(57)【要約】  車両用補強部材は、長手方向に交差する断面が連続閉断面を呈する筒状本体部を備える車両用補強部材であって、筒状本体部は、車両に装着されるとき、当該車両の内側に位置する第１面と、第１面に離間すると共に対向する第２面と、第１面及び第２面をつなぐ第３面と、第３面は、第２面から離れるように延在する第４面と、第４面と第１面とをつなぐ第５面とを有し、長手方向から見た断面視において、第１面及び第３面が交差する第１交差部と、第２面及び第３面が交差する第２交差部とを結ぶ仮想線を設定した場合、第４面及び第５面が交差する第３交差部は、仮想線に対して外側へ突出し、筒状本体部は、第１面と第２面とが互いに対向する対向方向における第３交差部の位置が長手方向に沿って変化する変化部を有する。
2020027285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に交差する断面が連続閉断面を呈する筒状本体部を備える車両用補強部材であって、
前記筒状本体部は、
車両に装着されるとき、当該車両の内側に位置する第１面と、
前記第１面に離間すると共に対向する第２面と、
前記第１面及び前記第２面をつなぐ第３面と、
前記第３面は、前記第２面から離れるように延在する第４面と、前記第４面と前記第１面とをつなぐ第５面とを有し、
前記長手方向から見た断面視において、
前記第１面及び前記第３面が交差する第１交差部と、前記第２面及び前記第３面が交差する第２交差部とを結ぶ仮想線を設定した場合、前記第４面及び前記第５面が交差する第３交差部は、前記仮想線に対して外側へ突出し、
前記筒状本体部は、前記第１面と前記第２面とが互いに対向する対向方向における前記第３交差部の位置が前記長手方向に沿って変化する変化部を有する、車両用補強部材。
【請求項２】
前記筒状本体部は、前記変化部として、
前記長手方向における一方へ向かうに従って、前記第３交差部の前記位置が前記第１面側から前記第２面側へ変化する第１変化部と、
前記長手方向における一方へ向かうに従って、前記第３交差部の前記位置が前記第２面側から前記第１面側へ変化する第２変化部と、
を有する、請求項１に記載の車両用補強部材。
【請求項３】
前記筒状本体部の前記長手方向における少なくとも一部では、
前記第１変化部と前記第２変化部とが、所定の繰り返しの形状パターンにて、前記長手方向に沿って交互に形成されている、請求項２に記載の車両用補強部材。
【請求項４】
前記筒状本体部は、前記第１変化部と前記第２変化部との間に、前記第３交差部の前記位置が前記長手方向に沿って一定となる非変化部を有する、請求項２又は３に記載の車両用補強部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用補強部材の製造方法であって、
金属パイプを第１の金型及び第２の金型の間に準備する工程と、
前記第１の金型及び前記第２の金型の少なくとも一方を金型同士が合わさる方向に移動させることによって、前記筒状本体部を成形するための空間を前記第１の金型と前記第２の金型との間に形成する工程と、
加熱された前記金属パイプ内に気体を供給して、前記空間内に前記筒状本体部を成形する工程と、
を備える車両用補強部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用補強部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、衝撃吸収材の一種として、車両に用いられるバンパ補強材が開示されている。この特許文献１では、前部補強材及び後部補強材が別体の板金製部材である第１の態様と、前部補強材及び後部補強材が一体の板金製部材である第２の態様とが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５５６４２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記第１の態様では、前部補強材及び後部補強材のそれぞれに設けられるフランジ部が溶接されることによって、バンパ補強材が構成されている。このため、バンパ補強材に衝撃が加わった場合、フランジ部にて溶接された箇所に力が集中し、前部補強材及び後部補強材が分断されてしまう。これにより、バンパ補強材の衝撃吸収性が十分に発揮されない。【０００５】
上記第２の態様では、一体の板金をロールフォーミングすることによって、バンパ補強材が構成されている。このバンパ補強材のフランジ部は、板金を折り畳むことによって形成されている。このため、上記第１の態様のような前部補強材と後部補強材との分断は発生しにくい。しかしながら、上記第２の態様では、バンパ補強材は連続閉断面を呈しておらず、後部補強材の一部が分断されている。これにより、後部補強材の上記一部の衝撃吸収性が劣る傾向にある。よって、バンパ補強材の衝撃吸収性が不十分になることがある。【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、良好な衝撃吸収性を示す車両用補強部材及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係る車両用補強部材は、長手方向に交差する断面が連続閉断面を呈する筒状本体部を備える車両用補強部材であって、筒状本体部は、車両に装着されるとき、当該車両の内側に位置する第１面と、第１面に離間すると共に対向する第２面と、第１面及び第２面をつなぐ第３面と、第３面は、第２面から離れるように延在する第４面と、第４面と第１面とをつなぐ第５面とを有し、長手方向から見た断面視において、第１面及び第３面が交差する第１交差部と、第２面及び第３面が交差する第２交差部とを結ぶ仮想線を設定した場合、第４面及び第５面が交差する第３交差部は、仮想線に対して外側へ突出し、筒状本体部は、第１面と第２面とが互いに対向する対向方向における第３交差部の位置が長手方向に沿って変化する変化部を有する。【０００８】
この車両用補強部材は、連続閉断面を呈する筒状本体部を備える。このため、車両用補強部材に衝撃が加わった場合であっても、筒状本体部の一部と他部との分断が防止される。また、筒状本体部には予め分断されている箇所が存在しないので、筒状本体部において耐衝撃性に劣る部分が形成されにくくなる。加えて、長手方向から見た断面視において、第１面及び第３面が交差する第１交差部と、第２面及び第３面が交差する第２交差部とを結ぶ仮想線を設定した場合、第４面及び第５面が交差する第３交差部は、仮想線に対して外側へ突出する。このような断面形状において、筒状本体部は、第１面と第２面とが互いに対向する対向方向における第３交差部の位置が長手方向に沿って変化する変化部を有する。この場合、筒状本体部には、対向方向における第３交差部の位置が、互いに異なる複数の箇所が形成される。これらの箇所は、第２面に衝撃が加わったときに、断面視において互いに異なる変形態様にて変形する。このように、長手方向において変形態様が互いに異なる箇所が存在する筒状本体部は、長手方向において変形態様が一定であるものに比して、断面の潰れを抑制して耐荷重性能を向上させることができる。したがって、上記車両用補強部材によれば、良好な衝撃吸収性を示すことができる。【０００９】
筒状本体部は、変化部として、長手方向における一方へ向かうに従って、第３交差部の位置が第１面側から第２面側へ変化する第１変化部と、長手方向における一方へ向かうに従って、第３交差部の位置が第２面側から第１面側へ変化する第２変化部と、を有してよい。この場合、長手方向において変形態様が互いに異なる箇所を三箇所以上形成することができる。【００１０】
