(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想の正方形の多数が縦横に組み合わされて、板面が構成されていると共に、該板面に凹凸形状が形成されてなる板材にして、
かかる正方形の一辺の長さ：Ｌを六等分してＬ＝６ａとして二次元直交座標系にて表したとき、Ａ1点（ａ，６ａ）、Ａ2点（ａ，３．５ａ〜４ａ）、Ａ3点（３ａ，ａ）及びＡ4点（０，ａ）を順次つなぐ第一仕切線が、Ａ1点とＡ2点の間及びＡ3点とＡ4点の間でそれぞれ直線とされ、またＢ1点（６ａ，５ａ）、Ｂ2点（３ａ，５ａ）、Ｂ3点（５ａ，２ａ〜２．５ａ）及びＢ4点（５ａ，０）を順次つなぐ第二仕切線が、Ｂ1点とＢ2点の間及びＢ3点とＢ4点との間でそれぞれ直線とされて、それら第一及び第二仕切線にて、前記正方形が三つの部分に仕切られてなり、且つ該第一仕切線における前記Ａ2点とＡ3点とをつなぐ連結線と該第二仕切線における前記Ｂ2点とＢ3点とをつなぐ連結線とが、前記正方形の対角の角部（０，６ａ）、（６ａ，０）をつなぐ対角線から離隔して、該対角線の中点に関して回転対称に位置するように構成されて、該第一及び第二仕切線よりも、それぞれ外側の正方形部分にて構成される第一領域と、それら第一及び第二仕切線の間の正方形部分にて構成される背面視Ｚ型の第二領域とが形成されてなる仮想の基本形状Ａと、
前記第一領域と前記Ｚ型の第二領域とが、該基本形状Ａに対して線対称に配置されてなる仮想の基本形状Ｂと、
該基本形状Ｂを９０°回転させてなる形態において、前記第一及び第二仕切線の間の正方形部分にてＺ型の第一領域を構成すると共に、それら第一及び第二仕切線よりもそれぞれ外側の正方形部分にて第二領域を構成してなる仮想の基本形状Ｃと、
該基本形状Ｃに対して線対称に配置されてなる前記Ｚ型の第一領域及び第二領域を有する仮想の基本形状Ｄと、
からなる四つの基本形状のうちの複数を、それぞれの基本形状の周縁部に位置する第一領域と第二領域とが相互に一致するように対応する周縁部で突き合わせた形態において、縦方向及び横方向に組み合わせて、板面の全体形状を構成すると共に、
前記各基本形状における第一仕切線及び第二仕切線を、互いに平行な上下三つの仮想の基準面のうち中間に位置する第一の基準面に配置せしめて、前記各基本形状における第一領域を、該第一の基準面よりも上方に位置する第二の基準面にその頂部が位置した形態において、上方に突出させる一方、前記各基本形状における第二領域を、該第一の基準面よりも下方に位置する第三の基準面にその底部が位置した形態において、下方に凹陥せしめるか、或は、
前記各基本形状における第一仕切線及び第二仕切線を、互いに平行な上下二つの仮想の基準面のうちの何れか一方に配置せしめる一方、前記各基本形状における第一領域及び第二領域のうちの何れか一方又は両方を、他方の基準面に、その頂部又は底部が位置した形態において、上方に突出又は下方に凹陥せしめることにより、
板面全体に凹凸形状が形成されていることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項２】
前記Ａ2点とＡ3点とをつなぐ連結線及び前記Ｂ2点とＢ3点とをつなぐ連結線が、直線又は曲線にて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の凹凸部を有する板材。
【請求項３】
前記頂部及び／又は前記底部が、それぞれの位置せしめられる基準面において平坦面を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の凹凸部を有する板材。
【請求項４】
前記基本形状Ａ〜Ｄの全てを用いて、前記板材の板面が構成されている請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の凹凸部を有する板材。
【請求項５】
前記基本形状Ａ〜Ｄのうちの三つを用いて、前記板材の板面が構成されている請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の凹凸部を有する板材。
【請求項６】
前記基本形状Ａ〜Ｄのうちの二つを用いて、前記板材の板面が構成されている請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の凹凸部を有する板材。
【請求項７】
前記第一領域及び／又は前記第二領域の前記上方に突出又は下方に凹陥せしめられた部位の側面の傾斜角度が、１０°〜９０°の範囲内にある請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の凹凸部を有する板材。
【請求項８】
前記板材が、金属板をプレス成形することによって前記凹凸形状を形成したものである請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の凹凸部を有する板材。
【請求項９】
前記金属板のプレス成形前の板厚が、０．０３ｍｍ〜６．００ｍｍである請求項８に記載の凹凸部を有する板材。
【請求項１０】
前記正方形の一辺の長さ：Ｌ（ｍｍ）と前記プレス成形前の金属板の板厚：ｔ（ｍｍ）との比：Ｌ／ｔが、１０〜２０００である請求項８又は請求項９に記載の凹凸部を有する板材。
【請求項１１】
隣接する前記基準面間の距離：Ｈ（ｍｍ）と、前記プレス成形前の金属板の板厚：ｔ（ｍｍ）と、前記第一領域及び／又は前記第二領域の前記上方に突出又は下方に凹陥せしめられた部位の側面の最も大きな傾斜角度：θ（°）とが、次式：
１≦Ｈ／ｔ≦−３θ＋２７２
の関係を満たしている請求項８乃至請求項１０の何れか１つに記載の凹凸部を有する板材。
【請求項１２】
複数枚の板材を積層してなる積層構造体であって、該板材の少なくとも１枚は、請求項１乃至請求項１１の何れか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１３】
アウタパネルと、該アウタパネルの裏面に接合されたインナパネルとを有する車両パネルであって、該アウタパネルと該インナパネルの何れか一方又は両方が、請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載の凹凸部を有する板材にて構成されてい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、凹凸部を有する板材並びにそれを用いた車両パネル及び積層構造体に係り、特に、凹凸部の形成によって剛性が著しく高められた板材と、そのような板材を用いて得られる、剛性やエネルギ吸収性等の特性に優れた積層構造体及び車両パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車においては、その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量な材料に置き換えることが検討され、また実用化も為されている。尤も、そのような部品の軽量化の前提として、かかる部品に要求される剛性を確保することが必要であることは、言うまでもないところである。
【０００３】
ところで、これまで、板材の板厚を厚くすることなく、その剛性を向上させるために、板材に波板形状や凹凸模様を設けることによって、形状的に、剛性を向上させることが検討されてきている。例えば、特許文献１においては、自動車部品の一つであるヒートインシュレーターという、板材よりなる部品の材料として、板厚を厚くすることなく、等方的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てなるものが、提案されている。また、そのようなヒートインシュレーターに限らず、様々な用途において、エンボス成形等の凹凸部を形成することによって、剛性を向上させた各種の板材が、特許文献２〜６等において、提案されている。
【０００４】
