(57)【要約】【課題】充填部材が衝突安全性能に安定して貢献する。【解決手段】長手方向に延びる壁部２０を有し、上記壁部２０は壁穴２１を有する、骨格部材１０と、上記壁部２０に設けられる上記壁穴２１を貫通し、かつ、上記壁部２０の両面に密着して配置される第１補強部材５と、を備える車両用構造部材１が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延びる壁部を有し、前記壁部は壁穴を有する、骨格部材と、
前記壁部に設けられる前記壁穴を貫通し、かつ、前記壁部の両面に密着して配置される第１補強部材と、
を備える車両用構造部材。
【請求項２】
前記壁部は、前記骨格部材の内側に対応する内壁面、および前記骨格部材の外側に対応する外壁面を有し、
前記第１補強部材は、前記壁部の内壁面に密着して配置される第１補強部分と、前記壁部の外壁面に密着して配置される第２補強部分と、前記壁部に設けられる前記壁穴に密着して設けられ前記第１補強部分と前記第２補強部分とを接続する第３補強部分と、を有する、請求項１に記載の車両用構造部材。
【請求項３】
前記壁穴の穴縁端は、前記壁部よりも前記骨格部材の内方に位置する、請求項１または２に記載の車両用構造部材。
【請求項４】
前記壁穴は、前記壁部の外側から内側に向かって前記壁穴の穴縁端が突出するバーリング穴である、請求項３に記載の車両用構造部材。
【請求項５】
前記壁部には、前記壁部よりも前記骨格部材の内方に窪んだ窪み部が設けられ、
前記壁穴は、前記窪み部の内部に設けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用構造部材。
【請求項６】
前記骨格部材は、前記長手方向の一部に曲げ誘起部を備え、
前記第１補強部材は、前記曲げ誘起部が設けられた部分における前記壁部の内壁面に密着して配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用構造部材。
【請求項７】
前記曲げ誘起部は、前記骨格部材の断面の重心により形成される前記長手方向に沿った中心軸の曲率半径が２６０ｍｍ以下である部分である、請求項６に記載の車両用構造部材。
【請求項８】
前記曲げ誘起部は、前記骨格部材の断面係数が前記長手方向で変化する部分を含む、請求項６または７に記載の車両用構造部材。
【請求項９】
前記曲げ誘起部は、凹部、凸部、穴部、板厚変化部または薄肉部の少なくともいずれかが設けられた部分を含む、請求項８に記載の車両用構造部材。
【請求項１０】
前記凹部、前記凸部、または前記板厚変化部の少なくともいずれかが前記骨格部材の前記長手方向に沿って、複数並設される、請求項９に記載の車両用構造部材。
【請求項１１】
前記曲げ誘起部は、前記骨格部材の降伏強度が前記長手方向で変化する部分を含む、請求項７に記載の車両用構造部材。
【請求項１２】
前記骨格部材には複数の壁穴が設けられ、
前記第１補強部材は、前記壁部に設けられる前記複数の壁穴を貫通し、前記壁部の両面に密着して配置される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の車両用構造部材。
【請求項１３】
前記骨格部材の内側において前記骨格部材と接合し、かつ、前記第１補強部材と密着して配置される第２補強部材をさらに備える、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の車両用構造部材。
【請求項１４】
前記第２補強部材は少なくとも１つの穴を有し、
前記第１補強部材は、前記第２補強部材に設けられる前記少なくとも１つの穴を貫通し、かつ、前記第２補強部材の両面に密着して配置される、請求項１３に記載の車両用構造部材。
【請求項１５】
前記長手方向の前記骨格部材と前記第２補強部材とが対向する領域の一部において、前記骨格部材または前記第２補強部材の少なくともいずれかに曲げ誘起部が設けられ、
前記第１補強部材は、前記長手方向の前記曲げ誘起部が設けられた領域において、前記骨格部材または前記第２補強部材の少なくともいずれかに密着して配置される、請求項１３または１４に記載の車両用構造部材。
【請求項１６】
前記第２補強部材は鋼板により形成される、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の車両用構造部材。
【請求項１７】
前記第２補強部材のヤング率は前記第１補強部材のヤング率と同等またはそれよりも大きい、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の車両用構造部材。
【請求項１８】
前記第１補強部材は充填部材である、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の車両用構造部材。
【請求項１９】
前記車両用構造部材は、フロントサイドメンバ、リアサイドメンバ、ピラー、クラッシュボックス、フロアレインフォースメント、フロアクロスメンバ、バンパーレインフォースメント、サイドシル、ルーフサイドレール、ルーフセンターレインフォースメントまたはトンネルのいずれかである、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の車両用構造部材。
【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。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護の観点から、自動車の燃費改善が要求されている。その一方で、車両の衝突安全性の維持または向上が要求されている。これらの要求を満足するために、高強度かつ軽量な車体構造の開発が進められている。車両用構造部材であり、車体の骨格を形成する骨格部材についても、従来の衝突性能を維持しつつ車体構造の軽量化を図るために、骨格部材を形成する鋼板の高強度化および薄肉化が進められている。
【０００３】
また、車両衝突時における骨格部材の軽量化と、当該骨格部材の面外変形の抑制のために、発泡樹脂材等により形成される充填部材が当該骨格部材の内側に充填されることがある。例えば、下記特許文献１には、骨格部材を形成する金属要素と、当該金属要素の各側面に接合するレインフォースメントとの間に存在する空洞に充填部材が配置される技術について開示されている。下記特許文献２には、骨格部材の内側（例えば骨格部材の角部の内側）に、充填部材が配置される技術について開示されている。下記特許文献３には、フレーム内側に設けられる基材と当該骨格部材との間に充填部材が配置される技術について開示されている。下記特許文献４には、骨格部材の内壁に沿って充填部材が配置される技術について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１５−５２３２６９号公報
【特許文献２】特開２０１３−６７２３４号公報
【特許文献３】特開２００２−１７３０４９号公報
【特許文献４】特開平１１−２１７０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の骨格部材を従来よりも高強度である金属板（鋼板（高強度鋼板）、またはアルミ板等）により形成する場合、変形ストロークおよび衝撃吸収エネルギ等により示される衝突安全性能が従来の金属板により形成された骨格部材と同等の性能となるように、高強度金属板の板厚が設定される。この場合板厚は、従来の金属板の板厚よりも薄く設定される。以降、金属板を金属板の代表的な素材である鋼板と記載する。
【０００６】
しかし、車両衝突時において薄肉化された骨格部材に曲げが生じた場合、当該骨格部材が面外変形し易くなる。そうすると、充填部材の骨格部材への接着力が優れない場合、衝突による骨格部材の変形の程度によっては、充填部材が骨格部材の内壁から剥がれてしまうおそれがある。
【０００７】
図５０は、充填部材９５が配設された骨格部材９０の構成例を示す部分断面図である。図５０に示すように、骨格部材９０の壁部９２の内壁面９２Ａには、充填部材９５が密着して配置されている。ところが、図５１に示すように、壁部９２が変形位置ＢＰにおいて面外変形しようとすると、充填して硬化した充填部材９５の接着力が十分でなければ、壁部９２の変形により充填部材９５が内壁面９２Ａから剥がれてしまう可能性がある。この場合、充填部材による骨格部材の壁部の変形の抑制効果が発揮されず、想定される衝突性能を達成することが困難となる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、充填部材が衝突安全性能に安定して貢献することが可能な、新規かつ改良された車両用構造部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、長手方向に延びる壁部を有し、上記壁部は壁穴を有する、骨格部材と、上記壁部に設けられる上記壁穴を貫通し、かつ、上記壁部の両面に密着して配置される第１補強部材と、を備える車両用構造部材が提供される。
【００１０】
上記壁部は、上記骨格部材の内側に対応する内壁面、および上記骨格部材の外側に対応する外壁面を有し、上記第１補強部材は、上記壁部の内壁面に密着して配置される第１補強部分と、上記壁部の外壁面に密着して配置される第２補強部分と、上記壁部に設けられる上記壁穴に密着して設けられ上記第１補強部分と上記第２補強部分とを接続する第３補強部分と、を有してもよい。
【００１１】
上記壁穴の穴縁端は、上記壁部よりも上記骨格部材の内方に位置してもよい。
【００１２】
上記壁穴は、上記壁部の外側から内側に向かって上記壁穴の穴縁端が突出するバーリング穴であってもよい。
【００１３】
上記壁部には、上記壁部よりも上記骨格部材の内方に窪んだ窪み部が設けられ、上記壁穴は、上記窪み部の内部に設けられてもよい。
【００１４】
上記骨格部材は、上記長手方向の一部に曲げ誘起部を備え、上記第１補強部材は、上記曲げ誘起部が設けられた部分における上記壁部の内壁面に密着して配置されてもよい。
【００１５】
上記曲げ誘起部は、上記骨格部材の断面の重心により形成される上記長手方向に沿った中心軸の曲率半径が２６０ｍｍ以下である部分であってもよい。
【００１６】
上記曲げ誘起部は、上記骨格部材の断面係数が上記長手方向で変化する部分を含んでもよい。
【００１７】
上記曲げ誘起部は、凹部、凸部、穴部、板厚変化部または薄肉部の少なくともいずれかが設けられた部分を含んでもよい。
【００１８】
上記凹部、上記凸部、または上記板厚変化部の少なくともいずれかが上記骨格部材の上記長手方向に沿って、複数並設されてもよい。
【００１９】
上記曲げ誘起部は、上記骨格部材の降伏強度が上記長手方向で変化する部分を含んでもよい。
【００２０】
上記骨格部材には複数の壁穴が設けられ、上記第１補強部材は、上記壁部に設けられる上記複数の壁穴を貫通し、上記壁部の両面に密着して配置されてもよい。
【００２１】
上記骨格部材の内側において上記骨格部材と接合し、かつ、上記第１補強部材と密着して配置される第２補強部材をさらに備えてもよい。
【００２２】
上記第２補強部材は少なくとも１つの穴を有し、上記第１補強部材は、上記第２補強部材に設けられる上記少なくとも１つの穴を貫通し、かつ、上記第２補強部材の両面に密着して配置されてもよい。
【００２３】
上記長手方向の上記骨格部材と上記第２補強部材とが対向する領域の一部において、上記骨格部材または上記第２補強部材の少なくともいずれかに曲げ誘起部が設けられ、上記第１補強部材は、上記長手方向の上記曲げ誘起部が設けられた領域において、上記骨格部材または上記第２補強部材の少なくともいずれかに密着して配置されてもよい。
【００２４】
上記第２補強部材は鋼板により形成されてもよい。
【００２５】
上記第２補強部材のヤング率は上記第１補強部材のヤング率と同等またはそれよりも大きくてもよい。