筒状本体部の長手方向における少なくとも一部では、第１変化部と第２変化部とが、所定の繰り返しの形状パターンにて、長手方向に沿って交互に形成されていてよい。この場合、筒状本体部には、第３交差部の位置が第２面に近い箇所と、第３交差部の位置が第２面から遠くなる箇所とが、交互に形成される。この場合、筒状本体部の耐荷重性能を更に向上できる。【００１１】
筒状本体部は、第１変化部と第２変化部との間に、第３交差部の位置が長手方向に沿って一定となる非変化部を有する。この場合、第３交差部の位置が第２面に近い箇所、及び第３交差部の位置が第２面から遠くなる箇所の少なくとも一方が、一定断面で連続するような構成となる。この場合、当該一定断面の長さを調整することで、筒状本体部の耐荷重性能の調整を行い易くなる。【００１２】
上記車両用補強部材の製造方法は、金属パイプを第１の金型及び第２の金型の間に準備する工程と、第１の金型及び第２の金型の少なくとも一方を金型同士が合わさる方向に移動させることによって、筒状本体部を成形するための空間を第１の金型と第２の金型との間に形成する工程と、加熱された金属パイプ内に気体を供給して、空間内に筒状本体部を成形する工程と、を備える。【００１３】
この車両用補強部材の製造方法によれば、金属パイプから筒状本体部を成形しているので、分断部を含まない連続閉断面を呈する筒状本体部が設けられる。このため、車両用補強部材に衝撃が加わった場合であっても、筒状本体部の一部と他部との分断が防止される。また、筒状本体部において耐衝撃性に劣る部分が形成されにくくなる。したがって、上記製造方法によれば、良好な衝撃吸収性を示す車両用補強部材を製造できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一側面によれば、良好な衝撃吸収性を示す車両用補強部材及びその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、車両用補強部材を示す概略斜視図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図３は、車両用補強部材を成形するための成形装置の概略構成図である。
【図４】図４（ａ）は電極が金属パイプを保持した状態を示す図であり、図４（ｂ）は電極に気体供給ノズルが当接した状態を示す図であり、図４（ｃ）は電極の正面図である。
【図５】図５は、成形金型の概略断面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｃ）は、成形金型の動作と金属パイプ材料の形状の変化を示す図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る補強部材の荷重による変形を示す図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｃ）は、車両用補強部材の荷重による変形を示す図である。
【図９】図９（ａ）は、車両用補強部材の一部を示す概略斜視図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ線に沿った断面図である。図９（ｃ）は、図９（ａ）のＩＸｃ−ＩＸｃ線に沿った断面図である。
【図１０】図１０は、図１に示す形態及び図９に示す形態に係る車両用補強部材の荷重変位曲線を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は第１交差部の拡大断面図であり、図１１（ｂ）は第３交差部の拡大断面図であり、図１１（ｃ）は第２交差部の拡大断面図であり、図１１（ｄ）は第３交差部の形状パターンを短手方向から見た拡大図である。
【図１２】図１２（ａ）は第３交差部の形状パターンの他の例を短手方向から見た図であり、図１２（ｂ）はその拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る車両用補強部材及びその製造方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、車両用補強部材を示す概略斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１及び図２に示される車両用補強部材１は、自動車等の車両に装着される補強部材であり、衝突時に発生する衝撃を吸収する。本形態では、車両用補強部材１は、例えば車両のフロントバンパ内部に設置されるバンパービームであり、車両幅方向に沿って延在する中空部材である。このため、車両用補強部材１が車両に装着される場合、車両用補強部材１の長手方向は、車両幅方向に相当する。
【００１８】
車両用補強部材１は、長手方向に交差する断面が連続閉断面である金属製の筒状本体部１００を備える。筒状本体部１００は、断面多角形状を呈する。連続閉断面の部材は、予め断面環形状を呈するリングもしくは金属パイプ等から構成される部材である。本形態に係る筒状本体部１００は、一本の金属パイプから構成される。すなわち、筒状本体部１００は、複数の板金を溶接することによって構成されるものではなく、１枚の板金への加工（例えば、ロールフォーミング等）によって構成されるものでもない。このため、筒状本体部１００の断面には合口（ジョイント）が存在しない。上記金属パイプは、例えば、高張力鋼もしくは超高張力鋼から構成される筒状部材である。高張力鋼は、４００ＭＰａ以上の引張強度を示す鋼材である。超高張力鋼は、１ＧＰａ以上の引張強度を示す鋼材である。また、筒状本体部１００の厚さは、特に限定されないが、例えば１．０ｍｍ以上２．３ｍｍ以下である。
【００１９】
筒状本体部１００は、第１面１０１、第１面１０１に離間すると共に対向する第２面１０２、第１面１０１と第２面１０２とをつなぐ一対の第３面１０３ａ，１０３ｂ、及び一対の突出部１０４ａ，１０４ｂを有する。第１面１０１、第２面１０２、及び一対の第３面１０３ａ，１０３ｂのそれぞれは、外周面及び内周面を有する。
【００２０】
第１面１０１は、筒状本体部１００が車両に装着されるとき、当該車両の内側に位置する部分である。例えば、車両用補強部材１がフロントバンパービームである場合、第１面１０１は、車両後方に位置する。第１面１０１は、略平板形状を呈しており、略円弧形状を描くようにしなっている。
【００２１】
第２面１０２は、筒状本体部１００が車両に装着されるとき、当該車両の外側に位置する部分である。このため、筒状本体部１００が車両に装着されるとき、第２面１０２は最初に衝撃を受ける面として機能する。例えば、車両用補強部材１がフロントバンパービームである場合、第２面１０２は、車両前方に位置する。この場合、第１面１０１と第２面１０２とが互いに対向する方向（以下、単に「対向方向」と省略する）は、車両前後方向に相当する。また、車両上下方向は、上記長手方向に直交する短手方向に相当する。第２面１０２は、第１面１０１と同様に略円弧形状を描くようにしなっている板状部分である。短手方向において、第２面１０２の幅Ｗ２は、第１面１０１の幅Ｗ１よりも大きい。例えば、幅Ｗ２は、幅Ｗ１の６０％以上９０％以下である。
【００２２】
第２面１０２には、互いに離間する複数の溝１１０が設けられる。複数の溝１１０のそれぞれは、第２面１０２の耐衝撃性を向上するために設けられる。複数の溝１１０のそれぞれは、上記長手方向に沿って延在しており、第２面１０２の表面から第１面１０１に向かって窪む部分である。各溝１１０の長手方向に交差する断面は、略台形状を呈する。各溝１１０は、底面１１０ａ及び側面１１０ｂ，１１０ｃを有する。側面１１０ｂは、底面１１０ａに近づくにつれて側面１１０ｃに接近するように傾斜する傾斜面である。同様に、側面１１０ｃは、底面１１０ａに近づくにつれて側面１１０ｂに接近するように傾斜する傾斜面である。各溝１１０の深さＤ１１は、例えば、上記対向方向における第１面１０１と第２面１０２との間隔Ｓ１の５％以上２５％以下である。また、各溝１１０の幅Ｗ１１は、第２面１０２の幅Ｗ２の１０％以上３０％以下である。