そこにおいて、特許文献１等の様に、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、２倍程度、剛性が高くなることは事実であり、それによって２０％程度の軽量化を図り得ることも事実である。また、板材に波板形状を形成した板材の剛性には方向性があり、一方向においては剛性が向上するものの、その他の方向においては所望の剛性向上効果が得られない場合がある。このように、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部の形状が、如何なるものであるかについては、未だ十分に解明されているとは言い難い。しかも、板材における剛性向上効果をこれまで以上に高くすることは、常に要求されていることである。また、自動車に限らず、様々な機械装置等において、板材からなる部分を少しでも軽量化する要求が存在しているのであり、更には、そのような軽量化の必要性以外にも、材料費削減の効果も、期待されているのである。また、板材（板形状を有する材料）であれば、材質を問わず、剛性向上の要求は存在している。
【０００５】
また、そのような剛性向上効果の高い凹凸部を有する板材を用いて、それを一つの構成部材とした積層構造体や、剛性向上効果の高い凹凸部を有する板材をインナパネルやアウタパネルとして用いてなる車両パネルについても、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】
このため、本発明者は、先に、非特許文献１において、板面にＨ形状のパターンが繰り返し形成されるように、凹凸部を形成してなるシェル構造によって、任意の方向の曲げ剛性が元の平板の１０倍を超える剛性を有する高剛性な板材が実現され得て、軽量化率を５０％以上に高めることが出来ることを明らかにした。しかしながら、本発明者の更なる検討によれば、そのようなシェル構造の板材は、その曲げ剛性の向上効果に比べて、面剛性において今一つ十分でなく、また曲げ剛性にあっても、その用途に応じて、更に高い剛性が要求される場合にあっては、その要求に十分に応え得るものではないことが明らかとなったのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許４３８８５５８号公報
【特許文献２】特許３３３２３５３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
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】日本機械学会第２０回設計工学・システム部門講演会アブストラ                  クト集第２６頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、凹凸部を設けることによって剛性を向上させた板材において、その剛性向上効果をより一層効果的に高めて、軽量化を更に有利に図り得る、凹凸部パターンを有する板材を提供することにあり、また、そのような板材を用いた有用な車両パネルや積層構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そして、本発明は、上記した課題または明細書全体の記載や図面から把握される課題を解決するために、以下に列挙せる如き各種の態様において、好適に実施され得るものであるが、また、以下に記載の各態様は、任意の組み合わせにおいても、採用可能である。なお、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに何等限定されることなく、明細書全体の記載並びに図面に開示の発明思想に基づいて認識され得るものであることが、理解されるべきである。
【００１１】
（１）  仮想の正方形の多数が縦横に組み合わされて、板面が構成されていると共に、該板面に凹凸形状が形成されてなる板材にして、
かかる正方形の一辺の長さ：Ｌを六等分してＬ＝６ａとして二次元直交座標系にて表したとき、Ａ1点（ａ，６ａ）、Ａ2点（ａ，３．５ａ〜４ａ）、Ａ3点（３ａ，ａ）及びＡ4点（０，ａ）を順次つなぐ第一仕切線が、Ａ1点とＡ2点の間及びＡ3点とＡ4点の間でそれぞれ直線とされ、またＢ1点（６ａ，５ａ）、Ｂ2点（３ａ，５ａ）、Ｂ3点（５ａ，２ａ〜２．５ａ）及びＢ4点（５ａ，０）を順次つなぐ第二仕切線が、Ｂ1点とＢ2点の間及びＢ3点とＢ4点との間でそれぞれ直線とされて、それら第一及び第二仕切線にて、前記正方形が三つの部分に仕切られてなり、且つ該第一仕切線における前記Ａ2点とＡ3点とをつなぐ連結線と該第二仕切線における前記Ｂ2点とＢ3点とをつなぐ連結線とが、前記正方形の対角の角部（０，６ａ）、（６ａ，０）をつなぐ対角線から離隔して、該対角線の中点に関して回転対称に位置するように構成されて、該第一及び第二仕切線よりも、それぞれ外側の正方形部分にて構成される第一領域と、それら第一及び第二仕切線の間の正方形部分にて構成される背面視Ｚ型の第二領域とが形成されてなる仮想の基本形状Ａと、
前記第一領域と前記Ｚ型の第二領域とが、該基本形状Ａに対して線対称に配置されてなる仮想の基本形状Ｂと、
該基本形状Ｂを９０°回転させてなる形態において、前記第一及び第二仕切線の間の正方形部分にてＺ型の第一領域を構成すると共に、それら第一及び第二仕切線よりもそれぞれ外側の正方形部分にて第二領域を構成してなる仮想の基本形状Ｃと、
該基本形状Ｃに対して線対称に配置されてなる前記Ｚ型の第一領域及び第二領域を有する仮想の基本形状Ｄと、
からなる四つの基本形状のうちの複数を、それぞれの基本形状の周縁部に位置する第一領域と第二領域とが相互に一致するように対応する周縁部で突き合わせた形態において、縦方向及び横方向に組み合わせて、板面の全体形状を構成すると共に、
前記各基本形状における第一仕切線及び第二仕切線を、互いに平行な上下三つの仮想の基準面のうち中間に位置する第一の基準面に配置せしめて、前記各基本形状における第一領域を、該第一の基準面よりも上方に位置する第二の基準面にその頂部が位置した形態において、上方に突出させる一方、前記各基本形状における第二領域を、該第一の基準面よりも下方に位置する第三の基準面にその底部が位置した形態において、下方に凹陥せしめるか、或は、
前記各基本形状における第一仕切線及び第二仕切線を、互いに平行な上下二つの仮想の基準面のうちの何れか一方に配置せしめる一方、前記各基本形状における第一領域及び第二領域のうちの何れか一方又は両方を、他方の基準面に、その頂部又は底部が位置した形態において、上方に突出又は下方に凹陥せしめることにより、
板面全体に凹凸形状が形成されていることを特徴とする凹凸部を有する板材。
（２）  前記Ａ2点とＡ3点とをつなぐ連結線及び前記Ｂ2点とＢ3点とをつなぐ連結線が、直線又は曲線にて構成されていることを特徴とする前記態様（１）に記載の凹凸部を有する板材。
（３）  前記頂部及び／又は前記底部が、それぞれの位置せしめられる基準面において平坦面を有していることを特徴とする前記態様（１）又は（２）に記載の凹凸部を有する板材。
（４）  前記基本形状Ａ〜Ｄの全てを用いて、前記板材の板面が構成されている前記態様（１）乃至前記態様（３）の何れか１つに記載の凹凸部を有する板材。
（５）  前記基本形状Ａ〜Ｄのうちの三つを用いて、前記板材の板面が構成されている前記態様（１）乃至前記態様（３）の何れか１つに記載の凹凸部を有する板材。
（６）  前記基本形状Ａ〜Ｄのうちの二つを用いて、前記板材の板面が構成されている前記態様（１）乃至前記態様（３）の何れか１つに記載の凹凸部を有する板材。
（７）  前記第一領域及び／又は前記第二領域の前記上方に突出又は下方に凹陥せしめられた部位の側面の傾斜角度が、１０°〜９０°の範囲内にある前記態様（１）乃至（６）の何れか１つに記載の凹凸部を有する板材。
（８）  前記板材が、金属板をプレス成形することによって前記凹凸形状を形成したものである前記態様（１）乃至（７）の何れか１つに記載の凹凸部を有する板材。
（９）  前記金属板のプレス成形前の板厚が、０．０３ｍｍ〜６．００ｍｍである前記態様（８）に記載の凹凸部を有する板材。
（１０）  前記正方形の一辺の長さ：Ｌ（ｍｍ）と前記プレス成形前の金属板の板厚：ｔ（ｍｍ）との比：Ｌ／ｔが、１０〜２０００である前記態様（８）又は（９）に記載の凹凸部を有する板材。
