以下、本発明を実施するための最良の形� ��について図面を参照しつつ説明する。本実� ��形態では、自動車用骨格部材(自動車ボディ の補強部材)として用いる構造用部材が例示� �に示される。

 図1(a)は、本発明の第1実施形態に係るハ� �トチャンネル型の構造用部材1を示す全体概� ��図であり、図1(b)は、図1(a)に示す構造用部� �1を上面図(図1(a)におけるZ方向から見た図)で あり、側壁12のみの形状を示す図である。ま� ��、図1(c)及び(d)に図1(b)における1C-1C線断面及 び1D-1D線断面の形状をそれぞれ模式的に示す� ��1C-1C線断面は、一対の側壁12,12の対向する間 隔が最も狭い位置における断面であり、1D-1D� ��断面は、一対の側壁12,12の対向する間隔が� �も広い位置における断面である。また、図2~ 図4は、第2~4実施形態に係る構造用部材2~4を� �す概略図であり、図1と同様に、(a)は全体概� ��図、(b)は上面図、(c)は断面図である。尚、� ��較のため、図5に従来から自動車骨格部材と して用いられているハットチャンネル型の構 造用部材5を示す。

 第1実施形態に係る構造用部材1は、一軸� �向(図1(a)におけるY方向)に延びる本体10と、� �該本体10の両端部に形成されて当該一軸方向 に延びる一対のフランジ11とからなり、例え� ��板厚が約1.4mmの一枚のブランク(素材鋼板)に 、図6に示す絞り加工を施すことにより成形� �れる。本体10は、当該軸方向に延びて互いに 対向する一対の側壁12,12と、当該軸方向と平� ��に延びて一対の側壁12,12の一方の端部(図で� ��上端部)同士を連結する連結壁13とで構成さ� ��る。前記フランジ11は、前記本体10の両端部 すなわち両側壁12,12の他方の端部(図では下端 部)から外側にそれぞれ突出する。

 前記絞り加工(図6参照)は、製品の形状と� ��同形状で板厚程度の隙間を有するパンチ14� �びダイ15を用いてブランク16を絞り込んで成� ��する板状部材の加工方法である。図6(a)に加 工前の状態、図6(b)に加工後の状態を示す。� �ランク16は、ダイ15とブランクホルダー17と� �間に所定の圧力で挟まれ(図6(a)参照)、この� �イ15及びブランクホルダー17の図中矢印方向� ��移動により、加工される(図6(b)参照)。

 構造用部材1における一対の側壁12,12は、� ��結壁13に対して略直交する壁面となるよう� �形成され、当該連結壁13と平行な面による断 面が正弦波形状(以下、当該断面の正弦波形� �を「断面正弦波形状」と称する。第2~4実施� �態においても同様。)となるように形成され� ��いる。また、一対の側壁12,12は、構造用部� �1の長手方向に延びる中心軸を挟んで互いに� ��称となる形状に形成されている。つまり、� ��対の側壁12,12は、構造用部材1の長手方向に� ��いて断面正弦波形状の位相のずれがないよ� ��に形成されている。

 また、図1(b)に示すように、一対の側壁12, 12が互いに向かい合う間隔の、長手方向の全� ��における平均を平均間隔Tとしたときに、当 該向かい合う間隔が当該平均間隔Tよりも狭� �幅狭部aと、当該平均間隔Tよりも広い幅広部 bと、が構造用部材1の軸方向において交互に� ��成されている。そして、一対の側壁12,12の� �かい合う間隔は、構造用部材1の軸方向の一� ��から、軸方向の中心部に向かって連続して� ��少するとともに、当該中心部から他端に向� ��って連続して増加している。即ち、当該間� ��が、軸方向の全領域において連続して変化� ��るように構造用部材1が構成されており、本 実施形態においては、構造用部材1の長手方� �における全領域が幅変動領域となる。

 尚、第1実施形態では、1つの幅狭部aと2つ の幅広部bとを有する構造用部材1が例示され� ��いるが、用途に応じて構造用部材の全長を� ��整し、幅狭部と幅広部とを繰り返し形成す� ��ことも可能である。