【００２３】
第３面１０３ａは、上記短手方向における第１面１０１の一端と、上記短手方向における第２面１０２の一端とをつなぐ部分である。第３面１０３ａは、第２面１０２から延在する第４面１２１、及び第４面１２１と第１面１０１の上記一端とをつなぐ第５面１２２を有する。第４面１２１及び第５面１２２のそれぞれは、略平板形状を呈している。上記対向方向において、第４面１２１の長さＬ１は、例えば、第１面１０１と第２面１０２との間隔Ｓ１の２０％以上８０％以下である。
【００２４】
第４面１２１と第２面１０２とがなす角度は、直角もしくは直角近傍の鋭角である。直角近傍の鋭角とは、例えば８５°以上９０°以下である。このため第４面１２１は、第２面１０２から離れるように第５面１２２に向かって延在している。よって、第２面１０２の内周面と、第４面１２１の内周面と、第４面１２１に最も近い溝１１０の内周面とによって空間が形成される。例えば、当該空間に収容され、且つ、第２面１０２の内周面と、第４面１２１の内周面と、第４面１２１に最も近い溝１１０の側面１１０ｃとに接する円（内接円）の直径は、突出部１０４ａの突出量（詳細は後述）よりも大きい。当該内接円の直径は、例えば１０ｍｍ以上である。もしくは、第４面１２１の内周面と、第４面１２１に最も近い溝１１０の側面１１０ｃとの距離は、例えば突出部１０４ａの突出量Ｐ１（詳細は後述）より大きくてもよいし、突出量Ｐ２（詳細は後述）より大きくてもよい。
【００２５】
突出部１０４ａは、筒状本体部１００の耐衝撃性を向上するために設けられる部分であり、上記短手方向に突出している。突出部１０４ａが設けられることによって、第２面１０２側から筒状本体部１００に衝撃が加えられたとき、第３面１０３ａが内側に向かって変形する。突出部１０４ａは、筒状本体部１００の一部が折り畳まれることによって形成される。筒状本体部１００の上記一部は、第２面１０２の端部１０２ａ（第１端部）と、第３面１０３ａの端部１３１（第２端部）とを含む。すなわち、筒状本体部１００において上記端部１０２ａ，１３１を含む部分が折り畳まれることによって、突出部１０４ａが形成される。図１に示されるように、突出部１０４ａの突出量は、上記長手方向における筒状本体部１００の中央部１００ａと、上記長手方向における筒状本体部１００の端部１００ｂ，１００ｃとで異なっている。突出部１０４ａにおいて端部１００ｂに位置する部分１４１と、突出部１０４ａにおいて端部１００ｃに位置する部分１４２とのそれぞれは、筒状本体部１００の耐衝撃性を向上するだけではなく、他部材との接続部分としても機能し得る。例えば、部分１４１，１４２のそれぞれには、スポット溶接等が実施される。もしくは、部分１４１，１４２のそれぞれには、締結部材等が挿通されるための開口が設けられてもよい。
【００２６】
本形態では、中央部１００ａにおける突出部１０４ａの突出量Ｐ１は、上記部分１４１，１４２の突出量Ｐ２（すなわち、端部１００ｂ，１００ｃにおける突出部１０４ａの突出量）よりも小さい。突出部１０４ａによる耐衝撃性の向上を十分に発揮する観点から、突出量Ｐ１は、例えば１ｍｍ以上に設定される。突出部１０４ａを確実に形成する観点から、突出量Ｐ１は、例えば２ｍｍ以上に設定されてもよい。後述するように、突出部１０４ａは金型を用いた成形手法にて形成される。よって、突出部１０４ａを形成するために、第２面１０２の端部１０２ａと第３面１０３ａの端部１３１とを溶接しなくてもよい。したがって突出部１０４ａにおいては、溶接に必要な突出量が確保されなくてもよい。例えば特開２０１７−１７０４６６号公報においては、フランジ部にスポット溶接を実施するためには、当該フランジ部の幅を１５ｍｍ〜２０ｍｍ程度確保する必要があるとされている。また、上記公報においては、フランジ部にレーザ溶接を実施する場合であっても、当該フランジ部の幅を少なくとも５ｍｍ程度は確保する必要があるとされている。これに対して、突出量Ｐ１は、５ｍｍ以下でもよく、４ｍｍ以下でもよく、３ｍｍ以下でもよく、２ｍｍ以下でもよい。一方、部分１４１，１４２の突出量Ｐ２は、１０ｍｍ以上でもよく、１５ｍｍ以上でもよく、２０ｍｍ以上でもよい。この場合、部分１４１，１４２に対して容易にスポット溶接等が実施できる。
【００２７】
第３面１０３ｂは、短手方向における第１面１０１の他端と、短手方向における第２面１０２の他端とをつなぐ部分である。第３面１０３ｂは、第３面１０３ａと同様に、第２面１０２から延在する第４面１５１、及び第４面１５１と第１面１０１の上記他端とをつなぐ第５面１５２を有する。第４面１２１，１５１は互いに略同一形状を呈しており、第５面１２２，１５２は互いに略同一形状を呈している。このため第４面１５１は、第４面１２１と同様に、第２面１０２から離れるように第５面１５２に向かって延在している。
【００２８】
突出部１０４ｂは、突出部１０４ａと同様に筒状本体部１００の耐衝撃性を向上するために設けられる部分であり、上記短手方向に突出している。突出部１０４ｂは、上記短手方向において突出部１０４ａの反対側に位置している。突出部１０４ｂもまた、筒状本体部１００の一部が折り畳まれることによって形成される。筒状本体部１００の上記一部は、第２面１０２の端部１０２ｂ（第１端部）と、第３面１０３ａの端部１６１（第２端部）とを含む。突出部１０４ｂは、突出部１０４ａと略同一形状を呈する。このため、突出部１０４ｂの突出量は、上記長手方向における中央部１００ａと、上記長手方向における端部１００ｂ，１００ｃとで異なっている。
【００２９】
次に、図３〜図６を参照しながら本形態に係る車両用補強部材１の製造方法を説明する。まず、図３〜図５を参照しながら、車両用補強部材１を成形するための成形装置について説明する。
【００３０】
＜成形装置の構成＞
図３は、成形装置の概略構成図である。図３に示されるように、車両用補強部材１を成形する成形装置１０は、互いに対となる上型（金型）１２及び下型（金型）１１を有する成形金型（成形部）１３と、上型１２及び下型１１の少なくとも一方を移動させる駆動機構８０と、上型１２と下型１１との間に配置される金属パイプ１４を保持するパイプ保持機構３０と、パイプ保持機構３０で保持されている金属パイプ１４に通電して加熱する加熱機構５０と、上型１２及び下型１１の間に保持され加熱された金属パイプ１４内にガス（気体）を供給するための気体供給ユニット６０と、パイプ保持機構３０で保持された金属パイプ１４の内部に気体供給ユニット６０からの気体を供給するための一対の気体供給部４０，４０と、成形金型１３を強制的に水冷する水循環機構７２とを備えると共に、上記駆動機構８０の駆動、上記パイプ保持機構３０の駆動、上記加熱機構５０の駆動、及び上記気体供給ユニット６０の気体供給をそれぞれ制御する制御部７０と、を備える。
【００３１】
成形金型１３は、金属パイプ１４を金属パイプに成形するために用いられる型である。このため、成形金型１３に含まれる下型１１には、金属パイプ１４が収容されるキャビティ（凹部）が設けられる（詳細は後述する）。
【００３２】
下型１１は、大きな基台１５に固定されている。下型１１は、大きな鋼鉄製ブロックで構成され、その上面にキャビティ１６を備える。下型１１には冷却水通路１９が形成されている。また、下型１１は、略中央に下から差し込まれた熱電対２１を備えている。熱電対２１は、スプリング２２により上下移動自在に支持されている測温手段である。通電時間と温度との相関が得られれば、測温手段は省いてもよい。
【００３３】
