(57)【要約】  天板部に溝部を有する略溝型断面の構造部材において、溝部を設けることによる吸収エネルギー効率の向上効果が有効に発揮され、荷重伝達特性や剛性に優れた自動車車体用の構造部材を提供する。所定方向に延びて形成され、天板部（４）、前記天板部（４）に連続する稜線部（４ａ，４ｂ）及び前記稜線部（４ａ，４ｂ）に連続する縦壁部（５ａ，５ｂ）を有し、前記所定方向に対して交差する断面が略溝型断面を成す、鋼板製のプレス成形体からなる自動車車体用構造部材において、前記天板部（４）に前記所定方向に延びて形成された少なくとも一つの溝部（８）と、前記所定方向の端部における少なくとも前記稜線部（４ａ，４ｂ）の範囲に形成された外向きフランジ（９ａ，９ｂ）と、を備え、前記溝部（８）の深さを、前記溝部（８）の幅及び前記鋼板の板厚に応じて設定する
2015053125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に延びて形成され、天板部、前記天板部に連続する稜線部及び前記稜線部に連続する縦壁部を有し、前記所定方向に対して交差する断面が略溝型断面を成す、鋼板製のプレス成形体からなる自動車車体用構造部材において、  前記天板部に前記所定方向に延びて形成された少なくとも一つの溝部と、  前記所定方向の端部における少なくとも前記稜線部の範囲に形成された外向きフランジと、を備え、  前記溝部の深さを、前記溝部の幅及び前記鋼板の板厚に応じて設定した、自動車車体用構造部材。
【請求項２】
前記所定方向の端部における、前記溝部の深さ（ｈ）と、前記溝部の幅（ｗ）と、前記鋼板の板厚（ｔ）と、が以下の関係を充足する、請求項１に記載の自動車車体用構造部材。    ０．２×Ｈ0≦ｈ≦３．０×Ｈ0  ただし、Ｈ0＝（０．０３７ｔ−０．２５）×ｗ−５．７ｔ＋２９．２
【請求項３】
前記鋼板が、引張強度が３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板である、請求項１又は２に記載の自動車車体用構造部材。
【請求項４】
前記鋼板が、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高張力鋼板である、請求項１又は２に記載の自動車車体用構造部材。
【請求項５】
前記鋼板が、引張強度が９８０ＭＰａ以上の高張力鋼板である、請求項１又は２に記載の自動車車体用構造部材。
【請求項６】
前記外向きフランジが、前記所定方向の端部において、前記稜線部と、前記天板部及び前記縦壁部のそれぞれ少なくとも一部と、に亘る範囲に連続して形成された外向き連続フランジである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動車車体用構造部材。
【請求項７】
前記所定方向の端部において、前記溝部の範囲に外向きフランジを有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の自動車車体用構造部材。
【請求項８】
前記自動車車体用構造部材は、前記外向きフランジを介して、抵抗スポット溶接、レーザ貫通溶接、隅肉アーク溶接又は接着剤による接着、あるいはこれらの併用した接合により、他の部材に接合される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の自動車車体用構造部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、自動車車体用構造部材に関し、特に、鋼板製の成形素材をプレス成形して得られる自動車車体用構造部材に関する。
【背景技術】
【０００２】  自動車の車体は、主に、車体の前後方向に沿って配置される車長部材と、車体の幅方向に沿って配置される車幅部材とを主要な構造部材として備える。これらの車長部材及び車幅部材は、通常、いずれか一方の部材の端部に形成されるフランジを介して他方の部材に接合され、車体に必要な剛性の確保や衝突時の荷重負担を担っている。【０００３】  これらの車長部材及び車幅部材等の構造部材には、軸方向への荷重伝達特性や、曲げ剛性、ねじり剛性が高いこと等が要求される。軸方向への荷重伝達特性が高いこととは、すなわち、部材の軸方向に作用する荷重による変形が小さいことである。曲げ剛性あるいはねじり剛性が高いこととは、すなわち、部材の長手方向軸を曲げる曲げモーメントに対する変形が小さいこと、あるいは、部材の長手方向軸の軸回りのねじりモーメントに対するねじれ角が小さいことである。近年、車体の軽量化や衝突安全性の向上を図る観点から、構造部材の素材として、引張強度が３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板（高強度鋼板又はハイテン）が使用される傾向にある。【０００４】  例えば、車体のフロアの補強に用いられるフロアクロスメンバは、略溝型の横断面形状を有し、両端部に形成される外向きフランジを介してサイドシル等の車長部材に接合される。かかるフロアクロスメンバにおいては、他の部材との接合強度や剛性を高めて、車体の剛性や衝撃荷重負荷時の荷重伝達性能を確保することが重要である。このため、単に材料強度を高めるだけでなく、部材の形状を工夫することによって、衝撃荷重負荷時の荷重伝達特性や剛性を向上させることが必要となっている。【０００５】  ここで、特許文献１には、プレス成形によって製造される自動車車体用の構造部材であって、全体として略溝型の横断面形状を有し、横断面のうちの溝底に相当するハット頭部に溝状の段差を有する構造部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１８１５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  特許文献１に開示された自動車車体用の構造部材のように、ハット頭部に溝状の段差（以下、単に「溝部」という。）を設けた場合には、荷重を担う稜線が増えて、プレス成形体による吸収エネルギーが増えると考えられる。しかしながら、略溝型の横断面形状を有する構造部材において、天板部に単に溝部を形成するだけでは、吸収エネルギー効率の向上効果が見られない場合があった。【０００８】  図２４は、天板部に溝部が形成された略溝型断面を有する構造部材が軸方向に衝突荷重を受けて変形する様子を示している。図２４は、変形ストロークごとに、構造部材が変形する様子を示している。かかる構造部材は、図１５（ｃ）に示すように、天板部に溝部を有する一方、長手方向の端部における稜線部に沿う範囲に外向きフランジを有していない。かかる図２４に示すように、構造部材が溝部を有している場合であっても、高い衝突荷重を受けて変形ストロークが大きくなるにつれて、相対的に形状剛性が低い下方側、すなわち、略溝型の断面の開口側に向かって構造部材が折れ曲がる場合があった。構造部材が折れ曲がると、吸収エネルギーの増大効果が見られなくなる。【０００９】  本発明の目的は、天板部に溝部を有する略溝型断面の構造部材において、溝部を設けることによる吸収エネルギー効率の向上効果を有効に発揮し、荷重伝達特性や剛性に優れた自動車車体用の構造部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、所定方向に延びて形成され、天板部、前記天板部に連続する稜線部及び前記稜線部に連続する縦壁部を有し、前記所定方向に対して交差する断面が略溝型断面を成す、鋼板製のプレス成形体からなる自動車車体用構造部材において、前記天板部に前記所定方向に延びて形成された少なくとも一つの溝部と、前記所定方向の端部における少なくとも前記稜線部の範囲に形成された外向きフランジと、を備え、前記溝部の深さを、前記溝部の幅及び前記鋼板の板厚に応じて設定した、自動車車体用構造部材が提供される。【００１１】  また、前記所定方向の端部における、前記溝部の深さ（ｈ）と、前記溝部の幅（ｗ）と、前記鋼板の板厚（ｔ）と、が以下の関係を充足してもよい。    ０．２×Ｈ0≦ｈ≦３．０×Ｈ0  ただし、Ｈ0＝（０．０３７ｔ−０．２５）×ｗ−５．７ｔ＋２９．２【００１２】  また、前記鋼板が、引張強度が３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板であってもよい。【００１３】  また、前記鋼板が、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高張力鋼板であってもよい。【００１４】  また、前記鋼板が、引張強度が９８０ＭＰａ以上の高張力鋼板であってもよい。【００１５】  また、前記外向きフランジが、前記所定方向の端部において、前記稜線部と、前記天板部及び前記縦壁部のそれぞれ少なくとも一部と、に亘る範囲に連続して形成された外向き連続フランジであってもよい。【００１６】  また、前記所定方向の端部において、前記溝部の範囲に外向きフランジを有してもよい。【００１７】  また、前記自動車車体用構造部材は、前記外向きフランジを介して、抵抗スポット溶接、レーザ貫通溶接、隅肉アーク溶接又は接着剤による接着、あるいはこれらの併用した接合により、他の部材に接合されてもよい。