 前記構造用部材1の全長は400mmであり、一� ��の側壁12,12は、1波長に相当する断面正弦波� ��状を形成するように構成されている。また� ��図1(c)(d)に示すように、一対の側壁12,12の間� ��は、対向する間隔が最も狭い部分で60mm、最 も広い部分で80mmとなっており、一対の側壁12 ,12の平均間隔Tは70mmとなっている。即ち、各� ��壁12は、前記断面正弦波形状が波長400mm、振 幅5mmの正弦波形状となるように形成されてい る。また、下端のフランジ11から連結壁13ま� �の高さは70mmである。尚、図1(c)(d)において、 板材が90度屈曲する部分は、半径5mmの円弧状� ��形成されている。

 次に、第2実施形態の構造用部材2につい� �説明する。

 図2(a)に示すように、第2実施形態の構造� �部材2は、第1実施形態の構造用部材1と同様� �、一軸方向(図2(a)におけるY方向)に延びる本� ��20と、この本体20の両端部に形成されて当該 一軸方向に延びる一対のフランジ21とからな� ��、一枚のブランク(素材鋼板)に、絞り加工� �施すことにより成形される。本体20は、当該 軸方向に延びて対向する一対の側壁22,22と、� ��該軸方向と平行に延びて一対の側壁22,22の� �方の端部(図では上端部)同士を連結する連結 壁23とで構成される。一対の側壁22,22は、連� �壁23に対して略直交する壁面となるように形 成され、当該連結壁23と平行な面による断面� ��正弦波形状となるように形成されている。� ��記フランジ21は、前記各側壁22,22の他方の端 部(図では下端部)から外側に突出している。

 第2実施形態の構造用部材2においては、� �該一対の側壁22,22の形状が第1実施形態の構� �用部材1と異なる。具体的には、図2(b)に示す ように、当該一対の側壁22,22の断面正弦波形� ��が、波長200mmの正弦波形状である。尚、第1� ��施形態の構造用部材1と同様に、断面正弦波 形状の振幅は5mmである。また、構造用部材2� �全長は400mm、一対の側壁22,22が対向する間隔� ��、最も狭い部分で60mm、最も広い部分で80mm� �下端のフランジ21から連結壁23までの高さは7 0mmである。

 このように、構造用部材2では、長手方向 の両端部に最大幅部分が位置するとともに、 一対の側壁22,22の平均間隔(70mm)に比べて間隔� ��広い幅広部bと、当該平均間隔よりも間隔が 狭い幅狭部aと、が周期的に繰り返し形成さ� �ている。

 図3(a)~(d)に示される第3実施形態の構造用� ��材3については、一対の側壁部32,32の断面正� ��波形状が波長100mmとなるように形成されて� �る点で他の実施形態と異なり、振幅が5mm、� �長は400mm、一対の側壁32,32が対向する間隔は� ��最も狭い部分で60mm、最も広い部分で80mm、� �端のフランジ31から連結壁33までの高さは70mm である点は、他の実施形態と同様である。

 図4(a)~(d)に示される第4実施形態の構造用� ��材4については、一対の側壁42,42の断面正弦� ��形状が波長50mmとなるように形成されている 点で他の実施形態と異なり、振幅は5mm、全長 は400mm、一対の側壁42,42が対向する間隔は、� �も狭い部分で60mm、最も広い部分で80mm、下端 のフランジ41から連結壁43までの高さは70mmで� ��る点は、他の実施形態と同様である。

 次に、第1~4実施形態の構造用部材1~4の寸� ��精度向上効果について説明する。

 構造用部材1~4、及び、比較のため図5に示 す従来の構造用部材5について、絞り曲げ成� �(ハットチャンネルドロー)の成形解析(FEM解� �)を行い、寸法精度への影響を調査した。成� ��解析は、図7に示すダイ15、ブランクホルダ� ��17、パンチ14、及び、ブランク16の1/4モデル� ��ついて、表1に示す590MPa級鋼板の材料特性値 を用いて行った。尚、図7におけるダイ15及び パンチ14は、従来の構造用部材5を成形するた めのダイ15及びパンチ14を例示的に示したも� �であり、成形する構造用部材の形状に基づ� �て適宜形状を変更して解析を行った。

 比較に用いた従来の構造用部材5(図5参照) は、一対の側壁52,52が互いに平行に配置され� ��平面として形成され、当該一対の側壁52,52� �対向する間隔は長手方向(図5中のY方向)全域� ��おいて一定である点で第1~4実施形態の構造� ��部材1~4と異なる。ただし、一対の側壁52,52� �平均間隔が70mmである点は、第1~4実施形態の� ��造用部材1~4と同様である。その他、全長(400 mm)、下端のフランジ51から連結壁53までの高� �(70mm)等についても構造用部材1~4と同様であ� �。