【００２６】
上記第１補強部材は充填部材であってもよい。
【００２７】
上記車両用構造部材は、フロントサイドメンバ、リアサイドメンバ、ピラー、クラッシュボックス、フロアレインフォースメント、フロアクロスメンバ、バンパーレインフォースメント、サイドシル、ルーフサイドレール、ルーフセンターレインフォースメントまたはトンネルのいずれかであってもよい。
【００２８】
上記構成によれば、充填部材が骨格部材の壁部に設けられた壁穴を貫通して当該壁部の両面に密着することから、充填部材が当該壁穴に係止される。そうすると、充填部材が骨格部材の内壁面との接着力が十分でなくとも、充填部材が当該内壁面から脱落することを防ぐことができる。これにより、衝突により骨格部材が変形した場合であっても、充填部材が骨格部材の内壁面に当接した状態を維持することができる。よって、衝突時においても、骨格部材の衝突安全性能は充填部材により十分確保される。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように本発明によれば、充填部材が衝突安全性能に安定して貢献することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両用構造部材の構成例を示す部分断面図である。
【図２】同実施形態に係る車両用構造部材による作用の一例を示す部分断面図である。
【図３】同実施形態の第１の変形例に係る車両用構造部材の構成例を示す部分断面図である。
【図４】同変形例に係る車両用構造部材による作用の一例を示す部分断面図である。
【図５】同実施形態の第２の変形例に係る車両用構造部材の構成例を示す部分断面図である。
【図６】同実施形態の第３の変形例に係る車両用構造部材の構成例を示す部分断面図である。
【図７】同実施形態の第４の変形例に係る車両用構造部材の構成例を示す部分断面図である。
【図８】同実施形態の第５の変形例に係る車両用構造部材の構成例を示す部分断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る車両用構造部材の一例の概略構成を示す斜視図である。
【図１０】同実施形態に係る中空部材のＹ軸方向に直交する断面を示す断面図である。
【図１１】同実施形態に係る中空部材の中心軸を可視化した模式図である。
【図１２】同実施形態に係る車両用構造部材の一例のＺ軸方向に直交する断面における断面図である。
【図１３】図１２に示した車両用構造部材のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ切断線における断面図である。
【図１４】図１２に示した車両用構造部材のＸＩＶ−ＸＩＶ切断線における断面図である。
【図１５】同実施形態に係る中空部材に設けられる穴部の例を説明するための車両用構造部材の断面図である。
【図１６】同実施形態に係る穴部に対向して設けられる充填部材の変形例を説明するための車両用構造部材の断面図である。
【図１７】同実施形態に係る中空部材に設けられる穴部の他の例を示す模式図である。
【図１８】同実施形態に係る中空部材に設けられる穴部の他の例を示す模式図である。
【図１９】同実施形態に係る中空部材に設けられる穴部の他の例を示す模式図である。
【図２０】同実施形態に係る中空部材に設けられる穴部の他の例を示す模式図である。
【図２１】同実施形態に係る中空部材に設けられるビード部の例を説明するためのフレームの断面図である。
【図２２】同実施形態に係る中空部材に設けられる凹部の他の例を示す模式図である。
【図２３】同実施形態に係る中空部材に設けられる凹部の他の例を示す模式図である。
【図２４】同実施形態に係る中空部材に設けられる凹部の他の例を示す模式図である。
【図２５】同実施形態に係る中空部材に設けられる凹部の他の例を示す模式図である。
【図２６】同実施形態に係る凹部の形状および大きさの一例を示す模式図である。
【図２７】同実施形態に係る中空部材に設けられる凹部の他の例を示す模式図である。
【図２８】同実施形態に係る中空部材に設けられる凸部の例を説明するためのフレームの断面図である。
【図２９】同実施形態に係る中空部材に設けられる凸部の他の例を示す模式図である。
【図３０】同実施形態に係る中空部材に設けられる凸部の他の例を示す模式図である。
【図３１】同実施形態に係る中空部材に設けられる凸部の他の例を示す模式図である。
【図３２】同実施形態に係る中空部材に設けられる凸部の他の例を示す模式図である。
【図３３】同実施形態に係る凸部の形状および大きさの一例を示す模式図である。
【図３４】同実施形態に係る中空部材に設けられる凸部の他の例を示す模式図である。
【図３５】同実施形態に係る中空部材に設けられる板厚変化部の一例を示す模式図である。
【図３６】同実施形態に係る中空部材に設けられる薄肉部の一例を示す模式図である。
【図３７】同実施形態に係る中空部材に設けられる異強度部の例を説明するためのフレームの断面図である。
【図３８】同実施形態に係る中空部材に設けられる異強度部の他の例を示す模式図である。
【図３９】同実施形態に係る中空部材に設けられる異強度部の他の例を示す模式図である。
【図４０】同実施形態に係る中空部材に設けられる強度変化部の一例を示す模式図である。
【図４１】同実施形態に係る中空部材に設けられる屈曲部および穴部の組み合わせの例を説明するためのフレームの断面図である。
【図４２】同実施形態に係る中空部材の内側にレインフォースメントを長手方向に離間して並設した構成例を示すフレームの断面図である。
【図４３】本発明の他の実施形態に係る中空部材の第１の例の長手方向に直交する断面を示す断面図である。
【図４４】本発明の他の実施形態に係る中空部材の第２の例の長手方向に直交する断面を示す断面図である。
【図４５】実施例１および実施例２に係る十字引張試験に用いられるサンプルの構成を示す上面図である。
【図４６】実施例１に係るサンプルの構成を示す側方断面図である。
【図４７】実施例２に係るサンプルの構成を示す側方断面図である。
【図４８】比較例に係るサンプルの構成を示す側方断面図である。
【図４９】十字引張試験により計測された各サンプルの最大荷重を示すグラフである。
【図５０】充填部材が配設された骨格部材の構成例を示す部分断面図である。
【図５１】充填部材が配設された骨格部材による作用の一例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３２】
＜１．第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両用構造部材１の構成例を示す部分断面図である。車両用構造部材１は、主に自動車等の車両のフレーム構造を構成する部材として用いられる。車両用構造部材１は、例えば、自動車のフロントサイドメンバ、リアサイドメンバに該当する。フロントサイドメンバは、後端部を構成するフロントサイドメンバリア、および当該後端部よりも前側の部分を構成するフロントサイドメンバフロントを含む。リアサイドメンバは、後端部を構成するリアサイドメンバリア、および当該後端部よりも前側の部分を構成するリアサイドメンバフロントを含む。また車両用構造部材１は、例えば、自動車のピラーを含む。ピラーは、例えば、フロントピラー（Ａピラー）、センターピラー（Ｂピラー）、リアピラー（Ｃピラー、Ｄピラー）が該当する。また、当該車両用構造部材は、例えば、フロアレインフォースメント、フロアクロスメンバ、バンパーレインフォースメント、クラッシュボックス、サイドシル、ルーフサイドレール、ルーフセンターレインフォースメント、トンネル等が該当する。また、車両用構造部材１は、自動車のみならず、他の車両および自走可能な機械にも適用可能である。他の車両および自走可能な機械には、例えば、二輪車両、バスまたは牽引車等の大型車両、トレーラー、鉄道車両、建設機械、鉱山機械、農業機械、一般機械、および船舶等が含まれる。
【００３３】
図１に示すように、車両用構造部材１は、骨格部材１０および充填部材５０を備える。
【００３４】
なお、図１〜図８に示される方向Ｖ（Ｖ１、Ｖ２）は、骨格部材１０の外方を示す。
【００３５】
骨格部材１０は、長手方向に延びる壁部２０を有する構造部材である。骨格部材１０は、いわゆるフレーム形状を有しており、複数の壁部２０により構成される。骨格部材１０は、中空の閉断面構造を有してもよいし、Ｕ字状等の開放断面構造を有してもよい。また、骨格部材１０の長手方向に直交する断面の形状は特に限定されない。例えば、骨格部材１０の断面形状は、矩形断面であってもよいし、円形断面であってもよい。骨格部材１０の断面形状の具体例については後述する。
【００３６】
また、骨格部材１０の壁部２０には、少なくとも１つの壁穴２１が設けられる。壁穴２１の加工方法、並びに壁穴２１の数および形状は特に限定されない。
【００３７】
充填部材５０は、第１補強部材の一例である。本実施形態に係る充填部材５０は、例えば発泡樹脂材からなる硬質の発泡充填部材である。より具体的には、充填部材５０は、骨格部材１０の内側に設置された後に、化学変化により硬化する充填部材である。
【００３８】
充填部材５０は、骨格部材１０の内側に設置されると、壁部２０の内壁面２０Ａに密着するように配設される。充填部材５０のうち内壁面２０Ａに密着する部分を第１充填部分５１と称する。例えば、第１充填部分５１は、骨格部材１０の内側に発泡樹脂を導入することにより形成される。このとき、第１充填部分５１は内壁面２０Ａと当接面５１ａにおいて密着する。なお、第１充填部分５１は、第１補強部分の一例である。
【００３９】
また、充填部材５０は、骨格部材１０の内側のみならず、壁穴２１を貫通して、壁部２０の外壁面２０Ｂに密着するように配設される。充填部材５０のうち外壁面２０Ｂに密着する部分を第２充填部分５２と称する。例えば、第２充填部分５２は、骨格部材１０の内側に発泡樹脂を導入し、発泡した当該発泡樹脂が骨格部材１０の内側から壁穴２１を貫通して外側に膨出することにより形成される。このとき、第２充填部分５２は外壁面２０Ｂと当接面５２ａにおいて密着する。なお、第２充填部分５２は、第２補強部分の一例である。
【００４０】
さらに、充填部材５０のうち、壁穴２１に密着して設けられる部分を第３充填部分５３と称する。すなわち、充填部材５０は、第１充填部分５１と、第２充填部分５２と、第３充填部分５３とにより一体に成形されるものである。第１充填部分５１と第２充填部分５２とは、第３充填部分５３を介して接続されている。なお、第３充填部分５３は、第３補強部分の一例である。
【００４１】
なお、充填部材５０のうち第２充填部分５２は、骨格部材１０の内側に充填された充填部材が壁穴２１を貫通して骨格部材１０の外側に漏れ出たものである。例えば、第２充填部分５２は、壁穴２１の断面視において、壁穴２１の穴縁端２２から距離ｐの範囲において壁部２０と密着して設けられている。第２充填部分５２の外壁面２０Ｂへの密着性を十分得るためには、距離ｐは、例えば、５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４２】
かかる構成によれば、充填部材５０が骨格部材１０の壁部２０に設けられた壁穴２１を貫通して壁部２０の両面に密着する。そうすると、充填部材５０は壁穴２１に機械的に引っ掛けられるので、充填部材５０が壁部２０に係止される。この場合、充填部材５０が壁部２０から脱落するか否かは、充填部材５０の壁部２０に対する接着力ではなく、充填部材５０の引張強度により決まる。一般的に、充填部材５０の接着力よりも充填部材５０の引張強度の方が顕著に高いので、充填部材５０は壁部２０から容易に脱落しにくくなる。
【００４３】