（１１）  隣接する前記基準面間の距離：Ｈ（ｍｍ）と、前記プレス成形前の金属板の板厚：ｔ（ｍｍ）と、前記第一領域及び／又は前記第二領域の前記上方に突出又は下方に凹陥せしめられた部位の側面の最も大きな傾斜角度：θ（°）とが、次式：
１≦Ｈ／ｔ≦−３θ＋２７２
の関係を満たしている前記態様（８）乃至（１０）の何れか１つに記載の凹凸部を有する板材。
（１２）  複数枚の板材を積層してなる積層構造体であって、該板材の少なくとも１枚は、前記態様（１）乃至（１１）の何れか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。
（１３）  アウタパネルと、該アウタパネルの裏面に接合されたインナパネルとを有する車両パネルであって、該インナパネル及び／又は該アウタパネルが、前記態様（１）乃至（１１）の何れか１項に記載の凹凸部を有する板材にて構成されていることを特徴とする車両パネル。
【発明の効果】
【００１２】
このように、本発明に従う凹凸部を有する板材にあっては、第一領域と第二領域の凹凸形状によって、異なるＺ型パターンを呈する基本形状Ａ〜Ｄの四つのうちの複数を、組み合わせて、上下左右に連続的に配置してなる形態において、板面に凹凸パターンが形成されることとなるのであり、これによって、剛性の向上、振動抑制及び音の反響抑制等の特性においてより一層優れた板材が実現され得たのである。
【００１３】
特に、そのような基本形状におけるＺ型パターンの採用にて、板面全体においてＺ型の凹凸形状が組み合わされて配列せしめられていることによって、異方性が小さい高い曲げ剛性特性を確保しつつ、板材の面剛性をも、著しく高め得たのであり、以て有効な剛性向上効果を効果的に発揮せしめて、板材の軽量化を有利に図り得たのである。
【００１４】
このように、本発明によれば、従来の凹凸部を有する板材よりも、より一層の軽量化を図りつつ、剛性向上の効果が著しく高く、またエネルギ吸収特性等にも優れた、凹凸部パターンを有する板材を、有利に得ることが出来るのである。
【００１５】
なお、本発明に従って、上記の如き剛性に優れた凹凸部を有する板材を、積層構造体の一部として用いることによって、非常に剛性が高く、エネルギ吸収特性に優れた積層構造体を容易に得ることが出来る利点がある。
【００１６】
また、本発明に従って、上記の如き剛性の高い凹凸部を有する板材を、車両パネルにおけるインナパネル及び／又はアウタパネルとして用いることによって、非常に剛性が高く、エネルギ吸収特性に優れた車両パネルを容易に得ることも可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明における仮想の基本形状Ａの一例において、第一仕切線及び第二仕切線の配置形態を示す平面説明図である。
【図２】基本形状Ａを仕切る第一仕切線及び第二仕切線における、Ａ2点とＡ3点の連結線及びＢ2点とＢ3点の連結線の別の形態を示す、図１に対応する図である。
【図３】本発明に係る４つの仮想の基本形状の一例を示す平面説明図であって、（ａ）は基本形状Ａ、（ｂ）は基本形状Ｂ、（ｃ）は基本形状Ｃ、及び（ｄ）は基本形状Ｄを、それぞれ示している。
【図４】本発明において用いられる仮想の基本形状Ａの一例を示す説明図であって、（ａ）は、かかる基本形状Ａにおける第一領域及び第二領域のパターンの一例を示す平面説明図であり、（ｂ）は、凹凸形状を形成して為る基本形状Ａの平面説明図であり、（ｃ）は、そのような基本形状Ａの斜視説明図である。
【図５】図４（ｂ）におけるIV−IV断面部分説明図である。
【図６】本発明において用いられる仮想の基本形状Ｂの一例を示す説明図であって、（ａ）は、かかる基本形状Ｂにおける第一領域及び第二領域のパターンの一例を示す平面説明図であり、（ｂ）は、凹凸形状を形成して為る基本形状Ｂの平面説明図であり、（ｃ）は、そのような基本形状Ｂの斜視説明図である。
【図７】本発明において用いられる仮想の基本形状Ｃの一例を示す説明図であって、（ａ）は、かかる基本形状Ｃにおける第一領域及び第二領域のパターンの一例を示す平面説明図であり、（ｂ）は、凹凸形状を形成して為る基本形状Ｃの平面説明図であり、（ｃ）は、そのような基本形状Ｃの斜視説明図である。
【図８】図７（ｂ）における、VII−VII断面部分説明図である。
【図９】本発明において用いられる仮想の基本形状Ｄの一例を示す説明図であって、（ａ）は、かかる基本形状Ｄにおける第一領域及び第二領域のパターンの一例を示す平面説明図であり、（ｂ）は、凹凸形状を形成して為る基本形状Ｄの平面説明図であり、（ｃ）は、そのような基本形状Ｄの斜視説明図である。
【図１０】仮想の基本形状Ａにおいて凹凸形状の異なる例を示す説明図であって、（ａ）は、基本形状Ａにおいて、第二領域Ｎを下方に凹陥させずに平坦な形状の底部として構成した例を示す図４（ｂ）に対応する説明図であり、（ｂ）は、基本形状Ｂにおいて、第二領域Ｎが平坦な形態とされた図６（ｂ）に対応する平面説明図であり、（ｃ）は、図１０（ａ）及び（ｂ）におけるX−X断面部分説明図である。
【図１１】図１０と同様に、第二領域Ｎを凹陥せしめない仮想の基本形状の他の例を示す説明図であって、（ａ）は、基本形状Ｃに係る図７（ｂ）に対応する平面説明図であり、（ｂ）は、基本形状Ｄについての図９（ｂ）に対応する平面説明図であり、（ｃ）は、図１１（ａ）及び（ｂ）におけるXI−XI断面部分説明図である。
【図１２】仮想の基本形状Ａ〜Ｄにおける第一領域Ｍと第二領域Ｎとが共に同じ方向に突出又は凹陥せしめられてなる形態を示す、図５に対応する断面説明図である。
【図１３】配置例１に係る第一領域Ｍと第二領域Ｎの配設パターンにて構成される板面の全体を示す平面説明図である。
【図１４】配置例１に係る凹凸部を有する板材の説明図であって、（ａ）は、その凹凸形態を示す平面説明図であり、（ｂ）は、その斜視説明図である。
【図１５】配置例２に係る凹凸部を有する板材の説明図であって、（ａ）は、第一領域Ｍと第二領域Ｎの配置パターンを示す板面全体の平面説明図であり、（ｂ）は、そのような板材の凹凸形状を示す平面説明図である。
【図１６】配置例３に係る凹凸部を有する板材の説明図であって、（ａ）は、第一領域Ｍと第二領域Ｎからなる配置パターンを有する板面全体の平面説明図であり、（ｂ）は、そのような板材の凹凸形状を示す平面説明図である。
【図１７】配置例３において求められた荷重−変位線図である。
【図１８】配置例３に係る配置パターンを有する板材における凹凸形態の異なる例を示す説明図であって、（ａ）は、第一領域Ｍのみを上方に突出させてなる凹凸形状を示す平面説明図であり、（ｂ）は、第二領域Ｎのみを下方に凹陥せしめてなる構造の凹凸形状を示す平面説明図である。
【図１９】配置例３に係る配置パターンを有する板材において、第一領域Ｍ及び第二領域Ｎを共に上方に突出せしめてなる形態における、板面の凹凸形状を示す平面説明図である。
【図２０】配置例４に係る凹凸部を有する板材の板面全体の説明図であって、（ａ）は、第一領域Ｍ及び第二領域Ｎにて構成されるパターンの板面全体を示す平面説明図であり、（ｂ）は、その凹凸形状を示す平面説明図である。
【図２１】配置例５に係る凹凸部を有する板材において、その第一領域Ｍ及び第二領域Ｎにて構成される板面パターンを示す平面説明図である。
【図２２】配置例６に係る凹凸部を有する板材において、その第一領域Ｍ及び第二領域Ｎにて構成される板面パターンを示す平面説明図である。
【図２３】配置例７に係る凹凸部を有する板材において、その第一領域Ｍ及び第二領域Ｎにて構成される板面パターンを示す平面説明図である。
【図２４】配置例８に係る凹凸部を有する板材において、その第一領域Ｍ及び第二領域Ｎにて構成される板面パターンを示す平面説明図である。
【図２５】配置例９に係る凹凸部を有する板材において、その第一領域Ｍ及び第二領域Ｎにて構成される板面パターンを示す平面説明図である。
【図２６】配置例１０に係る凹凸部を有する板材において、その第一領域Ｍ及び第二領域Ｎにて構成される板面パターンを示す平面説明図である。
【図２７】凹凸部を有する円筒材を示す説明図である。
