特許 6973517 車両用構造部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6973517

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】車両用構造部材

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/04 20060101AFI20211118BHJP

   B62D 25/20 20060101ALI20211118BHJP

   B60R 19/04 20060101ALI20211118BHJP

   B60J 5/00 20060101ALI20211118BHJP

   F16B 5/08 20060101ALI20211118BHJP

   F16B 11/00 20060101ALI20211118BHJP

【ＦＩ】

   B62D25/04 B

   B62D25/20 F

   B60R19/04 M

   B60J5/00 Q

   F16B5/08 A

   F16B11/00 D

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-5697(P2020-5697)

(22)【出願日】2020年1月17日

(65)【公開番号】特開2020-138726(P2020-138726A)

(43)【公開日】2020年9月3日

【審査請求日】2020年9月23日

(31)【優先権主張番号】特願2019-33075(P2019-33075)

(32)【優先日】2019年2月26日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100116012

【弁理士】

【氏名又は名称】宮坂 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】堺谷 智宏

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】二塚 貴之

【審査官】 米澤 篤

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−６２５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３６５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３６５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１７／０３０１９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１６−１５５５０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ ２５／０４

Ｂ６２Ｄ ２５／２０

Ｂ６０Ｒ １９／０４

Ｂ６０Ｊ ５／００

Ｆ１６Ｂ ５／０８

Ｆ１６Ｂ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

天板部、上記天板部の幅方向両側にそれぞれ連続する一対の側壁部、及び上記天板部に対向配置した底板部で閉断面形状を構成する中空部材と、上記中空部材内の閉断面空間に設けられ、上記天板部の幅方向に沿って延在する金属板からなるテンション部材と、を備え、
上記天板部は、天板部の幅方向に沿って底板部側に凹んだ１又は２以上の凹部を有し、
各凹部は、上記幅方向で対向する一対の立上り部と、一対の立上り部間を連結する底部とからなり、
上記テンション部材は、上記天板部内面との間に空間を有する状態で、上記側壁部内面と、該側壁部内面と対向する上記天板部の凹部の立上り部とを連結することを特徴とする車両用構造部材。

【請求項2】

上記テンション部材は、上記立上り部への接合部分が、上記凹部の内面に沿って上記底部まで延在している、ことを特徴とする請求項１に記載した車両用構造部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、天板部と一対の側壁部と底板部とで閉断面形状を構成する自動車用の構造部材（骨格部品）に関する技術である。特に、本発明は、天板部と底板部の対向方向に沿った方向から入力される衝突荷重による曲げ変形（曲げ圧壊方向の変形）に対し、耐衝突性能を有する構造部材を提供する技術である。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車分野では、乗員保護の観点から衝突安全基準の厳格化が進められており、高強度鋼の適用拡大や衝突安全性能に優れる車両開発が強く求められている。
ここで、衝突の形態としては、軸圧壊する衝突形態と、曲げ変形する衝突形態とがある。軸圧壊する衝突形態では、自動車前面から入力される衝突荷重を受けるクラッシュボックスやフロントサイドメンバのように、部材の長手方向が衝突方向と一致して軸圧壊が発生する。曲げ変形する衝突形態（曲げ圧壊の衝突形態）では、側面衝突におけるＢピラーやサイドシルのように、構造部材の側面に衝突荷重が負荷されて部材が曲げ変形する。両方の形態は、いずれも、部材が座屈変形することで衝突エネルギーを吸収することで、耐衝突性能を発揮する。

【0003】

耐衝突性能を向上させる技術の１つとしては、部材の面に補強部材を取り付けることで構造部材の面剛性の強度を向上させる技術が提案されている。例えば、特許文献１には、中空部材を構成する底板部や天板部の内面に補強部材を密着して配置することが記載されている。また、特許文献２には、天板部と側壁部とを繋ぐ稜線部に接合される補強部材を備え、該稜線部に前記補強部材との溶接部が設けられている。また、特許文献３では、主壁部と立ち上がり壁部とフランジ部を有する第１の鋼板部材と、その稜線部の内側もしくは外側の面に接合される第２の鋼板部材を有する鋼板部材組合せ構造で、衝突エネルギー吸収効率を向上させることが記載されている。
また、特許文献４には、複数の穴を有する補強部材を備えることで、軸圧壊する衝突形態に対する吸収エネルギーを確保しつつ、軽量化できる衝撃吸収部材が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７−１５９８９６号公報