図２は、本実施形態に係る車両用構造部材１による作用の一例を示す部分断面図である。車両用構造部材１の構成において、骨格部材１０の長手方向に対して衝突荷重が作用したとする。この場合、例えば、図２に示すように、骨格部材１０の外方（図中の方向Ｖ）に突出するような座屈が壁穴２１の近傍の変形位置ＢＰで生じ、壁部２０が骨格部材１０の内方に折れ曲がろうとする作用がかかったとする。なお、本明細書において内方とは、図中の方向Ｖの反対方向であり、骨格部材１０の重心側の方向を意味する。
【００４４】
ここで、充填部材５０は、壁穴２１を貫通して第１充填部分５１と接続する第２充填部分５２により壁部２０に係止されている。そのため、例えば、壁部２０が骨格部材１０の内方に折れ曲がろうとしても、第１充填部分５１が第２充填部分５２に追従するので、第１充填部分５１が壁部２０に拘束された状態が維持される。
【００４５】
そうすると、骨格部材１０の内側における充填部材５０の壁部２０に対する接着力が十分確保されていなくても、充填部材５０は壁部２０から容易に脱落しにくくなる。これにより、車両衝突により壁部２０に面外変形を生じさせる力が作用しても、充填部材５０が骨格部材１０の壁部２０に密着した状態を維持することができる。したがって、これにより、充填部材５０の第１充填部分５１が壁部２０の面外方向への変形を拘束するので、壁部２０の面外変形を抑制することができる。すなわち、充填部材５０が車両用構造部材１の衝突安全性能に安定して貢献することが可能となる。
【００４６】
なお、第１充填部分５１と第２充填部分５２とを接続する第３充填部分５３は、密に充填されていることが好ましい。なぜなら、これらが密に充填されることで、壁穴２１の軸に垂直方向における充填部材５０のずれを抑制し、充填部材５０の剥離防止に貢献するからである。また、第１充填部分５１と第２充填部分５２とを接続する第３充填部分５３は、必ずしも壁穴２１に密に充填されていなくともよい。例えば、第３充填部分５３は、壁穴２１の穴縁端２２と密着していなくてもよい。この場合においても、第１充填部分５１と第２充填部分５２とが接続されていれば、充填部材５０が骨格部材１０に係止されている状態が実現される。また、充填部材５０の内部は、必ずしも密に充填されていなくてもよい。
【００４７】
また、本実施形態では、第１補強部材は充填部材５０により実現されるが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、第１補強部材は複数の部材により実現されてもよい。より具体的には、第１補強部材のうち、第１補強部分は発泡樹脂により形成される充填部材により形成され、第２補強部分および第３補強部分は、充填部材とは異なる部材により形成されてもよい。この場合、第３補強部分と第１補強部分とは、発泡樹脂の硬化の際に接合されてもよい。
【００４８】
（変形例）
次に、本実施形態の変形例について説明する。
【００４９】
図３は、本実施形態の第１の変形例に係る車両用構造部材１Ａの構成例を示す部分断面図である。図３に示すように、本変形例に係る車両用構造部材１Ａを構成する骨格部材１０Ａの壁部２０には、複数の壁穴２１が設けられている。また、充填部材５０は、これらの壁穴２１を貫通して、壁部２０の内壁面２０Ａおよび外壁面２０Ｂに密着して設けられている。すなわち、充填部材５０は、壁部２０の内壁面２０Ａに密着する第１充填部分５１と、複数の壁穴２１の各々の位置において壁部２０の外壁面２０Ｂに密着する複数の第２充填部分５２と、複数の壁穴２１の各々に密着して設けられ第１充填部分５１と複数の第２充填部分５２とを接続する第３充填部分５３とにより構成される。
【００５０】
かかる構成により、充填部材５０が貫通する壁穴２１の数に応じて、充填部材５０を壁部２０に係止する部分が増加する。これにより、壁部２０に対して充填部材５０をより強固に固定することが可能となる。
【００５１】
また、かかる構成により、壁部２０の折れ曲がろうとする方向に関わらず、充填部材５０を壁部２０に追従させることができる。図４は、本変形例に係る車両用構造部材１Ａによる作用の一例を示す部分断面図である。車両用構造部材１Ａの構成において、骨格部材１０Ａの長手方向に対して衝突荷重が作用したとする。この場合、例えば、図４に示すように、骨格部材１０Ａの内方（図中の方向Ｖの反対方向）に突出するような座屈が壁穴２１の近傍の変形位置ＢＰで生じ、壁部２０が骨格部材１０Ａの外方に折れ曲がろうとする。
【００５２】
この場合、単に充填部材５０を壁部２０の内壁面２０Ａにのみ密着させていた場合、壁部２０が骨格部材１０の外方に折れ曲がろうとすることにより、充填部材５０が壁部２０の内壁面２０Ａから剥離してしまう。しかしながら、充填部材５０は複数の壁穴２１を貫通して接続する第２充填部分５２の各々により複数の壁穴２１に係止されている。そうすると、図４に示した例では、壁部２０が外側に折れ曲がろうとしても、第１充填部分５１が第２充填部分５２に追従するので、第１充填部分５１が壁部２０に拘束された状態が維持される。
【００５３】
そうすると、車両衝突により骨格部材１０Ａに対して内側に面外変形を生じさせる力が作用しても、充填部材５０が骨格部材１０Ａの壁部２０に密着した状態を維持することができる。したがって、これにより、充填部材５０の第１充填部分５１が壁部２０の面外方向への変形を拘束するので、壁部２０の面外変形を抑制することができる。すなわち、充填部材５０が車両用構造部材１Ａの衝突安全性能に安定して貢献することが可能である。
【００５４】
図５は、本実施形態の第２の変形例に係る車両用構造部材１Ｂの構成例を示す部分断面図である。図５に示すように、本変形例に係る充填部材５０の第１充填部分５１は、骨格部材１０Ａの壁部２０の稜線部２３の内側に配設されている。また、壁部２０の稜線部２３を挟んで両側には、それぞれ壁穴２１が設けられている。充填部材５０は、これらの壁穴２１を貫通して、壁部２０の内壁面２０Ａおよび外壁面２０Ｂに密着して設けられている。
【００５５】
骨格部材１０Ｂの壁部２０が面外変形すると、稜線部２３において局所的に塑性変形が生じる。この塑性変形により壁部２０の面外方向への倒れが促進されてしまう。そこで、稜線部２３の内側に充填部材５０を密着させて配置することにより、稜線部２３において生じる局所的な塑性変形を抑制することができる。
【００５６】
また、充填部材５０を上述した構成により壁部２０に固定することにより、稜線部２３において生じる塑性変形に起因して充填部材５０が壁部２０から脱落することを防ぐことができる。したがって、壁部２０の面外変形をより確実に抑制することができる。
【００５７】
なお、壁部２０に設けられる壁穴２１の数は特に限定されない。壁穴２１が複数壁部２０に設けられることにより、充填部材５０の第１充填部分５１と第２充填部分５２とを接続する箇所が増える。そうすると、壁部２０の変形により第１充填部分５１と第２充填部分５２とが引っ張られるが、その接続部分である第３充填部分５３の数が多ければ、１つあたりの接続部分の負荷が分散される。よって、壁穴２１の数を増やすことにより、充填部材５０の壁部２０に対する固定力を増すことができる。ただし、壁穴２１の数を増やすことにより、骨格部材１０の剛性が低下し得る。そのため、壁穴２１の数や設置位置は、設計に応じて適宜決めればよい。
【００５８】
図６は、本実施形態の第３の変形例に係る車両用構造部材１Ｃの構成例を示す部分断面図である。図６に示すように、壁穴２１Ａの穴縁端２２Ａは、壁部２０よりも骨格部材１０Ｃの内方に位置する。具体的には、壁部２０は、壁穴２１Ａの近傍において骨格部材１０Ｃの内方に向かって傾斜する傾斜部２４を備えている。
【００５９】
ここで、図６に示すように、充填部材５０は、傾斜部２４に食い込まれるように、かつ、壁部２０の内側および外側に密着して配置されている。第２充填部分５２は、壁部２０の外壁面２０Ｂのうち、傾斜部２４の傾斜面２４Ａに密着して設けられている。
【００６０】
かかる構成により、第２充填部分５２の外側面５２ｂと壁部２０の外壁面２０Ｂとは面一の関係とすることができる。そうすると、充填部材５０が壁部２０の内側から壁穴２１Ａを貫通して外側に膨出しても、壁部２０の外壁面２０Ｂが平坦となる。したがって、充填部材５０の膨出による他部材との干渉が生じなくなる。そのため、車両用構造部材１の取扱いが容易となる。なお、かかる第２充填部分５２は、例えば、骨格部材１０Ｃの内側に発泡樹脂を導入し、発泡した当該発泡樹脂が骨格部材１０Ｃの内側から壁穴２１Ａを貫通して外側に膨出した部分を切除することにより得られる。また、第２充填部分５２のうち壁部２０の外壁面２０Ｂよりも外側に膨出する部分は、切除されなくてもよい。
【００６１】
また、図６に示すように、充填部材５０は傾斜部２４を覆うように傾斜部２４に密着しているので、傾斜部２４によってアンカーボルトのように充填部材５０と壁部２０とを固定する機能が発揮される。したがって、充填部材５０が壁部２０により強固に固定される。
【００６２】
図７は、本実施形態の第４の変形例に係る車両用構造部材１Ｄの構成例を示す部分断面図である。図７に示すように、本変形例においても、壁穴２１Ｂの穴縁端２２Ｂは、壁部２０よりも骨格部材１０Ｄの内方に位置する。具体的には、壁部２０は、壁部２０の外側から内側に向かって穴縁端２２Ｂが突出する突出部２５を備えている。すなわち、壁穴２１はバーリング穴である。かかるバーリング穴は、例えば、公知のバーリング加工により形成される。
【００６３】
ここで、図７に示すように、充填部材５０は、突出部２５に食い込まれるように、かつ、壁部２０の内側および外側に密着して配置されている。第２充填部分５２は、壁部２０の外壁面２０Ｂのうち、突出部２５の外表面２５Ａに密着して設けられている。
【００６４】
かかる構成により、上記の第３の変形例と同様に、第２充填部分５２の外側面５２ｂと壁部２０の外壁面２０Ｂとは面一の関係とすることができる。そうすると、充填部材５０が壁部２０の内側から壁穴２１Ｂを貫通して外側に膨出しても、壁部２０の外壁面２０Ｂが平坦となる。したがって、充填部材５０の膨出による他部材との干渉が生じなくなる。なお、第２充填部分５２のうち壁部２０の外壁面２０Ｂよりも外側に膨出する部分は、切除されなくてもよい。
【００６５】
また、図７に示すように、充填部材５０は突出部２５を覆うように突出部２５に密着しているので、突出部２５によってアンカーボルトのように充填部材５０と壁部２０とを固定する機能が発揮される。したがって、充填部材５０が壁部２０により強固に固定される。
【００６６】
図８は、本実施形態の第５の変形例に係る車両用構造部材１Ｅの構成例を示す部分断面図である。図８に示すように、本変形例に係る壁部２０には、壁部２０よりも骨格部材１０Ｅの内方に窪んだ窪み部２６が設けられる。そして、壁穴２１Ｃは、窪み部２６の内部に設けられる。
【００６７】
ここで、図８に示すように、充填部材５０は、窪み部２６に食い込まれるように、かつ、壁部２０の内側および外側に密着して配置されている。第２充填部分５２は、壁部２０の外壁面２０Ｂのうち、窪み部２６の外表面２６Ａに密着して設けられている。
【００６８】
かかる構成により、上記の第３の変形例および第４の変形例と同様に、第２充填部分５２の外側面５２ｂと壁部２０の外壁面２０Ｂとは面一の関係とすることができる。そうすると、充填部材５０が壁部２０の内側から壁穴２１Ｃを貫通して外側に膨出しても、壁部２０の外壁面２０Ｂが平坦となる。したがって、充填部材５０の膨出による他部材との干渉が生じなくなる。なお、第２充填部分５２のうち壁部２０の外壁面２０Ｂよりも外側に膨出する部分は、切除されなくてもよい。
【００６９】
また、図８に示すように、充填部材５０は窪み部２６を覆うように窪み部２６に密着しているので、窪み部２６によってアンカーボルトのように充填部材５０と壁部２０とを固定する機能が発揮される。したがって、充填部材５０が壁部２０により強固に固定される。
【００７０】
なお、上記の第３の変形例〜第５の変形例に係る壁穴２１の近傍の壁部２０の形状は、互いに組み合わされてもよい。例えば、壁部２０に窪み部が設けられ、当該窪み部の内部に壁穴が設けられ、さらに当該壁穴に対してバーリング加工が成されてもよい。
