(57)【要約】【課題】    自動車パネル構造体の重量をあまり増加させずに、エネルギーの吸収特性を向上させた、自動車パネル構造体を提供することを目的とする。【解決手段】  パネル構造体の中空構造4 の内部で、かつこの中空構造4 の長手方向に渡って、アウタパネル1 の特に外部壁1c側に近接して、補強用アルミニウム合金中空形材10を延在させ、中空形材10の後面フランジ12が、前記中リブ3 のみに接合されて、自動車パネル構造体への衝突に対する衝撃吸収部を構成させ、衝突荷重を受けた鋼製アウタパネルが変形後に、鋼製アウタパネルとともに衝突力に抵抗して、衝突荷重のエネルギー吸収を行うことである。【選択図】    図２
2006264476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接合されたアウタパネルとインナパネルおよびこれらの間に介在する中リブパネルによって形成される、車体幅方向の外側と内側との二重の中空構造を有して、車体側面側に設置される鋼製自動車パネル構造体であって、前記車体外側の中空構造内部で、かつこの中空構造の長手方向に渡って、前記アウタパネル側に近接して、補強用アルミニウム合金中空形材を延在させることを含み、この中空形材は略矩形の断面形状を有するように、車体幅方向外側に略縦向きに配置された前面フランジと、車体幅方向内側に略縦向きに配置された後面フランジと、この両フランジに略直交するように略横向きに配置された二つの上下ウエブとからなり、前記後面フランジが前記中リブのみに接合されて、前記中空形材の中空部が、自動車パネル構造体への側突荷重に対し、中空部の幅方向に、この側突荷重と向き合う形で配置されていることを特徴とする自動車パネル構造体。
【請求項２】
前記補強用アルミニウム合金中空形材がアルミニウム合金板をＨＡＴ型に成形したパネルからなる請求項１に記載の自動車パネル構造体。
【請求項３】
前記補強用アルミニウム合金中空形材がアルミニウム合金押出材からなる請求項１に記載の自動車パネル構造体。
【請求項４】
前記中リブパネルが略垂直方向に延在する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動車パネル構造体。
【請求項５】
前記自動車パネル構造体が、サイドシル、ピラー、ドアから選択されるものである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動車パネル構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体側面側に設置される衝突エネルギーの吸収性に優れた自動車パネル構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、自動車の車体を構成する構造材の多くに、基本的な特性である剛性や強度とともに、近年、車体の衝突に対する、衝突エネルギー吸収性を有していることが求められるようになっている。
【０００３】
これら自動車の車体構造材の内、ドア、センターピラーなどのサイドシル、ピラー、ドアなど、車体側面側に設置される比較的大型のパネル構造体 (中空構造部材) は、基本的に、鋼板をプレス成形されたアウタパネルとインナパネルとを互いに接合し、中空構造乃至袋構造とした成形パネルにより構成される。
【０００４】
図10に自動車サイドシルなどのパネル構造体の自動車幅方向の断面を例示する。図10において、図の左側からの矢印は自動車外部からの側突などの衝突荷重の負荷方向を示しており、図の右側が自動車内部側である。車体側面側に設置されるサイドシルなどのパネル構造体は、基本的に、プレス成形された鋼板製アウタパネル1 と、プレス成形された鋼板製インナパネル2 から構成される。そして、選択的には、これらの間に鋼板製パネルからなる中リブ3 を中空構造を仕切るように介在させ、これによって形成される、車体幅方向の外側と内側との中空構造4 、5 からなる二重の中空構造を有している。そして、アウタパネル1 の両端部 (フランジ部)1a 、1bと、インナパネルの両端部 (フランジ部)2a 、2bとを、中リブ3 の両端部 (フランジ部)3a 、3bを介して、各々互いに接合している。
【０００５】
