(57)【要約】      （修正有）【課題】剛性向上効果の高い凹凸部のパターンを有する板材、およびこれを用いた車両パネル並びに積層構造体を提供すること。【解決手段】基準面は第１単位領域２３１と第２単位領域２３２を敷き詰めたものとする。第１単位領域２３１と第２単位領域２３２を３分割し、第１分割領域２１４、第２分割領域２２４に区分する。第１分割領域２１４からなる領域を第１基準領域２１３とし、第２分割領域２１４からなる領域を第２基準領域２２３とする。第１基準領域２１３から基準面に対して紙面手前に突出する第１領域と、第２基準領域２１３から基準面に対して紙面奥に突出する第２領域とを有する。第１領域は、第１頂面と、第１側面とからなる。第２領域は、第２頂面と、第２側面とからなる。【選択図】図４
2012051004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸部を形成することによって剛性を高めた板材であって、
上記凹凸部は、間隔をあけて順次平行に配された仮想の３つの面である第１基準面、中間基準面および第２基準面という３つの基準面を基準とし、
上記中間基準面を仮想の正方形である第１単位領域と第２単位領域を敷き詰めたものと仮定し、上記仮想の正方形の直交する２つの辺に沿った２方向の一方を横方向、他方を縦方向とした場合、
上記第１単位領域は、横方向に任意の比率Ａ：Ｂ：Ａに３分割され、比率Ａに分割された２つの領域を第１分割領域とし、比率Ｂに分割された１つの領域を第２分割領域とし、
上記第２単位領域は、縦方向に任意の比率Ａ：Ｂ：Ａに３分割され、比率Ａに分割された２つの領域を第２分割領域とし、比率Ｂに分割された１つの領域を第１分割領域とし、
上記中間基準面には、上記第１単位領域と上記第２単位領域が縦方向及び横方向に対し交互に配置されており、隣接する上記第１分割領域で形成される略Ｉ型を呈する領域を第１基準領域とし、隣接する上記第２分割領域で形成される略Ｉ型を呈する領域を第２基準領域とし、
上記中間基準面上において定められた上記第１基準領域から上記第１基準面に向かって突出する第１領域と、上記中間基準面上において定められた上記第２基準領域から上記第２基準面に向かって突出する第２領域とを設け、
上記第１領域は、上記第１基準領域を上記第１基準面上に等倍または縮小して投影した第１頂面と、該第１頂面の輪郭と上記第１基準領域の輪郭とをつなぐ第１側面とからなり、
上記第２領域は、上記第２基準領域を上記第２基準面上に等倍または縮小して投影した第２頂面と、該第２頂面の輪郭と上記第２基準領域の輪郭とをつなぐ第２側面とからなる
よう構成したことを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項２】
請求項１または２に記載の凹凸部を有する板材において、上記第１基準領域および上記第２基準領域は、上記第１分割領域および上記第２分割領域をそれぞれ連ねた後、両者の面積が変化しないように両者の角部の一部を、円弧状に変形させることにより構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３】
請求項１または２に記載の凹凸部を有する板材において、上記中間基準面に対する上記第１側面の傾斜角度θ1（°）と上記中間基準面に対する上記第２側面の傾斜角度θ2（°）とは、１０°〜９０°の範囲にあることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材において、順次配された上記第１基準面、上記中間基準面および上記第２基準面の少なくとも一部がそれぞれ平行な曲面からなることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材において、上記板材は金属板をプレス成形することにより上記凹凸部を形成したものであることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項６】
請求項５に記載の凹凸部を有する板材において、上記金属板の成形前の板厚ｔ（ｍｍ）が０．０５〜６．０ｍｍであることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項７】
請求項５または６に記載の凹凸部を有する板材において、仮想の正方形からなる上記単位領域の一辺の長さＬ（ｍｍ）と、上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｌ／ｔは、１０〜２０００であることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の凹凸部を有する板材において、仮想の正方形からなる上記単位領域の一辺の長さＬ（ｍｍ）に対し、比率Ｂに分割された領域がなす矩形形状の短辺の長さをＢL（ｍｍ）としたとき、０．２Ｌ≦ＢL≦０．６Ｌであることを特徴とする凹凸部を有する板材１。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか一項に記載の凹凸部を有する板材において、上記第１領域の突出高さＨ１（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ１／ｔと、上記第１側面と上記中間基準面とがなす最も大きい傾斜角θ1（°）とは、１≦（Ｈ１／ｔ）≦−３θ1＋２７２の関係にあり、上記第２領域の突出高さＨ２（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ２／ｔと、上記第２側面と上記中間基準面とがなす最も大きい傾斜角θ2（°）とは、１≦（Ｈ２／ｔ）≦−３θ2＋２７２の関係にあることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項１０】