【発明の効果】
【００１８】  本発明によれば、構造部材が、少なくとも稜線部の端部に外向きフランジを有することにより、衝突初期の吸収エネルギーが向上する。また、構造部材が、天板部に溝部を有し、さらに、少なくとも稜線部の端部に外向きフランジを有するために、衝突中期以降での構造部材の折れ曲がりが抑制され、溝部を設けることによる吸収エネルギー効果が有効に発揮される。【００１９】  また、本発明にかかる構造部材が、少なくとも稜線部の端部に外向きフランジを有することにより、溝部の幅及び板厚に応じた有効な深さで溝部を設けることができる。したがって、比較的プレス成形が困難な高張力鋼板をプレス成形する場合であっても、吸収エネルギー効率を向上可能な所望の深さの溝部を形成しやすくなって、荷重伝達特性及び剛性に優れた構造部材が高い歩留まりで得られる。【００２０】  また、本発明にかかる構造部材は、端部における少なくとも稜線部の範囲に外向きフランジを有するため、当該外向きフランジ又はその近傍のフランジを介して他の部材との接合が可能となる。したがって、荷重伝達特性及び剛性がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる構造部材の形状を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施形態にかかる構造部材を軸方向視した図であり、図２（ｂ）は、構造部材の別の構成例を示す図である。
【図３】図３は、構造部材を製造するためのプレス成形装置を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）はダイを示す斜視図であり、図４（ｂ）は稜線パッドを示す斜視図であり、図４（ｃ）はパンチを示す斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、従来のパッドを備えたプレス成形装置を示す断面図であり、図５（ｂ）は、従来のパッドにより成形素材を拘束する様子を示す説明図である。
【図６】図６は、稜線パッドにより成形素材を拘束する様子を示す説明図である。
【図７】図７（ａ）は、解析１で用いた展開ブランクの形状を示す全体平面図であり、図７（ｂ）は、展開ブランクの長手方向の端部の拡大平面図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｂ）は、それぞれ解析１で用いた構造部材の平面図、及び軸方向上方側から見た図である。
【図９】図９は、解析１で用いた構造部材の寸法を示す説明図である。
【図１０】図１０は、解析１における第１のプレス成形で用いたプレス成形装置を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、解析１における第１のプレス成形を示す説明図である。
【図１２】図１２は、解析１における第２のプレス成形で用いたプレス成形装置を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、解析１における第２のプレス成形を示す説明図である。
【図１４】図１４（ａ）〜（ｂ）は、それぞれ中間成形体及び構造部材における、稜線部フランジのエッジ近傍の板厚減少率の最大値、及び、稜線部フランジの根元付近の板厚減少率の最小値を示す説明図である。
【図１５】図１５（ａ）は、解析２に用いた本実施形態にかかる構造部材の解析モデルを示す正面図であり、図１５（ｂ）は、比較例１の解析モデルを示す正面図であり、図１５（ｃ）は、比較例２の解析モデルを示す正面図である。
【図１６】解析２で用いた各解析モデルの形状を示す側面図である。
【図１７】図１７は、解析２で得られた軸方向荷重−ストローク特性を示すグラフである。
【図１８】図１８は、解析２で得られたエネルギー吸収量−ストローク特性を示すグラフである。
【図１９】図１９（ａ）は、解析３で鋼板３４０ＨＲを用いて得られた比較例２の解析モデルのエネルギー吸収量−ストローク特性を示すグラフであり、図１９（ｂ）は、解析３で鋼板３４０ＨＲを用いて得られた本実施形態にかかる構造部材の解析モデルのエネルギー吸収量−ストローク特性を示すグラフである。
【図２０】図２０は、解析３で鋼板３４０ＨＲを用いて得られたエネルギー吸収量−溝深さ特性を示すグラフである。
【図２１】図２１（ａ）は、解析３で鋼板９８０Ｙを用いて得られた比較例２の解析モデルのエネルギー吸収量−ストローク特性を示すグラフであり、図２１（ｂ）は、解析３で鋼板９８０Ｙを用いて得られた本実施形態にかかる構造部材の解析モデルのエネルギー吸収量−ストローク特性を示すグラフである。
【図２２】図２２は、解析３で鋼板９８０Ｙを用いて得られたエネルギー吸収量−溝深さ特性を示すグラフである。
【図２３】図２３は、解析３で得られたエネルギー吸収量の無次元価値−溝深さ特性を示すグラフである。
【図２４】図２４（ａ）〜（ｅ）は、比較例２の解析モデルが変形する様子を示す説明図である。
【図２５】図２５（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態にかかる構造部材の解析モデルが変形する様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】  以下、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。
【００２３】＜１．自動車車体用構造部材＞（１−１．構成例）  図１は、本実施形態にかかる自動車車体用の構造部材（第１の部材）２の一例を示す説明図である。また、図２（ａ）は、本実施形態にかかる構造部材（第１の部材）２を軸方向に見た図であって、図１のＡ矢視図を示している。
【００２４】  第１の部材２は、第２の部材３と接合されて、接合構造体１を構成する。第１の部材２は、鋼板製のプレス成形体であり、図１中に矢印Ｘで示す所定方向（軸方向ともいう。）へ延びて形成されている。第１の部材２は、軸方向の端部において、外向き連続フランジ９ａ，９ｂを介して、例えば、同じく鋼板製のプレス成形体である第２の部材３に対してスポット溶接等により接合されている。例えば、第１の部材２は、抵抗スポット溶接、レーザによる貫通溶接、又はアークによる隅肉溶接、あるいはそれらの組み合わせにより、第２の部材３に接合される。第１の部材１と第２の部材３との接合は、接着剤による接着であってもよいし、上記溶接と接着とが併用されてもよい。かかる第１の部材２は、例えば長さが１００ｍｍ以上、好ましくは２００ｍｍ以上、さらに好ましくは３００ｍｍ以上の長手方向を有する長尺体である。図１に示す第１の部材２は、長手方向が所定方向と一致しているが、所定方向は第１の部材２の長手方向に限られない。
