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WO2020017647A1 - 車両用構造部材 - Google Patents

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Publication number
WO2020017647A1
WO2020017647A1 PCT/JP2019/028514 JP2019028514W WO2020017647A1 WO 2020017647 A1 WO2020017647 A1 WO 2020017647A1 JP 2019028514 W JP2019028514 W JP 2019028514W WO 2020017647 A1 WO2020017647 A1 WO 2020017647A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hollow member
reinforcing
hollow
longitudinal direction
bending
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/028514
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
孝博 相藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2019550265A priority Critical patent/JP6617859B1/ja
Publication of WO2020017647A1 publication Critical patent/WO2020017647A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08—Front or rear portions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/20—Floors or bottom sub-units

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle structural member.
  • the crushable zone of the front part there is a component called a front side member.
  • a load is input to the front side member mainly from the longitudinal direction (axial direction) of the member.
  • the front side member undergoes compression bending deformation.
  • compression bending deformation only the bent portion buckles and undergoes plastic deformation, but the other portions do not undergo much plastic deformation.
  • the axial crushing deformation in which buckling occurs continuously and deforms in a bellows-like manner has a wide plastic deformation region, and has higher energy absorption efficiency than bending deformation.
  • a member such as a front side member of the vehicle absorbs energy while performing compression bending deformation at the time of collision.
  • Patent Literature 1 discloses a plurality of ribs such that an inner space of a front portion of a hollow frame member is separated at regular intervals in a member longitudinal direction. A deployed technique is disclosed. Note that no rib is provided at the rear of the hollow frame member.
  • Patent Literature 2 discloses a welded structure closed-section frame that is used for an automobile body frame, a suspension frame, or the like and that prevents opening or breakage at a welded portion in a collision.
  • a plate-like metal reinforcing member is provided in a hollow member.
  • Patent Literature 3 discloses a configuration in which a plurality of reinforcing members are provided in a hollow member (strength member) having a closed cross-sectional structure, and discloses a technique using a synthetic resin as the reinforcing member.
  • Patent Document 4 discloses a technique of attaching a reinforcing member to the inner surface of a hollow member in a vehicle structural member, and discloses that the tensile strength of the hollow member is 980 MPa or more.
  • JP 2004-182189 A JP 2010-76762 A JP-A-11-342882 JP-A-2017-159896
  • Patent Document 1 with respect to the pitch of undulating buckling waves generated when a load is input (buckling mode pitch), the sum of the length of one side of the rectangular cross section of the hollow frame member and the length of the other side is constant. It is disclosed that if there is, even if the ratio of the length of one side to the length of the other side changes, the pitch of the buckling mode does not change. Patent Document 1 discloses that in the case of a square cross section, the length of one side and the pitch of the buckling mode are in a proportional relationship.
  • Patent Documents 2 to 4 disclose that the impact is efficiently absorbed when a load is input and that the load-bearing performance is improved and the weight is reduced.
  • the detailed conditions for causing deformation and improving the energy absorption performance are not sufficiently disclosed.
  • the detailed configuration such as the arrangement, spacing, number, and plate thickness of the reinforcing members has not been sufficiently disclosed, and there is room for further improving the energy absorption performance of structural members for vehicles.
  • the vehicle structural members such as the front side member, the rear side member, the crash box, and the extension have high energy absorption performance in a stable manner.
  • deformation occurs.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and in a vehicle structural member, while achieving weight reduction, stably generate axial crush deformation at the time of a vehicle collision, and maintain or improve energy absorption performance. Aim.
  • a metal hollow member having a rectangular closed cross-sectional space and a hollow member joined to an inner surface of the hollow member are separated from each other by an inner space of the hollow member.
  • a plurality of plate-shaped reinforcing members disposed at intervals along the member longitudinal direction of the hollow member, and in a cross section perpendicular to the member longitudinal direction of the hollow member, the minimum width in the outer dimensions of the hollow member is The reinforcing member is not less than 30% of the maximum width in external dimensions of the hollow member, and each reinforcing member has a direction in which a plate surface of the reinforcing member is perpendicular to a longitudinal direction of the hollow member and a member of the hollow member.
  • Three or more sheets are disposed at an interval of 0.46 to 1.84 times the minimum width from an end in the longitudinal direction, and the reinforcing member is provided on a long side of the long side and the short side of the hollow member.
  • a first reinforcing member joined only to the long side and a short side of the hollow member.
  • a second reinforcing member joined only to the short side of the hollow member, wherein the first reinforcing member and the second reinforcing member are alternately arranged along the member longitudinal direction of the hollow member.
  • a structural member for a vehicle is provided.
  • the reinforcing member closest to one end of the hollow member in the member longitudinal direction may be the first reinforcing member.
  • the hollow member has a bending inducing portion in a part in the member longitudinal direction, and the interval between the reinforcing members arranged in the bending inducing portion is the interval between the reinforcing members arranged in portions other than the bending inducing portion. It may be narrower than.
  • the hollow member has a bending inducing portion in a part in the member longitudinal direction, and the thickness of the reinforcing member arranged in the bending inducing portion is a thickness of the reinforcing member arranged in a portion other than the bending inducing portion. It may be thicker than the plate thickness.
  • the hollow member has a bending inducing part in a part in the member longitudinal direction, and the tensile strength of the reinforcing member arranged in the bending inducing part is the reinforcing member arranged in a part other than the bending inducing part. May be greater than the tensile strength of the steel.
  • the reinforcing member is a member made of steel, and the tensile strength of the reinforcing member may be 980 MPa or more.
  • the reinforcing member may be a member made of FRP.
  • the FRP may be CFRP or GFRP.
  • the hollow member may have a tensile strength of 980 MPa or more.
  • ⁇ Four or more reinforcing members may be arranged along the longitudinal direction of the hollow member.
  • the vehicle structural member may be any of a front side member, a rear side member, an extension, and a crash box.
  • axial crush deformation in a vehicle structural member, axial crush deformation can be stably generated at the time of a vehicle collision while maintaining weight reduction, and energy absorption performance can be maintained or improved.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a vehicle frame according to the embodiment. It is a perspective view showing the shape of the 1st reinforcement member concerning the embodiment. It is a figure which shows the cross section perpendicular
  • FIG. 4 is a diagram showing a cross section of the vehicle frame according to the embodiment at a position where a second reinforcing member is disposed, which is perpendicular to a member longitudinal direction.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line aa in FIG. 6.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line bb in FIG. 6. It is a figure which shows the deformation state in the buckling part of the hollow member when a reinforcement member is not provided. It is a figure which shows the deformation state in the buckling part of the hollow member when a reinforcement member is not provided. It is a figure showing an example of arrangement of a reinforcement member concerning the embodiment. It is a figure showing an example of arrangement of a reinforcement member concerning the embodiment.
  • the vehicle body provided in a vehicle such as a general automobile can be classified into a front structure (FRONT), a rear structure (REAR), and a cabin structure (CABIN).
  • FRONT front structure
  • RRR rear structure
  • CABIN cabin structure
  • the front structure and the rear structure have a function of absorbing and mitigating a shock to the vehicle (shock absorbing function) by crushing the structure by itself during a vehicle collision. That is, in order to ensure the safety of the occupants in the cabin at the time of a vehicle collision, the front structure and the rear structure are required to have a structure that absorbs as much energy as possible due to the collision (collision energy). Therefore, the frames constituting the front structure and the rear structure are required to absorb a large amount of collision energy even when bending or crushing occurs during a collision.
  • the frames used for the front structure and the rear structure are, for example, front side members and rear side members.
  • the front side member includes a front side member rear that forms a rear end portion, and a front side member front that forms a portion on the front side of the rear end portion.
  • the rear side member includes a rear side member rear that constitutes a rear end, and a rear side member front that constitutes a portion on the front side of the rear end.
  • the strength and thickness of the steel sheet forming the vehicle body structure are being promoted.
  • the frames constituting the front structure, the rear structure, and the cabin structure are also being replaced with thinned high-strength steel plates.
  • the thickness of the frame formed by the high-strength steel sheet is made by the conventional steel sheet so that at least one of the collision energy absorption and the load-bearing performance is equivalent to the frame formed by the conventional steel sheet. It is set thinner than the frame to be formed. This makes it possible to reduce the weight of the frame while maintaining the collision performance of the high-strength frame equal to that of the conventional frame.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a vehicle frame 1 according to one embodiment of the present invention and other members are joined.
  • FIG. 2 is a plan view of the state
  • FIG. 3 is a side view of the state.
  • the vehicle frame 1 in the examples shown in FIGS. 1 to 3 is a front side member, and the front end of the front side member is joined to a bumper beam 40 via a crash box 30.
  • two front side members are disposed symmetrically in front of the cabin portion, and FIGS. 1 to 3 show only one of the two front side members.
  • the vehicle frame 1 is an example of a vehicle structural member, and will be simply referred to as a frame 1 below.
  • the frame 1 is preferably applied to members having a front structure and a rear structure, but the vehicle frame 1 may be applied to a member having a cabin structure. Further, the vehicle structural member is applicable not only to automobiles but also to other vehicles and self-propelled machines. Other vehicles and self-propelled machines include, for example, motorcycles, heavy vehicles such as buses or towing vehicles, trailers, railway vehicles, construction machines, mining machines, agricultural machines, general machines, ships, and the like.
  • the frame 1 of the present embodiment includes a hollow member 10 made of metal and a plurality of reinforcing members 20 arranged inside the hollow member 10.
  • the hollow member 10 of the present embodiment is an example of a long structural member, and has a rectangular cross section perpendicular to the longitudinal direction of the member (the X direction in the present embodiment).
  • the hollow member 10 of the present embodiment is a square tubular member formed as an integral body, the hollow member 10 is configured by, for example, joining a flat closing plate and a member having a hat-shaped cross section. May be. That is, the configuration of the hollow member 10 is not particularly limited as long as it is configured to have a rectangular closed cross section space in a cross section perpendicular to the member longitudinal direction X.
  • the minimum width W min on the external dimensions is set to be 30% or more of the maximum width W max on the external dimensions. It is composed of
  • the hollow member 10 of the present embodiment has four flat portions 11a to 11d.
  • the plane part located on the upper side in FIG. 6 is the top part 11a
  • the plane part located on the right side is the side part 11b
  • the plane part located on the lower side is FIG.
  • the bottom portion 11c and the flat portion located on the left side are referred to as side portions 11d.
  • the connecting portion between the two flat portions 11a and 11b, which is the portion between the top surface portion 11a and the side surface portion 11b is a ridge line portion 11e
  • the two flat portion 11b which is the portion between the side surface portion 11b and the bottom surface portion 11c.
  • 11c are connected to the ridge 11f, and the connection between the flat portions 11c and 11d, which is the boundary between the bottom 11c and the side 11d, is connected to the ridge 11g, and the boundary between the side 11d and the top 11a.
  • the hollow member 10 is formed of a metal plate.
  • the type of the metal plate is not particularly limited, but is preferably formed of, for example, a metal plate such as a steel plate.
  • the plate thickness of the hollow member 10 is preferably 6.0 mm or less in a frame structure often used in large vehicles such as buses, and in a monocoque structure vehicle often used in vehicles of a normal size. It is preferable that it is 2 mm or less. If necessary, the lower limit of the plate thickness may be 0.8 mm, 1.0 mm, or 1.2 mm. Further, the tensile strength of the metal plate constituting the hollow member 10 (hereinafter, referred to as “the tensile strength of the hollow member 10”) is not particularly limited.
  • the tensile strength of the hollow member 10 is preferably 590 MPa or more. Further, the tensile strength of the hollow member 10 is more preferably 980 MPa or more. If necessary, the upper limit of the tensile strength of the hollow member 10 may be set to 2000 MPa or 1500 MPa.
  • the reinforcing members 20 arranged inside the hollow member 10 there are a first reinforcing member 20A and a second reinforcing member 20B.
  • the first reinforcing member 20 ⁇ / b> A is formed in a plate shape, and the rectangular plate surface 20 a is substantially similar to the cross section perpendicular to the member longitudinal direction X of the hollow member 10. It is shaped.
  • flanges 21b and 21d are formed on the long sides of the plate surface 20a, and the short sides of the plate surface 20a are in close contact with the inner surfaces of the top surface portion 11a and the bottom surface portion 11c of the hollow member 10. It has a shape.
  • the first reinforcing member 20A is such that the plate surface 20a is perpendicular to the member longitudinal direction X of the hollow member 10, the flange 21b is on the inner surface of the side surface 11b of the hollow member 10, and the flange 21d is the side surface of the hollow member 10. Each is joined to the inner surface of 11d.
  • the length of the side surfaces 11b and 11d of the hollow member 10 is longer than the lengths of the top surface 11a and the bottom surface 11c. That is, in the present embodiment, the side surfaces 11b and 11d correspond to the long sides of the hollow member 10, and the top surface 11a and the bottom surface 11c correspond to the short sides.
  • the first reinforcing member 20A is joined only to the long side of the long side and the short side of the hollow member 10.
  • the first reinforcing member 20A fixed in this manner functions as a so-called bulkhead that covers the inner space of the hollow member 10 in a cross section perpendicular to the member longitudinal direction X.
  • the second reinforcing member 20 ⁇ / b> B is formed in a plate shape, and the rectangular plate surface 20 a is substantially similar to the cross-sectional shape of the hollow member 10 perpendicular to the member longitudinal direction X. It is shaped.
  • the second reinforcing member 20B of this embodiment has a shape in which flanges 21a and 21c are formed on the short sides of the plate surface 20a, and the long sides of the plate surface 20a are in close contact with the inner surfaces of the side surfaces 11b and 11d of the hollow member 10. Have.
  • the second reinforcing member 20B is such that the plate surface 20a is perpendicular to the member longitudinal direction X of the hollow member 10, the flange 21a is located on the inner surface of the top surface 11a of the hollow member 10, and the flange 21c is located on the bottom surface of the hollow member 10. 11c are respectively joined to the inner surface. Therefore, the second reinforcing member 20B is joined only to the short side of the long side and the short side of the hollow member 10.
  • the second reinforcing member 20B fixed in this way functions as a so-called bulkhead that covers the inner space of the hollow member 10 in a cross section perpendicular to the member longitudinal direction X.
  • the shape of the reinforcing member 20 is appropriately changed so that the reinforcing member 20 functions as a bulkhead according to the shape of the hollow member 10, a method of joining the hollow member 10, and the like.
  • the plate surface 20a may be directly joined to the inner surface of the hollow member 10 without forming a flange on each side of the reinforcing member 20 having the rectangular plate surface 20a.
  • the joining range does not necessarily have to be all of the long sides or short sides of the reinforcing member 20.
  • 50% or more of the length of each side is equal to the inner surface of the hollow member 10. It should just be joined to.
  • the reinforcing member 20 is welded (for example, spot welding) or mechanically bonded (for example, bolted or riveted), one or more locations on each side are bonded to the inner surface of the hollow member 10. Good.
  • An FRP member can be used as the reinforcing member 20.
  • the FRP member means a fiber-reinforced resin member made of a matrix resin and a composite fiber material contained in the matrix resin.
  • the reinforcing fiber material for example, carbon fiber and glass fiber can be used.
  • a boron fiber, a silicon carbide fiber, an aramid fiber, or the like can be used as the reinforcing fiber material.
  • the reinforcing fiber substrate serving as the substrate of the reinforcing fiber material include a nonwoven fabric substrate using chopped fibers, a cloth material using continuous fibers, and a unidirectional reinforcing fiber substrate (UD). Material) etc. can be used.
  • These reinforcing fiber bases can be appropriately selected according to the necessity of the orientation of the reinforcing fiber material.
  • the CFRP member is an FRP member using carbon fiber as a reinforcing fiber material.
  • carbon fibers for example, PAN-based or pitch-based carbon fibers can be used. By using carbon fibers, strength against weight and the like can be efficiently improved.
  • the GFRP member is an FRP member using glass fiber as a reinforcing fiber material. Although it is inferior in mechanical properties to carbon fiber, it can suppress the electrolytic corrosion of the metal member.
