JP2019151167A - 車両用フレーム部材 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の側面衝突時に車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合におけるエネルギー吸収量を増加させる。【解決手段】車両用フレーム部材１０は、連結壁部３６及び対向壁部２６が高強度部とされている。また、一対のフランジ部３２、一対のフランジ部２２、内側部分６６を含む横壁部５０（内側部分５２、外側部分５３）、稜線部３３、及び稜線部２３が、低強度部とされている。これにより、車両用フレーム部材１０の破断までの変形量が増加し、車両用フレーム部材の座屈耐荷重も向上するため、車両の側面衝突時に車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合におけるエネルギー吸収量（車両用フレーム部材１０の破断までの荷重変位曲線の積分値）が増加する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用フレーム部材に関する。

特許文献１には、ハット型に曲げ加工されたハット型断面形状鋼板と、平面状の鋼板とを重ね合わせ、フランジの重ね合わせ部分を溶融接合したハット型閉断面構造を有する構造部材において、前記ハット型断面形状鋼板の頂辺中央部にＶ字状の窪みを形成するとともに、曲げ部位の丸みを帯びたコーナーＲ部の稜線領域に、当該構造部材の長手方向にわたってレーザー照射による部分焼入れ硬化部を形成した構造部材が開示されている。

特開２０１１−１７８１７９号公報

ここで、特許文献１の構造部材は、軸圧壊のエネルギー吸収量の増加を図るものであり、車両の側面衝突時に車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合では、エネルギー吸収量の増加が期待できない。

本発明は、上記事実を考慮して、車両の側面衝突時に車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合におけるエネルギー吸収量を増加させることができる車両用フレーム部材を得ることが目的である。

請求項１に係る車両用フレーム部材は、車両幅方向内側に開口する断面ハット形状とされた第一パネルであって、一対のフランジ部と、各々が前記一対のフランジ部の各々から車両幅方向外側へ張り出した一対の第一壁部と、前記一対の第一壁部の車両幅方向外側の端部同士を連結する連結壁部と、を有する第一パネルと、車両幅方向外側に開口する断面ハット形状、又は、平板状とされた第二パネルであって、前記連結壁部に対向する対向壁部と、各々が前記一対のフランジ部の各々と接合された一対の接合部と、を有する第二パネルと、を備える車両用フレーム部材であって、各々が前記一対の第一壁部の各々を含み前記連結壁部から前記対向壁部へ達する一対の第二壁部と、前記連結壁部と、前記対向壁部と、で囲まれた閉断面構造とされ、前記連結壁部及び前記対向壁部が高強度部とされ、前記一対のフランジ部及び前記一対の接合部と、前記一対の第二壁部の各々における前記車両用フレーム部材の車両幅方向外側から内側への曲げ変形時に最もひずみが大きくなる部分とが、前記高強度部の引張強度よりも引張強度が低くされた低強度部とされている。

請求項１に係る車両用フレーム部材によれば、前述のように、連結壁部及び対向壁部が高強度部とされている。このため、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、車両用フレーム部材の全体が低強度部とされている構成（比較例１）に比べ、車両用フレーム部材の座屈耐荷重が向上する。

また、請求項１に係る車両用フレーム部材によれば、前述のように、一対のフランジ部及び一対の接合部と、一対の第二壁部の各々における車両用フレーム部材の車両幅方向外側から内側への曲げ変形時に最もひずみが大きくなる部分（以下、「最大ひずみ部分」という）とが、高強度部の引張強度よりも引張強度が低くされた低強度部とされている。

ここで、引張強度と延性（物体が弾性限界をこえて、破壊されずに引き伸ばされる性質）との関係は、通常、一方が高ければ他方が低くなるという関係にある。したがって、高強度部よりも引張強度が低い低強度部の延性は、高強度部の延性よりも高くなる。

このため、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、車両用フレーム部材の全体が高強度部とされている構成（比較例２）に比べ、一対のフランジ部及び一対の接合部と最大ひずみ部分とでの車両用フレーム部材の破断が抑制される。この結果、車両用フレーム部材１０の破断までの変形量が増加する。

前述のように、車両用フレーム部材の破断までの変形量が増加し、車両用フレーム部材の座屈耐荷重も向上するため、車両の側面衝突時に車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合におけるエネルギー吸収量（車両用フレーム部材の破断までの荷重変位曲線の積分値）が増加する。

請求項２に係る車両用フレーム部材は、車両幅方向内側に開口する断面ハット形状とされた第一パネルであって、一対のフランジ部と、各々が前記一対のフランジ部の各々から車両幅方向外側へ張り出した一対の第一壁部と、前記一対の第一壁部の車両幅方向外側の端部同士を連結する連結壁部と、を有する第一パネルと、車両幅方向外側に開口する断面ハット形状、又は、平板状とされた第二パネルであって、前記連結壁部に対向する対向壁部と、各々が前記一対のフランジ部の各々と接合された一対の接合部と、を有する第二パネルと、を備える車両用フレーム部材であって、各々が前記一対の第一壁部の各々を含み前記連結壁部から前記対向壁部へ達する一対の第二壁部と、前記連結壁部と、前記対向壁部と、で囲まれた閉断面構造とされ、前記連結壁部及び前記対向壁部が高強度部とされ、少なくとも、前記一対のフランジ部及び前記一対の接合部と、前記一対の第二壁部の各々の車両幅方向中央よりも車両幅方向外側の外側部分における前記車両幅方向中央よりも車両幅方向内側の内側部分とが、前記高強度部の引張強度よりも引張強度が低くされた低強度部とされている。

