第２部材を重ね合わせて接合する方法として、溶接が用いられることが多い。発明者らは、互いに接合された第１部材及び第２部材により構成される構造材の変形挙動を調べた。構造材に、第１部材及び第２部材の板面に垂直な方向に力が加わると、構造材が変形して曲がる。第１部材の材料の引張強さを高くした場合、構造材が変形すると、第１部材及び第２部材とを溶接によってつなぐ溶接部付近が破断しやすくなることがわかった。
【００１１】  発明者らは、この現象について、以下のように考察した。第１部材と第２部材が溶接によって接合される部分すなわち溶接部には、溶接時に熱が加わる。溶接部の周りの部分も、溶接時の熱による影響を受ける。引張強さが９８０ＭＰａ以上の鋼板に溶接した場合、溶接部の周りが溶接時の熱により軟化する。引張強さが９８０ＭＰａ以上の鋼材には、高い引張強さを実現するために、硬質相が含まれる。溶接時の熱がその硬質相を変質させるため、軟化は発生する。具体的には、マルテンサイトがフェライトに変質する。面内方向の引張応力が大きくなると、溶接部の周りの溶接時の熱により軟化した部分が起点となって第１部材又は第２部材が破断する。
【００１２】  発明者らは、上記の考察に基づいて、溶接部の周りに発生する軟化部が面内方向の引張応力により破断することを抑制するための構成を検討した。発明者らは、様々な解析及び実験を繰り返した結果、引張強さ９８０ＭＰａ以上の鋼板の溶接部の周りの軟化した部分同士の間を切断することに想到した。すなわち、引張強さ９８０ＭＰａ以上の鋼板の溶接部の周りの軟化した部分同士の間に一対の端部を設けることに想到した。これにより、面内方向の引張応力が増大した時に溶接部の周りの部分が起点となって破断することを抑えることができることを見出した。この知見に基づき、下記の実施形態に想到した。
【００１３】  （構成１）  本発明の実施形態の構成１における構造材は、引張強さが９８０ＭＰａ以上である鋼板の第１部材と、前記第１板部と重ね合わされる、金属板の第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを溶接によってつなぐ複数の溶接部と、前記複数の溶接部それぞれの周囲の前記第１部材に形成され、ビッカース硬さが前記第１部材のビッカース硬さより５０ＨＶ以上低い複数の熱影響部と、隣り合う前記熱影響部の間にあって、隣り合う前記溶接部を結ぶ線を横切る方向に延びる、前記第1部材の一対の端部と、を備える。
【００１４】  構成１における構造材では、引張強さが９８０ＭＰａ以上の第１部材の複数の溶接部それぞれの周りに、ビッカース硬さが第１部材の硬さより５０ＨＶ以上低い熱影響部が形成される。隣り合う熱影響部の間が切断される。すなわち、第１部材の隣り合う熱影響部の間に第１部材の一対の端部が設けられる。一対の端部は、隣り合う熱影響部のそれぞれの内側にある溶接部を結ぶ線を横切る方向に延びる。すなわち、隣り合う溶接部を結ぶ線を横切る方向に延びる。この構成により、構造材が第１部材の板面に垂直な方向の力を受けて変形する場合に、熱影響部に作用する第１部材の面内方向の引張応力を緩和することができる。そのため、構造材の変形時に熱影響部を起点とする破断を起こりにくくすることができる。すなわち、引張強さが９８０ＭＰａ以上の鋼板が他の金属板と重ね合わされて溶接により接合された構造材において、溶接部付近を起点とする破断を発生しにくくすることができる。
【００１５】  （構成２）  上記構成１の構造材において、前記一対の端部は、前記隣り合う溶接部の中心を結ぶ線を横断することが好ましい。これにより、熱影響部に作用する引張応力を緩和する効果がより得られやすくなる。なお、溶接部の中心は、第１部材の板面に垂直な方向から見て、一の方向に溶接部を２等分する線分の中点とする。ここで、第１部材の板面は、第１部材の面のうち第２部材と接する面すなわち第２部材との合わせ面とする。
【００１６】  （構成３）  上記構成２に記載の構造材において、前記一対の端部は、前記隣り合う熱影響部の内周縁の間の領域の端部を横断することが好ましい。これにより、熱影響部に作用する引張応力を緩和する効果がより得られやすくなる。
【００１７】  （構成４）  上記構成２又は３のいずれかの構造材において、前記一対の端部は、前記隣り合う熱影響部の間の領域を横断することが好ましい。これにより、熱影響部に作用する引張応力を緩和する効果がより得られやすくなる。
【００１８】  （構成５）  上記構成１〜４のいずれかの構造材において、前記一対の端部は、前記第１部材に形成された穴の縁であることが好ましい。隣り合う熱影響部の間の第１部材の端部を、穴の縁とする方が、切り込みとする場合に比べて、第１部材の強度を確保しやすいためである。
【００１９】  （構成６）  上記構成１〜５のいずれかの構造材において、前記第２部材の引張強さは、１１８０ＭＰａ未満であり、前記隣り合う溶接部の間の前記第２部材には端部が無いことが好ましい。前記第２部材の引張強さは、９８０ＭＰａ未満であることがより好ましい。前記第２部材の引張強さは、８００ＭＰａ未満であることがより好ましい。前記第２部材の引張強さは、７２０ＭＰａ未満であることがさらに好ましい。前記第２部材の引張強さをこのように低くすることで、溶接部の周囲が溶接の熱により、第２部材の硬度に比べて軟化するのを抑えることができる。第２部材の溶接部の周囲の軟化を抑えることで、面内方向の引張応力の増大による溶接部付近の破断が起こりにくくなる。そのため、第２部材に、隣り合う熱影響部の間に第２部材の一対の端部を配置する構成をしなくても、溶接部付近の破断を起こりにくくすることができる。また、第２部材の隣り合う溶接部の間に端部を設けないようにすることで、構造部材の強度を確保しやすくなる。
【００２０】  （構成７）  上記構成１〜６のいずれかの構造材において、前記第２部材は、引張強さが９８０ＭＰａ以上の鋼板とすることが望ましい。さらに望ましくは、第２部材を、引張強さが１１８０ＭＰａ以上の鋼板とすることが望ましい。そうすれば部材の強度を高めることができる。しかし、その場合第２部材の溶接部付近にも軟化した熱影響部が発生する恐れがある。対策として、隣り合う溶接部の間に第２部材の一対の端部を設けることで、溶接部付近を起点とする破断を発生しにくくすることができる。