 図8は、成形後、金型から成形品を取り出 したときの、フランジの跳ね量を評価した解 析結果である。具体的には、図10に示す構造� ��部材の軸方向(長手方向)に垂直な断面図(最� ��幅部分における断面図)においてδで示す高� ��方向(図1~図5におけるZ方向)への変位量を測� ��した結果である。当該変位量δは、成形下� �点における構造用部材の形状(図10において� �点鎖線で示す形状)からの変位量である。尚� ��図8において、縦軸は前記変位量δ(mm)、横軸 は側壁の断面正弦波形状の波長(mm)とした。� �た、従来の構造用部材5の評価結果は、図8に おいて点線で示している。

 また、図9は、成形後、成形品を金型から 取り出したときの、側壁の反り角度(図10にお けるθで示す角度)を評価した解析結果である 。図9において、縦軸は前記反り角度θ(°)、� �軸は側壁の断面正弦波形状の波長(mm)とした� ��また、従来の構造用部材5の評価結果は、図 9中に点線で示している。

 図8に示すように、本発明の実施形態(第1~ 4実施形態)の構造用部材1~4では、従来の構造� ��部材5に比べて、変位量δが小さいことが分� ��る。また、変位量δは、断面正弦波形状の� �長が短くなるほど小さくなっている。

 また、図9に示すように、本発明の実施形 態(第1~4実施形態)の構造用部材1~4では、従来� ��構造用部材5に比べて、反り角度θが小さい� ��とが分かる。また、反り角度θは、断面正� �波形状の波長が短くなるほど小さくなって� �る。

 図8及び図9に示す結果から、本発明によ� �て成形時のスプリングバックが抑制され、� �法精度を向上できることが分かる。更に、� �面正弦波形状の波長が小さいほど寸法精度� �向上効果が大きいことが分かる。

 次に、本発明の寸法精度向上効果のメカ� ��ズムについて説明する。

 図11は、上記解析により得られた側壁の� �側表面における加工時のプレス方向(図1~5に� ��けるZ方向)の応力(以下、Z方向応力と称する )の分布を示す図である。尚、外側表面とは� �一対の側壁が対向する側の表面と逆側の面� �ある。また、当該Z方向応力は、図7に示す解 析モデルを用いて絞り成形の解析を行ったと きの成形下死点における側壁部分のZ方向応� �であり、引張応力を正として示している。

 図11(a)は、第1実施形態に係る構造用部材1 の側壁12における外側表面の応力分布を示す� ��尚、Z方向応力の分布は長手方向において左 右対称であり、長手方向中心から一端側のZ� �向応力の分布のみを示す。また、側壁の上� �における連結壁に連結する屈曲部分及び下� �のフランジに連結する屈曲部分を除く中央� �分(高さ約5mm~65mmの部分)のZ方向応力の分布を 示している。図11(b)~(d)には、同様にして、そ れぞれ第2実施形態~第4実施形態に係る構造用 部材2~4についてのZ方向応力の分布を示して� �る。また、図11(e)は、比較のため、従来の構 造用部材5のZ方向応力の分布を示している。

 図11によれば、従来の構造用部材5におい� ��は、長手方向(図中Y軸方向)において側壁に� ��用するZ方向応力が略一定であるのに対して 、本発明の実施形態に係る構造用部材1~4にお いては、長手方向において、側壁の凹凸形状 に合わせて、作用するZ方向応力が繰り返し� �化していることが分かる。本実施形態に係� �構造用部材1~4においては、側壁が長手方向� �おいて連続的に変化しているため、成形時� �おいて長手方向に圧縮変形と伸び変形が発� �していると考えられ、当該長手方向におけ� �変形がZ方向応力に影響を与えたものと考え� ��れる。このように、成形時において、側壁� ��、長手方向における圧縮または伸び変形が� ��生するような形状とすることで、後述する� ��うに、ダイ肩部での曲げ、曲げ戻しによる� ��厚表裏におけるZ方向応力の差を減少するこ とが可能となる。

 図12及び図13に、上記解析により得られた 側壁の板厚方向における応力分布について示 す。図12及び図13に示す応力は、図11で示した 応力と同様に、成形下死点において側壁表面 及び内部に作用するZ方向応力であり、引張� �の応力を正、圧縮側の応力を負として示し� �いる。また、板厚方向は、側壁における板� �中心位置を0とし、側壁内側(他の側壁と対向 する側)の表面位置を-1、側壁外側の表面位置 を+1として示している。