【００２５】  第１の部材２の成形素材としては、例えば、板厚が０．５〜６．０ｍｍの範囲内であり、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠した引張試験により測定される引張強度が３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板を用いることができる。好ましくは、第１の部材２の成形素材として、板厚が２．０ｍｍ以下、引張強度が４４０ＭＰａ以上の高張力鋼板を用いることができる。なお、引張強度の上限は、特に規定されないものの１７７０ＭＰａ程度であり、通常、１４７０ＭＰａ程度であることが例示される。第２の部材３の板厚や材質は特に限定されないが、例えば、板厚が０．５〜６．０ｍｍ、引張強度が３９０ＭＰａ以上の鋼板を用いることができる。
【００２６】  図１に示す第１の部材２は、自動車のボディシェルの接合構造体１を構成する部材として用いることができる。接合構造体１としては、例えば、フロアクロスメンバ、サイドシル、フロントサイドメンバ、あるいはフロアトンネルブレースが例示される。接合構造体１が、フロアクロスメンバ、サイドシル、フロントサイドメンバ又はフロアトンネル等として使用される場合、好ましくは５９０ＭＰａ以上、より好ましくは７８０ＭＰａ以上の引張強度を有する高強度鋼板が成形素材として用いられる。
【００２７】  第１の部材２は、天板部４と、天板部４に連続する稜線部４ａ，４ｂと、稜線部４ａ，４ｂに連続する縦壁部５ａ，５ｂと、縦壁部５ａ，５ｂに連続する曲線部６ａ，６ｂと、曲線部６ａ，６ｂに連続するフランジ部７ａ，７ｂとを有する略ハット型の横断面形状を有する。略ハット型の横断面形状は、略溝型の横断面形状の一態様である。本実施形態にかかる構造部材（第１の部材）２は、少なくとも、天板部４と、稜線部４ａ，４ｂと、縦壁部５ａ，５ｂとを有する略溝型の横断面形状を有していればよく、曲線部６ａ，６ｂやフランジ部７ａ，７ｂは省略されていてもよい。例えば、Ｕ字型の横断面形状も略溝型の横断面形状に含まれる。
【００２８】  第１の部材２の軸方向の端部の外周には、天板部４、稜線部４ａ，４ｂ及び縦壁部５ａ，５ｂに沿う範囲に、外向き連続フランジ９ａ，９ｂが形成されている。外向き連続フランジ９ａ，９ｂは、溝部８に沿う範囲を除く天板部４の一部と、稜線部４ａ，４ｂ及び縦壁部５ａ，５ｂとに沿う範囲に連続して形成された、切欠きを有しない外向きのフランジである。第１の部材２は、軸方向の端部において、稜線部４ａ，４ｂに沿う範囲に外向きフランジを有しない従来の構造部材とは異なり、少なくとも稜線部４ａ，４ｂに沿う範囲に稜線部フランジ５０ａ，５０ｂを有する部材である。
【００２９】  第１の部材２が外向き連続フランジ９ａ，９ｂを有することにより、軸方向の荷重を担う稜線部４ａ，４ｂが、第２の部材３との接合面まで連続する。そのため、軸方向に衝突荷重を受けた衝突初期（例えば変形ストローク量が０〜４０ｍｍ）において稜線部４ａ，４ｂが担う荷重が大きくなる。したがって、第１の部材２は、荷重伝達特性に有利となる。
【００３０】  外向き連続フランジ９ａ，９ｂの幅は、後述の溝部８を形成することによる吸収エネルギー効率向上の効果を発揮させるためには、少なくとも１ｍｍ以上あればよい。ただし、外向き連続フランジ９ａ，９ｂの幅は、レーザ溶接やアーク隅肉溶接などの溶接代を確保する観点からは３ｍｍ以上であることが好ましく、スポット溶接の溶接代を確保する観点からは１０ｍｍ以上であることが好ましい。外向き連続フランジ９ａ，９ｂの幅は、全領域に亘って一定でなくてもよい。プレス成形性を考慮して、例えば稜線部フランジ５０ａ，５０ｂの幅を、他の部分の外向きフランジの幅よりも小さくしてもよい。外向き連続フランジ９ａ，９ｂの幅は、第１の部材２を平坦状に展開したブランク（展開ブランク）の形状を調整することにより、調整可能である。
【００３１】  なお、本明細書において、略溝型断面を有するプレス成形体の端部を、溝形状の外側へ折り曲げたフランジを「外向きフランジ」という。また、本明細書において、プレス成形体の端部の稜線部の範囲に沿って形成されるフランジを「稜線部フランジ」という。また、プレス成形体の端部のうち、稜線部と、溝底部及び縦壁部のそれぞれ少なくとも一部とに亘って連続して形成された外向きフランジを「外向き連続フランジ」という。
【００３２】  また、本明細書において、「フランジに切欠きを設ける」とは、切欠きがフランジの幅方向の全体にわたって設けられ、フランジが不連続となることをいう。また、フランジ幅は、フランジの高さと同じ意味で用いられる。したがって、フランジ幅が部分的に小さくされ、一部のフランジが残される場合には、フランジに切欠きを設けていないものとする。
【００３３】  また、本明細書において、「フランジの幅」とは、天板部４や稜線部４ａ，４ｂ、縦壁部５ａ，５ｂと外向き連続フランジ９ａ，９ｂとを接続する立ち上がり曲面を含まない平坦部分の立ち上がり寸法を指す。
【００３４】  このように、本実施形態にかかる第１の部材２は、軸方向の端部の外周、すなわち、溝部８の範囲を除く天板部４の一部、稜線部４ａ，４ｂ、及び縦壁部５ａ，５ｂに沿う範囲に連続した外向き連続フランジ９ａ，９ｂを有している。ただし、第１の部材２は、少なくとも稜線部４ａ，４ｂに沿う範囲に稜線部フランジ５０ａ，５０ｂを有していればよい。また、天板部４や縦壁部５ａ，５ｂに沿う範囲に形成された切欠きを介して稜線部フランジ５０ａ，５０ｂに非連続とされた外向きフランジが設けられていてもよい。
【００３５】  さらに、図２（ｂ）に示すように、天板部４に形成された溝部８に沿う範囲を含む外向き連続フランジ９ｃとしてもよい。外向き連続フランジ９ｃが溝部８に沿う範囲にも形成されていれば、溝部８の周囲の稜線部分にも軸方向荷重が伝達されやすくなり、当該稜線部分も効率的に荷重を担うことができるようになる。
【００３６】  また、第１の部材２の天板部４には、軸方向に沿って溝部８が設けられている。溝部８の形状は、例えば略台形状やＶ字形状とすることができる。図１に示す第１の部材２は、略台形状の溝部８を有する。第１の部材２が溝部８を有することにより、軸方向の荷重を担う稜線が増加することから、衝突エネルギーの吸収量が増加する。したがって、例えば、板厚を小さくして軽量化を図りつつ、衝突安全特性の低下が抑制される。
【００３７】  溝部８の上部における幅ｗは、例えば５０ｍｍ以下程度とすることができる。ただし、プレス成形性を考慮すれば、溝部８の上部における幅ｗは、５ｍｍ以上とすることが好ましい。また、本実施形態において、溝部８の深さｈは、溝部８の幅ｗ及び鋼板の板厚ｔに応じて設定される。具体的に、本実施形態において、溝部８の深さｈ、溝部８の幅ｗ及び鋼板の板厚ｔが以下の関係を充足するように、溝部８の深さｈが設定される。    ０．２×Ｈ0≦ｈ≦３．０×Ｈ0    …  （１）    Ｈ0＝（０．０３７ｔ−０．２５）×ｗ−５．７ｔ＋２９．２    …  （２）
【００３８】  上記式（２）は、第１の部材２が外向き連続フランジ９ａ，９ｂを有している場合において、変形ストロークが１００ｍｍのときに、第１の部材２の横断面における単位面積当たりのエネルギー吸収量（ｋＪ／ｍｍ2）が極大値付近の値を示す溝深さＨ0を表している。ここでいう第１の部材２の横断面とは、第１の部材２の端部の横断面であって、外向き連続フランジ９ａ，９ｂに連なる立ち上がり曲面との境界部分に沿った天板部４、稜線部４ａ，４ｂ、縦壁部５ａ，５ｂの端部の横断面を指す。
【００３９】  そして、上記式（１）に示すように、溝深さｈが、単位面積当たりのエネルギー吸収量が極大値付近を示す溝深さＨ0に対して、２０〜３００％の範囲内であれば、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂを有しない外向きフランジのみの構造部材と比べて、吸収エネルギー効率が向上する。
【００４０】  例えば、板厚ｔが１．４ｍｍ、溝部８の幅ｗが１０ｍｍとすると、単位面積当たりのエネルギー吸収量が極大値付近を示す溝深さＨ0は、２０ｍｍとなる。この場合、溝部８の深さｈは、４〜６０ｍｍに設定される。また、板厚ｔが１．４ｍｍ、溝部８の幅ｗが４０ｍｍとすると、単位面積当たりのエネルギー吸収量が極大値付近を示す溝深さＨ0は、１２ｍｍとなる。この場合、溝部８の深さｈは、２．４〜３６ｍｍに設定される。