請求項２に係る車両用フレーム部材によれば、前述のように、連結壁部及び対向壁部が高強度部とされている。このため、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、車両用フレーム部材の全体が低強度部とされている構成（比較例１）に比べ、車両用フレーム部材の座屈耐荷重が向上する。

また、請求項２に係る車両用フレーム部材によれば、前述のように、少なくとも、一対のフランジ部及び一対の接合部と、一対の第二壁部の各々の車両幅方向中央よりも車両幅方向外側の外側部分における車両幅方向中央よりも車両幅方向内側の内側部分とが、高強度部の引張強度よりも引張強度が低くされた低強度部とされている。

ここで、引張強度と延性（物体が弾性限界をこえて、破壊されずに引き伸ばされる性質）との関係は、通常、一方が高ければ他方が低くなるという関係にある。したがって、高強度部よりも引張強度が低い低強度部の延性は、高強度部の延性よりも高くなる。

このため、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、車両用フレーム部材の全体が高強度部とされている構成（比較例２）に比べ、一対のフランジ部及び一対の接合部と、前記内側部分とでの車両用フレーム部材の破断が抑制される。この結果、車両用フレーム部材の破断までの変形量が増加する。

前述のように、車両用フレーム部材の破断までの変形量が増加し、車両用フレーム部材の座屈耐荷重も向上するため、車両の側面衝突時に車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合におけるエネルギー吸収量（車両用フレーム部材の破断までの荷重変位曲線の積分値）が増加する。

請求項３に係る車両用フレーム部材は、前記外側部分における前記内側部分よりも車両幅方向外側の部分が、前記低強度部とされている。

請求項３に係る車両用フレーム部材によれば、外側部分における内側部分と、外側部分における内側部分よりも車両幅方向外側の部分とが、低強度部とされている。

このため、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、外側部分における内側部分と、外側部分における内側部分よりも車両幅方向外側の部分とで、車両用フレーム部材の破断が抑制される。

この結果、車両用フレーム部材の破断までの変形量が増加するため、車両の側面衝突時に車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合におけるエネルギー吸収量（車両用フレーム部材の破断までの荷重変位曲線の積分値）が増加する。

請求項４に係る車両用フレーム部材は、前記外側部分における全部分が前記低強度部とされている。

請求項４に係る車両用フレーム部材によれば、外側部分における全部分が、低強度部とされている。

このため、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、外側部分における全部分で車両用フレーム部材の破断が抑制される。

この結果、車両用フレーム部材の破断までの変形量が増加するため、車両の側面衝突時に車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合におけるエネルギー吸収量（車両用フレーム部材の破断までの荷重変位曲線の積分値）が増加する。

請求項５に係る車両用フレーム部材は、前記外側部分における前記内側部分よりも車両幅方向外側の部分が、前記低強度部の引張強度よりも引張強度が高くされた高強度部とされている。

請求項５に係る車両用フレーム部材によれば、外側部分における内側部分よりも車両幅方向外側の部分が、高強度部とされているため、車両用フレーム部材での座屈が、内側部分で生じるように誘導できる。すなわち、車両用フレーム部材における座屈位置を特定位置に設定できる。

請求項６に係る車両用フレーム部材は、前記一対の第二壁部の各々の車両幅方向中央よりも車両幅方向内側の部分が、前記低強度部とされている。

請求項６に係る車両用フレーム部材によれば、一対の第二壁部の各々の車両幅方向中央よりも車両幅方向外側の外側部分と、一対の第二壁部の各々の車両幅方向中央よりも車両幅方向内側の部分とが、低強度部とされている。

このため、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、一対の第二壁部の各々の車両幅方向中央よりも車両幅方向外側の外側部分と、一対の第二壁部の各々の車両幅方向中央よりも車両幅方向内側の部分とで、車両用フレーム部材の破断が抑制される。

この結果、車両用フレーム部材の破断までの変形量が増加するため、車両の側面衝突時に車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合におけるエネルギー吸収量（車両用フレーム部材の破断までの荷重変位曲線の積分値）が増加する。

請求項７に係る車両用フレーム部材は、前記一対の第二壁部の各々の全部分が、前記低強度部とされている。

請求項７に係る車両用フレーム部材によれば、一対の第二壁部の各々の全部分が、低強度部とされている。

このため、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、一対の第二壁部の各々の全部分で車両用フレーム部材の破断が抑制される。

この結果、車両用フレーム部材の破断までの変形量が増加するため、車両の側面衝突時に車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合におけるエネルギー吸収量（車両用フレーム部材の破断までの荷重変位曲線の積分値）が増加する。

請求項８に係る車両用フレーム部材は、前記一対の第二壁部の各々の車両幅方向中央よりも車両幅方向内側の部分が、前記低強度部の引張強度よりも引張強度が高くされた高強度部とされている。

請求項８に係る車両用フレーム部材によれば、一対の第二壁部の各々の車両幅方向の中央よりも車両幅方向内側の部分が、高強度部とされているため、車両用フレーム部材での座屈が、外側部分で生じるように誘導できる。すなわち、車両用フレーム部材における座屈位置を特定位置に設定できる。

請求項９に係る車両用フレーム部材は、前記一対の第一壁部の各々と前記連結壁部との間の稜線部が、前記低強度部の引張強度よりも引張強度が高くされた高強度部とされている。

請求項９に係る車両用フレーム部材によれば、一対の第一壁部の各々と連結壁部との稜線部が、低強度部の引張強度よりも引張強度が高くされた高強度部とされている。このため、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、車両用フレーム部材の座屈耐荷重が向上する。