【００７１】
＜２．第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態として、上述した第１の実施形態に係る骨格部材および充填部材の構成を適用させた、車両用構造部材１００の具体的な構成について説明する。
【００７２】
図９は、本発明の第２の実施形態に係る車両用構造部材１００の一例の概略構成を示す斜視図である。
【００７３】
本実施形態に係る車両用構造部材１００は、第１の構造部材２、第２の構造部材３、レインフォースメント４、および充填部材５を備える。本実施形態に係る中空部材１１０は、骨格部材の一例であり、第１の構造部材２および第２の構造部材３により形成される。なお、本実施形態に係る中空部材１１０は、図９に示すような閉断面構造を有してもよいし、他の実施形態においては、骨格部材は、Ｕ字状等の開放断面構造を有していてもよい。また、中空部材１１０の長手方向に直交する断面の形状は特に限定されない。例えば、中空部材１１０の断面形状は、矩形断面であってもよいし、円形断面であってもよい。中空部材１１０の断面形状の変形例については後述する。
【００７４】
また、図１０は、本実施形態に係る中空部材１１０のＹ軸方向に直交する断面を示す断面図である。以下、図９および図１０を参照しながら、本実施形態に係る車両用構造部材１００の構成について説明する。
【００７５】
第１の構造部材２は、長尺状の中空部材１１０を形成する構造部材の一例であり、ハット形の断面形状を有する。図９および図１０に示すように、第１の構造部材２は、長手方向（略Ｙ軸方向）に延びる底壁部２ａ、側壁部２ｂ、２ｂ、フランジ部２ｃ、２ｃ、および稜線部２ｄ、２ｄ、２ｅ、２ｅを有する。底壁部２ａおよび側壁部２ｂは、壁部の一例である。図１０に示す第１の構造部材２は、その形状からハット材ともいう。
【００７６】
側壁部２ｂは、底壁部２ａのＺ軸方向（幅方向）の両端から起立して設けられる。図１０に示すように、側壁部２ｂは、底壁部２ａとの角度が９０度以上、１２０度以下の範囲内で設けられることが衝突性能の観点から好ましい。また、稜線部２ｄは、底壁部２ａと側壁部２ｂとの境界となる部分である。
【００７７】
フランジ部２ｃは、側壁部２ｂの底壁部２ａに対し反対側の端部からＺ軸方向に沿って外側に起立して設けられる。図１０に示すように、フランジ部２ｃは、側壁部２ｂと略垂直の角度を成して設けられることが多い。ただし、フランジ部２ｃと側壁部２ｂとが接続する部分については、これに限らず部材の設計に応じて適宜決めればよい。また、稜線部２ｅは、側壁部２ｂとフランジ部２ｃとの境界となる部分である。
【００７８】
第２の構造部材３は、中空部材１１０を第１の構造部材２とともに形成する構造部材の一例であり、板状の部材である。第２の構造部材３はハット材の開口部を塞ぐことからクロージングプレートともいう。図１０に示すように、第２の構造部材３は、天壁部３ａ、および接合部３ｃ、３ｃを有する。天壁部３ａは、壁部の一例である。
【００７９】
天壁部３ａは、第１の構造部材２の底壁部２ａに対向する部分である。また、接合部３ｃは、第１の構造部材２のフランジ部２ｃに対して当接し、フランジ部２ｃと接合される部分である。つまり、天壁部３ａは、第２の構造部材３における一対の稜線部２ｅとのそれぞれの接続部分の間に存在する領域に相当する部分である。また、接合部３ｃは、第２の構造部材３における稜線部２ｅとフランジ部２ｃの端部とに挟まれるフランジ部２ｃの領域に当接する部分である。
【００８０】
本実施形態に係る中空部材１１０は、第１の構造部材２のフランジ部２ｃと第２の構造部材３の接合部３ｃとが接合されて形成される。このとき、図１０に示すように、中空部材１１０は閉断面を有する。この閉断面は、底壁部２ａと、一対の側壁部２ｂ、２ｂと、天壁部３ａにより形成される。なお、フランジ部２ｃと接合部３ｃとの接合方法は特に限定されない。例えば、当該接合方法は、溶接、リベット、ボルト締結、接着、またはヘム加工による接合等であってもよい。本実施形態では、フランジ部２ｃと接合部３ｃは、スポット溶接により接合される。
【００８１】
なお、中空部材１１０の有する閉断面の形状は略多角形である。ここで、略多角形とは、複数の線分で近似表現することが可能である閉じた平面図形を意味する。例えば、図１０に示した閉断面は、４つの線分（底壁部２ａ、側壁部２ｂ、天壁部３ａに相当）および４つの頂点（稜線部２ｄ、２ｅに相当）からなる略四角形である。この略四角形は、例えば、矩形および台形等を含む。
【００８２】
また、本実施形態に係る中空部材１１０の有する閉断面の形状が略四角形以外の略多角形である場合であっても、本明細書において、中空部材１１０は、底壁部２ａ、一対の側壁部２ｂ、２ｂおよび天壁部３ａにより形成されるものとして説明する。中空部材１１０の有する閉断面の形状の例については後述する。
【００８３】
なお、本実施形態に係る第１の構造部材２および第２の構造部材３は、例えば鋼板等の金属板により形成されることが好ましい。また、衝突性能の観点から両構造部材の板厚はバス等の大型の車両で多く用いられるフレーム構造では、２．３ｍｍ以下が好ましく、通常のサイズの車両で多く用いられるモノコック構造車両では１．８ｍｍ以下であることが好ましく、バイク等の小型車両では１．４ｍｍ以下であることが好ましい。両構造部材の板厚が大きい場合、衝突荷重の入力による中空部材１１０の折れ曲げ箇所における当該構造部材の面外変形が生じにくいため、本発明により得られる効果は小さい。また、両構造部材の板厚が大きい場合、中空部材の軽量化を達成することが困難である。また、本実施形態に係る第１の構造部材２および第２の構造部材３の強度は特に限定されない。ただし、軽量化により低減し得る中空部材の全体的な強度を補うために、両構造部材の引張強度は７８０ＭＰａ以上であることが好ましい。また、両構造部材の引張強度は９８０ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。
【００８４】
図９に戻り、車両用構造部材１００の構成要素について説明する。本実施形態に係るレインフォースメント４は、第２補強部材の一例である。レインフォースメント４は、図９に示すように、主面部４ａおよび接合部４ｂを有する。主面部４ａは、底壁部２ａと天壁部３ａに対向したまま車両用構造部材１００の長手方向（Ｙ軸方向）に延びる。他の実施形態においては、主面部４ａは、一対の側壁部２ｂに対向するように設けられてもよい。また、主面部４ａは、必ずしも中空部材１１０を形成する各壁部に対向させて設けられなくてもよい。例えば、底壁部２ａと側壁部２ｂの間にレインフォースメント４が配置されてよい。
【００８５】
また、本実施形態に係る接合部４ｂは、側壁部２ｂに接合される。これにより、主面部４ａが一対の側壁部２ｂ、２ｂ間を架け渡すように設けられる。そうすると、中空部材１１０に衝突荷重が加わった際にレインフォースメント４が一対の側壁部２ｂ、２ｂを拘束するので、中空部材１１０の断面変形を抑制することができる。なお、接合部４ｂと側壁部２ｂとの接合方法は特に限定されない。例えば、当該接合方法は、溶接、リベット、ボルト締結、接着、またはヘム加工による接合等であってもよい。本実施形態では、接合部４ｂと側壁部２ｂは、スポット溶接により接合される。また、レインフォースメント４は、充填部材５の配置領域を区切るためのしきい板としての機能も有する。
【００８６】
本実施形態に係るレインフォースメント４は、例えば鋼板等の金属板により形成されることが衝突性能の観点から好ましい。レインフォースメント４の板厚は、バス等の大型の車両で多く用いられるフレーム構造では、２．３ｍｍ以下が好ましく、通常のサイズの車両で多く用いられるモノコック構造車両では１．８ｍｍ以下であることが好ましく、バイク等の小型車両では１．４ｍｍ以下であることが好ましい。レインフォースメント４の板厚が大きい場合、上述したように、衝突荷重の入力による中空部材１１０の折れ曲げ箇所におけるレインフォースメント４の面外変形が生じにくいため、本発明により得られる効果は小さい。また、レインフォースメント４の板厚が大きい場合、中空部材の軽量化を達成することが困難である。また、軽量化による中空部材の強度の低減を補うために、レインフォースメント４の引張強度は１００ＭＰａ以上であることが好ましい。また、レインフォースメント４を形成する材料は、プラスチック、炭素繊維、合金板または複合材であってもよい。
【００８７】
なお、本実施形態に係るレインフォースメント４の中空部材１１０の内側における具体的な配置位置については後述する。
【００８８】
本実施形態に係る充填部材５は、上述した第１補強部材の一例である。本実施形態に係る充填部材５は、例えば発泡樹脂材からなる硬質の発泡充填部材である。より具体的には、充填部材５は、中空部材１１０の内側に設置された後に、化学変化により硬化する充填部材である。また、充填部材５の代わりに、第１補強部材として他の補強部材が用いられてもよい。この場合、第２補強部材であるレインフォースメント４のヤング率が第１補強部材のヤング率よりも大きい、または同一である第１補強部材が用いられることが好ましい。例えば、本実施形態に係る充填部材５のヤング率は、本実施形態に係るレインフォースメント４のヤング率の約１０００分の１である。
【００８９】
なお、本実施形態に係る充填部材５の中空部材１１０の内側における具体的な配置位置については後述する。
【００９０】
また、本実施形態に係る中空部材１１０には、屈曲部６Ａおよび６Ｂが設けられる。屈曲部６は、中空部材１１０が屈曲する部分である。すなわち、屈曲部６とは、中空部材１１０の断面の重心により形成される中心軸の長手方向における曲率半径が２６０ｍｍ以下である部分である。図１１は、本実施形態に係る中空部材１１０の中心軸を可視化した模式図である。図１１に示すように、中空部材１１０の中心軸Ｃ１は、屈曲部６Ａおよび６Ｂにおいて屈曲している。
【００９１】
屈曲部６は、詳しくは後述するが、曲げ誘起部の一例である。車両用構造部材１００が変形する際に曲がることが予測される箇所を曲げ誘起部という。このような屈曲部６を備える中空部材１１０は、例えば第１の構造部材２および第２の構造部材３の一部が屈曲するようにプレス成形を行い、これらの構造部材を組み立てることにより得られる。このような屈曲部６は、車両用構造部材１が適用される車両の構造に応じて適宜設けられる。中空部材１１０に設けられる屈曲部６の数は特に限定されず、上述したように車両の構造に応じて適宜決定される。すなわち、中空部材１１０に屈曲部６が設けられない場合も存在する。
【００９２】
中空部材１１０に曲げ誘起部が形成された場合、長手方向への衝突によって曲げ誘起部において曲げ変形が生じる。例えば、図１１に示すように、かかる屈曲部６Ａおよび６Ｂの曲率半径ＲＡおよびＲＢの少なくともいずれかが２６０ｍｍ以下であれば、中空部材１１０は、衝突荷重の入力時に、上記曲率半径の条件を満たす屈曲部６Ａおよび６Ｂのうちの少なくともいずれかにおいて曲げ変形が生じる。この曲げ変形に必要なエネルギが衝突によるエネルギから供給される。すなわち、中空部材１１０の曲げ変形により衝突エネルギを吸収することができる。この曲げ誘起部を中空部材１１０に設けることにより、衝突により生じる中空部材１１０の曲げ起点を設定することができる。そのため、中空部材１１０の想定外の曲げによるキャビンへの衝撃を回避することができるので、キャビンの安全性を確保することができる。
【００９３】
また、本実施形態に係るレインフォースメント４は、中空部材１１０を内側から支えるように、中空部材１１０の曲げ誘起部（例えば屈曲部６）の内側に設けられる。これにより、中空部材１１０の衝突時の断面変形を抑制し、衝突に対する耐荷重性を高めることができる。ゆえに、衝突安全性能を総合的に高めることができる。
