JP6881683B2 - 自動車用構造部材および車体 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用構造部材およびそれを備えた車体に関する。

自動車の車体には、他の自動車等に衝突された場合でもキャビン内の安全性を十分に確保することが求められる。このため、従来、キャビン内の安全性を確保するために種々の自動車用構造部材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたセンターピラーは、センターピラーインナーと、センターピラーアウターと、パッチ部材とを有している。パッチ部材は、センターピラーアウターの外面に接合されている。

特許文献１には、所定の要件を満たすようにパッチ部材をセンターピラーアウターに接合することによって、センターピラーアウターを補強することができ、かつ衝突時のエネルギー吸収効率を向上させることができることが記載されている。

国際公開第２０１７／０３０１９１号

ところで、自動車業界では、燃費向上の観点から、自動車部品のさらなる軽量化が求められている。この点に関して、特許文献１に記載されているようにパッチ部材を設ける場合、センターピラーの重量が増加するという問題が生じる。

そこで、本発明は、軽量でかつ衝突に対して優れた強度を有する自動車用構造部材を提供することを目的としている。

本発明は、下記の自動車用構造部材および車体を要旨とする。

（１）板状の第１壁部と、前記第１壁部の厚み方向において前記第１壁部に対向する板状の第２壁部と、前記第１壁部および前記第２壁部を接続する板状の第３壁部とを有する自動車用構造部材であって、
前記第１壁部および前記第２壁部のそれぞれが、前記第３壁部との接続部に沿う方向が長手方向となりかつ２つの貫通孔が前記長手方向に沿って並ぶように形成された板状の主壁部と、前記主壁部から立ち上がるように設けられた２つの補助壁部とを有し、
前記２つの補助壁部のうちの一方は、前記２つの貫通孔のうちの一方の縁から前記主壁部の厚み方向に立ち上がるように設けられ、前記２つの補助壁部のうちの他方は、前記２つの貫通孔のうちの他方の縁から前記厚み方向に立ち上がるように設けられ、
前記長手方向における前記２つの補助壁部の距離は、前記２つの補助壁部の間における前記主壁部の幅の１．４倍以下であり、
前記主壁部の幅に対する前記２つの貫通孔の前記主壁部の幅方向の長さの割合がそれぞれ０．３以上１．０以下であって、
車体において、前記第１壁部と前記第２壁部とは前後方向に対向し、かつ前記長手方向は車幅方向および前後方向よりも上下方向に近い、自動車用構造部材。

（２）前記第１壁部の前記２つの補助壁部は、前記第２壁部側に立ち上がるように設けられ、前記第２壁部の前記２つの補助壁部は、前記第１壁部側に立ち上がるように設けられる、上記（１）に記載の自動車用構造部材。

（３）センターピラーである、上記（１）または（２）に記載の自動車用構造部材。

（４）上下方向における中心よりも下方に前記２つの補助壁部が設けられている、上記（３）に記載の自動車用構造部材。

（５）板状の第１壁部と、前記第１壁部の厚み方向において前記第１壁部に対向する板状の第２壁部と、前記第１壁部および前記第２壁部を接続する板状の第３壁部とを有する自動車用構造部材であって、
前記第１壁部および前記第２壁部のそれぞれが、前記第３壁部との接続部に沿う方向が長手方向となりかつ２つの貫通孔が前記長手方向に沿って並ぶように形成された板状の主壁部と、前記主壁部から立ち上がるように設けられた２つの補助壁部とを有し、
前記２つの補助壁部のうちの一方は、前記２つの貫通孔のうちの一方の縁から前記主壁部の厚み方向に立ち上がるように設けられ、前記２つの補助壁部のうちの他方は、前記２つの貫通孔のうちの他方の縁から前記厚み方向に立ち上がるように設けられ、
前記長手方向における前記２つの補助壁部の距離は、前記２つの補助壁部の間における前記主壁部の幅の１．４倍以下であり、
前記主壁部の幅に対する前記２つの貫通孔の前記主壁部の幅方向の長さの割合がそれぞれ０．３以上１．０以下であって、
車体において、前記第１壁部と前記第２壁部とは上下方向に対向し、かつ前記長手方向は上下方向よりも車幅方向または前後方向に近い、自動車用構造部材。

（６）前記第１壁部の前記２つの補助壁部は、前記第２壁部側に立ち上がるように設けられ、前記第２壁部の前記２つの補助壁部は、前記第１壁部側に立ち上がるように設けられる、上記（５）に記載の自動車用構造部材。

（７）サイドシル、バンパービーム、クロスメンバ、またはトルクボックスである、上記（５）または（６）に記載の自動車用構造部材。

（８）前記主壁部の厚み方向から見て、前記補助壁部は、前記長手方向における前記貫通孔の一方側および他方側において、前記貫通孔の中心を通りかつ前記長手方向に平行な直線に交差する、上記（１）から（７）のいずれかに記載の自動車用構造部材。

（９）前記２つの補助壁部の距離は、前記２つの補助壁部の間における前記主壁部の幅の０．２倍以上である、上記（１）から（８）のいずれかに記載の自動車用構造部材。

（１０）前記主壁部の厚み方向において、前記補助壁部の先端と前記主壁部との距離は、２．８ｍｍ以上である、上記（１）から（９）のいずれかに記載の自動車用構造部材。

（１１）前記２つの補助壁部はそれぞれ筒形状を有している、上記（１）から（１０）のいずれかに記載の自動車用構造部材。

（１２）前記主壁部の幅方向における前記補助壁部の長さは、前記貫通孔の中心を通りかつ前記長手方向に直交する断面における前記主壁部の幅の０．２倍〜１．０倍である、上記（１）から（１１）のいずれかに記載の自動車用構造部材。

（１３）前記補助壁部は、前記貫通孔の周方向に互いに離隔して設けられる２つの壁を含み、
前記２つの壁のうちの一方は、前記長手方向において前記貫通孔の一方側に設けられ、前記２つの壁のうちの他方は、前記長手方向において前記貫通孔の他方側に設けられ、
前記主壁部の幅方向における前記２つの壁それぞれの長さは、前記貫通孔の中心を通りかつ前記長手方向に直交する断面における前記主壁部の幅の０．２倍〜１．０倍である、上記（１）から（１０）のいずれかに記載の自動車用構造部材。
（１４）上記（１）から（１３）のいずれかに記載の自動車用構造部材を備えた、車体。

本発明によれば、軽量でかつ衝突に対して優れた強度を有する自動車用構造部材が得られる。

図１は、解析モデルの一例を示す斜視図である。 図２は、解析モデルの断面を示す図である。 図３は、比較対象の解析モデルを示す図である。 図４は、解析結果を示す図である。 図５は、解析モデルを座屈させた場合の変形挙動を模式的に示す図である。 図６は、解析結果を示す図である。 図７は、解析結果を示す図である。 図８は、解析結果を示す図である。 図９は、解析結果を示す図である。 図１０は、解析結果を示す図である。 図１１は、解析結果を示す図である。 図１２は、解析結果を示す図である。 図１３は、解析モデルの他の例を示す斜視図である。 図１４は、比較対象の解析モデルを示す図である。 図１５は、本発明の一実施形態に係る自動車用構造部材を示す斜視図である。 図１６は、図１５のＡ−Ａ線に対応する部分の概略断面図である。 図１７は、前壁部において貫通孔が形成された部分をセンターピラーの内側から見た図である。 図１８は、センターピラーの変形例を説明するための図である。 図１９は、センターピラーの他の変形例を説明するための図である。 図２０は、センターピラーのその他の変形例を説明するための図である。 図２１は、センターピラーのその他の変形例を説明するための図である。 図２２は、センターピラーのその他の変形例を説明するための図である。 図２３は、本発明の第２実施形態に係る自動車用構造部材を示す斜視図である。 図２４は、図２３のＡ−Ａ線に対応する部分の概略断面図である。 図２５は、縦壁部において貫通孔が形成された部分を自動車用構造部材の内側から見た図である。 図２６は、自動車用構造部材の変形例を説明するための図である。 図２７は、自動車用構造部材の他の変形例を説明するための図である。 図２８は、自動車用構造部材のその他の変形例を説明するための図である。 図２９は、本発明の第３実施形態に係る自動車用構造部材を示す斜視図である。 図３０は、本発明の第４実施形態に係る自動車用構造部材を示す斜視図である。 図３１は、図３０のＢ−Ｂ線に対応する部分の概略断面図である。 図３２は、車体の一部を示す概略斜視図である。 図３３は、車体の一部を示す概略底面図である。

（本発明者による検討）
本発明者は、自動車用構造部材の高強度化および軽量化の両立を実現するために、種々の検討を行ってきた。そして、本発明者は、筒状の自動車用構造部材にバーリング加工を施すことによって、自動車用構造部材の高強度化および軽量化を両立できると考えた。そこで、本発明者は、有限要素法を用いた数値解析（コンピュータ・シミュレーション）によって、バーリング加工が自動車用構造部材の強度に与える影響を調査した。以下、本発明者が行った数値解析について説明する。

図１は、数値解析で用いた自動車用構造部材の解析モデルの一例を示す斜視図であり、図２は、解析モデルのうち図１のII−II線に対応する部分の断面図である。なお、図１および図２には、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を示す矢印が示されている。

図１に示すように、解析モデル１００は、Ｘ方向に延びる角筒形状を有し、４つの壁部１０２，１０４，１０６，１０８を有している。壁部１０２と壁部１０４とはＺ方向において対向するように設けられ、壁部１０６と壁部１０８とはＹ方向において対向するように設けられている。なお、解析モデル１００は、厚みが０．８ｍｍで引張強さが９８０ＭＰａ級の鋼板によって形成されているものとする。また、解析モデル１００のＸ方向の長さは１０００ｍｍであり、Ｙ方向およびＺ方向における長さはそれぞれ１００ｍｍである。

図１および図２に示すように、壁部１０２は、一対の貫通孔１０２ａが形成された板状の主壁部１０２ｂと、一対の貫通孔１０２ａごとに設けられる一対の補助壁部１０２ｃとを有している。同様に、壁部１０４は、一対の貫通孔１０４ａが形成された板状の主壁部１０４ｂと、一対の貫通孔１０４ａごとに設けられる一対の補助壁部１０４ｃとを有している。補助壁部１０２ｃは、バーリング加工によって形成することを想定して、円筒形状を有しかつ貫通孔１０２ａの縁から解析モデル１００の内側に向かって立ち上がるように形成されている。同様に、補助壁部１０４ｃは、バーリング加工によって形成することを想定して、円筒形状を有しかつ貫通孔１０４ａの縁から解析モデル１００の内側に向かって立ち上がるように形成されている。