請求項１０に係る車両用フレーム部材では、前記第二パネルは、車両幅方向外側に開口する断面ハット形状とされ、前記一対の接合部と、各々が前記一対の接合部の各々から車両幅方向内側へ張り出した一対の第三壁部と、前記一対の第三壁部の車両幅方向内側の端部同士を連結する前記対向壁部と、を有し、前記一対の第三壁部の各々と前記対向壁部との間の稜線部が、前記低強度部の引張強度よりも引張強度が高くされた高強度部とされている。

請求項１０に係る車両用フレーム部材によれば、一対の第三壁部の各々と対向壁部との稜線部が、低強度部の引張強度よりも引張強度が高くされた高強度部とされている。このため、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、車両用フレーム部材の座屈耐荷重が向上する。

本発明は、上記構成としたので、車両の側面衝突時に、車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合におけるエネルギー吸収量を増加させることができるという優れた効果を有する。

本実施形態に係る車両用フレーム部材の斜視図である。 本実施形態に係る車両用フレーム部材の正断面図（図１の２−２線断面図）である。 変形例に係る車両用フレーム部材の正断面図である。 変形例に係る車両用フレーム部材の正断面図である。 変形例に係る車両用フレーム部材の正断面図である。 変形例に係る車両用フレーム部材の正断面図である。 変形例に係る車両用フレーム部材の正断面図である。 比較例１、２と、本実施形態の車両用フレーム部材１０と、におけるエネルギー吸収量を示す図である。 比較例１、２と、本実施形態の車両用フレーム部材１０（変形例を含む）と、におけるエネルギー吸収量を示す表である。 図３及び図４に示すエネルギー吸収量を算出した条件の部材形状を示す図である。 図３及び図４に示すエネルギー吸収量を算出した条件（変形抵抗）を示す図である。 図３及び図４に示すエネルギー吸収量を算出した条件とした有限要素モデルを示す図である。 評価基準を示す表である。 フランジ部の配置位置を変えた場合のエネルギー吸収量を示す表である。 図１４に示すエネルギー吸収量を算出した条件の部材形状を示す図である。 図１４に示すエネルギー吸収量を算出した条件の部材形状を示す図である。 図１４に示すエネルギー吸収量を算出した条件の部材形状を示す図である。 図１４に示すエネルギー吸収量を算出した条件の部材形状を示す図である。 車両用フレーム部材の板厚を変えた場合のエネルギー吸収量を示す表である。

以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。なお、各図に適宜示される矢印ＦＲ、矢印ＵＰ及び矢印ＯＵＴは、それぞれ、車両前方側、車両上方側、車両幅方向外側を示している。また、車両幅方向は、車両の左右方向に沿った方向であり、車両幅方向において中央から両端側へ向かう方向と車両幅方向外側といい、その反対方向を車両幅方向内側という。また、以下では、車両における前、後、左、右、上及び下を、それぞれ、単に、前、後、左、右、上及び下と表現する場合がある。また、各部の車両幅方向外側の端部を外端部といい、各部の車両幅方向内側の端部を内端部という場合がある。

（車両用フレーム部材１０）
本実施形態に係る車両用フレーム部材１０について説明する。

図１は、車両用フレーム部材１０を示す斜視図である。図２は、車両用フレーム部材１０を示す正断面図（図１の２−２線断面図）である。

図１に示す車両用フレーム部材１０は、例えば、自動車等の車両におけるサイドシル（ロッカ）に適用される。サイドシルは、車両の側面開口部を構成するメンバーのひとつであり、サイドドアの下方に配置される部材である。車両用フレーム部材１０は、具体的には、図１及び図２に示されるように、第一パネル３０と、第二パネル２０と、を備えている。

第一パネル３０は、車両幅方向内側に開口する断面ハット形状とされている。具体的には、第一パネル３０は、一対のフランジ部３２と、一対の張出壁部３４（第一壁部の一例）と、連結壁部３６と、を有している。

一対の張出壁部３４は、各々が一対のフランジ部３２の各々から車両幅方向外側へ張り出している。連結壁部３６は、一対の張出壁部３４の外端部同士を連結している。

第二パネル２０は、車両幅方向外側に開口する断面ハット形状とされている。具体的には、第二パネル２０は、一対のフランジ部２２（接合部の一例）と、一対の張出壁部２４（第三壁部の一例）と、対向壁部２６と、を有している。

一対の張出壁部２４は、各々が一対のフランジ部２２の各々から車両幅方向内側へ張り出している。対向壁部２６は、一対の張出壁部２４の車両幅方向内側の端部同士を連結している。対向壁部２６は、第一パネル３０の連結壁部３６に対して対向している。

一対のフランジ部２２は、各々が、第一パネル３０における一対のフランジ部３２の各々と接合されている。具体的には、フランジ部２２は、例えば、スポット溶接により、フランジ部３２に対して接合されている。

車両用フレーム部材１０は、第一パネル３０及び第二パネル２０によって、閉断面構造に形成されている。具体的には、車両用フレーム部材１０は、各々が連結壁部３６から対向壁部２６へ達する一対の横壁部５０（第二壁部の一例）と、連結壁部３６と、対向壁部２６と、で囲まれた閉断面構造とされている。

一対の横壁部５０は、車両上下方向に間隔をあけて車両幅方向に沿った壁部である。横壁部５０は、第一パネル３０の張出壁部３４と、第二パネル２０の張出壁部２４と、で構成されている。すなわち、横壁部５０は、第一パネル３０の張出壁部３４と、第二パネル２０の張出壁部２４と、を含む壁部である。