【００９４】
なお、上述した曲げ誘起部は屈曲部６に限られない。曲げ誘起部の具体例については後述する。
【００９５】
また、図９に示すように、中空部材１１０の曲げ誘起部である屈曲部６において、中空部材１１０の底壁部２ａとレインフォースメント４との間には、充填部材５が配置されている。さらに、図９に示すように、屈曲部６近傍において、底壁部２ａには壁穴２１が設けられており、充填部材５は、壁穴２１を貫通し、底壁部２ａの内壁面に密着する第１充填部分５１と、底壁部２ａの外壁面に密着する第２充填部分５２とを備える構成となっている。
【００９６】
以下、充填部材５に関する構成および作用について、図１２〜図１４を参照しながら説明する。
【００９７】
図１２は、本実施形態に係る車両用構造部材１００の一例のＺ軸方向に直交する断面における断面図である。なお、図１２に示す断面図は、図９に示した中空部材１１０のＸＩＩ−ＸＩＩ切断線における車両用構造部材１００の断面に相当する。図１２に示すように、中空部材１１０には、長手方向に沿って屈曲部６Ａ、６Ｂが設けられている。屈曲部６Ａは、底壁部２ａが曲げ内側となる方向に屈曲して設けられている。また、屈曲部６Ｂは、天壁部３ａが曲げ内側となる方向に屈曲して設けられている。
【００９８】
本実施形態に係る充填部材５は、レインフォースメント４の主面部４ａに密着して配置される。図１２に示した例では、充填部材５Ａは、屈曲部６Ａにおいて、底壁部２ａに密着して設けられている。また、充填部材５Ｂは、屈曲部６Ｂにおいて、天壁部３ａに密着して設けられている。
【００９９】
また、屈曲部６Ａ近傍において、底壁部２ａには壁穴２１が設けられており、レインフォースメント４の主面部４ａには穴４１Ａが設けられている。充填部材５Ａは、壁穴２１および穴４１Ａを貫通し、底壁部２ａの両面および主面部４ａの両面に密着して設けられている。詳細には、充填部材５Ａは、底壁部２ａの内壁面とレインフォースメント４の主面部４ａの第１の面４０ａとに密着する第１充填部分５１Ａと、底壁部２ａの外壁面に密着する第２充填部分５２Ａと、壁穴２１に密着して設けられ第１充填部分５１Ａと第２充填部分５２Ａとを接続する第３充填部分５３Ａと、主面部４ａの第２の面４０ｂに密着する第４充填部分５４Ａと、穴４１Ａの内側に設けられ第１充填部分５１Ａと第４充填部分５４Ａとを接続する第５充填部分５５Ａと、により構成される。
【０１００】
同様に、屈曲部６Ｂ近傍において、天壁部３ａには壁穴３１が設けられており、レインフォースメント４の主面部４ａには穴４１Ｂが設けられている。充填部材５Ｂは、壁穴３１および穴４１Ｂを貫通し、天壁部３ａの両面および主面部４ａの両面に密着して設けられている。詳細には、充填部材５Ｂは、天壁部３ａの内壁面とレインフォースメント４の主面部４ａの第２の面４０ｂとに密着する第１充填部分５１Ｂと、天壁部３ａの外壁面に密着する第２充填部分５２Ｂと、壁穴３１に密着して設けられ第１充填部分５１Ｂと第２充填部分５２Ｂとを接続する第３充填部分５３Ｂと、主面部４ａの第１の面４０ａに密着する第４充填部分５４Ｂと、穴４１Ｂの内側に設けられ第１充填部分５１Ｂと第４充填部分５４Ｂとを接続する第５充填部分５５Ｂと、により構成される。
【０１０１】
図１３および図１４は、図１２に示した車両用構造部材１００のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ切断線およびＸＩＶ−ＸＩＶ切断線における断面図である。図１３に示すように、充填部材５Ａは、底壁部２ａと、主面部４ａと、一対の側壁部２ｂとにより形成される空間７Ａにおいて、底壁部２ａおよび主面部４ａに密着して配置されている。
【０１０２】
底壁部２ａには壁穴２１が設けられ、主面部４ａには穴４１Ａが設けられている。充填部材５Ａは、空間７Ａの各壁面に密着する第１充填部分５１Ａと、底壁部２ａの外壁面に密着する第２充填部分５２Ａおよび主面部４ａの第２の面４０ｂに密着する第４充填部分５４Ａとが、壁穴２１および穴４１Ａを貫通して接続されている。これにより、充填部材５Ａは、底壁部２ａと主面部４ａとの双方に係止される。
【０１０３】
そうすると、例えば、車両用構造部材１への衝突荷重が入力されて屈曲部６Ａにおいて折れ曲げが生じる場合、車両衝突により底壁部２ａおよび主面部４ａに面外変形を生じさせる力が作用する。この場合、底壁部２ａと主面部４ａが互いに遠ざかる方向に変形しようとし、充填部材５Ａには引張の力が作用する。このような状態であっても、充填部材５Ａは底壁部２ａおよび主面部４ａに拘束されるので、充填部材５Ａが底壁部２ａおよび主面部４ａに密着した状態を維持することができる。したがって、充填部材５Ａによる底壁部２ａおよびレインフォースメント４の面外変形を抑制することができる。
【０１０４】
また、充填部材５Ａが底壁部２ａおよび主面部４ａの継手としての能力を発揮するので、主面部４ａおよび底壁部２ａのそれぞれの変形により受ける力を相殺することができる。これにより、主面部４ａの面外変形を単に抑制するだけではなく、面外変形を生じさせる力そのものを減じることができる。よって、車両用構造部材１００の衝突安全性能をより高めることができる。
【０１０５】
また、図１３に示した例では、充填部材５Ａの第１充填部分５１Ａは、稜線部２ｄや接続部分４ｃの内側に密着して配置されている。そのため、稜線部２ｄや接続部分４ｃにかかる局所的に高い応力による塑性変形を、より確実に抑制することができる。よって、車両用構造部材１００の衝突安全性能をより高めることができる。
【０１０６】
また、図１４に示すように、屈曲部６Ｂにおいて、充填部材５Ｂは、天壁部３ａと、主面部４ａと、一対の側壁部２ｂとにより形成される空間７Ｂにおいて、天壁部３ａおよび主面部４ａに密着して配置されている。充填部材５Ｂの配置の変形例は、上述した充填部材５Ａの配置の変形例と同様である。
【０１０７】
上述した作用および効果は、図１４に示したような、天壁部３ａと主面部４ａとの間に充填される充填部材５Ｂについても同様に発揮される。
【０１０８】
なお、図１３および図１４に示した例では、壁穴２１、３１は底壁部２ａおよび天壁部３ａに設けられるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、壁穴２１は、側壁部２ｂまたは稜線部２ｄ、２ｅに設けられてもよい。かかる場合であっても、充填部材５のうち側壁部２ｂや稜線部２ｄ、２ｅの外側に膨出する部分がこれらの外壁面に密着するように設けられていれば、充填部材５が中空部材１１０の各壁部に密着した状態を維持することができる。
【０１０９】
このように、本実施形態に係る車両用構造部材１００においては、曲げ誘起部である屈曲部６の内側にレインフォースメント４が設けられる。また、充填部材５は、中空部材１１０の壁部およびレインフォースメント４に設けられた穴を貫通して、これらの両面に密着して配置される。これにより、車両用構造部材１００への衝突荷重の入力の際においても、充填部材５は、中空部材１１０およびレインフォースメント４のいずれからも脱落せず、これらに拘束された状態を維持することができる。そうすると、充填部材５による中空部材１１０の壁部およびレインフォースメント４の面外変形を抑制することができる。これにより、充填部材５が車両用構造部材１００の衝突安全性能に安定して貢献することができる。
【０１１０】
また、充填部材５は、レインフォースメント４にのみ密着して配置されてもよい。例えば、図１３および図１４に示した空間７Ａ、７Ｂが大きく、充填部材５が空間７Ａおよび７Ｂを横断して底壁部２ａまたは天壁部３ａとレインフォースメント４との双方に密着して配置することが困難である場合、充填部材５は、レインフォースメント４にのみ密着されて配置されてもよい。この場合、レインフォースメント４には図１〜図８に示したような穴が設けられ、充填部材５が当該穴を貫通してレインフォースメント４の両面に密着して配置される。そうすると、車両用構造部材１００への衝突荷重の入力の際においても、充填部材５は、レインフォースメント４から脱落せず、レインフォースメント４に拘束された状態を維持することができる。
【０１１１】
なお、図１２に示したレインフォースメント４は一の部材により形成され、屈曲部６における底壁部２ａおよび天壁部３ａのそれぞれに対向するように設けられているが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、レインフォースメント４は、屈曲部６等の曲げ誘起部における底壁部２ａまたは天壁部３ａに対向して複数設けられてもよい。また、レインフォースメント４は、中空部材１１０の長手方向に沿って全体的に設けられてもよい。つまり、レインフォースメント４は、曲げ誘起部の内側に設けられていれば、レインフォースメント４の中空部材１１０の長手方向における位置および長さは特に限定されない。
【０１１２】
＜３．曲げ誘起部の例＞
次に、中空部材１１０に設けられる曲げ誘起部の例について説明する。上記の実施形態では、曲げ誘起部である屈曲部６について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、屈曲部を有さない中空部材（例えば、長手方向において略直線状に延びる中空部材を含む）においては、穴部、凹部、凸部、板厚変化部、および異強度部等が設けられた部分が、曲げ誘起部としての機能を実現する。穴部、凹部、凸部、および板厚変化部のいずれかが設けられた部分は、中空部材１１０の長手方向で中空部材１１０の断面係数が変化する部分である。中空部材１１０の長手方向で断面係数が変化する部分においては、同一の曲げモーメントにより中空部材１１０に生じる曲げ応力が変化するので、当該部分において中空部材１１０の曲げが誘起される。より具体的には、長手方向で中空部材１１０のうち断面係数が相対的に小さい部分については、当該部分における曲げ応力が相対的に大きくなるので、当該部分において屈曲が生じる。また、長手方向で中空部材１１０のうち断面係数が相対的に大きい部分については、当該部分の中空部材１１０の長手方向の前後における領域を含む部分の断面係数が相対的に小さくなる。したがって、当該領域と上記断面係数が相対的に大きい部分との境界部分において屈曲が生じる。
【０１１３】
また、異強度部は、中空部材１１０の長手方向で中空部材１１０の降伏強度が変化する部分である。中空部材１１０の長手方向で降伏強度が変化する部分においては、当該部分における中空部材１１０の塑性変形が誘起される。例えば、長手方向で中空部材１１０のうち降伏強度が相対的に小さい部分については、当該部分における塑性変形が中空部材１１０において最初に生じるため、当該部分において屈曲が生じる。また、長手方向で中空部材１１０のうち降伏強度が相対的に大きい部分については、当該部分の中空部材１１０の長手方向の前後における領域を含む部分の降伏強度が相対的に小さくなる。したがって、当該領域と上記降伏強度が相対的に大きい部分との境界部分において屈曲が生じる。
【０１１４】
なお、以下に示す曲げ誘起部の例では、中空部材１１０の内側にレインフォースメント４が設けられている場合を説明するが、かかる曲げ誘起部は、中空部材１１０の内側にレインフォースメント４が設けられていない場合でも適宜設けられる。
【０１１５】
（穴部）
図１５は、本実施形態に係る中空部材１１０に設けられる穴部６０の例を説明するための車両用構造部材の断面図である。図１５に示すように、底壁部２ａには穴部６０が設けられている。穴部６０が設けられた部分における中空部材１１０の断面係数は、穴部６０が設けられた部分の前後（中空部材１１０の長手方向についての）における部分の中空部材１１０の断面係数よりも低い。したがって、図１５に示す衝突荷重Ｆが中空部材１１０に入力された場合、車両用構造部材１００は、穴部６０が設けられた部分において、穴部６０が曲げ内側となるように屈曲する。そのため、レインフォースメント４は少なくとも穴部６０が設けられた底壁部２ａに対向する位置に設けられ、充填部材５はレインフォースメント４に密着して配置される。これにより、衝突荷重Ｆの入力により穴部６０の近傍において屈曲が生じた場合に、レインフォースメント４の面外変形を抑制することができる。