複数の板材を積層してなる積層構造体であって、上記板材の少なくとも１枚は請求項１〜９のいずれか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１１】
アウターパネルと該アウターパネルの裏面に接合されたインナーパネルとを有する車両パネルであって、上記アウターパネル及び上記インナーパネルのいずれか一方又は両方が請求項１〜９のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材よりな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、凹凸部を形成することによって剛性を高めた板材、並びにこれを用いて構成した車両パネルおよび積層構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車においては、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、実施されている。この場合、軽量化の前提として、要求される剛性を確保することが必要である。
これまで、板材の板厚を厚くすることなく剛性を向上させるために、板材に凹凸模様を設けて形状的に剛性を向上させることが検討されてきた。
例えば、自動車部品の一つに、ヒートインシュレータという板材よりなる部品がある。特許文献１には、その材料として、板厚を厚くすることなく十分な剛性を確保するために、エンボス成形による多数の突部を形成したものが提案されている。また、ヒートインシュレータに限らず、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板材が提案されている。（特許文献２〜６）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３６７２０号公報
【特許文献２】特開２０００−２５７４４１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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のように、多数の凹凸部を形成した板材は、凹凸部の無いものよりも剛性が高くなることは事実である。しかしながら、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形状がいかなるものであるかについては、未だ解明できているとは言えない。そして、剛性向上率をこれまで以上に高くすることは、常に要求されている。
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する。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。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要求は存在する。
【０００５】
また、剛性向上効果の高い凹凸部を有する板材を用いて、これを含んだ積層構造体や、剛性向上効果の高い凹凸部を有する板材を組み合わせた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】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、凹凸部を設けることによって剛性を向上させた板材であって、従来よりも剛性向上効果の高い凹凸部のパターンを有する板材、およびこれを用いた車両パネル並びに積層構造体を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、凹凸部を形成することによって剛性を高めた板材であって、
上記凹凸部は、間隔をあけて順次平行に配された仮想の３つの面である第１基準面、中間基準面および第２基準面という３つの基準面を基準とし、
上記中間基準面を仮想の正方形である第１単位領域と第２単位領域を敷き詰めたものと仮定し、上記仮想の正方形の直交する２つの辺に沿った２方向の一方を横方向、他方を縦方向とした場合、
上記第１単位領域は、横方向に任意の比率Ａ：Ｂ：Ａに３分割され、比率Ａに分割された２つの領域を第１分割領域とし、比率Ｂに分割された１つの領域を第２分割領域とし、
上記第２単位領域は、縦方向に任意の比率Ａ：Ｂ：Ａに３分割され、比率Ａに分割された２つの領域を第２分割領域とし、比率Ｂに分割された１つの領域を第１分割領域とし、