下型１１の左右端（図３における左右端）近傍には、電極収納スペース１１ａが設けられている。電極収納スペース１１ａ内には、上下に進退動可能に構成された電極（下側電極）１７，１８が設けられる。下型１１と下側電極１７との間及び下側電極１７の下部、並びに下型１１と下側電極１８との間及び下側電極１８の下部には、通電を防ぐための絶縁材９１がそれぞれ設けられている。それぞれの絶縁材９１は、パイプ保持機構３０を構成するアクチュエータ（不図示）の可動部である進退ロッド９５に固定されている。このアクチュエータは、下側電極１７，１８等を上下動させるためのものであり、アクチュエータの固定部は、下型１１と共に基台１５側に保持されている。
【００３４】
下側電極１７，１８の上面には、金属パイプ１４の下側外周面に対応した半円弧状の凹溝１７ａ，１８ａがそれぞれ形成されている（図４（ｃ）を参照）。このため、下型１１側に位置する一対の下側電極１７，１８は、パイプ保持機構３０の一部を構成しており、金属パイプ１４を上型１２と下型１１との間で昇降可能に支えることができる。下側電極１７，１８にて支持される金属パイプ１４は、例えば凹溝１７ａ，１８ａにて嵌め込まれ載置される。下側電極１７，１８の正面（金型の外側方向の面）には、凹溝１７ａ，１８ａに向って周囲がテーパー状に傾斜して窪んだテーパー凹面１７ｂ，１８ｂが形成されている。なお、絶縁材９１には、上記凹溝１７ａ，１８ａに連通すると共に、金属パイプ１４の外周面に対応した半円弧状の凹溝が形成されている。
【００３５】
上型１２は、下型１１と同様に大きな鋼鉄製ブロックによって構成されており、駆動機構８０を構成するスライド８１（詳細は後述）に固定されている。上型１２の内部には、冷却水通路２５が設けられている。
【００３６】
上型１２の左右端（図３における左右端）近傍には、下型１１と同様な電極収納スペース１２ａが設けられている。電極収納スペース１２ａ内には、下型１１と同じく、上下に進退動可能に構成された電極（上側電極）１７，１８が設けられる。上型１２と上側電極１７との間及び上側電極１７の上部、並びに上型１２と上側電極１８との間及び上側電極１８の上部には、通電を防ぐための絶縁材９２がそれぞれ設けられている。それぞれの絶縁材９２は、パイプ保持機構３０を構成するアクチュエータ（不図示）の可動部である進退ロッド９６に固定されている。このアクチュエータは、上側電極１７，１８等を上下動させるためのものであり、アクチュエータの固定部は、上型１２と共に駆動機構８０側に保持されている。
【００３７】
上側電極１７，１８の下面には、金属パイプ１４の上側外周面に対応した半円弧状の凹溝１７ａ，１８ａがそれぞれ形成されている（図４（ｃ）を参照）。このため、上側電極１７，１８は、パイプ保持機構３０の他の一部を構成している。上下一対の電極１７，１８で金属パイプ１４を上下方向から挟持すると、金属パイプ１４の外周を全周に渡って密着するように取り囲むことができる。上側電極１７，１８の正面（金型の外側方向の面）には、凹溝１７ａ，１８ａに向って周囲がテーパー状に傾斜して窪んだテーパー凹面１７ｂ，１８ｂが形成されている。なお、絶縁材９２には、上記凹溝１７ａ，１８ａに連通すると共に、金属パイプ１４の外周面に対応した半円弧状の凹溝が形成されている。
【００３８】
図５は、成形金型１３の概略断面図である。図５に示されるように、下型１１の上面には、下型１１の中央のキャビティ１６表面を基準ラインＬＶとすると、キャビティ１６の一方側（図５において右側、図３において紙面奥側）に第１突起１１ｂが形成されており、キャビティ１６の他方側（図５において左側、図３において紙面手前側）に第２突起１１ｃが形成されている。第１突起１１ｂ及び第２突起１１ｃの先端面は、それぞれ平面を呈している。第１突起１１ｂ及び第２突起１１ｃにおいて基準ラインＬＶからの突出量は略同一である。キャビティ１６は、第１突起１１ｂ及び第２突起１１ｃにつながる第１部分１６ａと、第１部分１６ａにつながる第２部分１６ｂとを有する。第１部分１６ａは、車両用補強部材１の第４面１２１，１５１を成形するための部分である。第１部分１６ａの断面形状は、例えば略矩形状を呈する。第２部分１６ｂは、車両用補強部材１の第５面１２２，１５２を成形するための部分である。第２部分１６ｂは、第１部分１６ａよりもキャビティ１６の底面側に位置する。第２部分１６ｂの断面形状は、例えば略逆台形状を呈する。
【００３９】
上型１２において下型１１に対向する面１２ｂには、下型１１に向かって突出する凸部２４が設けられる。このため、面１２ｂの一部は、凹凸面を呈している。より具体的には、面１２ｂにおいてキャビティ１６に重なる部分は、凹凸面を呈している。この凹凸面は、車両用補強部材１における第２面１０２の溝１１０を形成するために設けられる。凸部２４は、車両用補強部材１における突出部１０４ａ，１０４ｂを形成するために設けられる。凸部２４は、例えば金属パイプ１４の延在方向に沿って延在している。なお、上型１２及び下型１１を密着可能にするため、面１２ｂにおいて第１突起１１ｂもしくは第２突起１１ｃに重なる部分は、平面を呈している。
【００４０】
図３に戻って、駆動機構８０は、上型１２及び下型１１同士が合わさるように上型１２を移動させるスライド８１と、スライド８１を移動させるための駆動力を発生するシャフト８２と、該シャフト８２で発生した駆動力をスライド８１に伝達するためのコネクティングロッド８３とを備えている。シャフト８２は、スライド８１上方にて左右方向に延在していると共に回転自在に支持されており、その軸心から離間した位置にて左右端から突出して左右方向に延在する偏心クランク８２ａを有している。この偏心クランク８２ａと、スライド８１の上部に設けられると共に左右方向に延在している回転軸８１ａとは、コネクティングロッド８３によって連結されている。偏心クランク８２ａの位置変化をスライド８１に伝達する際に発生するコネクティングロッド８３の揺動（回転運動）は、回転軸８１ａによって吸収される。なお、シャフト８２は、例えば制御部７０によって制御されるモータ等の駆動に応じて回転又は停止する。
【００４１】
加熱機構（電力供給部）５０は、電力供給源５５、及び、電力供給源５５と電極１７，１８とを電気的に接続する電力供給ライン５２を備える。電力供給源５５は、直流電源及びスイッチを含み、電力供給ライン５２、電極１７，１８を介して金属パイプ１４に通電可能になっている。本形態では、電力供給ライン５２は、下側電極１７，１８に接続されているが、これに限られない。制御部７０は、上記加熱機構５０を制御することによって、金属パイプ１４を焼入れ温度（例えば、ＡＣ３変態点温度以上）まで加熱できる。
【００４２】
一対の気体供給部４０の各々は、ブロック４１を介して基台１５上に載置固定されるシリンダユニット４２と、シリンダユニット４２の作動に合わせて進退動するシリンダロッド４３と、シリンダロッド４３の先端に連結された気体供給ノズル４４とを有する。気体供給ノズル４４の先端には、先細になるように設けられるテーパー面４５が設けられる。また、気体供給ノズル４４の内部には、ガス通路４６が設けられる。
【００４３】
気体供給ユニット６０は、ガス源６１と、このガス源６１によって供給されたガスを貯留するアキュムレータ６２と、このアキュムレータ６２から気体供給部４０のシリンダユニット４２まで延びている第１チューブ６３と、この第１チューブ６３に介設されている圧力制御弁６４及び切替弁６５と、アキュムレータ６２から気体供給部４０の気体供給ノズル４４まで延びている第２チューブ６７と、この第２チューブ６７に介設されている圧力制御弁６８及び逆止弁６９と、を有する。圧力制御弁６４は、気体供給ノズル４４の金属パイプ１４に対する押力に適応した作動圧力のガスをシリンダユニット４２に供給する役割を果たす。逆止弁６９は、第２チューブ６７内でガスが逆流することを防止する役割を果たす。
【００４４】