【００２１】  （構成８）  上記構成１〜６のいずれかの構造材において、前記複数の溶接部の周囲の前記第２部材には、ビッカース硬さが前記第２部材の硬さより５０ＨＶ以上低い熱影響部が無いことが好ましい。第２部材の溶接部の周囲に熱影響部が無い場合、面内方向の引張応力の増大による溶接部付近の破断が起こりにくくなる。そのため、第２部材に、隣り合う熱影響部の間に第２部材の一対の端部を配置する構成をしなくても、溶接部付近の破断を起こりにくくすることができる。
【００２２】  （構成９）  上記構成１〜８のいずれかの構造材において、前記溶接部の両側にある前記一対の端部の前記溶接部側の片方同士の間隔は、前記溶接部の径の６倍以下であることが好ましい。言い換えれば、前記複数の溶接部は、スポット溶接による第１の溶接部、前記第１の溶接部と隣り合う第２の溶接部、及び前記第２の溶接部と隣り合う第３の溶接部を含んでもよい。前記第１部材の板面に垂直な方向から見て、前記第２の溶接部から、前記第２の溶接部と前記第１の溶接部の間にある前記第１部材の端部の最も近い位置までの距離と、前記第２の溶接部から、前記第２の溶接部と前記第３の溶接部の間にある前記第１部材の端部の最も近い位置までの距離との合計が、前記第１の溶接部の直径の６倍以下であることが好ましい。
【００２３】  構成９により、第１部材の板面に垂直な方向の力により構造材が変形した場合の、第１の溶接部の負担を軽減できる。また、第１の溶接部への変形集中を抑えることができる。
【００２４】  （構成１０）  上記構成１〜９のいずれかの構造材において、前記一対の端部同士を結ぶ端部の軌跡の曲率半径は、１０ｍｍ以下であることが好ましい。言い換えれば、前記第１部材の板面に垂直な方向から見て、前記隣り合う熱影響部の間における前記第１部材の一対の端部により形成される第１部材の切り欠き又は穴の角部の曲率半径は、１０ｍｍ以下とすることが好ましい。これにより、第１部材の板面に垂直な方向の力により構造材が変形した場合の第１部材と第２部材における変形集中を抑えることができる。
【００２５】  （構成１１）  上記構成１〜１０のいずれかの構造材において、前記第１部材は稜線部を含み、前記一対の端部と前記一対の端部につながる端部は、前記稜線部を分断しないことが好ましい。すなわち、隣り合う熱影響部の間における前記第１部材の一対の端部の間に形成される第１部材の端部は、前記稜線部に達しない位置に設けられることが好ましい。第１部材の端部が、稜線部を分断しない構成とすることで、第１部材の端部が、稜線部を分断する構成と比べて、構造部材の強度を高めることができる。
【００２６】  例えば、前記第１部材又は第２部材の少なくとも１つは、面外方向に曲げられた屈曲部を有してもよい。この場合、屈曲部が稜線部となる。複数の溶接部は、例えば、稜線部の延びる方向に配置されてもよい。隣り合う熱影響部の間の第１部材の一対の端部の間の端部は、稜線部まで延在しないことが望ましい。稜線が分断されると、そこで部材が折れ曲がりやすくなるからである。
【００２７】  上記構成１〜１１のいずれかの構造材は、前記第１部材及び第２部材により閉断面を形成してもよい。形成された閉断面の箇所を閉断面部という。すなわち、第１部材の板面の互いに離間した少なくとも２箇所が第２部材と接してもよい。この場合、第１部材の第２部材と接する２箇所の間の部分は、第２部材と離間している。第１部材と第２部材が重ね合わされた部分は、溶接により接合される。第１部材と第２部材が重ね合わされて接合された部分は、閉断面部の内側又は外側に配置されるフランジを形成する。フランジは、閉断面部の軸方向に延在する。例えば、第１部材は、ハット部材であり、第２部材は、クロージングプレートであってもよい。第１部材をハット材とするのは、部材の強度は稜線で確保されるからである。板面は面外変形しやすいのに対し、稜線は変形しにくい。その稜線を高強度材で形成すると強度の高い部材になる。
【００２８】  上記構成１〜１１のいずれかの構造材は、少なくとも１枚の板により閉断面を形成する閉断面部を含んでもよい。閉断面を形成する板は、前記第１部材及び前記第２部材を含む。この場合、第１部材及び第２部材は、いずれも、閉断面部を形成する板の一部である。第１部材及び第２部材は、互いに重ね合わされて溶接により接合される。重ね合わされた第１部材及び第２部材は、前記閉断面部の内側あるいは外側に配置されるフランジを形成してもよい。或いは、重ね合わされた第１部材及び第２部材は、前記閉断面部の一部を形成してもよい。
【００２９】  上記構成１〜１１のいずれかの構造材において、第１部材の金属組織は、マルテンサイトを主相とする。鋼板で引張強さを９８０ＭＰａ以上にするには、マルテンサイトを主相にする必要がある。すなわち、第１部材におけるマルテンサイトの面積率は、２５％以上である。なお、第１部材におけるマルテンサイトの面積率は、１００％であってもよい。第２部材の金属組織は、フェライトを主相とすることが望ましい。すなわち、第２部材におけるフェライト相の面積率を、３０％以上としてもよい。第２部材におけるフェライトの面積率の上限を９５％としてもよい。或いは、第２部材のマルテンサイトの面積率を、７０％以下としてもよい。そのようにすることにより、溶接部の周囲の第２部材に軟化した熱影響部が出現するのを避けることができる。
【００３０】  ［実施形態］  図１Ａは、本実施形態における構造材１０を示す斜視図である。図１Ｂは、図１Ａに示す構造材１０を長手方向に垂直な方向（ｚ方向）から見た平面図である。図１Ｃは、図１Ｂにおける円Ｂの部分の拡大図である。図１Ｄは、図１Ｂ及び図１ＣにおけるＡ−Ａ線の断面図である。
【００３１】  構造材１０は、鋼板と金属板（鋼板でなくともよい）を組み合わせて構成される。これらのうち１つは、ハット部材１であり、他の１つは、クロージングプレート２である。ハット部材１は、ハット型の断面を有する。ハット部材１のフランジと、クロージングプレート２の一部は互い重ね合わされて接合される。ハット部材１は、第１部材の一例である。クロージングプレート２は、第２部材の一例である。
【００３２】  図１Ａに示すように、ハット部材１は、頂面部１ａと、側壁１ｂと、フランジ１ｃを有する。側壁１ｂは、頂面部１ａの両端から延び、互いに対向する。フランジ１ｃは、側壁１ｂそれぞれに接続し、側壁１ｂの頂面部１ａ側の一方端部とは反対側の他方端部から互いに離れる方向に延びる。すなわち、２つフランジ１ｃは、側壁１ｂの他方端部から、側壁１ｂの対向方向において外側に延びる。クロージングプレート２は、フランジ１ｃに接合して設けられる。