【００４１】  また、板厚ｔが２．０ｍｍ、溝部８の幅ｗが１０ｍｍとすると、単位面積当たりのエネルギー吸収量が極大値付近を示す溝深さＨ0は、１７ｍｍとなる。この場合、溝部８の深さｈは、３．４〜５１ｍｍに設定される。さらに、板厚ｔが２．０ｍｍ、溝部８の幅ｗが４０ｍｍとすると、単位面積当たりのエネルギー吸収量が極大値付近を示す溝深さＨ0は、１０ｍｍとなる。この場合、溝部８の深さｈは、２．０〜３０ｍｍに設定される。
【００４２】  かかる構成を有する第１の部材２は、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂを含む外向き連続フランジ９ａ，９ｂを介して、第２の部材３に対して溶接により接合される。そのため、衝突荷重を受けた衝突初期（変形ストロークが例えば４０ｍｍ以下）におけるエネルギー吸収量が増加している。また、第１の部材２が、天板部４に溝部８を有するとともに、軸方向の端部に稜線部フランジ５０ａ，５０ｂを含む外向き連続フランジ９ａ，９ｂを有している。そのため、衝突中期以降（変形ストロークが例えば４０ｍｍ超）における第１の部材２の折れ曲がり挙動が安定し、エネルギー吸収量が増加する。
【００４３】  さらに、例えば、第１の部材２の軸方向に対して斜め方向から衝突荷重を受ける場合においても、同様に、衝突時の第１の部材２の折れ曲がり挙動が安定するため、本実施形態にかかる第１の部材２は、荷重の入力に対するロバスト性が向上している。したがって、本実施形態にかかる構造部材（第１の部材）２は、荷重伝達特性に優れている。
【００４４】  なお、上述した第１の部材２は、横断面形状が開断面形状となっていたが、本実施形態にかかる構造部材はかかる態様に限定されない。例えば、構造部材は、フランジ部７ａ，７ｂを介して他の部材が接合された、閉断面形状を有する形態であってもよい。また、第１の部材２は、天板部４に一つの溝部８を有しているが、溝部は複数設けられていてもよい。
【００４５】＜２．自動車車体用構造部材の製造方法の例＞  次に、本実施形態にかかる自動車車体用の構造部材（第１の部材）２の製造方法の一例について説明する。本実施形態にかかる構造部材２は、例えば板厚が０．５〜６．０ｍｍの範囲内であり、引張強度が３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板をプレス成形して製造されるものであるため、一般的には、しわや割れ等の成形不良を生じやすい。
【００４６】  例えば、構造部材２の軸方向の端部の全周に、ある程度のフランジ幅を有する外向き連続フランジ９ａ，９ｂを形成しようとすると、プレス成形時に、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂのエッジでの伸びフランジ割れや、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂの根元付近でのしわといった成形不良が生じやすい。このような稜線部フランジ５０ａ，５０ｂのエッジの割れや、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂの根元付近のしわは、一般に材料強度が高くなるほど発生しやすい。
【００４７】  したがって、成形素材として高張力鋼板を用いた場合、従来のプレス成形法では、プレス成形上の制約により、稜線部フランジを含む外向き連続フランジを有する構造部材を製造することが困難である。そのため、従来は、構造部材の軸方向の端部に形成する外向きフランジにおける、稜線部に沿う範囲に切欠きを設けて、成形性の不足を補わざるを得なかった。この切欠きの存在は、荷重伝達特性や曲げ剛性、ねじり剛性などの性能を低下させる要因となる。
【００４８】  これに対して、本実施形態にかかる構造部材２は、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂを含む外向き連続フランジ９ａ，９ｂを有する場合であっても、以下の製造方法によって製造することができる。以下、本実施形態にかかる構造部材２の製造に使用可能なプレス成形装置の一例を説明した後、製造方法の具体例について説明する。
【００４９】（２−１．プレス成形装置）  図３及び図４は、構造部材２の製造に用いられるプレス成形装置１０を示す説明図である。図３は、プレス成形装置１０のうち、成形する構造部材２の端部に相当する部分の断面図である。図４（ａ）は、ダイ１２を示す斜視図であり、図４（ｂ）はパッド１３を示す斜視図であり、図４（ｃ）はパンチ１１を示す斜視図である。図４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、ダイ１２、パッド１３及びパンチ１１を左斜め上側から視た斜視図であり、紙面の奥側が、外向き連続フランジ９ａ，９ｂを成形する部分である。
【００５０】  プレス成形装置１０は、パンチ１１と、ダイ１２と、パンチ１１に成形素材１４を押し当てて成形素材１４を拘束するパッド１３を備える。パンチ１１は、その上面１１ａに形成された、長手方向に延びる溝成形部１１ｂと、長手方向の端部に形成された側壁１１ｃとを有する。側壁１１ｃの立ち上げ角度θは、例えば５０〜９０°である。
【００５１】  溝成形部１１ｂの形状は、構造部材２に形成される溝部８の形状に対応する。例えば、溝成形部１１ｂは、台形状やＶ字状（図３（ｂ）では台形状）の断面形状を有する。また、溝成形部１１ｂの上部開口における、軸方向に交差する方向の幅は５０ｍｍ以下程度である。また、溝成形部１１ｂの深さは、上記式（１）及び（２）の関係を充足して設定される構造部材２の溝部８の形状に対応して設計される。
【００５２】  パッド１３は、突起部１３ａを有する天板押さえ部１３ｂと、稜線押さえ部１３ｃと、側壁１３ｄとを有する。突起部１３ａは、パンチ１１に形成された溝成形部１１ｂに対向して、長手方向に延びて形成されている。かかる突起部１３ａを有する天板押さえ部１３ｂは、成形素材１４における天板部４に成形される部分をパンチ１１の上面１１ａに押し当てて拘束する。かかるパッド１３により、成形素材１４がパンチ１１の上面１１ａに押し当てられて、溝部８を有する天板部４が成形される。
【００５３】  稜線押さえ部１３ｃは、成形素材１４における外向き連続フランジ９ａ，９ｂに成形される部分の近傍で、稜線部４ａ，４ｂに成形される部分の端部をパンチ１１に押し当てて拘束する。以降の説明では、かかるパッド１３を稜線パッドともいう。
【００５４】  すなわち、稜線パッド１３は、成形素材１４における、天板部４に成形される部分と、外向き連続フランジ９ａ，９ｂに成形される部分の近傍の稜線部４ａ，４ｂに成形される部分の端部とを拘束する。ただし、稜線パッド１３は、少なくとも稜線部４ａ，４ｂに成形される部分の端部を拘束すればよく、その他の稜線部４ａ，４ｂに成形される部分や、天板部４に成形される部分、縦壁部５ａ，５ｂに形成される部分を拘束しなくてもよい。
【００５５】  図５は、従来のパッド１５の形状を示す説明図である。図５（ａ）は、従来のパッド１５を備えたプレス成形装置１０’の断面図であり、図５（ｂ）は、従来のパッド１５により成形素材１４を押圧する様子を示す斜視図である。図５（ａ）は、図３に示すプレス成形装置１０と同じ部分の断面図を示す。このように従来のパッド１５は、成形素材１４における天板部４に成形される部分を拘束するものの、稜線部４ａ，４ｂに成形される部分を拘束しない。
【００５６】  プレス成形装置１０は、稜線パッド１３により、稜線部４ａ，４ｂに成形される部分の端部を押圧し、概ねその近傍の鋼板材料のみを張り出させる。これにより、外向き連続フランジ９ａ，９ｂの近傍の稜線部４ａ，４ｂが形成される。したがって、稜線パッド１３が当接する部分の周辺の材料の移動が抑制され、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂのエッジの端部における伸びフランジ割れや、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂの根元付近でのしわの発生が抑制される。