【特許文献2】特開２０１４−８７８４８号公報

【特許文献3】ＷＯ２０１７／０３０１９１号

【特許文献4】特開２０１６−１５５５０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１〜３に記載の方法は、構造部材を構成する面に補強部材を設けて、当該面剛性を直接向上させるものである。また、この従来例にあっては、耐衝突性能を効率的に向上させるための補強位置の決定に関し、検討が余りなされていない。
ここで、構造部材の面に対し単純に補強部材を貼り付ける場合、耐衝突性能は向上するものの、部品点数の増加を招いて必要以上に構造部材の質量が増加したり、金型の増加を招いたりして、従来にあってはコスト面での課題がある。特に、従来にあっては、広い領域を補強部材で補強しようとするほど、質量増加が顕著となる。

【0006】

また、特許文献４では、補強部材に複数の穴を設けることで質量増加を抑えた軸方向の衝撃吸収について検討されているが、曲げ圧壊方向の衝突に対しては検討がなされていない。特に、特許文献４では軸圧壊変形時に異なる位相の座屈変形を発生させることで吸収エネルギーを増加させるため、補強部材の板厚を中空部材の板厚以上とするべきとしているが、この効果が曲げ圧壊方向の衝突に対しても同様に得られるかは自明ではなく、曲げ圧壊における最適な補強部材の構造については検討が必要である。

【0007】

本発明は、上記のような点に着目したもので、構造部材の必要以上の質量増加を抑えつつ、構造部材の曲げ圧壊方向の衝突に対する耐衝突性能を効果的に向上させることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

課題を解決するために、本発明の一態様は、天板部、上記天板部の幅方向両側にそれぞれ連続する一対の側壁部、及び上記天板部に対向配置した底板部で閉断面形状を構成する中空部材と、上記天板部の幅方向に沿って延在し上記中空部材の板厚よりも板厚が薄い金属板からなり、対向する上記一対の側壁部の内面同士を連結して上記一対の側壁部間の距離が広がることを拘束するテンション部材と、を備えることを要旨とする。
また、本発明の他の態様は、天板部、上記天板部の幅方向両側にそれぞれ連続する一対の側壁部、及び上記天板部に対向配置した底板部で閉断面形状を構成する中空部材と、上記中空部材内に設けられ、上記天板部の幅方向に沿って延在する金属板からなるテンション部材と、を備え、上記天板部は、天板部の幅方向に沿って底板部側に凹んだ１又は２以上の凹部を有し、上記テンション部材は、上記天板部内面との間に空間を有する状態で、上記側壁部内面と、該側壁部内面と対向する上記天板部の凹部の立上り部とを連結することを要旨とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明の態様によれば、曲げ圧壊方向の衝突に対し、補強板としてのテンション部材の引張力で一対の側壁部の開きを抑えて耐衝突性能を向上するため、部材質量当たりの耐衝突性能を効果的に向上させることが可能となる。すなわち、本発明の態様によれば、曲げ圧壊の衝突形態に対する耐衝突性能を効果的に向上させつつ、補強板をテンション部材とすることで、必要以上の構造部材の質量増加を抑えること可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に基づく実施形態に係る構造部材を示す斜視図である。

【図2】本発明に基づく実施形態に係る構造部材を示す断面図である。

【図3】本発明に基づく実施形態に係る構造部材の別例を示す断面図である。

【図4】天板部にビードが形成されている場合のテンション部材の配置例を示す断面図である。

【図5】天板部にビードが形成されている場合のテンション部材の配置例を示す断面図である。

【図6】三点曲げ圧壊試験を説明する概念図である。

【図7】三点曲げ圧壊試験による部材変形の挙動を説明する図であり、（ａ）は変形ストローク量：２０ｍｍでの状態を、（ｂ）は変形ストローク量：６０ｍｍでの状態を示す。図７中、上側の図が断面図であり、下側の図が側面図である。

