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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024126603
(43)【公開日】2024-09-20
(54)【発明の名称】構造部材
(51)【国際特許分類】
B60G 7/00 20060101AFI20240912BHJP
【ＦＩ】
B60G7/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023035093
(22)【出願日】2023-03-07
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001553
【氏名又は名称】アセンド弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】田畑 亮
(72)【発明者】
【氏名】大塚 研一郎
(72)【発明者】
【氏名】河内 毅
(72)【発明者】
【氏名】吉田 博司
【テーマコード（参考）】
3D301
【Ｆターム（参考）】
3D301AA60
3D301AA69
3D301AA72
3D301AA85
3D301CA09
3D301DA90
3D301DA94
(57)【要約】
【課題】アーム部材及び補強部材の面外変形を抑制し、複数の向きの外力に対する強度を確保することができる構造部材を提供する。
【解決手段】構造部材（１００）は、取付け部（１１，１２，１３）と、アーム部材（２０）と、補強部材（３０）とを備える。補強部材（３０）は、補強部材本体（３１）と、フランジ（３２）とを含む。補強部材本体（３１）において、枝部（３１２ａ）は、基部（３１１）から取付け部（１２）側に延在し、枝部（３１２ｂ）は、枝部（３１２ａ）と分かれて基部（３１１）から取付け部（１３）側に延在する。補強部材本体（３１）の端縁（３１４）のうち枝部（３１２ａ，３１２ｂ）を接続する部分である分岐部（３１３）は、平面視で取付け部（１１）側に凹の湾曲形状を有する。フランジ（３２）は、その少なくとも一部が分岐部（３１３）に沿って配置されるように端縁（３１４）に連続して設けられる。
【選択図】図２
【解決手段】構造部材（１００）は、取付け部（１１，１２，１３）と、アーム部材（２０）と、補強部材（３０）とを備える。補強部材（３０）は、補強部材本体（３１）と、フランジ（３２）とを含む。補強部材本体（３１）において、枝部（３１２ａ）は、基部（３１１）から取付け部（１２）側に延在し、枝部（３１２ｂ）は、枝部（３１２ａ）と分かれて基部（３１１）から取付け部（１３）側に延在する。補強部材本体（３１）の端縁（３１４）のうち枝部（３１２ａ，３１２ｂ）を接続する部分である分岐部（３１３）は、平面視で取付け部（１１）側に凹の湾曲形状を有する。フランジ（３２）は、その少なくとも一部が分岐部（３１３）に沿って配置されるように端縁（３１４）に連続して設けられる。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
自動車用の構造部材であって、
他の部材を取り付けるための第１取付け部、第２取付け部、及び第３取付け部と、
前記第１取付け部側から前記第２取付け部側に延在する第１側縁と、前記第１取付け部側から前記第３取付け部側に延在し、前記構造部材の平面視で内側に凹に湾曲する第２側縁とを含む天板と、前記第１側縁に連続して設けられ、前記第１側縁に沿って延在する第１縦壁と、前記第２側縁に連続して設けられ、前記第２側縁に沿って延在する第２縦壁とを含むアーム部材と、
前記天板と対向するように配置される補強部材本体と、前記補強部材本体から前記天板に向かって突出し、前記天板から隙間を空けて配置されるフランジとを含む補強部材と、
を備え、
前記補強部材本体は、
前記第２取付け部及び前記第３取付け部に対して前記第１取付け部側に配置され、前記第１縦壁及び前記第２縦壁に接合される基部と、
前記基部から前記第２取付け部側に前記第１縦壁に沿って延在し、前記第１縦壁に接合される第１枝部と、
前記第１枝部と分かれて前記基部から前記第３取付け部側に前記第２縦壁に沿って延在し、前記第２縦壁に接合される第２枝部と、
を含み、
前記補強部材本体の端縁のうち前記第１枝部と前記第２枝部とを接続する部分である分岐部は、前記構造部材の平面視で前記第１取付け部側に凹の湾曲形状を有し、
前記フランジは、当該フランジの少なくとも一部が前記分岐部に沿って配置されるように前記端縁に連続して設けられる、構造部材。
他の部材を取り付けるための第１取付け部、第２取付け部、及び第３取付け部と、
前記第１取付け部側から前記第２取付け部側に延在する第１側縁と、前記第１取付け部側から前記第３取付け部側に延在し、前記構造部材の平面視で内側に凹に湾曲する第２側縁とを含む天板と、前記第１側縁に連続して設けられ、前記第１側縁に沿って延在する第１縦壁と、前記第２側縁に連続して設けられ、前記第２側縁に沿って延在する第２縦壁とを含むアーム部材と、
前記天板と対向するように配置される補強部材本体と、前記補強部材本体から前記天板に向かって突出し、前記天板から隙間を空けて配置されるフランジとを含む補強部材と、
を備え、
前記補強部材本体は、
前記第２取付け部及び前記第３取付け部に対して前記第１取付け部側に配置され、前記第１縦壁及び前記第２縦壁に接合される基部と、
前記基部から前記第２取付け部側に前記第１縦壁に沿って延在し、前記第１縦壁に接合される第１枝部と、
前記第１枝部と分かれて前記基部から前記第３取付け部側に前記第２縦壁に沿って延在し、前記第２縦壁に接合される第２枝部と、
を含み、
前記補強部材本体の端縁のうち前記第１枝部と前記第２枝部とを接続する部分である分岐部は、前記構造部材の平面視で前記第１取付け部側に凹の湾曲形状を有し、
前記フランジは、当該フランジの少なくとも一部が前記分岐部に沿って配置されるように前記端縁に連続して設けられる、構造部材。