【図２８】積層構造体の一例を示す分解説明図である。
【図２９】車両パネルの一例を示す分解説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の構成について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００１９】
先ず、図１には、本発明に従う凹凸部を有する板材において、それを構成する仮想の基本形状（基本ユニット）のベースとなる基本形状Ａの一例が、第一仕切線及び第二仕切線の配設パターンと共に、平面形態において示されている。また、そこにおいて、仮想の基本形状Ａは正方形を呈し、それが、第一仕切線Ｘと第二仕切線Ｙにて三つの部分に仕切られている。そして、第一仕切線Ｘ及び第二仕切線Ｙよりも、それぞれ外側の正方形部分、換言すれば、第一仕切線Ｘと正方形の外形線にて囲まれる部分と、第二仕切線Ｙと正方形の外形線にて囲まれる部分とから、第一領域Ｍが構成されている一方、それら第一仕切線Ｘと第二仕切線Ｙとの間の正方形部分にて、背面視においてＺ型の第二領域Ｎが、構成されている。なお、ここで、Ｚ型とは、Ｚ字形状が回転したり、反転したりして、Ｎ字形状や角ばったＳ字形状に見えるものも含むものとする。
【００２０】
具体的には、かかる基本形状Ａを仕切る第一仕切線Ｘ及び第二仕切線Ｙは、それぞれ、Ａ1点〜Ａ4点及びＢ1点〜Ｂ4点を順次つなぐことによって得られるものである。そこにおいて、第一仕切線Ｘを与えるＡ1点、Ａ2点、Ａ3点及びＡ4点は、かかる正方形の一辺の長さ：Ｌを六等分して、Ｌ＝６ａとして二次元直交座標系にて表したとき、それぞれ（ａ，６ａ）、（ａ，３．５ａ〜４ａ）、（３ａ，ａ）及び（０，ａ）にて表示されるものであり、そこでは、Ａ1点とＡ2点の間及びＡ3点とＡ4点の間が、それぞれ直線的に接続されてなる形態とされている。また、第二仕切線Ｙについても、それを与えるＢ1点、Ｂ2点、Ｂ3点及びＢ4点は、それぞれ、上記と同様な二次元直交座標系にて表すと、（６ａ，５ａ）、（３ａ，５ａ）、（５ａ，２ａ〜２．５ａ）及び（５ａ，０）にて示されるものであって、そこでは、Ｂ1点とＢ2点の間及びＢ3点とＢ4点との間が、それぞれ、直線的に接続せしめられてなる形態とされている。更に、第一仕切線Ｘにおける、Ａ2点（ａ，３．５ａ〜４ａ）とＡ3点（３ａ，ａ）とをつなぐ連結線ＣXと、第二仕切線Ｙにおける、Ｂ2点（３ａ，５ａ）とＢ3点（５ａ，２ａ〜２．５ａ）とをつなぐ連結線ＣYとが、実質的に傾斜した直線の形態において、正方形の対角の角部（０，６ａ）、（６ａ，０）をつなぐ対角線Ｔから離隔して、この対角線Ｔの中点Ｏに関して回転対称に位置するように、換言すれば、対角線Ｔの中点Ｏを回転中心として１８０°回転した形態となるように、構成されている。ここで、Ａ2点とＢ3点は、それぞれ、図１において上下方向に０．５ａの距離において移動可能であり、そのように移動させても、本発明の目的は充分に達成可能である。
【００２１】
なお、それら二つの連結線ＣX、ＣYの、対角線Ｔからの距離としては、それら二つの連結線ＣX、ＣYの間の最短距離が、基本形状Ａを与える正方形の一辺の長さの１／６以上、即ちａ以上となるように、設定されていることが望ましい（図１では、２ａ程度の間隔において設けられている）。また、それら二つの連結線ＣX、ＣYの間隔を十分に確保することによって、第一領域Ｍや第二領域Ｎを上方に突出又は下方に凹陥せしめるのに適した形状となり、そうすることによって、本発明に従う作用・効果がより一層有利に発揮せしめられ得ることとなる。更に、図１におけるＡ2点とＡ3点とをつなぐ連結線ＣXやＢ2点とＢ3点とをつなぐ連結線ＣYは、正方形の各辺に対して所定の角度をもって傾斜する直線（斜線）にて、実質的に構成されているが、それら二つの連結線ＣX、ＣYは、対角線Ｔから離隔した形態において、折れ線形状の如き線分として構成されたり、また図２に示される如く、曲線形態の線分として構成され得る等、公知の各種形態の線分にて構成することが可能である。
【００２２】
そして、本発明にあっては、かかる基本形状Ａと共に、それから派生した三つの基本形状、即ち、図１に示される基本形状Ａに対しては、図３における（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）にそれぞれ示される仮想の基本形状Ｂ、Ｃ及びＤが、適宜に組み合わされて、用いられることとなる。具体的には、図３における（ａ）は、図１に示される基本形状Ａに相当するものであり、また（ｂ）は、（ａ）に示される基本形状Ａに対して、例えば正方形の四つの辺のうちの一辺に関して線対称の形態を有する基本形状Ｂを示すものであって、第一領域ＭとＺ型の第二領域Ｎとが、基本形状Ａとは左右対称な形態において、配置されてなる構造を有している。また、図３の（ｃ）に示される基本形状Ｃは、（ｂ）に示される基本形状Ｂを、例えば正方形の角部の一つを回転中心として、９０°回転させてなる形態において、かかる基本形状Ｂとは、第一領域Ｍと第二領域Ｎの配設形態が互いに逆となったパターンを有している。即ち、第一仕切線Ｘと第二仕切線Ｙとの間の正方形部分にて、Ｚ型の第一領域Ｍが構成されると共に、それら第一及び第二仕切線Ｘ、Ｙよりも、それぞれ外側の正方形部分にて、二つの第二領域Ｎが構成されているのである。更に、図３の（ｄ）に示される基本形状Ｄは、かかる（ｃ）に示される基本形状Ｃに対して、例えば正方形の四つの辺のうちの一辺に関して線対称に配置されてなる、Ｚ型の第一領域Ｍと二つの第二領域Ｎとを有している。即ち、基本形状Ｄは、基本形状Ｃに対して、背面視でＺ型の第一領域Ｍと二つの第二領域Ｎとを、左右対称な形態において有しているのである。なお、図３に示される四つの仮想の基本形状Ａ〜Ｄにおいては、それらを立体形状とした場合に、同じ方向に突出乃至凹陥させられる領域を明確にするために、白色領域と灰色領域とに塗り分けられており、そこでは、第一領域Ｍが白色領域とされる一方、第二領域Ｎが灰色領域として示されている。
【００２３】
また、本発明では、それら四つの仮想の基本形状Ａ〜Ｄにおいて、そのうちの複数を、それぞれの基本形状の周縁部に位置する第一領域Ｍと第二領域Ｎとが相互に一致するように、対応する周縁部で突き合わせた形態において、縦方向及び横方向に順次組み合わせることにより、目的とする板材の板面の全体形状が構成されるのであるが、そのような板材の板面に凹凸部を形成するために、それら四つの基本形状Ａ〜Ｄは、それぞれ、上方に凸及び／又は下方に凹なる形態の立体形状において、形成されることとなる。
【００２４】
具体的には、図１や図３（ａ）に示される基本形状Ａは、例えば、図４に示されるように、上下に凹凸した立体形状とされているのである。そこにおいて、（ａ）は、図３（ａ）に相当するものであって、そこでは、白色領域とされた第一領域Ｍが上方に（紙面に対して）所定高さで突出せしめられる一方、灰色領域とされた第二領域が下方に（紙面に対して垂直方向下方に）所定深さに凹陥せしめられて、図４（ｂ）及び（ｃ）に示される如き、凹凸形態を呈する立体形状とされているのである。そして、そのような立体形状においては、図４（ｂ）におけるIV−IV断面の一部の形態を明らかにする図５に示される如く、互いに平行な上下３つの仮想の基準面Ｋ1〜Ｋ3のうち、中間に位置する第一の基準面Ｋ1に、基本形状Ａにおける第一仕切線Ｘ及び第二仕切線Ｙを配置せしめると共に、白色の第一領域Ｍを、かかる第一の基準面Ｋ1よりも上方にＨ1の距離に位置する第二の基準面Ｋ2に、その頂部１２が位置した形態において、上方に突出させられており、また、灰色の第二領域Ｎが、第一の基準面Ｋ1よりも下方にＨ2の距離に位置する第三の基準面Ｋ3に、その底部１４が位置した形態において、下方に凹陥せしめられてなる形状とされているのである。なお、そのような第一領域Ｍの上方への突出により、第一の基準面Ｋ1から第二の基準面Ｋ2に向かう傾斜面からなる側面を有する側壁１６が、第一の基準面Ｋ1に対して、所定の傾斜角度：θ1（°）をもって、形成されることとなり、また、第二領域Ｎの下方への凹陥によって、第一の基準面のＫ1〜第三の基準面Ｋ3に向かう傾斜面からなる側面を有する側壁１８が、第一の基準面Ｋ1に対して、所定の傾斜角度：θ2（°）をもって、形成されることとなる。