【図8】荷重と変形ストローク量の関係の一例を示す図である。

【図9】補強高さ比ｙと、質量当たりの最大荷重との関係を示す図である。

【図10】アスペクト比ｘと補強高さ比ｙとの関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
＜構成＞
本実施形態の車両用構造部材は、図１及び図２に示すように、中空部材１と、中空部材１を補強するテンション部材１２とを有する。
中空部材１は、天板部１０Ａ、天板部１０Ａの幅方向両側にそれぞれ連続する一対の側壁部１０Ｂ、及び天板部１０Ａに対向配置した底板部１１で閉断面形状を構成する。本実施形態の中空部材１は、例えば、図１及び図２に示すように、天板部１０Ａと、天板部１０Ａの幅方向両側にそれぞれ連続する一対の側壁部１０Ｂとを有するハット断面部材１０と、そのハット断面部材１０の開口を閉塞する底板部１１とで構成される。この例では、底板部１１は、天板部１０Ａに対向配置した状態で、底板部１１の幅方向両側がそれぞれ、一対の側壁部１０Ｂの各端部に設けられるフランジ１０Ｃに溶接にて結合されている。

【0012】

なお、天板部１０Ａや底板部１１に、長手方向に向けて延びる１又は２以上のビードが形成されていても良い。長手方向に延びるビードを設けることで、車両用構造部材は、曲げ圧壊方向への荷重入力に対する強度向上と共に、中空部材１の長手方向に沿った軸方向への荷重入力に対する強度も向上する。
中空部材１の板厚及び引張強度は、使用される部位に要求される諸元に応じて設定される。本実施形態では、中空部材１の板厚は、例えば１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とする。また、中空部材１の引張強度は、例えば４４０ＭＰａ以上１４７０ＭＰａ以下とする。

【0013】

また、図１及び図２には、実施例における部材の寸法を併記しているが、この寸法は、本発明を何ら限定するものではない。
テンション部材１２は、天板部１０Ａの幅方向に向けて延在し、中空部材１の板厚よりも板厚が薄い金属板からなる。なお、中空部材１とテンション部材１２の材料は同じであって良いし異なっていても良い。
また、テンション部材１２の板厚及び引張強度は、使用される部位に要求される諸元に応じて設定される。

【0014】

本実施形態では、テンション部材１２の板厚は、例えば、中空部材１の板厚未満、０．６ｍｍ以上、好ましくは、０．８ｍｍ以下０．６ｍｍ以上である。また、テンション部材１２の板厚は、例えば、ハット断面部材１０の板厚の５０％以上８０％以下に設定することが好ましい。ここで、テンション部材１２の板厚を、中空部材１の板厚未満に設定する際に、中空部材１を構成する各部品１０，１１の板厚が異なる場合には、ハット断面部材１０又は底板部１１のうち板厚が薄い側の値を用いる。
また、テンション部材１２の引張強度は、例えば４４０ＭＰａ以上１４７０ＭＰａ以下とする。

【0015】

テンション部材１２は、対向する上記一対の側壁部１０Ｂの内面同士を連結して上記一対の側壁部１０Ｂ間の開きを拘束する補強部材である。テンション部材１２は、曲げ圧壊方向の衝突に対し引張力で一対の側壁部１０Ｂの開きを抑えるため、板厚を薄くすることが可能である。金属板からなるテンション部材１２は、天板部１０Ａの面と平行又は略平行であることが好ましいが、テンション部材１２は、天板部１０Ａの面と平行な仮想平面に対し、天板部１０Ａの幅方向や長手方向に向けて傾いた状態で設けられていても良い。
図３に、テンション部材１２が、天板部１０Ａの面と平行な仮想平面に対し天板部１０Ａの幅方向に向けて傾いた状態で設けられた車両用構造部材の例を示す。図３に示す車両用構造部材は、一対の側壁部１０Ｂの高さが異なる場合を例示している。

