JP4140315B2

JP4140315B2 - 車体の強度部材、車体の強度部材構造及び車体強度部材の製造方法

Info

Publication number: JP4140315B2
Application number: JP2002242326A
Authority: JP
Inventors: 勝則花川
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: JP2004083931A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体の強度部材、車体の強度部材構造及び車体強度部材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、自動車の強度部材は、衝突時の衝撃をいかに効果的に吸収できるかが重要な問題となっており、その衝突時の好ましい衝撃吸収の態様としては、所定変形量の範囲において、衝突後期よりも衝突初期時に大きな衝突反力を発生させ（初期荷重を高める）、その後の強度部材の曲げ変形によって衝突エネルギを有効に吸収することが望まれている。このため、既に特開２００２−１１４１７１に示すように、強度部材としてのフロントサイドフレームにおいて、前後方向における所定部位に、初期荷重を高め、かつ低歪みで破断し得る表面処理部を形成したものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一方、自動車の強度部材は、基本的に、材料等の増加による重量の増大をもたらすことなく、強度を高めることも要求されており、単に、衝突時の衝撃を効果的に吸収できることのみでも、自動車の強度部材としての高い要求を満たすことにはならない。
【０００４】
このような状況の下、比較的強度が期待できる窒化鋼板について再加熱による影響を調査したところ、その再加熱による焼き入れにより析出窒化鉄が再固溶し、その再加熱による焼き入れ部分の硬さが高くなることが判明した。
【０００５】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その第１の目的は、材料量等を増大させなくても強度を高めることができると共に、簡単な構造でもって衝突エネルギを効果的に吸収できる車体の強度部材を提供することにある。
本発明の第２の目的は、上記車体強度部材を用いた車体の強度部材構造を提供することにある。
本発明の第３の目的は、上記第１の目的を達成するために用いられる車体強度部材の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するため本発明（請求項１に係る発明）にあっては、
閉断面形状に成形されて伸びその伸び方向における所定範囲に亘って窒化処理が施された窒化処理部分が設けられ、
前記窒化処理部分における特定部分に、析出窒化鉄の再固溶に基づき、素材断面平均硬さに関し該窒化処理部分の特定部分以外の部分に比して高められている熱処理部が設けられている、
ことを特徴とする車体の強度部材とした構成としてある。この請求項１の好ましい態様としては、請求項２〜４に記載の通りとなる。
【０００７】
前記第２の目的を達成するため本発明（請求項５に係る発明）にあっては、
閉断面形状に成形されて伸びる強度部材として、車室前方において車体前後方向に伸びる左右一対のフロントフレームを有し、
前記左右一対のフロントフレームが窒化処理されていると共に、該左右一対のフロントフレームの車室側端部付近に、析出窒化鉄の再固溶に基づき、素材断面平均硬さに関し該車室側端部付近以外の部分に比して高められている熱処理部が設けられている、
ことを特徴とする車体の強度部材構造とした構成としてある。
【０００８】
前記第２の目的を達成するため本発明（請求項６に係る発明）にあっては、
閉断面形状に成形されて伸びる強度部材として、車室前方において車体前後方向に伸びる左右一対のフロントフレームと、該左右一対のフロントフレームの下方に位置されて車体前後方向に伸びる左右一対の側部部材を有するペリメータフレームとを有し、