一対の貫通孔１０２ａはそれぞれ、主壁部１０２ｂのＹ方向における中心に形成されている。同様に、一対の貫通孔１０４ａはそれぞれ、主壁部１０４ｂのＹ方向における中心に形成されている。一対の貫通孔１０２ａのＸ方向における位置と、一対の貫通孔１０４ａのＸ方向における位置とは互いに等しい。一対の貫通孔１０２ａのＸ方向における中間位置は、Ｘ方向における壁部１０２の中心に一致し、一対の貫通孔１０４ａのＸ方向における中間位置は、Ｘ方向における壁部１０４の中心に一致する。貫通孔１０２ａおよび貫通孔１０４ａの直径はそれぞれ６０ｍｍである。また、一対の貫通孔１０２ａのＸ方向における距離Ｗ（一方の貫通孔１０２ａの縁と他方の貫通孔１０２ａの縁との最短距離）は８０ｍｍである。同様に、一対の貫通孔１０４ａのＸ方向における距離は８０ｍｍである。

なお、以下においては、Ｙ方向を上下方向とする。より具体的には、Ｙ方向において壁部１０６側を上方とし、壁部１０８側を下方とする。図１に示すように、数値解析では、円弧状の支持面を有する一対の支持部材２００によって壁部１０８を下方から支持した状態で、壁部１０６に荷重Ｆを付加することによって３点曲げを行った。なお、図面が煩雑になることを避けるために図示は省略するが、３点曲げでは、Ｚ方向に延びる円弧状の押圧面を有する押圧部材を下方に移動させることによって、壁部１０６のＸ方向における中心を下方に押圧した。数値解析では、押圧部材の下方への変位量と荷重Ｆとの関係について調査するとともに、解析モデル１００を座屈させた場合の変形挙動についても調査した。

また、本発明者は、図１に示した解析モデル１００に加えて、図３に示す比較対象となる解析モデル１００ａ，１００ｂ，１００ｃ（以下、比較モデル１００ａ，１００ｂ，１００ｃとも記載する。）を用いて、解析モデル１００と同様に数値解析を行い、押圧部材の下方への変位量と荷重Ｆとの関係について調査した。なお、比較モデル１００ａは、一対の貫通孔１０２ａ、一対の貫通孔１０４ａ、一対の補助壁部１０２ｃおよび一対の補助壁部１０４ｃを有していない点を除いて上述の解析モデル１００と同様の構成を有している。比較モデル１００ｂは、一対の補助壁部１０２ｃおよび一対の補助壁部１０４ｃを有していない点を除いて上述の解析モデル１００と同様の構成を有している。比較モデル１００ｃは、貫通孔１０２ａ、貫通孔１０４ａ、補助壁部１０２ｃおよび補助壁部１０４ｃの数がそれぞれ１つである点を除いて上述の解析モデル１００と同様の構成を有している。なお、比較モデル１００ｃにおいては、貫通孔１０２ａ、補助壁部１０２ｃ、貫通孔１０４ａ（図示せず）、および補助壁部１０４ｃ（図示せず）は、比較モデル１００ｃのＸ方向における中心に設けられている。

図４に解析結果を示す。なお、図４は、解析モデル１００の補助壁部１０２ｃ，１０４ｃの高さｈ（図２参照）をそれぞれ７．２ｍｍに設定し、図２において破線の円で示した部分の曲率半径Ｒを０ｍｍに設定した場合の解析結果である。なお、補助壁部１０２ｃ，１０４ｃの高さｈとは、主壁部１０２ｂ，１０４ｂの厚み方向における、補助壁部１０２ｃ，１０４ｃの先端と主壁部１０２ｂ，１０４ｂとの距離である。なお、図２において破線の円で示した部分の曲率半径Ｒを０ｍｍに設定した場合とは、主壁部１０２ｂの内面と補助壁部１０２ｃの外周面とが直角に交わり、かつ主壁部１０４ｂの内面と補助壁部１０４ｃの外周面とが直角に交わっていることを意味する。

図４に示した結果から、解析モデル１００では、比較モデル１００ａ，１００ｂ，１００ｃに比べて、より大きな荷重を受けることができたことが分かる。すなわち、解析モデル１００は、比較モデル１００ａ，１００ｂ，１００ｃに比べて、Ｙ方向の荷重に対して優れた強度を有していることが分かった。

図５は、解析モデル１００を座屈させた場合の変形挙動を模式的に示す図である。なお、図５においては、変形前の解析モデル１００が破線で示されている。また、図面が煩雑になることを避けるために、図５においては、貫通孔および補助壁部は示していない。

図５に示すように、本発明者が行った数値解析では、壁部１０２，１０４それぞれが、Ｙ方向（上下方向）における中央部において外側に向かって凸となるように座屈した。すなわち、壁面座屈が生じた。

以上の結果から、衝突時に壁面座屈が生じるように車両に設置される自動車用構造部材において、座屈が生じる壁部に上記のように複数の補助壁部を設けることによって、衝突に対する自動車用構造部材の強度を向上させることができることが分かった。これは、複数の補助壁部を壁部に形成することによって、当該壁部の曲げ剛性が増加し、座屈しにくくなるためだと考えられる。

また、本発明者は、解析モデル１００の補助壁部１０２ｃ，１０４ｃの高さｈ（図２参照）が解析モデル１００の強度に与える影響についても調査した。具体的には、補助壁部１０２ｃ，１０４ｃの高さｈを、３．０ｍｍ、４．０ｍｍ、および７．２ｍｍに設定して、上述の解析と同様の条件で数値解析を行った。解析結果を図６に示す。なお、図６には、参考のために、図４に示した比較モデル１００ａ，１００ｂの解析結果も示している。

図６に示す結果から、補助壁部１０２ｃ，１０４ｃの高さｈを、好ましくは３．０ｍｍ以上、より好ましくは４．０ｍｍ以上に設定することによって、解析モデル１００が負担できるＹ方向の荷重を十分に大きくできることが分かった。

また、本発明者は、解析モデル１００の補助壁部１０２ｃ，１０４ｃの高さｈと、解析モデル１００が負担できるＹ方向の最大荷重（上述の押圧部材を下方に７０ｍｍ移動させる際に解析モデル１００にかかる荷重の最大値）との関係を調査した。この調査では、厚み（素材の板厚）が０．８ｍｍの解析モデル１００に加えて、厚みが０．４ｍｍの解析モデル１００を用いて解析を行った。なお、一対の貫通孔１０２ａのＸ方向における距離Ｗおよび一対の貫通孔１０４ａのＸ方向における距離は、６０ｍｍに設定した。厚みが０．８ｍｍの解析モデル１００では、補助壁部１０２ｃ，１０４ｃの高さｈを、２．８ｍｍ、３．０ｍｍ、４．０ｍｍ、および７．２ｍｍに設定した。また、厚みが０．４ｍｍの解析モデル１００では、補助壁部１０２ｃ，１０４ｃの高さｈは、２．８ｍｍ、３．０ｍｍ、３．２ｍｍ、３．４ｍｍおよび７．６ｍｍに設定した。なお、これらの解析条件以外については、上述の解析と同様の条件とした。

図７に、厚みが０．８ｍｍの解析モデル１００における解析結果を示し、図８に、厚みが０．４ｍｍの解析モデル１００における解析結果を示す。なお、図７において縦軸の最大荷重比は、比較モデル１００ａ（厚み０．８ｍｍ）が負担できるＹ方向の最大荷重（上述の押圧部材を下方に７０ｍｍ移動させる際に比較モデル１００ａにかかる荷重の最大値）に対する、解析モデル１００が負担できるＹ方向の最大荷重の割合を示す。同様に、図８において縦軸の最大荷重比は、比較モデル１００ａ（厚み０．４ｍｍ）が負担できるＹ方向の最大荷重に対する、解析モデル１００が負担できるＹ方向の最大荷重の割合を示す。

図７および図８に示す結果から、補助壁部１０２ｃ，１０４ｃの高さｈを高くすることによって、解析モデル１００が負担できる最大荷重を大きくできることが分かった。また、解析モデル１００の厚みに関わらず、補助壁部１０２ｃ，１０４ｃの高さｈを適切に設定することにより、解析モデル１００が負担できる最大荷重を、比較モデル１００ａ（図３参照）が負担できる最大荷重に比べて大きくできることが分かった。

本発明者はさらに、主壁部１０２ｂ，１０２ｃの幅（Ｙ方向における長さ）と補助壁部１０２ｃ，１０４ｃのＹ方向における長さとの関係が解析モデル１００の強度に与える影響についても調査した。この調査では、厚みが０．８ｍｍで補助壁部１０２ｃ，１０４ｃの高さｈが７．２ｍｍの解析モデル１００を用いて、上述の解析と同様に解析モデル１００に荷重を負荷させて解析を行った。なお、補助壁部１０２ｃ，１０４ｃのＹ方向における長さは貫通孔１０２ａ，１０４ａの直径に略等しい。そこで、本調査では、主壁部１０２ｂ，１０４ｂの幅（Ｙ方向における長さ）に対する貫通孔１０２ａ，１０４ａの直径の割合を変えて、解析モデル１００が負担できるＹ方向の最大荷重がどのように変化するのかを調査した。なお、Ｘ方向における一対の貫通孔１０２ａの中心間距離およびＸ方向における一対の貫通孔１０４ａの中心間距離をそれぞれ１４０ｍｍに設定した。

図９に解析結果を示す。なお、図９において縦軸の最大荷重比は、比較モデル１００ａ（厚み０．８ｍｍ）が負担できるＹ方向の最大荷重に対する、解析モデル１００が負担できるＹ方向の最大荷重の割合を示す。

図９に示す結果から、主壁部１０２ｂ，１０４ｂの幅に対する貫通孔１０２ａ，１０４ａの直径の割合に関わらず、解析モデル１００が負担できる最大荷重を、比較モデル１００ａ（図３参照）が負担できる最大荷重に比べて大きくできることが分かった。なお、図９に示す結果からは、主壁部１０２ｂ，１０４ｂの幅に対する貫通孔１０２ａ，１０４ａの直径の割合を０．３以上１．０以下に設定することによって、解析モデル１００が負担できる最大荷重を十分に大きくできることが分かる。言い換えると、主壁部１０２ｂ，１０４ｂの幅（Ｙ方向における長さ）に対する補助壁部１０２ｃ，１０４ｃのＹ方向における長さを、０．２〜１．０に設定することが好ましく、０．３〜１．０に設定することがより好ましいことが分かる。

