(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価しようとする構造部材である評価部材の端部に、評価部材の軸線に対してオフセットした着力点を持つ着力アームを取付け、着力点を支持点で支持した状態で着力点に引張りまたは圧縮の試験力を加え、評価部材に曲げモーメントと軸力を同時に作用させる構造部材の評価方法であって、
前記評価部材として、断面ハット型のハット部材とインナー部材とからなり、当該ハット部材のフランジ部と、それに相対するインナー部材の端部は曲線による蝶型であり、これらのハット部材とインナー部材とを溶接した構造のものを用いることを特徴とする構造部材の評価方法。
【請求項２】
前記着力アームを、評価部材の一方の端部にのみ取付けることを特徴とする請求項１に記載の構造部材の評価方法。
【請求項３】
前記着力アームを、評価部材の両端に同一方向にオフセットさせて取付けることを特徴とする請求項１に記載の構造部材の評価方法。
【請求項４】
前記着力アームを、評価部材の軸線を含む平面内で非平行にオフセットさせて取付けることを特徴とする請求項３に記載の構造部材の評価方法。
【請求項５】
前記着力アームを、評価部材の軸線を含む平面から外れる方向にオフセットさせて取付けることを特徴とする請求項３に記載の構造部材の評価方法。
【請求項６】
前記支持点に転がり軸受けを用いることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の構造部材の評価方法。
【請求項７】
評価しようとする構造部材である評価部材の端部に、評価部材の軸線に対してオフセットした着力点を持つ着力アームを取付けてなる評価部材であって、
断面ハット型のハット部材とインナー部材とからなり、当該ハット部材のフランジ部と、それに相対するインナー部材の端部は曲線による蝶型であり、これらのハット部材とインナー部材とが溶接された構造であることを特徴とする評価部材。
【請求項８】
前記インナー部材の両端部を中央部よりも厚くし、かつ軟鋼板を溶接した構造としたことを特徴とする請求項７に記載の評価部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲げと引張りを受ける構造部材の評価方法及びこれに用いる評価部材に関するものである。本発明の評価方法及び評価部材は、特に高強度鋼板からなる構造部材の評価に適したものである。
【０００２】
自動車の衝突性能と燃費性能とを両立させるため、高強度で軽量な車体構造が求められている。最適な車体構造の設計には、実際の自動車の構造部材に働く曲げモーメントや引張り・圧縮応力を正確に再現できる評価部材を作成し、これを試験装置にセットして評価することが必要である。
【０００３】
一般的な構造部材の評価方法としては、３点又は４点曲げ試験方法があるが、この方法では評価対象となる断面に曲げモーメントと軸力（軸方向の引張・圧縮力）とを同時に発生させることができない。そこでこの問題を解決するために、本出願人は先に「レバー曲げ評価法」を開発し、特許文献１として提案した。
【０００４】
この「レバー曲げ評価法」は、図１に示すように、評価しようとする構造部材である評価部材１の端部に、評価部材１の軸線に対してオフセットした着力点３を持つ着力アーム２を取付け、この着力アーム２の先端の着力点３を回動可能な支持点で支持した状態で着力点３に引張りまたは圧縮の試験力を加え、評価部材１の所定部位に座屈を発生させる構造部材の評価方法である。この例では、構造部材は図２に示すように断面ハット型のハット部材４のフランジ部５にインナー部材６を溶接した構造である。その軸線方向の両端には端板７を介して着力アーム２が端部に溶接されている。
【０００５】
この「レバー曲げ評価法」によれば、評価部材１の所定部位に、曲げモーメントと軸力を同時に作用させることができるので、一般的な曲げ試験方法とは異なり、実際の自動車の構造部材に働く曲げモーメントや引張り・圧縮応力を正確に再現できる利点がある。
【０００６】