前記左右一対のフロントフレームおよび前記左右一対の側部部材が窒化処理されていると共に、該左右一対のフロントフレームおよび該左右一対の側部部材の車室側端部付近に、析出窒化鉄の再固溶に基づき、素材断面平均硬さに関し該車室側端部付近以外の部分に比して高められている熱処理部がそれぞれ設けられている、
ことを特徴とする車体の強度部材構造とした構成としてある。
【０００９】
前記第２の目的を達成するため本発明（請求項７に係る発明）にあっては、
閉断面形状に成形されて伸びる強度部材として、センターピラーを有し、
前記センターピラーに、該センターピラーのベルトライン部とサイドシルとの間において、析出窒化鉄の再固溶に基づき、素材断面平均硬さに関し高められている熱処理部が設けられている、
ことを特徴とする車体の強度部材構造とした構成としてある。
【００１０】
前記第３の目的を達成するため本発明（請求項８に係る発明）にあっては、
閉断面形状に成形されて伸びる強度部材に、該強度部材の伸び方向において所定範囲に亘って窒化処理を施し、
前記強度部材における窒化処理領域の特定部分に熱処理を施して、析出窒化鉄を再固溶させる構成としてある。この請求項８の好ましい態様としては、請求項９に記載の通りとなる。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、閉断面形状に成形されて伸びる強度部材に、窒化処理が施された窒化処理部分が設けられていることから、この窒化処理部分においては、鋼板内部に窒素が拡散されて、基地中へ窒素が固溶していると共に窒化鉄が析出していることになり、それらに基づき、材料量等の増大を図らなくても当該強度部材の強度を高めることができることになる。
その一方、窒化処理部分における特定部分に、析出窒化鉄の再固溶に基づき、素材断面平均硬さに関し該窒化処理部分の特定部分以外の部分に比して高められている熱処理部が設けられていることから、その熱処理部が高硬度化して脆化することになり、衝突初期時には、その特定部分が簡単に座屈されることなく衝突反力を大きくすることが可能となる一方、その後、その特定部分における延性の低下に基づき、その特定部分でもって座屈を誘起させて車体強度部材を曲げ変形させることができることになり、衝突エネルギを効果的に吸収できることになる。
このように、当該車体の強度部材によれば、材料量等を増大させることなく強度を高めることができると共に、簡単な構造でもって衝突エネルギを効果的に吸収できることになる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、窒化処理部分が、強度部材の伸び方向略全域に亘って設けられていることから、強度部材の強度を、材料量等の増加により重量を増大させることなく全体的に高めることができることになり、強度部材の基本的性能を高める上で好ましいものにできることになる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、熱処理部に、脆弱な脆弱部が形成されていることから、衝突初期時に、熱処理部の高硬度化に基づき、その特定部分で簡単に座屈されないようにできる一方、衝突初期後においては、特定部分の性質（高硬度化に基づく延性の低下）だけでなく、その熱処理部における脆弱部によっても、その熱処理部でもって座屈を誘起させることができ、車体強度部材を確実に曲げ変形させることができることになる。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、脆弱部が、前記他の部分よりも断面積を小さくすることにより構成されていることから、熱処理部を、他の部分よりも確実且つ具体的に脆弱に設定することができることになる。
【００１５】
請求項５に係る発明によれば、強度部材としてのフロントフレームの基本性能を高めつつ、衝突初期後に、フロントフレームを車室側端部から座屈させることができる車体の強度部材構造を提供できることになる。
【００１６】
請求項６に係る発明によれば、強度部材としてのフロントフレームおよびペリメータフレームの基本性能を高めつつ、衝突初期後に、フロントフレームおよびペリメータフレームの各車室側端部付近から座屈を生じさせることができる車体の強度部材構造を提供できることになる。