上記の結果を踏まえて、本発明者はさらに、主壁部の幅（Ｙ方向における長さ）と補助壁部の距離との関係が解析モデル１００の強度に与える影響についても調査した。この調査では、厚みが０．８ｍｍで補助壁部１０２ｃ，１０４ｃの高さｈが７．２ｍｍの解析モデル１００、および厚みが０．４ｍｍで補助壁部１０２ｃ，１０４ｃの高さｈが７．２ｍｍの解析モデル１００を用いて、上述の解析と同様に解析モデル１００に荷重を負荷させて解析を行った。なお、一対の補助壁部１０２ｃの距離は、一対の貫通孔１０２ａの距離Ｗに略等しく、一対の補助壁部１０４ｃの距離は、一対の貫通孔１０４ａの距離に略等しい。そこで、本調査では、主壁部の幅に対する一対の貫通孔の距離の割合を変えて、解析モデル１００が負担できるＹ方向の最大荷重がどのように変化するのかを調査した。なお、貫通孔１０２ａ，１０４ａの直径は６０ｍｍに設定した。また、厚みが０．８ｍｍの解析モデル１００では、主壁部の幅に対する一対の貫通孔の距離の割合を、０．２、０．４、０．５、０．６、０．８、１．０、１．２、１．４、１．５および１．６に設定した。厚みが０．４ｍｍの解析モデル１００では、主壁部の幅に対する一対の貫通孔の距離の割合を、０．２、０．４、０．６、０．８、１．０、１．２、１．４、１．５および１．６に設定した。

図１０に、厚みが０．８ｍｍの解析モデル１００における解析結果を示し、図１１に、厚みが０．４ｍｍの解析モデル１００における解析結果を示す。なお、図１０において縦軸の最大荷重比は、比較モデル１００ａ（厚み０．８ｍｍ）が負担できるＹ方向の最大荷重に対する、解析モデル１００が負担できるＹ方向の最大荷重の割合を示す。同様に、図１１において縦軸の最大荷重比は、比較モデル１００ａ（厚み０．４ｍｍ）が負担できるＹ方向の最大荷重に対する、解析モデル１００が負担できるＹ方向の最大荷重の割合を示す。

図１０および図１１に示す結果から、解析モデル１００の厚みに関わらず、主壁部の幅に対する一対の貫通孔の距離の割合を１．４以下に設定することによって、解析モデル１００が負担できる最大荷重を、比較モデル１００ａ（図３参照）が負担できる最大荷重に比べて大きくできることが分かる。言い換えると、主壁部の幅に対する一対の補助壁部の距離の割合を、１．４以下に設定することによって、解析モデル１００が負担できる最大荷重を十分に大きくできることが分かる。また、図１０および図１１に示す結果からは、主壁部の幅に対する一対の補助壁部の距離の割合を、０．２以上に設定することが好ましいことが分かる。

本発明者はさらに、主壁部１０２ｂと補助壁部１０２ｃとの境界部の形状および主壁部１０４ｂと補助壁部１０４ｃとの境界部の形状が、解析モデル１００の強度に与える影響についても調査した。具体的には、図２において破線の円で示した部分の曲率半径Ｒを、０ｍｍ、１ｍｍおよび２ｍｍに設定して、図４で説明した解析と同様の条件で解析を行った。解析結果を図１２に示す。なお、図１２には、参考のために、図４に示した比較モデル１００ａの解析結果も示している。

図１２に示す結果から、主壁部１０２ｂと補助壁部１０２ｃとの境界部の形状および主壁部１０４ｂと補助壁部１０４ｃとの境界部の形状は、Ｙ方向の荷重に対する解析モデル１００の強度にほとんど影響しないことが分かった。

さらに、本発明者は、図１３に示す解析モデル１１０および図１４に示す比較モデル１１０ａを用いて、図４で説明した解析と同様の条件で数値解析を行い、押圧部材の下方への変位量と荷重との関係について調査した。なお、図１３において、（ａ）は、解析モデル１１０を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に対応する部分の解析モデル１１０の断面図である。解析モデル１１０は、壁部１０８（図１参照）を有していない点を除いて上述の解析モデル１００と同様の構成を有している。なお、補助壁部１０２ｃ，１０４ｃの高さｈ（図１３（ｂ）参照）は、それぞれ７．２ｍｍに設定した。比較モデル１１０ａは、一対の貫通孔１０２ａ、一対の貫通孔１０４ａ、一対の補助壁部１０２ｃおよび一対の補助壁部１０４ｃを有していない点を除いて上述の解析モデル１１０と同様の構成を有している。

数値解析を行った結果、解析モデル１１０が負担できる最大荷重は１．４５ｋＮであった。一方、比較モデル１１０ａが負担できる最大荷重は、１．２５ｋＮであった。この結果から、筒状の自動車用構造部材だけでなく、断面Ｕ字形状の自動車用構造部材においても、荷重方向に対して略平行に延びる壁部にそれぞれ複数の補助壁部を設けることによって、強度を向上させることができることが分かった。

本発明は、上記の知見に基づいてなされたものである。

（本発明の実施形態の説明）
詳細は後述するが、本発明に係る自動車用構造部材は、板状の第１壁部と、第１壁部の厚み方向において第１壁部に対向する板状の第２壁部と、第１壁部および第２壁部を接続する板状の第３壁部とを有する。第１壁部および第２壁部の少なくとも一方は、第３壁部との接続部に沿う方向（接続部の延伸方向）が長手方向となりかつ少なくとも２つの貫通孔が長手方向に沿って並ぶように形成された板状の主壁部と、主壁部から立ち上がるように設けられた少なくとも２つの補助壁部とを有している。２つの補助壁部のうちの一方は、２つの貫通孔のうちの一方の縁から主壁部の厚み方向に立ち上がるように設けられ、２つの補助壁部のうちの他方は、２つの貫通孔のうちの他方の縁から主壁部の厚み方向に立ち上がるように設けられる。主壁部の長手方向における２つの補助壁部の距離は、２つの補助壁部の間における主壁部の幅の１．４倍以下である。なお、本発明に係る自動車用構造部材では、好ましくは、２つの補助壁部の最短距離が、２つの補助壁部の間における主壁部の幅の１．４倍以下に設定される。以下、本発明の実施形態に係る自動車用構造部材について詳細に説明する。なお、本明細書においては、水平面上で停止した自動車の車体の構成部材として自動車用構造部材を用いた状態を基準として規定される上下方向、車幅方向および前後方向を用いて、自動車用構造部材の各部の構成を説明する。

本発明の実施形態に係る自動車用構造部材は、例えば、厚みが０．４ｍｍ〜４．０ｍｍで、引張強さが９８０ＭＰａ級以上の素材（板材）を用いて形成される。具体的には、自動車用構造部材の素材としては、鋼およびアルミニウム等の金属、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、または樹脂等を用いることができる。なお、本発明は、厚みが０．４〜２．０ｍｍの素材を用いた自動車用構造部材において好ましく利用される。また、本発明は、引張強さが９８０ＭＰａ以上の素材を用いた自動車用構造部材において好ましく利用されるが、引張強さが９８０ＭＰａ未満の素材を用いた自動車用構造部材においても利用できる。なお、素材の引張強さは、素材から、ＪＩＳ Ｚ ２２０１に準拠した引張試験片を採取し、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に準拠した引張試験を行うことによって測定することができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る自動車用構造部材は、車体の構成部材として用いられた場合に、第１壁部と第２壁部とが前後方向において対向する部材である。また、第１実施形態に係る自動車用構造部材は、例えば、車体の構成部材として用いられた場合に、後述する主壁部の長手方向が、車幅方向および前後方向よりも上下方向に近に部材である。なお、長手方向が車幅方向および前後方向よりも上下方向に近いとは、長手方向と上下方向とのなす角（鋭角）が４５°未満であることを意味する。

図１５は、本発明の第１実施形態に係る自動車用構造部材を示す斜視図である。図１５に示すように、本実施形態に係る自動車用構造部材１０は、センターピラーである。以下の第１実施形態の説明では、本実施形態に係る自動車用構造部材１０を、センターピラー１０と記載する。また、図１６は、図１５のＡ−Ａ線に対応する部分の概略断面（上下方向に対して直交する断面）を示す図である。

図１５および図１６に示すように、本実施形態に係るセンターピラー１０は、上下方向に延びかつ筒状に形成されている。詳細は後述するが、センターピラー１０は、板状の前壁部１２と、前壁部１２の厚み方向において前壁部１２に対向する板状の後壁部１４（図１６参照）と、前壁部１２および後壁部１４を接続する側壁部１６と、前壁部１２および後壁部１４を接続する側壁部１８（図１６参照）とを有している。本実施形態では、前壁部１２と後壁部１４とは、前後方向（車体の前後方向）において対向し、側壁部１６と側壁部１８とは、車幅方向において対向している。本実施形態では、前壁部１２が第１壁部に対応し、後壁部１４が第２壁部に対応し、側壁部１６が第３壁部に対応する。

本実施形態では、前壁部１２、後壁部１４、側壁部１６および側壁部１８はそれぞれ長尺形状を有し、上下方向に延びるように形成されている。側壁部１６は、前壁部１２の車幅方向における一方側（外側）の縁部と、後壁部１４の車幅方向における一方側（外側）の縁部とを接続するように形成されている。側壁部１８は、前壁部１２の車幅方向における他方側（内側）の縁部と、後壁部１４の車幅方向における他方側（内側）の縁部とを接続するように形成されている。

なお、本実施形態では、センターピラー１０は、ハット形の断面形状を有する第１部材１０ａと、板状の第２部材１０ｂとを有している。本実施形態では、第１部材１０ａはセンターピラーアウターであり、第２部材１０ｂはセンターピラーインナー１０ｂである。以下の第１実施形態の説明では、第１部材１０ａをセンターピラーアウター１０ａと記載し、第２部材１０ｂをセンターピラーインナー１０ｂと記載する。センターピラーアウター１０ａおよびセンターピラーインナー１０ｂは、互いに溶接されている。本実施形態では、センターピラーアウター１０ａはハット形の断面形状を有し、一対の縦壁部（前壁部１２および後壁部１４）と、天板部（側壁部１６）と、一対のフランジ部２０，２２とを有している。本実施形態では、フランジ部２０，２２とセンターピラーインナー１０ｂとが溶接されている。これにより、前壁部１２と後壁部１４とは、フランジ部２０，２２およびセンターピラーインナー１０ｂを介して接続されている。すなわち、本実施形態では、フランジ部２０，２２およびセンターピラーインナー１０ｂによって、前壁部１２と後壁部１４とを接続する側壁部１８が形成されている。