  • thermosetting resin examples include an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, and a vinyl ester resin.
  • thermoplastic resin examples include polyolefins (polyethylene, polypropylene, and the like) and their acid-modified products, polyamide resins such as nylon 6 and nylon 66, thermoplastic aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polycarbonate, and polyether sulfone.
  • styrene resins such as polyphenylene ether and modified products thereof, polyarylate, polyether ketone, polyether ether ketone, polyether ketone ketone, vinyl chloride and polystyrene, and phenoxy resins.
  • the matrix resin may be formed of a plurality of types of resin materials.
  • thermoplastic resin As the matrix resin from the viewpoint of workability and productivity. Furthermore, by using a phenoxy resin as the matrix resin, the density of the reinforcing fiber material can be increased. Further, the phenoxy resin has a heat structure similar to that of the epoxy resin because the molecular structure is very similar to that of the epoxy resin which is a thermosetting resin. Further, by further adding a curing component, application to a high-temperature environment becomes possible. When the hardening component is added, the addition amount may be appropriately determined in consideration of the impregnating property of the reinforcing fiber material, the brittleness of the FRP member, the tact time, the workability and the like.
  • Adhesive resin layer When the reinforcing member 20 is formed of an FRP member or the like, an adhesive resin layer is provided between the FRP member and the metal member (the hollow member 10 in the above embodiment), and the FRP member and the metal member are separated by the adhesive resin layer. They may be joined.
  • the type of the adhesive resin composition forming the adhesive resin layer is not particularly limited.
  • the adhesive resin composition may be either a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
  • the types of the thermosetting resin and the thermoplastic resin are not particularly limited.
  • the thermoplastic resin polyolefins and acid-modified products thereof, polystyrene, polymethyl methacrylate, AS resin, ABS resin, thermoplastic aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyimide, polyamide, polyamide
  • the thermosetting resin for example, one or more selected from an epoxy resin, a vinyl ester resin, a phenol resin, and a
  • the adhesive resin composition can be appropriately selected according to the characteristics of the matrix resin constituting the FRP member, the characteristics of the reinforcing member 20, or the characteristics of the metal member. For example, by using a resin having a polar functional group or a resin subjected to acid modification or the like as the adhesive resin layer, the adhesiveness is improved.
  • the adhesion between the FRP member and the metal member can be improved.
  • the deformation followability of the FRP member when a load is input to the metal member can be improved. In this case, the effect of the FRP member on the deformed metal member can be more reliably exerted.
  • the form of the adhesive resin composition used to form the adhesive resin layer may be, for example, a liquid such as powder or varnish, or a solid such as a film.
  • a crosslinkable curable resin and a crosslinking agent may be blended with the adhesive resin composition to form a crosslinkable adhesive resin composition.
  • the heat resistance of the adhesive resin composition is improved, so that application in a high-temperature environment becomes possible.
  • the crosslinkable curable resin for example, a bifunctional or more functional epoxy resin or a crystalline epoxy resin can be used.
  • an amine, an acid anhydride, or the like can be used as a crosslinking agent.
  • various additives such as various rubbers, inorganic fillers and solvents may be blended in the adhesive resin composition as long as the adhesiveness and physical properties are not impaired.
  • the FRP member with the metal member is realized by various methods. For example, it is obtained by bonding an FRP to be an FRP member or an FRP molding prepreg that is a precursor thereof to a metal member with the above-described adhesive resin composition, and solidifying (or curing) the adhesive resin composition. . In this case, for example, by performing thermocompression bonding, the FRP member and the metal member can be combined.
  • the bonding of the FRP or the FRP forming prepreg to the metal member described above can be performed before, during or after forming the part.
  • FRP or a prepreg for FRP molding may be bonded to the metal member.
  • the composite material may be obtained by molding the workpiece to which the FRP member is bonded.
  • the matrix resin of the FRP member is a thermoplastic resin, it is possible to perform molding such as bending on the portion where the FRP member is bonded.
  • a composite batch molding in which the thermocompression bonding step and the molding step are integrated may be performed.
  • the joining method between the FRP member and the metal member is not limited to the above-described adhesion using the adhesive resin layer.
  • the FRP member and the metal member may be mechanically joined. More specifically, holes for fastening are formed at positions corresponding to the FRP member and the metal member, respectively, and these are fastened through the holes by fastening means such as bolts and rivets, so that the FRP member and the metal member are fastened.
  • the member may be joined.
  • the FRP member and the metal member may be joined by known joining means.
  • the FRP member and the metal member may be jointly joined by a plurality of joining means.
  • the bonding by the adhesive resin layer and the fastening by the fastening means may be used in combination.
  • the reinforcing member 20 various materials other than the FRP member can be used.
  • the reinforcing member 20 may be formed of a resin composition other than the above-described resin composition, such as a foamable resin formed of a rigid polyurethane foam or the like.
  • the reinforcing member 20 may be a steel material, an aluminum alloy member, a magnesium alloy member, or the like.
  • the method of joining with the metal member is not limited to welding, and various appropriate joining methods can be used.
  • the metal member according to the present invention may be plated. Thereby, corrosion resistance is improved.
  • the metal member is a steel material, it is more preferable.
  • the type of plating is not particularly limited, and known plating can be used.
  • a coated steel sheet steel material
  • the metal member may have a surface coated with a film called a chemical conversion treatment.
  • a chemical conversion treatment a generally known chemical conversion treatment can be used.
  • a zinc phosphate treatment, a chromate treatment, a chromate-free treatment, or the like can be used.
  • the above-mentioned film may be a known resin film.
  • the metal member may be a member to which a generally known coating is applied.
  • a generally known coating is applied.
  • a known resin can be used.
  • an epoxy resin, a urethane resin, an acrylic resin, a polyester resin, a fluororesin, or the like as a main resin can be used.
  • generally known pigments may be added to the coating, if necessary.
  • the coating may be a clear coating to which no pigment is added. Such coating may be applied to the metal member in advance before compounding the FRP member, or may be applied to the metal member after compounding the FRP member. Further, the metal member may be coated in advance, the FRP member may be composited, and then the coating may be performed.
  • the paint used for painting may be a solvent-based paint, a water-based paint, a powder paint, or the like.
  • a method for applying the coating a generally known method can be applied.
  • electrodeposition coating, spray coating, electrostatic coating, immersion coating, or the like can be used as a coating application method.
  • Electrodeposition coating is suitable for covering the end surfaces and gaps of metal members, and therefore has excellent corrosion resistance after coating.
  • a generally known chemical treatment such as zinc phosphate treatment or zirconia treatment to the surface of the metal member before coating, the adhesion of the coating film is improved.
  • the plurality of reinforcing members 20 are arranged at intervals from the end of the hollow member 10 in the member longitudinal direction X to the entire region in the member longitudinal direction X. More specifically, in the present embodiment, as shown in FIGS. 9 and 10, the first reinforcing member 20 ⁇ / b> A is separated from the front end 10 a to the rear end 10 b of the hollow member 10 so as to separate the inner space of the hollow member 10.
  • the second reinforcing members 20B are alternately arranged at intervals P.
  • the reinforcing member 20 disposed at the position closest to the load input side end (the front end 10a in the present embodiment) of the hollow member 10 may be the second reinforcing member 20B. It is preferable that the first reinforcing member 20A be used from the viewpoint of effectively improving the first reinforcing member 20A.
  • the minimum width and the maximum width in the outer dimensions of the hollow member 10 in a cross section perpendicular to the member longitudinal direction X of the hollow member 10 are used as a reference.
  • the outer dimension on the short side of the substantially rectangular cross section shown in FIG. 6 is the minimum width W min
  • the outer dimension width on the long side of the substantially rectangular cross section is the maximum width W max .
  • a pair of opposed short sides and a pair of opposed long sides are configured to be equal to each other.
  • the minimum width W min on the external dimensions is configured to be 30% or more of the maximum width W max on the external dimensions.
  • the ratio of the minimum width W min and a maximum width W max of the outer shape dimension of the external dimensions relates, if the minimum width W min is not more than 30% of the length of the maximum width W max, hollow
  • the member 10 may not be stably deformed by axial crushing, and is not effective as a shock absorbing member. If necessary, the minimum width W min may be 35% or 40% or more of the maximum width W max . From the definition, the minimum width W min does not become larger than the maximum width W max .
  • the interval P between the reinforcing members 20 disposed inside the hollow member 10 is 0.46 times to 1.84 times the minimum width W min of the external dimensions of the hollow member 10. That is, in the present embodiment, the first reinforcement is performed along the member longitudinal direction X of the hollow member 10 at an interval P of 0.46 times to 1.84 times the minimum width W min of the external dimensions of the hollow member 10.
  • the members 20A and the second reinforcing members 20B are alternately arranged.
  • the minimum width W min is defined based on the cross-sectional shape of the hollow member 10 at a position where the area of the cross section perpendicular to the member longitudinal direction X is the smallest. .
  • FIGS. 11 and 12 are views showing a deformed state at the buckled portion of the hollow member 10 when the reinforcing member 20 is not provided.
  • a high load is input to the end of the hollow member 10 in the member longitudinal direction X. Then, in the hollow member 10, a buckling portion where deformation as shown in FIG. 11 occurs and a buckling portion where deformation as shown in FIG.
  • the long side of the hollow member 10 is more easily deformed than the long side and the short side. Therefore, at the buckling point closest to the end on the load input side, the hollow member 10 Easy to deform like.
  • the buckling point closest to the front end 10a of the hollow member 10 as shown in FIG.
  • the top surface 11a and the bottom surface 11c corresponding to the short sides are easily deformed. Then, at the buckling point next to the buckling point, as shown in FIG.
  • the top surface 11a and the bottom surface 11c corresponding to the short side of the long side and short side of the hollow member 10 are recessed inward, and The side portions 11b and 11d corresponding to the sides are easily deformed so as to protrude outward.
  • a buckling point where the deformation occurs again as shown in FIG. 11 appears.
  • the buckling portion where the deformation as shown in FIG. 11 occurs and the buckling portion where the deformation as illustrated in FIG. Appear alternately.
  • the first reinforcing member 20A joined only to the long side of the hollow member 10 and the second reinforcing member 20B joined only to the short side of the hollow member 10 are in the member longitudinal direction X. Are arranged in order along. Further, the interval P at which the reinforcing members 20 are arranged is 0.46 times to 1.84 times the minimum width W min of the external dimensions of the hollow member 10.
  • the top surface 11a and the bottom surface 11c are reinforced by the second reinforcing member 20B.
  • axial crush deformation can be stably generated in the hollow member 10, and the energy absorption performance can be improved.
  • the reinforcing member 20 is joined to the entire inner surface of the hollow member 10 including the top surface portion 11a, the side surface portions 11b, 11d, and the bottom surface portion 11c, the axial crush deformation occurs. Cannot be generated stably.
  • the interval P between the reinforcing members 20 does not satisfy the minimum width W min of 0.46 to 1.84 times the outer dimension of the hollow member 10, stable axial crush deformation occurs in the hollow member 10. There is no fear. If the interval P is shorter than 0.46 times the minimum width W min of the external dimensions of the hollow member 10, the stiffness becomes too high, and there is a possibility that buckling does not occur between the reinforcing members 20. If the interval P is more than 1.84 times the minimum width W min of the external dimensions of the hollow member 10, the space between the reinforcing members 20 is too long, so that lateral bending deformation occurs at one location and does not result in axial crush deformation. There is fear.
  • the lower limit of the interval P between the reinforcing members 20 may be set to 0.55 times, 0.65 times, or 0.80 times the minimum width W min of the external dimensions of the hollow member 10.
  • the upper limit of the interval P between the reinforcing members 20 is set to 1.60 times, 1.40 times, 1.20 times, 1.10 times, or 1 times the minimum width W min of the external dimensions of the hollow member 10. It may be 0.000 times.
  • the plate thickness of the reinforcing member 20 is preferably 0.2 to 3.6 mm.
  • the lower limit of the plate thickness of the reinforcing member 20 may be 0.4 mm, 0.6 mm, 0.7 mm, or 0.8 mm.
  • the upper limit of the plate thickness may be 3.2 mm, 2.8 mm, 2.0 mm, or 1.6 mm.
  • the tensile strength of a member constituting the reinforcing member 20 (hereinafter, referred to as “tensile strength of the reinforcing member 20”) is preferably 100 MPa or more.
  • the tensile strength of the reinforcing member 20 is more preferably 980 MPa or more. If necessary, the upper limit of the tensile strength may be 2500 MPa or 2000 MPa.
  • each reinforcing member 20 may not be arranged over the entire region in the member longitudinal direction X.
  • the reinforcing member 20 has a load input side end (the front end 10 a in the present embodiment) among the front part and the rear part with the center position in the member longitudinal direction X of the hollow member 10 as a boundary. Located only on the front.
  • the first reinforcing members 20A and the second reinforcing members 20B are alternately arranged, and in the region where each of the reinforcing members 20 is arranged, the shaft crush deformation is stably performed when a load is input. Can be generated. From the viewpoint of stably generating axial crushing deformation at the time of load input, three or more sheets at a distance P from the load input side end (front end 10a) at the front portion in the member longitudinal direction X of the hollow member 10. What is necessary is just to arrange the reinforcement member 20. Further, in the member longitudinal direction X of the hollow member 10, the reinforcing member 20 is preferably disposed within a range of 15%, 20%, and 30% from the end (front end 10a) on the load input side. More preferably, the number of the reinforcing members 20 is 4 or more, 5 or more, or 6 or more.
  • the interval P between the reinforcing members 20 is constant along the member longitudinal direction X of the hollow member 10, but the interval P is the minimum width W min in the outer dimensions of the hollow member 10. If the distance is in the range of 0.46 times to 1.84 times, the interval P may not be constant along the member longitudinal direction X as shown in FIG. In the example shown in FIG. 14, the interval between the reinforcing members 20 arranged at the front portion in the member longitudinal direction X of the hollow member 10 and the interval between the reinforcing members 20 arranged at the rear portion are different.
  • the shape of the hollow member 10 is appropriately changed depending on the use of the structural member for a vehicle.
  • the portion that is easily bent and deformed according to the shape of the hollow member 10 and the other portions are reinforced.
  • a portion where bending deformation is likely to occur may be mainly reinforced.
  • a portion where such bending deformation is likely to occur is referred to as a “bending inducing portion”.
  • the interval P between the reinforcing members 20 arranged in the bending inducing section is narrower than the interval P between the reinforcing members 20 arranged in portions other than the bending inducing section.
  • the reinforcing effect in the bending inducing portion is enhanced, and axial crush deformation can be more stably generated.
  • the plate thickness of the reinforcing member 20 arranged in the bending inducing portion is larger than the plate thickness of the reinforcing member 20 arranged in a portion other than the bending inducing portion.
  • the tensile strength of the reinforcing member 20 arranged in the bending inducing section is higher than the tensile strength of the reinforcing member 20 arranged in a portion other than the bending inducing section.
  • the methods for setting the interval P, the plate thickness, the tensile strength, and the like in the bending inducing section as described above may be appropriately combined.
  • Example of bending inducer> an example of the bending inducing section provided in the hollow member 10 will be described.
  • a hole, a concave portion, a convex portion, a plate thickness change portion, a different strength portion, and the like provided in the hollow member 10 realize a function as a bending inducing portion.
  • the portion provided with any one of the hole, the concave portion, the convex portion, and the plate thickness changing portion is a portion where the cross-sectional coefficient of the hollow member 10 changes in the member longitudinal direction X of the hollow member 10.
  • the bending stress generated in the hollow member 10 by the same bending moment changes, so that bending of the hollow member 10 is induced in the portion. More specifically, in a portion of the hollow member 10 having a relatively small section modulus in the longitudinal direction X of the member, the bending stress in the portion is relatively large, so that the portion is bent. Further, for a portion of the hollow member 10 having a relatively large section modulus in the member longitudinal direction X, the section modulus of a portion including the region before and after the hollow member 10 in the member longitudinal direction X is relatively small. . Therefore, bending occurs at the boundary between the region and the portion where the section modulus is relatively large.