【００３３】  頂面部１ａと側壁１ｂの境界部分（肩部）は、ハット部材１の屈曲部（第１屈曲部１ａｂ）となる。第１屈曲部１ａｂは、構造材１０の長手方向（ｘ方向）に延びる稜線を形成する。側壁１ｂのそれぞれと各フランジ１ｃとの境界部分は、ハット部材１の第２屈曲部１ｂｃとなる。第２屈曲部１ｂｃも、ｘ方向に延びる稜線を形成する。
【００３４】  フランジ１ｃと、クロージングプレート２とは、重ね合わされて接合される。本例では、スポット溶接によって、フランジ１ｃとクロージングプレート２が接合される。図１Ａ〜図１Ｃにおいては、溶接によってフランジ１ｃとクロージングプレート２が接合される溶接部３の位置を点線で示している。図１Ｄに示すように、フランジ１ｃとクロージングプレート２とが溶接により一体化している箇所が、溶接部３となる。
【００３５】  ハット部材１は、引張強さが９８０ＭＰａ以上の鋼板で形成される。ハット部材１は、金属板を成形したものである。クロージングプレート２は、金属で形成される。クロージングプレート２の引張強さは、特に限定されない。
【００３６】  図１Ｄに示すように、フランジ１ｃとクロージングプレート２が、２箇所において、重ね合わされる。互いに重ね合わされたフランジ１ｃとクロージングプレート２は、結合板部１０１を形成する。結合板部１０１は、互いに重ね合わせ接合された板部の一例である。すなわち、クロージングプレート２のフランジ１ｃと接する部分２ｂと、フランジ１ｃとは、重ね合わされて溶接部３によって接合される結合板部１０１となっている。結合板部１０１は、構造材１０のフランジとなる。図１Ｄでは結合板部１０１が２箇所ある。これらの結合板部１０１の間に、ハット部材１とクロージングプレート２が互いに離間して延在する閉断面部１０２がある。すなわち、ハット部材１とクロージングプレート２により、閉断面部１０２が形成される。閉断面部１０２は、ハット部材１の側壁１ｂ及び頂面部１ａと、クロージングプレート２のフランジ１ｃと接する部分２ｂの間の部分２ａで構成される。すなわち、閉断面部１０２は、中空部を囲む板部で形成される。
【００３７】  このように、構造材１０は、中空部を囲む板部で形成される閉断面部１０２と、閉断面部１０２と連続し、閉断面部１０２の外側に配置されるフランジ（結合板部１０１）とを有する。閉断面部１０２は、管を形成する。フランジ１ｃとクロージングプレート２が接合される部分（すなわち結合板部１０１）は、管から突出するフランジとなる。
【００３８】  図１Ａ〜図１Ｄに示す例では、閉断面部１０２が形成する管の軸方向は、ｘ方向である。結合板部１０１、すなわち構造材１０のフランジは、ｘ方向に延びて形成される。この例では、閉断面部１０２で形成される管の延在方向（長手方向）と、構造材１０のフランジの延在方向は、同じである。なお、構造材１０のフランジの延在方向は、必ずしも、閉断面部１０２で形成される管の延在方向と同じでなくてもよい。例えば、長手方向によって高さの変化する側壁１ｂを備えるハット材同士を組み合わせてもよい。
【００３９】  図１Ｃに示すように、フランジ１ｃとクロージングプレート２とは、複数の溶接部３すなわち複数のスポット溶接によって接合される。フランジ１ｃにおける複数の溶接部３それぞれの周囲には、熱影響部５がある。熱影響部５は、溶接部３の溶接時の熱により軟化した部分である。熱影響部５は、周囲よりも軟らかい。ビッカース硬さが、ハット部材１すなわち母材より５０ＨＶ以上低い部分を熱影響部５とする。すなわち、熱影響部５のビッカース硬さは、熱影響部５の周囲の部分のビッカース硬さより５０ＨＶ以上低い。
【００４０】  クロージングプレート２において、複数の溶接部３のそれぞれの周囲に、熱影響部があってもよいし、無くてもよい。但し、クロージングプレート２に引張強さが低下した熱影響部がある場合、クロージングプレート２の熱影響部の間にもクロージングプレートの一対の端部を設ける。なお、図１Ｂでは、熱影響部の図示を省略している。
【００４１】  図１Ｃに示すように、フランジ１ｃのクロージングプレート２と接する面に垂直な方向（ｚ方向）から見て、複数の溶接部３のうち隣り合う溶接部３の周囲にそれぞれ形成される隣り合う熱影響部５の間において、フランジ１ｃの一対の端部４が設けられる。隣り合う熱影響部５の間におけるフランジ１ｃの一対の端部４は、隣り合う溶接部３を結ぶ線を横切る方向に延びる。
【００４２】  図１Ｃに示す例では、隣り合う熱影響部５の間のフランジ１ｃの一対の端部４により、隣り合う熱影響部５の間に、空隙が形成される。なお、一対の端部４は、互いに接していてもよい。隣り合う熱影響部５の間の一対の端部４により、隣り合う熱影響部５の間に不連続部が形成される。また、クロージングプレート２においても、引張強さの低下した熱影響部５がある場合、隣り合う熱影響部５の間に、一対のクロージングプレート２の端部が配置される。この場合、フランジ１ｃの隣り合う熱影響部５の間の一対の端部と、クロージングプレート２の当該隣り合う溶接部の間の一対の端部は、ｚ方向から見て一部が重なる位置に配置されてもよいし、互いに重ならない位置に配置されてもよい。
【００４３】  溶接部３は、ｘ方向すなわち第１屈曲部１ａｂ及び第２屈曲部１ｂｃの稜線の延びる方向に並んで配置される。隣り合う熱影響部５の間において、フランジ１ｃは、一対の端部４が形成する不連続部によって分断されている。
【００４４】  隣り合う熱影響部５の間の一対の端部４は、フランジ１ｃにかかる力が、隣り合う熱影響部５の間で伝わるのを阻害する。例えば、構造材１０が外力を受けて変形した時に、ある１つの溶接部３及びその周囲の熱影響部５においてフランジ１ｃを変形させる力が働く。１つの熱影響部５とその隣の熱影響部５との間には一対のフランジ１ｃの端部４すなわち不連続部がある。この不連続部のため、１つの熱影響部５にかかる力は、隣の熱影響部５に伝わりにくい。そのため、隣り合う熱影響部５が互いに拘束しあわずに変形することができる。その結果、各熱影響部５にかかる負荷が減り、熱影響部５が破断しにくくなる。
【００４５】  図１Ｄに示すように、ハット部材１の第１屈曲部１ａｂ及び第２屈曲部１ｂｃは丸く湾曲した形状となっており、第１屈曲部１ａｂ及び第２屈曲部１ｂｃの表面は曲面を含む。すなわち、第１屈曲部１ａｂ及び第２屈曲部１ｂｃは、Ｒ（湾曲部）が形成されている。図１Ｃ及び図１Ｄでは、第１屈曲部１ａｂのＲ（湾曲部）の頂面部１ａ側の端をＲ境界（Ｒ止まり）１ｅとし、第２屈曲部１ｂｃのＲ（湾曲部）のフランジ１ｃ側の端部をＲ境界（Ｒ止まり）１ｆとする。第１屈曲部１ａｂの稜線は、Ｒ境界１ｅと同じ方向（ｘ方向）に延びる。第２屈曲部１ｂｃの稜線は、Ｒ境界１ｆと同じ方向（ｘ方向）に延びる。Ｒ境界とは屈曲部と屈曲部に隣接する面との境界である。隣接する面から屈曲部に向かって、面の向きが変化したところをＲ境界とみなす。