閉断面構造とされた車両用フレーム部材１０では、連結壁部３６は、一対の横壁部５０の外端部を連結する連結壁部ともいえる。この連結壁部３６は、車両用フレーム部材１０における車両幅方向外側の部分を構成する外壁部ともいえる。

また、閉断面構造とされた車両用フレーム部材１０では、対向壁部２６は、一対の横壁部５０の内端部を連結する連結壁部ともいえる。この対向壁部２６は、車両用フレーム部材１０における車両幅方向内側の部分を構成する内壁部ともいえる。

さらに、閉断面構造とされた車両用フレーム部材１０では、第一パネル３０の一対のフランジ部３２、及び第二パネル２０の一対のフランジ部２２が、横壁部５０の車両幅方向中央５０Ａに配置されたフランジ部ともいえる。

また、一対の横壁部５０、連結壁部３６及び対向壁部２６は、平板状に形成されており、閉断面内（車両用フレーム部材１０の内部空間）へ向けて凸状（例えばＶ字状）とされた溝（くぼみ）が形成されていない。

なお、車両用フレーム部材１０（第一パネル３０及び第二パネル２０）としては、鋼板やアルミ合金板などの金属板が用いられる。さらに具体的には、車両用フレーム部材１０として、例えば、ホットスタンプ（熱間プレス加工）用ボロン鋼板（２２ＭｎＢ５等）などが用いられる。

ここで、車両用フレーム部材１０は、連結壁部３６及び対向壁部２６が高強度部とされている。また、一対の張出壁部３４の各々と連結壁部３６との間の稜線部３５が、高強度部とされている。さらに、一対の張出壁部２４の各々と対向壁部２６との間の稜線部２５が、高強度部とされている。

高強度部の引張強度は、例えば、１５００ＭＰａ以上とされている。なお、高強度部は、図２において、ハッチング部分（破線部分）として示されている。また、各部の高強度部は、同じ引張強度である必要はなく、少なくとも、後述の低強度部の引張強度よりも高い引張強度を有していればよい。

また、車両用フレーム部材１０は、第一パネル３０の一対のフランジ部３２、及び第二パネル２０の一対のフランジ部２２が、低強度部とされている。また、一対のフランジ部３２の各々と一対の張出壁部３４の各々との間の稜線部３３が、低強度部とされている。さらに、一対のフランジ部２２の各々と一対の張出壁部２４の各々との間の稜線部２３が、低強度部とされている。

さらに、横壁部５０が低強度部とされている。すなわち、横壁部５０の車両幅方向中央５０Ａよりも車両幅方向外側の外側部分５３と、横壁部５０の車両幅方向中央５０Ａよりも車両幅方向内側の内側部分５２と、が低強度部とされている。さらに言えば、外側部分５３における全部分と、内側部分５２における全部分とが、低強度部とされている。すなわち、横壁部５０の全部分が低強度部とされている。さらに換言すれば、横壁部５０の外側部分５３における車両幅方向中央５３Ａよりも車両幅方向内側の内側部分６６を含んだ領域が、低強度部とされている。なお、「内側部分６６」が請求項２における「内側部分」に相当し、「内側部分５２」が請求項６、８における「車両幅方向中央よりも車両幅方向内側の部分」に相当する。

内側部分６６は、横壁部５０における車両用フレーム部材１０の車両幅方向外側から内側への曲げ変形時に最もひずみが大きくなる部分（最大ひずみ部分）でもある。すなわち、車両用フレーム部材１０は、最大ひずみ部分が低強度部とされている。なお、最大ひずみ部分は、例えば、車両用フレーム部材１０の３点曲げ挙動、又は後述のポール圧潰挙動を、実験かシミュレーションによって求めることで特定される。

低強度部の引張強度は、高強度部の引張強度よりも低くされている。低強度部の引張強度は、例えば、１０００ＭＰａ以下とされている。なお、低強度部は、図２において、白抜き部分として示されている。また、各部の低強度部は、同じ引張強度である必要はなく、少なくとも、高強度部の引張強度よりも低い引張強度を有していればよい。

なお、車両用フレーム部材１０における高強度部及び低強度部は、車両用フレーム部材１０の長手方向（車両前後方向）に沿って形成されている。換言すれば、車両用フレーム部材１０は、長手方向（車両前後方向）に強度が一定（均一）とされている。

ここで、高強度部及び低強度部を有する車両用フレーム部材１０（第一パネル３０及び第二パネル２０）の製造方法について説明する。

車両用フレーム部材１０の製造方法としては、例えば、ホットスタンプ（熱間プレス加工）を用いた以下の第一製造方法及び第二製造方法のいずれかが用いられる。また、車両用フレーム部材１０の製造には、例えば、ボロン鋼板（２２ＭｎＢ５等）が用いられる。

ボロン鋼板（２２ＭｎＢ５等）は、熱間プレス（焼き入れ）を行う前において、例えば、引張強度が５９０ＭＰａで、伸び限界が２０％以上３０％以下とされている。ボロン鋼板（２２ＭｎＢ５等）は熱間プレスを行うことで、例えば、引張強度が１５００ＭＰａで伸び限界が１０％未満とされる。

第一製造方法は、例えば、以下のように行われる。すなわち、鋼板を再結晶温度以上の温度で加熱し、加熱した鋼板をプレス装置に取り付けた金型で塑性加工すると共に、金型との接触により急冷すること（熱間プレス）によって、高強度部を形成する。これにより、高強度部の引張強度は、例えば、１５００ＭＰａ以上とされている。一方、低強度部は、急冷せずに、金型を温めて徐冷することで形成される。これにより、低強度部の引張強度は、例えば、１０００ＭＰａ以下、具体的には、熱間プレスを行う前の５９０ＭＰａ程度とされている。