  • the different strength portion is a portion where the yield strength of the hollow member 10 changes in the member longitudinal direction X of the hollow member 10.
  • plastic deformation of the hollow member 10 in the portion is induced.
  • plastic deformation in the portion occurs first in the hollow member 10, so that bending occurs in the portion.
  • the yield strength of the portion including the region before and after the hollow member 10 in the member longitudinal direction X is relatively small. . Therefore, bending occurs at the boundary between the region and the portion where the yield strength is relatively large.
  • the hollow member 10 does not include a hole, a concave portion, a convex portion, a plate thickness change portion, a different strength portion, and the like that realize the function as the bending inducing portion described above, the load applied to the hollow member 10
  • the direction of the input can be specified to some extent, there is a region where the bending moment is maximum in the hollow member under the influence of the constraint of the peripheral member joined to the hollow member 10, and bending occurs in the region. Therefore, when the bending moment generated in the hollow member 10 can be specified, the region where the bending moment is maximum also has a function as the bending inducing portion.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the hollow member 10A for explaining an example of a hole provided in the hollow member 10A according to the present embodiment.
  • a hole 50 is provided in the side surface 11b.
  • the section modulus of the hollow member 10A in the portion where the hole 50 is provided is lower than the section modulus of the hollow member 10A in the portion before and after the portion where the hole 50 is provided. Therefore, when the collision load F shown in FIG. 15 is input to the hollow member 10A, the hollow member 10A bends at the portion where the hole 50 is provided so that the hole 50 is bent inside. That is, in the member longitudinal direction X of the hollow member 10A, a portion of the hollow member 10A where the hole 50 is provided becomes a bending inducing portion provided in the hollow member 10A.
  • FIGS. 16 to 19 are schematic views showing other examples of the holes provided in the hollow member 10A according to the present embodiment.
  • a circular hole 50a may be provided in the side surface 11b.
  • a plurality of holes 50b may be provided in the side surface 11b.
  • a plurality of holes 50b may be provided side by side in a direction crossing the member longitudinal direction X of the hollow member 10A. In this case, when the collision load is input, the hollow member 10A is easily bent and deformed toward the side surface 11b with the hole 50b as a starting point of bending.
  • a hole 50c extending in a direction crossing the longitudinal direction X of the hollow member 10A may be provided in the side surface 11b.
  • the hollow member 10A bends and deforms toward the side surface 11b with the hole 50c as a starting point of bending.
  • the shape of the hole 50c is not limited to the rounded rectangle shown in FIG. 18, but may be any shape.
  • the direction transverse to the member longitudinal direction X of the hollow member 10A is not limited to the direction orthogonal to the member longitudinal direction X of the hollow member 10A as shown in FIGS.
  • the portion where the hole 50 is provided is not limited to the side surface 11b.
  • the hole 50 may be provided in the top surface 11a, the bottom surface 11c, or the side surface 11d.
  • a hole 50d may be provided in the ridge 11e.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of a hollow member 10B for explaining an example of a bead portion provided in the hollow member according to the present embodiment.
  • the bead portion 51 is an example of a concave portion in the present embodiment.
  • a bead portion 51 is provided on the side surface portion 11b.
  • the section modulus of the hollow member 10B at the portion where the bead portion 51 is provided is lower than the section modulus of the hollow member 10B at the portion before and after the portion where the bead portion 51 is provided. Therefore, when the collision load F shown in FIG.
  • the hollow member 10B bends at the portion where the bead portion 51 is provided so that the bead portion 51 is bent inside. That is, in the member longitudinal direction X of the hollow member 10B, a portion of the hollow member 10B where the bead portion 51 is provided serves as a bending inducing portion provided in the hollow member 10B.
  • FIGS. 21 to 24 are schematic views showing other examples of the concave portion provided in the hollow member 10B according to the present embodiment.
  • the concave portion here means a concave portion such as an emboss or a bead provided in the side surface portion 11b of the hollow member 10B.
  • a circular concave portion 51a may be provided in the side surface portion 11b.
  • a plurality of recesses 51b may be provided on the side surface 11b.
  • a plurality of concave portions 51b may be provided side by side in a direction crossing the member longitudinal direction X of the hollow member 10B. In this case, when the collision load is input, the hollow member 10B is easily bent and deformed toward the side surface portion 11b with the plurality of concave portions 51b serving as a starting point of bending.
  • a bead portion 51c extending in a direction transverse to the member longitudinal direction X of the hollow member 10B may be provided on the side surface portion 11b.
  • the hollow member 10B is bent and deformed toward the side surface 11b with the bead portion 51c as a starting point of bending.
  • the shape of the bead portion 51c is not limited to the rounded rectangle shown in FIG. 23, and may be any shape.
  • the direction crossing the member longitudinal direction X of the hollow member 10B described above is not limited to the direction orthogonal to the member longitudinal direction X of the hollow member 10B as shown in FIG.
  • the portion where the concave portion 51 is provided is not limited to the side surface portion 11b.
  • the concave portion 51 may be provided on the top surface portion 11a, the bottom surface portion 11c, or the side surface portion 11d.
  • a concave portion 51d may be provided in the ridge line portion 11e.
  • the section modulus of the hollow member 10B in the member longitudinal direction X where the concave portion 51d is provided significantly changes, so that the portion provided with the concave portion 51d easily bends and deforms as a starting point of bending.
  • FIG. 25 is a schematic view showing another example of the recess provided in the hollow member 10B according to the present embodiment.
  • concave portions 51e and 51f extending in the member longitudinal direction X of the hollow member 10B may be provided side by side along the member longitudinal direction X of the hollow member 10B.
  • bending occurs in a portion 510 of the hollow member 10B between the concave portion 51e and the concave portion 51f in the member longitudinal direction X. That is, since the section of the hollow member 10B where the concave portions 51e and 51f are provided and the portion 510 between the concave portion 51e and the concave portion 51f have different sectional coefficients, the portion 510 is bent when the collision load is input.
  • the portion 510 may be formed with a concave portion, a convex portion described later, a thin portion, a different strength portion, or the like.
  • the concave portion 51e and the concave portion 51f do not necessarily have to be arranged in series as shown in FIG. Further, the concave portion 51e and the concave portion 51f do not necessarily need to extend in the member longitudinal direction X of the hollow member 10B.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of the hollow member 10C for explaining an example of a protrusion provided on the hollow member 10C according to the present embodiment.
  • a convex portion 52 is provided on the side surface portion 11b.
  • the section modulus of the hollow member 10C at the portion where the protrusion 52 is provided is higher than the section modulus of the hollow member 10C at the portion before and after the portion where the protrusion 52 is provided. Therefore, when the collision load F shown in FIG. 26 is input to the hollow member 10C, a portion where the cross-sectional coefficient is the lowest in the region 6a or the region 6b before and after the convex portion 52 in the member longitudinal direction X of the hollow member 10C.
  • the area 6a and the area 6b are areas where a change in the section modulus of the hollow member 10C in the Y direction occurs. That is, in the member longitudinal direction X of the hollow member 10C, a portion of the hollow member 10C including the convex portion 52 and the regions 6a and 6b before and after the convex portion 52 serves as a bending inducing portion provided in the hollow member 10C.
  • the side surface portion 11b is provided with the convex portion 52.
  • the convex portion 52 may be provided on the top surface portion 11a, the bottom surface portion 11c, or the side surface portion 11d. More specifically, when the convex portion 52 is provided on the top surface portion 11a, the bottom surface portion 11c, or the side surface portion 11d on the same cross section in a part of the hollow member 10C in the member longitudinal direction X, the hollow member 10C Since the section modulus in the member longitudinal direction X changes at the portion where the convex portion 52 is provided, bending of the hollow member 10C may occur at the portion where the convex portion 52 is provided. Therefore, also in this case, the convex portion 52 becomes a bending inducing portion.
  • FIG. 27 to FIG. 30 are schematic views showing other examples of the projection provided on the hollow member 10C according to the present embodiment.
  • the convex portion here is realized, for example, by processing the hollow member 10C. That is, such a convex portion may be provided by deforming a part of the steel plate constituting the hollow member 10C. As shown in FIG. 27, a circular convex portion 52a may be provided on the side surface portion 11b.
  • a plurality of protrusions 52b may be provided on the side surface 11b.
  • a plurality of convex portions 52b may be provided side by side in a direction crossing the member longitudinal direction X of the hollow member 10C.
  • any one of the regions before and after the plurality of protrusions 52b in the member longitudinal direction X of the hollow member 10C serves as a starting point of bending, and the hollow member 10C is easily bent and deformed toward the side surface 11b.
  • a protrusion 52c extending in a direction crossing the member longitudinal direction X of the hollow member 10C may be provided on the side surface 11b.
  • the hollow member 10C is bent and deformed toward the side surface portion 11b with any one of the regions before and after the convex portion 52c in the member longitudinal direction X of the hollow member 10C as a starting point of bending.
  • the shape of the projection 52c is not limited to the rounded rectangle shown in FIG. 29, and may be any shape.
  • the direction transverse to the member longitudinal direction X of the hollow member 10C described above is not limited to the direction orthogonal to the member longitudinal direction X of the hollow member 10C as shown in FIG.
  • the portion where the convex portion 52 is provided is not limited to the side surface portion 11b.
  • the projection 52 may be provided on the top surface 11a, the bottom surface 11c, or the side surface 11d.
  • the projection 52d may be provided on the ridge 11e.
  • the section modulus of the portion of the hollow member 10C where the convex portion 52d is provided in the member longitudinal direction X changes remarkably, so that the portion where the convex portion 52d is provided easily bends as a starting point of bending.
  • FIG. 31 is a schematic view showing another example of the projection provided on the hollow member 10C according to the present embodiment.
  • the protrusions 52e and 52f extending in the member longitudinal direction X of the hollow member 10C may be provided side by side along the member longitudinal direction X of the hollow member 10C.
  • bending occurs in a portion 520 of the hollow member 10C between the convex portion 52e and the convex portion 52f in the member longitudinal direction X. That is, in the hollow member 10C, the section provided with the projections 52e and 52f and the section 520 between the projection 52e and the projection 52f have different cross-sectional coefficients. Bending deformation occurs with 520 as the starting point of bending.
  • the above-described concave portion, convex portion, or a thin portion or a different strength portion described later may be formed.
  • the convex part 52e and the convex part 52f do not necessarily need to be lined up in series as shown in FIG.
  • the protrusion 52e and the protrusion 52f do not necessarily need to extend in the member longitudinal direction X of the hollow member 10C.
  • FIG. 32 is a schematic diagram illustrating an example of a plate thickness changing portion provided in the hollow member 10D according to the present embodiment.
  • the plate thickness change portion means a portion where the plate thickness changes in the member longitudinal direction X of the hollow member 10D.
  • the hollow member 10D includes a first thick part 111 and a second thick part 112.
  • the first thick part 111 is provided on the end side of the hollow member 10D, and the second thick part 112 is provided continuously with the first thick part 111 along the member longitudinal direction X of the hollow member 10D.
  • the thickness of the steel plate differs between the first plate thickness portion 111 and the second plate thickness portion 112.
  • the relationship between the plate thicknesses is not particularly limited.
  • the boundary between the first plate thickness portion 111 and the second plate thickness portion 112 becomes the plate thickness change portion 113.
  • the section modulus of the hollow member 10D in the member longitudinal direction X changes in the plate thickness changing portion 113. That is, the thickness change portion 113 corresponds to a bending inducing portion. Therefore, when a collision load is input to the hollow member 10D, the hollow member 10D bends at the plate thickness change portion 113.
  • FIG. 33 is a schematic diagram illustrating an example of a thin portion provided in the hollow member 10D according to the present embodiment.
  • a thin portion 114 having a relatively smaller plate thickness than other portions is provided on the side surface portion 11b before and after the member longitudinal direction X of the hollow member 10D.
  • the section modulus of the hollow member 10D in the portion including the thin portion 114 is lower than the section modulus of the hollow member 10D in the portion before and after the portion in which the thin portion 114 is provided. That is, the portion of the hollow member 10D where the thin portion 114 is provided corresponds to the bending inducing portion. Therefore, when a collision load is input to the hollow member 10D, the hollow member 10D bends at the portion where the thin portion 114 is provided so that the thin portion 114 is bent inside.
  • the hollow member 10D having such a plate thickness change portion may be formed by, for example, a work plate made of cutting, pressing, and tailored blank.
  • a work plate may be a tailor weld blank (TWB) having a weld line.
  • the plate to be processed may be a tailor rolled blank (TRB) provided in a manner that the plate thickness is varied by a rolling roll.
  • TWB the difference thickness at the plate thickness change portion can be 0.2 mm or more.
  • the thickness change amount in the thickness change portion per the longitudinal direction of the member can be 0.1 mm / 100 mm or more.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view of the hollow member 10E for explaining an example of the different strength portion provided in the hollow member 10E according to the present embodiment.
  • a different strength portion 53 is provided on the side surface portion 11b.
  • the different strength portion 53 is provided, for example, by partially performing heat treatment such as welding, quenching, or tempering on the hollow member 10E.
  • the yield strength of the hollow member 10E at the portion where the different strength portion 53 is provided is different from the yield strength of the hollow member 10E at the portion before and after the portion where the different strength portion 53 is provided. Therefore, when the collision load F shown in FIG.
  • the different-strength part 53 is bent so as to be inside the different-strength part 53 or the vicinity of the different-strength part 53. That is, in the member longitudinal direction X of the hollow member 10E, a portion including the different strength portion 53 of the hollow member 10E becomes a bending inducing portion provided in the hollow member 10E. This bending is a bending caused by plastic deformation of the different strength portion 53 or a region near the different strength portion 53.
  • the different strength portion 53 is provided on the side surface portion 11b, but the different strength portion 53 may be provided on the top surface portion 11a, the bottom surface portion 11c, or the side surface portion 11d, for example. . More specifically, when the different strength portion 53 is provided on the top surface portion 11a, the bottom surface portion 11c, or the side surface portion 11d on the same cross section in a part of the hollow member 10 in the member longitudinal direction X, In this case, the strength of the side surface portion 11b is lowest. Then, bending of the hollow member 10 ⁇ / b> E with the side surface portion 11 b bent inside may occur in the different strength portion 53. Therefore, also in this case, the different strength portion 53 becomes a bending inducing portion.
  • 35 and 36 are schematic diagrams illustrating another example of the different strength portion provided in the hollow member 10E according to the present embodiment.
  • the different strength portion here is realized by welding, heat treatment, or the like to the work plate forming the hollow member 10E.
  • different strength portions 120 are provided along the circumferential direction of the cross section with respect to the longitudinal direction X of the hollow member 10E. Also in this case, the portion of the hollow member 10E where the different strength portion 120 is provided corresponds to the bending inducing portion. Therefore, when a collision load is input to the hollow member 10E, the hollow member 10E bends at the portion where the different strength portion 120 is provided so that the different strength portion 120 is bent inside.
  • the different strength portion may be partially provided on at least one of the walls constituting the cross section of the hollow member 10E, such as the side surface 11b. Even in such a case, when a collision load is input to the hollow member 10E, the hollow member 10E bends at a portion where the different strength portion 121 is provided so that the different strength portion 121 is bent inside.
  • FIG. 37 is a schematic diagram illustrating an example of a strength changing portion provided in the hollow member 10E according to the present embodiment.
  • the hollow member 10E includes a first strength part 122 and a second strength part 123.
  • the first strength portion 122 is provided on the end side of the hollow member 10E, and the second strength portion 123 is provided continuously with the first strength portion 122 along the member longitudinal direction X of the hollow member 10E.
  • the yield strength of the steel sheet differs between the first strength part 122 and the second strength part 123.
  • the magnitude relation of the yield strength is not particularly limited.
  • the boundary between the first strength part 122 and the second strength part 123 becomes the strength change part 124.
  • the strength changing portion 124 the yield strength of the hollow member 10E in the member longitudinal direction X changes. That is, the strength changing section 124 corresponds to a bending inducing section. Therefore, when a collision load is input to the hollow member 10E, the hollow member 10E bends at the strength changing portion 124.