【００４６】  図１Ｃに示すように、ｚ方向（接合面に垂直な方向）から見ると、隣り合う熱影響部５の間の一対のフランジ１ｃの端部４は、フランジ１ｃの端部から内側（側壁１ｂ）へ向かって入り込んだ切り欠き（スリット）の一部となっている。フランジ１ｃの切り欠きは、側壁１ｂまで延在しない。より詳しくは、隣り合う熱影響部５の間の一対のフランジ１ｃの端部４の間をつなぐ端部は、フランジ１ｃと側壁１ｂの境の第２屈曲部１ｂｃまで延材しない（図１Ｄも参照）。言い換えれば、隣り合う熱影響部５の間の一対のフランジ１ｃの端部４の間をつなぐ端部は、閉断面部１０２と構造材１０のフランジとの間に形成される稜線にまで延在しない。具体例として、隣り合う熱影響部５の間の一対のフランジ１ｃの端部４及び一対の端部４の間をつなぐフランジ１ｃ端部は、第２屈曲部１ｂｃのフランジ１ｃ側のＲ境界線１ｆよりもフランジ１ｃよりに配置される。すなわち、ｚ方向（接合面に垂直な方向）から見て、隣り合う熱影響部５の間の一対のフランジ１ｃの端部４の間をつなぐ端部は、第２屈曲部１ｂｃに交差しない位置に設けられる。そうする理由は、稜線が分断された箇所で部材が折れ曲がりやすくなるのを避けるためである。クロージングプレート２の隣り合う溶接部３の間の一対の端部の間をつなぐ端部は、ｚ方向から見て、第２屈曲部１ｂｃに交差してもよいし、しなくてもよい。
【００４７】  ＜熱影響部の例＞  図２は、溶接部３及び熱影響部５の断面構造と硬さ分布の例を示す図である。図２の上部は、溶接部３及び熱影響部５を含む部分の断面図である。図２の下部は、断面図中の線Ｓにおけるビッカース硬さの分布を示すグラフである。図２において、第１部材と第２部材とは同じ材質である。溶接部３は溶接時に溶融するまで加熱された後、冷却される。溶接部３は電極によって抜熱されるため、冷却速度が非常に速い。その結果、溶接部３は焼き入れされる。焼き入れされた結果、溶接部３と溶接部３に隣接する熱影響部は第１部材と同等の硬度になる。溶接部３から離間した周囲には溶接時の熱により第１部材の強化した組織が変質して軟化した熱影響部がある。この軟化した熱影響部は冷却速度が遅かった部分である。図２に示す溶接部３の周囲の軟化した部分を特に熱影響部５という。ここでは、溶接部３より距離ＳＤ＝１０ｍｍ以上離れた箇所の第１部材１の硬度を第１部材の硬度とみなす。第２部材も同様である。第１部材の熱影響部５は、第１部材の硬度よりビッカース硬さが５０ＨＶ以上低い部分である。第１部材において溶接部３から距離ＳＤ以上離れた箇所の硬度は、第１部材の硬度になる。距離ＳＤは第１部材の材質や板厚によって変化する。第１部材が、自動車用途の板厚１〜２ｍｍ程度の鋼板である場合、ＳＤ＝１０ｍｍとみなす。第２部材に熱影響部が出現する場合も同様である。すなわち、第２部材の熱影響部は、第２部材の硬度よりビッカース硬さが５０ＨＶ以上低い部分である。第２部材において溶接部３から距離ＳＤ以上離れた箇所の硬度は、第２部材の硬度になる。
【００４８】  ＜一対の端部の配置例＞  図３は、フランジ１ｃにおける隣り合う熱影響部５の間の一対のフランジ１ｃの端部４の配置例を示す図である。図３は、フランジ１ｃのクロージングプレート２と接する面に垂直な方向（ｚ方向）から見た図である。図３に示すように、本実施形態では、ｚ方向から見て、隣り合う熱影響部５１、５２の間において、隣り合う溶接部３１、３２の中心Ｃ１、Ｃ２の間を結ぶ線ＬＣ１を横切る方向に延びるフランジ１ｃの端部４が２つ配置される。
【００４９】  ここで、隣り合う熱影響部の間とは、熱影響部５１の外周縁５１ｇとその隣の熱影響部５２の外周縁５２ｇとの間の領域である。図３の例では、熱影響部５１の外周縁５１ｇ、５２ｇ、線ＬＧ１、及び線ＬＧ２で囲まれる領域が、隣り合う熱影響部の間となる。
【００５０】  隣り合う溶接部３１、３２の中心Ｃ１、Ｃ２の間を結ぶ線ＬＣ１を横切る方向とは、この線ＬＣ１に対して角度を有する方向である。線ＬＣ１に垂直な方向に限られない。また、一対のフランジ１ｃの端部４は、隣り合う溶接部の中心間を結ぶ線ＬＣ１と交差しても、しなくてもよい。
【００５１】  図３に示すように、隣り合う熱影響部５１、５２の間におけるフランジ１ｃ一対の端部４は、ｚ方向から見て、隣り合う溶接部３１、３２の中心Ｃ１、Ｃ２を結ぶ線ＬＣ１を横断することが好ましい。線ＬＣ１の方向における熱影響部５１、５２の幅は、線ＬＣ１と熱影響部５１、５２とが重なる部分で最も短くなる。すなわち、線ＬＣ１上の熱影響部５１、５２に最も負荷が集中しやすい。そのため、隣り合う溶接部３１、３２の中心Ｃ１、Ｃ２を結ぶ線ＬＣ１と、フランジ１ｃの一対の端部４が交差することで、フランジ１ｃの変形時の熱影響部５１、５２への負荷を効果的に抑えることができる。
【００５２】  また、図３に示す例では、熱影響部５１、５２の間のフランジ１ｃの一対の端部４は、線ＬＣ１及び線ＬＮ２を横切っている。線ＬＮ１と線ＬＮ２は、熱影響部５１の内周縁５１ｎとその隣の熱影響部５２の内周縁５２ｎとの間の領域の端部である。これらの熱影響部５１、５２の間のフランジ１ｃの一対の端部４は、線ＬＣ１と、これらの２本の線ＬＮ１、ＬＮ２のうち少なくとも１つを横切ることが好ましい。これにより、フランジ１ｃの変形時の熱影響部５１、５２への負荷を効果的に抑えることができる。
【００５３】  なお、熱影響部５１、５２の間の一対のフランジ１ｃの端部４は、溶接部３１、３２の中心Ｃ１、Ｃ２の間を結ぶ線ＬＣ１を横切り、２本の線ＬＮ１、ＬＮ２を横切らない構成としてもよい。図４に示す例では、熱影響部５１、５２の間の一対のフランジ１ｃの端部４は、線ＬＣ１を横切り、２本の線ＬＮ１、ＬＮ２を横切らない。一対のフランジ１ｃの端部４は、フランジ１ｃに形成された穴の縁の一部である。
【００５４】  また、熱影響部５１、５２の間の一対のフランジ１ｃの端部４は、溶接部３１、３２の中心Ｃ１、Ｃ２の間を結ぶ線ＬＣ１を横切り、さらに、２本の線ＬＮ１、ＬＮ２を横切る構成としてもよい。図５に示す例では、熱影響部５１、５２の間の一対のフランジ１ｃの端部４は、線ＬＣ１を横切り、さらに、２本の線ＬＮ１、ＬＮ２も横切る。
【００５５】  図５に示す例では、熱影響部５１、５２の間の一対のフランジ１ｃの端部４は、２本の線ＬＧ１、ＬＧ２を横切っている。線ＬＧ１及び線ＬＧ２は、熱影響部５１の外周縁５１ｇとその隣の熱影響部５２の外周縁５２ｇとの間の領域の端部である。この場合、熱影響部５１、５２の間の一対のフランジ１ｃの端部４は、隣り合う熱影響部５１、５２の間の領域を横断する。これにより、フランジ１ｃの変形時の熱影響部５１、５２への負荷を効果的に抑えることができる。