【００５７】  稜線パッド１３は、稜線部４ａ，４ｂに成形される部分の端部の鋼板材料を張り出させて当該稜線部４ａ，４ｂの端部を成形することによって、周辺の鋼板材料の移動を抑制する効果を狙ったものである。したがって、外向き連続フランジ９ａ，９ｂに成形される部分の近傍において、稜線パッド１３により拘束される稜線部４ａ，４ｂに成形される部分の範囲は、少なくとも稜線部４ａ，４ｂと天板部４との境界部分から稜線部４ａ，４ｂの断面周長の１／３以上の長さの部分とすることが好ましい。
【００５８】  また、外向き連続フランジ９ａ，９ｂの近傍において、稜線部４ａ，４ｂに成形される部分のうち、稜線パッド１３により拘束される軸方向の範囲は、外向き連続フランジ９ａ，９ｂの根元から軸方向に沿って、例えば、５〜１００ｍｍとすることができる。かかる拘束範囲が５ｍｍ未満となると、プレス成形時の変形抑制効果が得られにくくなったり、鋼板に傷が発生したりするおそれがある。また、稜線部４ａ，４ｂに形成される部分は、軸方向全長に亘って拘束されてもよいが、上記の拘束範囲が１００ｍｍを超えると、稜線パッド１３により成形素材１４を押さえるための必要荷重が増大するおそれがある。
【００５９】  ダイ１２は、パンチ１１に対向して配置され、長手方向の端部に形成された立ち上がり１２ａを有する。ダイ１２は、構造部材２の天板部４に成形される部分には押さえ面を有しておらず、プレス方向に沿って、パッド１３に重ならないように配置されている。ダイ１２は、稜線パッド１３により、成形素材１４のうちの天板部４に成形される部分と、稜線部４ａ，４ｂに成形される部分の端部とが拘束された状態で、稜線部４ａ，４ｂに成形される部分に沿って成形素材１４を曲げ加工する。
【００６０】  なお、ダイ１２による成形素材１４の曲げ加工は、ダイ１２によって成形素材１４を押圧して折り曲げる曲げ成形であってもよく、図示しないブランクホルダとダイ１２とによって成形素材１４を挟持して折り曲げる絞り成形であってもよい。
【００６１】（２−２．製造方法）  次に、図３及び図４と併せて、図６を参照しながら、プレス成形装置１０を用いた構造部材２の製造方法について説明する。図６は、稜線パッド１３により成形素材１４が拘束された様子を示す斜視図である。
【００６２】  まず、成形する構造部材２を平坦状に展開した形状を有する展開ブランクからなる成形素材１４が、プレス成形装置１０におけるパンチ１１上に設置される。次いで、図３及び図６に示すように、稜線パッド１３により成形素材１４が押圧され、成形素材１４がパンチ１１に押し当てられる。このとき、成形素材１４における、外向き連続フランジ９ａ，９ｂに成形される部分の一部が、パンチ１１の側壁１１ｃ及び稜線パッド１３の側壁１３ｄによってプレスの向きとは反対の方向に立ち上げられる。
【００６３】  また、成形素材１４における、外向き連続フランジ９ａ，９ｂに成形される部分の近傍の、稜線部４ａ，４ｂに成形される部分の端部が、稜線パッド１３の稜線押さえ部１３ｃによってプレスの向きに折り曲げられ、稜線押さえ部１３ｃとパンチ１１とにより拘束される。さらに、成形素材１４における天板部４に成形される部分は、稜線パッド１３の天板押さえ部１３ｂにより押圧され、突起部１３ａにより成形素材１４の一部がパンチ１１の溝成形部１１ｂに押し込まれるとともに、天板押さえ部１３ｂとパンチ１１とにより拘束される。
【００６４】  このように成形素材１４が稜線パッド１３及びパンチ１１に拘束された状態で、ダイ１２とパンチ１１とにより第１のプレス成形が行われる。第１のプレス成形では、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂのエッジの割れや、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂの根元付近のしわの原因となる、板厚減少あるいは板厚増加が抑制される。かかる第１のプレス成形により、稜線部４ａ，４ｂと、縦壁部５ａ，５ｂと、長手方向に延びる溝部８を有する天板部４とを有する略溝型の横断面形状の中間成形体が得られる。かかる中間成形体は、長手方向の端部における、稜線部４ａ，４ｂ、天板部４の一部、及び縦壁部５ａ，５ｂに沿う範囲に形成された外向き連続フランジ９ａ，９ｂを有する。
【００６５】  なお、図６では、稜線部４ａ，４ｂと、溝部８に沿う範囲を除く天板部４の一部と、縦壁部５ａ，５ｂとに沿う範囲に外向き連続フランジ９ａ，９ｂが形成される様子が示されるが、外向きのフランジは、少なくとも稜線部４ａ，４ｂに沿う範囲に形成されればよい。また、外向きのフランジは、溝部８に沿う範囲を含む外向き連続フランジ９ｃであってもよい（図２（ｂ）参照）。外向きフランジの形態や外向きフランジの幅は、成形素材１４である展開ブランクの形状によって調整可能である。
【００６６】  また、上述の例では、成形素材１４における、稜線部４ａ，４ｂに成形される部分の端部と、天板部４に成形される部分とを稜線パッド１３により拘束しながら、中間成形体をプレス成形する例が示されているが、構造部材２の製造方法はこの例に限定されない。稜線パッド１３の稜線押さえ部１３ｃの拘束範囲は、稜線部４ａ，４ｂに成形される部分のうち、少なくとも、稜線部４ａ，４ｂと天板部４との境界部分から稜線部４ａ，４ｂの断面周長の１／３以上の長さの部分としてもよい。稜線パッド１３による成形素材１４の拘束範囲が上記の範囲よりも小さい場合には、稜線パッド１３による割れやしわの発生の抑制効果が小さくなるおそれがある。
【００６７】  以上のように第１のプレス成形が行われた後、次いで、第１のプレス成形では成形できない部分を成形するため、中間成形体に対して第２のプレス成形が行われる。第２のプレス成形では、稜線パッド１３及びダイ１２により成形されなかった部分がプレス成形され、最終形状としての構造部材２が形成される。具体的には、第１のプレス成形では、縦壁部５ａ，５ｂのうち、プレス方向に沿って稜線パッド１３の直下に位置する部分については、完全にプレス成形しきれない。したがって、第２のプレス成形では、当該部分を異なるプレス成形装置を用いてプレス成形する。
【００６８】  なお、外向き連続フランジ９ａ，９ｂの形状やフランジの立ち上げ角度によっては、第１のプレス成形で外向き連続フランジ９ａ，９ｂが最終製品の角度まで立ち上げられない場合がある。そのような場合には、外向き連続フランジ９ａ，９ｂは、第１のプレス成形で所定程度、例えば６０°まで立ち上げられ、第２あるいはそれ以降のプレス成形により、最終製品の角度まで立ち上げられてもよい。
【００６９】  第２のプレス成形で用いられるプレス成形装置は、第１のプレス成形で成形しきれない部分をプレス成形できるものであればよい。かかるプレス成形装置は、ダイ及びパンチを備えた公知のプレス成形装置により構成することができる。また、第２のプレス成形によって構造部材２としての最終形状に成形できない場合には、さらに別のプレス成形が行われてもよい。
【００７０】  なお、本実施形態では、第１のプレス成形において、稜線パッド１３によって天板部４に溝部８が形成される例を説明したが、ダイ１２により溝部８が形成されてもよい。また、本実施形態では、第１のプレス成形において、天板部４に溝部８が形成される例を説明したが、溝部８は第２のプレス成形において形成されてもよい。
【００７１】  以上のように、稜線押さえ部１３ｃと、突起部１３ａを有する天板押さえ部１３ｂとを備えた稜線部パッド１３を用いてプレス成形を行うことにより、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂのエッジの割れや、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂの根元付近のしわが抑制された構造部材２が成形される。かかる構造部材（第１の部材）２を、その長手方向の端部に形成された外向き連続フランジ９ａ，９ｂを介して第２の部材３に接合することにより、第１の部材２と第２の部材３とを備える接合構造体１が得られる。