【００１７】
請求項７に係る発明によれば、閉断面形状に成形されて伸びる強度部材として、センターピラーを有し、そのセンターピラーが窒化処理されていると共に、該センターピラーに、該センターピラーのベルトライン部とサイドシルとの間において、析出窒化鉄の再固溶に基づき、素材断面平均硬さに関し高められている熱処理部が設けられていることから、強度部材としてのセンターピラーの基本性能を高めつつ、側面衝突初期後に、乗員に最も近いベルトライン部でセンターピラーが座屈することを避けて、乗員にセンターピラーが接触しにくくすることができることになる。
【００１８】
請求項８に係る発明によれば、閉断面形状に成形されて伸びる強度部材に、該強度部材の伸び方向において所定範囲に亘って窒化処理を施し、その強度部材における窒化処理領域の特定部分に熱処理を施して、析出窒化鉄を再固溶させることから、窒化処理領域における特定部分が、その析出窒化鉄の再固溶に基づき、素材断面平均硬さに関し、該窒化処理部分の特定部分以外の部分に比して高められることになり、前述した第１の目的を達成するために用いる車体強度部材の製造方法を具体的に提供できることになる。
【００１９】
請求項９に係る発明によれば、熱処理が、５００〜７００℃の範囲での焼き入れ処理であることから、具体的に上記請求項８に係る製造方法を実現できるばかりか、熱変形や耐食性低下等を招くことなく有効に高硬度化処理（析出窒化鉄を再固溶させること）を行うことができることになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１〜図１８は第１実施形態を示すもので、この第１実施形態においては、強度部材としてフロントフレームを例に採って説明している。
【００２１】
車体の前部構造を示す図１〜図３において、１１は、車体前後方向に伸びる左右一対のフロントフレーム（フロントサイドフレーム）であり、フロントフレーム１１の後端部は、フロアフレーム１２に一体的に連なっている。
【００２２】
左右一対のフロントフレーム１１の各前端部にはそれぞれ接合フランジ部１３が接合されている。この左右の接合フランジ部１３には、連結部材１５が一体化された接合フランジ部１４がそれぞれ接合されており、その左右の連結部材１５同士は、車幅方向に伸びるバンパレインフォースメント１６によって連結されている。
【００２３】
フロントフレーム１１の後部上方には、上下方向および車幅方向に伸びるダッシュロアパネル１７が配設されている。このダッシュロアパネル１７の前方がエンジンルーム２１とされ、その後方が車室２２とされている。
【００２４】
左右一対のフロントフレーム１１は、その前端からダッシュロアパネル１７の若干手前位置まではほぼストレートに伸びている。そして、ダッシュロアパネル１７の若干手前位置から、後方に向かうにつれて徐々に下方に向かうように傾斜設定されている。このようなフロントフレーム１１は、後述するように、閉断面状に形成されている。
【００２５】
左右一対のフロントフレーム１１の下方には、ペリメータフレーム２４が配設されている。このペリメータフレーム２４は、全体的に井桁状とされて、それぞれ車幅方向に伸びる前側部材２５と後側部材２６、および車体前後方向に伸びて各部材２５と２６との各車幅方向端部同士を連結する左右一対の側部部材２７とを有する。このペリメータフレーム２４は、少なくともエンジン２３が搭載されるもので、ＦＦ車の場合は変速機をも合わせて搭載される。
【００２６】
ペリメータフレーム２４における左右一対の側部部材２７の前後端部には、前マウント部２９と後マウント部３０とが設けられている。前マウント部２９は、その上方にあるフロントフレーム１１の下面に取付けられ、後マウント部３０は、車体側のダッシュロアレインまたはトルクボックスに取付けられる。上述したペリメータフレーム２４の各構成部材２５〜２７はそれぞれ、閉断面状に形成されている。
【００２７】