上記中間基準面には、上記第１単位領域と上記第２単位領域が縦方向及び横方向に対し交互に配置されており、隣接する上記第１分割領域で形成される略Ｉ型を呈する領域を第１基準領域とし、隣接する上記第２分割領域で形成される略Ｉ型を呈する領域を第２基準領域とし、
上記中間基準面上において定められた上記第１基準領域から上記第１基準面に向かって突出する第１領域と、上記中間基準面上において定められた上記第２基準領域から上記第２基準面に向かって突出する第２領域とを設け、
上記第１領域は、上記第１基準領域を上記第１基準面上に等倍または縮小して投影した第１頂面と、該第１頂面の輪郭と上記第１基準領域の輪郭とをつなぐ第１側面とからなり、
上記第２領域は、上記第２基準領域を上記第２基準面上に等倍または縮小して投影した第２頂面と、該第２頂面の輪郭と上記第２基準領域の輪郭とをつなぐ第２側面とからなる
よう構成したことを特徴とする凹凸部を有する板材にある（請求項１）。
【０００８】
第２の発明は、複数の板材を積層してなる積層構造体であって、上記板材の少なくとも１枚は上記第１の発明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にある（請求項８）。
【０００９】
第３の発明は、アウターパネルと該アウターパネルの裏面に接合されたインナーパネルとを有する車両パネルであって、上記アウターパネル及び上記インナーパネルのいずれか一方又は両方が上記第１の発明の凹凸部を有する板材よりなることを特徴とする車両パネルにある（請求項９）。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明における上記凹凸部を有する板材は、上記特殊な形状の凹凸部を有している。上記凹凸部は、上記のごとく、上記中間基準面上において定められた上記第１基準領域から上記第１基準面に向かって突出する上記第１領域と、上記中間基準面上において定められた上記第２基準領域から上記第２基準面に向かって突出する上記第２領域とを設けてなる。そして上記第１領域は、上記第１頂面と、該第１頂面の輪郭と上記第１基準領域の輪郭とをつなぐ上記第１側面とからなり、上記第２領域は、上記第２頂面と、該第２頂面の輪郭と上記第２基準領域の輪郭とをつなぐ上記第２側面とからなる。
【００１１】
このような構造を有しているので、本発明の上記板材は曲げ剛性および面剛性に優れると共に、エネルギー吸収特性に優れた板材となる。また、剛性の向上に伴う、制振性向上効果と、凹凸形状による音の反響抑制効果を得ることができる。
剛性が向上する理由は、次のように考えられる。即ち、上記第１領域と上記第２領域は、板材の厚さ方向に離れた位置に配置した上記第１頂面および上記第２頂面と、板材の厚さ方向に交差した上記第１側面および上記第２側面とからなり、中立面から離れた位置に多くの材料を配置できる。そのため、多くの材料を強度部材として効果的に使用することができ、剛性向上効果を高めることができる。
【００１２】
このように、本発明によれば、従来よりも剛性向上の効果が高く、エネルギー吸収特性に優れた凹凸部のパターンを有する板材を得ることができる。
【００１３】
第２の発明においては、上記のごとく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、エネルギー吸収特性に優れた積層構造体を容易に得ることができる。また、剛性向上に伴う制振性の向上効果と、空気層を包容することにより吸音性の向上効果を得ることができる。
【００１４】
第３の発明においては、上記のごとく剛性の高い凹凸部を有する板材を上記アウターパネル及び上記インナーパネルのいずれか一方又は両方に用いることによって、非常に剛性が高く、エネルギー吸収特性に優れた車両パネルを容易に得ることができる。また、剛性向上に伴う制振性の向上効果と、空気層を包容することにより吸音性の向上効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における凹凸部の部分平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面の部分拡大図。
【図３】実施例１における凹凸部の部分斜視図。
【図４】実施例１における中間基準面の第１基準領域および第２基準領域の配置を示す説明図。
【図５】実施例１における試験片の一辺と単位領域の一辺とがなす角度を変化させた場合の片持ち梁によるＦＥＭ解析の結果を示す説明図。
【図６】実施例１における３点曲げ試験方法を示す説明図。
【図７】実施例１における３点曲げ試験の荷重−変位線図。
【図８】実施例２における中間基準面の第１基準領域および第２基準領域の配置を示す説明図。
【図９】実施例３における第１基準領域および第２基準領域の輪郭の角部にフィレットを形成した中間基準面を示す説明図。
【図１０】実施例４における凹凸部を有する円筒形状の板材を示す説明図。
【図１１】実施例５における積層構造体の展開説明図。