【００５６】  ＜第２部材の変形例＞  図６は、第２部材の一例であるクロージングプレート２の変形例を示す図である。クロージングプレートに引張強さの低下した熱影響部が無いのであれば、図６に示すように、隣り合う溶接部３１、３２の間に、クロージングプレート２の端部を配置しなくてもよい。この構成でも、フランジ１ｃの変形時の熱影響部５１、５２への負荷を抑えることができる。クロージングプレート２の材料の引張強さは、９８０ＭＰａ未満とすることが好ましい。これより、溶接部３の周囲が、溶接時の熱により軟化しにくくなるためである。このように、クロージングプレート２の材料として、溶接の熱により軟化する部分が生じないような材料を選ぶことが好ましい。すなわち、クロージングプレート２は、溶接部３の周囲に、熱影響部がない構成とすることが好ましい。引張強さの低下した熱影響部がない場合は、クロージングプレート２の変形時に熱影響部を起点する破断が起こらないためである。
【００５７】  上述したように、ハット部材１には、引張強さが９８０ＭＰａ以上の高強度材料を用いられる。そこで、ハット部材１では、フランジ１ｃの熱影響部５１、５２の間に一対のフランジ１ｃの端部を配置する。これに対して、クロージングプレート２には、熱影響部が生じない材料を用いる。クロージングプレート２では、溶接部３の間に、端部を設けない。これにより、ハット部材１に高強度の材料を用いて、構造材１０としての強度を確保できる。さらに、高強度材料を用いることにより発生する軟化部を起因とする破断を抑えることができる。
【００５８】  図７は、クロージングプレート２の引張強さを１１８０ＭＰａ未満とした場合の、溶接部付近の断面と、ビッカース硬さの分布の例を示す図である。図７にでは、図７の上部は、溶接部３を含む部分の断面図である。図７の下部は、断面図中の線Ｓに及び線Ｓ１のそれぞれにおけるビッカース硬さの分布を示すグラフである。このブラフにおいて、線Ｔ１は、線Ｓにおけるビッカース硬さの分布を示し、線Ｔ２は、線Ｓ１におけるビッカース硬さの分布を示す。
【００５９】  図７に示すように、溶接部３の引張強さはハット部材１の硬度より低い。これは、溶接部３において、ハット部材１とクロージングプレート２とが溶融して混ざり、ハット部材１より硬度が低くなる組成になったためである。ハット部材１の溶接部３に隣接する熱の影響を受ける領域は、ハット部材１（母材）と同等の硬度である。ハット部材１の溶接部３から離間した領域であって熱の影響を受ける領域は、ハット部材１に比べ硬度が低下する。ハット部材１の熱影響部５の硬度分布は図２と同様である。クロージングプレート２側の溶接部３の硬度はハット部材１の硬度と同等である。クロージングプレート２側の溶接部３の周囲の熱により影響を受ける領域の硬度は溶接部３から離れるに従い低下する。これは、溶接部３から離れるに従い溶接後の冷却速度が低下するためである。溶接部３に近い領域の冷却速度が高いのは、スポット溶接の電極による抜熱のためである。クロージングプレート２にはクロージングプレート２より硬度が５０Ｈｖ以上の低い熱影響部はない。
【００６０】  ＜第１部材及び第２部材の変形例＞  図８Ａは、構造材の断面形状の変形例を示す断面図である。図１Ｄに示す構造材１０ａの断面形状は、クロージングプレート２の垂直２等分面（ｘ軸を含む面）に対して左右対称の形状である。これに対して、図８Ａに示す構造材１０ａは、クロージングプレート２の垂直２等分面に対して左右非対称である。図８Ａに示す構造材１０ａのハット部材１は、互いに形状の異なる２つの側壁１ｂを有する。２つの側壁１ｂは、フランジ１ｃに対する角度及び、ｚ方向の高さＨＲ、ＨＬが互いに異なる。
【００６１】  図８Ａに示す例では、２つの側壁１ｂのうち一方の側壁１ｂは、段差を有する。また、２つの側壁１ｂのうち他方の側壁１ｂは、丸く湾曲した形状になっている。具体的には、上記他方の側壁１ｂの第１屈曲部１ａｂから延びる部分に、Ｒ（丸み）が形成されている。
【００６２】  なお、図示しないが、頂面部１ａ、側壁１ｂ、フランジ１ｃ及びクロージングプレート２の少なくとも１つの表面は、平面でなく曲面としてもよい。すなわち、頂面部１ａ、側壁１ｂ、フランジ１ｃ及びクロージングプレート２の少なくとも１つは、湾曲していてもよい。
【００６３】  図８Ａにおいては、熱影響部の図示を省略している。以下、図９Ａ〜図１４（図１１Ｂを除く）においても、熱影響部の図示を省略する。
【００６４】  また、図８Ａに示す例では、クロージングプレート２は、ハット部材１から離れる方向に突出する形状を有する。具体的には、クロージングプレート２は、ハット部材１のフランジ１ｃと重ね合わされる部分２ｂと、これら部分２ｂの間の部分２ａを含む。この部分２ａは、ハット部材１から離れる方向に突出する形状となっている。この例では、クロージングプレート２の断面形状がハット型になっている。これにより、いわゆるダブルハット形状の構造材が構成される。図８Ａに示す構成において、ハット部材１を第１部材、クロージングプレート２を第２部材としてもよいし、或いは、ハット部材１を第２部材、クロージングプレート２を第１部材としてもよい。
【００６５】  図８Ｂは、構造材の断面形状の他の変形例を示す断面図である。図８Ｂに示す例では、２つのフランジを備えるハット部材の代わりに、１つのフランジを含む溝型部材が用いられる。図８Ｂに示す構造材１０ｂは、溝型の溝型部材１３と、クロージングプレート２と、溝型部材１３とクロージングプレート２とを接合する溶接部３ｒ、３ｈを有する。溝型部材１３は、頂面部１ａと、頂面部１ａの両端から延びる第１の側壁１ｂｒと第２の側壁１ｂｈを備える。第１の側壁１ｂｒと第２の側壁１ｂｈは、互いに対向する。
【００６６】  第１の側壁１ｂの頂面部１ａと反対側の端部からフランジ１ｃが外側に延びる。第１の側壁１ｂｒとフランジ１ｃの境界に屈曲部１ｂｃｒがある。フランジ１ｃは、クロージングプレート２と重ね合わされて溶接部３ｒにより接合される。第２の側壁１ｂｈの頂面部１ａと反対側の端部を含む部分１ｂｈｄには、クロージングプレート２が重ね合わされる。部分１ｂｈｄとクロージングプレート２は、溶接部３ｈにより接合される。クロージングプレート２は、第２の側壁１ｂｈと重ね合わされる部分２ｂｈの内側の端部において屈曲部２ａｂｈを有する。