【0016】

なお、テンション部材１２は、テンション部材１２上面と天板部１０Ａ内面との間に空間を形成し、天板部１０Ａと底板部１１との間の空間を上下に仕切るように配置される。
テンション部材１２の幅方向両側はそれぞれ、対向する側壁部１０Ｂ内面に対し溶接にて接合（連結）されている。図２及び図３では、テンション部材１２の幅方向両端部が曲げられてフランジ部１２ａが形成され、そのフランジ部１２ａの面を側壁部１０Ｂ内面に突き当てて溶接することでテンション部材１２を取り付けた例である。フランジ部１２ａの面を側壁部１０Ｂ内面に溶接することで、テンション部材１２はより強固に側壁部１０Ｂ内面に設けられる。

【0017】

テンション部材１２は、衝突時における一対の側壁部１０Ｂの開きに対しより大きな引張力が得られるように、テンション部材１２とその端部に形成されるフランジ部１２ａとの間の曲げ部の曲率半径（曲げＲ）は小さい方が好ましい。フランジ部１２ａの成形可能性を考慮し且つ上記曲げ部の曲率半径をより小さくするためには、テンション部材１２の板厚は薄い方が好ましい。また、テンション部材１２の引張強度は高い方が好ましい。ただし、例えば上記の曲げ部の曲率半径を０．３ｍｍ以下と小さく設定する場合、その曲げ部での成形を実現するためには、テンション部材１２の板厚にもよるが、テンション部材１２の引張強度を、例えば５９０ＭＰａ級以下と低く設定する必要がある。ここで、テンション部材１２は、主として引張力を負担するためのものである。すなわち、テンション部材１２の板厚は余り引張力に寄与しないので、軽量化の観点から、テンション部材１２の板厚は薄い方が好ましい。したがって、テンション部材１２の強度を落としてでも、上記の曲げ部の曲率半径を小さくすることが好ましい。

【0018】

ここで、テンション部材１２は、中空部材１の長手方向全面に亘って連続して設ける必要はない。テンション部材１２を、中空部材１の長手方向に沿って部分的に設けても良い。この場合、テンション部材１２は、少なくとも衝突荷重が負荷される可能性が高いと推定される位置を含む箇所に設けることが好ましい。
曲げ圧壊方向の衝突荷重が負荷される可能性が高いと推定される天板部１０Ａ又は底板部１１における面位置は、例えば、その構造部材を配置する車両位置に基づき、過去の事故情報などから、車両の側面衝突によって、対象とする構造部材のどの部分に衝突荷重が入力され易いかなどによって推定する。
また、変形領域の特定は、例えば、ＦＥＭシミュレーション解析によって、曲げ圧壊方向の衝突荷重に対する部材の変形位置を解析して求める。予め設定した衝突荷重は、構造部材を使用する位置で曲げ圧壊方向の衝突形態に対する耐衝突性能として要求される許容の衝突荷重を採用する。

【0019】

次に、金属板からなるテンション部材１２の好適な配置位置（高さ方向の位置）について説明する。
ここで、図２に示すように、中空部材１の内面で形成される閉断面形状の幅をｗ、高さをｈとする。また、天板部１０Ａからテンション部材１２までの高さ方向の距離を補強位置ｐとする。
テンション部材は、対向する側壁部１０Ｂ間が広がろうとする際に、引張力を負担するために設けられる。このため、補強位置ｐは、対向する側壁部１０Ｂ間が広がろうとする際に、テンション部材１２が引張力を負荷する位置である。すなわち、テンション部材１２が平板の場合、補強位置ｐは、例えば、テンション部材１２の厚さ方向中央位置での値とする。また、テンション部材１２の面が傾いた状態で配置される場合には、補強位置ｐは、例えば、平面視におけるテンション部材１２の中央位置やテンション部材１２の重心位置での値とする。