【００２５】
また、図３（ｂ）に示される基本形状Ｂにあっても、それは、上記した基本形状Ａに対して線対称となる凹凸形態の立体形状において構成されており、図６に、その詳細が明らかにされている。そこにおいて、（ａ）は、図３（ｂ）に対応し、その白色の第一領域Ｍが、基本形状Ａと同様に、上方に突出せしめられる一方、灰色の第二領域Ｎが、下方に凹陥せしめられることによって、図６（ｂ）及び（ｃ）に示される如き凹凸形態の立体形状が形成されているのである。そして、そのような基本形状Ｂにおける図６（ｂ）のVI−VI断面の部分形態は、図５と同様な断面構造とされ、第一領域Ｍには、頂部１２が第二の基準面Ｋ2上に位置するように形成されている一方、第二領域Ｎには、底部１４が第三の基準面Ｋ3上に位置するように形成されている。
【００２６】
さらに、図３の（ｃ）に示される基本形状Ｃにあっては、その第一領域Ｍ及び第二領域Ｎは、上記した基本形状Ｂにおける第一領域Ｍ及び第二領域Ｎとは逆の形態において、設定されている。従って、かかる基本形状Ｃにおいては、Ｚ型の第一領域Ｍが、横向きに位置して、上方に突出せしめられる一方、二つの第二領域Ｎが下方に凹陥せしめられてなる形状とされているのであり、その概略が、図７に示されている。そこにおいて、（ａ）は、図３（ｃ）に対応するものであって、そのような基本形状Ｃが、上述した基本形状Ｂとは、その凹凸形状を反転せしめた形態において、（ｂ）及び（ｃ）に示される如き凹凸構造とされているのである。そこでは、（ｂ）のVII−VII断面の一部を示す図８から明らかな如く、白色の第一領域Ｍが、第一の基準面Ｋ1から上方にＨ1の距離に突出せしめられて、その頂部１２が第二の基準面Ｋ2上に位置するように構成されている一方、灰色の第二領域Ｎが、第一の基準面Ｋ1から下方にＨ2の距離に凹陥せしめられて、その底部１４が第三の基準面Ｋ3上に位置するように、構成されている。
【００２７】
加えて、図３の（ｄ）に示される基本形状Ｄにおいては、上記した基本形状Ｃとは線対称の形態において、凹凸形状が設けられており、その概略が、図９に示されている。そこにおいて、（ａ）は、図３（ｄ）に対応するものであって、その背面視においてＺ型を呈する白色の第一領域Ｍが上方に突出せしめられる一方、灰色の第二領域Ｎが下方に凹陥させられることによって、（ｂ）及び（ｃ）に示される如き凹凸形態の立体形状とされているのである。そして、その（ｂ）におけるIX−IX断面形状は、先の図８の断面形状と同様であって、頂部１２が第二の基準面Ｋ2上に位置するように、第一領域Ｍが上方に突出せしめられて、所定の傾斜角度：θ1（°）を有する側面を与える側壁１６が形成されている一方、第二領域Ｎが下方に凹陥せしめられて、底部１４が所定の傾斜角度：θ2（°）を有する側面を与える側壁１８をもって、形成されている。
【００２８】
なお、図４〜図９に例示の仮想の基本形状Ａ〜Ｄにおいては、何れも、その第一領域Ｍが上方に突出せしめられて、頂部１２を形成している一方、第二領域Ｎが下方に凹陥せしめられて、底部１４を形成してなる凹凸構造とされているが、それら第一領域Ｍ及び第二領域Ｎのうち何れか一方を、上方に突出或いは下方に凹陥せしめて、凹凸構造を形成することも可能である。即ち、基本形状Ａ〜Ｄにおける第一仕切線Ｘ及び第二仕切線Ｙを、互いに平行な上下二つの仮想の基準面Ｋ1、Ｋ2の一方に配置せしめる一方、基本形状Ａ〜Ｄにおける第一領域Ｍ及び第二領域Ｎのうちの何れか一方を、他方の基準面に、その頂部又は底部が位置した形態において、上方に突出又は下方に凹陥せしめることにより、凹凸構造が形成されるのであって、その一例が、図１０及び図１１に示されている。
【００２９】
それら図１０及び図１１においては、基本形状Ａ〜Ｄにおいて、その第一領域Ｍのみが上方に突出せしめられて、頂部１２が形成されており、第二領域Ｎは、平坦な形態の底部１４として、構成されている。具体的には、基本形状Ａを示す図１０（ａ）は、図４（ｂ）に対応するものであって、そこでは、第二領域Ｎに相当する大きさの平坦な底部１４が形成されており、また、基本形状Ｂを示す図１０（ｂ）は、図６（ｂ）に対応するものであって、そこにおいても、第二領域Ｎと同じ大きさにおいて、平坦な底部１４が形成されている。そして、図１０（ｃ）は、それら（ａ）及び（ｂ）におけるＸ−Ｘ断面の一部を示す、図５に対応する説明図であって、そこでは、第一の基準面Ｋ1上に底部１４が配置されている一方、かかる第一の基準面Ｋ1から所定高さ：Ｈ1の位置にある第二の基準面Ｋ2上に頂部１２が位置せしめられているのである。なお、傾斜した側壁１６は、図８と同様に、基準面Ｋ1に対して所定の角度：θ1（°）をもって形成されている。
【００３０】
また、基本形状Ｃを示す図１１（ａ）は、図７（ｂ）に対応するものであって、そこでは、第一領域Ｍのみが上方に突出せしめられて、頂部１２を形成している一方、第二領域Ｎに相当する大きさの平坦な底部１４が形成されており、更に、基本形状Ｄを示す図１１（ｂ）は、図９（ｂ）に対応するものであって、そこでも、第一領域Ｍのみが上方に突出せしめられて、頂部１２を形成している一方、第二領域Ｎに等しい大きさの平坦な底部１４が形成されてなる構造とされている。そして、それら図１１（ａ）及び（ｂ）におけるＸＩ−ＸＩ断面を部分的に示す図１１（ｃ）は、図８に相当するものである。この図１１（ｃ）の断面形状は、先の図１０（ｃ）の断面形状と同様であるので、同様な部分には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００３１】
さらに、図１０及び図１１に示される基本形状Ａ〜Ｄにおいては、それぞれ第一の領域Ｍが上方に凸なる形状とされる一方、第二領域Ｎが平坦面とされてなる、凹凸形状とされているが、これとは逆に、第一領域を平坦な形状とする一方、第二領域Ｎを上方に凸なる形状としたり、或いはそれら基本形状Ａ〜Ｄの第一領域Ｍのみ又は第二領域Ｎのみを下方に凹陥せしめたりすることも可能であり、更には、基本形状Ａ〜Ｄの仕切線Ｘ、Ｙを一つの基準面に位置せしめる一方、そのような基準面とは平行な他の基準面に対して、第一領域Ｍ及び第二領域Ｎを共に突出せしめたり、或いは凹陥せしめたりしてなる形態の、凹凸形状とすることも可能である。なお、図１２には、第一の領域Ｍと第二の領域Ｎとを共に上方に突出せしめて、それぞれ、頂部１２を形成せしめてなる凹凸構造が、部分断面図の形態において示されている。かかる図１２においては、第一仕切線Ｘ及び第二仕切線Ｙを第一の基準面Ｋ1上に位置せしめた状態において、第一領域Ｍと第二領域Ｎとが、それぞれ、所定の傾斜角度：θ1、θ2の側壁１６、１８を形成しつつ、上方に突出せしめられて、それらの頂部に１２（１４）が、第一の基準面Ｋ1から所定高さＨ1の位置にある第二の基準面Ｋ2上に位置せしめられてなる形態とされている。
【００３２】
なお、かかる基本形状Ａ〜Ｄの凹凸形状に関して、図３〜図１２に例示の実施形態においては、上方に突出せしめられる第一領域Ｍの頂部１２や下方に凹陥せしめられる第二領域Ｎの底部１４は、何れも、それぞれの位置する基準面において平坦面を有する構造とされているが、それら頂部１２や底部１４のうちの何れか一方又は両方を、そのような平坦面を有しない角部構造（図１２における基準面Ｋ1上に位置する角部と同様な構造）とすることも可能である。
【００３３】
また、そのような基本形状Ａ〜Ｄにおいて、正方形等の仮想の形状は、何れも、幾何学上の概念にとどまらず、一般的に指定された正方形等の形状と認識できる形状を含むものであり、各辺が若干曲線となったり、角部や面に成形上において必要な丸み等が生じる、所謂フィレットと言われる曲面を設けたりすることも、当然に許容されるものであることが理解されるべきである。更に、各基本形状Ａ〜Ｄに形成される凹凸形状において、その凹凸の角部が平面と平面とが交わる角部のみならず、湾曲形状で平面と平面とが接続されてなる角部とされていても、何等差し支えない。加えて、基本形状Ａ〜Ｄをそれぞれ仕切る仕切線Ｘ、Ｙを規定する、ａにて表わされる座標位置は、かかるａを正方形の長さ（Ｌ）の１／６の正確な値にて設定されるのみならず、本発明の目的が達成され得る範囲内において、或る程度の変動を許容することが出来る。