【請求項2】
請求項１に記載の構造部材であって、
前記分岐部は、前記第２縦壁の延在方向の中央近傍に位置している、構造部材。
前記分岐部は、前記第２縦壁の延在方向の中央近傍に位置している、構造部材。
【請求項3】
請求項１に記載の構造部材であって、
前記フランジの少なくとも一部は、前記分岐部において当該分岐部の頂点から前記第２枝部側の領域に配置されている、構造部材。
前記フランジの少なくとも一部は、前記分岐部において当該分岐部の頂点から前記第２枝部側の領域に配置されている、構造部材。
【請求項4】
請求項１に記載の構造部材であって、
前記天板から前記補強部材本体までの距離をＨ０、前記フランジの突出高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｈ０は０．４０以上である、構造部材。
前記天板から前記補強部材本体までの距離をＨ０、前記フランジの突出高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｈ０は０．４０以上である、構造部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、自動車用の構造部材に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、自動車の車体は、複数の構造部材を連結して形成されている。各構造部材には、自動車の走行時や衝突時において外力が作用する。
【0003】
例えば、特許文献１では、自動車用の構造部材について、外力が作用したときに生じる応力集中を低減するための技術が提案されている。特許文献１では、構造部材の一種としてロアアームが例示されている。特許文献１のロアアームは、アーム部材（主部材）と、補強部材と、取付け部材とを備えている。アーム部材は、入力部と、取付け部とを含む。入力部は、ロアアームのうち外力が作用する部分であり、ボールジョイントを介してステアリングナックルに取り付けられる。ロアアームは、アーム部材の取付け部、及びアーム部材に溶接された取付け部材を介し、車体を構成するサスペンションメンバに取り付けられる。
【0004】
特許文献１のロアアームにおいて、アーム部材は、天板と、複数の縦壁とを含む。補強部材は、アーム部材の天板に対向している。補強部材は、アーム部材の各縦壁に接合され、アーム部材とともに閉断面を構成する。補強部材のうちアーム部材の取付け部の近傍の端縁は、平面視で取付け部から遠ざかる方向に凹の形状を有し、且つ天板側又は天板の反対側に折り曲げられている。特許文献１によれば、これにより、取付け部近傍の端縁での補強部材の曲げ剛性が増加するため、車両衝突に伴う衝撃力がアーム部材の入力部に作用したとき、当該端縁で発生しやすい応力集中が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２２－１０９３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、特許文献１に開示される構造部材は、平面視で湾曲形状を有している。このような構造部材では、構造部材に外力が入力された際、湾曲部の近傍で座屈が生じる可能性がある。構造部材が座屈に至る過程では、アーム部材や補強部材の面外変形が発生する。アーム部材及び補強部材の面外変形が大きくなると構造部材が座屈しやすくなるため、構造部材の強度を確保することが難しい。特に、軽量化のために高強度薄肉材で構造部材を形成した場合、面外変形量は増加する。
【0007】
自動車の構造部材では、様々な向きの外力の入力が想定される。例えば、自動車が横滑りして縁石等に乗り上げた場合、構造部材に車幅方向（左右方向）の荷重が作用することがある。例えば、自動車が前進して縁石等に乗り上げた場合には、構造部材に対して車長方向（前後方向）の荷重が作用することがある。そのため、構造部材は、複数の向きの外力に対する強度を確保することが好ましい。
【0008】
本開示は、アーム部材及び補強部材の面外変形を抑制し、複数の向きの外力に対する強度を確保することができる構造部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示に係る構造部材は、自動車用の構造部材である。構造部材は、他の部材を取り付けるための第１取付け部、第２取付け部、及び第３取付け部と、アーム部材と、補強部材とを備える。アーム部材は、天板と、第１縦壁と、第２縦壁とを含む。天板は、第１側縁と、第２側縁とを含む。第１側縁は、第１取付け部側から第２取付け部側に延在する。第２側縁は、第１取付け部側から第３取付け部側に延在する。第２側縁は、構造部材の平面視で内側に凹に湾曲する。第１縦壁は、第１側縁に連続して設けられる。第１縦壁は、第１側縁に沿って延在する。第２縦壁は、第２側縁に連続して設けられる。第２縦壁は、第２側縁に沿って延在する。補強部材は、補強部材本体と、フランジとを含む。補強部材本体は、天板と対向するように配置される。フランジは、補強部材本体から天板に向かって突出する。フランジは、天板から隙間を空けて配置されている。補強部材本体は、基部と、第１枝部と、第２枝部とを含む。基部は、第２取付け部及び第３取付け部に対して第１取付け部側に配置されている。基部は、第１縦壁及び第２縦壁に接合される。第１枝部は、基部から第２取付け部側に第１縦壁に沿って延在する。第１枝部は、第１縦壁に接合される。第２枝部は、第１枝部と分かれて基部から第３取付け部側に第２縦壁に沿って延在する。第２枝部は、第２縦壁に接合される。補強部材本体の端縁のうち第１枝部と第２枝部とを接続する部分である分岐部は、構造部材の平面視で第１取付け部側に凹の湾曲形状を有する。フランジは、当該フランジの少なくとも一部が分岐部に沿って配置されるように端縁に連続して設けられる。
【発明の効果】
【0010】