  • a bending inducing portion may be realized by a combination of at least two or more of the above-described concave portion, convex portion, hole portion, plate thickness changing portion, thin portion, different strength portion, and strength changing portion.
  • the hollow member of the present embodiment can be applied to, for example, a front side member, a rear side member, an extension, a crash box, or the like, which is a vehicle structural member required to have an impact absorbing function.
  • the analysis model is composed of a bumper beam and a frame as shown in FIGS. 1 to 3, the cross section of the hollow member is rectangular, and the outer dimensions are 76 mm in width and 200 mm in height.
  • a plurality of analysis models are created under the conditions shown in Table 1 below.
  • the weight reduction rate in Table 1 is obtained by standardizing the weight of each structure by the weight of the structure 1.
  • Structures 1 and 2 in Table 1 above are structures in which the reinforcing member 20 is not provided, and structure 2 is a structure in which the thickness and thickness of the structure 1 are reduced.
  • the structure 3 is a structure in which reinforcing members are arranged at regular intervals along the member longitudinal direction X of the hollow member 10, and the reinforcing member is joined to the entire inner surface of the hollow member 10.
  • Structures 4 to 10 are structures in which first reinforcing members 20A and second reinforcing members 20B as shown in FIG. 4 are alternately arranged along the member longitudinal direction X of the hollow member 10.
  • first reinforcing members 20A and second reinforcing members 20B as shown in FIG. 4 are alternately arranged along the member longitudinal direction X of the hollow member 10.
  • a portion where the reinforcing member 20 is joined only to the long side of the hollow member 10 and a portion where the reinforcing member 20 is joined only to the short side are alternately present along the member longitudinal direction X.
  • Such a joining form is described in Table 1 as “alternate joining”.
  • the reinforcing members 20 are arranged in the entire region of the hollow member 10 in the member longitudinal direction X, and the intervals between the reinforcing members 20 are constant.
  • the reinforcing members 20 are arranged only at the front portion of the hollow member 10 in the member longitudinal direction X, and the intervals between the reinforcing members 20 are constant.
  • the reinforcing members 20 are arranged in the entire region in the member longitudinal direction X of the hollow member 10, but the spacing between the reinforcing members 20 arranged in front of the hollow member 10 and the hollow member The spacing between the reinforcing members 20 arranged at the rear of the 10 is different.
  • the structure 11 uses CFRP as a material of the reinforcing member 20, and the structure 12 uses GFRP (plate thickness: 2.4 mm) as a material of the reinforcing member 20.
  • CFRP CFRP
  • GFRP plate thickness: 2.4 mm
  • the structure 14 uses only the first reinforcing member 20 ⁇ / b> A as the reinforcing member 20 and joins only the left and right sides of the hollow member 10.
  • the reinforcing members 20 are arranged only at the front part of the hollow member 10 in the member longitudinal direction X, and the number thereof is two.
  • the mechanical properties of the steel sheet used as the reinforcing member 20 in the structures 3 to 6, 8, and 13 to 15 are as follows.
  • the mechanical properties of the steel sheet used as the reinforcing member 20 in the structures 7, 9 and 10 are as follows.
  • Vf fiber content volume ratio
  • Young's modulus 102 GPa Breaking strength: 1500 MPa
  • Elongation at break 1.5%
  • the mechanical properties of the GFRP used as the reinforcing member 20 in the structure 12 are as follows. Vf (fiber content volume ratio): 50% Young's modulus: 13 GPa Breaking strength: 200MPa Elongation at break: 3.0%
  • This simulation simulates a frontal collision test of an automobile, and was performed by colliding a rigid wall having a mass of 200 kg with the bumper beam 40 shown in FIGS. 1 to 3 at 12 m / s.
  • the rear end 10b of the hollow member 10 in each analysis model is restricted.
  • Table 1 shows the deformation mode of each analysis model as a simulation result.
  • the “lateral bending” in the deformation mode shown in Table 1 is a deformation mode in which a horizontal bending deformation occurs from the initial deformation of the hollow member 10.
  • the “unstable axial crush” in the deformation mode shown in Table 1 means that the crushing deformation of the hollow member 10 is irregularly present in the member longitudinal direction X, and the crushing deformation occurs from the front end 10a of the hollow member 10. This is a deformation mode that is not continuous toward the rear end 10b.
  • “Stable axial crush” in the deformation mode shown in Table 1 means that axial crush deformation of the hollow member 10 gradually progresses along the longitudinal direction X of the member, and the crush deformation occurs continuously from the front end 10a to the rear end 10b. This is a deformation mode.
  • FIG. 38 is a plan view showing a state in which the analysis model of the structure 1 is being deformed in the collision simulation
  • FIG. 39 is a plan view showing a state after the deformation of the analysis model of the structure 1 in the collision simulation.
  • the hollow member was horizontally bent. Such deformation of the hollow member has also occurred in the structure 2, the structure 3, and the structures 13 to 15.
  • FIG. 40 is a plan view showing a state in which the analysis model of the structure 4 is being deformed in the collision simulation
  • FIG. 41 is a plan view showing a state after the deformation of the analysis model of the structure 4 in the collision simulation.
  • FIG. 40 in the initial stage of deformation of the hollow member, crushing deformation occurred not only near the front end but also near the rear end, and the deformation mode was unstable axial crushing. Further, as shown in FIG. 41, when the deformation of the hollow member further progressed, the center portion of the hollow member was horizontally bent.
  • FIG. 42 is a plan view showing a state in which the analysis model of the structure 7 is being deformed in the collision simulation
  • FIG. 43 is a plan view showing a state after deformation of the analysis model of the structure 7 in the collision simulation.
  • axial crush deformation is stably generated in the process of deforming the hollow member.
  • the deformation mode of the hollow member is lateral bending deformation
  • the plastic strain generated in the portion other than the horizontal bent portion of the hollow member is small, so the portion other than the horizontal bent portion hardly contributes to the improvement of the energy absorption performance.
  • the portion where plastic strain occurs increases, and the energy absorption performance can be improved.
  • Such deformation of the hollow member also occurred in structures 5 to 6 and structures 8 to 12.
  • FIG. 44 shows the result. Note that the vertical axis of the graph in FIG. 44 is the ratio between the energy absorption amount of each structure and the energy absorption amount of Structure 1.
  • the energy absorption performance is improved as compared with the structure 1.
  • the weight reduction ratio with respect to the structure 1 is also improved. Therefore, according to the result of this simulation, the first reinforcing members 20A and the second reinforcing members 20B are alternately arranged, and the interval P between the reinforcing members 20 is set to the minimum width W min of the outer dimension of the hollow member 10. When it is in the range of 0.46 times to 1.84 times, it is possible to stably generate axial crush deformation while improving the energy absorption performance while reducing the weight.
  • the weight reduction ratio with respect to the structure 1 was low, and the energy absorption performance was not improved. That is, in the configuration according to the present invention, it can be said that it is not preferable to use only the second reinforcing member 20 ⁇ / b> B as the reinforcing member and perform the joining only above and below the hollow member 10.