左右一対のフロントフレーム１１及びペリメータフレーム２４における左右一対の側部部材２７は、その伸び方向全域に亘って窒化処理が施されて、各フロントフレーム１１及び各側部部材２７の全体が窒化処理部分とされている（符号として必要なときには、全体が処理されているため１１，２７をそれぞれ用いる）。これは、窒化処理することにより鋼板内部に窒素を拡散させて、基地中に窒素を固溶させると共に窒化鉄を析出させ、それにより、強度の向上を図るために行われるものである。
【００２８】
各フロントフレーム１１及び各側部部材２７の一部（特定部分）には、熱処理部としての焼き入れ部３１，３４がそれぞれ設けられている。焼き入れ部３１、３４は、各フロントフレーム１１（或いは側部部材２７）の所定位置、実施形態ではダッシュロアパネル１７よりも若干手前位置つまり前後方向にストレートに伸びている部分の後端部付近において設けられており、その各焼き入れ部３１、３４は、図１、図２においてハッチングを施して示す。この焼き入れ部３１、３４は、窒化処理部分１１を焼き入れすることにより、析出窒化鉄を再固溶させ、これにより、その焼き入れ部３１を高硬度化するために行われる。
【００２９】
本実施形態においては、上記各焼き入れ部３１、３４に脆弱部７３がそれぞれ形成されている（脆弱部７３については、図１〜図３において図示を略し、製造方法を示す図６以降において図示する）。脆弱部７３は、フロントフレーム１１の他の部分よりも例えば断面積を小さくする等により脆弱とされて、前方衝突初期後においてこの脆弱部７３部分で座屈が生じやすくなるように設定されているが、焼き入れ部３１の焼き入れ処理（高硬度化）により、脆弱部７３が存在しても、その部分は、フロントフレーム１１の他の部分と軸圧縮強度が略同等となるように設定されている。勿論、フロントフレーム１１は、その断面積が、車体前後方向にストレートに伸びている部分において、脆弱部７３を除いてほぼ同一とされて、略同等の軸圧縮強度を有するように設定されている。
【００３０】
ペリメータフレーム３４における側部部材２７の脆弱部７３についても、前記フロントフレームの場合と同様の構成となっており、側部部材２７の場合については、上述の説明をもって代え、詳述することは省略する。
【００３１】
いま、前方衝突したときを考えると、このときのフロントフレーム１１の変形量と衝突反力（前後Ｇの大きさ）との関係は、図４実線で示すような態様となる。まず、衝突初期時には、フロントフレーム１１がしっかりと踏ん張って初期反力つまり初期荷重は大きなものとなる。すなわち、脆弱部７３のみでは、衝突初期時に当該脆弱部７３部分でもって座屈を生じて大きな初期荷重を得ることが不可能であるが、脆弱部７３が焼き入れ部３１に形成（脆弱部７３が焼き入れ処理）されていることから、その焼き入れ部３１の焼き入れ処理に基づき、衝突初期時に脆弱部７３でもって座屈が生じてしまう事態が防止されて、初期荷重を大きくすることができる。
【００３２】
フロントフレーム１１は、やがて、焼き入れ部３１で、その焼き入れ部３１の性質（延性低下）及び脆弱部７３の脆弱性に基づき座屈されて、その前端部と焼き入れ部３１との間の中間部が上方へ持ち上がって全体的に上方へ凸となるように曲げ変形されていき、この曲げ変形によって衝突エネルギが効果的に吸収されていくことになる。フロントフレーム１１の長手方向中間部が上方へ凸となるような曲げ変形は、焼き入れ部３１部分でもってフロントフレーム１１が座屈を生じることに起因して生じることになる。
【００３３】
図４中破線は、前方衝突時にフロントフレームを蛇腹状に変形させていく従来の衝突エネルギ吸収手法を示すものである。この従来の衝突エネルギ吸収では、衝突初期時の衝突荷重が小さく、衝突後期の衝突荷重が大きく、しかもフロントフレームの長手方向変形量が相当に大きくなってしまう。これに対して、図４実線で示す本発明の場合は、衝突初期時の衝突荷重が大きく、衝突後期でもかなり大きな衝突荷重が発生し、衝突中期では衝突初期時および衝突後期に比して衝突荷重が小さくなるものの従来よりも十分に大きな衝突荷重を発生し、そして、フロントフレーム１１の長手方向の変形量を従来の場合よりも十分小さくすることができる。つまり、本発明では、フロントフレーム１１の長手方向変形量を所定範囲の小さいものとしつつ、衝突荷重を衝突からの時間経過と共に極力大きく変化させないようにして、全体として衝突エネルギを効果的に吸収することができる。なお、図４において、実線で囲まれた面積あるいは破線で囲まれた面積が、それぞれ、フロントフレーム１１の変形によって吸収された衝突エネルギの合計を示すものとなる。