【図１２】実施例６における車両パネルの展開説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明において、正方形等の形状の表現は、いずれも幾何学上の狭義の概念に止まらず、一般的に上記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、角部や面に成形状必要な丸み等が生じるいわゆるフィレットといわれる曲面を設けたりすることも当然に許容される。また、平行の表現は、幾何学上の狭義の概念に止まらず、一般的に平行な面と認識できるものである。
【００１７】
また、上記第１基準領域及び上記第２基準領域は、いずれも、略Ｉ型を呈するものであるが、その形態としては、後述する実施例に示すごとく様々な形態をとりうる。例えば後述する実施例１のように、Ｉ型の縦棒部分及び横棒部分を同一の幅とした輪郭形状とすることもできるし、実施例２のように、Ｉ型の縦棒部分の幅を、横棒部分の幅に対して太くした輪郭形状とすることもできる。また、実施例３のように、略Ｉ型の輪郭における角部にフィレットを設けることもできる。
【００１８】
また、上記単位領域をなす仮想の正方形を横方向に３分割した状態とは、上記正方形をなす横方向の１辺を３分割する２つの点から引かれた、縦方向の１辺と平行な２本の直線により上記正方形を分割し、横方向に３つの領域が並んで形成された状態を示す。また、上記単位領域をなす仮想の正方形を縦方向に３分割した状態とは、上記正方形をなす縦方向の１辺を３分割する２つの点から引かれた、横方向の１辺と平行な２本の直線により上記正方形を分割し、縦方向に３つの領域が並んで形成された状態を示す。
【００１９】
また、上記第１頂面及び上記第２頂面は、それぞれ上記第１基準面及び上記第２基準面上の面によって構成することもできるし、あるいは、上記第１基準面及び上記第２基準面から上記中間基準面とは逆の方向に突出した部位によって構成することができる。突出した部位の形状例としては、ドーム形状、稜線形状、錐形状等があるがこれに限定するものではない。
【００２０】
また、上記凹凸部を有する板材において、上記第１基準領域および上記第２基準領域は、上記第１分割領域および上記第２分割領域をそれぞれ連ねた後、両者の面積が変化しないように両者の角部の一部を、円弧状に変形させることにより構成することができる（請求項２）。
ここで上記角部は、上記第１基準領域の輪郭線において凸角となる角部と、上記第２基準領域の輪郭線において凸角となる角部をさす。この場合には、上記凹凸部を有する板材の凹凸の角部を滑らかにできるので、成形が容易になると共に、用途の拡大やデザイン性の向上を図ることができる。
【００２１】
また、上記凹凸部を有する板材において、上記中間基準面に対する上記第１側面の傾斜角度θ1（°）と、上記中間基準面に対する上記第２側面の傾斜角度θ2（°）とは、１０°〜９０°の範囲にあることが好ましい（請求項３）。
上記第１側面の傾斜角度θ1（°）と上記中間基準面に対する上記第２側面の傾斜角度θ2（°）とが、１０°〜９０°の範囲にある場合、成形性を確保しつつ、優れた剛性向上率を有する凹凸部形状を得ることができる。
【００２２】
上記第１側面の傾斜角度θ1（°）および上記第２側面の傾斜角度θ2（°）が１０°未満の場合には、上記第１領域と上記第２領域の突出高さを大きくすることが難しくなり、剛性向上率が低下する。また、上記第１側面の傾斜角度θ1（°）および上記第２側面の傾斜角度θ2（°）が９０°を超えることは凹凸部形成上困難であり、必要のない領域である。
尚、金属板をプレス成形する場合において上記第１側面の傾斜角度θ1（°）および上記第２側面の傾斜角度θ2（°）の上限値は、成形性の問題から、７０°以下であることがより好ましい。したがってより好ましい範囲としては１０°〜７０°である。
また、上記第１側面および上記第２側面は複数の面により構成されるが、それらの面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てもよい。但し、いずれの面においても、上記好ましい傾斜角度の範囲内とすることが好ましい。
【００２３】
また、上記凹凸部を有する板材において、順次配された上記第１基準面、上記中間基準面および上記第２基準面の少なくとも一部がそれぞれ平行な曲面からなることが好ましい（請求項４）。
この場合には、高い剛性を有する優れた上記凹凸部を有する板材を様々な形状に変形させることができ、用途を拡大することができる。
【００２４】
また、上記凹凸部を有する板材において、上記板材は金属板をプレス成形することにより上記凹凸部を形成したものであることが好ましい（請求項５）。
金属板は、エンボス成形等のプレス成形あるいはロール成形等の塑性加工を施すことによって、容易に凹凸部を形成することができる。そのため、金属板の場合には、上記の優れた凹凸部形状を適用することが比較的容易にできる。金属板の材質としては、アルミニウム合金、鋼、銅合金などの塑性加工が可能な種々のものを適用できる。
【００２５】
尚、成形方法においては、ロール成形等の塑性加工の他、鋳造、切削等を採用することも可能である。
また、上記板材は、上記凹凸部を有する限り、金属以外の材料においても有効であり、例えば、樹脂板等とすることもできる。樹脂材料等であれば射出成形あるいはホットプレス等によって凹凸部を形成することができる。樹脂材料においては、金属材料の場合よりも成形状の制約を受けにくく、設計の自由度もより広くなる。