圧力制御弁６８は、制御部７０の制御により、第２チューブ６７内の圧力を調節するバルブである。例えば、金属パイプ１４を仮膨張させるための作動圧力（以下、第１到達圧力とする）を有するガス（以下、低圧ガスとする）と、金属パイプを成形するための作動圧力（以下、第２到達圧力とする）を有するガス（以下、高圧ガスとする）とを、第２チューブ６７内に供給する役割を果たす。これにより、第２チューブ６７に接続される気体供給ノズル４４に低圧ガス及び高圧ガスを供給できる。なお、高圧ガスの圧力は、例えば低圧ガスの約２倍〜５倍である。
【００４５】
また、制御部７０は、図１に示す（Ａ）から情報が伝達されることによって、熱電対２１から温度情報を取得し、加熱機構５０及び駆動機構８０を制御する。水循環機構７２は、水を溜める水槽７３と、この水槽７３に溜まっている水を汲み上げ、加圧して下型１１の冷却水通路１９及び上型１２の冷却水通路２５へ送る水ポンプ７４と、配管７５とを備える。省略したが、水温を下げるクーリングタワーや水を浄化する濾過器を配管７５に介在させることは差し支えない。
【００４６】
＜成形装置を用いた金属パイプの成形方法＞
次に、成形装置１０を用いた筒状本体部１００の成形方法について図６（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。まず、図６（ａ）に示されるように、成形装置１０内に金属パイプ１４を準備する。具体的には、上型１１及び下型１２の間に金属パイプ１４を配置する。この金属パイプ１４は、パイプ保持機構３０の上側電極１７，１８及び下側電極１７，１８によって挟持されている。また、金属パイプ１４は、制御部７０による加熱機構５０の制御によって、通電加熱されている。具体的には、制御部７０による加熱機構５０の制御によって金属パイプ１４に電力を供給する。すると、電力供給ライン５２を介して下側電極１７，１８に伝達される電力が、金属パイプ１４を挟持している上側電極１７，１８及び金属パイプ１４に供給される。そして、金属パイプ１４自身の電気抵抗により、金属パイプ１４自体がジュール熱によって発熱する。
【００４７】
次に、図６（ｂ）に示されるように、制御部７０による駆動機構８０の制御によって、上型１２を下型１１に向かって移動させる。これにより、上型１２と下型１１とを接近させ、筒状本体部１００を成形するための空間を上型１２と下型１１との間に形成する。このとき、上型１２と下型１１との間に配置される金属パイプ１４は、キャビティ１６内に位置する。なお、金属パイプ１４を通電加熱する前等に、上型１２を下型１１側に近づけてもよい。
【００４８】
次に、図６（ｃ）に示されるように、金属パイプ１４内に気体を供給して、上記空間に突出部１０４ａ，１０４ｂを有する筒状本体部１００を膨張成形する。具体的には、まず、気体供給部４０のシリンダユニット４２を作動させることによって、気体供給ノズル４４を前進させ、金属パイプ１４の両端に気体供給ノズル４４を挿入する。このとき、各気体供給ノズル４４の先端部４４Ａを金属パイプ１４の両端に挿入してシールする。これにより、金属パイプ１４の内部と、ガス通路４６とが、気密性よく連通する。続いて、制御部７０による気体供給ユニット６０、駆動機構８０、及び開閉弁４７の制御によって、加熱後の金属パイプ１４内に気体（ガス）を供給する。これにより、加熱により軟化した金属パイプ１４が膨張して成形金型１３と接触する。そして、金属パイプ１４は、キャビティ１６、第１突起１１ｂ、第２突起１１ｃ、及び面１２ｂの形状に沿うように成形される。
【００４９】
供給するガスのタイミング、圧力等の調整によって、第１突起１１ｂと面１２ｂとの間、並びに、第２突起１１ｃと面１２ｂとの間のそれぞれに、膨張した金属パイプ１４の一部を確実に侵入させる。これにより、突出部１０４ａ，１０４ｂを有する筒状本体部１００を良好に成形できる。なお、金属パイプ１４のブロー成形から車両用補強部材１の成形完了までに至るまでの時間は、金属パイプ１４の種類にもよるが、概ね数秒から数十秒程度である。
【００５０】
ブロー成形されて膨らんだ金属パイプ１４の外周面が下型１１のキャビティ１６に接触して急冷されると同時に、上型１２の面１２ｂに接触して急冷される。これにより、金属パイプ１４の焼き入れが実施される。上型１２と下型１１は熱容量が大きく且つ低温に管理されている。このため、金属パイプ１４の上型１２及び下型１１への接触によって、パイプ表面の熱が急激に金型側へと奪われる。このような冷却法は、金型接触冷却又は金型冷却と呼ばれる。急冷された直後はオーステナイトがマルテンサイトに変態する（以下、オーステナイトがマルテンサイトに変態することをマルテンサイト変態とする）。冷却の後半は冷却速度が小さくなったので、復熱によりマルテンサイトが別の組織（トルースタイト、ソルバイト等）に変態する。従って、別途焼戻し処理を行う必要がない。また、本形態においては、金型冷却に代えて、あるいは金型冷却に加えて、冷却媒体を例えばキャビティ１６内に供給することによって冷却が行われてもよい。例えば、マルテンサイト変態が始まる温度までは金型（上型１２及び下型１１）に金属パイプ１４を接触させて冷却し、その後型開きすると共に冷却媒体（冷却用気体）を金属パイプ１４へ吹き付けることにより、マルテンサイト変態を発生させてもよい。
【００５１】
＜作用効果＞
次に、車両用補強部材１の作用効果について、下記の比較例を示しながら説明する。比較例に係る補強部材は、突出部を備えていないこと以外は、本形態の車両用補強部材１と同様の構成を備える。
【００５２】
図７（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る補強部材の荷重による変形を示す図である。図７（ｃ）は、図７（ｂ）において破線で示された部分の拡大図である。図７（ｃ）において仮想線で示される部分は、変形前の補強部材を示している。図７（ａ），（ｂ）に示される各矢印は、荷重Ｆの印加に伴って補強部材が変形する方向を示す。図７（ａ）には、第１面２０１、第１面２０１に対向すると共に溝部２１０が設けられる第２面２０２、及び第１面２０１と第２面２０２とをつなぐ第３面２０３ａ，２０３ｂを有する補強部材２００が示されている。この補強部材２００に対して第２面２０２側から荷重Ｆが加えられたとき、補強部材２００は、図７（ｂ）に示されるように変形する。特に、第３面２０３ａ，２０３ｂにおいて第２面２０２の近傍に位置する部分は、図７（ｃ）に示されるように、変形前よりも外側に変位する。このため、第３面２０３ａ，２０３ｂは、荷重Ｆを受け止められずに容易に変形する傾向にある。したがって比較例に係る補強部材２００によれば、上記荷重Ｆの印加に対する十分な耐衝撃性を示すことができない傾向にある。
【００５３】
図８（ａ）〜（ｃ）は、本形態に係る車両用補強部材１の荷重による変形を示す図である。図８（ｃ）は、図８（ｂ）において破線で示された部分の拡大図である。図８（ｃ）において仮想線で示される部分は、変形前の車両用補強部材１を示している。図８（ａ），（ｂ）に示される各矢印は、荷重Ｆの印加に伴って車両用補強部材１が変形する方向を示す。本形態に係る車両用補強部材１に対して第２面１０２側から荷重Ｆが加えられたとき、車両用補強部材１は、図８（ｂ）に示されるように変形する。ここで図８（ｃ）に示されるように、第３面１０３ａ，１０３ｂの第４面１２１，１５１は、上記比較例と異なり、変形前よりも内側に変位する。このため、第３面１０３ａ，１０３ｂは、それらが変形した場合であっても継続して荷重Ｆを受け止められる傾向にある。したがって本形態に係る車両用補強部材１は、上記比較例に係る補強部材２００よりも耐衝撃性に優れている傾向にある。
【００５４】