第二製造方法は、例えば、以下のように行われる。すなわち、鋼板を再結晶温度以上の温度で加熱し、加熱した鋼板をプレス装置に取り付けた金型で塑性加工すると共に、鋼板の全体を金型との接触により急冷する。その後、低強度部とされる領域を再度温めて焼き戻すことにより、低強度部を形成する。これにより、高強度部の引張強度は、例えば、１５００ＭＰａ以上とされている。低強度部の引張強度は、例えば、１０００ＭＰａ以下、具体的には、熱間プレスを行う前の５９０ＭＰａ程度とされている。

（車両用フレーム部材１０の作用効果）
次に、車両用フレーム部材１０の作用効果について説明する。

車両用フレーム部材１０によれば、連結壁部３６及び対向壁部２６が高強度部とされている。このため、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材１０が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、車両用フレーム部材１０の全体が低強度部とされている構成（比較例１）に比べ、車両用フレーム部材１０の座屈耐荷重が向上する。

さらに、車両用フレーム部材１０では、稜線部３５及び稜線部２５が高強度部とされている。これにより、稜線部３５及び稜線部２５が低強度部とされている構成に比べ、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材１０が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、車両用フレーム部材１０の座屈耐荷重が向上する。

また、車両用フレーム部材１０によれば、一対のフランジ部３２、一対のフランジ部２２、内側部分６６を含む横壁部５０（内側部分５２、外側部分５３）、稜線部３３、及び稜線部２３が、低強度部とされている。

内側部分６６は、横壁部５０における車両用フレーム部材１０の車両幅方向外側から内側への曲げ変形時に最もひずみが大きくなる部分（最大ひずみ部分）でもある。すなわち、車両用フレーム部材１０は、最大ひずみ部分が低強度部とされている。

このため、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材１０が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、車両用フレーム部材１０の全体が高強度部とされている構成（比較例２）に比べ、一対のフランジ部３２と、一対のフランジ部２２と、内側部分６６（最大ひずみ部分）を含む横壁部５０と、での車両用フレーム部材１０の破断が抑制される。この結果、車両用フレーム部材１０の破断までの変形量が増加する。

前述のように、車両用フレーム部材１０の破断までの変形量が増加し、車両用フレーム部材の座屈耐荷重も向上するため、車両の側面衝突時に車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合におけるエネルギー吸収量（車両用フレーム部材１０の破断までの荷重変位曲線の積分値）が増加する。

また、一対のフランジ部３２と一対のフランジ部２２とでの車両用フレーム部材１０の破断が抑制されることで、一対のフランジ部３２と一対のフランジ部２２との接合強度が向上する。換言すれば、一対のフランジ部３２と一対のフランジ部２２が高強度部とされている場合に比べ、車両用フレーム部材１０の閉断面を維持できる。

（車両用フレーム部材１０の高強度部及び低強度部の形成位置の変形例）
車両用フレーム部材１０では、横壁部５０の内側部分５２及び外側部分５３が低強度部とされていたが、これに限られない。例えば、図３に示されるように、横壁部５０の外側部分５３が低強度部（白抜き部分）とされ、横壁部５０の内側部分５２が高強度部（ハッチング部分）とされる構成であってもよい。

図３に示す構成においても、図２に示す構成と同様に、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材１０が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、車両用フレーム部材１０の全体が低強度部とされている構成（比較例１）に比べ、車両用フレーム部材１０の座屈耐荷重が向上する。

また、図３に示す構成においても、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材１０が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、車両用フレーム部材１０の全体が高強度部とされている構成（比較例２）に比べ、一対のフランジ部３２と、一対のフランジ部２２と、内側部分６６（最大ひずみ部分）を含む外側部分５３と、での車両用フレーム部材１０の破断が抑制される。この結果、車両用フレーム部材１０の破断までの変形量が増加する。

前述のように、車両用フレーム部材１０の破断までの変形量が増加し、車両用フレーム部材の座屈耐荷重も向上するため、車両の側面衝突時に車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合におけるエネルギー吸収量（車両用フレーム部材１０の破断までの荷重変位曲線の積分値）が増加する。

また、図３に示す構成では、横壁部５０の内側部分５２が高強度部とされているため、車両用フレーム部材１０の座屈が横壁部５０の外側部分５３で生じるように誘導できる。すなわち、車両用フレーム部材１０における座屈位置を特定位置に設定できる。

さらに、図４に示されるように、例えば、横壁部５０の外側部分５３における内側部分６６が低強度部（白抜き部分）とされ、内側部分５２と、外側部分５３における外側部分６７と、が高強度部（ハッチング部分）とされる構成であってもよい。なお、「外側部分５３」が請求項２における「外側部分」に相当し、「外側部分６７」が請求項３、５における「内側部分よりも車両幅方向外側の部分」に相当する。

図４に示す構成においても、図２に示す構成と同様に、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材１０が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、車両用フレーム部材１０の全体が低強度部とされている構成（比較例１）に比べ、車両用フレーム部材１０の座屈耐荷重が向上する。

また、図４に示す構成においても、車両の側面衝突時に、車両用フレーム部材１０が車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合において、車両用フレーム部材１０の全体が高強度部とされている構成（比較例２）に比べ、一対のフランジ部３２と、一対のフランジ部２２と、内側部分６６（最大ひずみ部分）と、での車両用フレーム部材１０の破断が抑制される。この結果、車両用フレーム部材１０の破断までの変形量が増加する。

