(57)【要約】【課題】ピラー等の車体骨格部材の強度を補強しかつ折れにくくすることができる補強構造を提供する。【解決手段】ピラー１３の周壁３０に熱処理部４０が形成されている。熱処理部４０は多数の帯状硬化部５０の集りからなる。帯状硬化部５０は、それぞれ周壁３０の長手方向に延びている。これら帯状硬化部５０の長さを互いに異ならせることにより、主焼入れ領域４０ａと硬さ徐変領域４０ｂ，４０ｃとが形成されている。主焼入れ領域４０ａは、周壁３０の単位面積当たりに占める帯状硬化部５０の面積の割合が、周壁３０の長手方向の他の部位において帯状硬化部５０が占める面積の割合よりも大きい領域である。硬さ徐変領域４０ｂ，４０ｃは、主焼入れ領域４０ａから周壁３０の長手方向に離れるほど帯状硬化部５０の占める面積の割合が減少するようになっている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体骨格部材の補強構造であって、
該車体骨格部材の周壁の少なくとも一部に該周壁の長手方向に延びる熱処理部を有し、
前記熱処理部は、帯状に焼入れがなされた複数の帯状硬化部の集まりからなり、かつ、
前記熱処理部は、前記周壁の単位面積当たりに占める前記帯状硬化部の面積の割合が、前記周壁の長手方向の他の部位において前記帯状硬化部が占める面積の割合よりも大きい主焼入れ領域と、
前記主焼入れ領域から前記周壁の長手方向に離れるほど前記帯状硬化部が占める面積の割合が減少する硬さ徐変領域と、
を具備したことを特徴とする車体骨格部材の補強構造。
【請求項２】
前記複数の帯状硬化部がそれぞれ焼入れによって形成された帯状硬化部であることを特徴とする請求項１に記載の車体骨格部材の補強構造。
【請求項３】
前記複数の帯状硬化部がそれぞれ前記周壁の長手方向に延びていることを特徴とする請求項１または２に記載の車体骨格部材の補強構造。
【請求項４】
前記複数の帯状硬化部の長さを互いに異ならせることによって前記硬さ徐変領域が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の車体骨格部材の補強構造。
【請求項５】
前記車体骨格部材が前記周壁の長手方向に沿う稜線部を有し、前記稜線部に近い位置にある帯状硬化部の長さが、前記稜線部から離れた位置にある帯状硬化部の長さよりも大であることを特徴とする請求項４に記載の車体骨格部材の補強構造。
【請求項６】
前記複数の帯状硬化部がそれぞれ前記周壁の幅方向に延びていることを特徴とする請求項１または２に記載の車体骨格部材の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のピラー等の車体骨格部材を補強するための車体骨格部材の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のボディは、サイドメンバやクロスメンバあるいはピラーなどの車体骨格部材を含んでいる。例えばボディの側部を構成するピラーは、アウタパネルおよびインナパネルと、必要に応じて設けるリンフォース部材（補強材）などによって構成されている。車体骨格部材は曲げ荷重に対して十分な強度を有することが望まれている。特にピラーのようにボディの側部を構成する車体骨格部材は、車体側方から入力する衝突荷重に対して大きな強度が必要である。
【０００３】
このため従来は、例えば下記特許文献１に記載されているように、高周波焼入れ装置によって車体骨格部材の一部、例えばリンフォースの平面部や稜線部に焼入れを行なうことが提案されている。このような高周波焼入れによって、車体骨格部材の曲げ強度を高めることが可能である。また特許文献２のように、レーザ焼入れ装置を用いて車体骨格部材に焼入れを行なうことも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４８５６７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７３４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来技術のように、高周波焼入れあるいはレーザ焼入れによって車体骨格部材の平面部に均一な焼入れ部を形成すると、焼入れ部自体の強度は高くなるが、焼入れ部の端において焼入れ部と非焼入れ部との間に大きな硬度差が生じる。このため車体側方から入力する衝突荷重を想定した場合に、焼入れ部では折れが生じにくいが、焼入れ部と非焼入れ部との境界部分に応力が集中し、折れの起点になることが考えられる。