【００２６】
また、上記凹凸部を有する板材において、上記金属板の成形前の板厚ｔ（ｍｍ）が０．０５ｍｍ〜６．０ｍｍであることが好ましい（請求項６）。
金属板の板厚が０．０５ｍｍ未満の場合および６．０ｍｍを超える場合には、用途的に剛性を向上させる必要性が少ない。
【００２７】
また、上記凹凸部を有する板材において、上記単位領域の一辺の長さＬ（ｍｍ）と、上記金属板の板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｌ／ｔは１０〜２０００であることが好ましい（請求項７）。
上記比Ｌ／ｔが１０未満の場合には成形が困難となるおそれがあり、一方、上記比Ｌ／ｔが２０００を超える場合には、十分な凹凸部形状を形成できなくなり、剛性が低下するという問題が生じるおそれがある。
【００２８】
また、上記板材は上記正方形の一辺の長さＬ（ｍｍ）に対し、比率Ｂに分割された領域がなす矩形形状の短辺の長さをＢL（ｍｍ）としたとき、０．２Ｌ≦ＢL≦０．６Ｌであることが好ましい（請求項８）。
０．２Ｌ≦ＢL≦０．６Ｌの範囲外の場合、凹凸部形状の形成が困難となる恐れがある。
【００２９】
また、上記凹凸部を有する板材において、上記第１領域の突出高さＨ１（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ１／ｔと、上記第１側面と上記中間基準面とがなす最も大きい傾斜角θ1（°）とは、１≦（Ｈ１／ｔ）≦−３θ1＋２７２の関係にあり、上記第２領域の突出高さＨ２（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ２／ｔと、上記第２側面と上記中間基準面とがなす最も大きい傾斜角θ2（°）とは、１≦（Ｈ２／ｔ）≦−３θ2＋２７２の関係にあることが好ましい（請求項９）。
【００３０】
上記比Ｈ１／ｔが１未満の場合には、第１領域を形成することによる剛性向上効果が十分に得られないという問題が生じる恐れがある。一方、上記比Ｈ１／ｔが−３θ1＋２７２を超える場合には成形が困難になるという問題が生じる恐れがある。同様に、上記比Ｈ２／ｔが１未満の場合には、第１領域を形成することによる剛性向上効果が十分に得られないという問題が生じる恐れがある。一方、上記比Ｈ２／ｔが−３θ2＋２７２を超える場合には成形が困難になるという問題が生じる恐れがある。
【００３１】
また、第２の発明の積層構造体においては、上記凹凸部を有する板材を１枚のコア材として、その両面に配設された１枚ずつの平坦な面板よりなる三層構造の積層体とすることができる。また、このような基本構造を繰り返した構造、つまり、複数枚の上記凹凸部を有する板材を１枚ごとに平坦な面板を介して積層してなる多層構造を有することもできる。
また、複数枚の凹凸部を有する板材を直接積層してコア材とし、その片側又は両側の表面に平坦な面板を接合してなる構造を取ることもできる。
また、複数枚の凹凸部を有する板材を直接積層しただけの状態の積層構造体とすることもできる。
上記板材の積層枚数としては、用途および要求特性に応じて変更することができる。
【００３２】
また、第３の発明の車両パネルは、自動車のフードに限らず、ドアー、ルーフ、フロア、トランクリッドなどのパネルおよび補強部材や、バンパー、クラッシュボックス、ドアビームなどのエネルギー吸収部材にも適用できる。また、上記アウターパネルと上記インナーパネルとしては、鋼板、アルミニウム合金板などを用いることができる。
上記アウターパネルをアルミニウム合金板により構成する場合には、たとえば、比較的安価であるという理由により６０００系合金が好適である。また、上記インナーパネルをアルミニウム合金板により構成する場合には、たとえば、比較的成形性が良いという理由により５０００系合金板が好適である。
【実施例】
【００３３】
（実施例１）
第１の発明の実施例にかかる凹凸部２０を有する板材１につき、図１〜図４を用いて説明する。
図１には、凹凸部２０について一部の範囲の平面図を示す。同図には中間基準面における第１領域２１と第２領域２２の輪郭であって、外形線としては現れない部分を破線により示した（後述の図３および図１１も同様である）。
また、図４は、板材１が有する凹凸部２０の形状を中間基準面Ｋ３の第１基準領域２１３と第２基準領域２２３の配置によって表したものである（後述の図８および図９も同様である）。
【００３４】
本例の凹凸部２０を有する板材１は、図１〜図３に示すごとく、凹凸部２０を形成することによって、剛性を高めた板材である。
凹凸部２０は、次のように構成される。
間隔をあけて順次平行に配された仮想の３つの面である第１基準面Ｋ１、中間基準面Ｋ３および第２基準面Ｋ２という３つの基準面を基準とする。
【００３５】