 図12は、構造用部材における最小幅とな� �位置であって高さ方向中央部の位置(図1~4及� ��図11において点Atで示す位置)における板厚� �向のZ方向応力の分布を示し、図13は、構造� �部材における最大幅となる位置であって高� �方向中央部の位置(図1~4及び図11において点Bt で示す位置)における板厚方向のZ方向応力の� ��布を示す。従来の構造用部材5においては、 図12、図13ともに図5及び図11における点Atで示 す位置における板厚方向のZ方向応力の分布� �示す。

 図12に示すように、断面正弦波形状の波� �が短い構造用部材ほど側壁の表裏のZ方向応� ��の差が小さくなっている。特に、当該波長� ��200mm以下である構造用部材2~4については、� �厚方向全域に亘ってZ方向応力が正となって� ��る。このように側壁の表裏のZ方向応力差が 小さくなることで、ハットチャンネル成形時 の壁反りの原因となるモーメントを抑制する ことが可能となる。また、図13に示すように� ��幅狭部を形成する部分のZ方向応力について は、特に断面正弦波形状の波長が短い構造用 部材3、4においては、従来の構造用部材5に比 べて圧縮応力が支配的になっている。そのた め、外側表面付近に作用する引張応力の影響 が相対的に小さくなり反りの発生を抑制する ことが可能となる。

 また、実施形態に係る構造用部材1~4の側� ��は、他の側壁に対向する方向(X軸方向)にお� ��て凸状又は凹状に形成されているため、平� ��状に形成されている場合に比べて、側壁の� ��さ方向(Z軸方向)に垂直な断面(X-Y断面)にお� �る長手方向と平行な軸(Y軸)に関する断面二� �モーメントが大きくなる。当該断面二次モ� �メントの増加も、図10においてθで示すよう� ��反りの発生の抑制に寄与することになり、� ��に効果的である。

 次に、衝突時における構造用部材の特性� ��評価するために、構造用部材の曲げ圧壊に� ��いての解析(FEM解析)を行った結果について� �明する。

 図14に曲げ圧壊の解析に用いた3点曲げの� ��析モデルを示す。図14(a)に解析モデルの全� �図、図14(b)に、図14(a)に示す構造用部材の長� ��方向垂直断面を示す。図14(a)に示すように� �構造用部材の両端を半径30mmの支持部18で支� �、構造用部材の軸方向中央部を、連結壁側� �らフランジ側に向かって(図中Z方向と平行に )、半径150mmの押し子19により14m/secの速度で付 勢したときの、押し子19の変位と、構造用部� ��が押し子19から受ける荷重と、の関係を算� �した。

 解析対象とした構造用部材は、第1~4実施� ��態の構造用部材1~4、及び、従来の構造用部� ��5(長さ400mm)において、長手方向における長� �が800mm(断面正弦波形状の波長は変化せず)の� ��のである。また、構造用部材のフランジに� ��いては、構造用部材の長手方向に連結壁と� ��行に延びる平板60に当該フランジを固定し� �状態で解析を行った(図14(b)参照)。フランジ� ��平板との固定については、軸方向において� ��ッチ50mmでのスポット溶接を想定した。また 、解析に用いた鋼板の機械的特性は表2に示� �通りである。

 また、構造用部材における押し子19の付� �位置による影響を考慮するため、構造用部� �の長手方向の中心に幅広部における最も幅� �広い部分が位置する場合と、当該中心に幅� �部における最も幅が狭い部分が位置する場� �と、について評価した。

 以下、解析で用いた構造用部材を、構造� ��部材1~4にそれぞれ対応させ、押し子19を幅� �部に当接させて解析したものを構造用部材1A ~4Aと称し、押し子19を幅狭部に当接させて解� ��したものを構造用部材1B~4Bと称す。また、� �来の構造用部材5に対応させ、解析で用いた� ��造用部材を構造用部材5ABと称す。図15は、� �記構造用部材1A~4A、及び、構造用部材5ABにお ける押し子19の負荷位置を示す解析モデルで� ��る。また、図16は、構造用部材1B~4Bにおける 押し子19の負荷位置を示す解析モデルである� ��

 上記3点曲げの解析結果について、図17及� ��図18を用いて説明する。図17は、押し子19の� ��位とそのときに押し子19が構造用部材に与� �る荷重との関係を示すグラフである。図17に おいて、符号1A~4A、1B~4B、5ABは、それぞれ、� �造用部材1A~4A、構造用部材1B~4B、構造用部材5 ABの解析結果であることを示している。