なお、本発明を適用できるセンターピラーの構成は上述の構成に限定されない。本発明は、車体の前後方向において対向する前壁部および後壁部と、車幅方向において対向する一対の側壁部とを有する種々の形状のセンターピラーに適用できる。したがって、センターピラー１０の全体構成の詳細な説明は省略する。なお、本明細書においては、第１壁部の内面が第２壁部側を向き、第２壁部の内面が第１壁部側を向いている状態を、第１壁部および第２壁部が第１壁部の厚み方向において対向している状態と規定する。また、本実施形態では、前壁部の内面が後方を向き、後壁部の内面が前方を向いている状態を、前壁部および後壁部が車体の前後方向において対向している状態と規定する。したがって、図１６に示す前壁部１２および後壁部１４は互いに平行ではないが、車体の前後方向において対向している。また、本明細書においては、車幅方向における一方側の側壁部の内面が車幅方向における他方側を向き、車幅方向における他方側の側壁部の内面が車幅方向における一方側を向いている状態を、一対の側壁部が車幅方向において対向している状態と規定する。

図１５および図１６に示すように、前壁部１２は、複数の貫通孔１２ａが形成された板状の主壁部１２ｂと、複数の貫通孔１２ａごとに設けられる複数の補助壁部１２ｃとを有している。本実施形態では、主壁部１２ｂと側壁部１６との接続部１７ａに沿う方向が、主壁部１２ｂの長手方向となる。複数の貫通孔１２ａは、主壁部１２ｂの長手方向に沿って並ぶように形成されている。本実施形態では、４つの貫通孔１２ａおよび４つの補助壁部１２ｃが形成されている。補助壁部１２ｃは、例えば、公知のバーリング加工方法によって形成することができる。後述の補助壁部１４ｃについても同様である。

複数の補助壁部１２ｃはそれぞれ、貫通孔１２ａの縁から後壁部１４側に向かって立ち上がるように設けられている。すなわち、複数の補助壁部１２ｃはそれぞれ、後方に立ち上がるように設けられている。図１６を参照して、主壁部１２ｂの厚み方向において、補助壁部１２ｃの先端と主壁部１２ｂとの距離Ｈ１は、２．８ｍｍ以上であることが好ましく、３．０ｍｍ以上であることがより好ましく、４．０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。

図１６に示すように、後壁部１４は、複数の貫通孔１４ａ（図１６においては、一つの貫通孔１４ａのみ図示。）が形成された板状の主壁部１４ｂと、複数の貫通孔１４ａごとに設けられる複数の補助壁部１４ｃとを有している。本実施形態では、主壁部１４ｂと側壁部１６との接続部１７ｂに沿う方向が、主壁部１４ｂの長手方向となる。複数の貫通孔１４ａは、主壁部１４ｂの長手方向に沿って並ぶように形成されている。本実施形態では、例えば、４つの貫通孔１４ａおよび４つの補助壁部１４ｃが形成される。

複数の補助壁部１４ｃはそれぞれ、貫通孔１４ａの縁から前壁部１２側に向かって立ち上がるように設けられている。すなわち、複数の補助壁部１４ｃはそれぞれ、前方に立ち上がるように設けられている。主壁部１４ｂの厚み方向において、補助壁部１４ｃの先端と主壁部１４ｂとの距離Ｈ２は、２．８ｍｍ以上であることが好ましく、３．０ｍｍ以上であることがより好ましく、４．０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。

本実施形態では、主壁部１２ｂの厚み方向から見て、主壁部１２ｂの長手方向に直交する方向（接続部１７ａの延伸方向に直交する方向）を、主壁部１２ｂの幅方向とする。主壁部１２ｂの幅（幅方向における長さ）は、例えば、５０ｍｍ〜２００ｍｍに設定される。また、本実施形態では、主壁部１４ｂの厚み方向から見て、主壁部１４ｂの長手方向に直交する方向（接続部１７ｂの延伸方向に直交する方向）を、主壁部１４ｂの幅方向とする。主壁部１４ｂの幅（幅方向における長さ）は、例えば、５０ｍｍ〜２００ｍｍに設定される。

図１５を参照して、補助壁部１２ｃ同士が離れ過ぎていると、圧壊時に、主壁部１２ｂが隣り合う補助壁部１２ｃの間の部分で座屈するおそれがある。言い換えると、補助壁部１２ｃ同士を適度に近づけることによって、主壁部１２ｂの座屈を効果的に抑制できる。そこで、本実施形態では、隣り合う２つの補助壁部１２ｃの距離（主壁部１２ｂの長手方向における距離）は、当該２つの補助壁部１２ｃの間における主壁部１２ｂの幅の１．４倍以下に設定される。同様に、隣り合う２つの補助壁部１４ｃの距離（主壁部１４ｂの長手方向における距離）は、当該２つの補助壁部１４ｃの間における主壁部１４ｂの幅の１．４倍以下に設定される。なお、好ましくは、２つの補助壁部１２ｃの最短距離が、２つの補助壁部１２ｃの間における主壁部１２ｂの幅の１．４倍以下に設定され、２つの補助壁部１４ｃの最短距離が、２つの補助壁部１４ｃの間における主壁部１４ｂの幅の１．４倍以下に設定される。

本実施形態では、２つの補助壁部の距離は、補助壁部の基部（主壁部との境界部）を基準として決定される。したがって、後述する図１８に示すように、補助壁部が主壁部に対して傾斜している場合でも、２つの補助壁部の距離は、２つの補助壁部の先端同士の距離ではなく、２つの補助壁部の基部同士の距離を意味する。

なお、本実施形態では、隣り合う２つの貫通孔１２ａの距離（主壁部１２ｂの長手方向における距離）も同様に、当該２つの貫通孔１２ａの間における主壁部１２ｂの幅の１．４倍以下に設定される。また、隣り合う２つの貫通孔１４ａの距離（主壁部１４ｂの長手方向における距離）も同様に、当該２つの貫通孔１４ａの間における主壁部１４ｂの幅の１．４倍以下に設定される。

なお、隣り合う２つの補助壁部（貫通孔）の距離が近過ぎると、自動車用構造部材の成形が難しくなるおそれがある。そこで、本実施形態では、隣り合う２つの補助壁部１２ｃの上記長手方向における距離は、当該２つの補助壁部１２ｃの間における主壁部１２ｂの幅の０．２倍以上に設定されることが好ましく、０．４倍以上に設定されることがより好ましく、０．６倍以上に設定されることがさらに好ましい。同様に、隣り合う２つの補助壁部１４ｃの上記長手方向における距離も、当該２つの補助壁部１４ｃの間における主壁部１４ｂの幅の０．２倍以上に設定されることが好ましく、０．４倍以上に設定されることがより好ましく、０．６倍以上に設定されることがさらに好ましい。また、隣り合う２つの貫通孔１２ａの上記長手方向における距離は、当該２つの貫通孔１２ａの間における主壁部１２ｂの幅の０．２倍以上に設定されることが好ましく、０．４倍以上に設定されることがより好ましく、０．６倍以上に設定されることがさらに好ましい。同様に、隣り合う２つの貫通孔１４ａの上記長手方向における距離も、当該２つの貫通孔１４ａの間における主壁部１４ｂの幅の０．２倍以上に設定されることが好ましく、０．４倍以上に設定されることがより好ましく、０．６倍以上に設定されることがさらに好ましい。

なお、２つの補助壁部（貫通孔）の間において主壁部の幅が一定ではない場合には、「２つの補助壁部（貫通孔）の間における主壁部の幅」とは、２つの補助壁部（貫通孔）の間における主壁部の幅の最大値を意味する。ただし、隣り合う２つの補助壁部（貫通孔）の距離（主壁部の長手方向における距離または最短距離）は、当該２つの補助壁部（貫通孔）の間における主壁部の幅の最小値の１．４倍以下に設定されてもよく、当該２つの補助壁部（貫通孔）の間における主壁部の幅の最小値の０．２倍以上に設定されてもよい。

本実施形態では、複数の補助壁部１２ｃおよび複数の補助壁部１４ｃは、上下方向におけるセンターピラー１０の中心よりも下方に設けられている。

なお、貫通孔１２ａおよび補助壁部１２ｃの数はそれぞれ４つに限定されず、２つまたは３つであってもよく、５つ以上であってもよい。貫通孔１４ａおよび補助壁部１４ｃについても同様である。

図１７は、前壁部１２において貫通孔１２ａが形成された部分をセンターピラー１０の内側から見た図である。なお、図１７には、主壁部１２ｂの厚み方向から見て貫通孔１２ａの中心を通りかつ主壁部１２ｂの長手方向に平行な仮想的な直線Ｌが一点鎖線で示されている。図１７に示すように、本実施形態では、補助壁部１２ｃは、主壁部１２ｂの厚み方向から見て、主壁部１２ｂの長手方向における貫通孔１２ａの一方側および他方側において、直線Ｌに交差するように設けられる。図示は省略するが、補助壁部１４ｃも同様に、主壁部１４ｂの厚み方向から見て、主壁部１４ｂの長手方向における貫通孔１４ａの一方側および他方側において、貫通孔１４ａの中心を通りかつ主壁部１４ｂの長手方向に平行な直線（仮想線）に交差するように設けられる。本実施形態では、各貫通孔１２ａは円形状を有し、各補助壁部１２ｃは、筒形状（本実施形態では、円筒形状）を有している。同様に、本実施形態では、各貫通孔１４ａは円形状を有し、各補助壁部１４ｃは筒形状（本実施形態では、円筒形状）を有している。

図１６を参照して、主壁部１２ｂの幅方向における補助壁部１２ｃの長さは、その補助壁部１２ｃに対応する貫通孔１２ａの中心を通りかつ主壁部１２ｂの長手方向に直交する断面における主壁部１２ｂの幅の０．２倍以上であることが好ましく、０．３倍以上であることがより好ましい。また、主壁部１２ｂの幅方向における補助壁部１２ｃの長さは、その補助壁部１２ｃに対応する貫通孔１２ａの中心を通りかつ主壁部１２ｂの長手方向に直交する断面における主壁部１２ｂの幅の１．０倍以下であることが好ましく、０．９倍以下であることがより好ましい。

同様に、主壁部１４ｂの幅方向における補助壁部１４ｃの長さは、その補助壁部１４ｃに対応する貫通孔１４ａの中心を通りかつ主壁部１４ｂの長手方向に直交する断面における主壁部１４ｂの幅の０．２倍以上であることが好ましく、０．３倍以上であることがより好ましい。また、主壁部１４ｂの幅方向における補助壁部１４ｃの長さは、その補助壁部１４ｃに対応する貫通孔１４ａの中心を通りかつ主壁部１４ｂの長手方向に直交する断面における主壁部１４ｂの幅の１．０倍以下であることが好ましく、０．９倍以下であることがより好ましい。