【０００６】
従って本発明の目的は、車体骨格部材の強度を高めるとともに折れにくくすることができる車体骨格部材の補強構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車体骨格部材の補強構造は、車体骨格部材の周壁の少なくとも一部に該周壁の長手方向に延びる熱処理部を有している。この熱処理部は、帯状に焼入れがなされた複数の帯状硬化部の集まりからなる。しかもこの熱処理部は、主焼入れ領域と、硬さ徐変領域とを有している。主焼入れ領域は、前記周壁の単位面積当たりに占める前記帯状硬化部の面積の割合が、前記周壁の長手方向の他の部位において前記帯状硬化部が占める面積の割合よりも大きい領域である。硬さ徐変領域は、熱処理部の端部に形成され、前記主焼入れ領域から前記周壁の長手方向に離れるほど前記帯状硬化部が占める面積の割合が減少するようになっている。
【０００８】
車体骨格部材の一例は自動車のピラーであるが、本発明はピラー以外の車体骨格部材に適用されてもよい。また車体骨格部材は複数の鋼板を組合わせてなるものでもよいし、押出し材のように一体成形されたものでもよい。
【０００９】
前記複数の帯状硬化部の一例は、それぞれレーザ焼入れによって形成されている。また前記帯状硬化部がそれぞれ前記周壁の長手方向に延びていてもよい。その場合、帯状硬化部の長さを互いに異ならせることによって、前記硬さ徐変領域を形成することができる。ピラーのように稜線部を有する車体骨格部材の場合には、稜線部に近い位置にある帯状硬化部の長さを、前記稜線部から離れた位置にある帯状硬化部の長さよりも大きくしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の車体骨格部材の補強構造によれば、曲げの荷重が入力する車体骨格部材を熱処理部によって補強できるとともに、熱処理部の端部が折れの起点になることを抑制でき、車体骨格部材を折れにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】自動車のボディの一部を示す斜視図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る補強構造を有するピラーの側面図。
【図３】図２中のＦ３−Ｆ３線に沿うピラーの断面をレーザ焼入れ装置と共に示す図。
【図４】図２に示されたピラーの熱処理部を模式的に示す斜視図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る車体骨格部材の熱処理部を示す斜視図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る車体骨格部材の熱処理部を示す斜視図。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る車体骨格部材の熱処理部を示す斜視図。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る車体骨格部材の熱処理部を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の第１の実施形態に係る車体骨格部材の補強構造について、図１から図４を参照して説明する。  
図１は自動車のボディ１０の一部を示している。このボディ１０は、車体骨格部材の一例であるサイドメンバ１１と、クロスメンバ１２と、ピラー１３などを含んでいる。図２は、ピラー１３を車体外側から見た側面図、図３はピラー１３の断面図である。以下に、ピラー１３を例に挙げて、車体骨格部材の補強構造について説明する。
【００１３】
図２と図３に示すようにピラー１３は、車体外側に位置するアウタパネル２０と、車体内側に位置するインナパネル２１と、必要に応じて設けるリンフォース部材（図示せず）などを含んでいる。アウタパネル２０とインナパネル２１は鋼板からなり、フランジ部２２，２３を溶接することによって互いに結合されている。図３中のＷ１は溶接箇所の一例を示している。このピラー１３はハット形の閉断面を有している。
【００１４】