 図17に示すように、押し子19の変位が約5mm 程度に達すると構造用部材に作用する荷重が ピークに達している。その後、更に押し子19� ��変位が大きくなっても当該ピーク時におけ� ��最大荷重を超えることはない。当該ピーク� ��の最大荷重を各構造用部材毎に抜き出して� ��棒グラフとしたものを図18に示す。尚、従� �の構造用部材5ABについては、点線でピーク� �の最大荷重を示す。また、比較例として、� �来の構造用部材5ABと同形状であって、引張� �さを780MPa級とした構造用部材(比較例1)、及� �、引張強さを980MPa級とした構造用部材(比較� ��2)についての解析結果を併記している。

 図18に示すように、本発明の実施形態に� �る構造用部材1A~4A、及び構造用部材1B~4Bのう� ��、構造用部材1B以外の構造用部材に関して� �、従来の構造用部材5ABに比べて最大荷重が� �大していることが分かる。また、構造用部� �の側壁の断面正弦波形状の波長が短いほど� �大荷重が増大していることが分かる。これ� �り、構造用部材の軸方向における幅寸法の� �化の周期が小さいほど、曲げに対する強度� �増大することが分かる。そして、本実施形� �においては、側壁の断面正弦波形状の波長� �200mm以下とすることで、力が作用する位置に よらず曲げに対する強度を増大させることが 可能となる。

 また、側壁の断面正弦波形状の波長が100m m以下である構造用部材3A、4Aと構造用部材3B� �4Bとをそれぞれ比較すると、幅寸法が最大の 部分に荷重を負荷した構造用部材3A、4Aより� �幅寸法が最小の部分に荷重を負荷した構造� �部材3B、4Bの方が、構造用部材が受け持つこ� ��が可能な荷重が増大する、即ち、曲げに対� ��る強度が増大することが分かる。

 尚、これらの構造用部材3A、3B、4A、4Bに� �いては、引張強さ780MPa級の構造用部材(比較� ��1)よりも大きい最大荷重を受け持つことが� �能であり、特に、構造用部材3B、4A、4Bにお� �ては、引張強さ980MPa級の構造用部材(比較例2 )よりも大きい最大荷重を受け持つことが可� �である。これより、引張強さ590MPa級の材料� �用いた本実施形態においては、断面正弦波� �状の波長を100mm以下とすることで、引張強さ 780MPa級の構造用部材(比較例1)よりも大きい曲 げ強度を得ることが可能であり、また、断面 正弦波形状の波長を50mm以下とすることで、� �張強さ980MPa級の構造用部材(比較例2)よりも� �きい曲げ強度を得ることが可能である。

 構造用部材1~4の構成では、長手方向にお� ��て側壁の形状が正弦波形状を形成するよう� ��変化しており、Z方向矢視直線状に側壁が形 成されている従来の構造用部材5に比べて、Z� ��向から受ける荷重による座屈強度が向上す� ��。上述したような、一対の側壁の面内方向( Z方向)に力が作用する構造用部材の曲げ変形� ��おいては、部分的に(特に押し子19により付� ��される部分において)側壁の座屈を伴いなが ら進行すると考えられ、座屈強度が向上する 結果として曲げ変形が抑制されたことが、曲 げ強度増大の原因の一つと考えられる。

 尚、断面正弦波形状の波長は、その他の� ��法(例えば、当該正弦波形状の振幅、一対の 側壁の対向間隔等)との関係で、相対的によ� �小さくなるように設定することで、より顕� �に効果を発揮することが可能となる。特に� �実施形態においては、正弦波形状の振幅が5m mであるのに対して、波長を、当該振幅の40倍 以下、即ち、200mm以下とすることで力が作用� ��る位置によらず曲げに対する強度を増大さ� ��ることが可能となる。

 以上説明したように、本実施形態に係る� ��造用部材1は、板状部材の加工により形成さ れ、一軸方向(図1(a)におけるY軸方向)に延び� �構造用部材であって、前記一軸方向と平行� �延びて互いに対向する一対の側壁12,12と、前 記一軸方向と平行に延びて当該一対の側壁12, 12同士を連結する連結壁13と、を有し、前記� �対の側壁12,12は、互いに対向する間隔が狭い 幅狭部aと当該間隔が広い幅広部bとが前記一� ��方向において交互に形成された幅変動領域( 構造用部材1の全領域)を有し、当該幅変動領� ��において、前記幅狭部aと前記幅広部bとの� �なくとも一方が複数存在するとともに、前� �間隔は前記一軸方向に連続して拡大又は縮� �している。