なお、本実施形態では、貫通孔１２ａの中心を通りかつ主壁部１２ｂの長手方向に直交するセンターピラー１０の断面において、主壁部１２ｂの幅方向における貫通孔１２ａおよび補助壁部１２ｃの長さは、例えば、主壁部１２ｂの幅の０．４〜０．７倍の大きさに設定される。同様に、貫通孔１４ａの中心を通りかつ主壁部１４ｂの長手方向に直交するセンターピラー１０の断面において、主壁部１４ｂの幅方向における貫通孔１４ａおよび補助壁部１４ｃの長さは、例えば、主壁部１４ｂの幅の０．４〜０．７倍の大きさに設定される。

なお、図１６に示す断面において、貫通孔１２ａ，１４ａの長さ（主壁部１２ｂ，１４ｂの幅方向における長さ）が小さ過ぎると、補助壁部１２ｃ，１４ｃの長さ（主壁部１２ｂ，１４ｂの幅方向における長さ）も小さくなり、座屈抑制効果が低下するおそれがある。このような座屈抑制効果の低下を確実に防止するために、本実施形態では、上記のように、貫通孔１２ａ，１４ａおよび補助壁部１２ｃ，１４ｃの長さは、例えば、主壁部１２ｂ，１４ｂの幅の０．４倍以上に設定される。一方、貫通孔１２ａ，１４ａの長さが大き過ぎると、主壁部１２ｂ，１４ｂにおいて荷重を受け持つ領域が小さくなり、座屈抑制効果が低下するおそれがある。このような座屈抑制効果の低下を確実に防止するために、本実施形態では、上記のように、貫通孔１２ａ，１４ａおよび補助壁部１２ｃ，１４ｃの長さは、例えば、主壁部１２ｂ，１４ｂの幅の０．７倍以下に設定される。

（本実施形態の効果）
本実施形態に係るセンターピラー１０では、前壁部１２に複数の補助壁部１２ｃが形成され、後壁部１４に複数の補助壁部１４ｃが形成されている。これにより、車幅方向における荷重に対して、センターピラー１０の強度を向上させることができる。したがって、例えば、センターピラー１０を備えた自動車の側面に、他の自動車等が衝突した場合でも、センターピラー１０において十分な荷重を受けることができ、衝突エネルギーを十分に吸収することができる。これにより、側突時のキャビン内の安全性を向上させることができる。また、本実施形態では、前壁部１２に複数の貫通孔１２ａが形成され、後壁部１４に複数の貫通孔１４ａが形成されるので、センターピラー１０を軽量化することができる。このように、本実施形態によれば、軽量でかつ側突に対して優れた強度を有するセンターピラー１０（自動車用構造部材）が得られる。

また、本実施形態では、複数の補助壁部１２ｃおよび複数の補助壁部１４ｃは、上下方向におけるセンターピラー１０の中心よりも下方に設けられている。これにより、車幅方向における外側からセンターピラー１０の下部に他の自動車等が衝突した場合に、衝突エネルギーを十分に吸収することができる。これにより、側突時のキャビン内の安全性を十分に向上させることができる。

（変形例）
上述の実施形態では、補助壁部１２ｃが主壁部１２ｂに対して垂直に立ち上がる場合について説明したが、図１８に示すように、補助壁部１２ｃが主壁部１２ｂに対して傾斜していてもよい。補助壁部１４ｃについても同様である。この場合も、主壁部１２ｂの厚み方向において、補助壁部１２ｃの先端と主壁部１２ｂとの距離Ｈ１は、２．８ｍｍ以上であることが好ましく、３．０ｍｍ以上であることがより好ましく、４．０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、主壁部１４ｂの厚み方向において、補助壁部１４ｃの先端と主壁部１４ｂとの距離Ｈ２は、２．８ｍｍ以上であることが好ましく、３．０ｍｍ以上であることがより好ましく、４．０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。なお、図１８に示す例では、補助壁部１２ｃは、先端側（センターピラー１０の中心側）ほど直径が小さくなるように形成されているが、先端側ほど直径が大きくなるように形成されてもよい。補助壁部１４ｃについても同様である。

なお、主壁部１２ｂと補助壁部１２ｃとがなす角θ_１が９０°に近いほど、前壁部１２の曲げ剛性が高くなる。一方、主壁部１２ｂと補助壁部１２ｃとがなす角θ_１が大きい場合および小さい場合には、前壁部１２の曲げ剛性が低下する。このため、補助壁部１２ｃによる曲げ剛性向上効果を十分に発揮するためには、主壁部１２ｂと補助壁部１２ｃとがなす角θ_１は、５０〜１３０°に設定されることが好ましく、７０〜１１０°に設定されることがより好ましく、８０〜１００°に設定されることがさらに好ましい。同様に、主壁部１４ｂと補助壁部１４ｃとがなす角θ_２は、５０〜１３０°に設定されることが好ましく、７０〜１１０°に設定されることがより好ましく、８０〜１００°に設定されることがさらに好ましい。なお、本明細書において、主壁部と補助壁部とがなす角とは、貫通孔の中心を通りかつ主壁部の長手方向に直交する断面における主壁部と補助壁部とのなす角を意味する。したがって、本実施形態において角θ_１は、貫通孔１２ａの中心を通りかつ主壁部１２ｂの長手方向に直交する断面における主壁部１２ｂと補助壁部１２ｃとのなす角である。同様に、本実施形態において角θ_２は、貫通孔１４ａの中心を通りかつ主壁部１４ｂの長手方向に直交する断面における主壁部１４ｂと補助壁部１４ｃとのなす角である。

上述の実施形態では、貫通孔１２ａが円形状を有し、補助壁部１２ｃが円筒形状を有している場合について説明したが、貫通孔１２ａおよび補助壁部１２ｃの形状は上述の例に限定されない。例えば、図１９に示すように、貫通孔１２ａが多角形状（図１９では、矩形状）を有していてもよく、補助壁部１２ｃが角筒形状を有していてもよい。詳細な説明は省略するが、貫通孔１４ａおよび補助壁部１４ｃについても同様である。

上述の実施形態では、筒形状を有する補助壁部１２ｃ，１４ｃについて説明したが、補助壁部１２ｃ，１４ｃの形状は筒形状に限定されない。ただし、補助壁部は、主壁部の厚み方向から見て、主壁部の長手方向における貫通孔の一方側および他方側において、貫通孔の中心を通りかつ主壁部の長手方向に平行な直線（仮想線）に交差するように設けられることが好ましい。本実施形態では、補助壁部１２ｃは、少なくとも貫通孔１２ａの上端部および下端部において車幅方向に延びるように形成されていればよい。したがって、図２０に示すように、補助壁部１２ｃが、貫通孔１２ａの周方向において互いに離隔して形成された複数の壁１２ｄ，１２ｅによって構成されていてもよい。

なお、図２０の例では、壁１２ｄは、主壁部１２ｂの長手方向において貫通孔１２ａの一方側に設けられ、壁１２ｅは、上記長手方向において貫通孔１２ａの他方側に設けられている。壁１２ｄ，１２ｅはそれぞれ、主壁部１２ｂの厚み方向から見て、貫通孔１２ａの中心を通りかつ主壁部１２ｂの長手方向に平行な直線Ｌに交差するように設けられている。言い換えると、壁１２ｄは、貫通孔１２ａの縁に沿って、貫通孔１２ａの上端部を車幅方向に延びるように形成され、壁１２ｅは、貫通孔１２ａの縁に沿って、貫通孔１２ａの下端部を車幅方向に延びるように形成されている。本実施形態では、壁１２ｄと主壁部１２ｂとがなす角および壁１２ｅと主壁部１２ｂとがなす角がそれぞれ、５０〜１３０°に設定されることが好ましく、７０〜１１０°に設定されることがより好ましく、８０〜１００°に設定されることがさらに好ましい。詳細な説明は省略するが、補助壁部１２ｃと同様に、補助壁部１４ｃが複数の壁によって構成されていてもよい。なお、本実施形態では、主壁部の幅方向における各壁の長さが、その壁に対応する貫通孔の中心を通りかつ主壁部の長手方向に直交する断面における主壁部の幅の０．２倍以上１．０倍以下であることが好ましく、０．３倍以上０．９倍以下であることがより好ましくい。主壁部の幅方向における各壁の長さは、例えば、その壁に対応する貫通孔の中心を通りかつ主壁部の長手方向に直交する断面における主壁部の幅の０．４〜０．７倍の大きさに設定される。後述の実施形態でも同様である。

また、詳細な説明は省略するが、図１９に示したように貫通孔１２ａが多角形状である場合でも、補助壁部１２ｃが複数の壁によって構成されてもよい。この場合、複数の壁のうちの２つの壁が、例えば、主壁部１２ｂの厚み方向から見て、貫通孔１２ａの中心を通りかつ主壁部１２ｂの長手方向に平行な直線Ｌに交差するように設けられる。また、図示は省略するが、貫通孔１４ａが多角形状である場合も同様に、補助壁部１４ｃが複数の壁によって構成されていてもよい。

上述の実施形態では、補助壁部１２ｃが貫通孔１２ａの縁から後壁部１４側に向かって立ち上がる場合について説明したが、補助壁部１２ｃが貫通孔１２ａの縁から後壁部１４とは反対側に向かって立ち上がるように形成されてもよい。すなわち、補助壁部１２ｃが貫通孔１２ａの縁から前方に立ち上がるように形成されてもよい。また、上述の実施形態では、補助壁部１４ｃが貫通孔１４ａの縁から前壁部１２側に向かって立ち上がる場合について説明したが、補助壁部１４ｃが貫通孔１４ａの縁から前壁部１２とは反対側に向かって立ち上がるように形成されてもよい。すなわち、補助壁部１４ｃが貫通孔１４ａの縁から後方に立ち上がるように形成されてもよい。以上のように、補助壁部は、自動車用構造部材の内側に突出するように設けられてもよく、自動車用構造部材の外側に突出するように設けられてもよい。

また、上述の実施形態では、複数の貫通孔１２ａが車両前方から見て主壁部１２ｂの長手方向（本実施形態では上下方向）に沿って一列に並ぶように形成される場合について説明したが、複数の貫通孔１２ａが主壁部１２ｂの長手方向に沿って千鳥状に並ぶように配置されてもよい。複数の貫通孔１４ａについても同様である。