ところが、評価部材１の材質を高強度鋼板とした場合には、評価部材１の所定部位に座屈などの変形を発生させるより前に、図３に示すように評価部材１の端部と端板７との溶接部が破断してしまい、正しい評価が行なえないという問題が発生した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１０８５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、評価部材の所定部位に曲げモーメントと軸力を同時に作用させるレバー曲げ評価法において、評価部材の端部と端板との溶接部の破断を回避し、評価部材の所定部位に安定して座屈を発生させることができる構造部材の評価方法及びこれに用いる評価部材を提供することである。
【０００９】
本発明者は前記した評価部材の破断原因を検討した結果、端板を溶接する際に評価部材の母材（高強度鋼板）への入熱が大きいために評価部材の端部に軟化部が発生し、試験時に評価部材の長手方向に均一に発生する軸力により、最も弱い軟化部より破断が発生することを究明した。
【００１０】
本発明は上記の知見に基づいて完成されたものであり、評価しようとする構造部材である評価部材の端部に、評価部材の軸線に対してオフセットした着力点を持つ着力アームを取付け、着力点を支持点で支持した状態で着力点に引張りまたは圧縮の試験力を加え、評価部材に曲げモーメントと軸力を同時に作用させる構造部材の評価方法であって、前記評価部材として、断面ハット型のハット部材とインナー部材とからなり、当該ハット部材のフランジ部と、それに相対するインナー部材の端部は曲線による蝶型であり、これらのハット部材とインナー部材とを溶接した構造のものを用いることを特徴とするものである。
【００１２】
前記着力アームは、評価部材の一方の端部にのみ取付けたり、評価部材の両端に同一方向にオフセットさせて取付けたり、評価部材の軸線を含む平面内で非平行にオフセットさせて取付けたり、評価部材の軸線を含む平面から外れる方向にオフセットさせて取付けたりすることができる。なお、前記支持点に転がり軸受けを用いることができる。
【００１３】
また本発明の評価部材は、評価しようとする構造部材である評価部材の端部に、評価部材の軸線に対してオフセットした着力点を持つ着力アームを取付けてなる評価部材であって、断面ハット型のハット部材とインナー部材とからなり、当該ハット部材のフランジ部と、それに相対するインナー部材の端部は曲線による蝶型であり、これらのハット部材とインナー部材とが溶接された構造であることを特徴とするものである。なお、前記インナー部材の両端部を中央部よりも厚くし、かつ軟鋼板を溶接した構造とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、評価部材として、断面ハット型のハット部材とインナー部材とからなり、当該ハット部材のフランジ部と、それに相対するインナー部材の端部は曲線による蝶型であり、これらのハット部材と平板状のインナー部材とを溶接した構造のものを用いるので、中央部の断面を評価断面のままとし、両端部のフランジ部の幅を広げて端部溶接個所の発生応力を緩和することができる。これにより評価部材の端部と端板との溶接部の破断を回避し、評価部材の所定部位に安定して座屈を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来のレバー曲げ評価法の説明図である。
【図２】従来のレバー曲げ評価法の評価部材の分解斜視図である。
【図３】従来の問題点の説明図である。
【図４】本発明のレバー曲げ評価法の説明図である。
【図５】評価部材の組立工程の説明図である。
【図６】着力アームを評価部材の両端に同一方向にオフセットさせて取付けた状態を示す側面図である。
【図７】着力アームを評価部材の一端に取付けた状態を示す側面図である。
【図８】着力アームを評価部材の軸線を含む平面内で非平行にオフセットさせて取付けた状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施形態を説明する。なお本発明において、評価しようとする構造部材は、高強度鋼板からなる断面ハット型の部材である。
【００１７】
図４に示すように、本発明の構造部材の評価方法も、評価部材１０の端部にその軸線に対してオフセットした着力点を持つ着力アーム１１を取付け、その先端の着力点を支持点１２で支持した状態で着力点に引張りまたは圧縮の試験力を加え、評価部材１０に曲げモーメントと軸力を同時に作用させることは、従来と同様である。しかし以下に説明するように、評価部材１０の構造が従来とは相違している。