加えて、本形態に係る製造方法によって成形される車両用補強部材１は、連続閉断面を呈する筒状本体部１００を備える。このため、車両用補強部材１に衝撃が加わった場合であっても、筒状本体部１００の一部と他部との分断が防止される。また、筒状本体部１００には予め分断されている箇所が存在しないので、筒状本体部１００において耐衝撃性に劣る部分が形成されにくくなる。さらには、第３面１０３ａは、第２面１０２から離れるように端部１３１から延在する第４面１２１を有し、第３面１０３ｂは、第２面１０２から離れるように端部１６１から延在する第４面１５１を有する。これにより、第３面１０３ａ，１０３ｂの内側へ向かう変形が第２面１０２によって阻害されにくくなる。このため、第２面１０２側から車両用補強部材１に衝撃が加わったとき、第３面１０３ａ，１０３ｂによる衝撃吸収が良好に発揮される。したがって、車両用補強部材１によれば、良好な衝撃吸収性を示すことができる。
【００５５】
上記長手方向における筒状本体部１００の中央部１００ａに位置する突出部１０４ａ，１０４ｂの突出量Ｐ１は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であってもよい。この場合であっても、第２面１０２側から車両用補強部材１に衝撃が加わったとき、中央部１００ａの突出部１０４ａ，１０４ｂは外側へ向かって変形する。このため、中央部１００ａにおいても第３面１０３ａ，１０３ｂによる衝撃吸収が良好に発揮される。加えて、筒状本体部１００の強度低下抑制と軽量化との両方を実現できる。
【００５６】
上記長手方向における筒状本体部１００の端部１００ｂ，１００ｃに位置する突出部１０４ａ，１０４ｂの突出量Ｐ２は、１０ｍｍ以上であってもよい。この場合、端部１００ｂ，１００ｃに位置する突出部１０４ａ，１０４ｂを、他の部材に対して溶接される箇所として利用できる。
【００５７】
次に、図９（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、他の車両用補強部材を説明する。他の車両用補強部材の説明において上記形態と重複する記載は省略し、上記形態と異なる部分を記載する。図９（ａ）は、他の車両用補強部材の一部を示す概略斜視図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ線に沿った断面図である。図９（ｃ）は、図９（ａ）のＩＸｃ−ＩＸｃ線に沿った断面図である。
【００５８】
図９（ａ）〜（ｃ）に示される車両用補強部材１Ａの筒状本体部１００Ａは、第３面１０３ｃ，１０３ｄを有する。上記対向方向における第３面１０３ｃの第４面１２１Ａの長さは、長手方向に沿って周期的に変化している。例えば、図９（ｂ）に示される断面（第１断面）における第４面１２１Ａの長さＬ１１は最も短く、図９（ｃ）に示される断面（第２断面）における第４面１２１Ａの長さＬ１２は最も長い。例えば、長さＬ１１は間隔Ｓ１の２０％以上３５％以下であり、長さＬ１２は間隔Ｓ１の４０％以上６０％以下である。同様に、上記対向方向における第３面１０３ｄの第４面１５１Ａの長さは、長手方向に沿って周期的に変化している。断面における第４面１２１Ａ，１５１Ａの長さは、互いに略同一である。
【００５９】
このような構成によって、図１の形態と同様の作用効果が奏される。加えて、上記長手方向に沿った第４面１２１Ａ，１５１Ａの長さを調整することによって、車両用補強部材１Ａの位置に応じた耐衝撃性の設定が可能になる。さらには、上記対向方向における第３面１０３ｃの第４面１２１Ａの長さ及び第３面１０３ｄの第４面１５１Ａの長さが長手方向に沿って周期的に変化することによって、第２面１０２側からの荷重に対する車両用補強部材１Ａの最大反力値を向上できる。
【００６０】
ここで、図９（ｂ），（ｃ）に示すように、長手方向から見た断面視において、第１面１０１及び第３面１０３ｃ，１０３ｄが交差する部分を第１交差部１８１，１９１とする。第２面１０２及び第３面１０３ｃ，１０３ｄが交差する部分を第２交差部１８２，１９２とする。第４面１２１Ａ，１５１Ａ及び第５面１２２Ａ，１５２Ａが交差する部分を第３交差部１８３，１９３とする。このとき、第１交差部１８１，１９１と第２交差部１８２，１９２とを結ぶ仮想線ＶＬを設定する。このとき、第３交差部１８３，１９３は、仮想線ＶＬに対して外側へ突出する。ここでの外側とは、内部空間から見た時の外側のことである。すなわち、第３面１０３ｃ，１０３ｄの断面形状が、仮想線ＶＬに対して、外側へ膨らむような形状となる。
【００６１】
なお、図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して、仮想線ＶＬの設定方法、及び仮想線ＶＬと第３交差部１８３，１９３との比較方法の一例について説明する。なお、以降の説明においては、第３面１０３ｄ側の構成についてのみ説明するが、第３面１０３ｃについても同様な説明が成り立つ。図１１（ａ）に示すように、第１面１０１の内面と第３面１０３ｄの内面とが交わる箇所に仮想線ＶＬの端部となる基準点ＳＰ１を設定してよい。ここで、角部が湾曲している場合、円弧の周方向における中心位置に基準点ＳＰ１を設定してよい。
【００６２】
図１１（ｂ）に示すように、仮想線ＶＬと第３交差部１９３とを比較する場合、第４面１５１Ａの内面と第５面１５２Ａの内面とが交わる箇所に基準点ＳＰ３を設定してよい。そして、基準点ＳＰ３が、仮想線ＶＬよりも外側にあればよい。ここで、角部が湾曲している場合、円弧の周方向における中心位置に基準点ＳＰ３を設定してよい。
【００６３】
図１１（ｃ）に示すように、第２面１０２の内面と第３面１０３ｄの内面とが交わる箇所に仮想線ＶＬの端部となる基準点ＳＰ２を設定してよい。ただし、第２面１０２と第３面１０３ｄとの間に突出部１０４ｂが形成されている場合、仮想線ＶＬ設定の場面においては、突出部１０４ｂは第３面１０３ｄに属するものとして考えてよい。従って、突出部１０４ｂの折り返し部１１４の内面と第４面１５１Ａの内面とが交わる箇所に基準点ＳＰ２を設定してよい。角部が湾曲している場合、円弧の周方向における中心位置に基準点ＳＰ２を設定してよい。
【００６４】
なお、図においては、突出部１０４ｂの折り返し部１１４の内面は、第２面１０２の内面の対向箇所と接触しており、突出部１０４ｂが潰れた形状となっているが、両内面が離間することで突出部１０４ｂ内に空間が形成されてもよい。この場合も、突出部１０４ｂの折り返し部１１４の内面と第４面１５１Ａの内面とが交わる箇所に基準点ＳＰ２を設定してよい。
【００６５】
図１１（ｄ）に示すように、筒状本体部１００Ａは、対向方向における第３交差部１９３の位置が長手方向に沿って変化する除変部１９６，１９７（変化部）を有する。以降、「第３交差部の位置」と称した場合は、対向方向における第３交差部の位置であるものとする。「除変部」とは、第３交差部の位置が長手方向に沿って徐々に、すなわち漸次的に変化する部分である。
【００６６】
筒状本体部１００Ａは、除変部として、除変部１９６と、除変部１９７と、を有する。除変部１９６は、長手方向における一方（ここでは、図１１（ｄ）における右側から左側）へ向かうに従って、第３交差部１９３の位置が第１面１０１側から第２面１０２側へ変化する。除変部１９７は、長手方向における一方へ向かうに従って、第３交差部１９３の位置が第２面１０２側から第１面１０１側へ変化する。
【００６７】
なお、図１１（ｄ）における右側から左側の方向を請求項における「長手方向における一方」とした場合、除変部１９６が「第１変化部」に該当し、除変部１９７が「第２変化部」に該当する。しかし、図１１（ｄ）における左側から右側の方向を請求項における「長手方向における一方」とした場合、除変部１９７が「第１変化部」に該当し、除変部１９６が「第２変化部」に該当する。
【００６８】
筒状本体部１００Ａの長手方向における少なくとも一部では、除変部１９６と除変部１９７とが、所定の繰り返しの形状パターンにて、長手方向に沿って交互に形成されている。
【００６９】