【００３４】
ペリメータフレーム２４の左右一対の側部部材２７も、フロントフレーム１１と同様に変形されて、衝突エネルギを吸収する。すなわち、衝突初期時には、焼き入れ部３４が座屈されることなく衝突荷重が大きくされ、その後焼き入れ部３４で座屈されて、側部部材２７の長手方向略中間部が下方へ向いた全体的に下方へ凸となるように曲げ変形されて、衝突エネルギが効果的に吸収されることになる。
【００３５】
次に、図５〜図９を参照しつつ、図１９に示す工程図に基づきフロントフレーム１１の製造方法について説明するが、図５〜図９は、フロントフレーム１１のうち焼き入れ部３１付近のみを示す。先ず、図５に示すように、フロントフレーム１１を構成する第１部材としての平板状の板金４１が用意される。この板金４１としては、窒化処理に適したもの、例えばＴｉ含有量０．０７％の窒化用鋼板（例えばＨｖ９０程度））を用いることが好ましい。
【００３６】
次に、上記板金４１がプレス加工されて、図６に示すような断面形状の第１中間加工品４２が形成される。この第１中間加工品４２は、断面略ハット状とされて、一対のフランジ部４２ａがプレス時に同時に形成されると共に、そのパネル面部に凹部を形成することにより脆弱部７３が同時に形成される。この図６に示す中間加工品４２のフランジ部４２ａに対しては、図７に示すように、第２部材としての平板状の板金４３（例えば前述の窒化用鋼板）を接合することにより、閉断面状の第２中間加工品４４が形成される。
【００３７】
次に、上記中間加工品４４に対して、例えば５８０℃で９０分の塩浴窒化等により窒化処理が行われる。この窒化処理により、前述した如く、鋼板内部に窒素を拡散させて、基地中へ窒素を固溶させると共に窒化鉄を析出させて、中間加工品（フロントフレーム）の強度を高められる（硬さとしては例えばＨｖ２８０〜Ｈｖ３４０）。この場合、中間加工品４４に対して窒化処理を行っているが、これは、プレス加工前の板金４１に対して窒化処理を行った場合には、強度の向上がプレス加工を阻害することになるため、プレス加工後のもの、すなわち中間加工品４４に対して窒化処理を行うこととしているのである。勿論、中間加工品４２もプレス加工を終えたものであることから、その中間加工品４２及び板金４３に対して窒化処理を行ってもよい。また、窒化処理としては、ガス軟窒化、塩浴窒化等を適宜、用いることができる。
【００３８】
次に、第２中間加工品４４のうち焼き入れ部３１予定領域、すなわち脆弱部７３およびその周辺部に対して熱処理として低温焼き入れ処理を行う。これにより、焼き入れ部３１は、高硬度化され（本実施形態においてはＨｖ３５０〜４００）、脆化することになる。低温焼き入れ処理は、本実施形態においては、高周波焼き入れ用コイル４５によって加熱し（図８参照）、その後加熱部分を油によって冷却することにより、図９に示すように焼き入れ部３１を形成する。この場合、焼き入れ温度は、５００℃〜７００℃であることが好ましい。５００℃以上で焼き入れ処理を行うこととしているのは、図２０に示すように、窒化処理後において、５００℃未満での焼き入れ処理では十分な脆化を図ることができない一方、５００℃以上で焼き入れ処理を行えば、析出した窒化鉄が再固溶して硬さが硬くなり、十分な脆化を図ることが判明したからである。７００℃以下で焼き入れ処理を行うこととしているのは、７００℃を超えると、焼き入れ変態を生じると共に熱処理変形が大きくなるからであり、また、高周波加熱で７００℃を超える加熱を可能とするためには発振機の出力を高める必要があり、コスト的に問題があるからである。尚、図２０における断面平均硬さに関しては、マイクロビッカース硬さ計を用いて硬さ測定を行い、その硬さ測定は、荷重２００ｇの下で行った。
【００３９】