 この構成によると、構造用部材の全領域� ��おいて、一軸方向に向かって常に一対の側� ��12,12の間隔が変化し、一対の側壁12,12が対向 する方向(図1(a)におけるX軸方向)に向かって� �壁12が凸状又は凹状に形成される。これによ り、前記一軸方向と平行な軸に関する側壁12� ��断面二次モーメントが大きくなり、反りの� ��生を抑制することが可能となる。

 また、成形時において、側壁12には前記� �軸方向において圧縮変形と引張変形とが繰� �返し発生し、当該圧縮変形及び引張変形に� �る応力の影響が支配的になることで、反り� �発生の原因となる板厚表裏の応力差を減少� �せることが可能となる。

  更に、一対の側壁12,12の対向する間隔が 、構造用部材の長手方向である一軸方向に連 続して拡大又は縮小している。即ち、当該間 隔が、前記一軸方向において変化し続けるよ うに構成されている。これは、側壁において 当該一軸方向と平行に延びる平板状に形成さ れた部分がないことを意味する。この場合、 前記一軸方向における狭い範囲においても、 側壁12が前記一軸方向と平行な軸に対して傾� ��ように形成されるため、当該狭い範囲にお� ��てもより確実に反りの発生を抑制する効果� ��発揮できる。このように、構造用部材の全� ��において、より細部まで寸法精度を向上さ� ��ることが可能である。

 また、前記一対の側壁12,12の面内方向に� �が作用する構造用部材の曲げ変形(図14に示� �曲げ変形)においては、部分的に側壁の座屈� ��伴いながら進行する場合が多い。本構成で� ��、前記一軸方向において側壁の形状が変化� ��るように構成されており、当該座屈が抑制� ��れやすい形状となっているため、結果とし� ��曲げ変形を抑制することができる。これに� ��り、曲げ衝撃特性を向上することが可能と� ��る。

 また、構造用部材1における幅狭部aと幅� �部bは、それぞれ側壁12,12の面内方向におけ� �構造用部材1の長手方向と垂直な方向(図1(a)� �おけるZ方向)に当該側壁12,12の一端から他端� ��で延びている。これにより、側壁12,12の全� �に亘って当該側壁12,12の形状が構造用部材1� �長手方向において変化するため、寸法精度� �上効果及び曲げ衝撃特性向上効果をより顕� �に発揮することが可能となる。

 また、構造用部材1における一対の側壁12, 12は、滑らかな曲面状に形成されているため� ��側壁12の一部に応力が集中することを防ぎ� �曲げ衝撃特性の向上を図れるとともに、構� �用部材1の長手方向における圧縮強度を向上� ��せることが可能となる。

 また、構造用部材1の一対の側壁12,12にお� ��る前記連結壁13と平行な面による断面が、� �弦波形状となるように形成されている。こ� �形状は、波長及び振幅の値を決定すること� �特定されるため、構造用部材1の形状設計が� ��易となる。

 また、構造用部材1は、本体10と一対のフ� ��ンジ11,11とを有する、いわゆるハットチャ� �ネル型部材である。すなわち、前記本体10に おいて、一対の側壁12の一方の端部同士が連� ��壁13により連結され、他方の端部から外側� �突出するように前記フランジ11が形成されて いる。これらのフランジ11,11は、構造用部材1 の取り付けを容易にする。そして、一軸方向 における側壁12,12の形状変化が、当該側壁12� �、当該側壁12の端部において屈曲して形成さ れるフランジ11と、の屈曲角度の精度を高め� ��。

 前記構造用部材1は、板材の絞り加工によ り形成されたものであるが、この絞り加工に より発生しやすいスプリングバックによる反 りが抑制される。したがって、成形後の再加 工が不要であり、生産性を向上することがで きる。

 前記構造用部材1は、自動車骨格部材とし て、当該自動車における衝突荷重が作用する 部分に用いられ、当該衝突荷重により曲げ変 形を受けるものである。当該構造用部材1は� �げ強度が高いため、衝突荷重により受ける� �げ変形を抑制することが可能である。した� �って、構造用部材の曲げ強度の向上効果を� �り有効に利用することが可能となる。特に� �側壁の断面正弦波形状の波長が200mmよりも短 い構造用部材2~4は、衝撃荷重の受ける位置に よらず曲げ強度が高くなるため、上記曲げ変 形を受ける用途に適している。