  • the weight reduction ratio with respect to the structure 1 is low, and the energy absorption performance is not improved. That is, in the configuration according to the present invention, it can be said that it is not preferable to use only the first reinforcing member 20 ⁇ / b> A as the reinforcing member and to join only the left and right sides of the hollow member 10.
  • the number of reinforcing members arranged in the hollow member is two.
  • the deformation mode is lateral bending, and the energy absorption performance is not improved. That is, in the configuration according to the present invention, it can be said that the number of reinforcing members to be arranged is preferably three or more.
  • the present invention is applicable to structural members for vehicles.

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Abstract

矩形状の閉断面空間を有する金属製の中空部材と、前記中空部材の内面に接合された、該中空部材の内方空間を隔てるように該中空部材の部材長手方向に沿って間隔をおいて複数配置された板状の補強部材とを備え、前記中空部材の部材長手方向に垂直な断面において、該中空部材の外形寸法上の最小幅は、該中空部材の外形寸法上の最大幅の３０％以上であり、各補強部材は、該補強部材の板面が前記中空部材の部材長手方向に垂直となる向きで、かつ前記中空部材の部材長手方向の端部から、前記最小幅の０．４６倍～１．８４倍の間隔でもって３枚以上配置され、前記補強部材として、前記中空部材の長辺と短辺のうちの長辺にのみ接合された第１の補強部材と、前記中空部材の長辺と短辺のうちの短辺にのみ接合された第２の補強部材とを有し、前記第１の補強部材と、前記第２の補強部材とが前記中空部材の部材長手方向に沿って交互に配置されている、車両用構造部材。

Description

車両用構造部材
（関連出願の相互参照）
　本願は、２０１８７月２０日に日本国に出願された特願２０１８－１３６９８６号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　本発明は、車両用構造部材に関する。
  近年、地球環境保護の観点から、自動車の燃費改善が要求されている。その一方で、車両の衝突安全性の維持または向上が要求されている。これらの要求を満足するために、高強度かつ軽量な車体構造の開発が進められている。車両用構造部材であり、車体の骨格を形成するフレームについても、従来の衝突性能を維持しつつ車体構造の軽量化を図るために、フレームを形成する鋼板の高強度化および薄肉化が進められている。
　また、車両の衝突安全性を向上させるためには、“クラッシャブルゾーン”とも呼ばれる車両のフロント部およびリア部のエネルギー吸収性能を向上させることが求められる。例えば、フロント部のクラッシャブルゾーンには、フロントサイドメンバと呼ばれる部品がある。例えば車両の前面衝突時においては、フロントサイドメンバに対し、主に部材長手方向（軸方向）から荷重が入力されることになるが、その際、フロントサイドメンバは、圧縮曲げ変形をする。一般的に圧縮曲げ変形は、曲げ部のみが座屈し、塑性変形するが、その他の部分はあまり塑性変形をしていない。それに対して、座屈が連続的に発生して蛇腹状に変形する軸圧潰変形は、塑性変形している領域が広く、曲げ変形に比べエネルギー吸収効率が高い。しかし、車両のように衝突時の荷重の入力方向が一意に定まらないような条件下において、軸圧潰変形を安定して発生させることは困難である。そのため、車両のフロントサイドメンバ等の部材は、衝突時に圧縮曲げ変形をしながらエネルギー吸収することがより好ましいとされる。
　車両衝突時にエネルギー吸収性能を向上させることを目的とする技術として、特許文献１には、中空状フレーム部材前部の内方空間が、部材長手方向において一定間隔で区切られるように複数のリブが配置された技術が開示されている。なお、中空状フレーム部材の後部にはリブは配置されていない。
　また、特許文献２には、自動車の車体フレームやサスペンションフレーム等に用いられ、衝突時に溶接部での開口や破壊を防止するような構成の溶接構造閉断面フレームが開示されている。この技術では、中空部材中に板状の金属製の補強部材を設けている。また、特許文献３には、閉断面構造の中空部材（強度部材）内に補強部材が複数設けられる構成が開示され、補強部材として合成樹脂を用いる技術が開示されている。また、特許文献４には、車両用構造部材において、中空部材の内面に補強部材を貼り付ける技術が開示され、中空部材の引張強度が９８０ＭＰａ以上であるとの開示もある。
特開２００４－１８２１８９号公報 特開２０１０－７６７６２号公報 特開平１１－３４２８６２号公報 特開２０１７－１５９８９６号公報
　特許文献１においては、荷重入力時に生じる波状の座屈の波のピッチ（座屈モードのピッチ）に関し、中空状フレーム部材の矩形断面の一辺の長さと、他辺の長さの和が一定であれば、一辺の長さと他辺の長さの割合が変化したとしても、座屈モードのピッチは変化しないことが開示されている。また、特許文献１には、正方形断面の場合に一辺の長さと座屈モードのピッチが比例関係にあることが開示されている。
　しかしながら、本発明者が特許文献１の開示内容について検討したところ、特許文献１に開示された辺の長さと座屈モードのピッチとの関係は静的荷重を付与した場合に成立するものであり、実際の自動車の衝突を模擬した動的荷重を付与した場合には成立しないとの知見が得られた。したがって、特許文献１の開示に基づいて中空状フレーム部材の内方にリブを配置しても、エネルギー吸収性能を十分に向上させることができない場合もある。
　また、上記特許文献２～４においては、荷重入力時にその衝撃を効率的に吸収する旨や、耐荷重性能を向上させ軽量化を図る旨は開示されているが、部材に安定して軸圧潰変形を生じさせ、エネルギー吸収性能を向上させるための詳細な条件については十分に開示されているとはいえない。特に、補強部材の配置、間隔、枚数や板厚といった詳細な構成については十分な開示がされておらず、車両用構造部材に関し更なるエネルギー吸収性能の向上を図る余地がある。
　具体的には、例えばフロントサイドメンバ、リアサイドメンバ、クラッシュボックス、エクステンションといった車両用構造部材において、高いエネルギー吸収性能を安定して得ることが求められ、そのためには、安定的に連続的な軸圧潰変形が生じることが好ましい。
  本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、車両用構造部材において、軽量化を図りつつ、車両衝突時に安定的に軸圧潰変形を発生させ、エネルギー吸収性能を維持または向上させることを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明によれば、矩形状の閉断面空間を有する金属製の中空部材と、前記中空部材の内面に接合された、該中空部材の内方空間を隔てるように該中空部材の部材長手方向に沿って間隔をおいて複数配置された板状の補強部材とを備え、前記中空部材の部材長手方向に垂直な断面において、該中空部材の外形寸法上の最小幅は、該中空部材の外形寸法上の最大幅の３０％以上であり、各補強部材は、該補強部材の板面が前記中空部材の部材長手方向に垂直となる向きで、かつ前記中空部材の部材長手方向の端部から、前記最小幅の０．４６倍～１．８４倍の間隔でもって３枚以上配置され、前記補強部材として、前記中空部材の長辺と短辺のうちの長辺にのみ接合された第１の補強部材と、前記中空部材の長辺と短辺のうちの短辺にのみ接合された第２の補強部材とを有し、前記第１の補強部材と、前記第２の補強部材とが前記中空部材の部材長手方向に沿って交互に配置されている、車両用構造部材が提供される。
　前記中空部材の部材長手方向の一端に最も近い補強部材が、前記第１の補強部材であっても良い。
　前記中空部材は、部材長手方向における一部に曲げ誘起部を有し、前記曲げ誘起部に配置された前記補強部材の間隔が、前記曲げ誘起部以外の部分に配置された前記補強部材の間隔よりも狭くても良い。
　前記中空部材は、部材長手方向における一部に曲げ誘起部を有し、前記曲げ誘起部に配置された前記補強部材の板厚が、前記曲げ誘起部以外の部分に配置された前記補強部材の板厚よりも厚くても良い。
　前記中空部材は、部材長手方向における一部に曲げ誘起部を有し、前記曲げ誘起部に配置された前記補強部材の引張強さが、前記曲げ誘起部以外の部分に配置された前記補強部材の引張強さよりも大きくても良い。
　前記補強部材は、鋼材からなる部材であり、前記補強部材の引張強さは、９８０ＭＰａ以上であっても良い。
　前記補強部材は、ＦＲＰからなる部材であっても良い。
　前記ＦＲＰは、ＣＦＲＰまたはＧＦＲＰであっても良い。
　前記中空部材の引張強さは、９８０ＭＰａ以上であっても良い。
　前記補強部材は、前記中空部材の部材長手方向に沿って４枚以上配置されても良い。
　上記車両用構造部材は、フロントサイドメンバ、リアサイドメンバ、エクステンション、クラッシュボックスのいずれかであっても良い。
　本発明によれば、車両用構造部材において、軽量化を図りつつ、車両衝突時に安定的に軸圧潰変形を発生させ、エネルギー吸収性能を維持または向上させることができる。
本発明の一実施形態に係る車両用フレームと他部材とが接合された状態を示す斜視図である。 同実施形態に係る車両用フレームと他部材とが接合された状態を示す平面図である。 同実施形態に係る車両用フレームと他部材とが接合された状態を示す側面図である。 同実施形態に係る車両用フレームの概略構成を示す斜視図である。 同実施形態に係る第１の補強部材の形状を示す斜視図である。 同実施形態に係る車両用フレームの、第１の補強部材が配置された箇所における部材長手方向に垂直な断面を示す図である。 同実施形態に係る第２の補強部材の形状を示す斜視図である。 同実施形態に係る車両用フレームの、第２の補強部材が配置された箇所における部材長手方向に垂直な断面を示す図である。 図６中のａ－ａ断面図である。 図６中のｂ－ｂ断面図である。 補強部材が設けられていない場合の中空部材の座屈箇所における変形状態を示す図である。 補強部材が設けられていない場合の中空部材の座屈箇所における変形状態を示す図である。 同実施形態に係る補強部材の配置例を示す図である。 同実施形態に係る補強部材の配置例を示す図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる穴部の例を説明するための中空部材の断面図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる穴部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる穴部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる穴部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる穴部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられるビード部の例を説明するための中空部材の断面図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる凹部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる凹部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる凹部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる凹部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる凹部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる凸部の例を説明するための中空部材の断面図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる凸部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる凸部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる凸部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる凸部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる凸部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる板厚変化部の一例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる薄肉部の一例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる異強度部の例を説明するための中空部材の断面図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる異強度部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる異強度部の他の例を示す模式図である。 同実施形態に係る中空部材に設けられる強度変化部の一例を示す模式図である。 比較例（構造１）の車両用フレームの変形途中の状態を示す平面図である。 比較例（構造１）の車両用フレームの変形後の状態を示す平面図である。 比較例（構造４）の車両用フレームの変形途中の状態を示す平面図である。 比較例（構造４）の車両用フレームの変形後の状態を示す平面図である。 発明例（構造７）の車両用フレームの変形途中の状態を示す平面図である。 発明例（構造７）の車両用フレームの変形後の状態を示す平面図である。 衝突シミュレーションにおける各解析モデルのエネルギー吸収性能を比較した図である。
　以下、本発明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、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
＜１．車両用構造部材の適用対象＞
　車両用構造部材の一例である車両用フレームの構成について説明する前に、当該車両用構造部材の適用対象について説明する。一般的な自動車等の車両に設けられる車体は、フロント構造（FRONT）、リア構造（REAR）、およびキャビン構造（CABIN）に分別することができる。
  フロント構造およびリア構造は、車両衝突時において当該構造が自ら圧潰することにより、車両に対する衝撃を吸収して緩和する機能（衝撃吸収機能）を担っている。すなわち、車両衝突時に、キャビンに搭乗する乗員の安全を確保するために、フロント構造およびリア構造は、衝突により生じるエネルギー（衝突エネルギー）を可能な限り吸収する構造であることが要求される。したがって、フロント構造およびリア構造を構成するフレームは、衝突時に曲げや潰れが生じた際においても衝突エネルギーを多く吸収することが求められる。当該フロント構造およびリア構造に用いられるフレームは、例えばフロントサイドメンバやリアサイドメンバ等である。フロントサイドメンバは、後端部を構成するフロントサイドメンバリア、および当該後端部よりも前側の部分を構成するフロントサイドメンバフロントを含む。リアサイドメンバは、後端部を構成するリアサイドメンバリア、および当該後端部よりも前側の部分を構成するリアサイドメンバフロントを含む。
  ところで、車両の衝突安全性の維持と軽量化とを両立させるために、車体構造を形成する鋼板の高強度化および薄肉化が進められている。上記のフロント構造、リア構造およびキャビン構造を構成するフレームについても、薄肉化された高強度鋼板に置き換えることが進められている。具体的には、衝突エネルギー吸収量および耐荷重性能の少なくともいずれかが、従来の鋼板により形成されるフレームと同等になるように、高強度鋼板により形成されるフレームの板厚が従来の鋼板により形成されるフレームよりも薄く設定される。これにより、高強度フレームの衝突性能を従来フレームと同等に維持しつつ、フレームの重量を低減させることができる。
＜２．車両用フレームの構成＞
（フレームの構成要素）
  図１は、本発明の一実施形態に係る車両用フレーム１と他部材とが接合された状態を示す斜視図である。図２は、その状態の平面図であり、図３は、その状態の側面図である。図１～図３に示す例における車両用フレーム１はフロントサイドメンバであり、フロントサイドメンバの前端はクラッシュボックス３０を介して、バンパービーム４０に接合されている。通常、フロントサイドメンバは、キャビン部の前方に左右対称に２本配置されており、図１～図３では、その２本の中の１本のみが図示されている。なお、車両用フレーム１は車両用構造部材の一例であり、以下単にフレーム１と記載する。フレーム１はフロント構造およびリア構造に係る部材に適用されることが好ましいが、車両用フレーム１をキャビン構造に係る部材に適用することも可能である。また、当該車両用構造部材は、自動車のみならず、他の車両および自走可能な機械にも適用可能である。他の車両および自走可能な機械には、例えば、二輪車両、バスまたは牽引車等の大型車両、トレーラー、鉄道車両、建設機械、鉱山機械、農業機械、一般機械、および船舶等が含まれる。
　図４～図８に示すように本実施形態のフレーム１は、金属製の中空部材１０と、中空部材１０の内方に配置された複数の補強部材２０を備えている。