近年、排気ガス等による地球環境問題に対して、自動車などの輸送機の車体の軽量化による燃費の向上が追求されている。この自動車の車体軽量化指向に伴い、これら成形パネルの板厚は、アウタパネルやインナパネルとも、薄肉化されている。これに伴い、成形パネルに用いられる鋼板は高強度化されている。しかし、成形パネルの薄肉化は、パネル構造体としての強度、剛性の低下や、衝突エネルギー吸収性の低下を必然的に伴う。
【０００６】
このため、前記車体側面側に設置される比較的大型のパネル構造体には、軽量化を図って薄肉化した場合にも、車室内の乗員を保護できる機能が要求されている。即ち、この中空構造部材が、衝突 (側突) による荷重を受けても、あまり屈曲せず、車室内側へ屈曲乃至変形する量を低減するような車体構造が要求されている。
【０００７】
これに対しては、従来から、上記車体側面側に設置される鋼製パネル構造体の中空構造内 (内部) に補強部材などを設置して補強することが代表的である。
【０００８】
この例として、成形パネルにより構成されたセンターピラー、ドア、サイドシルなどの鋼製パネル構造体内部に、側面衝突方向に向かって中空形材の一部が張り出す湾曲形状をした、補強用アルミニウム合金中空形材を別途延在させることが提案されている (特許文献１参照) 。
【０００９】
また、鋼製センターピラーのパネル構造体内部に、別途、荷重伝達部を設けて、衝突時の荷重を吸収させる技術が提案されている（特許文献２参照）。
【００１０】
更に、車両の側面衝突時などに、座屈変形を防ぐために、鋼製センターピラー内に、鋼製あるいはアルミニウム合金製のリインフォースメントを設けた技術も提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開2004-51065号公報 (特許請求の範囲、図1 、１〜２頁)
【特許文献２】特開2003-2234 号公報 (特許請求の範囲、図1 、１〜２頁)
【特許文献３】特開2003-276639 号公報（特許請求の範囲、図1 、１〜２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、座屈変形を抑えるために、パネル構造体内部に補強部材などを設ける手段は、これら部材により重量が増加することや、パネル構造体自体の形状設計に影響を与えるという問題がある。また、車両のデザイン上、センターピラー内に設ける荷重伝達部やリインフォースメントの形状にも限界がある。
【００１２】
また、乗員保護の高まりから、さらに、衝突時の座屈変形抑制の要求レベルはより高くなっている。更に、地球環境保護の観点から、車体の軽量化要求も高まっており、これらの補強部材をより効率的に配置することが必要となる。これに対して、従来のパネル構造体内部に補強部材などを設ける手段では、これら要求特性を十分には満たしていない。
【００１３】
車体の軽量化という観点からは、アウターおよびインナーパネル、補強材にアルミ材料を用いることで、軽量化と衝突特性の向上の双方を達成することも可能である。しかし、アルミ材料は一般に鋼板に比べて弾性率が低いため、フレーム部品としての剛性が低くなるという問題がある。また、鋼板に比べて成形性に劣るため、プレス成形における破断やしわなどの成形不良が生じやすいという問題がある。さらに、鋼板に比べて材料費の高いアルミ材料を大量に用いることによるコストＵＰも問題である。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、補強材にアルミ材料を用いても、自動車パネル構造体の重量、コストをあまり増加させずに、かつ、部品剛性を損なわずに、エネルギーの吸収特性を向上させた、自動車パネル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】
【００１５】