中間基準面Ｋ３は、図４に示すごとく、仮想の正方形である第１単位領域２３１と第２単位領域２３２を敷き詰めたものと仮定し、上記仮想の正方形の辺に沿った２方向の一方を横方向（Ｘ方向）、他方を縦方向（Ｙ方向）とする。第１単位領域２３１は、横方向において比率Ａ：Ｂ：Ａ＝１：１：１に３分割され、比率Ａに分割された２つの領域を第１分割領域２１４とし、比率Ｂに分割された１つの領域を第２分割領域２２４とする。また、第２単位領域２３２は、縦方向に比率Ａ：Ｂ：Ａ＝１：１：１に３分割され、比率Ａに分割された２つの領域を第２分割領域２２４とし、比率Ｂに分割された１つの領域を第１分割領域２１４とする。中間基準面Ｋ３には、第１単位領域２３１と第２単位領域２３２が縦方向及び横方向に対し交互に配置されており、隣接する第１分割領域２１４で形成される略Ｉ型を呈する領域を第１基準領域２１３とし、隣接する第２分割領域２２４で形成される略Ｉ型を呈する領域を第２基準領域２２３とする。
【００３６】
凹凸部２０は、図１〜図３に示すごとく、中間基準面Ｋ３上において定められた第１基準領域２１３から第１基準面Ｋ１に向かって突出する第１領域２１と、中間基準面Ｋ３上において定められた第２基準領域２２３から第２基準面Ｋ２に向かって突出する第２領域２２とにより構成されている。第１領域２１は、第１基準領域２１３を第１基準面Ｋ１上に等倍または縮小して投影した第１頂面２１１と、第１頂面２１１の輪郭と第１基準領域２１３の輪郭とをつなぐ第１側面２１２とからなる。また、第２領域２２は、第２基準領域２２３を第２基準面Ｋ２上に等倍または縮小して投影した第２頂面２２１と、第２頂面２２１の輪郭と第２基準領域２２３の輪郭とをつなぐ第２側面２２２とからなる。
【００３７】
図２に示すごとく、本例における第１基準面Ｋ１、中間基準面Ｋ３および第２基準面Ｋ２の３つの基準面は、それぞれ平行な平面である。また、第１頂面２１１は、その板厚中心が第１基準面Ｋ１と重なるように構成され、第２頂面２２１は、その板厚中心が第２基準面Ｋ２と重なるように構成されている。そして第１基準面Ｋ１と中間基準面Ｋ３とがなす距離を突出高さＨ１（ｍｍ）とし、第２基準面Ｋ２と中間基準面Ｋ３とがなす距離を突出高さＨ２（ｍｍ）とする。
また、本例においては、第１領域２１と第２領域２２とは形状および寸法が同じであり、突出方向のみが異なっている。第１領域２１の突出高さＨ１（ｍｍ）と第２領域２２の突出高さＨ２（ｍｍ）は、いずれも１．５ｍｍとした。
【００３８】
また、本例の凹凸部２０を有する板材１は、板厚ｔ＝０．３ｍｍの１０００系のアルミニウム製の平板である。
上記凹凸部２０は、一対の金型を用いたプレス成形により形成される。尚、この成形方法は、表面に所望の凹凸形状を付けた一対の成形ロールによって成形するロール成形等の他の塑性加工方法を採用することも可能である。
【００３９】
また、図２に示すごとく、中間基準面Ｋ３に対する第１側面２１２の傾斜角度θ1（°）および中間基準面Ｋ３に対する第２側面２２２の傾斜角度θ2（°）は共に３０°であり、第１側面２１２と第２側面２２２とは、折れ曲がり部を有することなく、一平面により連続して形成される。
【００４０】
また、本例においては、図４に示すごとく、中間基準面Ｋ３をなす第１単位領域２３１及び第２単位領域２３２の一辺の長さＬ＝２４ｍｍである。
また、第１単位領域２３１及び第２単位領域２３２の一辺の長さＬ（ｍｍ）と、上記アルミニウム板の板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｌ／ｔは８０であり、１０〜２０００の範囲内にある。
また、第１単位領域２３１及び第２単位領域２３２の一辺の長さＬ（ｍｍ）に対し、比率Ｂに分割された領域がなす矩形形状の短辺の長さＢL＝８ｍｍであり、４．８≦ＢL≦１４．４の範囲内にある。
【００４１】
また、第１領域２１の突出高さＨ１（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ１／ｔは、５である。また、第１側面２１２と中間基準面Ｋ３とがなす傾斜角θ1＝３０°であり、−３θ1＋２７２＝１８２である。したがって、１≦Ｈ１／ｔ≦−３θ1＋２７２の関係を満たしている。同様に、第２領域２２の突出高さＨ２（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ２／ｔは、５である。また、第２側面２２２と中間基準面Ｋ３とがなす傾斜角θ2＝３０°であり、−３θ2＋２７２＝１８２である。したがって、１≦Ｈ２／ｔ≦−３θ1＋２７２の関係を満たしている。
【００４２】
本例における凹凸部２０を有する板材１は、上記のような特殊な形状の凹凸部を有している。即ち、凹凸部２０は、中間基準面Ｋ３上において定められた第１基準領域２１３から第１基準面Ｋ１に向かって突出する第１領域２１、中間基準面Ｋ３上において定められた第２基準領域２２３から第２基準面Ｋ２に向かって突出する第２領域２２とを設けてなる。そして第１領域２１は、第１頂面２１１と、第１頂面２１１の輪郭と第１基準領域２１３の輪郭とをつなぐ第１側面２１２とからなり、第２領域２２は、第２頂面２２１と、第２頂面２２１の輪郭と第２基準領域２２３の輪郭とをつなぐ第２側面２２２とからなる。
【００４３】
第１領域２１と第２領域２２は、板材１の厚さ方向に離れた位置に配置した第１頂面２１１および第２頂面２２１と、板材１の厚さ方向に交差した第１側面２１２および第２側面２２２とからなり、中立面から離れた位置に多くの材料を配置できる。そのため、多くの材料を強度部材として効果的に使用することができ、剛性向上効果とエネルギー吸収特性を大幅に高めることができる。