【0020】

例えば、幅ｗは、対向する側壁部１０Ｂ内面に沿う直線と底板部１１上面との交点間の水平距離とする。また、高さｈは、天板部１０Ａと底面部との間の垂直距離（対向距離）とする。
ここで、図３に示すように、天板部１０Ａと底板部１１とが互いに平行でない場合には、高さｈは、次のようにして決定する。すなわち、高さｈは、図３に示すように、天板部１０Ａの幅方向両端における、各稜線の天板部１０Ａ側のＲ止まり部の水平面ｈ１及びｈ２の中立面ｈｍと底板部１１との間の垂直距離とする。
また、テンション部材１２と底板部１１とが平行でない場合の補強位置ｐは、図３に示すように、テンション部材１２の幅方向両端における、各稜線のテンション部材１２側のＲ止まり部の水平面ｐ１及びｐ２の中立面ｐｍと上記中立面ｈｍとの間の垂直距離とする。

【0021】

また、閉断面形状における幅ｗに対する高さｈの比（ｈ／ｗ）を部材アスペクト比ｘと記載する。高さｈに対する補強位置ｐの比（ｐ／ｈ）を補強高さ比ｙと記載する。
このとき、下記（１）式を満足するように、テンション部材１２の高さ位置を設定することが好ましい（実施例参照）。
（１）式を満足することで、より効率良く耐衝突性能の向上が出来るようになる。
ｙ≦０．２ｘ＋０．６ ・・・（１）
また、更なる耐衝突性能の向上のためは、（２）式を満たす範囲にテンション部材１２を設けることがより好ましい。
ｙ≦０．２ｘ＋０．４ ・・・（２）
更に好ましくは、下記（３）式及び（４）式を満足することが好ましい。
ｙ≦０．２ｘ＋０．２５ ・・・（３）
ｙ≧０．２ｘ ・・・・（４）

【0022】

ここで、図４や図５のように、天板部１０Ａに長手方向に延びるビードを設けられて、天板部１０Ａに幅方向に沿って１又は２以上の凹部１０Ａｂが形成されている場合には、高さｈは、底板部１１と天板部１０Ａの凹部１０Ａｂ以外の部分１０Ａａとの上下距離とする。図４や図５では、天板部１０Ａの幅方向中央部に一つの凹部１０Ａｂがある場合を例示している。

【0023】

また、天板部１０Ａに、幅方向に沿って１又は２以上の凹部１０Ａｂが形成されている構造部材にテンション部材１２を設ける際に、テンション部材１２を天板部１０Ａに対し、凹部１０Ａｂの深さ未満に近づけて配置する場合について説明する。すなわち、補強位置ｐ＜凹部の深さとなるようにテンション部材１２を設ける場合について説明する。
この場合、例えば図４に示すように、テンション部材１２における、凹部１０Ａｂの底部分と上下で対向する部分を凹部１０Ａｂの底部分の下面に沿った形状に変形させておくことで、補強位置ｐ＜凹部の深さの位置にテンション部材１２を配置する。この場合、テンション部材１２は、各側壁部１０Ｂの内面に溶接によって取り付ける。テンション部材１２と底部との当接部についても溶接や接着によって固定させても良い。

【0024】

又は、図５に示すように、テンション部材１２を、天板部１０Ａ内面との間に空間を有する状態で、側壁部１０Ｂ内面と、該側壁部１０Ｂ内面と対向する凹部１０Ａｂの立上り部１０Ａｂ１内面とをそれぞれ連結するように配置する。図５の場合には、天板部１０Ａの幅方向に沿って、２枚のテンション部材１２が配置される構成となる。
なお、図４及び図５では、凹部１０Ａｂが一つの場合を例示しているが、凹部は２以上形成されていても良い。

【0025】

＜動作その他＞
発明者は、ＦＥＭ解析により、図１及び図２に示すような寸法のハット断面部材１０と底板部１１とから閉断面を構成する構造部材（中空部材１で、テンション部材１２は無い）に対し、三点曲げ圧壊試験での部材変形の挙動を詳細に解析した。三点曲げの解析条件は、図６に示すように、構造部材における長手方向に離れた下面の２点を支持部材２０で支持し、天板部１０Ａの長手方向中央部に対し、パンチによって上側から下方に向けて荷重を負荷するという条件である。