図２１は、前述の窒化用鋼板（窒化処理前のもの）を窒化処理した場合の内部構造（金属顕微鏡組織）を示す顕微鏡写真図、図２２は、前述の窒化用鋼板（窒化処理前のもの）を、窒化処理後、３００℃加熱した場合の内部構造（金属顕微鏡組織）を示す顕微鏡写真図、図２３は、前述の窒化用鋼板（窒化処理前のもの）を、窒化処理後、４００℃加熱した場合の内部構造（金属顕微鏡組織）を示す顕微鏡写真図、図２４は、前述の窒化用鋼板（窒化処理前のもの）を、窒化処理後、５００℃加熱した場合の内部構造（金属顕微鏡組織）を示す顕微鏡写真図、図２５は、前述の窒化用鋼板（窒化処理前のもの）を、窒化処理後、５８０℃加熱した場合の内部構造（金属顕微鏡組織）を示す顕微鏡写真図を示す。
【００４０】
この各顕微鏡写真図を比較検討すれば、先ず、図２１に示す窒化後の金属顕微鏡組織に関しては、窒化後では、フェライト組織中に窒素固溶と窒化鉄が微細に析出（この写真では確認しにくいが微細に窒化鉄が析出）した組織となり、その硬さはＨｖ３３２となっている。
【００４１】
図２２に示す窒化後に３００℃加熱したものの金属顕微鏡組織写真に関しては、窒化後に３００℃に加熱すると、既に析出していた窒化鉄に加え固溶した窒素が窒化鉄として析出し粗大化して軟化する。その硬さは、Ｈｖ２６１となっている。
【００４２】
図２３に示す窒化後に４００℃加熱したものの金属顕微鏡組織写真に関しては、窒化後に３００℃を越えると、析出した窒化鉄が基地中に再固溶をしはじめ、４００℃では窒化鉄が部分的に再固溶してフェライト組織（針状の窒化鉄析出のない）の面積が多くなり、硬さはＨｖ３０５となっている。
【００４３】
図２４に示す窒化後に５００℃加熱したものの金属顕微鏡組織写真に関しては、さらに析出していた窒化鉄が殆ど基地中に固溶し、ほぼフェライト組織となっている。このときの硬さは、Ｈｖ３５４となり硬くて脆くなっている。
【００４４】
図２５に示す窒化後に５８０℃加熱したものの金属顕微鏡組織写真に関しては、窒化鉄はすべて基地中に固溶して、フェライト組織のみとなっている。硬さは、Ｈｖ３６２となり、硬くて脆いものとなっている。
【００４５】
図１０〜図１３は、別の製造方法を示すものである。本例では、図５の板金４１に対して、焼き入れ部３１の予定位置に対して、例えばプレス加工によって、脆弱部７３に相当する複数の孔５０があらかじめ前処理として形成されて、前処理品４１Ｂが形成される。この後、前処理品４１Ｂをプレス加工して、図６に対応した第１中間加工品４２Ｂが形成され、その第１中間加工品４２Ｂに、第２部材としての板金４３をに接合して第２中間加工品４４Ｂが形成される。この第２中間加工品４４Ｂに対して前記窒化処理が行われ、続いて、脆弱部７３に相当する複数の孔５０およびその周辺部を加熱、冷却することによって前記焼き入れ処理が行われ、その焼き入れ処理を経ることにより最終品としてのフロントフレーム１１を得ることになる。
【００４６】
ロボットを利用して、窒化処理後に、焼き入れ処理を行う例が、図１４〜図１７に示される。すなわち、ロボット５１のロボットアーム先端部に高周波焼き入れ用のコイル４５と、コイル４５を取り囲むようにしてボックス４６とが保持される。ボックス４６は、下方が開口されていて、その開口全周縁部には、シール部材４７が設けられている。ボックス４６には、冷却水の供給用ホース４８と排出用ホース４９とが接続されている。なお、図１４中、５２は高周波発生源である。
【００４７】
この場合、窒化処理後に焼き入れ処理を行うには、まず、ロボット５１によって、ボックス４６を、脆弱部７３およびその周辺部を全体的に覆うような位置に移動させる。このとき、シール部材４７によって、ボックス４６内が液密になるようにされる。
【００４８】
ボックス４６でもって脆弱部７３を液密に覆った状態で、ボックス４６内に冷却水が供給され、この状態でコイル４５に通電して、脆弱部７３およびその周辺部が加熱される（水中焼き入れ）。これにより焼き入れ処理が完了されるが、焼き入れ処理完了後は、ボックス４６内の冷却水を排出した後、ボックス４６が脆弱部７３から離間される。
【００４９】