【００４４】
また、第１基準領域２１３と第２基準領域２２３とがなす面積を同一としてある。また、中間基準面Ｋ３に対する第１側面２１２及び第２側面２２２がなす傾斜角度θ1、θ2を同一とし、第１領域２１及び第２領域２２の突出高さＨ１、Ｈ２も同一としてある。そのため、板材１の表裏に突出する第１領域２１と第２領域２２の形状も同一となる。したがって、より効果的に剛性を向上させることができる。
また、剛性の向上に伴う制振性向上効果と、凹凸形状による音の反響抑制効果を得ることができる。
【００４５】
実施例１の板材１の剛性向上効果を定量的に判断するために、ＦＥＭ解析による片持ち梁による曲げ剛性評価と、３点曲げ試験による曲げ剛性評価を行った。
【００４６】
（ＦＥＭ解析）
実施例１の板材１の剛性向上効果およびエネルギー吸収特性を定量的に判断するために、ＦＥＭ解析による片持ち梁による曲げ剛性評価を行った。
片持ち梁による曲げ剛性評価のＦＥＭ解析は、図１に示すごとく、一端を固定端（Ｚ１、Ｚ３）とし、他端を自由端（Ｚ２、Ｚ４）とし、自由端の中央部に１Ｎの荷重をかけた際のたわみ量を求めた。
試験片の形状は、１２０ｍｍ×１２０ｍｍの矩形形状を有し、本例に示す凹凸部２０を全面に形成してある。凹凸部２０の成形方向は、試験片の一辺と上記単位領域における仮想の正方形の一辺とがなす角度を、０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°の各方向に変化させた。また、表面積の増加割合から、板成形後の板厚ｔ＝０．２７４ｍｍとした。尚、図１に示す固定端Ｚ１および自由端Ｚ２は、０度方向、固定端Ｚ３および自由端Ｚ４は、９０°方向における固定端及び自由端を示す。
評価は、凹凸部２０を形成していない平板状の元板について、同様のＦＥＭ解析を行い得られたたわみ量と比較することで行った。
【００４７】
上記ＦＥＭ解析の結果を、横軸を上記角度とし、縦軸を曲げ剛性の向上率としたグラフ（図５）に示す。
その結果、０°方向及び９０°方向における剛性の向上率（Ｐ１、Ｐ２）が２２．９で最も高く、４５°方向における剛性の向上率（Ｐ３）が１５．４倍で最も低くなることが明らかとなった。また、本例に示す凹凸部２０の形状は、その形成方向のいずれの方向においても非常に高い剛性の向上率を有することが明らかとなった。
【００４８】
（３点曲げ試験）
３点曲げ試験は、図６に示すごとく、横倒しした２つの円筒状支持材を支点間距離Ｓ＝１２０ｍｍとなるよう平行に配置して構成した２つの支点Ｗ上に試験片を配置し、試験片表面の中央位置に、先端断面が半円状をなす平板形状の押圧冶具Ｊによって荷重をかけ、変位量を計測した。評価は、凹凸部２０を形成していない平板状の元板について、同様に３点曲げ試験を行い荷重−変位線図を比較することで行った。
【００４９】
上記試験片は、成形前の形状が１００ｍｍ×１５０ｍｍ、板厚ｔ＝０．３ｍｍのＡ１０５０−Ｏ材であり、本例に示す凹凸部２０を全面に形成してある。上記試験片において、凹凸部２０の形成方向は、上記片持ち梁におけるＦＥＭ解析の０°方向および４５°方向の場合と同様である。
【００５０】
３点曲げ試験の結果から得られた荷重を縦軸とし、変位を横軸とした荷重−変位線図を図７に示す。同図において、４５°方向に凹凸部２０を設けた板材１の計測結果を実線Ｘ、０°方向に凹凸部２０を設けた板材１の計測結果を実線Ｙ、平板状の元板の計測結果を実線Ｚにより示してある。
【００５１】
図７に示すごとく、実線Ｘは、実線Ｚに比べ立ち上がりの傾き角が１２．１倍となる。したがって、４５°方向に凹凸部２０を設けた板材１の曲げ剛性は、平板状の元板と比べ、１２．１倍に向上することが明らかとなった。また実線Ｙは、実線Ｚに比べ立ち上がりの傾き角が１５．４倍となる。したがって、０°方向に凹凸部２０を設けた板材１の曲げ剛性は、平板状の元板と比べ、１５．４倍に向上することが明らかとなった。
また、荷重と変位の積が板材を変形させるエネルギー量（仕事量）となることから、図７の荷重−変位線図に示すごとく、実線Ｘ及び実線Ｙは、実線Ｚに比べて、変形に要するエネルギー量が高いことがわかる。したがって、本例に示す凹凸部２０の形状は、平板状の元板に対してエネルギー吸収量が大幅に向上することが明らかとなった。
【００５２】
（実施例２）
本例は、図８に示すごとく、実施例１の凹凸部２０を有する板材１の変形例である。
図８に示す中間基準面Ｋ３からなる凹凸部２０を有する板材１は、第１単位領域２３１及び第２単位領域２３２における分割の比率を変化させた例である。第１単位領域２３１は、横方向に比率Ａ：Ｂ：Ａ＝１：２：１に３分割され、比率Ａに分割された領域を第１分割領域２１４とし、比率Ｂに分割された領域を第２分割領域２２４とする。また、第２単位領域２３２は、縦方向に比率Ａ：Ｂ：Ａ＝１：２：１に３分割され、比率Ａに分割された領域を第２分割領域２２４とし、比率Ｂに分割された領域を第１分割領域２１４とした例である。
【００５３】
尚、本例の凹凸部２０を有する板材１は、図８に示す中間基準面Ｋ３に定められた第１基準領域２１３および第２基準領域２２３から、第１基準面Ｋ１及び第２基準面Ｋ２へ、それぞれ突出した第１領域２１及び第２領域２２からなるものである。他の構成は、実施例１と同様である。