【０１１６】
なお、図１５に示した例では、底壁部２ａの穴部６０が設けられた部分に充填部材５が配置されていたが、本発明はかかる例に限定されない。図１６は、本実施形態に係る穴部６０に対向して設けられる充填部材５の変形例を説明するための車両用構造部材１００の断面図である。図１６に示すように、穴部６０の内側の空間には充填部材５が配置されなくてもよい。これにより、穴部６０における底壁部２ａの屈曲変形をより確実に行うことが可能である。なお、以下に示す他の曲げ誘起部の例においても同様に、曲げ誘起部の近傍の空間に充填部材５を配置させないようにすることで、曲げ誘起部における屈曲変形をより確実に行うことが可能となる。
【０１１７】
また、穴部の形状および配置については、上述した例に限られない。図１７〜図２０は、本実施形態に係る中空部材に設けられる穴部の他の例を示す模式図である。図１７に示すように、円形の穴部６０ａが底壁部２ａに設けられてもよい。また、図１８に示すように、複数の穴部６０ｂが底壁部２ａに設けられてもよい。この場合、例えば、複数の穴部６０ｂが、中空部材１１０Ａの長手方向に横切る方向に並んで設けられてもよい。この場合、衝突荷重の入力時において、穴部６０ｂが曲げの起点として、中空部材１１０Ａが底壁部２ａ側に曲げ変形やすくなる。
【０１１８】
また、図１９に示すように、中空部材１１０Ａの長手方向に横切る方向に延在する穴部６０ｃが底壁部２ａに設けられてもよい。この場合、衝突荷重の入力時において、穴部６０ｃが曲げの起点として、中空部材１１０Ａが底壁部２ａ側に曲げ変形される。なお、穴部６０ｃの形状は、図１９に示す角丸矩形に限定されず、あらゆる形状であってもよい。
【０１１９】
なお、上述した中空部材１１０Ａの長手方向に横切る方向は、図１７〜図１９に示すような、中空部材１１０Ａの長手方向に直交する方向に限定されない。例えば、穴部６０が設けられた部分の面において、中空部材１１０Ａの長手方向と当該横切る方向とのなす角が、４５度以上９０度以下であることが好ましい。これにより、安定した曲げ変形を誘起させることができる。
【０１２０】
また、穴部６０の設けられる部分は底壁部２ａに限られない。例えば、側壁部２ｂや天壁部３ａに穴部６０が設けられてもよい。また、穴部６０が設けられた部分に対向する部分には、穴部６０等が設けられないことが好ましい。例えば、穴部６０が底壁部２ａに設けられた場合、天壁部３ａには別の穴部６０の曲げ変形を誘起する部分は設けられないことが好ましい。衝突荷重の入力時に、穴部６０が設けられた側に曲げ変形を誘起するためである。
【０１２１】
また、図２０に示すように、穴部６０ｄが稜線部２ｄに設けられてもよい。これにより、中空部材１１０Ａのうち長手方向で穴部６０ｄが設けられた部分の断面係数が顕著に低下するので、穴部６０ｄが設けられた部分を曲げの起点とする曲げ変形をより確実に誘起することができる。
【０１２２】
なお、図１７〜図２０に示した穴部６０は、本発明の一実施形態に係る壁穴２１の機能を有していてもよい。すなわち、充填部材５は、曲げ誘起部として設けられた穴部６０を貫通して、中空部材１１０の壁部２０（例えば底壁部２ａ）の両面に密着して配置されてもよい。また、曲げ誘起部としての穴部６０は、充填部材５を中空部材１１０に拘束させるための壁穴２１と異なるものであってもよい。
【０１２３】
（凹部）
図２１は、本実施形態に係る中空部材に設けられるビード部の例を説明するための車両用構造部材１００の断面図である。なお、ビード部６１は、本実施形態における凹部の一例である。図２１に示すように、底壁部２ａにはビード部６１が設けられている。ビード部６１が設けられた部分における中空部材１１０の断面係数は、ビード部６１が設けられた部分の前後（中空部材１１０の長手方向についての）における部分の中空部材１１０の断面係数よりも低い。したがって、図２１に示す衝突荷重Ｆが中空部材１１０に入力された場合、車両用構造部材１００はビード部６１が設けられた部分において、ビード部６１が曲げ内側となるように屈曲する。そのため、レインフォースメント４は少なくともビード部６１が設けられた底壁部２ａに対向する位置に設けられ、充填部材５はレインフォースメント４に密着して配置される。これにより、衝突荷重Ｆの入力によりビード部６１の近傍において屈曲が生じた場合に、レインフォースメント４の面外変形を抑制することができる。
【０１２４】
なお、凹部の形状および配置については、上述した例に限られない。図２２〜図２５は、本実施形態に係る中空部材に設けられる凹部の他の例を示す模式図である。ここでいう凹部とは、エンボスやビードなどの、中空部材１１０Ｂの底壁部２ａ等に設けられる窪み部分を意味する。図２２に示すように、円形の凹部６１ａが底壁部２ａに設けられてもよい。
【０１２５】
また、図２３に示すように、複数の凹部６１ｂが底壁部２ａに設けられてもよい。この場合、例えば、複数の凹部６１ｂが、中空部材１１０Ｂの長手方向に横切る方向に並んで設けられてもよい。この場合、衝突荷重の入力時において、複数の凹部６１ｂが曲げの起点として、中空部材１１０Ｂが底壁部２ａ側に曲げ変形されやすくなる。
【０１２６】
また、図２４に示すように、中空部材１１０Ｂの長手方向に横切る方向に延在するビード部６１ｃが底壁部２ａに設けられてもよい。この場合、衝突荷重の入力時において、ビード部６１ｃが曲げの起点として、中空部材１１０Ｂが底壁部２ａ側に曲げ変形される。なお、ビード部６１ｃの形状は、図２４に示す角丸矩形に限定されず、あらゆる形状であってもよい。
【０１２７】
なお、上述した中空部材１１０Ｂの長手方向に横切る方向は、図２４に示すような、中空部材１１０Ｂの長手方向に直交する方向に限定されない。例えば、凹部６１が設けられた部分の面において、中空部材１１０Ｂの長手方向と当該横切る方向とのなす角が、４５度以上９０度以下であればよい。
【０１２８】
また、凹部６１の設けられる部分は底壁部２ａに限られない。例えば、側壁部２ｂや天壁部３ａに凹部６１が設けられてもよい。また、凹部６１が設けられた部分に対向する部分には、凹部６１等が設けられないことが好ましい。例えば、凹部６１が底壁部２ａに設けられた場合、天壁部３ａには別の凹部６１の曲げ変形を誘起する部分は設けられないことが好ましい。衝突荷重の入力時に、凹部６１が設けられた側に曲げ変形を誘起するためである。
【０１２９】
また、図２５に示すように、凹部６１ｄが稜線部２ｄに設けられてもよい。これにより、中空部材１１０Ｂのうち長手方向で凹部６１ｄが設けられた部分の断面係数が顕著に変化するので、凹部６１ｄが設けられた部分を曲げの起点とする曲げ変形をより確実に誘起することができる。
【０１３０】
上述したような凹部６１を設ける場合、凹部６１の形態は特に限定されないが、凹部６１は以下に示す形態を有することが好ましい。例えば、中空部材１１０Ｂが高強度鋼板により形成される場合、成型性の観点から、図２６に示すように、凹部６１の深さＤｄ（凹部６１が設けられた部分の面６１１と凹部６１の底６１２との間における、平面に直交する方向の長さ、図２６参照）は、中空部材１１０Ｂの板厚の３倍以上であることが好ましい。また、中空部材１１０Ｂの長手方向における凹部６１の縁６１３同士の距離Ｌｄ（図２６参照）は、５０ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１３１】
図２７は、本実施形態に係る中空部材に設けられる凹部の他の例を示す模式図である。図２７に示すように、中空部材１１０Ｂの長手方向に延在する凹部６１ｅ、６１ｆが、中空部材１１０Ｂの長手方向に沿って並んで設けられてもよい。この場合、中空部材１１０Ｂのうち、長手方向における凹部６１ｅと凹部６１ｆとの間の部分６１０で曲げが生じる。すなわち、中空部材１１０Ｂのうち、凹部６１ｅ、６１ｆが設けられた部分と、凹部６１ｅと凹部６１ｆとの間の部分６１０とでは断面係数が異なるので、衝突荷重の入力時において、当該部分６１０を曲げの起点として曲げ変形が生じる。なお、この場合においても、中空部材１１０Ｂが高強度鋼板により形成される場合、成型性の観点から、凹部６１ｅ、６１ｆの深さＤｄは、中空部材１１０Ｂの板厚の３倍以上であることが好ましい。また、当該部分６１０には、凹部、後述する凸部、薄肉部または異強度部等が形成されていてもよい。
【０１３２】
なお、凹部６１ｅおよび凹部６１ｆは、図２７に示すように、必ずしも直列に並んでいなくてもよい。また、凹部６１ｅおよび凹部６１ｆは、必ずしも中空部材１１０Ｂの長手方向に延在していなくてもよい。例えば、凹部６１ｅおよび凹部６１ｆが設けられた部分の面において、中空部材１１０Ｂの長手方向と凹部６１ｅおよび凹部６１ｆの延在方向とのなす角は、０度以上４５度以下であればよい。
【０１３３】
（凸部）
図２８は、本実施形態に係る中空部材に設けられる凸部の例を説明するための車両用構造部材１００の断面図である。図２８に示すように、底壁部２ａには凸部６２が設けられている。凸部６２が設けられた部分における中空部材１１０の断面係数は、凸部６２が設けられた部分の前後（中空部材１１０の長手方向についての）における部分の中空部材１１０の断面係数よりも高い。したがって、図２８に示す衝突荷重Ｆが中空部材１１０に入力された場合、中空部材１１０の長手方向における凸部６２の前後の領域８ａまたは８ｂの少なくともいずれかにおいて、凸部６２が曲げ内側となるように屈曲する。この領域８ａおよび８ｂは、Ｙ軸方向における、中空部材１１０の断面係数の変化が生じる領域である。そのため、レインフォースメント４は少なくとも凸部６２並びに凸部６２の前後の領域８ａおよび８ｂに対向する位置に設けられ、充填部材５はレインフォースメント４に密着して配置される。これにより、衝突荷重Ｆの入力により凸部６２の近傍において屈曲が生じた場合に、レインフォースメント４の面外変形を抑制することができる。
【０１３４】
なお、凸部の形状および配置については、上述した例に限られない。図２９〜図３２は、本実施形態に係る中空部材に設けられる凸部の他の例を示す模式図である。ここでいう凸部は、例えば、中空部材１１０の加工等により実現される。すなわち、かかる凸部は、中空部材１１０Ｃを構成する鋼板の一部を変形させて設けられるものであってもよい。図２９に示すように、円形の凸部６２ａが底壁部２ａに設けられてもよい。
【０１３５】
また、図３０に示すように、複数の凸部６２ｂが底壁部２ａに設けられてもよい。この場合、例えば、複数の凸部６２ｂが、中空部材１１０Ｃの長手方向に横切る方向に並んで設けられてもよい。この場合、衝突荷重の入力時において、中空部材１１０Ｃの長手方向における複数の凸部６２ｂの前後の領域のいずれかが曲げの起点として、中空部材１１０Ｃが底壁部２ａ側に曲げ変形されやすくなる。
【０１３６】
また、図３１に示すように、中空部材１１０Ｃの長手方向に横切る方向に延在する凸部６２ｃが底壁部２ａに設けられてもよい。この場合、衝突荷重の入力時において、中空部材１１０Ｃの長手方向における凸部６２ｃの前後の領域のいずれかが曲げの起点として、中空部材１１０Ｃが底壁部２ａ側に曲げ変形される。なお、凸部６２ｃの形状は、図３１に示す角丸矩形に限定されず、あらゆる形状であってもよい。
【０１３７】
なお、上述した中空部材１１０Ｃの長手方向に横切る方向は、図３１に示すような、中空部材１１０Ｃの長手方向に直交する方向に限定されない。例えば、凸部６２が設けられた部分の面において、中空部材１１０Ｃの長手方向と当該横切る方向とのなす角が、４５度以上９０度以下であればよい。
【０１３８】