この目的を達成するために、本発明自動車パネル構造体の第一の要旨は、互いに接合されたアウタパネルとインナパネルおよびこれらの間に介在する中リブパネルによって形成される、車体幅方向の外側と内側との二重の中空構造を有して、車体側面側に設置される鋼製自動車パネル構造体であって、前記車体外側の中空構造内部で、かつこの中空構造の長手方向に渡って、前記アウタパネル側に近接して、補強用アルミニウム合金中空形材を延在させることを含み、この中空形材は略矩形の断面形状を有するように、車体幅方向外側に略縦向きに配置された前面フランジと、車体幅方向内側に略縦向きに配置された後面フランジと、この両フランジに略直交するように略横向きに配置された二つの上下ウエブとからなり、前記後面フランジが前記中リブのみに接合されて、前記中空形材の中空部が、自動車パネル構造体への側突荷重に対し、中空部の幅方向に、この側突荷重と向き合う形で配置されていることである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、車体側面側に設置される自動車パネル構造体として、前記中空構造内部で、かつこの中空構造の長手方向に渡って、前記鋼製アウタパネル側に近接して、補強用アルミニウム合金中空形材を延在させた、所謂ハイブリッド構造を有している。また、補強用アルミニウム合金中空形材は、その後面 (後面側) において、前記中リブのみに接合、支持されている。
【００１７】
このため、車体幅方向外側である、鋼製アウタパネル側から、側突荷重が負荷された際に、鋼製アウタパネル側に近接した補強用アルミニウム合金中空形材が、衝突荷重を受けた鋼製アウタパネルが変形後に、鋼製アウタパネルとともに衝突力に抵抗して、衝突荷重のエネルギー吸収を行うことができる。
【００１８】
また、中空形材の中空部が、中空部の幅（横）方向に、この衝突荷重と向き合う形で配置されているために、鋼製アウタパネル側から側突荷重が負荷された（側突の）際に、中空形材の幅（横）方向に（荷重負荷の断面方向に）変形する。このため、衝突荷重のエネルギー吸収量を高めることができる。
更に、中空形材の外周を構成するアウターおよびインナーパネルとして、アルミ材料に比べて成形性が良く、弾性率の高い鋼板を用いることで、デザイン自由度を高くすることが可能であり、かつ、部品の曲げ剛性を低下させることもない。
【００１９】
これらの結果、このような補強用アルミニウム合金中空形材が無い場合に比して、自動車パネル構造体の重量をあまり増加させずに、自動車パネル構造体のエネルギー吸収能を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施態様について、図面を用いて具体的に説明する。図1 、4 は、各々本発明に係る補強用アルミニウム合金中空形材の斜視図を示す。これら各中空形材の長手方向の断面形状は、パネル構造体や他の部材との接合のために、選択的に潰し加工を施されるような端部を除いては、略同じ断面形状である。
【００２１】
図2 、6 は、上記図1 、４に各々対応して、これら補強用アルミニウム合金中空形材を各々組み込んだ本発明自動車パネル構造体の断面図を示す。図３、４は図2 の変形例を示す。なお、これら自動車パネル構造体は、車体側面側に設置されるサイドシル例などを模擬している。図2 、6 と図3 、4 は、パネル構造体の自動車幅方向の断面を例示している。
【００２２】
図2 、6 と図3 、4 においては、前記図10と同様に、図の左側からの矢印は自動車外部からの側突などの衝突荷重の負荷方向を示しており、図の右側が自動車内部側である。
【００２３】
(自動車パネル構造体の前提的な構成) 
図2 、6 と図3 、4 のパネル構造体は、前提として、前記図10と同様に、共通して、基本的に、車室外側に配置された鋼板製アウタパネル1 と、車室内側に配置された鋼板製インナパネル2 から構成される。そして、選択的には、これらの間に鋼板製パネルからなる中リブ3 を中空構造を仕切るように介在させ、これによって形成される、車体幅方向の外側と内側との中空構造4 、5 からなる二重の中空構造を有している。
【００２４】
アウタパネル2 とインナパネル3 とは、各々車体設計上の任意の形状に、予めプレス成形されている。これによって、アウタパネル1 は、車体外側に向かう頂部1cと、この頂部1cを囲む壁部1d、また、アウタパネル1 の外方へ延びるとともに壁部1dを囲む平坦なフランジ1a、1bを有する。また、インナパネル2 も、平坦な頂部2cと、この頂部2cを囲む壁部2d、インナパネル2 の外方へ延びるとともに壁部2dを囲む平坦なフランジ2a、2bを有する。
【００２５】
このようなアウタパネル1 の両端部 (フランジ部)1a 、1bと、インナパネルの両端部 (フランジ部)2a 、2bとを、中リブ3 の両端部 (フランジ部)3a 、3bを介して、各々互いに一体に接合し、中空構造4 、5 を有する中空構造乃至袋構造、あるいは閉断面構造として構成される。