【００７２】  なお、図２（ｂ）に示すような、長手方向の端部における、溝部８に沿う範囲にも外向きフランジが形成された構造部材は、例えば、以下の手順で製造することができる。すなわち、第１段階で、稜線押さえ部１３ｃを有する一方、突起部１３ａを有しないパッドを用いて、天板部の全範囲に沿って形成された外向きフランジを含む外向き連続フランジを備えた中間成形体を成形する。その後、第２段階で、溝部８を形成するための突起部１３ａを有するパッド又はパンチを用いて中間成形体をプレス成形し、天板部４に溝部８を形成する。これにより、溝部８の範囲にも外向きフランジを有する構造部材が得られる。
【００７３】  特に、本実施形態にかかる構造部材は、稜線部４ａ，４ｂの範囲にも外向き連続フランジ９ａ，９ｂが形成されることによって、溝部８の深さが比較的小さい場合であっても、吸収エネルギー効率が向上する。したがって、上述の第２段階でのプレス成形によって、構造部材に対して、溝部８に沿う範囲にも所望の外向きフランジが設けられる。
【００７４】  以上説明したように、本実施形態にかかる構造部材２は、長手方向の端部に、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂを含む外向き連続フランジ９ａ，９ｂを備えるために、衝突初期のエネルギー吸収量が高められている。また、本実施形態にかかる構造部材２は、天板部４に溝部８を有するとともに、外向き連続フランジ９ａ，９ｂを有し、当該溝部８が所定の範囲に設定されていることから、衝突中期以降の吸収エネルギー効率が高められている。したがって、本実施形態にかかる構造部材２は、荷重伝達特性や曲げ剛性、ねじり剛性に優れ、自動車車体用の構造部材として適した構造部材である。
【００７５】  また、本実施形態にかかる構造部材２が、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂを含む外向き連続フランジ９ａ，９ｂを有することにより、溝部８の幅ｗ及び板厚ｔに応じた有効な深さｈの溝部８を有する構造部材２が得られる。したがって、比較的プレス成形が困難な高張力鋼板をプレス成形する場合であっても、吸収エネルギー効率を向上可能な所望の深さの溝部８が形成されやすくなって、荷重伝達特性及び剛性に優れた構造部材が高い歩留まりで得られる。
【００７６】  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。
【実施例】
【００７７】  以下、本発明の実施例について説明する。【００７８】（解析１）  まず、解析１では、実施例にかかる構造部材２における稜線部フランジ５０ａ，５０ｂのエッジ及び根元付近における板厚減少率（板厚増加率）を評価した。図７は解析１で用いた構造部材２の成形素材１４としての展開ブランクの形状を示す平面図である。図７（ａ）は、成形素材１４の長手方向の端部を含む全体平面図であり、図７（ｂ）は、長手方向端部の拡大平面図である。【００７９】  かかる成形素材１４は、板厚が１．４ｍｍで、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に準拠した引張試験により測定される引張強度が９８０ＭＰａ級のデュアルフェーズ（ＤＰ）鋼製である。成形素材１４における、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂに成形される部分Ｇは、変形分散を狙った形状（曲率半径６０ｍｍ）を有している。また、端部における溝部８に成形される部分に沿う範囲にも外向きフランジ５０ｃが形成されるが、溝部８に沿う範囲内の稜線の端部には切欠き５９が設けられている。【００８０】  図８及び図９は、図７に示した成形素材１４から成形される構造部材（第１の部材）２を示す。図８（ａ）は、構造部材２を天板部４側から見た上面図であり、図８（ｂ）は、構造部材２を長手方向の斜め上方から見た模式図である。また、図９は、構造部材２の横断面図である。構造部材２の高さは１００ｍｍ、稜線部４ａ，４ｂの断面曲率半径は１２ｍｍ、溝部８の深さは７．５ｍｍである。その他の寸法諸元は図８（ｂ）及び図９に示すとおりである。【００８１】  図１０及び図１１は、実施例の構造部材２を製造する際に第１のプレス成形で用いたプレス成形装置１０を示す説明図である。図１０は、プレス成形装置１０の斜視図であり、図１１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図１０の横断面１，２、縦断面を示す模式図である。また、図１２及び図１３は、実施例の構造部材２を製造する際に第２のプレス成形で用いたプレス成形装置２０を示す説明図である。図１２は、プレス成形装置２０の斜視図であり、図１３（ａ）〜（ｂ）は、それぞれ図１２の横断面、縦断面を示す模式図である。図１０及び図１２では、それぞれ、構造部材２の一端部側を成形する部分のみが示されている。【００８２】  かかる第１及び第２のプレス成形装置１０，２０を用いて、成形素材１４から構造部材２をプレス成形する際の成形素材１４の変形挙動を、有限要素法により解析した。第１のプレス成形では、長手方向端部の稜線部４ａ，４ｂに沿う範囲に形成される稜線部フランジ５０ａ，５０ｂのエッジの割れや、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂの根元付近のしわの低減対策として、実施例にかかる稜線パッド１３を用いて中間成形体を形成した。かかる第１のプレス成形では、まず稜線パッド１３で成形素材１４を押さえた後、下降してくるダイ１２と、パンチ１１とによってプレス成形を行った。【００８３】  図１１（ａ）に示すように、第１のプレス成形では、稜線パッド１３で押さえられた稜線部４ａ，４ｂのプレス方向下側の領域の形状が成形されない。したがって、第１のプレス成形で成形できない部分については、第２のプレス成形で成形した。第２のプレス成形では、第１のプレス成形では成形できない部分の成形を行いつつ、曲げ成形によってリストライクを行った。第２のプレス成形工程では、まず溝部８に対応する突起部２３ａを有する形状のパッド２３によって中間成形体４０の頂部４１を拘束した。その後、下降してくるダイ２２と、パンチ２１とによって曲げ成形を行い、構造部材２を形成した。【００８４】  図１４（ａ）〜（ｂ）は、それぞれ得られた中間成形体４０及び構造部材２の稜線部フランジ５０ａ，５０ｂのエッジ及び根元付近の板厚減少率の解析結果である。図１４には、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂのエッジの割れが生じやすい部分Ａ近傍の板厚減少率の最大値、及び、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂの根元付近のしわが生じやすい部分Ｂ近傍の板厚減少率の最小値が示されている。板厚減少率がマイナスである場合には、すなわち、板厚増加率を意味する。【００８５】  図１４に示すように、割れが生じやすい部分である稜線部フランジ５０ａ，５０ｂのエッジの近傍（Ａの部分）の板厚減少率は、第１のプレス成形及び第２プレス成形が進むにしたがって増加する。ただし、得られた構造部材２において、割れが生じやすい部分である稜線部フランジ５０ａ，５０ｂのエッジの近傍（Ａの部分）の板厚減少率は約１４％であり、割れが回避可能である。【００８６】  また、図１４に示すように、しわが生じやすい部分である稜線部フランジ５０ａ，５０ｂの根元付近（Ｂの部分）の板厚増加率は、第１のプレス成形及び第２プレス成形が進むにしたがって増加する。ただし、得られた構造部材２において、しわが生じやすい部分である稜線部フランジ５０ａ，５０ｂの根元付近（Ｂの部分）の板厚増加率は約１２％であり、しわの発生も抑制される。【００８７】（解析２）  次に、解析２では、稜線部フランジを含む外向き連続フランジ９ａ，９ｂと、天板部４の溝部８とをともに備える、実施例にかかる構造部材２の吸収エネルギー効率を評価した。解析２では、構造部材（第１の部材）２を第２の部材３に対してスポット溶接によって接合した接合構造体１（図１を参照）を想定し、構造部材２を、その長手方向に沿って第２の部材３側から押し込んだときの軸方向荷重及びエネルギー吸収量を評価した。