前述のように、車両用フレーム部材１０の破断までの変形量が増加し、車両用フレーム部材の座屈耐荷重も向上するため、車両の側面衝突時に車両幅方向外側から内側への曲げ変形を生じた場合におけるエネルギー吸収量（車両用フレーム部材１０の破断までの荷重変位曲線の積分値）が増加する。

また、図４に示す構成では、横壁部５０の内側部分５２と、外側部分５３における外側部分６７と、が高強度部とされているため、車両用フレーム部材１０の座屈が横壁部５０の外側部分５３における内側部分６６で生じるように誘導できる。すなわち、車両用フレーム部材１０における座屈位置を特定位置に設定できる。

以上のように、車両用フレーム部材１０としては、少なくとも、横壁部５０の外側部分５３における内側部分６６が低強度部とされていればよい。したがって、例えば、内側部分６６と、横壁部５０の内側部分５２の一部（例えば、内側部分５２の車両幅方向中央５２Ａに対する車両幅方向内側又は車両幅方向外側の部分）と、が低強度部とされる構成であってもよい。そして、横壁部５０の外側部分５３における内側部分６６が低強度部とされていれば、比較例１及び比較例２に比べ、エネルギー吸収量が増加する前述の効果を得ることができる。
（一対のフランジ部３２及び一対のフランジ部２２の配置位置の変形例）
車両用フレーム部材１０では、一対のフランジ部３２及び一対のフランジ部２２が、横壁部５０の車両幅方向中央５０Ａに配置されていたが、これに限られない。例えば、図５に示されるように、一対のフランジ部３２及び一対のフランジ部２２は、横壁部５０の内側部分５２の車両幅方向中央５２Ａに対する車両幅方向内側に配置されていてもよい。また、例えば、図６に示されるように、一対のフランジ部３２及び一対のフランジ部２２は、横壁部５０の外側部分５３の車両幅方向中央５３Ａに対する車両幅方向外側に配置されていてもよい。

さらに、例えば、図７に示されるように、一対のフランジ部３２及び一対のフランジ部２２は、横壁部５０の内端部に配置されていてもよい。換言すれば、車両用フレーム部材１０では、第二パネル２０として、平板状とされた第二パネル２０を用いてもよい。図７に示す構成では、第二パネル２０は、一対の張出壁部２４（第三壁部の一例）を有せず、一対のフランジ部２２（接合部の一例）と、対向壁部２６と、を有している。

（車両用フレーム部材１０の他の変形例）
車両用フレーム部材１０は、自動車等の車両におけるサイドシル（ロッカ）に適用されていたが、これに限られない。車両用フレーム部材１０としては、例えば、自動車等の車両におけるセンタピラーに適用されていてもよい。この場合は、車両用フレーム部材１０は、車両前後方向ではなく、車両上下方向に沿って配置される。すなわち、車両上下方向に沿った方向が、車両用フレーム部材１０の長手方向とされる。

本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、変更、改良が可能である。

（エネルギー吸収量の評価）
図８及び図９には、比較例１と、比較例２と、本実施形態の車両用フレーム部材１０と、におけるエネルギー吸収量（車両用フレーム部材１０の破断までの荷重変位曲線の積分値）が示されている。

比較例１は、前述のとおり、車両用フレーム部材１０の全体が低強度部とされている構成である。比較例２は、前述のとおり、車両用フレーム部材１０の全体が高強度部とされている構成である。図８及び図９に示すエネルギー吸収量（ＥＡ）は、以下の条件により算出した。

部材形状：長手方向（車両前後方向）に沿った長さ６００ｍｍ、板厚１．４ｍｍ、図１０に示す断面形状の車両用フレーム部材１０を用いた。

部材材料：ボロン鋼（２２ＭｎＢ５）、計算に用いた変形抵抗が図１１に示されている。なお、ボロン鋼（２２ＭｎＢ５）は、熱間プレス（焼き入れ）を行う前において、引張強度が５９０ＭＰａで、伸び限界が２０％以上３０％以下とされている（図１１参照）。ボロン鋼（２２ＭｎＢ５）は熱間プレス（焼き入れ）を行うことで、引張強度が１５００ＭＰａで伸び限界が１０％未満とされる（図１１参照）。低強度部として、熱間プレス（焼き入れ）を行う前における変形抵抗を用い、高強度部として、熱間プレス（焼き入れ）後の変形抵抗を用いた。

計算条件：図１２に示す有限要素モデルを用いて、ポール圧潰挙動を計算した。この計算で得られる破断までの荷重・変位曲線の積分値をエネルギー吸収量とした。破断判定は最大主ひずみ値で評価し、低強度部で０．３、高強度部で０．１５を超えた場合に破断が生じるとした。

図１２に示す有限要素モデルでは、車両用フレーム部材１０は、長手方向（車両前後方向）への変位及び車両幅方向への変位が拘束されている。そして、図１２に示す有限要素モデルでは、車両用フレーム部材１０の長手方向中央を外径５０ｍｍのポールで圧潰した。

なお、図９では、車両用フレーム部材１０の全体が低強度部とされている構成（比較例１）を基準とし、その条件に対するエネルギー吸収量（ＥＡ）の向上割合を４段階で評価した。図１３に示されるように、６０％以上向上した場合に、◎（非常に効果が大きい）とし、３０％以上６０％未満を○（効果が大きい）とし、０％以上３０％未満を△（効果はある）とし、０％未満を×（効果がない）とした。