また、筒状本体部１００Ａは、除変部１９６と除変部１９７との間に、第３交差部１９３の位置が長手方向に沿って一定となる非変化部１９８，１９９を有する。非変化部１９８は、第３交差部１９３の位置が第２面１０２に近い箇所で一定断面となる。非変化部１９８の断面形状は、図９（ｂ）に示される形状である。非変化部１９９は、第３交差部１９３の位置が第２面１０２から遠くなる箇所で一定断面となる。非変化部１９９の断面形状は、図９（ｃ）に示される形状である。
【００７０】
図１１（ｄ）における右側から左側へ向かう順に「非変化部１９８、除変部１９７、非変化部１９９、除変部１９６、非変化部１９８…」という繰り返しの形状パターンが形成されている。
【００７１】
図９に示す形態の作用・効果について説明する。
【００７２】
長手方向から見た断面視において、第１面１０１及び第３面１０３ｃ，１０３ｄが交差する第１交差部１８１，１９１と、第２面１０２及び第３面１０３ｃ，１０３ｄが交差する第２交差部１８２，１９２とを結ぶ仮想線ＶＬを設定した場合、第４面１２１Ａ，１５１Ａ及び第５面１２２Ａ，１５２Ａが交差する第３交差部１８３，１９３は、仮想線ＶＬに対して外側へ突出する。このような断面形状において、筒状本体部１００Ａは、第１面１０１と第２面１０２とが互いに対向する対向方向における第３交差部１８３，１９３の位置が長手方向に沿って変化する除変部１９６，１９７を有する。
【００７３】
この場合、筒状本体部１００Ａには、対向方向における第３交差部１８３，１９３の位置が、互いに異なる複数の箇所が形成される。すなわち、筒状本体部１００Ａは、図９（ｂ）に示す断面形状を有する箇所（ここでは非変化部１９８）と、図９（ｃ）に示す断面形状を有する箇所（ここでは非変化部１９９）と、を有する。これらの箇所は、第２面１０２に衝撃が加わったときに、断面視において互いに異なる変形態様にて変形する。
【００７４】
例えば、図９（ｃ）に示す断面形状の箇所は、第３面１０３ｃ，１０３ｄが更に外側へ膨らむような形状となるように変化し得る。一方、図９（ｂ）に示す断面形状の箇所は、第３面１０３ｃ，１０３ｄが内側へ入り込むような形状（例えば、第３交差部１９３が仮想線ＶＬより内側へ入り込むような形状）となるように変化し得る。あるいは、図９（ｂ）に示す断面形状の箇所が、第３面１０３ｃ，１０３ｄが外側へ膨らむように変化したとしても、その膨らみ量は、図９（ｃ）の箇所よりも小さくなる。
【００７５】
このように、長手方向において変形態様が互いに異なる箇所が存在する筒状本体部１００Ａは、長手方向において変形態様が一定であるものに比して、断面の潰れを抑制して耐荷重性能を向上させることができる。したがって、上記車両用補強部材によれば、良好な衝撃吸収性を示すことができる。
【００７６】
例えば、筒状本体部１００Ａに対する入力は、長手方向において最も出張った箇所から開始される。例えば、図１１（ｄ）に示す例では、図面の右側の非変化部１９８から潰れ始め、次に、除変部１９７を経て、左隣の非変化部１９９が潰れる。そして、除変部１９６を経て、更に左隣の非変化部１９８が潰れる。このように、筒状本体部１００Ａの潰れが進行するに従って、断面形状の変形態様が、非変化部１９８と非変化部１９９とで、交互に繰り返し変化する。この場合、断面形状の潰れの進行は、変化態様が変化するたびに抵抗を受けるため、筒状本体部１００Ａの潰れが抑制される。
【００７７】
これに対し、図１の形態のように、断面形状が長手方向に一定である場合、変形態様も長手方向において略一定となる。この場合、筒状本体部１００Ａの荷重の入力箇所から潰れが開始されると、それ以降の箇所においても、同様の変形態様にて潰れが進行してゆく。このように、図１の形態は、図９に示す形態に比して、筒状本体部の潰れの進行時における抵抗が少なくなる。
【００７８】
筒状本体部１００Ａは、変化部として、長手方向における一方へ向かうに従って、第３交差部１８３，１９３の位置が第１面１０１側から第２面１０２側へ変化する除変部１９６と、長手方向における一方へ向かうに従って、第３交差部１９３の位置が第２面１０２側から第１面１０１側へ変化する除変部１９７と、を有する。この場合、長手方向において変形態様が互いに異なる箇所を三箇所以上形成することができる。すなわち、変化部として、筒状本体部の全長の中で、一箇所だけ変化部（除変部１９６または除変部１９７の一方のみ）が形成されるような構造が採用されてもよいが、除変部１９６及び除変部１９７を両方有する構造は、耐荷重性能を更に向上することができる。
【００７９】
筒状本体部１００Ａの長手方向における少なくとも一部では、除変部１９６と除変部１９７とが、所定の繰り返しの形状パターンにて、長手方向に沿って交互に形成されている。この場合、筒状本体部１００Ａには、第３交差部１９３の位置が第２面１０２に近い箇所と、第３交差部１９３の位置が第２面１０２から遠くなる箇所とが、交互に形成される。この場合、筒状本体部１００Ａの耐荷重性能を更に向上できる。
【００８０】
筒状本体部１００は、除変部１９６と除変部１９７との間に、第３交差部１９３の位置が長手方向に沿って一定となる非変化部１９８，１９９を有する。この場合、第３交差部１９３の位置が第２面１０２に近い箇所、及び第３交差部１９３の位置が第２面１０２から遠くなる箇所が、一定断面で連続するような構成となる。この場合、当該一定断面の長さを調整することで、筒状本体部１００Ａの耐荷重性能の調整を行い易くなる。例えば、除変部１９６，１９７の形状の最適化のみで、筒状本体部１００Ａの耐荷重性能の調整を行おうとする場合、設計時のシミュレーションの負荷が大きくなる。これに対し、非変化部も一部に設けておくことで、当該非変化部の長さを調整することによっても、耐荷重性能の調整を行えるようになる。これにより、設計時のシミュレーションの負荷を低減できる。
【００８１】
なお、第３交差部１９３の形状パターンは、図１１（ｄ）に示すものに限定されない。例えば、図１２に示すような形状パターンを有する車両用補強部材１Ｂが採用されてもよい。当該形状パターンは、非変化部１９９を有しておらず、除変部１９７から頂部１９５を経て、除変部１９６へ直ちに移行している。図９（ｃ）の断面形状が、頂部１９５の断面形状となる。その他、あらゆる形状パターンが採用されてもよい。
【００８２】
変化部として、図１１に示すような漸次的に湾曲するような除変部が採用されたが、変化部の形状は特に限定されない。例えば、変化部は、斜めに真っ直ぐ延びる直線状の形状を有してよい。また、変化部は、斜めの直線を複数組み合わせたような形状を有して良い。
【００８３】
変化部を有する形状パターンは、筒状本体部の全長にわたって形成されてよいが、一部だけに形成されてもよい。
【００８４】
図１０は、図１の形態及び図９の形態に係る車両用補強部材の荷重変位曲線を示す図である。図１０において縦軸は荷重を示し、横軸は変位を示す。破線のグラフは図１の形態に係る車両用補強部材の荷重変位曲線を示し、実線のグラフは図９の形態に係る車両用補強部材の荷重変位曲線を示す。これらの荷重変位曲線は、三点曲げ試験を実施することによって得られた。三点曲げ試験は、第３面の形状以外は同一の形状・寸法に設定したサンプルを用い、同条件にて実施した。これら２つのサンプルは、引張強度：１．５ＧＰａ、板厚：１．２ｍｍの超高張力鋼から形成された金属パイプを成形加工することによって得られた。
【００８５】
図１０に示されるように、変位が０ｍｍ〜３５ｍｍ程度までは、図９の形態の耐荷重特性が図１の形態の耐荷重特性よりも良好であることを示している。また、図９の形態における最大反力値は、図１の形態よりも大きい。加えて、図１の形態及び図９の形態の両方において、変位が３０ｍｍ〜３５ｍｍである場合の荷重は３０ｋＮを超えている。
【００８６】