また、凸部６２の設けられる部分は底壁部２ａに限られない。例えば、側壁部２ｂや天壁部３ａに凸部６２が設けられてもよい。また、凸部６２が設けられた部分に対向する部分には、凸部６２等が設けられないことが好ましい。例えば、凸部６２が底壁部２ａに設けられた場合、天壁部３ａには別の凸部６２等の曲げ変形を誘起する部分は設けられないことが好ましい。衝突荷重の入力時に、凸部６２が設けられた側に曲げ変形を誘起するためである。
【０１３９】
また、図３２に示すように、凸部６２ｄが稜線部２ｄに設けられてもよい。これにより、中空部材１１０Ｃのうち長手方向で凸部６２ｄが設けられた部分の断面係数が顕著に変化するので、凸部６２ｄが設けられた部分を曲げの起点とする曲げ変形をより確実に誘起することができる。
【０１４０】
上述したような凸部６２を設ける場合、凸部６２の形態は特に限定されないが、凸部６２は以下に示す形態を有することが好ましい。例えば、中空部材１１０Ｃが高強度鋼板により形成される場合、成型性の観点から、図３３に示すように、凸部６２の高さＨｄ（凸部６２が設けられた部分の面６２１と凸部６２の頂６２２との間における、平面に直交する方向の長さ、図３３参照）は、中空部材１１０Ｃの板厚の３倍以上であることが好ましい。また、中空部材１１０Ｃの長手方向における凸部６２の縁６２３同士の距離Ｌｄ（図３３参照）は、５０ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１４１】
図３４は、本実施形態に係る中空部材に設けられる凸部の他の例を示す模式図である。図３４に示すように、中空部材１１０Ｃの長手方向に延在する凸部６２ｅ、６２ｆが、中空部材１１０Ｃの長手方向に沿って並んで設けられてもよい。この場合、中空部材１１０Ｃのうち、長手方向における凸部６２ｅと凸部６２ｆとの間の部分６２０で曲げが生じる。すなわち、中空部材１１０Ｃのうち、凸部６２ｅ、６２ｆが設けられた部分と、凸部６２ｅと凸部６２ｆとの間の部分６２０とでは断面係数が異なるので、衝突荷重の入力時において、当該部分６２０を曲げの起点として曲げ変形が生じる。なお、この場合においても、中空部材１１０Ｃが高強度鋼板により形成される場合、成型性の観点から、凸部６２ｅ、６２ｆの深さは、中空部材１１０Ｃの板厚の３倍以上であることが好ましい。また、当該部分６２０には、上述した凹部、または後述する薄肉部もしくは異強度部等が形成されていてもよい。
【０１４２】
なお、凸部６２ｅおよび凸部６２ｆは、図３４に示すように、必ずしも直列に並んでいなくてもよい。また、凸部６２ｅおよび凸部６２ｆは、必ずしも中空部材１１０Ｃの長手方向に延在していなくてもよい。例えば、凸部６２ｅおよび凸部６２ｆが設けられた部分の面において、中空部材１１０Ｃの長手方向と凸部６２ｅおよび凸部６２ｆの延在方向とのなす角は、０度以上４５度以下であればよい。
【０１４３】
（板厚変化部・薄肉部）
また、底壁部２ａには曲げ誘起部を実現する構成として板厚変化部が設けられてもよい。図３５は、本実施形態に係る中空部材に設けられる板厚変化部の一例を示す模式図である。ここでいう板厚変化部とは、中空部材１１０Ｄの長手方向において板厚が変化する部分を意味する。図３５に示すように、中空部材１１０Ｄは、第１板厚部１１１および第２板厚部１１２を備える。第１板厚部１１１は中空部材１１０Ｄの端部側に設けられ、第２板厚部１１２は、中空部材１１０Ｄの長手方向に沿って第１板厚部１１１と連続して設けられる。第１板厚部１１１と第２板厚部１１２との間では、鋼板の板厚が異なる。板厚の大小関係については特に限定されないが、中空部材１１０Ｄ全体の曲げ剛性の確保の観点から、第２板厚部１１２の板厚が第１板厚部１１１の板厚よりも大きいことが好ましい。
【０１４４】
この場合、図３５に示すように、第１板厚部１１１と第２板厚部１１２との境目の部分が板厚変化部１１３となる。この板厚変化部１１３において中空部材１１０Ｄの長手方向での断面係数が変化する。すなわち、板厚変化部１１３が曲げ誘起部６に相当する。したがって、衝突荷重が中空部材１１０Ｄに入力された場合、車両用構造部材１００は板厚変化部１１３において屈曲する。そのため、レインフォースメント４は少なくとも板厚変化部１１３が設けられた底壁部２ａに対向する位置に設けられ、充填部材５はレインフォースメント４に密着して配置される。これにより、衝突荷重Ｆの入力により板厚変化部１１３の近傍において屈曲が生じた場合に、レインフォースメント４の面外変形を抑制することができる。
【０１４５】
また、曲げ誘起部６は、例えば、薄肉部により実現されてもよい。図３６は、本実施形態に係る中空部材に設けられる薄肉部の一例を示す模式図である。図３６に示すように、底壁部２ａには、中空部材１１０Ｄの長手方向前後において、他の部分よりも相対的に板厚が薄い薄肉部１１４が設けられている。薄肉部１１４を含む部分における中空部材１１０の断面係数は、薄肉部１１４が設けられた部分の前後（中空部材１１０Ｄの長手方向についての）における部分の中空部材１１０Ｄの断面係数よりも低い。すなわち、中空部材１１０Ｄのうち薄肉部１１４が設けられた部分が曲げ誘起部６に相当する。したがって、衝突荷重が中空部材１１０Ｄに入力された場合、車両用構造部材１００は薄肉部が設けられた部分において、薄肉部が曲げ内側となるように屈曲する。
【０１４６】
かかる板厚変化部を有する中空部材１１０Ｄは、例えば、切削、プレス、およびテーラードブランクからなる被加工板により形成されてもよい。かかる被加工板は、溶接線を有するテーラーウェルドブランク（Tailor  Welded  Blank；ＴＷＢ）であってもよい。また、上記被加工板は、圧延ロールにより板厚を異ならせて設けられるテーラーロールドブランク（Tailor  Rolled  Blank；ＴＲＢ）であってもよい。ＴＷＢにおいては、板厚変化部における差厚は０．２ｍｍ以上とすることが可能である。また、ＴＲＢにおいては、部材長手方向当たりの板厚変化部における板厚変化量は、０．１ｍｍ／１００ｍｍ以上とすることが可能である。
【０１４７】
（異強度部・強度変化部）
図３７は、本実施形態に係る中空部材に設けられる異強度部の例を説明するための車両用構造部材１００の断面図である。図３７に示すように、底壁部２ａには異強度部６３が設けられている。異強度部６３は、例えば、中空部材１１０に対して部分的に溶接、焼き入れまたは焼き戻し等の熱処理等を行うことにより設けられる。異強度部６３が設けられた部分における中空部材１１０の降伏強度は、異強度部６３が設けられた部分の前後（中空部材１１０の長手方向についての）における部分の中空部材１１０の降伏強度とは異なる。したがって、図３７に示す衝突荷重Ｆが中空部材１１０に入力された場合、異強度部６３または異強度部６３の近傍において、異強度部６３が曲げ内側となるように屈曲する。この屈曲は、異強度部６３または異強度部６３の近傍の領域が塑性変形することにより生じる屈曲である。そのため、レインフォースメント４は少なくとも異強度部６３または異強度部６３の近傍の領域に対向する位置に設けられ、充填部材５はレインフォースメント４に密着して配置される。これにより、衝突荷重Ｆの入力により異強度部６３または異強度部６３の近傍において屈曲が生じた場合に、レインフォースメント４の面外変形を抑制することができる。
【０１４８】
なお、異強度部の配置については、上述した例に限られない。図３８、図３９は、本実施形態に係る中空部材に設けられる異強度部の他の例を示す模式図である。ここでいう異強度部は、中空部材１１０Ｅを形成する被加工板に対する溶接または熱処理等により実現される。
【０１４９】
図３８に示すように、中空部材１１０Ｅの長手方向に対する断面周方向に沿って異強度部１２０が設けられている。この場合も、中空部材１１０Ｅのうち異強度部１２０が設けられた部分が曲げ誘起部６に相当する。したがって、衝突荷重が中空部材１１０Ｅに入力された場合、車両用構造部材１００は異強度部１２０が設けられた部分において、異強度部１２０が曲げ内側となるように屈曲する。
【０１５０】
なお、かかる異強度部は、例えば、図３９に示したように、底壁部２ａ等、中空部材１１０Ｅの断面を構成する壁部の少なくともいずれかに部分的に設けられてもよい。かかる場合においても、衝突荷重が中空部材１１０Ｅに入力された場合、車両用構造部材１００は異強度部１２１が設けられた部分において、異強度部１２１が曲げ内側となるように屈曲する。
【０１５１】
また、曲げ誘起部６は、例えば、強度変化部により実現されてもよい。図４０は、本実施形態に係る中空部材に設けられる強度変化部の一例を示す模式図である。図４０に示すように、中空部材１１０Ｅは、第１強度部１２２および第２強度部１２３を備える。第１強度部１２２は中空部材１１０Ｅの端部側に設けられ、第２強度部１２３は、中空部材１１０Ｅの長手方向に沿って第１強度部１２２と連続して設けられる。第１強度部１２２と第２強度部１２３との間では、鋼板の降伏強度が異なる。降伏強度の大小関係については特に限定されないが、中空部材１１０Ｅ全体としての曲げ剛性の確保の観点から、第２強度部１２３の降伏強度が第１強度部１２２の降伏強度よりも大きいことが好ましい。
【０１５２】
この場合、図４０に示すように、第１強度部１２２と第２強度部１２３との境目の部分が強度変化部１２４となる。この強度変化部１２４において中空部材１１０Ｅの長手方向での降伏強度が変化する。すなわち、強度変化部１２４が曲げ誘起部６に相当する。したがって、衝突荷重が中空部材１１０Ｅに入力された場合、車両用構造部材１００は強度変化部１２４において屈曲する。
【０１５３】
（組み合わせ）
なお、屈曲部を有する中空部材において、屈曲部の曲げ内側部分に上記の例に示した穴部等の曲げを誘起させるための部分がさらに設けられてもよい。図４１は本実施形態に係る中空部材に設けられる屈曲部および穴部の組み合わせの例を説明するための車両用構造部材１００の断面図である。図４１に示すように、中空部材１１０には屈曲部６Ａが設けられ、底壁部２ａの曲げ内側部分６Ａａには穴部６４が設けられる。レインフォースメント４は少なくとも曲げ内側部分６Ａａおよび穴部６４に対向する位置に設けられ、充填部材５はレインフォースメント４に密着して配置される。これにより、衝突荷重Ｆの入力により、屈曲部６において中空部材１１０をより確実に屈曲させることができる。
【０１５４】
曲げ誘起部の組み合わせは図４１に示した例に限られず、上記に示した曲げ誘起部の例を複数組み合わせることにより、曲げ誘起部における中空部材１１０の屈曲をより確実に生じさせることができる。例えば、上述した屈曲部、凹部、凸部、穴部、板厚変化部、薄肉部、異強度部および強度変化部の少なくとも２つ以上の組み合わせにより、曲げ誘起部が実現されてもよい。
【０１５５】
なお、図１５、図１６、図２１、図２８、図３７、図４１、図４２に示したレインフォースメント４の設置位置は、曲げ誘起部の内側のみであるが、本発明はかかる例に限定されない。少なくとも曲げ誘起部の内側に設けられていれば、レインフォースメント４の長手方向の長さおよび設置位置は特に限定されない。車両用構造部材１００に要求される衝突安全性能および重量等に応じて、レインフォースメント４のサイズ、材質および設置位置は適宜調整される。
【０１５６】
（曲げ誘起部の他の例）
また、中空部材１１０に効果的な曲げ誘起部が設けられない場合であっても、レインフォースメント４に屈曲部、凹部、凸部、穴部、板厚変化部、薄肉部、異強度部および強度変化部が設けられれば、レインフォースメント４の屈曲部、凹部、凸部、穴部、板厚変化部、薄肉部、異強度部および強度変化部が曲げ誘起部になる。しかしながら、レインフォースメント４に曲げ誘起部が設けられても、中空部材１１０の曲げ誘起部に比べ、同じ条件であれば、曲げ誘起部としての効果は得られにくい。なぜなら、レインフォースメント４は中空部材１１０の内部にあるため、断面係数への影響が小さいからである。