図３に示されるようにピラー１３は、その周壁３０を構成する車体前側の縦壁３１と、車体外側の側面壁３２と、車体後側の縦壁３３とを有している。またこのピラー１３は、ピラー１３の長手方向（上下方向）に沿う稜線部３５，３６を有している。一方の稜線部３５は、車体前側の縦壁３１と側面壁３２とが交わる角部をなしている。他方の稜線部３６は、車体後側の縦壁３３と側面壁３２とが交わる角部をなしている。
【００１５】
本実施形態のピラー１３の長手方向の一部、具体的にはピラー１３の上部付近とピラー１３の下部付近に、曲げ強度が特に望まれる領域Ｓ１，Ｓ２（図２に２点鎖線で示す）が存在する。これらの領域Ｓ１，Ｓ２は、ボディ１０の側面方向から衝突荷重が入力したときに応力集中が生じる可能性がある。よって、ピラー１３を補強するために熱処理部４０が設けられている。これらの領域Ｓ１，Ｓ２をそれぞれ熱処理部４０によって補強することにより、ボディ１０の側面方向から入力する衝突荷重に対してピラー１３の曲げ強度を高めることができる。
【００１６】
前記熱処理部４０はピラー１３の周壁３０の長手方向に沿って上下方向に延びている。図４は熱処理部４０を模式的に示す斜視図である。この熱処理部４０は、帯状に焼入れがなされた複数の帯状硬化部５０の集まりからなる。帯状硬化部５０は、それぞれ周壁３０の長手方向（図２において上下方向）に延びている。しかもこの熱処理部４０は、周壁３０の長手方向に延びる主焼入れ領域４０ａと、主焼入れ領域４０ａの一端側に形成された第１の硬さ徐変領域４０ｂと、主焼入れ領域４０ａの他端側に形成された第２の硬さ徐変領域４０ｃとを有している。
【００１７】
主焼入れ領域４０ａは、周壁３０の単位面積当たりに占める帯状硬化部５０の面積の割合が、周壁３０の長手方向の他の部位において帯状硬化部５０が占める面積の割合よりも大きい領域である。硬さ徐変領域４０ｂ，４０ｃは、主焼入れ領域４０ａから周壁３０の長手方向に離れるほど帯状硬化部５０が占める面積の割合が減少するようになっている。
【００１８】
図４に示されるように、周壁３０の長手方向に延びる帯状硬化部５０の長さを互いに異ならせることにより、主焼入れ領域４０ａと硬さ徐変領域４０ｂ，４０ｃとが形成されている。しかもこれら帯状硬化部５０のうち、稜線部３５，３６に近い位置にある帯状硬化部５０ａの長さを、稜線部３５，３６から離れた位置にある帯状硬化部５０ｂの長さよりも大きくしている。
【００１９】
帯状硬化部５０は、周壁３０の一部をレーザ焼入れ装置６０によって帯状に焼入れすることによって形成されている。実際の帯状硬化部５０は、外観上、他の部位との見分けがつきにくいが、この明細書では説明の便宜のために、図４から図８において、帯状硬化部５０が実線で模式的に描かれている。
【００２０】
図３に示されたレーザ焼入れ装置６０は、レーザヘッド６１と、レーザ発振器６２と、レーザ発振器６２が出力したレーザビームをレーザヘッド６１に導くガイド部材６３と、レーザ制御部６４などを備えている。レーザヘッド６１は例えばロボットアームなどに設けられている。ボディ１０（図１に示す）は、図示しない保持手段によって所定位置に保持されている。
【００２１】
このレーザ焼入れ装置６０は、ピラー１３の熱処理部４０の焼入れを行なう際に、熱処理部４０に向けてレーザビーム７０を照射するとともに、熱処理部４０の範囲内でレーザビーム７０を高速スキャンする機能を有している。レーザ制御部６４は、レーザビーム７０を照射した箇所が焼入れ可能温度となるように、レーザ発振器６２を制御する機能を有している。
【００２２】
例えば図２に示す領域Ｓ１に熱処理部４０を形成する場合、レーザ焼入れ装置６０によって領域Ｓ１に向けてレーザビーム７０を照射することにより、レーザビーム７０が照射された箇所を焼入加熱温度（例えばγ鉄が生じるオーステナイト化温度）まで加熱するとともに、レーザビーム７０を移動させる。こうすることにより、レーザビーム７０によって局部的に加熱された箇所の熱が周囲の低温部によって急速に奪われることにより、焼入れ組織（例えばマルテンサイト）が生じる温度勾配で急冷される。こうして帯状硬化部５０の集まりからなる熱処理部４０が形成される。他方の領域Ｓ２の熱処理部４０も同様にレーザ焼入れ装置６０によって焼入れが行なわれる。
【００２３】
本実施形態によれば、曲げ強度が特に必要とされる領域Ｓ１，Ｓ２に、レーザ焼入れ装置６０によって熱処理部４０を形成することができるため、ピラー１３の曲げ強度を高めることができる。このためボディ１０の側方から衝突荷重が入力したときのピラー１３の変形を抑制することができる。
【００２４】