 また、構造用部材1は、自動車ボディの補 強部材として用いられる厚さ約1.4mmの金属薄� ��からなる構造用部材である。この構造用部� ��1では、同じヤング率の材料を用いて、構造 用部材1の板厚を過度に大きくすることなく� �自動車の補強部材として必要な曲げ強度を� �たせることができるため、より軽量な補強� �材として用いることができる。したがって� �コストの増加を抑制して自動車の燃費等を� �めることが可能である。

 また、構造用部材2~4においては、幅狭部a と幅広部bとが、構造用部材の長手方向にお� �て周期的に繰り返し形成されている。これ� �より、構造用部材の長手方向において側壁� �形状変化が一定のピッチで繰り返されるた� �、構造用部材において長手方向全域に亘っ� �寸法精度や曲げ衝撃特性を均一化すること� �できる。また、周期的に繰り返す形状であ� �ため、成形が容易であり、成形コストを削� �することが可能である。

 以上、本発明の実施形態について説明し� ��が、本発明は上述の実施の形態に限られる� ��のではなく、特許請求の範囲に記載した限� ��において様々に変更して実施することがで� ��るものである。例えば、以下のように変更� ��て実施することができる。

(1)実施形態においては、構造用部材の軸方 向の全領域において、間隔が連続して変化す る場合を例示しているが、図19(a)に変形例に� ��る構造用部材6の上面図(側壁部分のみ)を示� ��ように、軸方向両端部において、一対の側� ��62が一軸方向に平行に並び、当該一対の側� �の対向する間隔が変化しない部分が存在す� �形状であってもよい。尚、当該構造用部材6� ��おいては、図19(a)におけるLで示す領域が幅� ��動領域となる。

(2)実施形態においては、側壁が曲面状に形 成されているが、図19(b)に変形例に係る構造� ��部材7の上面図(側壁部分のみ)を示すように� ��平板を部分的に折り曲げた形状として側壁7 2を構成してもよい。また、長手方向におい� �同じ形状が周期的に繰り返されるように側� �を形成する場合に限らず、例えば所定のピ� �チで異なる形状が並ぶように構成されてい� �もよい。

(3)実施形態において、幅狭部aと幅広部bは� ��それぞれ構造用部材の側壁の高さ方向(図1~4 におけるZ方向)に当該側壁の一端(フランジ側 の端部)から他端(連結壁側の端部)まで延びて いるが、例えば、図20に示される変形例に係� ��構造用部材8のように、側壁82を連結壁側の� ��部近傍(図中、h1として示す位置)において長 手方向に延びる平板状に形成し、高さ方向に おける一部(図中、h2として示す位置)に幅狭� �と幅広部とを形成することもできる。

(4)構造用部材は、ハットチャンネル型のも のに限られない。例えば、側壁の端部にフラ ンジが形成されていないものでもよい。

(5)本発明は、自動車部品として用いられる 構造用部材に限定されず、高い寸法精度や、 曲げ強度が要求される構造の部材として様々 な用途に用いることができる。

 以上のように、本発明は、板状部材の加� ��により形成され、一軸方向に延びる構造用� ��材であって、前記一軸方向と平行に延びて� ��いに対向する一対の側壁と、前記一軸方向� ��平行に延びて当該一対の側壁同士を連結す� ��連結壁と、を有する。さらに、前記一対の� ��壁は、これらの側壁同士が対向する間隔が� ��い幅狭部と当該間隔が広い幅広部とが前記� ��軸方向において交互に形成された幅変動領� ��を有し、当該幅変動領域において、前記幅� ��部と前記幅広部の少なくとも一方が複数存� ��し、前記間隔は前記一軸方向に連続して拡� ��又は縮小している。

 この構造用部材において、前記幅変動領� ��においては、一対の側壁が対向する方向に� ��かって側壁が凸状又は凹状に形成されるた� ��、前記一軸方向と平行な軸に関する側壁の� ��面二次モーメントが大きくなり、反りの発� ��が抑制される。また、側壁には前記一軸方� ��に圧縮変形と引張変形とが発生し、当該圧� ��変形及び引張変形による応力の影響が支配� ��になることで、反りの発生の原因となる板� ��表裏の応力差が減少する。