【０１５７】
故に、中空部材１１０に設けられた曲げ誘起部が主要な曲げ誘起部として扱われる。また、中空部材１１０に曲げ誘起部が設けられず、レインフォースメント４に凹部、凸部、穴部、板厚変化部、薄肉部、異強度部および強度変化部があれば、それらが曲げ誘起部とみなされる。
【０１５８】
この場合、例えば、屈曲部については、中空部材１１０とレインフォースメント４とを合わせた断面（すなわち、充填部材５を除く車両用構造部材１の断面）の重心により形成される長手方向に沿った中心軸の曲率半径が２６０ｍｍ以下である部分が、曲げ誘起部となる屈曲部とみなされる。
【０１５９】
さらに、レインフォースメント４に上述したような構成に基づく曲げ誘起部が設けられていない場合であっても、レインフォースメント４の端部が曲げ誘起部になることもある。なぜなら、車両用構造部材１００の長手方向において、レインフォースメント４の有無により断面係数が変化するからである。図４２は、本実施形態に係る中空部材１１０の内側にレインフォースメント４を長手方向に離間して並設した構成例を示す車両用構造部材１００の断面図である。例えば、図４２に示すように、レインフォースメント４を長手方向に離間して配置した場合、部材の長手方向のレインフォースメント４の端部の位置に充填部材５を配置すれば、部材の変形を緩和することができる。このように、充填部材５を除く車両用構造部材１００の断面係数が長手方向で変化する部分が、曲げ誘起部とみなされる。
【０１６０】
＜４．中空部材の閉断面の形状の例＞
中空部材１１０の有する閉断面の形状の例について説明する。図４３は、本発明の他の実施形態に係る中空部材１１０の第１の例の長手方向に直交する断面を示す断面図である。図４３に示すように、中空部材１１０の閉断面は、Ｘ軸について対称な略六角形の形状を有する。このうち、第１の構造部材２のＸ軸方向に略直交する部分において、４つの頂点２ｄ、２ｄ、２ｆ、２ｆが存在する。ここで、頂点２ｄの内角ａｎｇ１が頂点２ｆの内郭ａｎｇ２より小さい場合、頂点２ｄが稜線部２ｄとして定義される。すなわち、頂点２ｆ、２ｆを含む、一対の稜線部２ｄに挟まれる部分が、底壁部２ａと定義される。
【０１６１】
図４４は、本発明の他の実施形態に係る中空部材１１０の第２の例の長手方向に直交する断面を示す断面図である。図４４に示すように、第１の構造部材２および第２の構造部材３０は、ハット形の断面形状を有する。すなわち、中空部材１１０は、ハット形の断面形状を有する２つの構造部材により形成される。この場合、第１の構造部材２の側壁部２ｂおよび第２の構造部材３０の側壁部３０ｂは、第１の構造部材２の稜線部２ｅと第２の構造部材３０の稜線部３０ｅとを介して、連続した一つの側壁部（連続側壁部）として定義される。すなわち、中空部材１１０の閉断面は、底壁部２ａと、一対の連続側壁部と、底壁部３０ａ（天壁部に相当）により形成される。
【０１６２】
また、中空部材１１０、および中空部材１１０の有する閉断面の形状は、図１０、図４３および図４４に示した例に限定されない。中空部材１１０の有する閉断面の形状が略多角形であり、当該閉断面を形成する底壁部、一対の側壁部および天壁部に相当する部分が定義できれば、本発明に係る技術は中空部材１１０に対して適用可能である。例えば、中空部材は、Ｕ字形の断面形状を有する２つの構造部材を、開口部分が対向するように重ねあわせることにより得られる閉断面を有する中空部材であってもよい。また、中空部材は、円管に対してハイドロフォーミングまたは曲げ加工等を行うことにより形成される中空部材であってもよい。
【実施例】
【０１６３】
次に、本発明の実施例について説明する。本発明の効果を確認するために、本実施例では、上記実施形態に係る充填部材の骨格部材に対する密着性の向上効果について検証した。なお、以下の実施例は本発明の効果を検証するために行ったものに過ぎず、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。
【０１６４】
本発明者らは、充填部材の骨格部材に対する密着性の向上効果について検証するために、十字引張試験によるＣＴＳ（Cross  Tension  Strength：十字剥離強さ）を評価した。より詳細には、本試験では、実施例および比較例ごとに十字引張試験片を準備し、これらについて引張試験を行い、その継手強度であるＣＴＳを評価した。継手強度の大小が、充填部材の骨格部材に対する密着性の大小に対応する。
【０１６５】
図４５は、実施例１および実施例２に係る十字引張試験に用いられるサンプルの構成を示す上面図である。また、図４６は、実施例１に係るサンプルの構成を示す側方断面図である。図４５および図４６に示すように、実施例１に係るサンプルは、第１試験片１０１および第２試験片１０２との間に充填部材５０を充填して硬化させることにより第１試験片１０１および第２試験片１０２を接合した、十字引張試験片である。また、第１試験片１０１および第２試験片１０２の中心には、壁穴１０３、１０４が設けられている。壁穴１０３、１０４の直径は、それぞれ２２ｍｍである。
【０１６６】
充填部材５０の一部は、かかる壁穴１０３、１０４から膨出し、第１試験片１０１および第２試験片１０２の外壁面に密着する第２充填部分５２となる。また、第１試験片１０１および第２試験片の内壁面に密着する第１充填部分５１と第２充填部分５２とは、壁穴１０３、１０４に密着して設けられる第３充填部分５３により接続される。すなわち、充填部材５０は、第１試験片１０１および第２試験片１０２に、接着力により、および機械的に係止されて接合された状態である。
【０１６７】
図４７は、実施例２に係るサンプルの構成を示す側方断面図である。図４７に示すように、実施例２に係るサンプルは、第１試験片２０１および第２試験片２０２との間に充填部材５０を充填して硬化させることにより第１試験片２０１および第２試験片２０２を接合した、十字引張試験片である。また、実施例１と同様に、実施例２に係る第１試験片２０１および第２試験片２０２の中心には、壁穴２０３、２０４が設けられている。壁穴２０３、２０４にはバーリング加工が施されており、壁穴２０３、２０４の穴縁端は、互いに対向する方向に突出している。壁穴２０３、２０４のバーリング加工後の直径は、それぞれ２２ｍｍである。
【０１６８】
充填部材５０の一部は、かかる壁穴２０３、２０４から膨出し、第１試験片２０１および第２試験片２０２の外壁面に密着する第２充填部分５２となる。また、第１試験片２０１および第２試験片の内壁面に密着する第１充填部分５１と第２充填部分５２とは、壁穴２０３、２０４に密着して設けられる第３充填部分５３により接続される。すなわち、充填部材５０は、第１試験片２０１および第２試験片２０２に、接着力により、および機械的に係止されて接合された状態である。
【０１６９】
図４８は、比較例に係るサンプルの構成を示す側方断面図である。図４８に示すように、比較例に係るサンプルは、第１試験片９０１および第２試験片９０２との間に充填部材５０を充填して硬化させることにより第１試験片９０１および第２試験片９０２を接合した、十字引張試験片である。なお、比較例に係る第１試験片９０１および第２試験片９０２の中心には、壁穴は設けられていない。したがって、充填部材５０は、第１試験片９０１および第２試験片９０２に接着力のみにより接合された状態である。
【０１７０】
各実施例および比較例に用いた第１試験片、第２試験片および充填部材の特性およびサイズは以下の通りである。
【０１７１】
−第１試験片、第２試験片
引張強度：１１８０ＭＰａ
サイズ  ：幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚さ１．４ｍｍ
表面処理：合金化溶融亜鉛めっき
【０１７２】
−充填部材
材質：ポリウレタン
厚さ：１０ｍｍ
【０１７３】
また、各実施例および比較例の第１試験片および第２試験片の両端側には、引張試験時にこれらを引張方向に引っ張るための治具を固定するための固定穴（直径２０ｍｍ）が設けられている。
【０１７４】
十字引張試験では、各実施例および比較例に係るサンプルを１ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り、最大荷重（Ｎ）を計測した。なお、各実施例および比較例に係るサンプル数はそれぞれ２とした。
【０１７５】
図４９は、十字引張試験により計測された各サンプルの最大荷重を示すグラフである。なお、実施例１−１および実施例１−２のグラフは実施例１に係るサンプルの試験結果の各々を示す。また、実施例２−１および２−２のグラフは実施例２に係るサンプルの試験結果の各々を示す。また、比較例１および比較例２のグラフは比較例に係るサンプルの試験結果の各々を示す。
【０１７６】
図４９に示すように、実施例１および実施例２に係るサンプルの最大荷重は、比較例に係るサンプルの最大荷重よりも顕著に大きいことが示された。この結果から、充填部材を骨格部材に相当する試験片に単に接着させるよりも、充填部材を当該試験片の両面に密着させて当該試験片に係止させることで、試験片に高負荷が与えられても、充填部材が試験片に密着した状態を維持することができることが示された。
【０１７７】
また、実施例１と実施例２とを比較すると、実施例２に係るサンプルの最大荷重が実施例１に係るサンプルの最大荷重よりも大きいことが示された。この結果から、バーリング加工された壁穴の穴縁端に充填部材が食い込まれるように設けられることで、試験片と充填部材との継手強度をより高くすることができることが示された。
【０１７８】
以上、上記実施例に示したように、充填部材を骨格部材に相当する試験片に設けられた穴に貫通させて当該試験片の両面に密着させることで、試験片に高負荷が与えられても、充填部材は試験片から容易に脱落しにくくなる。このことから、壁穴を介して充填部材を骨格部材に係止する構成とすることにより、充填部材を骨格部材に密着した状態を維持させることが可能となる。すなわち、衝突荷重により骨格部材に面外変形を生じさせ得る負荷が与えられても、充填部材が車両用構造部材の衝突安全性能に安定して貢献することが可能である。
【０１７９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１８０】
１、１００    車両用構造部材
２            第１の構造部材
２ａ          底壁部
２ｂ          側壁部
２ｃ          フランジ部
２ｄ、２ｅ    稜線部
３、３０      第２の構造部材
３ａ          天壁部
３０ａ        底壁部
３０ｂ        側壁部
３ｃ、３０ｃ  接合部
４            レインフォースメント
４ａ          主面部
４ｂ          接合部
５、５０      充填部材
６            屈曲部（曲げ誘起部）
１０          骨格部材
１１０        中空部材
２０          壁部
２１          壁穴
２２          穴縁端
５１          第１充填部分
５２          第２充填部分
５３          第３充填部分
６０、６４    穴部
６１          ビード部（凹部）
６２          凸部
６３          異強度部
【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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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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