図１８は、窒化処理後に、大気開放雰囲気下で焼き入れ処理を行う場合が示される。この実施形態では、焼き入れに必要な焼き入れ用コイル４５、冷却水供給部材６１の他に、振動発生源６２と、振動発生源６２で発生された振動をフロントフレーム１１に伝達するためのクリップ部材６３とが別途用いられる。クリップ部材６３をフロントフレーム１１に接続することにより、フロントフレーム１１に振動を与えた状態で、コイル４５に通電して脆弱部７３を加熱した後、冷却水供給部材６１から供給される冷却水でもって冷却して、焼き入れが行われる。振動を与えることにより、冷却水が脆弱部７３およびその周辺部に対してほぼ均等に供給される（存在される）ようにして、脆弱部７３およびその周辺部をほぼ均等に焼き入れすることが可能となる。
【００５０】
図２６は第２実施形態を示すもので、この第２実施形態においては、強度部材としてセンターピラーを例に採って説明している。
【００５１】
この第２実施形態においては、閉断面形状に成形されて伸びるセンターピラー７１が窒化処理されていると共に、そのセンターピラー７１に、該センターピラー７１のベルトライン部（Ｌをもって示す）とサイドシル７２との間において、析出窒化鉄の再固溶に基づき、素材断面平均硬さに関し高められている前述の焼き入れ部（熱処理部）３１が設けられている。これにより、センターピラー７１が、ベルトライン部Ｌにおいて乗員に最も近く配置されているため、ベルトライン部Ｌで座屈が起こった場合には、座屈変形時の変形量が少なくても乗員に接触する可能性があるが、上記のように焼き入れ部３１を配置すれば、その焼き入れ部を起点として積極的に折れ曲がることになり、乗員にセンターピラー７１が接触しにくくすることができることになる。しかも、そのセンターピラー７１を通じて、効果的に衝突エネルギをルーフ側とサイドシル７２側に分散できることにもなる。
【００５２】
このセンタピラー７１を製造するに際しては、先ず、窒化用鋼板をプレス加工して、センターピラー（レインフォースメント）７１を成形し、それに対して、例えば、５８０℃で９０分の塩浴窒化を行い、その後、それを油冷する。次いで、センターピラー７１を、ベルトライン部Ｌとサイドシル７２との間の特定部分において、高周波加熱により５００〜７００℃の下で加熱し、その加熱部分を脆化させることとされる。
【００５３】
以上実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず例えば次のような場合をも含む。
１）焼き入れ部３１、３４に脆弱部７３を設けることは好ましいが、必ずしも脆弱部を設けることは必要ではなく、焼き入れ部３１（３４）だけで対処すること。
２）焼き入れ部３１、３４等を１つに限らず複数設けること。
３）ペリメータフレーム２４を有する自動車において、フロントフレーム１１に対してのみ焼き入れ部３１等を形成して、ペリメータフレーム２４には焼き入れ部３４を形成しないようにすること。
４）自動車として、ペリメータフレーム２４を有しない場合であってもよいこと。５）強度部材として、フロントフレーム１１、センターピラー７１に限らず、リアフレーム等、衝突エネルギ吸収が要請される適宜のフレームとすることができること。
【００５４】
本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された車体前部の斜視図。
【図２】図１の側面図。
【図３】図１に示すペリメータフレームの斜視図。
【図４】本発明による衝突エネルギ吸収の態様を従来のものと比較して示す図。
【図５】フレーム形成の過程で脆弱部形成と焼き入れ処理とを行う例を示す工程図。
【図６】フレーム形成の過程で脆弱部形成と焼き入れ処理とを行う例を示す工程図。
【図７】フレーム形成の過程で脆弱部形成と焼き入れ処理とを行う例を示す工程図。
【図８】フレーム形成の過程で脆弱部形成と焼き入れ処理とを行う例を示す工程図。
【図９】フレーム形成の過程で脆弱部形成と焼き入れ処理とを行う例を示す工程図。
【図１０】フレーム形成の過程で脆弱部形成と焼き入れ処理とを行う別の例を示す工程図。
【図１１】フレーム形成の過程で脆弱部形成と焼き入れ処理とを行う別の例を示す工程図。
【図１２】フレーム形成の過程で脆弱部形成と焼き入れ処理とを行う別の例を示す工程図。
【図１３】フレーム形成の過程で脆弱部形成と焼き入れ処理とを行う別の例を示す工程図。
【図１４】ロボットを利用して焼き入れ処理を行う場合の例を示す斜視図。
【図１５】図１４のロボットを利用して焼き入れ処理を行っている状態を示す要部斜視図。