本開示に係る構造部材によれば、アーム部材及び補強部材の面外変形を抑制し、複数の向きの外力に対する強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
実施形態に係る構造部材は、自動車用の構造部材である。構造部材は、他の部材を取り付けるための第１取付け部、第２取付け部、及び第３取付け部と、アーム部材と、補強部材とを備える。アーム部材は、天板と、第１縦壁と、第２縦壁とを含む。天板は、第１側縁と、第２側縁とを含む。第１側縁は、第１取付け部側から第２取付け部側に延在する。第２側縁は、第１取付け部側から第３取付け部側に延在する。第２側縁は、構造部材の平面視で内側に凹に湾曲する。第１縦壁は、第１側縁に連続して設けられる。第１縦壁は、第１側縁に沿って延在する。第２縦壁は、第２側縁に連続して設けられる。第２縦壁は、第２側縁に沿って延在する。補強部材は、補強部材本体と、フランジとを含む。補強部材本体は、天板と対向するように配置される。フランジは、補強部材本体から天板に向かって突出する。フランジは、天板から隙間を空けて配置されている。補強部材本体は、基部と、第１枝部と、第２枝部とを含む。基部は、第２取付け部及び第３取付け部に対して第１取付け部側に配置されている。基部は、第１縦壁及び第２縦壁に接合される。第１枝部は、基部から第２取付け部側に第１縦壁に沿って延在する。第１枝部は、第１縦壁に接合される。第２枝部は、第１枝部と分かれて基部から第３取付け部側に第２縦壁に沿って延在する。第２枝部は、第２縦壁に接合される。補強部材本体の端縁のうち第１枝部と第２枝部とを接続する部分である分岐部は、構造部材の平面視で第１取付け部側に凹の湾曲形状を有する。フランジは、当該フランジの少なくとも一部が分岐部に沿って配置されるように端縁に連続して設けられる（第１の構成）。
【0013】
第１の構成では、アーム部材を補強する補強部材の本体が第１枝部と第２枝部とに分岐する。補強部材本体の端縁のうち第１枝部と第２枝部との分岐部は、平面視で湾曲形状を有している。さらに、湾曲形状の分岐部に沿ってアーム部材の天板に向かって突出するフランジが配置されている。これにより、構造部材に外力が入力されたとき、アーム部材及び補強部材本体に作用するせん断力がフランジに分散しやすくなる。そのため、アーム部材及び補強部材の面外変形が生じにくい。
【0014】
第１の構成において、補強部材本体の第１枝部は、第１取付け部側から第２取付け部側へと向かい、アーム部材の第１縦壁に沿って延びている。そのため、第１取付け部から第２取付け部側に向かって構造部材に荷重が入力されたとき、第１枝部がこの荷重を負担することができる。第１の構成では、補強部材のフランジによってアーム部材及び補強部材の面外変形が抑制され、構造部材の座屈が生じにくくなっているため、入力された荷重は第１枝部を効率よく伝達する。その結果、構造部材は、第１取付け部側から第２取付け部側への荷重に対し、優れた強度を発揮することができる。
【0015】
第１の構成において、補強部材本体の第２枝部は、第１取付け部側から第３取付け部側へと向かい、アーム部材の第２縦壁に沿って延びている。そのため、第１取付け部から第３取付け部側に向かって構造部材に荷重が入力されたとき、第２枝部がこの荷重を負担することができる。第１の構成では、補強部材のフランジによってアーム部材及び補強部材の面外変形が抑制され、構造部材の座屈が生じにくくなっているため、入力された荷重は第２枝部を効率よく伝達する。その結果、構造部材は、第１取付け部側から第３取付け部側への荷重に対し、優れた強度を発揮することができる。
【0016】
したがって、第１の構成に係る構造部材によれば、アーム部材及び補強部材の面外変形を抑制し、複数の向きの外力に対する強度を確保することができる。
【0017】
第１の構成に係る構造部材において、補強部材本体は、アーム部材の第１縦壁に沿って延在する第１枝部と、アーム部材の第２縦壁に沿って延在する第２枝部とに分岐している。すなわち、補強部材本体は、アーム部材の全体に設けられるのではなく、アーム部材のうち、第１取付け部側から第２取付け部側への荷重及び第１取付け部側から第３取付け部側への荷重に対して座屈が生じると想定される部分を選んで設けられている。これにより、構造部材の重量の増加を抑制しつつ、第１取付け部に入力される各荷重に対する強度を高めることができる。
【0018】
第１の構成に係る構造部材において、補強部材のフランジは、アーム部材の天板から隙間を空けて配置される。補強部材のフランジは、アーム部材の天板に接合されていない。そのため、フランジを天板に溶接等で接合する場合と比較して、構造部材の製造における工数及びコストが低減する。また、溶接部の疲労き裂の問題も生じないため、構造部材自身の部材性能を高めることができる。
【0019】
第１の構成に係る構造部材において、分岐部は、第２縦壁の延在方向の中央近傍に位置していてもよい（第２の構成）。
【0020】
構造部材に対して外力が入力されたとき、構造部材は、湾曲形状を有する第２縦壁の延在方向の中央近傍で座屈しやすい。特に、第１取付け部から第３取付け部側に向かって荷重が入力されたとき、第２縦壁の中央近傍で構造部材の座屈が生じやすくなる。これに対して、第２の構成では、補強部材本体の端縁のうち第１枝部と第２枝部との分岐部が第２縦壁の延在方向の中央近傍に位置づけられている。そのため、構造部材のうち座屈が生じやすい位置に補強部材のフランジを配置することができる。これにより、構造部材に対して第１取付け部から外力が入力されたとき、アーム部材及び補強部材の面外変形がフランジによってより抑制されやすくなる。したがって、構造部材の座屈がより生じにくくなり、構造部材がさらに優れた強度を発揮することができる。
【0021】
第１又は第２の構成に係る構造部材において、フランジの少なくとも一部は、分岐部において当該分岐部の頂点から第２枝部側の領域に配置されていてもよい（第３の構成）。