【００１８】
図４及び図５に示すように、評価しようとする構造部材は断面ハット型のハット部材１３とインナー部材１４とからなるものであるが、当該ハット部材１３のフランジ部１５は中央部がくびれた、なだらかな曲線による蝶型の形状となっている。またインナー部材１４もこのフランジ部１５の形状と同様に、中央部がくびれた曲線による蝶型の形状となっており、これらのハット部材１３とインナー部材１４とが溶接された構造である。このような形状の評価部材１の両端に端板１６が溶接され、これらの端板１６の外側に着力アーム１１が取付けられる。
【００１９】
評価部材１０をこのような形状とすることにより、評価部材１０の中央の断面を評価しようとする断面そのままとし、端部のフランジ幅を拡げて端部溶接個所の応力を緩和することができる。さらに評価部材１０をこのような形状とすることにより、評価部材１０の折れ曲がり位置を断面係数が最も小さい中央付近として、安定して座屈させることができる。
【００２０】
さらに本実施形態のように、インナー部材１４の両端部を中央部よりも厚くすることが好ましい。図５ではインナー部材１４の両端部に、板厚が例えば板厚３ｍｍ前後の補強板１７を溶接している。溶接はレーザーなどによる突合せ溶接とすることができる。このような板厚の異なる鋼板を突き合わせ溶接する技術は、テーラードブランク溶接技術として公知である。
【００２１】
この補強板１７として、材質が軟質な金属、例えば軟鋼板を用いることにより、補強板１７と端板１６との溶接の際の熱影響による軟化が発生しないようにしている。高強度鋼板からなるハット部材１３の両端は端板１６に直接溶接されるために軟化部が発生することとなるが、試験時にはフランジ部１５に溶接された補強板１７の側から溶接部を介して荷重入力されるため、この軟化部に発生する応力は緩和される。
【００２２】
このようにして、本発明の評価部材１０を用いてレバー曲げ評価法を実施すれば、評価部材１０の端部と端板１６との溶接部に発生する応力を緩和することができる。従って従来のような評価部材１０の端部と端板１６との溶接部の破断を回避し、評価部材１０の中央部に安定して座屈を発生させることができる。図４にその様子を示した。
【００２３】
なお図６に示すように、着力アーム１１の先端の支持点１２には、摩擦抵抗の小さい転がり軸受を用いることが好ましい。これにより、試験力Ｆを摩擦の影響を受けずに着力アーム１１に伝え、精度の高い評価試験を行なうことができる。
【００２４】
図４、図６では評価部材１０の両側に着力アーム１１を取付けたが、図７に示すように、着力アーム１１を評価部材１０の一方の端部にのみ取付けることもできる。
【００２５】
また図６のように着力アーム１１を評価部材１０の両端に同一方向にオフセットさせて取付けるほか、
【００２６】
さらに図８に示すように、着力アーム１１を評価部材１０の軸線を含む平面内で非平行にオフセットさせて取付けたり、評価部材１０の軸線を含む平面から外れる方向にオフセットさせて取付けることも可能である。
【００２７】
上記のように着力アーム１１の取り付け方を様々に変化させることにより、評価部材１０の試験断面に加えられる曲げモーメントや軸力の大きさや方向を様々に変化させることができるので、自動車の各部品の取付位置に応じた最適な評価条件を、それぞれ設定することが可能となる。何れの場合にも、評価部材１０の構造は前述の通りである。
【００２８】
以上に説明したように、本発明によれば、評価部材１０の端部と端板１６との溶接部の破断を回避し、評価断面を持つ評価部材１０の所定部位、すなわち評価部材１０の中央部位に、安定して座屈を発生させることができる利点がある。
【符号の説明】
【００２９】
１  従来の評価部材
２  着力アーム
３  着力点
４  ハット部材
５  フランジ部
６  インナー部材
７  端板
１０  本発明の評価部材
１１  着力アーム
１２  支持点
１３  ハット部材
１４  インナー部材
１５  フランジ部
１６  端板
１７  補強板
【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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