【図１６】図１５をフレーム長手方向から見た正面図。
【図１７】図１５の焼き入れコイル部分での断面図。
【図１８】焼き入れ処理の別の手法を示す斜視図。
【図１９】実施形態に係るフレームの製造工程を示す工程図。
【図２０】焼き入れ温度（加熱温度）と断面平均硬さとの関係を示す特性線図。
【図２１】窒化用鋼板（窒化処理前のもの）を窒化処理した場合の内部構造（金属顕微鏡組織）を示す顕微鏡写真図（倍率４００倍）。
【図２２】窒化用鋼板（窒化処理前のもの）を、窒化処理後、３００℃加熱した場合の内部構造（金属顕微鏡組織）を示す顕微鏡写真図（倍率４００倍）。
【図２３】窒化用鋼板（窒化処理前のもの）を、窒化処理後、４００℃加熱した場合の内部構造（金属顕微鏡組織）を示す顕微鏡写真図（倍率４００倍）。
【図２４】窒化用鋼板（窒化処理前のもの）を、窒化処理後、５００℃加熱した場合の内部構造（金属顕微鏡組織）を示す顕微鏡写真図（倍率４００倍）。
【図２５】窒化用鋼板（窒化処理前のもの）を、窒化処理後、５８０℃加熱した場合の内部構造（金属顕微鏡組織）を示す顕微鏡写真図（倍率４００倍）。
【図２６】第２実施形態を説明する説明図。
【符号の説明】
１１：フロントフレーム
２４：ペリメータフレーム
２７：側部部材
３１：焼き入れ部（フロントフレーム）
３４：焼き入れ部（ペリメータフレームの側部部材）
４５：コイル（焼き入れ用）
５０：孔（脆弱部形成用）
７１：センターピラー
７３：脆弱部

Claims

閉断面形状に成形されて伸びその伸び方向における所定範囲に亘って窒化処理が施された窒化処理部分が設けられ、
前記窒化処理部分における特定部分に、析出窒化鉄の再固溶に基づき、素材断面平均硬さに関し該窒化処理部分の特定部分以外の部分に比して高められている熱処理部が設けられている、
ことを特徴とする車体の強度部材。
請求項１において、
前記窒化処理部分が、前記強度部材の伸び方向略全域に亘って設けられている、
ことを特徴とする車体の強度部材。
請求項１又は２において、
前記熱処理部に、脆弱な脆弱部が形成されている、
ことを特徴とする車体の強度部材。
請求項３において、
前記脆弱部が、前記他の部分よりも断面積を小さくすることにより構成されている、
ことを特徴とする車体の強度部材。
閉断面形状に成形されて伸びる強度部材として、車室前方において車体前後方向に伸びる左右一対のフロントフレームを有し、
前記左右一対のフロントフレームが窒化処理されていると共に、該左右一対のフロントフレームの車室側端部付近に、析出窒化鉄の再固溶に基づき、素材断面平均硬さに関し該車室側端部付近以外の部分に比して高められている熱処理部が設けられている、
ことを特徴とする車体の強度部材構造。
閉断面形状に成形されて伸びる強度部材として、車室前方において車体前後方向に伸びる左右一対のフロントフレームと、該左右一対のフロントフレームの下方に位置されて車体前後方向に伸びる左右一対の側部部材を有するペリメータフレームとを有し、
前記左右一対のフロントフレームおよび前記左右一対の側部部材が窒化処理されていると共に、該左右一対のフロントフレームおよび該左右一対の側部部材の車室側端部付近に、析出窒化鉄の再固溶に基づき、素材断面平均硬さに関し該車室側端部付近以外の部分に比して高められている熱処理部がそれぞれ設けられている、
ことを特徴とする車体の強度部材構造。
閉断面形状に成形されて伸びる強度部材として、センターピラーを有し、
前記センターピラーが窒化処理されていると共に、該センターピラーに、該センターピラーのベルトライン部とサイドシルとの間において、析出窒化鉄の再固溶に基づき、素材断面平均硬さに関し高められている熱処理部が設けられている、
ことを特徴とする車体の強度部材構造。
閉断面形状に成形されて伸びる強度部材に、該強度部材の伸び方向において所定範囲に亘って窒化処理を施し、
前記強度部材における窒化処理領域の特定部分に熱処理を施して、析出窒化鉄を再固溶させる、
ことを特徴とする車体強度部材の製造方法。
請求項８において、
前記熱処理が、５００〜７００℃の範囲での焼き入れ処理である、
ことを特徴とする車体強度部材の製造方法。