しかも本実施形態の熱処理部４０は、主焼入れ領域４０ａの両端側にそれぞれ硬さ徐変領域４０ｂ，４０ｃが形成されているため、熱処理部４０の端部において硬さが急激に変化することを抑制できる。その結果、熱処理部４０の端部に応力が集中することが回避され、熱処理部４０の端部が折れの起点になることを回避できる。このためボディ１０の側方から障害物が衝突することを想定した場合に、ピラー１３の折れが抑制され、障害物がボディ１０内に進入する程度を小さくすることができる。しかもピラー１３の部分焼入れによるピラー１３の高強度化が図れるため、ボディ１０の軽量化に寄与することができる。
【００２５】
図５は本発明の第２の実施形態に係る車体骨格部材８０の熱処理部８１を示している。この熱処理部８１は、互いに平行な多数の帯状硬化部５０が互いに接近していることにより、面状に広がった外観の熱処理部８１となっている。この熱処理部８１は、第１の実施形態（図４）と同様に、帯状硬化部５０の占める面積の割合が大きい主焼入れ領域８１ａと、主焼入れ領域８１ａから周壁３０の長手方向に離れるにつれて帯状硬化部５０の占める面積の割合が小さくなる硬さ徐変領域８１ａ，８１ｂとを有している。またこの熱処理部８１は、車体骨格部材８０の稜線部３５，３６を含む領域に形成されている。このような熱処理部８１を有する車体骨格部材８０は、第１の実施形態のピラー１３（図４）と同様に、曲げに対して強度が大きくかつ折れにくいものである。
【００２６】
図６は本発明の第３の実施形態に係る車体骨格部材８０の熱処理部８１を示している。この熱処理部８１も、互いに平行な多数の帯状硬化部５０が互いに接近していることにより、実質的に面状の外観をなしている。この熱処理部８１は、稜線部３５，３６を含まない周壁３０に形成されている。それ以外は第１および第２の実施形態（図４，図５）と共通であるため、第１および第２の実施形態と共通の部分に共通の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
図７は本発明の第４の実施形態に係る車体骨格部材９０の熱処理部９１を示している。この熱処理部９１は、帯状硬化部５０が周壁３０の幅方向に延びている。この熱処理部９１は稜線部３５，３６を含む領域に形成されている。またこの熱処理部９１は、帯状硬化部５０の占める面積の割合が大きい主焼入れ領域９１ａと、主焼入れ領域９１ａから周壁３０の長手方向に離れるにつれて帯状硬化部５０が占める面積の割合が小さくなる硬さ徐変領域９１ａ，９１ｂとを有している。この熱処理部９１によって、稜線３５，３６を含む領域が補強されている。
【００２８】
図８は本発明の第５の実施形態に係る車体骨格部材９０の熱処理部９１を示している。この実施形態の熱処理部９１は、稜線部３５，３６を含まない周壁３０の一部に形成されている。それ以外は第４の実施形態（図７）と共通であるため、第４の実施形態と共通の部分に共通の符号を付して説明を省略する。
【００２９】
なお前記帯状硬化部５０は、レーザ焼入れ装置以外の焼入れ手段によって形成されてもよい。また前記各実施形態では、複数の部材（アウタパネル２０とインナパネル２１等）を組合わせることによって車体骨格部材が形成されているが、これに限ることはなく、例えば押出し材のように一体成形された車体骨格部材に本発明が適用されてもよい。また、熱処理部の形状（パターン）や長さ、幅、配置等の具体的な態様を種々に変更して実施できることは言うまでもない。本発明は、ピラー以外の車体骨格部材、例えばサイドメンバやクロスメンバなど、要するに曲げ強度が重視される車体骨格部材に適用されてもよい。また、引張圧縮強度など焼入れにより強度向上が図れる全ての形態の部材に対して適用されてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１３…ピラー（車体骨格部材）
３０…周壁
４０…熱処理部
４０ａ…主焼入れ領域
４０ｂ，４０ｃ…硬さ徐変領域
５０…帯状硬化部
８１…熱処理部
８１ａ…主焼入れ領域
８１ｂ，８１ｃ…硬さ徐変領域
９１…熱処理部
９１ａ…主焼入れ領域
９１ｂ，９１ｃ…硬さ徐変領域
【図１】
2012131326.tif 000003
【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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