上述の実施形態では、前壁部および後壁部にそれぞれ、複数の貫通孔および複数の補助壁部が設けられているが、例えば、図２１に示すセンターピラー１０のように、後壁部１４に複数の貫通孔および複数の補助壁部が設けられていなくてもよい。また、図２２に示すセンターピラー１０のように、前壁部１２に複数の貫通孔および複数の補助壁部が設けられていなくてもよい。すなわち、本発明に係る自動車用構造部材では、前壁部および後壁部のうちの少なくとも一方に、複数の貫通孔および複数の補助壁部が設けられていればよい。この場合であっても、補助壁部による前壁部または後壁部の強度向上効果が得られ、衝突エネルギーの吸収量を向上させることができる。なお、前壁部および後壁部の両方に複数の貫通孔および複数の補助壁部を設けた場合には、荷重に対する変形モードを前壁部および後壁部で揃えることができるので、衝突エネルギーの吸収効果をさらに向上させることができる。

また、上述の実施形態では、前壁部、後壁部、および一対の側壁部を有する筒状の自動車用構造部材（センターピラー）に本発明を適用する場合について説明したが、側壁部の数は１つであってもよい。すなわち、本発明は、車両前後方向において対向する前壁部および後壁部と、前壁部および後壁部を接続する側壁部とを有する自動車用構造部材に適用できる。具体的には、例えば、図１３に示したような、断面Ｕ字形状を有する自動車用構造部材にも本発明を適用できる。また、上述の実施形態では、前壁部、後壁部、および側壁部が上下方向に延びるように形成される場合について説明したが、前壁部、後壁部および側壁部が車幅方向に延びるように形成されてもよい。この場合、側壁部は、前壁部の上縁部と後壁部の上縁部とを接続するように形成されてもよく、前壁部の下縁部と後壁部の下縁部とを接続するように形成されてもよい。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る自動車用構造部材は、車体の構成部材として用いられた場合に、第１壁部と第２壁部とが上下方向において対向する部材である。また、第２実施形態に係る自動車用構造部材は、例えば、車体の構成部材として用いられた場合に、後述する主壁部の長手方向が、上下方向よりも車幅方向または前後方向に近い部材である。後述の第３実施形態および第４実施形態に係る自動車用構造部材についても同様である。なお、長手方向が上下方向よりも車幅方向または前後方向に近いとは、長手方向と車幅方向とのなす角（鋭角）または長手方向と前後方向とのなす角（鋭角）が４５°未満であることを意味する。

図２３は、本発明の第２実施形態に係る自動車用構造部材を示す斜視図である。なお、図２３には、互いに直交する上下方向、第１方向および第２方向を示す矢印が示されている。図２４は、図２３のＡ−Ａ線に対応する部分の概略断面（第１方向に対して直交する断面）を示す図である。

図２３および図２４に示すように、本実施形態に係る自動車用構造部材１０（以下、構造部材１０と略記する。）は、上下方向に直交する第１方向に延びるようにかつ筒状に形成されている。詳細は後述するが、構造部材１０は、板状の縦壁部１２と、縦壁部１２の厚み方向において縦壁部１２に対向する板状の縦壁部１４と、縦壁部１２および縦壁部１４を接続する天板部１６とを有している。本実施形態では、縦壁部１２が第１壁部に対応し、縦壁部１４が第２壁部に対応し、天板部１６が第３壁部に対応する。

なお、本明細書において第１方向に延びる部材とは、平面視において長手方向が第１方向に一致し、かつ第２方向から見て長手方向が上下方向よりも第１方向に近い部材を意味する。言い換えると、第１方向に延びる部材とは、平面視において長手方向が第１方向に一致し、かつ第２方向から見て長手方向と第１方向とのなす角（鋭角）が４５°未満である部材を意味する。したがって、第１方向に延びる部材は、第２方向から見て長手方向が第１方向に一致する部材に限定されない。

本実施形態では、構造部材１０は、ハット形の断面形状を有する第１部材１０ａと、板状の第２部材１０ｂとを有している。第１部材１０ａは、一対の縦壁部１２，１４と、天板部１６と、一対のフランジ部１８，２０とを有している。本実施形態では、第１部材１０ａの各部（縦壁部１２，１４、天板部１６、およびフランジ部１８，２０）および第２部材１０ｂはそれぞれ長尺形状を有し、第１方向に延びるように形成されている。

縦壁部１２と縦壁部１４とは、上下方向において対向するように設けられている。天板部１６は、縦壁部１２の第２方向における一方側の縁部と縦壁部１４の第２方向における一方側の縁部とを接続するように設けられている。フランジ部１８は、縦壁部１２のうち第２方向において天板部１６とは反対側の縁部から上方に延びるように設けられ、フランジ部２０は、縦壁部１４のうち第２方向において天板部１６とは反対側の縁部からから下方に延びるように設けられている。本実施形態では、フランジ部１８，２０と第２部材１０ｂとが溶接されている。これにより、第２部材１０ｂは、フランジ部１８，２０を介して縦壁部１２と縦壁部１４とを接続している。第２部材１０ｂは、第２方向において天板部１６に対向するように設けられている。

本実施形態では、縦壁部１２が構造部材１０の上壁部として機能し、縦壁部１４が構造部材１０の下壁部として機能する。天板部１６は、構造部材１０において、縦壁部１２の第２方向における一方側の縁部と縦壁部１４の第２方向における一方側の縁部とを接続する側壁部として機能する。また、フランジ部１８，２０および第２部材１０ｂは、構造部材１０において、縦壁部１２の第２方向における他方側の縁部と縦壁部１４の第２方向における他方側の縁部とを接続する側壁部２２として機能する。

なお、本明細書においては、上壁部の内面が下方を向き、下壁部の内面が上方を向いている状態を、上壁部および下壁部が上下方向において対向している状態と規定する。したがって、図２３および図２４に示す縦壁部１２（上壁部）および縦壁部１４（下壁部）は互いに平行ではないが、上下方向において対向している。また、本明細書においては、第２方向における一方側の側壁部の内面が第２方向における他方側を向き、第２方向における他方側の側壁部の内面が第２方向における一方側を向いている状態を、一対の側壁部が第２方向において対向している状態と規定する。

図２３および図２４に示すように、縦壁部１２は、複数の貫通孔１２ａが形成された板状の主壁部１２ｂと、複数の貫通孔１２ａごとに設けられる複数の補助壁部１２ｃとを有している。本実施形態では、主壁部１２ｂと天板部１６との接続部１７ａに沿う方向が、主壁部１２ｂの長手方向となる。複数の貫通孔１２ａは、主壁部１２ｂの長手方向に沿って並ぶように形成されている。本実施形態では、複数の貫通孔１２ａは、第１方向に並ぶように形成されている。図２３においては、２つの貫通孔１２ａおよび２つの補助壁部１２ｃが示されている。補助壁部１２ｃは、例えば、公知のバーリング加工方法によって形成することができる。後述の補助壁部１４ｃについても同様である。

複数の補助壁部１２ｃはそれぞれ、貫通孔１２ａの縁から縦壁部１４側に向かって立ち上がるように設けられている。すなわち、複数の補助壁部１２ｃはそれぞれ、下方に立ち上がるように設けられている。図２４を参照して、主壁部１２ｂの厚み方向において、補助壁部１２ｃの先端と主壁部１２ｂとの距離Ｈ１は、２．８ｍｍ以上であることが好ましく、３．０ｍｍ以上であることがより好ましく、４．０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。

図２３および図２４に示すように、縦壁部１４は、複数の貫通孔１４ａが形成された板状の主壁部１４ｂと、複数の貫通孔１４ａごとに設けられる複数の補助壁部１４ｃとを有している。本実施形態では、主壁部１４ｂと天板部１６との接続部１７ｂに沿う方向が、主壁部１４ｂの長手方向となる。複数の貫通孔１４ａは、主壁部１４ｂの長手方向に沿って並ぶように形成されている。本実施形態では、複数の貫通孔１２ａと同様に、複数の貫通孔１４ａは、第１方向に並ぶように形成されている。

複数の補助壁部１４ｃはそれぞれ、貫通孔１４ａの縁から縦壁部１２側に向かって立ち上がるように設けられている。すなわち、複数の補助壁部１４ｃはそれぞれ、上方に立ち上がるように設けられている。主壁部１４ｂの厚み方向において、補助壁部１４ｃの先端と主壁部１４ｂとの距離Ｈ２は、２．８ｍｍ以上であることが好ましく、３．０ｍｍ以上であることがより好ましく、４．０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。

本実施形態では、主壁部１２ｂの厚み方向から見て、主壁部１２ｂの長手方向に直交する方向（接続部１７ａの延伸方向に直交する方向）を、主壁部１２ｂの幅方向とする。主壁部１２ｂの幅（幅方向における長さ）は、例えば、５０ｍｍ〜２００ｍｍに設定される。また、本実施形態では、主壁部１４ｂの厚み方向から見て、主壁部１４ｂの長手方向に直交する方向（接続部１７ｂの延伸方向に直交する方向）を、主壁部１４ｂの幅方向とする。主壁部１４ｂの幅（幅方向における長さ）は、例えば、５０ｍｍ〜２００ｍｍに設定される。

図２３を参照して、上述の第１実施形態と同様に、補助壁部１２ｃ同士が離れ過ぎていると、圧壊時に、主壁部１２ｂが隣り合う補助壁部１２ｃの間の部分で座屈するおそれがある。そこで、本実施形態においても、隣り合う２つの補助壁部１２ｃの距離（主壁部１２ｂの長手方向における距離）は、当該２つの補助壁部１２ｃの間における主壁部１２ｂの幅の１．４倍以下に設定される。同様に、隣り合う２つの補助壁部１４ｃの距離（主壁部１４ｂの長手方向における距離）は、当該２つの補助壁部１４ｃの間における主壁部１４ｂの幅の１．４倍以下に設定される。なお、好ましくは、２つの補助壁部１２ｃの最短距離が、２つの補助壁部１２ｃの間における主壁部１２ｂの幅の１．４倍以下に設定され、２つの補助壁部１４ｃの最短距離が、２つの補助壁部１４ｃの間における主壁部１４ｂの幅の１．４倍以下に設定される。

なお、本実施形態においても、２つの補助壁部の距離は、補助壁部の基部（主壁部との境界部）を基準として決定される。したがって、後述する図２６に示すように、補助壁部が主壁部に対して傾斜している場合でも、２つの補助壁部の距離は、２つの補助壁部の先端同士の距離ではなく、２つの補助壁部の基部同士の距離を意味する。