【００３４】
さらに、それぞれの基本形状Ａ〜Ｄにおいて、その第一領域Ｍ及び第二領域Ｎを、それぞれ、上方に突出せしめたり、下方に凹陥せしめる際に生ずる側壁１６、１８の、第一の基準面Ｋ1に対する傾斜角度θ1、θ2は、それぞれ、１０°〜９０°の範囲にあることが望ましく、そうすることによって、目的とする凹凸部を有する板材の成形性を確保しつつ、その優れた剛性向上効果を発揮する凹凸部形状を有利に得ることが出来る。
【００３５】
なお、かかる側壁１６の傾斜角度θ1や側壁１８の傾斜角度θ2が１０°未満となると、第一領域Ｍの突出高さや第二領域Ｎの凹陥深さを大きくすることが難しくなり、剛性向上効果が低下するようになる。また、それらの傾斜角度θ1、θ2が９０°を超えるようになると、凹凸部の形成が困難となる。
【００３６】
特に、金属板をプレス成形して、仮想の基本形状Ａ〜Ｄに対応する凹凸部を形成する上において、それらの傾斜角度θ1、θ2は、何れも、成形性の問題から、７０°以下とすることが望ましく、従って、それら傾斜角度θ1、θ2の好ましい範囲は、１０°〜７０°であると言うことが出来る。更に、基本形状Ａ〜Ｄの各々における凹凸部のパターンを形成するために、第一領域Ｍ及び第二領域Ｎに対応して、複数の側壁１６及び側壁１８が形成されることとなるが、それら複数の側壁１６、１８が全て同じ傾斜角度である必要はなく、部位によって、傾斜角度を変えることも可能であり、また、角度が２段以上に変化してもよいが、その際、それらの傾斜角度は、何れも、上記した望ましい傾斜角度の範囲内とされることとなる。
【００３７】
そして、かくの如き凹凸形態を有する四つの基本形状Ａ〜Ｄが、それぞれの仮想の正方形の各辺（周縁部）における白色の第一領域Ｍと灰色の第二領域Ｎとが連続して接するように、それら四つの基本形状Ａ〜Ｄのうちの全部又は三つ又は二つが適宜に組み合わされることとなるが、それら四つの基本形状Ａ〜Ｄにおける第一領域Ｍ及び第二領域Ｎの配設パターンに従って、それら基本形状Ａ〜Ｄの組み合わせは、自ずから制約されることとなるのである。即ち、基本形状Ａに対しては、その上下左右に、基本形状Ｂ又は基本形状Ｃが配置され得、また基本形状Ｂに対しては、その上下左右に、基本形状Ａ又は基本形状Ｄが配置せしめられ得るのである。更に、基本形状Ｃに対しては、その上下左右に、基本形状Ａ又は基本形状Ｄが配置され得、そして基本形状Ｄに対しては、その上下左右に、基本形状Ｂ又は基本形状Ｃが配置され得るのである。そして、そのような配置形態において、基本形状Ａ〜Ｄの複数を組み合わせることにより、板面全体に凹凸形状が形成されてなる、目的とする凹凸部を有する板材が構成されるのである。
【００３８】
例えば、組み合わされる基本形状の対応する周縁部（辺）における、第一領域Ｍと第二領域Ｎの形（長さ）が相互に一致するようにして、四つの基本形状Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤをランダムに配置することにより、下記表１に示される如き、基本形状Ａ〜Ｄの配置パターンをもって、凹凸部を有する板材が得られることとなるのである。また、そのような配置パターンにて構成される凹凸部を有する板材は、図１３に示される如く、凸状の第一領域Ｍと凹状の第二領域Ｎとが組み合わされて、複雑な平面模様を呈するものとなるのであり、更に、図１４（ａ）及び（ｂ）に示される如き、立体形状を有しているのである。
【００３９】
【表１】
0005722640.tif 000002
【００４０】
ところで、かくの如き仮想の基本形状Ａ〜Ｄの複数を組み合わせて得られる、本発明に従う凹凸部を有する板材は、一般に、所定の金属板をプレス成形することによって、基本形状Ａ〜Ｄに対応した凹凸形状を形成することにより、有利に製造されることとなる。金属板には、エンボス成形等のプレス成形によって、或いは、ロール成形等の塑性加工によって、容易に凹凸部を形成することが出来るところから、前記した基本形状Ａ〜Ｄにおける、所定の凹凸部形状を形成する上において、金属板が有利に用いられることとなるのである。そして、そのような金属板の材質としては、アルミニウム若しくはその合金、鋼、銅若しくはその合金等の、塑性加工が可能な公知の各種のものを、採用することが可能である。
【００４１】
なお、本発明に従う凹凸部形状の形成手法としては、上記したプレス成形や塑性加工の他、鋳造や切削等によって、目的とする凹凸部形状を形成することも可能である。また、そのような凹凸部の形成される板材の材質としても、金属以外の、樹脂等の他の材質とすることも可能である。特に、樹脂材料を用いれば、射出成形或いはホットプレス等の成形手法によって、容易に凹凸部を形成することが可能となる。樹脂材料を用いた場合においては、金属材料の場合よりも成形上の制約を受け難く、設計の自由度もより広くなる利点がある。また、金属と樹脂とを積層したものであっても、複合材であっても、何等差支えない。
【００４２】
また、本発明に従う凹凸部を有する板材の製造に際して用いられる金属板は、そのプレス成形前の板厚ｔ（ｍｍ）が０．０３ｍｍ〜６．０ｍｍであることが好ましい。なお、板厚が０．０３ｍｍ未満の金属板や、板厚が６．０ｍｍを超えるような金属板においては、それら金属板の用途において、剛性を向上させる必要性が少なくなるからである。
【００４３】
さらに、本発明に従う凹凸部を有する板材において、それを構成すべく選択される仮想の基本形状Ａ〜Ｄにおける、仮想の正方形の一辺の長さをＬ（ｍｍ）としたとき、上記プレス成形前の金属板の板厚：ｔ（ｍｍ）との関係において、その比：Ｌ／ｔが１０〜２０００であることが好ましい。かかる比：Ｌ／ｔが１０未満の場合には、成形が困難となるおそれがあるからであり、一方、かかる比：Ｌ／ｔが２０００を超える場合には、十分な凹凸形状を形成することが困難となり、剛性の向上効果を十分に発揮し得なくなるおそれが生じる。
【００４４】
また、基本形状Ａ〜Ｄにおいて、それぞれの第一領域Ｍの上方への突出高さＨ1（ｍｍ）や、第二領域Ｎの下方への凹陥深さＨ2（ｍｍ）に相当する、隣接する基準面間の距離：Ｈ（ｍｍ）は、上記したプレス成形前の金属板の板厚：ｔ（ｍｍ）と、かかる第一領域Ｍ及び／又は第二領域Ｎの上方に突出又は下方に凹陥せしめられた部位の、側壁１６、１８の最も大きな傾斜角度：θ（°）との関係において、次式：
１≦Ｈ／ｔ≦−３θ＋２７２
を満たしているように、凹凸形状が、それぞれの基本形状Ａ〜Ｄに形成されることが望ましい。なお、かかる比：Ｈ／ｔの値が１未満となると、第一領域Ｍや第二領域Ｎにおける凹凸部の形成による剛性向上効果を、十分に得難くなるおそれがあるからであり、また、（−３θ＋２７２）の値を超えるようになると、成形が困難となる問題を生じるおそれがあるからである。
【００４５】
そして、かくの如くして得られた本発明に従う凹凸部を有する板材は、そのままでも、曲げ剛性の著しく高められたものであると共に、極めて高い面剛性を備えたものであるところから、軽量で高剛性の板材として、各種の用途に単独で用いられ得る他、積層構造体としても、有利に用いられることとなる。そのような積層構造体においては、本発明に従う凹凸部を有する板材を一枚のコア材として、その両側に１枚ずつの平坦な面板を配設して一体化せしめてなる、三層構造の積層体とすることが出来る。また、そのような三層の基本構造を繰り返した構造、つまり本発明に従う凹凸部を有する板材の複数枚を、その１枚毎に平坦な面板を介して積層一体化してなる、多層構造の積層体とすることも可能である。勿論、凹凸部を有する板材の複数枚を直接に積層して、コア材とし、その片側又は両側の面に、平坦な面板を接合してなる構造を採用することも可能であり、更に、凹凸部を有する板材の複数枚を直接積層して一体化しただけの状態の積層構造体とすることも可能である。なお、そのような凹凸部を有する板材の積層枚数としては、得られる積層体の用途や要求特性に応じて、適宜に変更することが出来る。