【0022】
構造部材に対して外力が入力されたとき、構造部材は、湾曲形状を有する第２縦壁側で座屈しやすい。特に、第１取付け部から第３取付け部側に向かって荷重が入力されたとき、第２縦壁側で構造部材が座屈しやすくなる。そのため、第３の構成では、補強部材本体の端縁のうち第１枝部と第２枝部との分岐部において、当該分岐部の頂点から第２枝部側の領域に補強部材のフランジが配置されている。すなわち、補強部材のフランジが第２縦壁の近傍に位置づけられている。これにより、構造部材に対して外力が入力されたとき、第２縦壁側でのアーム部材及び補強部材の面外変形が生じにくくなる。したがって、構造部材の座屈がより抑制され、構造部材の強度が向上しやすくなる。
【0023】
第１から第３のいずれかの構成に係る構造部材において、天板から補強部材本体までの距離をＨ０、フランジの突出高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｈ０は０．４０以上であってもよい（第４の構成）。
【0024】
第４の構成によれば、アーム部材の天板から補強部材本体までの距離（部材高さ）に対し、フランジの突出高さが十分に確保されている。この場合、アーム部材及び補強部材の面外変形がより効果的に抑制されるため、構造部材の強度がより向上しやすくなる。
【0025】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各図において同一又は相当の構成については同一符号を付し、同じ説明を繰り返さない。
【0026】
［構造部材の構成］
図１及び図２は、本実施形態に係る構造部材１００を模式的に示す斜視図である。構造部材１００は、自動車の車体に用いられる。構造部材１００は、例えば、自動車のシャシー部品である。シャシー部品には、ロアアームやアッパーアーム等のサスペンションアームが含まれる。本実施形態では、構造部材１００がロアアームである例について説明する。
図１及び図２は、本実施形態に係る構造部材１００を模式的に示す斜視図である。構造部材１００は、自動車の車体に用いられる。構造部材１００は、例えば、自動車のシャシー部品である。シャシー部品には、ロアアームやアッパーアーム等のサスペンションアームが含まれる。本実施形態では、構造部材１００がロアアームである例について説明する。
【0027】
図１を参照して、構造部材１００は、平面視で湾曲した部材である。平面視とは、構造部材１００を水平面に載置した状態で、この水平面に対して実質的に垂直な方向に沿って構造部材１００を見る方法をいう。構造部材１００は、取付け部１１，１２，１３を備える。取付け部１１，１２，１３は、構造部材１００において他の部材を取り付けるための部分である。
【0028】
構造部材１００がロアアームである場合、取付け部１１は、構造部材１００が自動車の車体に設置された状態で、取付け部１２，１３に対して車幅方向（左右方向）の外側に配置される。取付け部１１は、例えば、構造部材１００を車高方向（上下方向）に貫通する取付け孔１１１を含む。取付け孔１１１には、ボールジョイントが装着される。構造部材１００は、ボールジョイント及びステアリングナックルを介して自動車の車輪に接続される。
【0029】
構造部材１００がロアアームである場合、取付け部１２，１３は、構造部材１００が自動車の車体に設置された状態で車長方向（前後方向）に配置される。取付け部１２は、取付け部１３の前方に配置される。取付け部１２は、例えばカラー１２１を含む。カラー１２１には、ブッシュが装着される。構造部材１００は、このブッシュを介して自動車の車体に接続される。
【0030】
取付け部１３は、例えば、構造部材１００を車高方向に貫通する取付け孔１３１を含む。取付け孔１３１には、ブッシュが装着される。構造部材１００は、このブッシュを介して自動車の車体に接続される。
【0031】
【0032】
アーム部材２０は、構造部材１００の本体である。アーム部材２０は、平面視で全体的に湾曲した形状を有する。アーム部材２０は、天板２１と、縦壁２２１，２２２，２２３とを含む。
【0033】
天板２１は、天板本体２１１と、側縁２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃとを含んでいる。側縁２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃは、天板本体２１１に連続して設けられる。側縁２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃは、それぞれ、天板本体２１１と縦壁２２１，２２２，２２３との間のコーナー部（稜線部）である。側縁２１２ａは、取付け部１１側から取付け部１２側に延在する。側縁２１２ｂは、取付け部１１側から取付け部１３側に延在する。側縁２１２ｃは、取付け部１２側から取付け部１３側に延在する。
【0034】
取付け部１１と取付け部１３との間で延在する側縁２１２ｂは、構造部材１００の平面視でアーム部材２０の内側に凹に湾曲している。側縁２１２ｂは、一定の曲率半径を有していてもよいし、曲率半径を変化させながら延在していてもよい。一方、他の側縁２１２ａ，２１２ｃは、平面視で湾曲していてもよいし、直線状に延びていてもよい。
【0035】
縦壁２２１は、天板２１の側縁２１２ａに連続して設けられている。縦壁２２１は、側縁２１２ａに沿い、取付け部１１側から取付け部１２側へと延在している。
【0036】
縦壁２２２は、天板２１の側縁２１２ｂに連続して設けられている。縦壁２２２は、側縁２１２ｂに沿い、取付け部１１側から取付け部１３側へと延在している。縦壁２２２は、側縁２１２ｂと同様、構造部材１００の平面視でアーム部材２０の内側に凹の湾曲形状を有している。縦壁２２２は、例えば、延在方向の中央又はその近傍で最も内側に凹んでいる。縦壁２２２の一部は、取付け部１１と取付け部１２との間で延在する縦壁２２１と対向している。