また、本実施形態においても、隣り合う２つの貫通孔１２ａの距離（主壁部１２ｂの長手方向における距離）は、当該２つの貫通孔１２ａの間における主壁部１２ｂの幅の１．４倍以下に設定される。また、隣り合う２つの貫通孔１４ａの距離（主壁部１４ｂの長手方向における距離）も同様に、当該２つの貫通孔１４ａの間における主壁部１４ｂの幅の１．４倍以下に設定される。

なお、上述の第１実施形態と同様に、隣り合う２つの補助壁部（貫通孔）の距離が近過ぎると、自動車用構造部材の成形が難しくなるおそれがある。そこで、本実施形態では、隣り合う２つの補助壁部１２ｃの上記長手方向における距離は、当該２つの補助壁部１２ｃの間における主壁部１２ｂの幅の０．２倍以上に設定されることが好ましく、０．４倍以上に設定されることがより好ましく、０．６倍以上に設定されることがさらに好ましい。同様に、隣り合う２つの補助壁部１４ｃの上記長手方向における距離も、当該２つの補助壁部１４ｃの間における主壁部１４ｂの幅の０．２倍以上に設定されることが好ましく、０．４倍以上に設定されることがより好ましく、０．６倍以上に設定されることがさらに好ましい。また、隣り合う２つの貫通孔１２ａの上記長手方向における距離は、当該２つの貫通孔１２ａの間における主壁部１２ｂの幅の０．２倍以上に設定されることが好ましく、０．４倍以上に設定されることがより好ましく、０．６倍以上に設定されることがさらに好ましい。同様に、隣り合う２つの貫通孔１４ａの上記長手方向における距離も、当該２つの貫通孔１４ａの間における主壁部１４ｂの幅の０．２倍以上に設定されることが好ましく、０．４倍以上に設定されることがより好ましく、０．６倍以上に設定されることがさらに好ましい。

なお、本実施形態においても、２つの補助壁部（貫通孔）の間において主壁部の幅が一定ではない場合には、「２つの補助壁部（貫通孔）の間における主壁部の幅」とは、２つの補助壁部（貫通孔）の間における主壁部の幅の最大値を意味する。ただし、隣り合う２つの補助壁部（貫通孔）の距離（主壁部の長手方向における距離または最短距離）は、当該２つの補助壁部（貫通孔）の間における主壁部の幅の最小値の１．４倍以下に設定されてもよく、当該２つの補助壁部（貫通孔）の間における主壁部の幅の最小値の０．２倍以上に設定されてもよい。

なお、貫通孔１２ａおよび補助壁部１２ｃの数はそれぞれ２つに限定されず、３つ以上であってもよい。貫通孔１４ａおよび補助壁部１４ｃについても同様である。

図２５は、縦壁部１２において貫通孔１２ａが形成された部分を構造部材１０の内側から見た図である。なお、図２５には、主壁部１２ｂの厚み方向から見て貫通孔１２ａの中心を通りかつ主壁部１２ｂの長手方向に平行な仮想的な直線Ｌが一点鎖線で示されている。図２５に示すように、本実施形態では、補助壁部１２ｃは、主壁部１２ｂの厚み方向から見て、主壁部１２ｂの長手方向における貫通孔１２ａの一方側および他方側において、直線Ｌに交差するように設けられる。図示は省略するが、補助壁部１４ｃも同様に、主壁部１４ｂの厚み方向から見て、主壁部１４ｂの長手方向における貫通孔１４ａの一方側および他方側において、貫通孔１４ａの中心を通りかつ主壁部１４ｂの長手方向に平行な直線（仮想線）に交差するように設けられる。本実施形態では、各貫通孔１２ａは円形状を有し、各補助壁部１２ｃは、筒形状（本実施形態では、円筒形状）を有している。同様に、本実施形態では、各貫通孔１４ａは円形状を有し、各補助壁部１４ｃは筒形状（本実施形態では、円筒形状）を有している。

図２４を参照して、上述の第１実施形態と同様に、主壁部１２ｂ，１４ｂの幅方向における補助壁部１２ｃ，１４ｃの長さは、主壁部１２ｂ，１４ｂの幅の０．２倍以上であることが好ましく、０．３倍以上であることがより好ましい。また、主壁部１２ｂ，１４ｂの幅方向における補助壁部１２ｃ，１４ｃの長さは、主壁部１２ｂ，１４ｂの幅の１．０倍以下であることが好ましく、０．９倍以下であることがより好ましい。

なお、上述の第１実施形態と同様に、本実施形態においても、主壁部１２ｂの幅方向における貫通孔１２ａおよび補助壁部１２ｃの長さは、例えば、主壁部１２ｂの幅の０．４〜０．７倍の大きさに設定される。同様に、主壁部１４ｂの幅方向における貫通孔１４ａおよび補助壁部１４ｃの長さは、例えば、主壁部１４ｂの幅の０．４〜０．７倍の大きさに設定される。

（第２実施形態の効果）
本実施形態に係る構造部材１０では、縦壁部１２に複数の補助壁部１２ｃが形成され、縦壁部１４に複数の補助壁部１４ｃが形成されている。これにより、第２方向における荷重に対して、構造部材１０の強度を向上させることができる。したがって、例えば、構造部材１０を備えた自動車において、他の自動車等が第２方向から衝突した場合でも、構造部材１０において十分な荷重を受けることができ、衝突エネルギーを十分に吸収することができる。これにより、側突時のキャビン内の安全性を向上させることができる。また、本実施形態では、縦壁部１２に複数の貫通孔１２ａが形成され、縦壁部１４に複数の貫通孔１４ａが形成されるので、構造部材１０を軽量化することができる。このように、本実施形態によれば、軽量でかつ衝突に対して優れた強度を有する自動車用構造部材１０が得られる。

（第２実施形態の変形例）
上述の実施形態では、補助壁部１２ｃが主壁部１２ｂに対して垂直に立ち上がる場合について説明したが、図２６に示すように、補助壁部１２ｃが主壁部１２ｂに対して傾斜していてもよい。補助壁部１４ｃについても同様である。この場合も、主壁部１２ｂの厚み方向において、補助壁部１２ｃの先端と主壁部１２ｂとの距離Ｈ１は、２．８ｍｍ以上であることが好ましく、３．０ｍｍ以上であることがより好ましく、４．０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、主壁部１４ｂの厚み方向において、補助壁部１４ｃの先端と主壁部１４ｂとの距離Ｈ２は、２．８ｍｍ以上であることが好ましく、３．０ｍｍ以上であることがより好ましく、４．０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。なお、図２６に示す例では、補助壁部１２ｃは、先端側（構造部材１０の中心側）ほど直径が小さくなるように形成されているが、先端側ほど直径が大きくなるように形成されてもよい。補助壁部１４ｃについても同様である。

なお、上述の第１実施形態と同様に、本実施形態においても、主壁部と補助壁部とがなす角は、５０〜１３０°に設定されることが好ましく、７０〜１１０°に設定されることがより好ましく、８０〜１００°に設定されることがさらに好ましい。

本実施形態においても、図２７に示すように、貫通孔１２ａが多角形状（図２７では、矩形状）を有していてもよく、補助壁部１２ｃが角筒形状を有していてもよい。詳細な説明は省略するが、貫通孔１４ａおよび補助壁部１４ｃについても同様である。

また、上述の第１実施形態と同様に、本実施形態においても、図２８に示すように、補助壁部１２ｃが、貫通孔１２ａの周方向において互いに離隔して形成された複数の壁１２ｄ，１２ｅによって構成されてもよい。補助壁部１４ｃについても同様である。ただし、本実施形態においても、補助壁部は、主壁部の厚み方向から見て、主壁部の長手方向における貫通孔の一方側および他方側において、貫通孔の中心を通りかつ主壁部の長手方向に平行な直線（仮想線）に交差するように設けられることが好ましい。なお、図２８の例では、壁１２ｄは、貫通孔１２ａの縁に沿って、貫通孔１２ａの第１方向における一端部を第２方向に延びるように形成され、壁１２ｅは、貫通孔１２ａの縁に沿って、貫通孔１２ａの第１方向における他端部を第２方向に延びるように形成されている。

また、上述の第１実施形態と同様に、貫通孔１２ａが多角形状である場合（図２７参照）でも、補助壁部１２ｃが複数の壁によって構成されてもよい。この場合、複数の壁のうちの２つの壁が、例えば、主壁部１２ｂの厚み方向から見て、貫通孔１２ａの中心を通りかつ主壁部１２ｂの長手方向に平行な直線Ｌに交差するように設けられる。また、図示は省略するが、貫通孔１４ａが多角形状である場合も同様に、補助壁部１４ｃが複数の壁によって構成されていてもよい。

また、上述の第１実施形態と同様に、本実施形態においても、補助壁部は、自動車用構造部材の内側に突出するように設けられてもよく、自動車用構造部材の外側に突出するように設けられてもよい。

また、上述の第１実施形態と同様に、本実施形態においても、複数の貫通孔が千鳥状に配置されてもよい。

また、上述の実施形態では、筒状の構造部材１０に本発明を適用する場合について説明したが、本発明は、上下方向において対向しかつ第１方向に延びる上壁部および下壁部と、上壁部および下壁部を接続する側壁部とを有する種々の自動車用構造部材に適用できる。具体的には、例えば、構造部材１０が第２部材１０ｂを有していなくてもよい。

上述の実施形態では、天板部１６および側壁部２２が上下方向に対して平行に配置されているが、天板部１６および側壁部２２が上下方向に対して傾いていてもよい。

（第３実施形態）
図２９は、本発明の第３実施形態に係る自動車用構造部材を示す斜視図である。図２９に示すように、本実施形態に係る自動車用構造部材３０（以下、構造部材３０と略記する。）は、図２３に示した構造部材１０と同様に、第１方向に延びるようにかつ筒状に形成されている。本実施形態に係る構造部材３０が図２３に示した構造部材１０と異なるのは、第２部材１０ｂの代わりに第２部材１０ｃを備えている点である。

第２部材１０ｃは、第１部材１０ａと同様にハット形の断面形状を有し、一対の縦壁部３２，３４と、天板部３６と、フランジ部３８，４０とを有している。第２部材１０ｃの各部（縦壁部３２，３４、天板部３６、およびフランジ部３８，４０）はそれぞれ長尺形状を有し、第１方向に延びるように形成されている。