この結果、図８（Ａ）、（Ｃ）及び図９に示されるように、車両用フレーム部材１０の全体が低強度部とされている構成（比較例１）では、エネルギー吸収量（ＥＡ）が７８４.３ｋＮ・ｍｍとなる。また、図８（Ａ）、（Ｂ）及び図９に示されるように、車両用フレーム部材１０の全体が高強度部とされている構成（比較例２）では、エネルギー吸収量（ＥＡ）が１０１４.２ｋＮ・ｍｍとなる。

これに対して、図１及び図２に示す本実施形態の車両用フレーム部材１０では、比較例１に比べ、車両用フレーム部材の座屈耐荷重（図８（Ａ）の縦軸に相当）も向上し、比較例２に比べ、車両用フレーム部材１０の破断までの変形量（図８（Ａ）の横軸に相当）が増加する。この結果、図８（Ａ）、（Ｄ）及び図９に示されるように、本実施形態の車両用フレーム部材１０では、エネルギー吸収量（ＥＡ）が１５６２．７ｋＮ・ｍｍとなる。したがって、本実施形態の車両用フレーム部材１０が、比較例１及び比較例２に比べ、エネルギー吸収量が増加することがわかる。

また、図３に示す構成では、図９に示されるように、エネルギー吸収量が１１２１.４ｋＮ・ｍｍとなる。したがって、図３に示す構成においても、比較例１及び比較例２に比べ、エネルギー吸収量が増加することがわかる。

また、図４に示す構成では、図９に示されるように、エネルギー吸収量が１０８１.７ｋＮ・ｍｍとなる。したがって、図８に示す構成においても、比較例１及び比較例２に比べ、エネルギー吸収量が増加することがわかる。

（フランジ部３２及びフランジ部２２の配置位置とエネルギー吸収量の関係）
図１４には、一対のフランジ部３２及び一対のフランジ部２２の配置位置を替えた場合におけるエネルギー吸収量（車両用フレーム部材１０の破断までの荷重変位曲線の積分値）が示されている。

部材形状：長手方向（車両前後方向）に沿った長さ６００ｍｍ、板厚１．４ｍｍ、図１５（図７の構成に対応）、図１６（図５の構成に対応）、図１７（図１及び図２の構成に対応）及び図１８（図６の構成に対応）に示す断面形状の車両用フレーム部材１０を用いた。他の条件は、前述の条件と同様である。

この結果、図１４に示されるように、図７（図１５）に示す車両用フレーム部材１０の全体が低強度部とされている構成（比較例１）では、エネルギー吸収量（ＥＡ）が６５５.２ｋＮ・ｍｍとなる。また、図７に示す車両用フレーム部材１０の全体が高強度部とされている構成（比較例２）では、エネルギー吸収量（ＥＡ）が７５１．７ｋＮ・ｍｍとなる。

これに対して、図７に示す車両用フレーム部材１０では、エネルギー吸収量（ＥＡ）が１４８８．４ｋＮ・ｍｍとなる。したがって、図７に示す車両用フレーム部材１０が、比較例１及び比較例２に比べ、エネルギー吸収量が増加することがわかる。

また、図１４に示されるように、図５（図１６）に示す車両用フレーム部材１０の全体が低強度部とされている構成（比較例１）では、エネルギー吸収量（ＥＡ）が６５０.５ｋＮ・ｍｍとなる。また、図５に示す車両用フレーム部材１０の全体が高強度部とされている構成（比較例２）では、エネルギー吸収量（ＥＡ）が７４６．９ｋＮ・ｍｍとなる。

これに対して、図５に示す車両用フレーム部材１０では、エネルギー吸収量（ＥＡ）が１５２７．７ｋＮ・ｍｍとなる。したがって、図５に示す車両用フレーム部材１０が、比較例１及び比較例２に比べ、エネルギー吸収量が増加することがわかる。

また、図１４に示されるように、図１、２（図１７）に示す車両用フレーム部材１０の全体が低強度部とされている構成（比較例１）では、エネルギー吸収量（ＥＡ）が６０２．５ｋＮ・ｍｍとなる。また、図１、２に示す車両用フレーム部材１０の全体が高強度部とされている構成（比較例２）では、エネルギー吸収量（ＥＡ）が７８９．１ｋＮ・ｍｍとなる。

これに対して、図１、２に示す車両用フレーム部材１０では、エネルギー吸収量（ＥＡ）が１２８７．４ｋＮ・ｍｍとなる。したがって、図５に示す車両用フレーム部材１０が、比較例１及び比較例２に比べ、エネルギー吸収量が増加することがわかる。

また、図１４に示されるように、図６（図１８）に示す車両用フレーム部材１０の全体が低強度部とされている構成（比較例１）では、エネルギー吸収量（ＥＡ）が４４０．２ｋＮ・ｍｍとなる。また、図６に示す車両用フレーム部材１０の全体が高強度部とされている構成（比較例２）では、エネルギー吸収量（ＥＡ）が３４３．１ｋＮ・ｍｍとなる。

これに対して、図６に示す車両用フレーム部材１０では、エネルギー吸収量（ＥＡ）が５２１．２ｋＮ・ｍｍとなる。したがって、図６に示す車両用フレーム部材１０が、比較例１及び比較例２に比べ、エネルギー吸収量が増加することがわかる。

以上のように、一対のフランジ部３２及び一対のフランジ部２２の配置位置に関わらず、本実施形態の構成では、比較例１及び比較例２に比べ、エネルギー吸収量が増加することがわかる。

（車両用フレーム部材１０板厚とエネルギー吸収量の関係）
図１９には、車両用フレーム部材１０の板厚を２．１ｍｍに替えた場合におけるエネルギー吸収量（車両用フレーム部材１０の破断までの荷重変位曲線の積分値）が示されている。なお、他の条件は、前述の条件と同一である。