【0037】
縦壁２２３は、天板２１の側縁２１２ｃに連続して設けられている。縦壁２２３は、側縁２１２ｃに沿い、取付け部１２側から取付け部１３側へと延在している。縦壁２２３は、取付け部１１と取付け部１３との間で延在する縦壁２２２の一部と対向している。
【0038】
平面視で全体的に湾曲するアーム部材２０において、天板２１の側縁２１２ｂ及び縦壁２２２は湾曲内側に配置されている。一方、天板２１の側縁２１２ａ，２１２ｃ及び縦壁２２１，２２３は、アーム部材２０の湾曲外側に配置されている。
【0039】
図２に示すように、補強部材３０は、補強部材本体３１と、フランジ３２とを含む。
【0040】
補強部材本体３１は、アーム部材２０の天板２１と対向するように配置される。補強部材本体３１は、基部３１１と、枝部３１２ａ，３１２ｂとを含む。
【0041】
基部３１１は、取付け部１２，１３に対して取付け部１１側に配置されている。基部３１１は、取付け部１１から取付け部１２に向かい、アーム部材２０の縦壁２２１，２２２に沿って延在している。
【0042】
図３は、図２における構造部材１００のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。図３では、補強部材本体３１の基部３１１の位置で、アーム部材２０の湾曲内側の縦壁２２２の法線方向に沿って構造部材１００を切断したときの断面を示す。以下、構造部材１００の平面視での縦壁２２２の法線方向を構造部材１００の幅方向ともいい、幅方向に沿って切断した断面を横断面という。
【0043】
図３に示すように、構造部材１００の横断面で見て、アーム部材２０の縦壁２２１，２２２は、その一端が天板２１によって接続されている。補強部材本体３１の基部３１１は、アーム部材２０とともに閉断面を形成する。より具体的には、基部３１１は、アーム部材２０の天板２１に対して間隔を空けて対向し、縦壁２２１，２２２に接合される。基部３１１は、例えば溶接によって縦壁２２１，２２２に接合されていてもよい。
【0044】
補強部材本体３１の基部３１１は、縦壁２２１，２２２の他端（開放端）に配置されていてもよいし、縦壁２２１，２２２の開放端よりも天板２１側に配置されていてもよい。基部３１１の両端部は、縦壁２２１，２２２との接合代を確保するために折り曲げられていてもよい。
【0045】
図２に戻り、補強部材本体３１の一方の枝部３１２ａは、基部３１１から取付け部１２側に向かい、アーム部材２０の縦壁２２１に沿って延在する。枝部３１２ａは、縦壁２２１に接合されている。枝部３１２ａの縦壁２２１側の端部は、例えば溶接によって縦壁２２１に接合される。枝部３１２ａの端部は、縦壁２２１との接合代を確保するために折り曲げられていてもよい。
【0046】
枝部３１２ａは、取付け部１２まで達していることが好ましい。この場合、図２に示すように、枝部３１２ａは、取付け部１２及びその近傍の位置で縦壁２２１，２２３に接合されていてもよい。
【0047】
補強部材本体３１の他方の枝部３１２ｂは、基部３１１から取付け部１３側に向かい、アーム部材２０の縦壁２２２に沿って延在する。枝部３１２ｂは、枝部３１２ａと分かれて基部３１１から取付け部１３側へと延在している。すなわち、枝部３１２ｂは、枝部３１２ａから構造部材１００の幅方向に離隔している。枝部３１２ｂは、縦壁２２２に接合されている。枝部３１２ｂの縦壁２２２側の端部は、例えば溶接によって縦壁２２２に接合される。枝部３１２ｂの端部は、縦壁２２２との接合代を確保するために折り曲げられていてもよい。
【0048】
枝部３１２ｂは、取付け部１３まで達していてもよいし、達していなくてもよい。枝部３１２ｂが取付け部１３まで達している場合、図２に示すように、枝部３１２ｂは、取付け部１３及びその近傍の位置で縦壁２２２，２２３に接合されていてもよい。
【0049】
枝部３１２ａ及び枝部３１２ｂは、分岐部３１３によって接続される。より具体的には、枝部３１２ａの縦壁２２１と逆側の端縁と、枝部３１２ｂの縦壁２２２と逆側の端縁とが分岐部３１３を介して接続されている。分岐部３１３は、補強部材本体３１の端縁３１４の一部である。端縁３１４は、補強部材本体３１のうち、アーム部材２０の縦壁２２１，２２２，２２３の内側に配置された連続する端縁であって、縦壁２２１，２２２，２２３のいずれにも接合されていない端縁である。
【0050】
分岐部３１３は、平面視で取付け部１１側に凹の湾曲形状を有する。分岐部３１３は、一定の曲率半径を有していてもよいし、曲率半径を変化させながら延在していてもよい。
【0051】
フランジ３２は、補強部材本体３１からアーム部材２０の天板２１に向かって突出する。フランジ３２は、補強部材本体３１の端縁３１４に連続する。フランジ３２は、その少なくとも一部が分岐部３１３に沿って配置されるように端縁３１４に連続して設けられている。
【0052】
【0053】
図４に示すように、枝部３１２ａ，３１２ｂの位置での横断面においても、アーム部材２０は、縦壁２２１，２２１の一端が天板２１によって接続されている。ただし、枝部３１２ａ，３１２ｂの位置では、アーム部材２０は、補強部材本体３１とともに閉断面を形成しない。
【0054】
枝部３１２ａは、アーム部材２０の縦壁２２１に接合される一方、縦壁２２２から離隔する。枝部３１２ｂは、アーム部材２０の縦壁２２２に接合される一方、縦壁２２１から離隔する。分岐部３１３に沿って延びるフランジ３２は、アーム部材２０の天板２１に接合されていない。フランジ３２は、天板２１から隙間を空けて配置されている。したがって、枝部３１２ａ，３１２ｂの位置では、構造部材１００は、天板２１とフランジ３２との間が開放された開断面となっている。
【0055】
フランジ３２は、アーム部材２０の天板２１又は補強部材本体３１に対して垂直であってもよいし、傾いていてもよい。フランジ３２の突出高さは、フランジ３２の全体にわたって一定であってもよいし、補強部材本体３１の端縁３１４の延在方向に沿って変化してもよい。構造部材１００の高さをＨ０、フランジ３２の突出高さをＨとしたとき、Ｈ／Ｈ０は０．４０以上であることが好ましい。Ｈ／Ｈ０は、例えば０．９０以下である。