【００６７】  なお、溝型部材１３は、フランジを含まない構成としてもよい。図８Ｂに示す構成では、溝型部材１３が第１部材の一例であり、クロージングプレート２が第２部材の一例である。構造材１０ｂは、閉断面部１０２と、閉断面部１０２の外側に配置されるフランジ１０１ｒ、１０１ｈを含む。フランジ１０１ｒ、１０１ｈに、溶接部３ｒ、３ｈが形成される。溶接部３ｒ、３ｈの周りの溝型部材１３に熱影響部（図示略）がある。
【００６８】  なお、図８Ｃに示すように、溶接部３が形成されるフランジ１０１が、閉断面部１０２の内側に配置されてもよい。図８Ｃに示す構造材１０ｃでは、フランジ１０１は、閉断面部１０２の一部を構成している。構造材１０ｃは、溝型部材１３とクロージングプレート２を備える。溝型部材１３は、頂面部１ａと、頂面部１ａの両端から互いに対向して延びる側壁１ｂと、側壁１ｂの頂面部１ａと反対側から互いに近づくように延びるフランジ１ｃを備える。フランジ１ｃは、クロージングプレート２と重ね合わされる。図８Ｃに示す構成では、ハット部材１が第１部材の一例であり、クロージングプレート２が第２部材の一例である。
【００６９】  図９は、３つの板を接合して構成される構造材の例を示す断面図である。図８に示す構造材１０ｄは、図１Ｄに示す構造材１０に対して、クロージングプレート２を挟んでハット部材１と反対側に、もう一つのハット部材１１がさらに設けられた構成である。ハット部材１１は、ハット部材１と同様に、頂面部１１ａ、側壁１１ｂ、及びフランジ１１ｃを有する。ハット部材１のフランジ１ｃ、クロージングプレート２及びハット部材１１のフランジ１１ｃの３枚が重ね合わされて溶接部３によって接合される。このように、構造材を構成する板の枚数は２枚に限られない。また、重ね合わされて接合される板部の数も２枚に限られない。構造材は、３枚以上の板が重ね合わされて溶接部によって接合される構成を有していてもよい。図９に示す構成においては、ハット部材１、１１のすくなくとも一方を第１部材とし、クロージングプレート２を第２部材としてもよい。
【００７０】  図１０は、変形例に係る構造材の断面図である。図１０に示す構造材１０ｅは、３つの屈曲部１２ｂｂ、１２ｂｃを有する第１の板１２と、屈曲部を有しない平板である第２の板２２を備える。構造材１０ｅは、閉断面部１０２と、閉断面部１０２の外側に突出した結合板部１０１を備える。結合板部１０１において、第１の板１２と第２の板２２が重ね合わされ、溶接によって結合される。図１０に示す構成では、第１の板１２を第１部材とし、第２の板２２を第２部材としてもよいし、或いは、第１の板１２を第２部材とし、第２の板２２を第１部材としてもよい。このように、閉断面部を構成する板は、図１Ａ〜図１Ｄに示された頂面部１ａを有するものだけに限られない。その他の屈曲部を有する板を用いて閉断面部を構成することができる。
【００７１】  ＜構造材の変形例＞  図１１Ａは、変形例に係る構造材の断面図である。図１１Ｂは、図１１Ａに示す構造材をｚ方向から見た平面図である。図１１Ａ及び図１１Ｂに示す構造材１０ｆは、閉断面を有しない構造である。構造材１０ｆは、屈曲部１３ｂｃを有する第１の板１３と、屈曲部を有さない第２の板２３を有する。第１の板１３と第２の板２３は、互いに重ね合わされて、溶接部３によって構成される。第１の板１３の引張強さは、９８０ＭＰａ以上である。
【００７２】  第１の板１３は、第１結合板部１３ｃと第１離間板部１３ｂを含む。第１結合板部１３ｃは、第２の板２３と重ね合わされて接合される。第１離間板部１３ｂは、第１結合板部１３ｃの端部から、第１の板１３と第２の板２３の接合面に対して所定の角度（本例では、略直角）を有する面の方向に延びる。第１結合板部１３ｃと第１離間板部１３ｂとの境が、第１の板１３の屈曲部１３ｂｃとなる。
【００７３】  第１結合板部１３ｃと第２の板２３は、互いに接し、溶接部３によって接合されている。溶接部３は、第１の板１３の一部と第２の板２３の一部が溶接によって一体化した部分すなわち溶接部である。図１１Ｂに示すように、第１結合板部１３ｃ及び第２の板２３に、複数の溶接部３（スポット溶接部）が設けられる。第１結合板部１３ｃの複数の溶接部３のそれぞれの周囲には、熱影響部５がある。隣り合う熱影響部５の間には、第１結合板部１３ｃの一対の端部４が配置される。第１結合板部１３ｃの一対の端部４は、隣り合う熱影響部５の間に不連続部を形成する。
【００７４】  複数の溶接部３及び熱影響部５は、屈曲部１３ｂｃの稜線が延びる方向（ｘ方向）に並んで配置される。第１結合板部１３ｃの一対の端部４は、第１結合板部１３ｃの屈曲部１３ｂｃと反対側の端部から屈曲部１３ｂｃに向かって入り込むスリット（切り欠き）の一部である。スリットは、屈曲部１３ｂｃまで延材しない。具体的には、第１結合板部１３ｃと第１離間板部１３ｂとの間の湾曲している部分と、ｚ方向から見て重ならない領域にスリットは形成される。すなわち、隣り合う熱影響部の間の第１結合板部１３ｃの一対の端部４の間をつなぐ端部は、屈曲部１３ｂｃのＲの第１結合板部１３ｃ側の端部１３ｆと交差しないよう配置される。
【００７５】  このように、構造材は、閉断面を有さない構造であってもよい。また、構造材は、屈曲部を有さない板によって形成されてもよい。例えば、図１１Ａに示す構成において、第１の板１３を、屈曲部を有さない平板に置き換えてもよい。この場合、溶接部３及び一対の端部４は、例えば、図１１Ｂと同様に配置してもよい。図１１Ａ及び図１１Ｂに示す構成では、第１の板１３を第１部材とし、第２の板２３を第２部材としてもよいし、或いは、第１の板１３を第２部材とし、第２の板２３を第１部材としてもよい。
【００７６】  図１２は、変形例に係る構造材の断面図である。図１２に示す構造材１０ｇは、１枚の板１４を折り曲げて管状部（閉断面部１０２）を形成したものである。
【００７７】  構造材１０ｇを構成する１枚の板１４は、互いに重ね合わされて接合される板部として、第１板部１４ａと第２板部１４ｅを含む。第１板部１４ａと第２板部１４ｅは、１枚の板１４の端部を含む部分である。互いに重ね合わされた第１板部１４ａと第２板部１４ｅは、閉断面部１０２と連続し、閉断面部１０２の外側に配置されるフランジ１０１を形成する。すなわち、図１２に示す例では、１枚の板１４によって、閉断面部１０２とフランジ１０１が形成される。
