(57)【要約】【課題】  より軽量で、軸圧縮曲げ強度の高い車体構造用部材を提供することにある。【解決手段】  軸圧縮曲げ変形を被る部材において、圧縮変形を受ける面が外側に凸に湾曲していることを特徴とする、車体構造用部材であり、さらに、外側に凸に湾曲している圧縮変形を受ける面の曲率半径をＲとし弦の長さをＢとし下記数式を満足するようにその断面形状を設定することを特徴とする、車体構造用部材、である。  ０．８Ｂ≦Ｒ≦２０Ｂ【選択図】  図１                                                                
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸圧縮曲げ変形を被る部材において、圧縮変形を受ける面が外側に凸に湾曲していることを特徴とする、車体構造用部材。
【請求項２】
請求項１記載の車体構造用部材であって、外側に凸に湾曲している圧縮変形を受ける面の曲率半径をＲとし弦の長さをＢとし下記数式を満足するようにその断面形状を設定することを特徴とする、車体構造用部材。
０．８Ｂ≦Ｒ≦２０Ｂ  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体の衝突強度を確保するための車体構造部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、乗員保護の観点から自動車の衝突安全性向上、が社会的に要求されている。この点から、自動車の衝突安全性を向上させる車体構造部材が重要とされている。自動車を構成する構造部材は、それぞれの機能に応じ、所定の剛性、強度、エネルギー吸収能が要求される。その要求を達成するために、色々な形状的工夫がなされている。
【０００３】
その中の代表的なものとして、荷重負荷面に外側に凸な湾局面を設定する試みがなされている。例えば、〔特許文献１〕特開平9-290698および〔特許文献２〕特開2002-19559では、ドアインパクトビームの荷重負荷面に外側に凸な湾局面を設け、ドアインパクトビームのエネルギー吸収量を大きくする試みがなされている。また、〔特許文献３〕特開2001-114044 では、バンパー補強材の荷重負荷面に外側に凸な湾局面を設け、バンパー補強材のエネルギー吸収量を大きくする試みがなされている。以上に述べた発明は、何れもエネルギー吸収量の向上を目的としたものであり、対象とする変形モードが、何れも、せん断曲げ変形である。
【特許文献１】特開平９−２９０６９８号公報
【特許文献２】特開２００２−１９５５９公報
【特許文献３】特開２００１−１１４０４４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
衝突安全性の観点から見ると、自動車を構成する部材は、大別すると、エネルギー吸収をさせるための壊す部材と、後方に力を伝えたり、乗員を保護するための、壊さない部材に分けられる。一般に、壊す部材に要求されるのは、エネルギー吸収量であり、壊さない部材に要求されるのは、強度である。また一般に、壊さない部材は、フロントサイドメンバ・キック部、Ａピラ、ロッカーに代表されるように、軸圧縮曲げ変形を受けるものが多い。従って、より軽量で、軸圧縮曲げ変形を被る際の強度が高い車体構造用部材が求められている。本発明の目的は、より軽量で、軸圧縮曲げ強度の高い車体構造用部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、車体構造用部材の軸圧縮曲げ強度を向上させるために、閉断面を有する車体構造用部材が軸圧縮曲げ変形を被る場合の部材の崩壊現象をについて種々研究を行った。その結果、圧縮面に外側に凸に、特定の条件を満足するＲを設定することにより、部材の軸圧縮曲げ強度を向上させ得ることを見出した。本発明は、その知見に基づいてなされたものである。すなわち、
１）軸圧縮曲げ変形を被る部材において、圧縮変形を受ける面が外側に凸に湾曲していることを特徴とする、車体構造用部材であり、
２）さらに、外側に凸に湾曲している圧縮変形を受ける面の曲率半径をＲとし弦の長さをＢとし下記数式を満足するようにその断面形状を設定することを特徴とする、車体構造用部材、である。
０．８Ｂ≦Ｒ≦２０Ｂ
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、重量増を伴うことなく車体の衝突強度を上昇させることが可能である。従って、自動車の衝突安全性向上、軽量化に寄与するところが大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、図１に示すように、幅がＢであり、高さがＨのスペースにて、部材の断面設計をする場合を考える。その際、Ｂ×Ｈの口形形状を通常設計する。しかし、本発明に従い、図１に示したように、圧縮変形を受ける面に、外側に凸に湾曲している曲率半径Ｒの断面とした方が、軽量で、軸圧縮曲げ強度の高い部材を得ることができる。例えば、口形の閉断面を有する車体構造用部材が、軸圧縮曲げ変形を被ると、一般に、圧縮面（Ｃ１）が座屈し、角部に荷重が集中し、角部が外力に耐え切れなくなると部材は崩壊する。
【０００８】
鋭意研究を行った結果、圧縮面（Ｃ１）を、曲率半径Ｒで外側に凸に湾曲させることにより、座屈応力が増加し、部材の崩壊が抑制され、部材が耐え得る最大荷重（Ｆｍａｘ）を大きくし得ることが明らかになった。さらに、鋭意研究を行った結果、Ｆｍａｘを向上させるための最適条件が存在することが明らかになった。図１に示すように、断面高さ（Ｈ）を一定とすると、圧縮面（Ｃ１）を凸Ｒにすると、Ｒが大きくなるに従い、圧縮側の断面係数（Ｚ）は大きくなる。一方、Ｒが小さくなるに従い、座屈応力（σcr）は大きくなる。その結果、図２に示したように、Ｚとσcrのバランスにより、Ｒの最適領域が存在することが明らかになった。そこで、以上の技術思想に基づき、各種実験を行った結果が図３である。このように、前述の技術思想通り、Ｒの最適範囲が存在することが確認出来た。
【０００９】
次に、数値限定理由について述べる。０．８＞Ｒ／Ｂの場合、Ｚが小さくなり過ぎ、Ｆｍａｘが小さくなってしまう。Ｒ／Ｂ＞２０の場合には、σcrの向上効果が得られず、Ｆｍａｘが向上しない。また、図８に本発明例の斜視図を示す。
【００１０】
以上に、口形断面形状の部材への好適なＲの設定条件について説明したが、本発明は様々な設計変更が可能である。例えば、図４に示すようなフランジ付形状や図５に示すような台形形状にＲ部を設定しても良い。また、Ｒ部は、軸圧縮曲げを被る部材の一部分部のみに設定しても良い。
【実施例】
【００１１】
直径６３．５ｍｍ、板厚１．８ｍｍの鋼管を加工し、図６に示す評価部品（１）とした。断面形状も図６に示した。図６に示したように、モーメントアーム（Ｌ）を２５０ｍｍとし（２）の矢印の部分に下向きに、１００ｍｍ／ｍｉｎの変位速度で、変位を与え、部材に軸圧縮曲げ変形を加えた。そして、評価部品の耐え得る最大荷重（Fmax）を求めた。得られた結果を図７に示す。比較例である口形形状部品の最大荷重（Fmax）が、１３．４ｋＮであるのに対し、本発明に従いＲを設定した部材のFmaxが大きいことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】断面の説明図である。
【図２】最大荷重（Fmax）の支配要因を説明するイメージ図である。
【図３】最大荷重（Fmax）とＲ（曲率半径）／Ｂ（弦の長さ）の関係を示す図である。
【図４】フランジ付形状への本発明の適用例を示した図である。
【図５】台形形状への本発明の適用例を示した図である。
【図６】実施例における試験方法の説明図である。
【図７】実施例の試験結果を示した図である。
【図８】本発明例の斜視図である。
【符号の説明】
【００１３】
（１）実施例における評価部材
（２）実施例において、評価部材に軸圧縮曲げを負荷するための部材
【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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