【0056】
構造部材１００の高さＨ０及びフランジ３２の突出高さＨは、構造部材１００を水平面に載置した状態で測定することができる。突出高さＨは、フランジ３２の最大突出高さであり、フランジ３２の先端から補強部材本体３１の端縁３１４の外面上のＲ止まり（フランジ３２の逆側）までの鉛直方向（水平面に垂直な方向）における距離である。構造部材１００の高さＨ０は、フランジ３２の突出高さＨの測定位置と同一の位置におけるアーム部材２０の天板２１から補強部材本体３１までの距離である。より具体的には、構造部材１００の高さＨ０は、天板本体２１１の内面から補強部材本体３１の端縁３１４の外面上のＲ止まり（フランジ３２の逆側）までの鉛直方向における距離である。
【0057】
図５は、構造部材１００の平面図であって、補強部材３０側から構造部材１００を見た図である。図５を参照して、補強部材本体３１に設けられた分岐部３１３は、その少なくとも一部がアーム部材２０の縦壁２２２の延在方向の中央近傍に配置されていることが好ましい。
【0058】
アーム部材２０の縦壁２２２の延在方向の中央近傍とは、例えば、取付け部１１の中心から取付け部１３の中心までの幅中心線ＣＬに沿った距離を構造部材１００の全長Ｌ０としたとき、取付け部１１の中心から取付け部１３側に０．３０Ｌ０以上０．６０Ｌ０以下の範囲をいう。より具体的には、構造部材１００の平面視で、取付け部１１の中心から取付け部１３側に０．３０Ｌ０の位置で幅中心線ＣＬと交差する縦壁２２２の法線と、取付け部１１の中心から取付け部１３側に０．６０Ｌ０の位置で幅中心線ＣＬと交差する縦壁２２２の法線とで画定される領域を縦壁２２２の延在方向の中央近傍と定義する。分岐部３１３の少なくとも一部は、取付け部１１の中心から取付け部１３側に０．３０Ｌ０以上０．６０Ｌ０以下の範囲に位置することが好ましい。より好ましくは、分岐部３１３の頂点３１５が取付け部１１の中心から取付け部１３側に０．３０Ｌ０以上０．６０Ｌ０以下の範囲に配置される。すなわち、取付け部１１の中心から分岐部３１３の頂点３１５までの幅中心線ＣＬに沿った距離をＬとしたとき、Ｌ／Ｌ０が０．３０以上０．６０以下であることが好ましい。
【0059】
幅中心線ＣＬは、縦壁２２２の法線方向に沿う構造部材１００の断面の法線方向中央を通り、取付け部１１から取付け部１３に向かって延びる線である。分岐部３１３の頂点３１５は、構造部材１００の平面視で、縦壁２２２の法線と分岐部３１３とが接する点である。取付け部１１，１３の中心とは、例えば、それぞれ取付け部１１，１３に装着されるブッシュの中心軸の位置である。
【0060】
分岐部３１３が縦壁２２２の延在方向の中央近傍に位置している場合、フランジ３２も、その少なくとも一部が縦壁２２２の延在方向の中央近傍で延在していることが好ましい。すなわち、フランジ３２の少なくとも一部が取付け部１１の中心から取付け部１３側に０．３０Ｌ０以上０．６０Ｌ０以下の範囲に位置していることが好ましい。フランジ３２は、分岐部３１３の全体に設けられていてもよいし、分岐部３１３の一部に設けられていてもよい。フランジ３２は、分岐部３１３を超えて取付け部１２，１３側に延在していてもよい。フランジ３２の少なくとも一部は、分岐部３１３において頂点３１５から枝部３１２ｂ側の領域に配置されていることが好ましい。
【0061】
フランジ３２は、補強部材本体３１の端縁３１４の全体にわたって延在していてもよいし、端縁３１４の一部に沿って延在していてもよい。例えば、補強部材本体３１の端縁３１４のうち、取付け部１２側でアーム部材２０に当接する点を開始点とし、取付け部１３側でアーム部材２０に当接する点を終点として、開始点から終点までの端縁３１４の線長を周長Ｎと定義する。端縁３１４の開始点を０、終点を１としたとき、フランジ３２は、少なくとも０．４Ｎ以上０．６Ｎ以下の範囲にわたって延在していてもよい。
【0062】
引き続き図５を参照して、補強部材３０は、平面視でアーム部材２０の一部のみを覆っている。そのため、構造部材１００を水平面に載置し、この水平面にアーム部材２０及び補強部材３０を投影したとき、補強部材３０の投影面積はアーム部材２０の投影面積よりも小さい。補強部材３０の投影面積をＡ、アーム部材２０の投影面積をＡ０としたとき、Ａ／Ａ０は０．２５以上０．９５以下であってもよい。
【0063】
アーム部材２０及び補強部材３０は、典型的には金属板で形成される。アーム部材２０及び補強部材３０は、好ましくは鋼板で形成される。アーム部材２０及び補強部材３０は、高張力鋼板又は超高張力鋼板から形成されていてもよい。この場合、構造部材１００を薄肉軽量化することができる。アーム部材２０及び補強部材３０の引張強さは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、アーム部材２０及び補強部材３０の板厚は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0064】
本実施形態において、アーム部材２０及び補強部材３０は、取付け部１１，１３と一体に形成されている。ただし、取付け部１１，１３は、アーム部材２０及び補強部材３０と別体として形成された後、アーム部材２０及び補強部材３０に接合されてもよい。同様に、取付け部１２は、アーム部材２０及び補強部材３０と一体形成されてもよいし、別体で形成されてもよい。
【0065】
［効果］