【００２６】
これらの接合手段6a、6bは、以下に説明する接合手段を含めて、ボルト・ナット、セルフピアシンングリベットなどの周知の機械的な接合手段、溶接などの周知の溶接手段などが、適宜あるいは組み合わせて選択される。
【００２７】
このような構成からなる自動車パネル構造体1aとしては、サイドシル以外のピラー、ドアなど、自動車車体の側面側に設置される比較的大型のパネル構造体が例示される。
【００２８】
（図1 、2 の実施態様）
図1 、2 では、車体外側の中空構造4 の内部で、かつこの中空構造4 の長手方向に渡って、アウタパネル1 の特に外部壁1c側に近接して、補強用アルミニウム合金中空形材10を延在させている。
【００２９】
この補強用アルミニウム合金中空形材10は、略矩形の断面形状であるHAT(帽子) 型断面形状を有するように、アルミニウム合金板 (例えば圧延板) をプレス成形したものである。略矩形の断面形状は、車体幅方向外側の位置に略縦向き (図の上下方向: 略垂直方向) に配置された前面フランジ11と、車体幅方向内側の位置に略縦向き (図の上下方向: 略垂直方向) に配置された後面フランジ12と、この両フランジ11、12に略直交するように、略横向き (図の横方向: 略水平方向) に配置された二つの上下ウエブ13、14とから構成される。但し、後面フランジ12は略矩形の断面に対して図の上下方向に対して拡がるフランジとして形成されており、このHAT 型断面としては、後面フランジ12側が開放された開断面からなっている。
【００３０】
そして、中空形材10の後面フランジ12が、中リブ3 の車体幅方向外面側に接合されて、自動車パネル構造体への衝突に対する衝撃吸収部を構成している。このように、中空形材10は、衝撃吸収を効率的に行なうためには、その後面において、アウタパネル1 やインナパネル2 などの他部材とは接合されずに、中リブ3 のみに接合、支持されることが重要である。
なお、本発明において、本発明が目的とする効率的な衝撃吸収効果を損なわない範囲で、中空形材10を、溶融溶接あるいは機械的接合や接着剤などにより、アウターパネルなどの中リブ以外の部材と更に接合する場合を許容する。このような例は、パネル構造体のデザインや設計上の都合、あるいはパネル構造体の組み立てや接合等の製作工程の都合などで生じる場合がある。ただ、例えば、アウターパネルなどの外観面に接合点を配置した場合、外観品質に劣るという問題がある。また、マスチックなどの接着剤を介して、アウターパネルと接合しても、それによる衝撃吸収性能向上効果は小さい。したがって、中空形材10を敢えて中リブ以外の部材と接合する必要は本発明では無い。
【００３１】
(パネル構造体の変形特性) 
図7(a)、(b) 、(c) に、側突時における中空形材10を含めた、本発明ハイブリッドパネル構造体の作用を示す。図7(a)、(b) 、(c) は、側突時における図2 の本発明パネル構造体の変形状態を示す。図7(a)は中空形材10と中リブ3 のみを部分的に示す平面図、図7(b)は図7(a)の正面図、図7(c)はパネル構造体の断面図を各々示す。
【００３２】
図7(a)、(b) において、矢印方向から側突による荷重が負荷された場合、中リブ3 の外周方向に矢印で示す曲げ力が負荷される。そして、この曲げ力が大きくなった場合には、強度( 破断伸び) の比較的低い補強用アルミニウム合金中空形材10の方が図示するように部分的に破断する。この際にも、中空形材10は中リブ3 のみに一体的に接合されているため、裏側の強度( 破断伸び) の比較的高い鋼製中リブ3 によって保持されており、中空形材10の領域では、中リブ3 は破断しない。
【００３３】
このため、この破断部以外の、中空部の幅（横）方向に、この衝突荷重と向き合う形で配置されている中空形材10部分は、中空形材の幅（横）方向に（荷重負荷の断面方向に）変形によるエネルギー吸収を続けることが可能である。
【００３４】