　本実施形態の中空部材１０は、長尺の構造部材の一例であり、部材長手方向（本実施形態ではＸ方向）に垂直な断面の形状が矩形状となった部材である。本実施形態の中空部材１０は一体物として形成された角管状のものであるが、中空部材１０は、例えば平板状のクロージングプレートと、断面がハット形状の部材とが接合されることで構成されていてもよい。すなわち、中空部材１０は、部材長手方向Ｘに垂直な断面において、矩形状の閉断面空間を有するように構成されていれば、その構成は特に限定されない。但し、後述するように、中空部材１０の部材長手方向Ｘに垂直な断面において、その外形寸法上の最小幅Ｗminは、当該外形寸法上の最大幅Ｗmaxの３０％以上の長さとなるように構成される。
　図６に示すように、本実施形態の中空部材１０は４つの平面部１１ａ～１１ｄを有している。以降の説明では、それらの４つの平面部１１ａ～１１ｄのうち、図６において上側に位置する平面部を天面部１１ａ、右側に位置する平面部を側面部１１ｂ、下側に位置する平面部を底面部１１ｃ、左側に位置する平面部を側面部１１ｄと称す。また、天面部１１ａと側面部１１ｂとの境界となる部分である両平面部１１ａ、１１ｂの接続部を稜線部１１ｅ、側面部１１ｂと底面部１１ｃとの境界となる部分である両平面部１１ｂ、１１ｃの接続部を稜線部１１ｆ、底面部１１ｃと側面部１１ｄとの境界となる部分である両平面部１１ｃ、１１ｄの接続部を稜線部１１ｇ、側面部１１ｄと天面部１１ａとの境界となる部分である両平面部１１ｄ、１１ａの接続部を稜線部１１ｈと称す。
  中空部材１０は、金属板により形成される。金属板の種類は特に限定されないが、例えば鋼板等の金属板により形成されることが好ましい。また、衝突性能の観点から中空部材１０の板厚は、バス等の大型の車両で多く用いられるフレーム構造では６．０ｍｍ以下が好ましく、通常のサイズの車両で多く用いられるモノコック構造車両では３．２ｍｍ以下であることが好ましい。必要に応じて、板厚の下限を０．８ｍｍ、１．０ｍｍ又は１．２ｍｍとしてもよい。また、中空部材１０を構成する金属板の引張強さ（以下「中空部材１０の引張強さ」という。）は特に限定されない。ただし、軽量化により低減し得るフレーム１の全体的な強度を補うために、中空部材１０の引張強さは５９０ＭＰａ以上であることが好ましい。また、中空部材１０の引張強さは９８０ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。必要に応じて、中空部材１０の引張強さの上限を、２０００ＭＰａ又は１５００ＭＰａとしてもよい。
　中空部材１０の内方に配置された補強部材２０としては、第１の補強部材２０Ａと、第２の補強部材２０Ｂがある。
　図５および図６に示すように、第１の補強部材２０Ａは、板状に形成されており、矩形状の板面２０ａが中空部材１０の部材長手方向Ｘに垂直な断面の形状と略相似形をなしている。本実施形態の第１の補強部材２０Ａは、板面２０ａの長辺にフランジ２１ｂ、２１ｄが形成され、板面２０ａの短辺が中空部材１０の天面部１１ａおよび底面部１１ｃの内面に密接する形状を有している。第１の補強部材２０Ａは、板面２０ａが中空部材１０の部材長手方向Ｘに垂直となる向きで、フランジ２１ｂが中空部材１０の側面部１１ｂの内面に、フランジ２１ｄが中空部材１０の側面部１１ｄの内面にそれぞれ接合されている。なお、図６に示す部材長手方向Ｘに垂直な断面において、中空部材１０の側面部１１ｂ、１１ｄの長さは、天面部１１ａおよび底面部１１ｃの長さよりも長くなっている。すなわち、本実施形態においては、側面部１１ｂ、１１ｄが中空部材１０の長辺に相当し、天面部１１ａおよび底面部１１ｃが短辺に相当する。したがって、第１の補強部材２０Ａは、中空部材１０の長辺と短辺のうち長辺にのみ接合されている。このように固定された第１の補強部材２０Ａは、部材長手方向Ｘに垂直な断面における中空部材１０の内方空間を覆う、いわゆるバルクヘッドとして機能する。
　図７および図８に示すように、第２の補強部材２０Ｂは、板状に形成されており、矩形状の板面２０ａが中空部材１０の部材長手方向Ｘに垂直な断面の形状と略相似形をなしている。本実施形態の第２の補強部材２０Ｂは、板面２０ａの短辺にフランジ２１ａ、２１ｃが形成され、板面２０ａの長辺が中空部材１０の側面部１１ｂ、１１ｄの内面に密接する形状を有している。第２の補強部材２０Ｂは、板面２０ａが中空部材１０の部材長手方向Ｘに垂直となる向きで、フランジ２１ａが中空部材１０の天面部１１ａの内面に、フランジ２１ｃが中空部材１０の底面部１１ｃの内面にそれぞれ接合されている。したがって、第２の補強部材２０Ｂは、中空部材１０の長辺と短辺のうち短辺にのみ接合されている。このように固定された第２の補強部材２０Ｂは、部材長手方向Ｘに垂直な断面における中空部材１０の内方空間を覆う、いわゆるバルクヘッドとして機能する。
　なお、補強部材２０の形状は、中空部材１０の形状や、中空部材１０との接合方法等に応じ、補強部材２０がバルクヘッドとして機能するように適宜変更されるものである。例えば、矩形状の板面２０ａを有する補強部材２０の各辺にフランジを形成することなく、当該板面２０ａを直接中空部材１０の内面に接合しても良い。また、接合範囲は必ずしも補強部材２０の長辺あるいは短辺の全てでなくても良く、例えば、補強部材２０が接着の場合には、各辺の長さの５０％以上が中空部材１０の内面に接合されていれば良い。補強部材２０が溶接（例えば、スポット溶接など）、または機械的な接合（例えば、ボルト接合又はリベット接合など）の場合には、各辺の１箇所以上が中空部材１０の内面に接合されていれば良い。
（補強部材の例）
　補強部材２０としてＦＲＰ部材を用いることができる。ここで、ＦＲＰ部材は、マトリックス樹脂と、該マトリックス樹脂中に含有され、複合化された強化繊維材料からなる、繊維強化樹脂部材を意味する。
　強化繊維材料としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維を用いることができる。他にも、強化繊維材料として、ボロン繊維、シリコンカーバイド繊維、アラミド繊維等を用いることができる。ＦＲＰ部材に用いられるＦＲＰにおいて、強化繊維材料の基材となる強化繊維基材としては、例えば、チョップドファイバーを使用した不織布基材や連続繊維を使用したクロス材、一方向強化繊維基材（ＵＤ材）等を使用することができる。これらの強化繊維基材は、強化繊維材料の配向性の必要に応じて、適宜選択され得る。
　ＣＦＲＰ部材は、強化繊維材料として炭素繊維を用いたＦＲＰ部材である。炭素繊維としては、例えば、ＰＡＮ系またはピッチ系のものが使用できる。炭素繊維を用いることにより、重量に対する強度等を効率よく向上させることができる。
　ＧＦＲＰ部材は、強化繊維材料としてガラス繊維を用いたＦＲＰ部材である。炭素繊維よりも機械的特性に劣るが、金属部材の電蝕を抑制することができる。
　ＦＲＰ部材に用いられるマトリックス樹脂として、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂のいずれも使用することができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、並びにビニルエステル樹脂等があげられる。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）およびその酸変性物、ナイロン６およびナイロン６６等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタラートおよびポリブチレンテレフタラート等の熱可塑性芳香族ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテルおよびその変性物、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、塩化ビニル、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、並びにフェノキシ樹脂等があげられる。なお、マトリックス樹脂は、複数種類の樹脂材料により形成されていてもよい。
　金属部材への適用を考慮すると、加工性、生産性の観点から、マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。さらに、マトリックス樹脂としてフェノキシ樹脂を用いることで、強化繊維材料の密度を高くすることができる。また、フェノキシ樹脂は熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂と分子構造が酷似しているためエポキシ樹脂と同程度の耐熱性を有する。また、硬化成分をさらに添加することにより、高温環境への適用も可能となる。硬化成分を添加する場合、その添加量は、強化繊維材料への含浸性、ＦＲＰ部材の脆性、タクトタイムおよび加工性等とを考慮し、適宜決めればよい。
（接着樹脂層）
　補強部材２０がＦＲＰ部材等により形成される場合、ＦＲＰ部材と金属部材（上記実施形態では中空部材１０）との間に接着樹脂層が設けられ、該接着樹脂層によりＦＲＰ部材と金属部材とが接合されてもよい。
　接着樹脂層を形成する接着樹脂組成物の種類は特に限定されない。例えば、接着樹脂組成物は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれかであってもよい。熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂の種類は特に限定されない。例えば、熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィンおよびその酸変性物、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタラートやポリブチレンテレフタラート等の熱可塑性芳香族ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテルおよびその変性物、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシメチレン、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、並びにポリエーテルケトンケトン等から選ばれる１種以上を使用することができる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、およびウレタン樹脂から選ばれる１種以上を使用することができる。
　接着樹脂組成物は、ＦＲＰ部材を構成するマトリックス樹脂の特性、補強部材２０の特性または金属部材の特性に応じて適宜選択され得る。例えば、接着樹脂層として極性のある官能基を有する樹脂や酸変性などを施された樹脂を用いることで、接着性が向上する。
　このように、上述した接着樹脂層を用いてＦＲＰ部材を金属部材に接着させることにより、ＦＲＰ部材と金属部材との密着性を向上させることができる。そうすると、金属部材に対し荷重が入力された際の、ＦＲＰ部材の変形追従性を向上させることができる。この場合、金属部材の変形体に対するＦＲＰ部材の効果をより確実に発揮させることが可能となる。
　なお、接着樹脂層を形成するために用いられる接着樹脂組成物の形態は、例えば、粉体、ワニス等の液体、フィルム等の固体とすることができる。
　また、接着樹脂組成物に架橋硬化性樹脂および架橋剤を配合して、架橋性接着樹脂組成物を形成してもよい。これにより接着樹脂組成物の耐熱性が向上するため、高温環境下での適用が可能となる。架橋硬化性樹脂として、例えば２官能性以上のエポキシ樹脂や結晶性エポキシ樹脂を用いることができる。また、架橋剤として、アミンや酸無水物等を用いることができる。また、接着樹脂組成物には、その接着性や物性を損なわない範囲において、各種ゴム、無機フィラー、溶剤等その他添加物が配合されてもよい。
　ＦＲＰ部材の金属部材への複合化は、種々の方法により実現される。例えば、ＦＲＰ部材となるＦＲＰまたはその前駆体であるＦＲＰ成形用プリプレグと、金属部材とを、上述した接着樹脂組成物で接着し、該接着樹脂組成物を固化（または硬化）させることで得られる。この場合、例えば、加熱圧着を行うことにより、ＦＲＰ部材と金属部材とを複合化させることができる。
　上述したＦＲＰまたはＦＲＰ成形用プリプレグの金属部材への接着は、部品の成形前、成形中または成形後に行われ得る。例えば、被加工材である金属材料を金属部材に成形した後に、ＦＲＰまたはＦＲＰ成形用プリプレグを該金属部材に接着しても良い。また、被加工材にＦＲＰまたはＦＲＰ成形用プリプレグを加熱圧着により接着した後に、ＦＲＰ部材が接着された該被加工材を成形して複合化された金属部材を得てもよい。ＦＲＰ部材のマトリクス樹脂が熱可塑性樹脂であれば、ＦＲＰ部材が接着された部分について曲げ加工等の成形を行うことも可能である。また、ＦＲＰ部材のマトリクス樹脂が熱可塑樹脂である場合、加熱圧着工程と成形工程とが一体となった複合一括成形が行われてもよい。
　なお、ＦＲＰ部材と金属部材との接合方法は、上述した接着樹脂層による接着に限られない。例えば、ＦＲＰ部材と金属部材とは、機械的に接合されてもよい。より具体的には、ＦＲＰ部材と金属部材のそれぞれ対応する位置に締結用の孔が形成され、これらがボルトやリベット等の締結手段により当該孔を介して締結されることにより、ＦＲＰ部材と金属部材とが接合されていてもよい。他にも公知の接合手段によってＦＲＰ部材と金属部材とが接合されてもよい。また、複数の接合手段により複合的にＦＲＰ部材と金属部材とが接合されてもよい。例えば、接着樹脂層による接着と、締結手段による締結とが複合的に用いられてもよい。
　補強部材２０としては、ＦＲＰ部材のほかに、種々の材料が用いられ得る。例えば、補強部材２０は、硬質ポリウレタンフォーム等により形成される発泡性樹脂等、上述した樹脂組成物以外の樹脂組成物で形成されてもよい。また、補強部材２０は、鋼材やアルミニウム合金部材、マグネシウム合金部材等であってもよい。また、金属部材との接合方法は溶接に限られず、種々の適切な接合方法を用いることができる。
（金属部材およびその表面処理）
　本発明に係る金属部材は、めっきされていてもよい。これにより、耐食性が向上する。特に、金属部材が鋼材である場合は、より好適である。めっきの種類は特に限定されず、公知のめっきを用いることができる。例えば、めっき鋼板（鋼材）として、溶融亜鉛めっき鋼板、溶融合金化亜鉛めっき鋼板、Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ系合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、電気Ｚｎ－Ｎｉ系合金めっき鋼板等が用いられ得る。
　また、金属部材は、表面に化成処理とよばれる皮膜が被覆されていてもよい。これにより、耐食性がより向上する。化成処理として、一般に公知の化成処理を用いることができる。例えば、化成処理として、りん酸亜鉛処理、クロメート処理、クロメートフリー処理等を用いることができる。また、上記皮膜は、公知の樹脂皮膜であってもよい。
　また、金属部材は、一般に公知の塗装が施されているものであってもよい。これにより、耐食性がより向上する。塗装として、公知の樹脂を用いることができる。例えば、塗装として、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂またはふっ素系樹脂等を主樹脂としたものを用いることができる。また、塗装には、必要に応じて、一般に公知の顔料が添加されていてもよい。また、塗装は、顔料が添加されていないクリヤー塗装であってもよい。かかる塗装は、ＦＲＰ部材を複合化する前に予め金属部材に施されていてもよいし、ＦＲＰ部材を複合化した後に金属部材に施されてもよい。また、予め金属部材に塗装が施されたのちにＦＲＰ部材が複合化され、さらにその後塗装が施されてもよい。塗装に用いられる塗料は、溶剤系塗料、水系塗料または紛体塗料等であってもよい。塗装の施工方法として、一般に公知の方法が適用され得る。例えば、塗装の施工方法として、電着塗装、スプレー塗装、静電塗装または浸漬塗装等が用いられ得る。電着塗装は、金属部材の端面や隙間部を被覆するのに適しているため、塗装後の耐食性に優れる。また、塗装前に金属部材の表面にりん酸亜鉛処理やジルコニア処理等の一般に公知の化成処理を施すことにより、塗膜密着性が向上する。
＜３．補強部材の配置例＞
　図４に示すように、複数の補強部材２０は、中空部材１０の部材長手方向Ｘの端部から部材長手方向Ｘの全域にわたって間隔をおいて配置されている。詳述すると、本実施形態においては図９および図１０に示すように、中空部材１０の前端１０ａから後端１０ｂにかけて、中空部材１０の内方空間を隔てるようにして第１の補強部材２０Ａと第２の補強部材２０Ｂが間隔Ｐをおいて交互に配置されている。なお、中空部材１０の荷重入力側の端部（本実施形態では前端１０ａ）に最も近い位置に配置される補強部材２０は、第２の補強部材２０Ｂであってもよいが、エネルギー吸収性能を効果的に向上させるという観点では第１の補強部材２０Ａであることが好ましい。
　ここで、本明細書では、中空部材１０の部材長手方向Ｘに垂直な断面における中空部材１０の外形寸法上の最小幅と最大幅を基準として用いる。本実施形態の場合、図６に示す略矩形断面の短辺における外形寸法が最小幅Ｗminであり、略矩形断面の長辺における外形寸法幅が最大幅Ｗmaxとなる。本実施形態の中空部材１０の断面においては、対向する一対の短辺、及び、対向する一対の長辺は互いに等しく構成されている。ここで、中空部材１０の部材長手方向Ｘに垂直な断面において、その外形寸法上の最小幅Ｗminは、当該外形寸法上の最大幅Ｗmaxの３０％以上の長さとなるように構成される。外形寸法上の最小幅Ｗminと該外形寸法上の最大幅Ｗmaxの比（即ち、断面の偏平比）に関し、最小幅Ｗminが最大幅Ｗmaxの３０％以上の長さでない場合、中空部材１０が安定して軸圧潰変形しない恐れがあり、衝撃吸収部材として有効でない。必要に応じて、最小幅Ｗminを最大幅Ｗmaxの３５％又は４０％以上としてもよい。なお、その定義から、最小幅Ｗminは最大幅Ｗmaxより大きくなることはない。
　中空部材１０の内方に配置された各補強部材２０の間隔Ｐは、中空部材１０の外形寸法上の最小幅Ｗminの０．４６倍～１．８４倍の長さとなっている。すなわち、本実施形態においては、中空部材１０の外形寸法上の最小幅Ｗminの０．４６倍～１．８４倍の間隔Ｐで、中空部材１０の部材長手方向Ｘに沿って第１の補強部材２０Ａと第２の補強部材２０Ｂが交互に配置されている。また、部材長手方向Ｘにおいて変化する形状の中空部材１０の場合は、部材長手方向Ｘに垂直な断面の面積が最も小さい位置における中空部材１０の断面形状を基準として上記最小幅Ｗminを定義する。
　図１１および図１２は補強部材２０が設けられていない場合の中空部材１０の座屈箇所における変形状態を示す図であるが、中空部材１０の部材長手方向Ｘの端部に高荷重が入力されると、中空部材１０には、図１１のような変形が生じる座屈箇所と、図１２のような変形が生じる座屈箇所がそれぞれ現れる。