【0026】

三点曲げ圧壊試験による部材変形の挙動は、部材中央の断面形状を表す図７に示すように、パンチのストローク量が増えるにつれて、図７（ａ）→図７（ｂ）のように、部材が下方への変形しながら左右の側壁部１０Ｂが外側に開くように変形する。この変形により、部材の長手方向中央部（荷重入力位置）がＶ字状に折れ曲がった。図８に、荷重と変形ストローク量（荷重入力位置での下方への変形量）の関係を示す。この図８のように、荷重は、曲げ圧壊方向の荷重に対し、構造部材がＶ字状の折れ曲がり始める辺りから低下する。そして、発明者は、荷重の最大荷重を耐衝突性能としたとき、その最大荷重を増加させるためには、対向する側壁部１０Ｂの開きを抑えることが有効であるとの知見を得た。

【0027】

そして、本実施形態では、対向する側壁部１０Ｂ間をテンション部材１２で連結することで、例えば天板部に荷重が入力するような衝突による、部材変形時に対向する側壁部１０Ｂ間の距離が大きくなることを抑えることで、耐衝突性能を向上させている。
すなわち、本実施形態では、上記のようにテンション部材１２を設けることで、特に、曲げ変形する衝突形態について、構造部材の耐衝突性能を向上させることができる。本実施形態のテンション部材１２は、幅方向で対向する一対の側壁部１０Ｂが離れる方向に変位することを、テンション（引張力）によって拘束する。この結果、天板部１０Ａ又は底板部１１への衝突荷重の入力に対し、対向する一対の側壁部１０Ｂの面外方向への膨らみ（座屈）を抑制する。すなわち、本実施形態に基づくテンション部材１２を設けることで、衝突時の部材断面変形を効果的に抑制し、特に曲げ変形における最大荷重を向上させることが可能となる。

【0028】

また、金属板からなるテンション部材１２は、衝突荷重に対して、引張力を負担し、必ずしも圧縮力について負担する必要がないため、薄板の金属板でも効果を有する。すなわち、耐衝突性能を向上させるために、テンション部材１２を設けても、従来に比べて荷重増加を抑制することが可能である。すなわち、金属板からなるテンション部材１２を補強部材として設けても、それによる質量増大を小さく抑えることができる。

【0029】

また、図７から分かるように、側壁部１０Ｂにおける、外方に一番大きく変形（膨らみ）する位置は、側壁部１０Ｂの高さ方向中央部よりも、天板部１０Ａ側位置である。このため、曲げ圧壊の衝突形態については、テンション部材１２を設ける位置は、底板部１１側よりも天板部１０Ａ側に近づけて設けることが好ましい。
より好ましくは、上記の（１）式を満たす位置である。この場合、テンション部材１２が構造部材のアスペクト比に応じた好適な位置に設けられることにより、部材質量当たりの耐衝突性能を効果的に向上させた車両用構造部材を提供することが可能となる（実施例を参照）。すなわち、構造部材のアスペクト比ごとに異なる効果的な補強位置にテンション部材１２を設けることができ、本実施形態では、補強位置を特定することで、より効果的に耐衝突性能を向上させることが出来る。

【実施例】

【0030】

次に、本発明に基づく実施例について説明する。
下記の条件にて、三点曲げ圧壊試験での部材変形のＦＥＭ解析を行って、テンション部材１２を設けることによる耐衝突性能の向上について検討した。
実施例の車両用構造部材は、図１及び図２に示す構成とした。
中空部材１を構成するハット断面部材１０と底板部１１、及びテンション部材１２の強度や板厚を表１のように設定した。なお、強度の単位は［Ｍｐａ］である。なお、テンション部材１２のフランジ部１２ａの曲げ部の曲げＲは０．３ｍｍとした。