図１９に示されるように、車両用フレーム部材１０の板厚を２．１ｍｍに替えて、エネルギー吸収量を算出した場合においても、比較例１及び比較例２に比べ、エネルギー吸収量が増加することがわかる。

したがって、車両用フレーム部材１０の板厚が、エネルギー吸収量の増加の効果に与える影響は小さく、少なくとも、車両用フレーム部材１０の板厚を１．４ｍｍ以上２．１ｍｍ以下の範囲では、エネルギー吸収量の増加の効果が得られる。また、車両用フレーム部材１０の板厚を１．４ｍｍ以上２．１ｍｍ以下の範囲を超える場合でも、同様の効果が得られるものと推定される。

１０ 車両用フレーム部材
２０ 第二パネル
２２ フランジ部（接合部の一例）
２４ 張出壁部（第三壁部の一例）
２５ 稜線部
２６ 対向壁部
３０ 第一パネル
３２ フランジ部
３４ 張出壁部（第一壁部の一例）
３５ 稜線部
３６ 連結壁部
５０ 横壁部（第二壁部の一例）
５２ 内側部分（請求項６、８における車両幅方向内側の部分の一例）
５３ 外側部分（請求項２における外側部分の一例）
６６ 内側部分（請求項２における内側部分の一例）
６７ 外側部分（請求項３、５における車両幅方向外側の部分の一例）

Claims (10)

1. 車両幅方向内側に開口する断面ハット形状とされた第一パネルであって、一対のフランジ部と、各々が前記一対のフランジ部の各々から車両幅方向外側へ張り出した一対の第一壁部と、前記一対の第一壁部の車両幅方向外側の端部同士を連結する連結壁部と、を有する第一パネルと、
   車両幅方向外側に開口する断面ハット形状、又は、平板状とされた第二パネルであって、前記連結壁部に対向する対向壁部と、各々が前記一対のフランジ部の各々と接合された一対の接合部と、を有する第二パネルと、
   を備える車両用フレーム部材であって、
   各々が前記一対の第一壁部の各々を含み前記連結壁部から前記対向壁部へ達する一対の第二壁部と、前記連結壁部と、前記対向壁部と、で囲まれた閉断面構造とされ、
   前記連結壁部及び前記対向壁部が高強度部とされ、
   前記一対のフランジ部及び前記一対の接合部と、前記一対の第二壁部の各々における前記車両用フレーム部材の車両幅方向外側から内側への曲げ変形時に最もひずみが大きくなる部分とが、前記高強度部の引張強度よりも引張強度が低くされた低強度部とされた
   車両用フレーム部材。
2. 車両幅方向内側に開口する断面ハット形状とされた第一パネルであって、一対のフランジ部と、各々が前記一対のフランジ部の各々から車両幅方向外側へ張り出した一対の第一壁部と、前記一対の第一壁部の車両幅方向外側の端部同士を連結する連結壁部と、を有する第一パネルと、
   車両幅方向外側に開口する断面ハット形状、又は、平板状とされた第二パネルであって、前記連結壁部に対向する対向壁部と、各々が前記一対のフランジ部の各々と接合された一対の接合部と、を有する第二パネルと、
   を備える車両用フレーム部材であって、
   各々が前記一対の第一壁部の各々を含み前記連結壁部から前記対向壁部へ達する一対の第二壁部と、前記連結壁部と、前記対向壁部と、で囲まれた閉断面構造とされ、
   前記連結壁部及び前記対向壁部が高強度部とされ、
   少なくとも、前記一対のフランジ部及び前記一対の接合部と、前記一対の第二壁部の各々の車両幅方向中央よりも車両幅方向外側の外側部分における前記車両幅方向中央よりも車両幅方向内側の内側部分とが、前記高強度部の引張強度よりも引張強度が低くされた低強度部とされた
   車両用フレーム部材。
3. 前記外側部分における前記内側部分よりも車両幅方向外側の部分が、前記低強度部とされた
   請求項２に記載の車両用フレーム部材。
4. 前記外側部分における全部分が前記低強度部とされた
   請求項３に記載の車両用フレーム部材。
5. 前記外側部分における前記内側部分よりも車両幅方向外側の部分が、前記低強度部の引張強度よりも引張強度が高くされた高強度部とされた
   請求項２に記載の車両用フレーム部材。
6. 前記一対の第二壁部の各々の車両幅方向中央よりも車両幅方向内側の部分が、前記低強度部とされた
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用フレーム部材。
7. 前記一対の第二壁部の各々の全部分が、前記低強度部とされた
   請求項２〜４のいずれか１項に記載の車両用フレーム部材。
8. 前記一対の第二壁部の各々の車両幅方向中央よりも車両幅方向内側の部分が、前記低強度部の引張強度よりも引張強度が高くされた高強度部とされた
   請求項２〜５のいずれか１項に記載の車両用フレーム部材。
9. 前記一対の第一壁部の各々と前記連結壁部との間の稜線部が、前記低強度部の引張強度よりも引張強度が高くされた高強度部とされている
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両用フレーム部材。
10. 前記第二パネルは、車両幅方向外側に開口する断面ハット形状とされ、前記一対の接合部と、各々が前記一対の接合部の各々から車両幅方向内側へ張り出した一対の第三壁部と、 前記一対の第三壁部の車両幅方向内側の端部同士を連結する前記対向壁部と、を有し、
    前記一対の第三壁部の各々と前記対向壁部との間の稜線部が、前記低強度部の引張強度よりも引張強度が高くされた高強度部とされている
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両用フレーム部材。