更に、図7(c)に示すように、矢印方向から側突による荷重が負荷された場合には、中空形材10は中リブ3 のみに一体的に接合されているため、中リブ3 の肩部に斜めの矢印で各々示すように、断面内の引張力が作用する。この断面内の引張力の作用によって、中空形材10および中リブ3 の強度が向上し、エネルギー吸収量も向上する。これらの断面内の引張力は、中空形材10が中リブ3 のみに一体的に接合されている場合にのみ作用する。仮に、中空形材10が、アウタパネル1 やインナパネル2 とも接合されていた場合には、アウタパネル1 やインナパネル2 の衝突変形に影響され、これらの断面内の引張力は作用しないか、弱くなる。
【００３５】
これらの結果、このような補強用アルミニウム合金中空形材が無い場合に比して、自動車パネル構造体の重量をあまり増加させずに、自動車パネル構造体のエネルギー吸収能を大幅に向上させることができる。
【００３６】
（図3 、4 の実施態様）
図3 、4 の態様は、前記図2 の各変形例を示す。図3 の態様で、前記図2 と異なる点は、図3 の中リブ3 の補強用アルミニウム合金中空形材10を接合している部分が、図2 のように垂直に対して若干斜めに配置されているのではなく、垂直に配置されていることである。このように、中空形材10を接合している部分が垂直に配置されていることで、図2 のように垂直に対して若干斜めに配置された場合に比して、中空形材10は側突荷重と、より正面から (直角に) 向き合う形で配置されることとなり、中空形材10のエネルギー吸収量増加に有利となる。
【００３７】
図4 の態様で、前記図2 と異なる点は、中リブ3 のアウタパネル1 やインナパネル2 との上部接合部から下部接合部へ到る形状が、図2 、3 のように屈曲乃至屈折しておらず、直線的となっている点である。このように、中リブ3 を直線的とすることによって、図2 、3 のように屈曲乃至屈折した場合よりも、中リブ3 を軽量化することができる。これら図3 、4 の態様の作用も、前記図7(a)、(b) 、(c) を用いて説明した、図2 の本発明ハイブリッドパネル構造体の作用と同様である。
【００３８】
（図5 、6 の実施態様）
図5 、6 に示す補強用アルミニウム合金中空形材20および自動車パネル構造体は、前記本発明自動車パネル構造体の別の実施態様を示す。
【００３９】
この実施態様では、車体外側の中空構造4 の内部で、かつこの中空構造4 の長手方向に渡って、アウタパネル1 の特に外部壁1c側に近接して、補強用アルミニウム合金中空形材20を延在させている点は、前記第一の要旨の実施態様と同じである。
【００４０】
異なる点は、この補強用アルミニウム合金中空形材20の構造であって、補強用アルミニウム合金中空形材20は、図1 の中空形材10のような開断面形状ではなく、中空形材略矩形の閉断面形状を有するように後面フランジ22が形成された、アルミニウム合金押出形材から構成されている。
【００４１】
この略矩形の断面形状は、車体幅方向外側位置に略縦向き (図の上下方向: 略垂直方向) に配置された前面フランジ21と、車体幅方向内側位置に縦向き (図の上下方向: 略垂直方向) に配置された後面フランジ22と、この両フランジ21、22に略直交するように、略横向き( 図の横方向: 略水平方向) に配置された二つの上下ウエブ24、25とから構成される閉断面をしている。後面フランジ22には、略矩形の断面に対して図の上下方向に対して拡がるフランジ23、23が張り出されている。
【００４２】
そして、この後面フランジ22を、この後面フランジ両端部であるフランジ23、23において、前記中リブ3 の車体幅方向外面側のみに、各々接合手段26によって接合し、自動車パネル構造体への衝突に対する衝撃吸収部を構成している。この図6 では、中リブ3 の補強用アルミニウム合金中空形材20を接合している部分が図3 と同様に、エネルギー吸収量増加に有利なように、垂直方向に配置されている。これら図6 の態様の作用も、前記図7(a)、(b) 、(c) を用いて説明した、図2 の本発明ハイブリッドパネル構造体の作用と同様である。
【００４３】
なお、以上説明した各態様においては、共通して、車体側面側に設置される自動車パネル構造体として、前記中空構造内部で、かつこの中空構造の長手方向に渡って、前記アウタパネル1 側に近接して、補強用アルミニウム合金中空形材10、20を各々延在させている。
【００４４】
このため、車体幅方向外側である、鋼製アウタパネル1 側から、各矢印のように、側突荷重が負荷された際に、鋼製アウタパネル1 側に近接した補強用アルミニウム合金中空形材10、20が、衝突荷重を受けた鋼製アウタパネル1 が変形後に、鋼製アウタパネル1 とともに衝突力に抵抗して、衝突荷重のエネルギー吸収を行うことができる。