【００４６】
また、本発明に従う凹凸部を有する板材を用いた車両パネルは、自動車のフードに限られることなく、ドア、ルーフ、フロア、トランクリッド等のパネル及びその補強部材や、バンパー、クラッシュボックス、ドアビーム等のエネルギ吸収部材等にも、好適に適用され得るものである。そして、アウタパネルと、そのアウタパネルの裏面に接合されたインナパネルとを有する車両パネルにおいては、かかるインナパネル及びアウタパネルの一方又は両方が、本発明に従う凹凸部を有する板材にて、構成されることとなるのである。なお、そこにおいて、アウタパネルやインナパネルの材質としては、鋼材質やアルミニウム合金材質等が用いられる。
【００４７】
ここにおいて、先に説明した仮想の基本形状Ａ〜Ｄの複数を組み合わせて、凹凸部を有する板材の板面を構成してなる各種の配置例を、以下に明らかにして、本発明の特徴を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような配置例によって、何等限定的に解釈されるものでないことは、言うまでもないところである。そして、本発明が、以下の配置例に限られることなく、本発明の趣旨を逸脱することなく、当業者の知識に基づいて、各種の配置形態において実施され得るものであり、そのような形態のものが、何れも、本発明の範疇に属するものであることが、理解されるべきである。
【００４８】
なお、以下の配置例において採用する、基本形状Ａ〜Ｄのベースとなる基本形状Ａは、図１に示される如き、第一領域Ｍ及び第二領域Ｎの配置パターンを有するものであって、その仮想の正方形の一辺の長さ（Ｌ）を２４ｍｍとすると共に、かかる一辺の長さ（Ｌ）を六等分してなるａの値を４ｍｍとし、更に、連結線ＣX及びＣYの仮想の正方形の辺に対する傾斜角度を４５°として、図１に示される如き、第一領域Ｍ及び第二領域Ｎのパターンを有するものが用いられた。また、Ａ2点及びＢ3点の位置は、それぞれ、（４ｍｍ，１４．４ｍｍ）及び（２０ｍｍ，９．６ｍｍ）であり、更に連結線ＣX、ＣYにおける傾斜線分の長さ：１１．３ｍｍ、上下方向の線分の長さ：２．４ｍｍであった。そして、第一領域Ｍを上方に１．５ｍｍ突出させると共に、第二領域Ｎを下方に１．５ｍｍ凹陥させ、更に、それぞれの側壁（側面）１６、１８の傾斜角度を３０°とする一方、凹凸部を形成した後の板材の板厚は、表面積の増加を考慮して、０．２７３ｍｍとして、以下のＦＥＭ解析を行なった。更に、このような基本形状Ａに対応した、図３（ｂ）〜（ｄ）に示される基本形状Ｂ、Ｃ及びＤが、用いられることとなる。
【００４９】
−配置例１−
基本形状Ａ〜Ｄを、先の表１に示される如く、ランダムに配置すると、第一領域Ｍと第二領域Ｎの組み合わせにて形成される板面全体の配置パターンは、１４４ｍｍ×１４４ｍｍの大きさにおいて、図１３に示される如くなる。また、そうして得られる凹凸部を有する板材の平面形態は、図１４（ａ）に示される如くなるのであり、更にその斜視図は、図１４（ｂ）に示される如くなる。
【００５０】
そして、このような配置例１に係る凹凸部を有する板材について、その曲げ剛性を、ＦＥＭ解析により、次のようにして評価した。即ち、図１４（ａ）に示される板材の下端を固定する一方、上端の中央部に、１Ｎの荷重を加えた場合において、かかる板材に生じる変位を求め、それを曲げ剛性とした。更に、そのような変位を、０°方向の曲げ剛性として、１４４ｍｍ×１４４ｍｍ×０．３ｍｍの平板の変位と比較して、剛性倍率を求めた。その結果、配置例１に係る凹凸部を有する板材の０°方向の曲げ剛性は、平板の１６．５９倍に向上することがわかった。
【００５１】
また、図１４（ａ）に示される凹凸部を有する板材の左端を固定する一方、その右端の中央部に、１Ｎの荷重を加えた場合に生じる変位を、９０°方向の曲げ剛性として、それを、１４４ｍｍ×１４４ｍｍ×０．３ｍｍの平板の変位と比較して、剛性倍率を求めた。その結果、配置例１に係る凹凸部を有する板材の９０°方向の曲げ剛性は、板厚が０．３ｍｍの平板に比べて１８．５６倍に向上することが明らかとなった。
【００５２】
上記ＦＥＭ解析の結果、本例に示す凹凸部を有する板材は、曲げ剛性向上効果が低い０°方向においても、平板に比べて１６．５９倍の剛性倍率Ｇを有し、軽量化率Ｗ（％）は少なくとも６０％程度が見込まれる。なお、軽量化率Ｗ（％）は、剛性倍率Ｇを用いて、Ｗ＝（１−１／3√Ｇ）×１００の計算式より算出したものである。
【００５３】
さらに、この配置例１に係る凹凸部を有する板材について、その面剛性を、円板におけるＦＥＭ解析により評価した。そこでは、半径１２０ｍｍの円板形状の試料を用い、その外周縁部の上下方向の変位を固定する一方、円板の中心部に１Ｎの荷重を与えて、その変位を求めた。配置例１に係る凹凸部を有する板材（円板状試料）の変位と、板厚が０．３ｍｍの平板からなる円板の変位とを比較したところ、配置例１に係る板材の面剛性は、２７．０８倍に向上することが明らかとなった。
【００５４】
このように、配置例１に係る板材は、近似計算であるＦＥＭ解析の結果によっても、曲げ剛性と共に、面剛性においても、極めて優れた特性を発揮することが明らかとなった。
【００５５】
−配置例２−
基本形状Ａ〜Ｄのうち、基本形状Ｂと基本形状Ｄの二つを用い、下記表２に示される形態において規則的に配置すると、図１５（ａ）及び（ｂ）に示される、第一領域Ｍ及び第二領域Ｎの配設パターン及び凹凸パターンを有する板材が得られる。
【００５６】
【表２】
0005722640.tif 000003
【００５７】
そして、こうして得られる配置例２に係る凹凸部を有する板材について、配置例１の場合と同様にして、ＦＥＭ解析した結果、０°方向の曲げ剛性は、板厚が０．３ｍｍの平板に対して１５．７４倍に向上し、また９０°方向の曲げ剛性は、１５．９９倍に向上することが、明らかとなった。なお、ここで、配置例２に係る凹凸部を有する板材は、０°方向も９０°方向も同じ形状となるのであるが、上記のＦＥＭ解析による剛性倍率の差は、固定端部の形状の違い等による誤差と考えられる。
【００５８】
また、面剛性についてのＦＥＭ解析の結果においても、配置例２に係る凹凸部を有する板材は、板厚が０．３ｍｍの平板に対して、面剛性が２７．３６倍と、大きく向上することが明らかとなった。
【００５９】
−配置例３−
下記表３に示される如く、基本形状Ｄと基本形状Ｂとを横方向に規則的に配置してなる列と、基本形状Ｃと基本形状Ａとを横方向に規則的に配置してなる列とを、縦方向（上下方向）に交互に配置せしめてなる形態を採用すると、板面における第一領域Ｍと第二領域Ｎの全体としての配設パターンや立体形状は、それぞれ、図１６（ａ）及び（ｂ）に示されるようになる。
【００６０】
そして、この配置例３に係る凹凸部を有する板材について、先の配置例１の場合と同様にして、ＦＥＭ解析した結果、０°方向の曲げ剛性は、板厚が０．３ｍｍの平板に対して、２０．９１倍に向上し、また９０°方向の曲げ剛性は、同様な平板に対して、１５．１９倍に向上することが明らかとなった。
【００６１】
また、かかる配置例３に従って得られる凹凸部を有する板材の面剛性について、配置例１と同様にして、ＦＥＭ解析した結果、その面剛性は、厚さが０．３ｍｍの平板に対して、２６．５８倍に向上することが明らかとなった。
【００６２】
【表３】
0005722640.tif 000004
【００６３】
さらに、板厚が０．３ｍｍのアルミニウム合金板（ＪＩＳＡ３００４−Ｏ）を用いて、プレス成形操作によって、この配置例３に従う、図１６に示される如き凹凸部を有する板材を製造し、そしてその凹凸部を有する板材について、３点曲げ試験（支持スパン８０ｍｍ）を行ない、図１７に示される如き荷重−変位線図を得た。なお、図１７には、凹凸部を有する板材の０°方向及び９０°方向における結果と共に、平板（０．３ｍｍ板厚）についての結果も示されているが、本発明に従う凹凸部を有する板材は、平板に比して、極めて大きな剛性を備えていることが認められる。また、かかる図１７に示される荷重−変位線から、立ち上がり傾き（Ｎ／ｍｍ）を求めると、本発明に従う板材の０°方向では、３３．７７Ｎ／ｍｍ、９０°方向では２５．５８Ｎ／ｍｍとなり、平板の１．６３Ｎ／ｍｍに比較して、極めて大きな値となった。更に、図１７の結果から、エネルギー吸収量が大幅に増加することも理解される。