 更に、一対の側壁同士が対向する間隔が� ��構造用部材の長手方向である一軸方向に連� ��して拡大又は縮小している。即ち、当該間� ��が、前記一軸方向において連続的に変化す� ��。この場合、前記一軸方向における狭い範� ��においても、側壁が前記一軸方向と平行な� ��に対して傾くように形成されるため、当該� ��い範囲においてもより確実に反りの発生を� ��制する効果を発揮できる。このように、構� ��用部材における当該幅変動領域の全域にお� ��て、より細部まで寸法精度を向上させるこ� ��が可能である。

 また、前記一対の側壁の面内方向に力が� ��用する構造用部材の曲げ変形においては、� ��分的に側壁の座屈を伴いながら進行する場� ��が多い。しかし、本発明に係る構造用部材� ��は前記一軸方向において側壁の形状が変化� ��ることが、当該座屈を抑制し、結果として� ��げ変形を抑制する。これにより、曲げ衝撃� ��性を向上することが可能となる。

 本発明では、前記幅狭部と前記幅広部と� ��、それぞれ、前記側壁の面内の方向のうち� ��記一軸方向と垂直な方向に当該側壁の一端� ��ら他端まで延びていることが、より好まし� ��。この構成によると、幅変動領域における� ��壁の全面に亘って当該側壁の形状が前記一� ��方向において変化するため、寸法精度向上� ��果及び曲げ衝撃特性向上効果をより顕著に� ��揮することが可能となる。

 また、本発明に係る構造用部材では、前� ��幅狭部と前記幅広部とが、前記幅変動領域� ��前記一軸方向において周期的に繰り返し形� ��されていることが、より好ましい。このよ� ��に前記一軸方向における側壁の形状変化が� ��定のピッチで繰り返されることは、構造用� ��材の幅変動領域において前記一軸方向全域� ��亘って寸法精度や曲げ衝撃特性を均一化す� ��ことができる。また、周期的に繰り返す形� ��であるため、成形が容易であり、成形コス� ��を削減することが可能である。

 また、本発明において、前記一対の側壁� ��、前記幅変動領域において滑らかな曲面状� ��形成されていることが、より好ましい。

 この構成は、側壁の一部に応力が集中す� ��ことを防ぎ、曲げ衝撃特性の向上を図るこ� ��を可能にするとともに、一軸方向における� ��縮強度を向上させることが可能である。

 具体的には、前記一対の側壁における前� ��連結壁と平行な面による断面が、前記幅変� ��領域において正弦波形状となるように形成� ��れたものが、好適である。この形状は、波� ��及び振幅の値の決定により特定されるため� ��構造用部材の形状設計が容易となる。

 本発明に係る構造用部材としては、例え� ��、前記連結壁が前記側壁の一方の端部同士� ��連結し、各側壁の他方の端部に当該他方の� ��部から外側に突出して前記一軸方向に延び� ��一対のフランジが形成されたもの、すなわ� ��、前記一対の側壁及び前記連結壁を含む本� ��と、この本体の両端部に形成されるフラン� ��とを有する、いわゆるハットチャンネル型� ��材が、好適である。

 前記一対のフランジは、構造用部材の取� ��付けを容易にする。そして、一軸方向にお� ��る側壁の形状変化が、当該側壁と、当該側� ��の端部において屈曲して形成されるフラン� ��との屈曲角度の精度を高めることができる� ��

 本発明に係る構造用部材は、例えば板材� ��絞り加工により形成されたものが、好適で� ��る。この構造用部材の幅変動領域は、前記� ��り加工により発生しやすいスプリングバッ� ��による反りを防ぐ。これにより、成形後の� ��加工が不要となり、生産性が向上する。

 また、本発明に係る構造用部材は、衝突� ��重が作用する部分に用いられ、当該衝突荷� ��により曲げ変形を受ける部材として、好適� ��ある。当該構造用部材は曲げ強度が高いた� ��、衝突荷重に起因する曲げ変形が抑制され� ��。したがって、構造用部材の曲げ強度の向� ��効果をより有効に利用することが可能とな� ��。

 より具体的には、自動車ボディの補強部� ��として用いられる金属薄板からなる構造用� ��材として好適である。本発明に係る構造用� ��材によれば、同じヤング率の材料を用いて� ��構造用部材の板厚を過度に大きくすること� ��く、自動車の補強部材として必要な曲げ強� ��を持たせることができるため、より軽量な� ��強部材として用いることができる。したが� ��て、コストの増加を抑制して自動車の燃費� ��を高めることが可能である。また、十分な� ��げ強度を有するため、衝突時の安全性を高� ��ることが可能である。