【００４５】
また、中空形材の10、20の中空部が、中空部の幅（横）方向に、この側突荷重と向き合う形で配置されているために、鋼製アウタパネル1 側から側突荷重が負荷された（側突の）際に、中空形材10、20の幅（横）方向に（荷重負荷の断面方向に）変形する。このため、衝突荷重のエネルギー吸収量を高めることができる。
【００４６】
これらの結果、このような補強用アルミニウム合金中空形材10〜40が無い場合に比して、自動車パネル構造体の重量をあまり増加させずに、自動車パネル構造体のエネルギー吸収能を大幅に向上させることができる。
【００４７】
(アウタパネルの別の実施態様) 
図8 は、鋼製アウタパネル1 の別の実施態様を示し、アウタパネル1 の断面形状以外は、前記した図2 の態様と同じ構成である。ここで、図8(a)、(b) 、(c) は、鋼製アウタパネル1 側から側突荷重が負荷された（側突の）際の変形状態を順に示している。
【００４８】
具体的に、側突前の図8(a)の態様では、アウタパネル1 の車体側面側 (外側) に、屈曲部 (凹部)1e 、1eが上下2 箇所、間隔を開けて予め設けられている。この屈曲部1e、1eの上下方向の間隔は、補強用アルミニウム合金中空形材10の前面フランジ11の幅に対応している。即ち、前面フランジ11の上下方向の幅よりも僅か大きく、屈曲部1e、1eの上下方向の間隔を設けている。
【００４９】
この予め設けられた屈曲部1e、1eは、側突後の図8(b)の態様では、鋼製アウタパネル1 の車体内側への( 図の左から右側への) 変形に伴って、補強用アルミニウム合金中空形材10の前面フランジ11側から、二つの上下ウエブ13、14とを外側から拘束する形で、車体内側方向に屈曲変形していく。言い換えると、側突時に、アウタパネルによる、このようなウエブ13、14の拘束変形が生じるように、アウタパネル1 の車体側面側 (外側) に屈曲部1e、1eを設ける。
【００５０】
前記した通り、中空形材10は、側突時に、その幅（横）方向に（荷重負荷の断面方向に）変形するが、それは、側突荷重の大きさにもよるが、上下ウエブ13、14が互いに隔離する方向に変形する、外側 (図の上下側) 方向への折れ曲がり変形 (外倒れ変形) を伴いやすい。これに対して、アウタパネルによる上記ウエブ13、14の拘束 (変形) が生じた場合には、図8(c)のように、上下ウエブ13、14は、逆に内側 (図の上下側) 方向へ、互いに近接する方向に変形する、内倒れのような折れ曲がり変形を伴いやすい。このような内倒れ変形では、上下ウエブ13、14同士が互いに変形に干渉し合うために、上記外倒れ変形に比して、強度が上昇し、エネルギー吸収能を大幅に向上させることができる。
【００５１】
(パネル強度) 
このようなハイブリット構造の効果を発揮するためには、軽量化のためにも、自動車パネル構造体の前提となるアウタパネルやインナパネル、あるいは中リブウパネルの板厚が2mm 以下の薄板であることが好ましい。これらの板厚が厚いと、本発明のような補強用アルミニウム合金中空形材を新たに付加することの意味が失われ、軽量化の点からも著しく不利となる。
【００５２】
そして、このような薄肉化を前提とすると、アウタパネルやインナパネル、あるいは中リブパネルは高張力鋼板からなることが好ましい。
【００５３】
(アルミニウム合金板) 
本発明で用いるアルミニウム合金中空形材は、圧延板にしても、押出形材にしても、厚みは、軽量化 (重量増加の抑制) のためには、5mm 以下であることが好ましい。また、このような薄肉化を前提とすると、調質処理後に、250MPa以上の0.2%耐力を有することが好ましく、この点、AA乃至JIS 規格に規定された、あるいは規定に類似の 3000 系、5000系、6000系等のアルミニウム合金が好適に用いられる。
【００５４】
これらの中でも、6000系アルミニウム合金板は、成形時には低耐力化により成形性を確保し、成形後のパネルの塗装焼付処理などの、比較的低温の人工時効( 硬化) 処理時の加熱により時効硬化して耐力が向上し、必要な強度を確保できるBH性を有する。また、合金元素量が少ないために、廃材の元の6000系Al合金へのリサイクル性にも優れるなどの利点を有する。