【００７８】  第１板部１４ａと第２板部１４ｅは、溶接部３によって接合される。図１２では図示しないが、溶接部３は、複数設けられる。第１板部１４ａ及び第２板部１４ｅの溶接部３の周囲に熱影響部が形成される。第１板部１４ａの隣り合う熱影響部の間には、第１板部１４ａの一対の端部が設けられる。第２板部１４ｅの隣り合う熱影響部の間には、第２板部１４ｅの一対の端部が設けられる。第１板部１４ａ及び第２板部１４ｅにおいて、溶接部３、熱影響部、及び一対の端部の構成は、例えば、上記図１Ｂ、図１Ｃ、図２〜図６における第１部材の構成と同様にすることができる。
【００７９】  板１４は、第１板部１４ａと第２板部１４ｅの間に、複数の屈曲部１４ａｂ、１４ｂｃ、１４ｃｄ、１４ｄｅを有する。これらの屈曲部１４ａｂ、１４ｂｃ、１４ｃｄ、１４ｄｅにより形成される稜線は、ｘ方向に延びる。図示しないが、ｘ方向は、構造材１０ｇの長手方向としてもよい。この場合、構造材１０ｇは、ｘ方向に延びる管状部を有する。また、複数の溶接部３は、屈曲部１４ａｂ、１４ｂｃ、１４ｃｄ、１４ｄｅの稜線の延びる方向に配置される。第１板部１４ａの隣り合う熱影響部の間に形成される一対の端部の間をつなぐ端部は、屈曲部１４ａｂまで延在しないよう形成される。
【００８０】  なお、構造材の閉断面の形状は、四角形に限られず、その他の多角形又は曲線を含む形状としてもよい。また、図１２に示した例では、互いに重ね合わされる板部であるフランジ１０１が、閉断面部１０２の外側に配置される。この他に、図１３及び図１４に示すように、互いに重ね合わされる板部は、閉断面部１０２内に形成されてもよい。
【００８１】  図１３に示す構造材１０ｈでは、閉断面部１０２が、重ね合わされた板部１４ａ、１４ｅを含む。互いに重ね合わされる板部１４ａ、１４ｅは、溶接部３によって接合される。図１３では図示しないが、溶接部３は、ｘ方向に複数並んで配置される。複数の溶接部３の板部１４ａ、１４ｅそれぞれの周囲には、熱影響部がある。板部１４ａ及び１４ｅでは、隣り合う熱影響部の間に一対の端部が配置される。一対の端部の構成は、例えば、上記図１Ｂ、図１Ｃ、図２〜図６と同様にすることができる。板部１４ａ及び板部１４ｅの一対の端部の間をつなぐ端部は、板１４の屈曲部１４ａｂ、１４ｄｅまで延在しないよう形成される。
【００８２】  また、１枚の板１４で形成される閉断面部の閉断面形状は、四角形に限られない。例えば、多角形、円形、楕円形その他の任意の形状の閉断面を有する閉断面部を１枚の板１４で形成することができる。図１４は、円形の閉断面を有する閉断面部１０２を１枚の板１４で形成した場合の構成例を示す図である。
【００８３】  ＜溶接部について＞  なお、溶接部を形成するための溶接は、スポット溶接に限られない。例えば、レーザによる溶接又はアーク溶接により、溶接部が形成されてもよい。アーク溶接、及びレーザによる溶接のいずれの場合も、第１部材の引張強さを９８０ＭＰａ以上とした場合に、溶接部の周りに熱影響部が生じ得る。この場合、上記実施形態と同様に、第１部材の隣り合う熱影響部の間に、第１部材の一対の端部を配置することが好ましい。これにより、熱影響部を起点とする破断を抑えることができる。
【００８４】  図１５は、アーク溶接による溶接部の例を示す図である。図１５に示す例では、アーク溶接による溶接部３１、３２の周りに熱影響部５１、５２がある。隣り合う熱影響部５１、５２の間に、第１部材１ｃの一対の端部４が配置される。アーク溶接による溶接部の長手方向を長さ方向ＬＢとし、長手方向に垂直な方向を幅方向ＬＷとする。長さ方向において溶接部３１、３２を２等分する線の中点を、溶接部３１，３２の中心Ｃ１、Ｃ２とする。図１５に示す例では、溶接部３１、３２の中心を結ぶ線を横切るように、一対の端部４が配置される。一対の端部４をつなぐ端部４ａは、第１部材の稜線部１ｆを分断しない。
【００８５】  ＜その他の変形例＞  溶接部により接合される鋼板の接合面は湾曲していてもよい。構造材は、例えば、鋼板（又は板部）の接合面に垂直な方向、又は、接合面と平行な方向（面内方向）に湾曲していてもよい。構造材が、屈曲部を含む板で形成される場合、屈曲部により形成される稜線は直線状であってもよいし、湾曲していてもよい。
【００８６】  複数の溶接部が、屈曲部の稜線の延びる方向に並んで配置される形態の一例として、複数の溶接部の少なくとも溶接部が、稜線に垂直な方向においてずれて配置される場合もあり得る。なお、複数の溶接部は、屈曲部の稜線の延びる方向に垂直な方向に並んで配置されてもよい。
【００８７】  ［シミュレーション結果］  発明者らは、ハット部材とクロージングプレートを備える構造材のモデルを用いてシミュレーションを行い、衝撃印加時の構造材の変形挙動を解析した。構造材におけるフランジの端部の構成を変えた複数のモデルを用いてシミュレーションを行った。シミュレーションは、ハット部材１に対してｚ方向に圧子を衝突させた場合について行った。
【００８８】  図１６は、シミュレーションに用いたモデルを示す図である。図１７は、図１６に示すモデルにおける構造部材を上方（ｚ方向）から見た図である。図１８は、図１７に示すＡ−Ａ線の断面を示す断面図である。図１９は、図１７にしめす領域Ｅの拡大図である。
【００８９】  図１６に示すモデルでは、ハット部材４１とクロージングプレート４２を有する構造材の上方からインパクタ１７を衝突させる。構造材は、ハット部材４１の長手方向に並ぶ台１９に載せられる。ハット部材４１の台１９の間の中央部に、上方にカバー１８が被せられる。ハット部材４１は、頂面部４１ａ、側壁４１ｂ及びフランジ４１ｃを有する。フランジ４１ｃは、クロージングプレート４２に重ね合わされ、スポット溶接により接合される。カバー１８は、頂面部１８に接する。インパクタ１７は、ｚ方向に進みカバー１８に衝突する。
【００９０】  図１７に示すように、スポット溶接による溶接部４３は、フランジ４１ｃと側壁４１ｂの間の稜線４１ｂｃの延びる方向（ｘ方向）と同じ方向に複数並ぶ。複数の溶接部４３のそれぞれの周囲には、熱影響部４５がある。熱影響部４５の強度は、ハット部材の母材の強度に比べて低く設定される。
【００９１】  図１８に示すように、ハット部材４１とクロージングプレート４２で囲まれる空間の内側において、ハット部材４１に接する補強部材４６が配置される。補強部材４６は、ハット部材４１の側壁４１ｂと頂面部４１ａに溶接により接合される。クロージングプレート４２は、ハット部材４１のフランジ４１ｃと側壁４１ｂの間の屈曲部に沿うように屈曲している。図１７のハット部材４１とクロージングプレート４２の金属板の引張強度は１４７０ＭＰａで、板厚は１．４ｍｍである。補強部材４６の金属板の引張強度は１４７０ＭＰａで、板厚は２．０ｍｍである。