本実施形態に係る構造部材１００では、アーム部材２０が補強部材３０によって補強されている。補強部材３０の本体３１は、平面視で二股に分岐している。より具体的には、補強部材本体３１は、アーム部材２０の縦壁２２１に沿う枝部３１２ａと、縦壁２２２に沿う枝部３１２ｂとに分岐する。これらの枝部３１２ａ，３１２ｂを接続する分岐部３１３は平面視で凹状に湾曲し、この分岐部３１３に沿って配置されるフランジ３２も平面視で凹状に湾曲している。これにより、構造部材１００に外力が入力されたとき、アーム部材２０及び補強部材本体３１に作用するせん断力をフランジ３２が負担しやすくなる。その結果、アーム部材２０及び補強部材３０の面外変形が抑制される。
本実施形態に係る構造部材１００では、アーム部材２０が補強部材３０によって補強されている。補強部材３０の本体３１は、平面視で二股に分岐している。より具体的には、補強部材本体３１は、アーム部材２０の縦壁２２１に沿う枝部３１２ａと、縦壁２２２に沿う枝部３１２ｂとに分岐する。これらの枝部３１２ａ，３１２ｂを接続する分岐部３１３は平面視で凹状に湾曲し、この分岐部３１３に沿って配置されるフランジ３２も平面視で凹状に湾曲している。これにより、構造部材１００に外力が入力されたとき、アーム部材２０及び補強部材本体３１に作用するせん断力をフランジ３２が負担しやすくなる。その結果、アーム部材２０及び補強部材３０の面外変形が抑制される。
【0066】
アーム部材２０及び補強部材３０の面外変形が抑制されることにより、構造部材１００に外力が入力されたとき、構造部材１００の荷重伝達能が向上する。例えば、構造部材１００の取付け部１１側から取付け部１２側に向かう荷重、より具体的には車幅方向の外側から内側に向かう荷重（横力）が入力されたとき、アーム部材２０及び補強部材３０の面外変形が抑制されることにより、構造部材１００に座屈を生じさせることなく荷重が構造部材１００を伝達する。取付け部１１に入力された横力は、取付け部１１，１２の間で延在する補強部材本体３１の枝部３１２ａによって負担される。したがって、構造部材１００は、横力に対して優れた強度を発揮することができる。
【0067】
例えば、構造部材１００の取付け部１１側から取付け部１３側に向かう荷重、より具体的には車長方向の前方から後方に向かう荷重（前後力）が入力されたとき、アーム部材２０及び補強部材３０の面外変形が抑制されることにより、構造部材１００に座屈を生じさせることなく荷重が構造部材１００を伝達する。また、取付け部１１に入力された前後力は、取付け部１１，１３の間で延在する補強部材本体３１の枝部３１２ｂによって負担される。したがって、構造部材１００は、前後力に対して優れた強度を発揮することができる。
【0068】
このように、本実施形態に係る構造部材１００によれば、アーム部材２０及び補強部材の面外変形を抑制することができ、横力及び前後力の双方に対する強度を確保することができる。
【0069】
本実施形態に係る構造部材１００において、補強部材３０は、平面視でアーム部材２０の一部のみを覆っている。水平面に対する補強部材３０の投影面積は、アーム部材２０の投影面積よりも小さい。本実施形態では、補強部材本体３１が二股に分岐することにより、構造部材１００のうち、横力及び前後力が入力されたときに座屈が生じやすい部分がそれぞれ補強されている。これにより、構造部材１００の重量の増加を抑制しながら横力及び前後力のそれぞれに対する強度を高めることができる。
【0070】
本実施形態では、補強部材３０のフランジ３２とアーム部材２０の天板２１との間に隙間が形成されている。フランジ３２は、天板２１に接合されていない。そのため、フランジ３２を天板２１に溶接等で接合する場合と比較して、構造部材１００の製造における工数及びコストが低減する。また、溶接部の疲労き裂の問題も生じないため、構造部材１００の部材性能を高めることができる。
【0071】
本実施形態では、補強部材本体３１の端縁３１４のうち枝部３１２ａ，３１２ｂの分岐部３１３が縦壁２２２の延在方向の中央近傍に位置づけられることが好ましい。これにより、縦壁２２２の中央近傍に補強部材３０のフランジ３２が配置されやすくなる。そのため、構造部材１００に対して取付け部１１から前後力が入力されたとき、座屈が生じやすい縦壁２２２の中央近傍でのアーム部材２０及び補強部材３０の面外変形を抑制することができる。したがって、構造部材１００がより座屈しにくくなり、さらに優れた強度を発揮することができる。
【0072】
本実施形態では、枝部３１２ａ，３１２ｂの分岐部３１３のうち頂点３１５から枝部３１２ｂ側の領域に補強部材３０のフランジ３２が配置されることが好ましい。これにより、構造部材１００に対して取付け部１１から前後力が入力されたとき、座屈が生じやすい湾曲内側でのアーム部材２０及び補強部材３０の面外変形を抑制することができる。したがって、構造部材１００がより座屈しにくくなり、さらに優れた強度を発揮することができる。
【0073】
本実施形態において、構造部材１００の高さＨ０に対する補強部材３０のフランジ３２の突出高さＨの比：Ｈ／Ｈ０は、０．４０以上であることが好ましい。この場合、アーム部材２０及び補強部材３０の面外変形がフランジ３２によってより効果的に抑制される。そのため、構造部材１００の強度がより向上しやすい。
【0074】
以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【実施例0075】
以下、実施例によって本開示をさらに詳しく説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。
【0076】
［第１実施例］
本開示の効果を確認するため、上記実施形態において説明した形状を有する構造部材１００について、市販の構造解析ソフトウェア（ＬＳ－ＤＹＮＡ，Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）を用いた解析を実施した（実施例）。より具体的には、車長方向の前方から後方に向かう荷重（後退力）及び車幅方向の外側から内側に向かう荷重（横力）の入力を想定した構造解析を実施し、それぞれの荷重に対する反力を調査した。比較のため、実施例に係る構造部材１００と異なる形状を有する構造部材８００，９００について同様の解析を実施した（比較例１及び比較例２）。