　荷重入力時においては、中空部材１０の長辺と短辺のうち、長辺の方が変形しやすいことから、荷重入力側の端部に最も近い座屈箇所においては、中空部材１０が図１１のように変形しやすい。本実施形態の場合は、中空部材１０の前端１０ａに最も近い座屈箇所で、図１１のように中空部材１０の長辺と短辺のうち長辺に相当する側面部１１ｂ、１１ｄが内方に凹み、短辺に相当する天面部１１ａおよび底面部１１ｃが外方に突出する変形が生じやすい。そして、当該座屈箇所の次の座屈箇所においては、図１２のように中空部材１０の長辺と短辺のうち短辺に相当する天面部１１ａおよび底面部１１ｃが内方に凹み、長辺に相当する側面部１１ｂ、１１ｄが外方に突出する変形が生じやすい。また、図１２のような変形が生じる座屈箇所の次の座屈箇所においては、再度図１１のような変形が生じる座屈箇所が現れる。このように、補強部材２０が設けられていない中空部材１０においては、図１１のような変形が生じる座屈箇所と、図１２のような変形が生じる座屈箇所が部材長手方向Ｘに沿って交互に現れる。
　一方、本実施形態においては、中空部材１０の長辺にのみ接合された第１の補強部材２０Ａと、中空部材１０の短辺にのみ接合された第２の補強部材２０Ｂが、部材長手方向Ｘに沿って順に配置されている。さらに、各補強部材２０が配置される間隔Ｐが中空部材１０の外形寸法上の最小幅Ｗminの０．４６倍～１．８４倍の長さとなっている。このように各補強部材２０が配置されることで、図１１のような変形が生じる箇所においては、第１の補強部材２０Ａにより側面部１１ｂ、１１ｄが補強され、図１２のような変形が生じる箇所においては、第２の補強部材２０Ｂにより天面部１１ａおよび底面部１１ｃが補強される。これにより、図１１のような変形が生じる箇所においては、中空部材１０の側面部１１ｂ、１１ｄの内方への凹みを抑えることができ、図１２のような変形が生じる箇所においては、天面部１１ａおよび底面部１１ｃの内方への凹みを抑えることができる。
　この結果、後述の実施例でも示すように、中空部材１０に安定的に軸圧潰変形を発生させることができ、エネルギー吸収性能を向上させることができる。なお、後述の実施例で示すように、中空部材１０の天面部１１ａ、側面部１１ｂ、１１ｄおよび底面部１１ｃを含む中空部材１０の内面全周に補強部材２０を接合した場合には軸圧潰変形を安定的に発生させることはできない。
　一方で、各補強部材２０の間隔Ｐが中空部材１０の外形寸法上の最小幅Ｗminの０．４６倍～１．８４倍を満たさない場合、中空部材１０に安定的な軸圧潰変形は生じない恐れがある。間隔Ｐが中空部材１０の外形寸法上の最小幅Ｗminの０．４６倍よりも短い場合、剛性が高くなり過ぎるため、各補強部材２０間で座屈が起こらない恐れがある。間隔Ｐが中空部材１０の外形寸法上の最小幅Ｗminの１．８４倍超である場合、各補強部材２０間が長すぎるため１箇所での横折れ変形が生じ、軸圧潰変形とはならない恐れがある。必要に応じて、各補強部材２０の間隔Ｐの下限を、中空部材１０の外形寸法上の最小幅Ｗminの０．５５倍、０．６５倍又は０．８０倍としてもよい。必要に応じて、各補強部材２０の間隔Ｐの上限を、中空部材１０の外形寸法上の最小幅Ｗminの１．６０倍、１．４０倍、１．２０倍、１．１０倍又は１．００倍としてもよい。
　また、エネルギー吸収性能についての重量効率を高める観点においては、補強部材２０の板厚は０．２～３．６ｍｍであることが好ましい。補強部材２０の板厚の下限を０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ又は０．８ｍｍとしてもよい。板厚の上限を３．２ｍｍ、２．８ｍｍ、２．０ｍｍ又は１．６ｍｍとしてもよい。また、同様の観点において、補強部材２０を構成する部材の引張強さ（以下「補強部材２０の引張強さ」という。）は１００ＭＰａ以上であることが好ましい。補強部材２０の強度および軽量化をさらに高める観点から、補強部材２０の引張強さは９８０ＭＰａ以上であることがより好ましい。必要に応じて、引張強さの上限を２５００ＭＰａ又は２０００ＭＰａとしてもよい。
　以上、本実施形態に係る補強部材２０の配置について説明したが、補強部材２０の配置は図４に示した例に限定されない。例えば図１３に示すように、各補強部材２０は、部材長手方向Ｘの全域にわたって配置されていなくてもよい。図１３に示す例では、中空部材１０の部材長手方向Ｘの中央位置を境界とした前部と後部のうち、補強部材２０は、荷重入力側の端部（本実施形態では前端１０ａ）がある前部にのみ配置されている。この場合であっても、第１の補強部材２０Ａと第２の補強部材２０Ｂが交互に配置されており、各補強部材２０が配置された領域においては、荷重入力時に安定的に軸圧潰変形を発生させることができる。荷重入力時に安定的に軸圧潰変形を発生させるとの観点からは、中空部材１０の部材長手方向Ｘの前部において、荷重入力側の端部（前端１０ａ）から間隔Ｐでもって３枚以上の補強部材２０が配置されていれば良い。また、中空部材１０の部材長手方向Ｘにおいて、荷重入力側の端部（前端１０ａ）から長さ１５％、２０％、３０％の範囲内に補強部材２０が配置されることが好ましい。補強部材２０の枚数を４枚以上、５枚以上又は６枚以上とすることがより好ましい。
　また、前述の実施形態において、各補強部材２０の間隔Ｐは、中空部材１０の部材長手方向Ｘに沿って一定となっているが、間隔Ｐが中空部材１０の外形寸法上の最小幅Ｗminの０．４６倍～１．８４倍の範囲内にあれば、間隔Ｐは図１４に示すように部材長手方向Ｘに沿って一定でなくてもよい。図１４に示す例では、中空部材１０の部材長手方向Ｘにおける前部に配置された補強部材２０の間隔と、後部に配置された補強部材２０の間隔が異なっている。
　また、中空部材１０の形状は、車両用構造部材の用途に応じて適宜変更されるものであるが、中空部材１０の形状に応じて曲げ変形が生じやすい部分と、その他の部分とで、補強部材２０の間隔Ｐや板厚、強度等を変えることによって曲げ変形が生じやすい部分を重点的に補強してもよい。これにより、従来、曲げ変形が発生し、必ずしもエネルギー吸収効率が高くなかった部位において、エネルギー吸収効率が高い軸圧潰変形を発生させることができる。本明細書においては、そのような曲げ変形が生じやすい部分を“曲げ誘起部”と称す。
　曲げ誘起部に配置された補強部材２０の間隔Ｐは、曲げ誘起部以外の部分に配置された補強部材２０の間隔Ｐよりも狭いことが好ましい。これにより、曲げ誘起部における補強効果が高まり、より安定的に軸圧潰変形を発生させることができる。同様の理由で、曲げ誘起部に配置された補強部材２０の板厚は、曲げ誘起部以外の部分に配置された補強部材２０の板厚よりも厚いことが好ましい。また、同様の理由で、曲げ誘起部に配置された補強部材２０の引張強さは、曲げ誘起部以外の部分に配置された補強部材２０の引張強さよりも大きいことが好ましい。また、上記のような曲げ誘起部における間隔Ｐ、板厚および引張強さ等の設定方法は適宜組み合わせられていてもよい。
＜４．曲げ誘起部の例＞
　次に、中空部材１０に設けられる曲げ誘起部の例について説明する。例えば中空部材１０に設けられる穴部、凹部、凸部、板厚変化部、および異強度部等が、曲げ誘起部としての機能を実現する。穴部、凹部、凸部、および板厚変化部のいずれかが設けられた部分は、中空部材１０の部材長手方向Ｘで中空部材１０の断面係数が変化する部分である。中空部材１０の部材長手方向Ｘで断面係数が変化する部分においては、同一の曲げモーメントにより中空部材１０に生じる曲げ応力が変化するので、当該部分において中空部材１０の曲げが誘起される。より具体的には、部材長手方向Ｘで中空部材１０のうち断面係数が相対的に小さい部分については、当該部分における曲げ応力が相対的に大きくなるので、当該部分において屈曲が生じる。また、部材長手方向Ｘで中空部材１０のうち断面係数が相対的に大きい部分については、当該部分の中空部材１０の部材長手方向Ｘの前後における領域を含む部分の断面係数が相対的に小さくなる。したがって、当該領域と上記断面係数が相対的に大きい部分との境界部分において屈曲が生じる。
　また、異強度部は、中空部材１０の部材長手方向Ｘで中空部材１０の降伏強度が変化する部分である。中空部材１０の部材長手方向Ｘで降伏強度が変化する部分においては、当該部分における中空部材１０の塑性変形が誘起される。例えば、部材長手方向Ｘで中空部材１０のうち降伏強度が相対的に小さい部分については、当該部分における塑性変形が中空部材１０において最初に生じるため、当該部分において屈曲が生じる。また、部材長手方向Ｘで中空部材１０のうち降伏強度が相対的に大きい部分については、当該部分の中空部材１０の部材長手方向Ｘの前後における領域を含む部分の降伏強度が相対的に小さくなる。したがって、当該領域と上記降伏強度が相対的に大きい部分との境界部分において屈曲が生じる。
　また、中空部材１０において、前述した曲げ誘起部としての機能を実現する穴部、凹部、凸部、板厚変化部、および異強度部等を含む部分がないとしても、中空部材１０に加わる荷重入力の方向がある程度特定できる場合は、中空部材１０と接合する周辺部材の拘束の影響を受けて、中空部材内に曲げモーメントが最大となる領域が存在し、当該領域で屈曲が生じる。そのため中空部材１０に発生する曲げモーメントを特定できる場合は、曲げモーメントが最大となる領域も曲げ誘起部としての機能を有している。
　以下、中空部材１０に設けられる曲げ誘起部の具体例について説明する。
　（穴部）
　図１５は、本実施形態に係る中空部材１０Ａに設けられる穴部の例を説明するための中空部材１０Ａの断面図である。図１５に示すように、側面部１１ｂには穴部５０が設けられている。穴部５０が設けられた部分における中空部材１０Ａの断面係数は、穴部５０が設けられた部分の前後における部分の中空部材１０Ａの断面係数よりも低い。したがって、図１５に示す衝突荷重Ｆが中空部材１０Ａに入力された場合、中空部材１０Ａは、穴部５０が設けられた部分において、穴部５０が曲げ内側となるように屈曲する。すなわち、中空部材１０Ａの部材長手方向Ｘにおいて、中空部材１０Ａのうち穴部５０が設けられた部分が、中空部材１０Ａに設けられる曲げ誘起部となる。
　また、穴部の形状および配置については、上述した例に限られない。図１６～図１９は、本実施形態に係る中空部材１０Ａに設けられる穴部の他の例を示す模式図である。図１６に示すように、円形の穴部５０ａが側面部１１ｂに設けられてもよい。また、図１７に示すように、複数の穴部５０ｂが側面部１１ｂに設けられてもよい。この場合、例えば、複数の穴部５０ｂが、中空部材１０Ａの部材長手方向Ｘに横切る方向に並んで設けられてもよい。この場合、衝突荷重の入力時において、穴部５０ｂが曲げの起点として、中空部材１０Ａが側面部１１ｂ側に曲げ変形しやすくなる。
　また、図１８に示すように、中空部材１０Ａの部材長手方向Ｘに横切る方向に延在する穴部５０ｃが側面部１１ｂに設けられてもよい。この場合、衝突荷重の入力時において、穴部５０ｃが曲げの起点として、中空部材１０Ａが側面部１１ｂ側に曲げ変形する。なお、穴部５０ｃの形状は、図１８に示す角丸矩形に限定されず、あらゆる形状であってもよい。なお、上述した中空部材１０Ａの部材長手方向Ｘに横切る方向は、図１６～図１８に示すような、中空部材１０Ａの部材長手方向Ｘに直交する方向に限定されない。
また、穴部５０の設けられる部分は側面部１１ｂに限られない。例えば、天面部１１ａ、底面部１１ｃ、または側面部１１ｄに穴部５０が設けられてもよい。
　また、図１９に示すように、穴部５０ｄが稜線部１１ｅに設けられてもよい。これにより、中空部材１０Ａのうち部材長手方向Ｘで穴部５０ｄが設けられた部分の断面係数が顕著に低下するので、穴部５０ｄが設けられた部分が曲げの起点として曲げ変形しやすくなる。
（凹部）
　図２０は、本実施形態に係る中空部材に設けられるビード部の例を説明するための中空部材１０Ｂの断面図である。なお、ビード部５１は、本実施形態における凹部の一例である。図２０に示すように、側面部１１ｂにはビード部５１が設けられている。ビード部５１が設けられた部分における中空部材１０Ｂの断面係数は、ビード部５１が設けられた部分の前後における部分の中空部材１０Ｂの断面係数よりも低い。したがって、図２０に示す衝突荷重Ｆが中空部材１０Ｂに入力された場合、中空部材１０Ｂはビード部５１が設けられた部分において、ビード部５１が曲げ内側となるように屈曲する。すなわち、中空部材１０Ｂの部材長手方向Ｘにおいて、中空部材１０Ｂのうちビード部５１が設けられた部分が、中空部材１０Ｂに設けられる曲げ誘起部となる。
　なお、凹部の形状および配置については、上述した例に限られない。図２１～図２４は、本実施形態に係る中空部材１０Ｂに設けられる凹部の他の例を示す模式図である。ここでいう凹部とは、エンボスやビードなどの、中空部材１０Ｂの側面部１１ｂ等に設けられる窪み部分を意味する。図２１に示すように、円形の凹部５１ａが側面部１１ｂに設けられてもよい。
　また、図２２に示すように、複数の凹部５１ｂが側面部１１ｂに設けられてもよい。この場合、例えば、複数の凹部５１ｂが、中空部材１０Ｂの部材長手方向Ｘに横切る方向に並んで設けられてもよい。この場合、衝突荷重の入力時において、複数の凹部５１ｂが曲げの起点として、中空部材１０Ｂが側面部１１ｂ側に曲げ変形しやすくなる。
　また、図２３に示すように、中空部材１０Ｂの部材長手方向Ｘに横切る方向に延在するビード部５１ｃが側面部１１ｂに設けられてもよい。この場合、衝突荷重の入力時において、ビード部５１ｃが曲げの起点として、中空部材１０Ｂが側面部１１ｂ側に曲げ変形される。なお、ビード部５１ｃの形状は、図２３に示す角丸矩形に限定されず、あらゆる形状であってもよい。
なお、上述した中空部材１０Ｂの部材長手方向Ｘに横切る方向は、図２３に示すような、中空部材１０Ｂの部材長手方向Ｘに直交する方向に限定されない。
また、凹部５１の設けられる部分は側面部１１ｂに限られない。例えば、天面部１１ａ、底面部１１ｃ、または側面部１１ｄに凹部５１が設けられてもよい。
　また、図２４に示すように、凹部５１ｄが稜線部１１ｅに設けられてもよい。これにより、中空部材１０Ｂのうち部材長手方向Ｘで凹部５１ｄが設けられた部分の断面係数が顕著に変化するので、凹部５１ｄが設けられた部分が曲げの起点として曲げ変形しやすくなる。
　図２５は、本実施形態に係る中空部材１０Ｂに設けられる凹部の他の例を示す模式図である。図２５に示すように、中空部材１０Ｂの部材長手方向Ｘに延在する凹部５１ｅ、５１ｆが、中空部材１０Ｂの部材長手方向Ｘに沿って並んで設けられてもよい。この場合、中空部材１０Ｂのうち、部材長手方向Ｘにおける凹部５１ｅと凹部５１ｆとの間の部分５１０で曲げが生じる。すなわち、中空部材１０Ｂのうち、凹部５１ｅ、５１ｆが設けられた部分と、凹部５１ｅと凹部５１ｆとの間の部分５１０とでは断面係数が異なるので、衝突荷重の入力時において、当該部分５１０を曲げの起点として曲げ変形が生じる。また、当該部分５１０には、凹部、後述する凸部、薄肉部または異強度部等が形成されていてもよい。なお、凹部５１ｅおよび凹部５１ｆは、図２５に示すように、必ずしも直列に並んでいなくてもよい。また、凹部５１ｅおよび凹部５１ｆは、必ずしも中空部材１０Ｂの部材長手方向Ｘに延在していなくてもよい。
（凸部）
　図２６は、本実施形態に係る中空部材１０Ｃに設けられる凸部の例を説明するための中空部材１０Ｃの断面図である。図２６に示すように、側面部１１ｂには凸部５２が設けられている。凸部５２が設けられた部分における中空部材１０Ｃの断面係数は、凸部５２が設けられた部分の前後における部分の中空部材１０Ｃの断面係数よりも高い。したがって、図２６に示す衝突荷重Ｆが中空部材１０Ｃに入力された場合、中空部材１０Ｃの部材長手方向Ｘにおける凸部５２の前後の領域６ａまたは領域６ｂのうち、最も断面係数が低くなる部分において、凸部５２が曲げ内側となるように屈曲する。なお、この領域６ａおよび領域６ｂは、Ｙ方向における、中空部材１０Ｃの断面係数の変化が生じる領域である。すなわち、中空部材１０Ｃの部材長手方向Ｘにおいて、中空部材１０Ｃのうち凸部５２およびその前後の領域６ａおよび領域６ｂを含む部分が、中空部材１０Ｃに設けられる曲げ誘起部となる。
　なお、図２６に示した例では、側面部１１ｂに凸部５２が設けられるとしたが、例えば、凸部５２は、例えば天面部１１ａ、底面部１１ｃまたは側面部１１ｄに設けられてもよい。より具体的に説明すると、凸部５２が、中空部材１０Ｃの部材長手方向Ｘの一部における同一断面上において天面部１１ａ、底面部１１ｃ、または側面部１１ｄに設けられた場合、中空部材１０Ｃの部材長手方向Ｘにおける断面係数は、凸部５２が設けられた部分で変化するので、中空部材１０Ｃの曲げが、凸部５２が設けられた部分において生じ得る。したがって、この場合においても、凸部５２は曲げ誘起部となる。
　また、凸部の形状および配置については、上述した例に限られない。図２７～図３０は、本実施形態に係る中空部材１０Ｃに設けられる凸部の他の例を示す模式図である。ここでいう凸部は、例えば、中空部材１０Ｃの加工等により実現される。すなわち、かかる凸部は、中空部材１０Ｃを構成する鋼板の一部を変形させて設けられるものであってもよい。図２７に示すように、円形の凸部５２ａが側面部１１ｂに設けられてもよい。
　また、図２８に示すように、複数の凸部５２ｂが側面部１１ｂに設けられてもよい。この場合、例えば、複数の凸部５２ｂが、中空部材１０Ｃの部材長手方向Ｘに横切る方向に並んで設けられてもよい。この場合、衝突荷重の入力時において、中空部材１０Ｃの部材長手方向Ｘにおける複数の凸部５２ｂの前後の領域のいずれかが曲げの起点として、中空部材１０Ｃが側面部１１ｂ側に曲げ変形しやすくなる。
　また、図２９に示すように、中空部材１０Ｃの部材長手方向Ｘに横切る方向に延在する凸部５２ｃが側面部１１ｂに設けられてもよい。この場合、衝突荷重の入力時において、中空部材１０Ｃの部材長手方向Ｘにおける凸部５２ｃの前後の領域のいずれかが曲げの起点として、中空部材１０Ｃが側面部１１ｂ側に曲げ変形される。なお、凸部５２ｃの形状は、図２９に示す角丸矩形に限定されず、あらゆる形状であってもよい。なお、上述した中空部材１０Ｃの部材長手方向Ｘに横切る方向は、図２９に示すような、中空部材１０Ｃの部材長手方向Ｘに直交する方向に限定されない。また、凸部５２の設けられる部分は側面部１１ｂに限られない。例えば、天面部１１ａ、底面部１１ｃ、または側面部１１ｄに凸部５２が設けられてもよい。
　また、図３０に示すように、凸部５２ｄが稜線部１１ｅに設けられてもよい。これにより、中空部材１０Ｃのうち部材長手方向Ｘで凸部５２ｄが設けられた部分の断面係数が顕著に変化するので、凸部５２ｄが設けられた部分が曲げの起点として曲げ変形しやすくなる。