解析２では、変形抑止の観点から衝突安全性能を評価するため、変形ストロークは、衝突初期である４０ｍｍまでとした。【００８８】  図１５は、解析２で使用した解析モデルを示す説明図である。図１５（ａ）は、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０であり、図１５（ｂ）は、稜線部フランジ及び溝部をともに有さない比較例１の解析モデル３１であり、図１５（ｃ）は、溝部８を有する一方稜線部フランジを有さない比較例２の解析モデル３２である。図１５（ａ）〜（ｃ）は、各解析モデル３０，３１，３２を長手方向の斜め上方から見た模式図である。また、図１６は、解析モデル３０，３１，３２を長手方向に対する横方向から見た全体図である。【００８９】  比較例１の解析モデル３１は、第１の部材２の天板部４に溝部が設けられておらず、稜線部４ａ，４ｂの長手方向の端部で外向きフランジに切欠き５５が設けられた形状であること以外は、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０と同じ形状である。また、比較例２の解析モデル３２は、稜線部４ａ，４ｂの長手方向の端部で外向きフランジに切欠き５５が設けられた形状であること以外は、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０と同じである。【００９０】  解析２では、各解析モデル３０，３１，３２のフランジ部７ａ，７ｂを介して、板厚が０．６ｍｍ、引張強度が２７０ＭＰａ級の鋼板をクロージングプレート４５としてスポット溶接により接合した。各解析モデル３０，３１，３２は、クロージングプレート４５が接合されている点、及び、溝部の有無あるいは稜線部フランジの有無を除いて、上述の図８及び図９に示す構造部材２と同一の形状とした。また、各解析モデル３０，３１，３２には、解析１と同じ、板厚が１．４ｍｍ、引張強度が９８０ＭＰａ級の鋼板を成形素材１４として用いた。ここでは，衝突安全性能に及ぼす部材結合部の形状及び構造の影響を検討するため、剛体壁を第２の部材３として想定した。【００９１】  図１７は、軸方向荷重−ストローク特性の解析結果を示すグラフであり、図１８は、エネルギー吸収量−ストローク特性の解析結果を示すグラフである。かかる図１７に示すように、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０は、比較例１の解析モデル３１に比べて軸方向荷重（ｋＮ）のピーク値が高い。さらに、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０は、比較例１，２の解析モデル３１，３２に比べて、衝突初期の軸方向荷重（ｋＮ）のピーク値が、低ストローク側、すなわちより早いタイミングで現れている。【００９２】  また、かかる軸方向荷重のピークの違いに伴って、エネルギー吸収量（ｋＪ）についても、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０は、比較例１の解析モデル３１に比べて高くなっている。実施例にかかる構造部材２のエネルギー吸収量（ｋＪ）は、溝部８を有する一方、外向きフランジに切り欠きが形成された比較例２の解析モデル３２に比べても高い。【００９３】  以上の結果は、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０の荷重伝達を担う稜線部分が、比較例１の解析モデル３１の稜線部分よりも多く存在することに起因していると言える。さらに、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０では、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂを含む外向き連続フランジ９ａ，９ｂが、衝突初期から稜線部分に高い軸方向応力を発生させて、軸方向荷重を高効率で伝搬可能に拘束できていることが要因であると言える。以上の解析２の結果から、実施例にかかる構造部材２は、衝突時の変形抑止部材として、比較例１，２よりも優れた性能を有する。【００９４】（解析３）  次に、解析３では、実施例にかかる構造部材２の衝突中期以降までの吸収エネルギー効率を評価した。解析３では、解析２で使用した解析モデルのうち、図１５（ａ）に示す実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０と、図１５（ｃ）に示す比較例２にかかる解析モデル３２とを使用した。すなわち、二つの解析モデル３０，３２の形状の違いは、外向きフランジにおける切欠き５５の有無のみである。クロージングプレート４５が接合されている点も含め、解析モデル３０，３２の基本的な形状、構成は解析２の場合と同じである。【００９５】  ただし、解析３では、板厚が１．４ｍｍ、引張強度が３４０ＭＰａ級の鋼板と、板厚が１．４ｍｍ、引張強度が９８０ＭＰａ級の鋼板との２種類の鋼板を用いて、それぞれ解析モデル３０，３２を形成した。また、解析３では、鋼板の種類それぞれの解析モデル３０，３２ごとに、溝部８の深さを７．５ｍｍ、１５ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍの４パターンにして、それぞれ解析を行った。解析３では、変形ストロークは、衝突中期以降まで含むように１００ｍｍまでとした。【００９６】  図１９及び図２０は、板厚が１．４ｍｍ、引張強度が３４０ＭＰａ級の鋼板を用いた解析モデル３０，３２の解析結果を示している。図１９（ａ）は、比較例２にかかる解析モデル３２のエネルギー吸収量−ストローク特性の解析結果を示すグラフであり、図１９（ｂ）は、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０のエネルギー吸収量−ストローク特性の解析結果を示すグラフである。また、図２０は、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０及び比較例２の解析モデル３２それぞれの、変形ストロークが１００ｍｍのときのエネルギー吸収量−溝深さ特性の解析結果を示すグラフである。【００９７】  図１９に示すように、板厚が１．４ｍｍ、引張強度が３４０ＭＰａ級の鋼板を用いた場合、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０は、比較例２の解析モデル３２に比べて、変形ストロークが１００ｍｍまでの期間に亘ってエネルギー吸収量（ｋＪ）が高い。ただし、エネルギー吸収量の上昇効果は限定的である。また、図２０に示すように、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０は、比較例２の解析モデル３２に比べて、すべての溝深さｈにおいて、変形ストロークが１００ｍｍのときのエネルギー吸収量（ｋＪ）が高い。【００９８】  また、図２１〜図２３は、板厚が１．４ｍｍ、引張強度が９８０ＭＰａ級の鋼板を用いた解析モデル３０，３２の解析結果を示している。図２１（ａ）は、比較例２にかかる解析モデル３２のエネルギー吸収量−ストローク特性の解析結果を示すグラフであり、図２１（ｂ）は、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０のエネルギー吸収量−ストローク特性の解析結果を示すグラフである。また、図２２は、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０及び比較例２の解析モデル３２それぞれの、変形ストロークが１００ｍｍのときのエネルギー吸収量−溝深さ特性の解析結果を示すグラフである。【００９９】  また、図２３は、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０及び比較例２の解析モデル３２それぞれの、変形ストロークが１００ｍｍのときの単位断面積当たりのエネルギー吸収量の無次元化値−溝深さ特性の解析結果を示すグラフである。