【００６４】
なお、このような配置例３において、その第一領域Ｍのみを上方に突出させ、第二領域Ｎはそのまま平坦な領域とした（下方に凹陥させたり、或いは上方に突出させたりしていない領域としている）板材は、図１８（ａ）に示される如き立体形状を有するものとなるのであり、また、第一領域Ｍを平坦な領域とする一方、第二領域Ｎを上方に突出せしめると、図１８（ｂ）に示される如き立体形状を呈する板材となる。更に、それら第一領域Ｍ及び第二領域Ｎを、共に、上方に突出せしめると、図１９に示される如き立体形状の板材が得られることとなる。このように、２つの基準面間において、その一方の基準面に第一仕切線Ｘ及び第二仕切線Ｙを、それぞれ位置せしめた形態において、他方の基準面に対して、第一領域Ｍ及び第二領域Ｎのうちの何れか一方又は両方を、頂部又は底部が位置するようにした形態において、上方に突出又は下方に凹陥せしめることによって、所定の凹凸部を有する板材を得ることも出来るのである。
【００６５】
−配置例４−
基本形状Ａ及び基本形状Ｂを用い、それらを、下記表４に示される形態において、規則的に配置すると、図２０（ａ）及び（ｂ）に示される如き、第一領域Ｍ及び第二領域Ｎの配設パターンや立体形状を有する板材を得ることが出来る。
【００６６】
【表４】
0005722640.tif 000005
【００６７】
そして、そのような凹凸パターンを有する板材について、先の配置例１と同様にしてＦＥＭ解析すると、その０°方向の曲げ剛性は、板厚が０．３ｍｍの平板の曲げ剛性の２６．３９倍に向上し、また９０°方向の曲げ剛性も、そのような平板の９．８４倍に向上することが明らかとなった。
【００６８】
さらに、かかる配置例４の如き凹凸形状を有する板材の、面剛性についてのＦＥＭ解析により、そのような凹凸部を有する板材の面剛性は、板厚が０．３ｍｍの平板の面剛性の２６．８９倍に向上することが明らかとなった。
【００６９】
−配置例５−
下記表５に示されるように、基本形状Ｄ及び基本形状Ｂを規則的に配置してなる領域と基本形状Ａ及び基本形状Ｃを規則的に配置せしめてなる領域とを、上下に組み合わせてなる形態を採用すると、図２１に示される如き、第一領域Ｍと第二領域Ｎが配置されてなるパターンを板面全体に有する凹凸形状の板材を得ることが出来る。
【００７０】
【表５】
0005722640.tif 000006
【００７１】
−配置例６−
基本形状Ｄ、Ｂ、Ａ及びＣが、下記表６に示される如く配置させられると、図２２に示される如き第一領域Ｍ及び第二領域Ｎの配設パターンにて、板面全体が構成されてなる、凹凸形状の板材を得ることが出来る。
【００７２】
【表６】
0005722640.tif 000007
【００７３】
−配置例７−
基本形状Ａ、Ｃ、Ｄ及びＢを、下記表７に示される如く配置せしめることにより、図２３に示される如き第一領域Ｍ及び第二領域Ｎの配置パターンにて、板面全体が構成されてなる、凹凸形状の板材を得ることが出来る。
【００７４】
【表７】
0005722640.tif 000008
【００７５】
−配置例８−
基本形状Ａ〜Ｄを、下記表８に示される如く、横方向に規則的に配列せしめることにより、図２４に示される如き第一領域Ｍと第二領域Ｎの配設パターンにて、板面全体が形成されてなる、凹凸形状の板材を得ることが出来る。
【００７６】
【表８】
0005722640.tif 000009
【００７７】
−配置例９−
基本形状Ａ〜Ｄを、下記表９に示される如き形態において配置すると、図２５に示される如き第一領域Ｍ及び第二領域Ｎからなる配置パターンにて、板面全体が構成されてなる、凹凸形状の板材を得ることが出来る。
【００７８】
【表９】
0005722640.tif 000010
【００７９】
−配置例１０−
基本形状Ａ、Ｂ、Ｄの三つを、下記表１０に示される如き形態において配置すると、図２６に示される如き第一領域Ｍ及び第二領域Ｎからなる配置パターンにて、板面全体が構成されてなる、凹凸形状の板材を得ることが出来る。
【００８０】
【表１０】
0005722640.tif 000011
【００８１】
−円筒シェル構造−
本発明に従う凹凸部を有する板材は、図２７に示される如く、円筒体形状において構成されるようにすることも可能である。その際、第一領域Ｍ及び第二領域Ｎの頂部１２や底部１４、第一仕切線Ｘ、第二仕切線Ｙの位置せしめられる、二つ又は三つの基準面Ｋ1〜Ｋ3は、同軸的な円筒状の曲面にて構成されることとなる。なお、凹凸形状を与える第一領域Ｍや第二領域Ｎの構成は、先に説明した具体例と同様である。
【００８２】
そして、そのような凹凸部を有する円筒体２０を、飲料缶やロケットのような、円筒形の構造物に用いることで、材料の板厚を増加させることなく、剛性を高めることが出来る特徴がある他、優れたエネルギ吸収性を有しており、そのために、自動車等の車体に使用することで、高い剛性と優れたエネルギ吸収特性を付与することが可能である。
【００８３】
−積層構造体−
図２８には、本発明に従う積層構造体の一例が示されており、そこにおいて、積層構造体は、配置例１に係る凹凸部を有する板材２２を間にして、その両側の表面に、それぞれ面板２４、２６を接合して、構成されている。なお、面板２４、２６は、ＪＩＳ規格の３０００系アルミニウム合金からなる、板厚が１．０ｍｍの平板が用いられる。
【００８４】
このような積層構造体においては、優れた剛性を有する凹凸形状の板材２２を、コア材として用い、その両側に、面板２４、２６が接着、ロウ付け等によって接合されていることによって、凹凸部を有する板材２２単体の場合よりも、格段に剛性が高い積層構造体として、用いることが出来、しかも、板材２２や面板２４、２６もアルミニウム合金板より構成されることによって、その軽量化を有利に図ることが出来る。
【００８５】
また、剛性向上に伴なう制振性の向上効果と、空気層を包容することによって吸音性の向上効果を得ることが出来る。また、よく知られているように、面板２４、２６の何れか一方に、貫通孔を形成することによって、ヘルムホルツ型吸音構造となり、更に吸音性を向上させることも出来る。なお、ここで用いられる面板２４、２６としては、アルミニウム合金以外の材質の金属板、例えば、鋼板、チタン板等や樹脂板等を用いることも可能である。
【００８６】
−車両パネル−
図２９に示される如く、本発明に従う凹凸部３０を有する板材３２をインナパネルとして用い、この板材３２の一方の側の面を、アウタパネル３４の裏面側に向けて配置して、構成されてなる車両パネルの一例が、明らかにされている。なお、そのような板材３２からなるインナパネルは、その外周部において、アウタパネル３４に対して、ヘム加工等によって接合されている。
【００８７】
かかる図２９に例示の車両パネルは、そのインナパネルを構成する、凹凸部３０を有する板材３２が、前述せるように、剛性向上効果に優れているところから、歩行者が衝突した際の、一次衝突のエネルギ及び二次衝突のエネルギを吸収する特性に優れたものとなるのであり、また、剛性向上に伴なう制振性の向上効果と、空気層を包容することによる吸音性の向上効果を得ることも出来る。なお、本例においては、凹凸部を有する板材をインナパネルとして用いたが、インナパネルとアウタパネルの何れか一方又は両方に用いることが出来る。
【符号の説明】
【００８８】
１２  頂部
１４  底部
１６，１８  側壁
２０  円筒体
２２  板材
２４，２６  面板
３０  凹凸部
３２  板材
３４  アウタパネル
【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】
0005722640.tif 000026
【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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