　図３１は、本実施形態に係る中空部材１０Ｃに設けられる凸部の他の例を示す模式図である。図３１に示すように、中空部材１０Ｃの部材長手方向Ｘに延在する凸部５２ｅ、５２ｆが、中空部材１０Ｃの部材長手方向Ｘに沿って並んで設けられてもよい。この場合、中空部材１０Ｃのうち、部材長手方向Ｘにおける凸部５２ｅと凸部５２ｆとの間の部分５２０で曲げが生じる。すなわち、中空部材１０Ｃのうち、凸部５２ｅ、５２ｆが設けられた部分と、凸部５２ｅと凸部５２ｆとの間の部分５２０とでは断面係数が異なるので、衝突荷重の入力時において、当該部分５２０を曲げの起点として曲げ変形が生じる。また、当該部分５２０には、上述した凹部、凸部または後述する薄肉部もしくは異強度部等が形成されていてもよい。なお、凸部５２ｅおよび凸部５２ｆは、図３１に示すように、必ずしも直列に並んでいなくてもよい。また、凸部５２ｅおよび凸部５２ｆは、必ずしも中空部材１０Ｃの部材長手方向Ｘに延在していなくてもよい。
（板厚変化部・薄肉部）
　また、側面部１１ｂには曲げ誘起部を実現する構成として板厚変化部が設けられてもよい。図３２は、本実施形態に係る中空部材１０Ｄに設けられる板厚変化部の一例を示す模式図である。ここでいう板厚変化部とは、中空部材１０Ｄの部材長手方向Ｘにおいて板厚が変化する部分を意味する。図３２に示すように、中空部材１０Ｄは、第１板厚部１１１および第２板厚部１１２を備える。第１板厚部１１１は中空部材１０Ｄの端部側に設けられ、第２板厚部１１２は、中空部材１０Ｄの部材長手方向Ｘに沿って第１板厚部１１１と連続して設けられる。第１板厚部１１１と第２板厚部１１２との間では、鋼板の板厚が異なる。板厚の大小関係については特に限定されない。
　この場合、図３２に示すように、第１板厚部１１１と第２板厚部１１２との境目の部分が板厚変化部１１３となる。この板厚変化部１１３において中空部材１０Ｄの部材長手方向Ｘでの断面係数が変化する。すなわち、板厚変化部１１３が曲げ誘起部に相当する。したがって、衝突荷重が中空部材１０Ｄに入力された場合、中空部材１０Ｄは板厚変化部１１３において屈曲する。
　また、曲げ誘起部は、例えば、薄肉部により実現されてもよい。図３３は、本実施形態に係る中空部材１０Ｄに設けられる薄肉部の一例を示す模式図である。図３３に示すように、側面部１１ｂには、中空部材１０Ｄの部材長手方向Ｘ前後において、他の部分よりも相対的に板厚が薄い薄肉部１１４が設けられている。薄肉部１１４を含む部分における中空部材１０Ｄの断面係数は、薄肉部１１４が設けられた部分の前後における部分の中空部材１０Ｄの断面係数よりも低い。すなわち、中空部材１０Ｄのうち薄肉部１１４が設けられた部分が曲げ誘起部に相当する。したがって、衝突荷重が中空部材１０Ｄに入力された場合、中空部材１０Ｄは薄肉部１１４が設けられた部分において、薄肉部１１４が曲げ内側となるように屈曲する。
  かかる板厚変化部を有する中空部材１０Ｄは、例えば、切削、プレス、およびテーラードブランクからなる被加工板により形成されてもよい。かかる被加工板は、溶接線を有するテーラーウェルドブランク（Tailor  Welded  Blank；ＴＷＢ）であってもよい。また、上記被加工板は、圧延ロールにより板厚を異ならせて設けられるテーラーロールドブランク（Tailor  Rolled  Blank；ＴＲＢ）であってもよい。ＴＷＢにおいては、板厚変化部における差厚は０．２ｍｍ以上とすることが可能である。また、ＴＲＢにおいては、部材長手方向当たりの板厚変化部における板厚変化量は、０．１ｍｍ／１００ｍｍ以上とすることが可能である。
（異強度部・強度変化部）
　図３４は、本実施形態に係る中空部材１０Ｅに設けられる異強度部の例を説明するための中空部材１０Ｅの断面図である。図３４に示すように、側面部１１ｂには異強度部５３が設けられている。異強度部５３は、例えば、中空部材１０Ｅに対して部分的に溶接、焼き入れまたは焼き戻し等の熱処理等を行うことにより設けられる。異強度部５３が設けられた部分における中空部材１０Ｅの降伏強度は、異強度部５３が設けられた部分の前後における部分の中空部材１０Ｅの降伏強度とは異なる。したがって、図３４に示す衝突荷重Ｆが中空部材１０Ｅに入力された場合、異強度部５３または異強度部５３の近傍において、異強度部５３が曲げ内側となるように屈曲する。すなわち、中空部材１０Ｅの部材長手方向Ｘにおいて、中空部材１０Ｅのうち異強度部５３を含む部分が、中空部材１０Ｅに設けられる曲げ誘起部となる。この屈曲は、異強度部５３または異強度部５３の近傍の領域が塑性変形することにより生じる屈曲である。
　なお、図３４に示した例では、側面部１１ｂに異強度部５３が設けられるとしたが、異強度部５３は、例えば天面部１１ａ、底面部１１ｃ、または側面部１１ｄに設けられてもよい。より具体的に説明すると、異強度部５３が、中空部材１０の部材長手方向Ｘの一部における同一断面上において天面部１１ａ、底面部１１ｃ、または側面部１１ｄに設けられた場合、当該断面上において側面部１１ｂの強度が最も低くなる。そうすると、側面部１１ｂを曲げ内側とする中空部材１０Ｅの曲げが、異強度部５３において生じ得る。したがって、この場合においても、異強度部５３は曲げ誘起部となる。
　また、異強度部の配置については、上述した例に限られない。図３５、図３６は、本実施形態に係る中空部材１０Ｅに設けられる異強度部の他の例を示す模式図である。ここでいう異強度部は、中空部材１０Ｅを形成する被加工板に対する溶接または熱処理等により実現される。
　図３５に示すように、中空部材１０Ｅの部材長手方向Ｘに対する断面周方向に沿って異強度部１２０が設けられている。この場合も、中空部材１０Ｅのうち異強度部１２０が設けられた部分が曲げ誘起部に相当する。したがって、衝突荷重が中空部材１０Ｅに入力された場合、中空部材１０Ｅは異強度部１２０が設けられた部分において、異強度部１２０が曲げ内側となるように屈曲する。
　なお、かかる異強度部は、例えば、図３６に示したように、側面部１１ｂ等、中空部材１０Ｅの断面を構成する壁部の少なくともいずれかに部分的に設けられてもよい。かかる場合においても、衝突荷重が中空部材１０Ｅに入力された場合、中空部材１０Ｅは異強度部１２１が設けられた部分において、異強度部１２１が曲げ内側となるように屈曲する。
　また、曲げ誘起部は、例えば、強度変化部により実現されてもよい。図３７は、本実施形態に係る中空部材１０Ｅに設けられる強度変化部の一例を示す模式図である。図３７に示すように、中空部材１０Ｅは、第１強度部１２２および第２強度部１２３を備える。第１強度部１２２は中空部材１０Ｅの端部側に設けられ、第２強度部１２３は、中空部材１０Ｅの部材長手方向Ｘに沿って第１強度部１２２と連続して設けられる。第１強度部１２２と第２強度部１２３との間では、鋼板の降伏強度が異なる。降伏強度の大小関係については特に限定されない。
　この場合、図３７に示すように、第１強度部１２２と第２強度部１２３との境目の部分が強度変化部１２４となる。この強度変化部１２４において中空部材１０Ｅの部材長手方向Ｘでの降伏強度が変化する。すなわち、強度変化部１２４が曲げ誘起部に相当する。したがって、衝突荷重が中空部材１０Ｅに入力された場合、中空部材１０Ｅは強度変化部１２４において屈曲する。
（組み合わせ）
　上記に示した曲げ誘起部の例が複数組み合わせられていてもよい。例えば、上述した凹部、凸部、穴部、板厚変化部、薄肉部、異強度部および強度変化部の少なくとも２つ以上の組み合わせにより、曲げ誘起部が実現されてもよい。
（適用対象部材の例）
　本実施形態の中空部材は、例えば、衝撃吸収機能が求められる車両構造部材であるフロントサイドメンバ、リアサイドメンバ、エクステンション又はクラッシュボックスなどに適用することができる。
  以上、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　本発明に係るフレームのエネルギー吸収性能を評価するため、衝突シミュレーションを実施した。解析モデルは図１～図３に示すようなバンパービームとフレームで構成されており、中空部材の断面は矩形状であり、外形寸法は幅７６ｍｍ、高さ２００ｍｍとなっている。また、解析モデルは下記表１に示す条件で複数作成されている。なお、表１中の軽量化率は、各構造の重量を構造１の重量で規格化したものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　上記表１の構造１および構造２は、補強部材２０が設けられていない構造であり、構造２は構造１に対して薄板化、およびハイテン化を図ったものである。構造３は、中空部材１０の部材長手方向Ｘに沿って一定間隔で補強部材が配置された構造であり、補強部材は中空部材１０の内面全周に接合されている。
　構造４～構造１０は、図４に示すような第１の補強部材２０Ａと第２の補強部材２０Ｂが中空部材１０の部材長手方向Ｘに沿って交互に配置された構造である。すなわち、中空部材１０の長辺にのみ補強部材２０が接合された箇所と、短辺にのみ補強部材２０が接合された箇所が部材長手方向Ｘに沿って交互に存在している。このような接合形態を表１中では“交互接合”と記載している。
　構造４～構造８においては、各補強部材２０が中空部材１０の部材長手方向Ｘの全域に配置されており、各補強部材２０の間隔は一定間隔となっている。構造９においては、図１３のように補強部材２０が中空部材１０の部材長手方向Ｘの前部にのみ配置されており、各補強部材２０の間隔は一定間隔となっている。構造１０においては、図１４のように補強部材２０が中空部材１０の部材長手方向Ｘの全域に配置されているが、中空部材１０の前部に配置された補強部材２０の間隔と、中空部材１０の後部に配置された補強部材２０の間隔が異なっている。
　また、構造１１は、補強部材２０の素材としてＣＦＲＰを用いたものであり、構造１２は、補強部材２０の素材としてＧＦＲＰ（板厚：２．４ｍｍ）を用いたものである。構造１３は、補強部材２０として第２の補強部材２０Ｂのみを用い、中空部材１０の上下のみに接合を行ったものである。構造１４は、補強部材２０として第１の補強部材２０Ａのみを用い、中空部材１０の左右のみに接合を行ったものである。構造１５は、補強部材２０が中空部材１０の部材長手方向Ｘの前部にのみ配置されており、その枚数は２枚である。
　構造３～６、８、１３～１５において補強部材２０として用いられる鋼板の機械特性は、以下の通りである。
　引張強さ：４４０ＭＰａ
　破断伸び：２８％
　また、構造７、９～１０において補強部材２０として用いられる鋼板の機械特性は、以下の通りである。
　引張強さ：１１８０ＭＰａ
　破断伸び：１２％
　また、構造１１において補強部材２０として用いられるＣＦＲＰの機械特性は、以下の通りである。
　Ｖｆ（繊維含有体積率）：５０％
　ヤング率：１０２ＧＰａ
　破断強度：１５００ＭＰａ
　破断伸び：１．５％
　また、構造１２において補強部材２０として用いられるＧＦＲＰの機械特性は、以下の通りである。
　Ｖｆ（繊維含有体積率）：５０％
　ヤング率：１３ＧＰａ
　破断強度：２００ＭＰａ
　破断伸び：３．０％
  本シミュレーションは、自動車の正面衝突試験を模擬したものであり、質量２００ｋｇの剛体壁を図１～図３に示すバンパービーム４０に１２ｍ／ｓで衝突させることで実施された。各解析モデルにおける中空部材１０の後端１０ｂは拘束されている。以下、シミュレーション結果について説明する。
　なお、上記表１には、シミュレーション結果として各解析モデルの変形モードを示している。表１に示す変形モードにおける“横折れ”とは、中空部材１０の変形初期から横折れ変形が生じる変形モードである。表１に示す変形モードにおける“不安定軸圧潰”とは、中空部材１０の圧潰変形の発生箇所が部材長手方向Ｘにおいて不規則に存在し、圧潰変形の発生箇所が中空部材１０の前端１０ａから後端１０ｂにかけて連続していない変形モードである。表１に示す変形モードにおける“安定軸圧潰”とは、中空部材１０の軸圧潰変形が部材長手方向Ｘに沿って徐々に進行し、圧潰変形の発生箇所が前端１０ａから後端１０ｂにかけて連続する変形モードである。
　図３８は衝突シミュレーションにおける構造１の解析モデルの変形途中の状態を示す平面図であり、図３９は衝突シミュレーションにおける構造１の解析モデルの変形後の状態を示す平面図である。図３８および図３９に示すように、補強部材が設けられていない構造１においては、荷重が入力されると、中空部材に横折れが生じた。このような中空部材の変形は、構造２、構造３、構造１３～１５においても生じていた。
　図４０は衝突シミュレーションにおける構造４の解析モデルの変形途中の状態を示す平面図であり、図４１は衝突シミュレーションにおける構造４の解析モデルの変形後の状態を示す平面図である。図４０に示すように、中空部材には、変形初期において、前端近傍以外に後端近傍にも圧潰変形が生じてしまい、変形モードが不安定軸圧潰となった。また、図４１に示すように、中空部材の変形がさらに進行すると、中空部材の中央部に横折れが生じた。
　一方、図４２は衝突シミュレーションにおける構造７の解析モデルの変形途中の状態を示す平面図であり、図４３は衝突シミュレーションにおける構造７の解析モデルの変形後の状態を示す平面図である。図４２および図４３に示すように、構造７では、中空部材の変形過程において安定的に軸圧潰変形が生じている。中空部材の変形モードが横折れ変形である場合、中空部材の横折れ部以外の部分に生じる塑性ひずみが小さいために、横折れ部以外の部分はエネルギー吸収性能の向上にほぼ寄与しないが、構造７のように変形モードが安定軸圧潰である場合には、塑性ひずみが生じる部分が多くなり、エネルギー吸収性能を向上させることが可能となる。このような中空部材の変形は構造５～６、構造８～１２においても生じていた。
　次に、剛体壁を衝突させた際の荷重‐ストローク線図から、剛体壁の７００ｍｍストローク時におけるエネルギー吸収量を算出し、各解析モデルのエネルギー吸収性能を比較した。その結果を図４４に示す。なお、図４４のグラフの縦軸は、各構造におけるエネルギー吸収量と構造１のエネルギー吸収量との比である。
　図４４に示すように、荷重入力時に安定して軸圧潰変形が生じていた構造５～構造１２においては、構造１に対してエネルギー吸収性能が向上している。また、上記表１に示すように構造５～構造１２においては、構造１に対する軽量化率も向上している。したがって、本シミュレーションの結果によれば、第１の補強部材２０Ａと第２の補強部材２０Ｂを交互に配置し、各補強部材２０の間隔Ｐが中空部材１０の外形寸法上の最小幅Ｗminの０．４６倍～１．８４倍の範囲内である場合には、軽量化を図りつつ、安定的に軸圧潰変形を発生させてエネルギー吸収性能を向上させることができる。
　また、上記表１に示すように、構造１３においては、中空部材に横折れが生じたことに加え、構造１に対する軽量化率が低く、エネルギー吸収性能も向上していない。即ち、本発明に係る構成において、補強部材として第２の補強部材２０Ｂのみを用い、中空部材１０の上下のみに接合を行うのは好ましくないといえる。
　また、構造１４においては、中空部材に横折れが生じたことに加え、構造１に対する軽量化率が低く、エネルギー吸収性能も向上していない。即ち、本発明に係る構成において、補強部材として第１の補強部材２０Ａのみを用い、中空部材１０の左右のみに接合を行うのは好ましくないといえる。
　また、構造１５においては、中空部材に配置する補強部材の数を２枚としている。この場合、変形モードが横折れであり、エネルギー吸収性能も向上していない。即ち、本発明に係る構成において、配置する補強部材の数は３枚以上とすることが好ましいと言える。
　本発明は、車両用構造部材に適用できる。
１　　　　フレーム
１０　　　中空部材
１０ａ　　中空部材の前端
１０ｂ　　中空部材の後端
１１ａ　　中空部材の天面部
１１ｂ、１１ｄ　　中空部材の側面部
１１ｃ　　中空部材の底面部
１１ｅ～１１ｈ　　中空部材の稜線部
２０　　　補強部材
２０Ａ　　第１の補強部材
２０Ｂ　　第２の補強部材
２０ａ　　補強部材の板面
２１ａ～２１ｄ　　補強部材のフランジ
３０　　　クラッシュボックス
４０　　　バンパービーム
Ｗmax 　　中空部材の外形寸法上の最大幅
Ｗmin 　　中空部材の外形寸法上の最小幅

Claims (11)

  1. 矩形状の閉断面空間を有する金属製の中空部材と、
    　前記中空部材の内面に接合された、該中空部材の内方空間を隔てるように該中空部材の部材長手方向に沿って間隔をおいて複数配置された板状の補強部材とを備え、
    　前記中空部材の部材長手方向に垂直な断面において、該中空部材の外形寸法上の最小幅は、該中空部材の外形寸法上の最大幅の３０％以上であり、
    　各補強部材は、該補強部材の板面が前記中空部材の部材長手方向に垂直となる向きで、かつ前記中空部材の部材長手方向の端部から、前記最小幅の０．４６倍～１．８４倍の間隔でもって３枚以上配置され、
    　前記補強部材として、前記中空部材の長辺と短辺のうちの長辺にのみ接合された第１の補強部材と、前記中空部材の長辺と短辺のうちの短辺にのみ接合された第２の補強部材とを有し、
    　前記第１の補強部材と、前記第２の補強部材とが前記中空部材の部材長手方向に沿って交互に配置されている、車両用構造部材。
  2. 前記中空部材の部材長手方向の一端に最も近い補強部材が、前記第１の補強部材である、請求項１に記載の車両用構造部材。
  3. 前記中空部材は、部材長手方向における一部に曲げ誘起部を有し、
    　前記曲げ誘起部に配置された前記補強部材の間隔が、前記曲げ誘起部以外の部分に配置された前記補強部材の間隔よりも狭い、請求項１又は２に記載の車両用構造部材。
  4. 前記中空部材は、部材長手方向における一部に曲げ誘起部を有し、
    　前記曲げ誘起部に配置された前記補強部材の板厚が、前記曲げ誘起部以外の部分に配置された前記補強部材の板厚よりも厚い、請求項１～３のいずれか一項に記載の車両用構造部材。
  5. 前記中空部材は、部材長手方向における一部に曲げ誘起部を有し、
    　前記曲げ誘起部に配置された前記補強部材の引張強さが、前記曲げ誘起部以外の部分に配置された前記補強部材の引張強さよりも大きい、請求項１～４のいずれか一項に記載の車両用構造部材。
  6. 前記補強部材は、鋼材からなる部材であり、
    　前記補強部材の引張強さは、９８０ＭＰａ以上である、請求項１～５のいずれか一項に記載の車両用構造部材。
  7. 前記補強部材は、ＦＲＰからなる部材である、請求項１～５のいずれか一項に記載の車両用構造部材。
  8. 前記ＦＲＰは、ＣＦＲＰまたはＧＦＲＰである、請求項７に記載の車両用構造部材。
  9. 前記中空部材の引張強さは、９８０ＭＰａ以上である、請求項１～８のいずれか一項に記載の車両用構造部材。
  10. 前記補強部材は、前記中空部材の部材長手方向に沿って４枚以上配置される、請求項１～９のいずれか一項に記載の車両用構造部材。
  11. フロントサイドメンバ、リアサイドメンバ、エクステンション、クラッシュボックスのいずれかである、請求項１～１０のいずれか一項に記載の車両用構造部材。
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