【0031】

【表1】

【0032】

また、各実施例及び比較例について、表２のような諸元に設定して解析を行った、表２には、そのときの構造部材の質量当たりの最大荷重を併記した。

【0033】

【表2】

【0034】

また、横軸を、補強位置ｐの比（ｐ／ｈ）を補強高さ比ｙとし、縦軸を構造部材の質量当たりの最大荷重として纏めた。その結果を図９に示す。
なお、実施例５は、質量当たりの最大荷重では、比較例１と同等の最大荷重となっているが、実施例５は、最大荷重の絶対値では、比較例１の場合よりも大きい。
更に、中空部材１のアスペクト比を変えて解析を実施した。その結果を表３に示す。

【0035】

【表3】

【0036】

そして、横軸をアスペクト比ｘ、縦軸を補強高さ比ｙとして整理すると、図１０のようになった。
図１０中、「×」は、同じアスペクト比ｘにおける比較例に比べて、質量当たりの最大荷重が大きくなる場合の実施例であって、実施例１０，１５，２０が対応する。もっとも、実施例１０，１５，２０であっても、最大荷重の絶対値では、同じアスペクト比ｘの比較例に比べて大きくなっている。

【0037】

以上のように、テンション部材１２を設けることで、テンション部材１２を設けない場合よりも構造部材の最大荷重の絶対値が増大した。
また、上記の（１）式を満足するように、テンション部材１２の高さを決定すると、質量当たりの最大荷重も、テンション部材１２を設けない場合に比べて大きくなることが分かった。
また、曲げ圧壊方向の荷重に対する、テンション部材１２のフランジ部１２ａの曲げ部の曲げ半径（曲げＲ）、板厚、および引用強度の関係について評価を実行した、具体的には、テンション部材１２の引張強度、板厚及びテンション部材１２とその端部に形成されるフランジ部１２ａとの間の曲げ部の曲率半径（曲げＲ）を変えたときの質量当たりの最大荷重を求めた。
その評価結果を表４に示す。

【0038】

【表4】

【0039】

テンション部材１２は、衝突時における一対の側壁部１０Ｂの開きに対しより大きな引張力が得られるようにするためのものである。
表４から分かるように、実施例２と実施例Ｂに示すように、テンション部材１２の引張強度及び板厚が等しい場合、曲げ部の曲率半径は小さい方が好ましいことが分かった。
また、テンション部材１２の板厚及び曲げ部の曲率半径が等しい場合、表４の実施例２と実施例Ａに示すように、テンション部材１２の引張強度は高い方が高い対衝突性能が得られることが分かった。ただし、上記の通り上記曲率半径は小さい方が好ましく、実施例Ａと実施例Ｂに示すように、テンション部材１２の引張強度を例えば５９０ＭＰａ級以下と低く設定することで、１４７０ＭＰａ級材から５９０ＭＰａ級材に強度を落としてでも、上記曲率半径を０．３ｍｍと小さくする方が好ましいことが分かった。

【0040】

また、テンション部材１２の引張強度及び曲げ部の曲率半径が等しい場合、実施例Ｂ及び実施例Ｃに示すように、テンション部材１２の板厚は、厚い方が高い耐衝突性能を得られることが分かった。ただし、上記の通り上記曲率半径は小さい方が好ましい。例えば上記曲率半径を０．３ｍｍ以下と小さく設定する場合、その曲げ部での成形を実現するためには、テンション部材１２の板厚は薄い方が好ましく、実施例２及び実施例Ｃに示すように、テンション部材１２の板厚は例えば、０．８ｍｍ程度に薄い方が好ましい。したがって、一般的なテンション部材１２の板厚は、例えばハット断面部材１０の板厚の５０％以上６０％以下とするのが好ましい。

【符号の説明】

【0041】

１ 中空部材
１０ ハット断面部材
１０Ａ 天板部
１０Ａｂ 凹部
１０Ｂ 側壁部
１０Ｃ フランジ
１１ 底板部
１２ テンション部材
ｐ 補強位置
ｗ 幅
ｘ 部材アスペクト比
ｙ 補強高さ比

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】