本開示の効果を確認するため、上記実施形態において説明した形状を有する構造部材１００について、市販の構造解析ソフトウェア（ＬＳ－ＤＹＮＡ，Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）を用いた解析を実施した（実施例）。より具体的には、車長方向の前方から後方に向かう荷重（後退力）及び車幅方向の外側から内側に向かう荷重（横力）の入力を想定した構造解析を実施し、それぞれの荷重に対する反力を調査した。比較のため、実施例に係る構造部材１００と異なる形状を有する構造部材８００，９００について同様の解析を実施した（比較例１及び比較例２）。
【0077】
図６は、比較例１に係る構造部材８００の斜視図である。比較例１に係る構造部材８００は、実施例に係る構造部材１００と異なる補強部材８０を備える。補強部材８０は、アーム部材２０の開口を完全に覆っている。したがって、構造部材８００は、その全体にわたり閉断面構造を有する。
【0078】
図７は、比較例２に係る構造部材９００の斜視図である。比較例２に係る構造部材９００は、実施例に係る構造部材１００と異なる補強部材９０を備える。補強部材９０は、平面視で実施例に係る構造部材１００の補強部材３０と同様の形状を有している。ただし、補強部材９０は、補強部材３０と異なり、フランジ３２を有していない。
【0079】
図８及び図９は、本解析の結果を示すグラフである。図８では、単位重量当たりの後退力に対する反力（ｋＮ）と変位（ｍｍ）との関係を示す。図９では、単位重量当たりの横力に対する反力（ｋＮ）と変位（ｍｍ）との関係を示す。
【0080】
図８に示すように、実施例では、比較例１及び比較例２と比べて単位重量当たりの後退力強度（最大反力）が有意に向上した。図９に示すように、実施例では、比較例１と比べて単位重量当たりの横力強度（最大反力）が有意に向上した。実施例の単位重量当たりの横力強度は、比較例２の単位重量当たりの横力強度と同等であった。
【0081】
本解析により、実施例に係る構造部材１００では、後退力及び横力の双方に対する強度が重量効率よく確保されることを確認できた。
【0082】
［第２実施例］
上記実施形態において説明した形状を有する構造部材１００について、補強部材３０の形状を変更しながら第１実施例と同様の解析を実施した。本解析の条件及び結果を表１に示す。
上記実施形態において説明した形状を有する構造部材１００について、補強部材３０の形状を変更しながら第１実施例と同様の解析を実施した。本解析の条件及び結果を表１に示す。
【0083】
【表1】
【0084】
表１に示すように、実施例１～実施例５は、構造部材１００の全長に対する取付け部１１の中心から補強部材３０の分岐部３１３の頂点３１５までの距離の比：Ｌ／Ｌ０が異なるが、それ以外の主たる条件が同一の実施例である。実施例１、実施例３、及び実施例４では、Ｌ／Ｌ０が０．３０以上０．６０以下であり、分岐部３１３の頂点３１５が湾曲形状を有する縦壁２２２の延在方向の中央近傍に位置づけられている。実施例１、実施例３、及び実施例４では、Ｌ／Ｌ０が０．３０未満又は０．６０超であった実施例２及び実施例５よりも単位重量当たりの後退力強度が大きくなった。したがって、分岐部３１３の頂点３１５が縦壁２２２の延在方向の中央近傍に位置する場合、構造部材１００の後退力強度がより向上するといえる。
【0085】
実施例１、及び実施例６～実施例１１は、補強部材本体３１の端縁３１４の周長Ｎに対するフランジ３２の付与範囲が異なるが、それ以外の条件が同一の実施例である。実施例１、実施例７、及び実施例８では、補強部材本体３１の端縁３１４の開始点を０、終点を１としたとき、端縁３１４において少なくとも０．４Ｎ以上０．６Ｎ以下の範囲にフランジ３２が延在している。実施例１、実施例７、及び実施例８では、主に分岐部３１３の位置にフランジ３２が配置されている。実施例１、実施例７、及び実施例８では、端縁３１４において０．４Ｎ以上０．６Ｎ以下の範囲でフランジ３２が延在しない実施例６、及び実施例９～実施例１１よりも単位重量当たりの後退力強度が大きくなった。したがって、端縁３１４において少なくとも０．４Ｎ以上０．６Ｎ以下の範囲にフランジ３２が延在している場合、構造部材１００の後退力強度がより向上するといえる。
【0086】
実施例１、及び実施例１２～実施例１７は、構造部材１００の高さに対するフランジ３２の突出高さの比：Ｈ／Ｈ０が異なるが、それ以外の条件が同一の実施例である。実施例１、及び実施例１２～実施例１５では、Ｈ／Ｈ０が０．４０以上であり、フランジ３２の突出高さが比較的大きく確保されている。実施例１、及び実施例１２～実施例１５では、Ｈ／Ｈ０が０．４０未満であった実施例１６及び実施例１７よりも単位重量当たりの後退力強度が大きくなった。したがって、Ｈ／Ｈ０が０．４０以上である場合、構造部材１００の後退力強度がより向上するといえる。
【符号の説明】
【0087】
１００：構造部材
１１，１２，１３：取付け部
２０：アーム部材
２１：天板
２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ：側縁
２２１，２２２，２２３：縦壁
３０：補強部材
３１：補強部材本体
３１１：基部
３１２ａ，３１２ｂ：枝部
３１３：分岐部
３１４：端縁
３１５：頂点
３２：フランジ
１１，１２，１３：取付け部
２０：アーム部材
２１：天板
２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃ：側縁
２２１，２２２，２２３：縦壁
３０：補強部材
３１：補強部材本体
３１１：基部
３１２ａ，３１２ｂ：枝部
３１３：分岐部
３１４：端縁
３１５：頂点
３２：フランジ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】