また、引張強度：１．８ＧＰａ、板厚：１．２５ｍｍ以上１．６ｍｍ以下である２枚の超高張力鋼を冷間加工及び溶接することによって得られたフランジ付き補強部材に対しても上記三点曲げ試験を実施した。結果、当該補強部材においては、変位が３０ｍｍ〜３５ｍｍである場合の荷重は３０ｋＮ未満であった。このことから、図１の形態及び図９の形態に係る車両用補強部材１，１Ａのそれぞれは、上記補強部材よりも耐衝撃性に優れる傾向にあることがわかる。特に、車両用補強部材１，１Ａのそれぞれにおいては、上記補強部材よりも引張強度が劣り、且つ、板厚が薄い材料から成形されているにもかかわらず、上記結果が得られている。
【００８７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述のような形態に何ら限定されるものではない。例えば、上述の形態における車両用補強部材の突出部の突出量は一定でもよい。また、上述の形態において、突出部は上記短手方向に沿って突出しているが、これに限られない。突出部は上記対向方向に沿って突出してもよい。
【００８８】
［第１の形態］
長手方向に交差する断面が連続閉断面を呈する筒状本体部を備える車両用補強部材であって、
前記筒状本体部は、
車両に装着されるとき、当該車両の内側に位置する第１面と、
前記第１面に離間すると共に対向する第２面と、
前記第１面及び前記第２面をつなぐ第３面と、
前記第２面の第１端部及び前記第３面の第２端部を含む前記筒状本体部の一部が折り畳まれてなる突出部と、を有し、
前記第３面は、前記第２面から離れるように前記第２端部から延在する第４面と、前記第４面と前記第１面とをつなぐ第５面とを有する、
車両用補強部材。
【００８９】
［第２の形態］
前記長手方向における前記筒状本体部の中央部に位置する前記突出部の突出量は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下である、第１の形態に記載の車両用補強部材。
【００９０】
［第３の形態］
前記長手方向における前記筒状本体部の端部に位置する前記突出部の突出量は、１０ｍｍ以上である、第２の形態に記載の車両用補強部材。
【００９１】
［第４の形態］
前記筒状本体部において、前記長手方向に交差する第１断面における前記第３面の形状と、前記長手方向に交差すると共に前記第１断面とは異なる第２断面における前記第３面の形状とは、互いに異なる、第１〜３の形態のいずれか一つに記載の車両用補強部材。
【００９２】
［第５の形態］
前記第１面と前記第２面とが対向する方向における前記第４面の長さは、前記長手方向に沿って周期的に変化する、第４の形態に記載の車両用補強部材。
【００９３】
［第６の形態］
第１〜５の形態のいずれか一つに記載の車両用補強部材の製造方法であって、
金属パイプを第１の金型及び第２の金型の間に準備する工程と、
前記第１の金型及び前記第２の金型の少なくとも一方を金型同士が合わさる方向に移動させることによって、前記突出部を有する前記筒状本体部を成形するための空間を前記第１の金型と前記第２の金型との間に形成する工程と、
加熱された前記金属パイプ内に気体を供給して、前記空間内に前記筒状本体部を成形する工程と、
を備える車両用補強部材の製造方法。
【００９４】
一側面に係る車両用補強部材は、長手方向に交差する断面が連続閉断面を呈する筒状本体部を備え、筒状本体部は、車両内側に位置する第１面と、第１面に離間すると共に対向する第２面と、第１面及び第２面をつなぐ第３面と、第２面の第１端部及び第３面の第２端部を含む筒状本体部の一部が折り畳まれてなる突出部と、を有し、第３面は、第２面から離れるように第２端部から延在する第４面と、第４面と第１面とをつなぐ第５面とを有する。
【００９５】
この車両用補強部材は、連続閉断面を呈する筒状本体部を備える。このため、車両用補強部材に衝撃が加わった場合であっても、筒状本体部の一部と他部との分断が防止される。また、筒状本体部には予め分断されている箇所が存在しないので、筒状本体部において耐衝撃性に劣る部分が形成されにくくなる。加えて、筒状本体部は、第２面の第１端部及び第３面の第２端部を含む筒状本体部の一部が折り畳まれてなる突出部を有する。このため、第２面側から車両用補強部材に衝撃が加わったとき、突出部の外側へ向かう変形に伴って、第３面が内側に向かって変形する。ここで、第３面は、第２面から離れるように第２端部から延在する第４面を有する。これにより、第３面の内側へ向かう変形が第２面によって阻害されにくくなる。このため、第２面側から車両用補強部材に衝撃が加わったとき、第３面による衝撃吸収が良好に発揮される。したがって、上記車両用補強部材によれば、良好な衝撃吸収性を示すことができる。
【００９６】
長手方向における筒状本体部の中央部に位置する突出部の突出量は、１ｍｍ以上５ｍｍ以内であってもよい。この場合であっても、第２面側から車両用補強部材に衝撃が加わったとき、上記中央部の突出部は外側へ向かって変形する。このため、上記中央部においても第３面による衝撃吸収が良好に発揮される。加えて、筒状本体部の強度低下抑制と軽量化との両方を実現できる。
【００９７】
長手方向における筒状本体部の端部に位置する突出部の突出量は、１０ｍｍ以上であってもよい。この場合、端部に位置する突出部を、他の部材に対して溶接される箇所として利用できる。
【００９８】
筒状本体部において、長手方向に交差する第１断面における第３面の形状と、長手方向に交差すると共に第１断面とは異なる第２断面における第３面の形状とは、互いに異なってもよい。この場合、車両用補強部材の位置に応じた耐衝撃性の設定が可能になる。
【００９９】
第１面と第２面とが対向する方向における第４面の長さは、長手方向に沿って周期的に変化してもよい。この場合、車両用補強部材の最大反力値を向上できる。
【０１００】
上記車両用補強部材の製造方法は、金属パイプを第１の金型及び第２の金型の間に準備する工程と、第１の金型及び第２の金型の少なくとも一方を金型同士が合わさる方向に移動させることによって、突出部を有する筒状本体部を成形するための空間を第１の金型と第２の金型との間に形成する工程と、加熱された金属パイプ内に気体を供給して、空間内に筒状本体部を成形する工程と、を備える。
【０１０１】
この車両用補強部材の製造方法によれば、金属パイプから筒状本体部を成形しているので、分断部を含まない連続閉断面を呈する筒状本体部が設けられる。このため、車両用補強部材に衝撃が加わった場合であっても、筒状本体部の一部と他部との分断が防止される。また、筒状本体部において耐衝撃性に劣る部分が形成されにくくなる。したがって、上記製造方法によれば、良好な衝撃吸収性を示す車両用補強部材を製造できる。
【符号の説明】
【０１０２】
１，１Ａ，１Ｂ…車両用補強部材、１０…成形装置、１１…下型（金型）、１２…上型（金型）、１３…成形金型（成形部）、１４…金属パイプ、１６…キャビティ、３０…パイプ保持機構、４０…気体供給部、５０…加熱機構、６０…気体供給ユニット、７０…制御部、８０…駆動機構、１００，１００Ａ…筒状本体部、１００ａ…中央部、１００ｂ，１００ｃ…端部、１０１…第１面、１０２…第２面、１０２ａ，１０２ｂ…端部（第１端部）、１０３ａ〜１０３ｄ…第３面、１０４ａ，１０４ｂ…突出部、１１０…溝、１２１，１２１Ａ，１５１，１５１Ａ…第４面、１２２，１２２Ａ，１５２，１５２Ａ…第５面、１３１，１６１…端部（第２端部）、１８１，１９１…第１交差部、１８２，１９２…第２交差部、１８３，１９３…第３交差部、１９６，１９７…除変部（変化部、第１変化部、第２変化部）、１９８，１９９…非変化部。
【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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【国際調査報告】
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