かかる無次元化値は、変形ストロークが１００ｍｍのときの単位断面積当たりのエネルギー吸収量を、比較例２の解析モデル３２の溝深さ７．５ｍｍの場合における、変形ストロークが１００ｍｍのときの単位断面積当たりのエネルギー吸収量で割って１００倍した値を示す。さらに、図２４及び図２５は、それぞれ比較例２の解析モデル３２、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０が変形ストローク（１０〜５０ｍｍ）に応じて変形する様子を示す説明図である。【０１００】  図２１に示すように、板厚が１．４ｍｍ、引張強度が９８０ＭＰａ級の鋼板を用いた場合においても、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０は、比較例２の解析モデル３２��比べて、変形ストロークが１００ｍｍまでの期間に亘ってエネルギー吸収量（ｋＪ）が高い。また、エネルギー吸収量の上昇効果は、板厚が１．４ｍｍ、引張強度が３４０ＭＰａ級の鋼板に比べて大きく表れている。したがって、実施例にかかる構造部材２は、成形素材１４の強度が高いほど、吸収エネルギー効率の向上効果が高い。【０１０１】  また、図２２に示すように、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０は、比較例２の解析モデル３２に比べて、すべての溝深さｈにおいて、変形ストロークが１００ｍｍのときのエネルギー吸収量（ｋＪ）が高い。さらに、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０は、溝深さｈが浅い状態から、変形ストロークが１００ｍｍのときのエネルギー吸収量（ｋＪ）が高くなっている。【０１０２】  さらに、解析モデル３０，３２の断面周長の影響を排除した図２３のグラフに示すように、比較例２の解析モデル３２は、溝部８の深さｈが小さい場合には、変形ストロークが１００ｍｍのときの吸収エネルギー効率（％）が増加していない。また、比較例２の解析モデル３２は、溝部８の深さｈを大きくした場合であっても、吸収エネルギー効率の上昇効果が著しく増加することはない。これは、図２４に示すように、比較例２の解析モデル３２は稜線部フランジ５０ａ，５０ｂを有さないために、変形ストロークが４０ｍｍを超える衝突中期において溝部８の周囲の稜線部分が強く突っ張った場合に、端部の拘束が緩くなって構造部材が折れ曲がることに起因する。【０１０３】  これに対して、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０は、溝深さｈにかかわらず、変形ストロークが１００ｍｍのときの吸収エネルギー効率（％）が増加する。また、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０は、比較例２の解析モデル３２に比べて、変形ストロークが１００ｍｍのときの吸収エネルギー効率が最大値となる溝深さｈが小さくなっている。これは、図２５に示すように、実施例にかかる構造部材２の解析モデル３０は、稜線部フランジ５０ａ，５０ｂを有するために、変形ストロークが４０ｍｍを超える衝突中期において構造部材２の折れ曲がり挙動が安定することに起因する。【０１０４】  なお、図２３に示す、変形ストロークが１００ｍｍのときの吸収エネルギー効率が極大値となる溝深さＨ0は、上記式（２）で表すことができる。そして、上記式（１）で示されるように、当該溝深さＨ0に対して、溝深さｈが０．２×Ｈ0〜３．０×Ｈ0の範囲内となっていれば、比較例２にかかる解析モデル３２に比べて、変形ストロークが１００ｍｍのときの吸収エネルギー効率が大きくなる。
【符号の説明】
【０１０５】  １    接合構造体  ２    構造部材（第１の部材）  ３    第２の部材  ４    天板部  ４ａ，４ｂ    稜線部  ５ａ，５ｂ    縦壁部  ６ａ，６ｂ    曲線部  ７ａ，７ｂ    フランジ部  ８    溝部  ９ａ，９ｂ，９ｃ    外向き連続フランジ  １０    プレス成形装置  １１    パンチ  １１ｂ    溝成形部  １２    ダイ  １３    パッド（稜線パッド）  １３ａ    突起部  １３ｂ    天板押さえ部  １３ｃ    稜線押さえ部  １４    成形素材  １５    従来のパッド  ２０    プレス成形装置  ３０，３１，３２    解析モデル  ４０    中間成形体  ４５    クロージングプレート  ５０ａ，５０ｂ    稜線部フランジ  ５０ｃ    外向きフランジ（溝底フランジ）  ５５    切欠き  ｈ    溝部の深さ  ｗ    溝部の幅
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年11月17日(2016.11.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に延びて形成され、天板部、前記天板部に連続する稜線部及び前記稜線部に連続する縦壁部を有し、前記所定方向に対して交差する断面が略溝型断面を成す、鋼板製のプレス成形体からなる自動車車体用構造部材において、
前記天板部に前記所定方向の端部から前記所定方向に延びて形成された少なくとも一つの溝部と、
前記端部における少なくとも前記稜線部の範囲に形成された外向きフランジと、を備え、
前記端部における、前記溝部の深さ（ｈ）と、前記溝部の幅（ｗ）と、前記鋼板の板厚（ｔ）と、が以下の関係を充足する、自動車車体用構造部材。
０．２×Ｈ0≦ｈ≦３．０×Ｈ0
ただし、Ｈ0＝（０．０３７ｔ−０．２５）×ｗ−５．７ｔ＋２９．２
【請求項２】
前記鋼板が、引張強度が３９０ＭＰａ以上の高張力鋼板である、請求項１に記載の自動車車体用構造部材。
【請求項３】
前記鋼板が、引張強度が５９０ＭＰａ以上の高張力鋼板である、請求項１に記載の自動車車体用構造部材。
【請求項４】
前記鋼板が、引張強度が９８０ＭＰａ以上の高張力鋼板である、請求項１に記載の自動車車体用構造部材。
【請求項５】
前記外向きフランジが、前記所定方向の端部において、前記稜線部と、前記天板部及び前記縦壁部のそれぞれ少なくとも一部と、に亘る範囲に連続して形成された外向き連続フランジである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動車車体用構造部材。
【請求項６】
前記所定方向の端部において、前記溝部の範囲に外向きフランジを有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動車車体用構造部材。
【請求項７】
前記自動車車体用構造部材は、前記外向きフランジを介して、抵抗スポット溶接、レーザ貫通溶接、隅肉アーク溶接又は接着剤による接着、あるいはこれらの併用した接合により、他の部材に接合される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の自動車車体用構造部材。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、所定方向に延びて形成され、天板部、前記天板部に連続する稜線部及び前記稜線部に連続する縦壁部を有し、前記所定方向に対して交差する断面が略溝型断面を成す、鋼板製のプレス成形体からなる自動車車体用構造部材において、前記天板部に前記所定方向の端部から前記所定方向に延びて形成された少なくとも一つの溝部と、前記端部における少なくとも前記稜線部の範囲に形成された外向きフランジと、を備え、前記端部における、前記溝部の深さ（ｈ）と、前記溝部の幅（ｗ）と、前記鋼板の板厚（ｔ）と、が以下の関係を充足する、自動車車体用構造部材が提供される。
０．２×Ｈ0≦ｈ≦３．０×Ｈ0
ただし、Ｈ0＝（０．０３７ｔ−０．２５）×ｗ−５．７ｔ＋２９．２
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
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