【実施例】
【００５５】
以下に、本発明の実施例を説明する。
前記図2 、4 の各実施態様と、比較として図10の従来タイプの各自動車パネル構造体の形状をモデル化して、下記表1 の材質、板厚(mm)などの条件にてFEM 解析し、各々の荷重(kN)−変位(mm)関係よりエネルギー吸収量(J) と、また固有振動数(Hz)を求めた。エネルギー吸収量(J) と固有振動数(Hz)を表1 に示す。また、各々の荷重(kN)−変位(mm)関係を図9 に示す。
【００５６】
FEM 解析条件として、解析は 3点曲げの解析モデルを用い、汎用の動的陽解法ソフトLS-DYNA3D を用いて行った。
【００５７】
表1 において、比較例1 、2 は、本発明に係る補強用のアルミニウム合金中空形材を有さない従来タイプである。比較例1 は図10の従来タイプの各自動車パネル構造体であって、アウタ、インナ、中リブの各パネルが590MPaの引張強さを有する鋼板製である。比較例2 は図10の従来タイプの各自動車パネル構造体であって、アウタ、インナ、中リブの各パネルが290MPaの0.2%耐力を有する6000系アルミニウム合金板製である。
【００５８】
また、表1 において、発明例3 は、図2 のタイプであり、補強用のアルミニウム合金中空形材が、各部位が表1 に示す同じ板厚2.0mm である、6000系アルミニウム合金板(0.2% 耐力:290MPa)製である。
【００５９】
発明例4 は、図6 のタイプであり、各部位が表1 に示す同じ板厚2.0mm である、6000系アルミニウム合金押出形材製(0.2% 耐力:300MPa)製である。
【００６０】
表１から分かる通り、従来の特に比較例1 の鋼板製自動車パネル構造体に対して、発明例3 〜4 は、補強用のアルミニウム合金中空形材の分が若干の重量増加につながるものの、衝突エネルギーの吸収量は1.6 倍以上に高くなる。また、固有振動数も比較例1 や比較例2に比して同等か高く剛性の点からも問題がない。
【００６１】
したがって、これらの結果から、本発明によれば、自動車パネル構造体の重量をあまり増加させずに、エネルギーの吸収特性を向上させることが可能であることが裏付けられる。
【００６２】
【表１】
2006264476.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、補強材にアルミ材料を用いても、自動車パネル構造体の重量、コストをあまり増加させずに、かつ、部品剛性を損なわずに、エネルギーの吸収特性を向上させた、自動車パネル構造体を提供できる。このため、サイドシル、ドア、センターピラーなどの車体側面側に設置される比較的大型のパネル構造体に適用されて、自動車の軽量化と、乗員保護などの安全性の向上との両立に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る補強用アルミニウム合金中空形材の一態様を示す斜視図である。
【図２】図１の補強用アルミニウム合金中空形材を用いた自動車パネル構造体の断面図である。
【図３】本発明に係る自動車パネル構造体の別の態様を示す断面図である。
【図４】本発明に係る自動車パネル構造体の別の態様を示す断面図である。
【図５】本発明に係る補強用アルミニウム合金中空形材の別の態様を示す斜視図である。
【図６】図５の補強用アルミニウム合金中空形材を用いた自動車パネル構造体の断面図である。
【図７】本発明に係る自動車パネル構造体の変形特性を示す説明図である。
【図８】本発明に係る自動車パネル構造体の別の態様を示す断面図である。
【図９】実施例における荷重−変位関係を示す説明図である。
【図１０】従来の自動車パネル構造体を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
1:アウタパネル、2:インナパネル、3:中リブ、4 、5:中空部、
6 、26: 接合手段、10、20: 補強用アルミニウム合金中空形材、
11、21: 前面フランジ、12、22: 後面フランジ、
13、14、24、25: 上下各ウエブ、
【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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