本例においても、実施例１と同様の作用効果を発揮する。
【００５４】
（実施例３）
本例は、図９に示すごとく、実施例２の凹凸部２０を有する板材１において、中間基準面Ｋ３上に第１基準領域２１３および第２基準領域２２３を定めた後に、両者の面積が変化しないように両者の角部の一部を、円弧状に変形させることにより構成した例である。具体的には、同図に示すごとく、第１基準領域２１３の輪郭線がなす４か所の凸角部ａ１と、第２基準領域２２３がなす４か所の凸角部ａ２とを、いずれも同じ曲率半径の円弧状に変形させてある。
【００５５】
本例では、図９に示す第１基準領域２１３および第２基準領域２２３から、第１基準面Ｋ１および第２基準面Ｋ２に対して突出する凹凸部２０を形成する。その他の構成は、実施例１と同様である。
本例においては、凹凸部２０を有する板材１の凹凸の角部を滑らかにできるので、成形が容易になると共に、用途の拡大やデザイン性の向上を図ることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５６】
（実施例４）
本例は、図１０に示すごとく、凹凸部２０を円筒材１１に設けた例である。本例においては、第１基準面Ｋ１、中間基準面Ｋ３、第２基準面Ｋ２は順次平行に配された円筒状の曲面からなる。凹凸部２０の単位形状は、実施例４に示す単位形状２３を、中間基準面Ｋ３がなす曲面に沿わせ、中間基準面Ｋ３に投影したものである。その他の構成は、実施例１と同様である。
本例に示すごとく、高い剛性を有する優れた上記凹凸部２０を有する板材１を様々な形状に変形させることができ、用途を拡大することができる。その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５７】
また、本例に示す凹凸部２０を有する円筒材１１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できる。また、本例の円筒材１１は、優れたエネルギー吸収特性を有している。そのため、自動車などの部材に使用することで、高い剛性と優れたエネルギー吸収特性を付与することができる。
【００５８】
（実施例５）
本例は、図１１に示すごとく、実施例１の凹凸部２０を有する板材１をコア材として用いて積層構造体５を構成した例である。
即ち、積層構造体５は、凹凸部２０を有する１枚の板材１よりなるコア材の両側の表面に面板４２、４３を接合してなる。
面板４２、４３は、材質３０００系、板厚１．０ｍｍのアルミニウム合金板よりなる。
【００５９】
本例の積層構造体５は、上述したような優れた剛性を有する凹凸部２０を有する板材１をコア材として用い、その第１領域２１の第１頂面２１１と第２領域２２の第２頂面２２１に対して面板４２、４３を接着、ろう付け等により接合することによって、凹凸部２０を有する板材単体の場合よりも格段に剛性が高い積層構造体５が得られる。しかも、板材１も面板４２、４３もアルミニウム合金板よりなるため、軽量化することができる。
また、剛性向上に伴う制振性向上効果と、空気層を包容することにより吸音性の向上効果を得ることができる。また、良く知られているように、面板４２、４３のいずれか一方に貫通孔を形成することにより、ヘルムホルツ型吸音構造となり、さらに吸音性を向上させることができる。
なお、上記面板としては、アルミニウム合金以外の金属の板、たとえば、鋼板やチタン板等や、樹脂板等を適用することも可能である。
【００６０】
（実施例６）
本例は、図１２に示すごとく、実施例１〜実施例３に記載の板材１をインナーパネルとして用い、第１領域２１の第１頂面２１１をアウターパネル６１の裏面側に向けて配置して構成する車両パネル６の例である。なお、インナーパネルは、その外周部においてアウターパネル６１とヘム加工等により接合されている。
【００６１】
本例の車両パネル６は、そのインナーパネルを構成する凹凸部２０を有する板材１が、上記のごとく剛性向上効果に優れているので、歩行者が衝突した際の一次衝突のエネルギー及び二次衝突のエネルギーを吸収する特性に優れたものとなる。また、剛性向上に伴う制振性向上効果と、空気層を包容することにより吸音性の向上効果を得ることができる。
尚、本例においては、凹凸部２０を有する板材１をインナーパネルとして用いたが、インナーパネルとアウターパネルのいずれか一方又は両方に用いることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１  板材１
２０  凹凸部
２１  第１領域
２１１  第１頂面
２１２  第１側面
２１３  第１基準領域
２１４  第１分割領域
２２  第２領域
２２１  第２頂面
２２２  第２側面
２２３  第２基準領域
２２４  第２分割領域
２３１  第１単位領域
２３２  第２単位領域
【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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