【００９２】  図１９に示すように、フランジ４１ｃに切り欠きを設けている。すなわち、隣り合う熱影響部４５の間に、フランジ４１ｃの一対の端部４４が配置される。端部４４は、ｙ方向に延びる。隣り合う熱影響部４５の間のフランジ４１ｃの一対の端部４４は、切り欠きの一部である。溶接部４３の直径ＮＤ、溶接部４３の中心間の距離Ｃ、ｘ方向における溶接部４３の両側のフランジ４１ｃの端部４４間の長さＳ、切り欠きのｙ方向の長さαすなわち切り欠きの深さα、フランジ４１ｃのｙ方向の長さＦ、及び切り欠きの角部の曲率半径Ｒが、シミュレーションのパラメータに含まれる。曲率半径Ｒは、一対の端部４４同士を結ぶ端部の軌跡の曲率半径である。
【００９３】  図２０Ａ〜図２０Ｃは、切り欠きのｙ方向の長さαを変化させた場合のインパクタ衝突時のシミュレーション結果を示すグラフである。これらのグラフは、α＝０、α＝（１／４）Ｆ、α＝（１／２）Ｆ、α＝（３／４）Ｆ、α＝（１／２）Ｆ＋（ＮＤ＋１）、α＝Ｆ、α＝（５／４）Ｆのそれぞれの場合の計算値を示す。図２０Ａは、インパクタ最大荷重ストロールまでの最大せん断力を示す。図２０Ｂは、変形集中部の相当塑性ひずみを示す。図２０Ｃは、熱影響部の相当塑性ひずみを示す。
【００９４】  図２０Ａに示す結果から、切り欠きのｙ方向の長さαが、溶接部４３の中心とフランジ４１ｃのエッジとのｙ方向における距離より大きくなる（α＞（１／２）Ｆ）と、溶接部の負担が減少することがわかった。図２０Ｂに示す結果から、切り欠きの深さが深いほど、熱影響部の負担が減ることがわかった。特に、切り欠きのｙ方向の長さαが、溶接部４３の中心とフランジ４１ｃのエッジとのｙ方向における距離より大きい場合（α＞（１／２）Ｆ）に、熱影響部の負担が大幅に減る。図２０Ｃに示す結果から、切り欠き深さが深いほど、フランジへの変形集中が増えることがわかった。
【００９５】  図２１Ａ〜図２１Ｃは、ｘ方向における溶接部４３の両側の端部４４間の長さＳを変化させた場合のインパクタ衝突時のシミュレーション結果を示すグラフである。これらのグラフは、Ｓ＝２６．６ｍｍ、及びＳ＝１５．３ｍｍのそれぞれの場合の計算値を示す。図２１Ａは、インパクタ最大荷重ストロールまでの最大せん断力を示す。図２１Ｂは、変形集中部の相当塑性ひずみを示す。図２１Ｃは、熱影響部の相当塑性ひずみを示す。
【００９６】  図２１Ａに示す結果から、長さＳが大きいほど、溶接部への負担が増加することがわかった。図２１Ｂに示す結果から、長さＳが大きいほど、フランジへの変形集中が増加することがわかった。図２１Ｃに示す結果から、長さＳの熱影響部への負担の影響はほぼないことがわかった。
【００９７】  図２２Ａ〜図２２Ｃは、切り欠きの角部の曲率半径Ｒを変化させた場合のインパクタ衝突時のシミュレーション結果を示すグラフである。これらのグラフは、Ｒ＝０、Ｒ＝５ｍｍ、及びＲ＝１０ｍｍのそれぞれの場合の計算値を示す。図２２Ａは、インパクタ最大荷重ストロールまでの最大せん断力を示す。図２２Ｂは、変形集中部の相当塑性ひずみを示す。図２２Ｃは、熱影響部の相当塑性ひずみを示す。
【００９８】  図２２Ａに示す結果から、切り欠きの角部の曲率半径Ｒの溶接部への影響はほぼないことがわかった。図２２Ｂに示す結果から、切り欠きの角部の曲率半径Ｒが大きいほど、フランジへの変形集中が増加することがわかった。図２２Ｃに示す結果から、切り欠きの角部の曲率半径Ｒの熱影響部への負担の影響はほぼないことがわかった。
【００９９】  上記の構造材は、変形や破壊が想定される構造材に好適に用いることができる。特に本発明を変形や破壊が想定される構造材に適用すると、溶接部が破断しにくいため、容易に破壊されない構造材を得ることができる。変形や破壊が想定される構造材の例として車両用構造材が挙げられる。車両用構造材として、具体的には、フロントフレーム、リアフレーム、サイドシル、フロントピラー、センターピラー、クロスメンバー、サイドレール、トンネル、バンパリンフォース、他各種リンフォース（補強部材）といった自動車構造体のフレーム系部品が挙げられる。また、サイドパネル、フェンダー、ダッシュパネル、フロアパネル、センターパネルといった自動車構造体のパネル系部品に本発明を適用してもよい。これら自動車構造体は自動車が衝突した際に変形、破壊されるため、本発明が効果を発揮する。
【０１００】  本発明の構造材を車両用の構造材として用いる場合、例えば、構造材の溶接部が並ぶ方向又は屈曲部が延びる方向が、車両の外形に沿うように構造材を配置してもよい。すなわち、構造材の溶接部が並ぶ方向又は屈曲部が延びる方向が、車両の外部からの衝撃に対して略直交するよう構造材を配置してもよい。これにより、構造材が、車両外部からの衝撃を受けた場合に、溶接部をより破断しにくくすることができる。このように、上記の構造材を車両用構造材としたものや、上記の構造材を含む車両も、本発明の実施形態に含まれる。
【０１０１】  また、本発明の構造材において、隣り合う溶接部のペアが複数あってもよい。すなわち、第１部材の隣り合う熱影響部のペアが複数あってもよい。この場合、複数の熱影響部のペアのうち少なくとも一部において、第１部材の一対の端部が隣り合う熱影響部の間に設けられる。また、第２部材の材料は、鋼材に限られない。例えば、第２部材の材料を、鋼、アルミニウムその他金属とすることができる。
【０１０２】  以上、本発明の一実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１０３】  １：ハット部材（第１の板）  ２：クロージングプレート（第２の板）  ３、３１、３２：溶接部  ５、５１、５２：熱影響部  １０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ：構造材  １ａ：頂面部  １ｂ：側壁  １ｃ：フランジ  １ａｂ、１ｂｃ：屈曲部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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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２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【国際調査報告】
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