縦壁部３２と縦壁部３４とは、上下方向において対向するように設けられている。天板部３６は、縦壁部３２のうち第２方向において第１部材１０ａとは反対側の縁部と縦壁部３４のうち第２方向において第１部材１０ａとは反対側の縁部とを接続するように設けられている。フランジ部３８は、縦壁部３２のうち第２方向において第１部材１０ａ側の縁部から上方に延びるように設けられ、フランジ部４０は、縦壁部３４のうち第２方向において第１部材１０ａ側の縁部からから下方に延びるように設けられている。本実施形態では、第１部材１０ａのフランジ部１８，２０と第２部材１０ｃのフランジ部３８，４０とが溶接されている。なお、本実施形態では、縦壁部３２および縦壁部３４には、貫通孔および補助壁部が形成されていない。

本実施形態では、縦壁部１２と縦壁部３２とによって構造部材３０の第１壁部（上壁部）が構成され、縦壁部１４と縦壁部３４とによって構造部材３０の第２壁部（下壁部）が構成されている。また、天板部１６および天板部３６はそれぞれ、構造部材３０の第３壁部（側壁部）として機能する。

本実施形態に係る構造部材３０においても、上述の第２実施形態に係る構造部材１０と同様の作用効果が得られる。すなわち、本実施形態に係る構造部材３０は、軽量でかつ第２方向の荷重に対して優れた強度を有する。

なお、図２９に示した構造部材３０では、縦壁部３２および縦壁部３４には貫通孔および補助壁部が形成されていないが、縦壁部１２および縦壁部１４と同様に、縦壁部３２および縦壁部３４のそれぞれに複数の貫通孔および複数の補助壁部が形成されてもよい。なお、本実施形態では、縦壁部１２および縦壁部３２によって構成される第１壁部（上壁部）に複数の貫通孔および複数の補助壁部が形成され、縦壁部１４および縦壁部３４によって構成される第２壁部（下壁部）に複数の貫通孔および複数の補助壁部が形成されていればよい。したがって、縦壁部１２および縦壁部３２のうちの一方のみに複数の貫通孔および複数の補助壁部が形成され、縦壁部１４および縦壁部３４のうちの一方のみに複数の貫通孔および複数の補助壁部が形成されてもよい。

なお、本実施形態に係る構造部材３０においても、上述の第２実施形態およびその変形例と同様に、種々の貫通孔および種々の補助壁部を利用することができる。

また、本実施形態に係る構造部材３０においても、天板部１６，３６が水平方向に対して傾いていてもよい。

（第４実施形態）
図３０は、本発明の第４実施形態に係る自動車用構造部材を示す斜視図である。なお、図３０には、互いに直交する上下方向、第１方向および第２方向を示す矢印が示されている。図３１は、図３０のＢ−Ｂ線に対応する部分の概略断面（第１方向に直交する断面）を示す図である。

図３０および図３１に示すように、本実施形態に係る自動車用構造部材５０（以下、構造部材５０と略記する。）は、上下方向に直交する第１方向に延びるようにかつ筒状に形成されている。

本実施形態では、構造部材５０は、ハット形の断面形状を有する第１部材５０ａと、板状の第２部材５０ｂとを有している。第１部材５０ａは、一対の縦壁部５２，５４と、天板部５６と、フランジ部５８，６０とを有している。本実施形態では、第１部材５０ａの各部（縦壁部５２，５４、天板部５６、およびフランジ部５８，６０）および第２部材５０ｂはそれぞれ長尺形状を有し、第１方向に延びるように形成されている。

縦壁部５２と縦壁部５４とは、第２方向において対向するように設けられている。天板部５６は、縦壁部５２の上縁部と縦壁部５４の上縁部とを接続するように設けられている。フランジ部５８は、縦壁部５２の下縁部から第２方向において構造部材５０の外側に延びるように設けられ、フランジ部６０は、縦壁部５４の下縁部から構造部材５０の外側に延びるように設けられている。本実施形態では、フランジ部５８，６０と第２部材５０ｂとが溶接されている。第２部材５０ｂは、天板部５６の厚み方向（上下方向）において天板部５６に対向するように設けられている。

本実施形態では、天板部５６が構造部材５０の上壁部として機能し、第２部材５０ｂが構造部材５０の下壁部として機能する。縦壁部５２およびフランジ部５８は、構造部材５０において、天板部５６の第２方向における一方側の縁部と第２部材５０ｂの第２方向における一方側の縁部とを接続する側壁部６２として機能する。また、縦壁部５４およびフランジ部６０は、構造部材５０において、天板部５６の第２方向における他方側の縁部と第２部材５０ｂの第２方向における他方側の縁部とを接続する側壁部６４として機能する。本実施形態では、天板部５６が第１壁部に対応し、第２部材５０ｂが第２壁部に対応し、側壁部６２，６４がそれぞれ第３壁部に対応する。

図３０および図３１に示すように、天板部５６は、複数の貫通孔７２ａが形成された板状の主壁部７２ｂと、複数の貫通孔７２ａごとに設けられる複数の補助壁部７２ｃとを有している。本実施形態では、主壁部７２ｂと側壁部６２との接続部７７ａに沿う方向が、主壁部７２ｂの長手方向となる。なお、主壁部７２ｂと側壁部６４との接続部７７ｂに沿う方向を主壁部７２ｂの長手方向としてもよい。複数の貫通孔７２ａは、主壁部７２ｂの長手方向に沿って並ぶように形成されている。本実施形態では、複数の貫通孔７２ａは、第１方向に並ぶように形成されている。複数の補助壁部７２ｃはそれぞれ、貫通孔７２ａの縁から下方に立ち上がるように設けられている。

第２部材５０ｂは、複数の貫通孔７４ａ（図３０および図３１においては、一つの貫通孔７４ａのみ図示。）が形成された板状の主壁部７４ｂと、複数の貫通孔７４ａごとに設けられる複数の補助壁部７４ｃとを有している。本実施形態では、主壁部７４ｂと側壁部６２との接続部７７ｃに沿う方向が、主壁部７４ｂの長手方向となる。なお、主壁部７４ｂと側壁部６４との接続部７７ｄに沿う方向を主壁部７４ｂの長手方向としてもよい。複数の貫通孔７４ａは、主壁部７４ｂの長手方向に沿って並ぶように形成されている。本実施形態では、複数の貫通孔７４ａは、第１方向に並ぶように形成されている。複数の補助壁部７４ｃはそれぞれ、貫通孔７４ａの縁から上方に立ち上がるように設けられている。

本実施形態では、主壁部７２ｂの厚み方向から見て、主壁部７２ｂの長手方向に直交する方向（接続部７７ａまたは接続部７７ｂの延伸方向に直交する方向）を、主壁部７２ｂの幅方向とする。また、本実施形態では、主壁部７４ｂの厚み方向から見て、主壁部７４ｂの長手方向に直交する方向（接続部７７ｃまたは接続部７７ｄの延伸方向に直交する方向）を、主壁部７４ｂの幅方向とする。主壁部７２ｂ，７４ｂの幅（幅方向における長さ）はそれぞれ、例えば、５０ｍｍ〜２００ｍｍに設定される。

図３１を参照して、上述の実施形態と同様に、本実施形態においても、隣り合う２つの補助壁部７２ｃの距離（主壁部７２ｂの長手方向における距離）は、当該２つの補助壁部７２ｃの間における主壁部７２ｂの幅の１．４倍以下に設定される。同様に、隣り合う２つの補助壁部７４ｃの距離（主壁部７４ｂの長手方向における距離）は、当該２つの補助壁部７４ｃの間における主壁部７４ｂの幅の１．４倍以下に設定される。なお、好ましくは、２つの補助壁部７２ｃの最短距離が、２つの補助壁部７２ｃの間における主壁部７２ｂの幅の１．４倍以下に設定され、２つの補助壁部７４ｃの最短距離が、２つの補助壁部７４ｃの間における主壁部７４ｂの幅の１．４倍以下に設定される。

また、上述の実施形態と同様に、本実施形態においても、隣り合う２つの補助壁部７２ｃの上記長手方向における距離は、当該２つの補助壁部７２ｃの間における主壁部７２ｂの幅の０．２倍以上に設定されることが好ましく、０．４倍以上に設定されることがより好ましく、０．６倍以上に設定されることがさらに好ましい。同様に、隣り合う２つの補助壁部７４ｃの上記長手方向における距離も、当該２つの補助壁部７４ｃの間における主壁部７４ｂの幅の０．２倍以上に設定されることが好ましく、０．４倍以上に設定されることがより好ましく、０．６倍以上に設定されることがさらに好ましい。また、隣り合う２つの貫通孔７２ａの上記長手方向における距離は、当該２つの貫通孔７２ａの間における主壁部７２ｂの幅の０．２倍以上に設定されることが好ましく、０．４倍以上に設定されることがより好ましく、０．６倍以上に設定されることがさらに好ましい。同様に、隣り合う２つの貫通孔７４ａの上記長手方向における距離も、当該２つの貫通孔７４ａの間における主壁部７４ｂの幅の０．２倍以上に設定されることが好ましく、０．４倍以上に設定されることがより好ましく、０．６倍以上に設定されることがさらに好ましい。

また、上述の実施形態と同様に、主壁部の幅方向における補助壁部の長さは、主壁部の幅の０．２倍以上であることが好ましく、０．３倍以上であることがより好ましい。また、主壁部の幅方向における補助壁部の長さは、主壁部の幅の１．０倍以下であることが好ましく、０．９倍以下であることがより好ましい。本実施形態においても、主壁部の幅方向における貫通孔および補助壁部の長さは、例えば、主壁部の幅の０．４〜０．７倍の大きさに設定される。

主壁部７２ｂの厚み方向における補助壁部７２ｃの先端と主壁部７２ｂとの距離Ｈ１、および主壁部７４ｂの厚み方向における補助壁部７４ｃの先端と主壁部７４ｂとの距離Ｈ２は、上述の実施形態の距離Ｈ１，Ｈ２と同様に設定される。また、主壁部７２ｂと補助壁部７２ｃとがなす角θ_１、および主壁部７４ｂと補助壁部７４ｃとがなす角θ_２についても、上述の実施形態と同様に設定される。なお、本実施形態に係る構造部材５０においても、上述の実施形態と同様に、種々の貫通孔および種々の補助壁部を利用することができるので、貫通孔および補助壁部の詳細な説明は省略する。また、本実施形態においても、複数の貫通孔が千鳥状に配置されてもよい。

本実施形態に係る構造部材５０においても、上述の実施形態と同様の作用効果が得られる。すなわち、本実施形態に係る構造部材５０は、軽量でかつ第２方向の荷重に対して優れた強度を有する。

なお、図３０および図３１に示した構造部材５０では、第１部材５０ａが第２部材５０ｂよりも上方に配置されているが、第２部材５０ｂが第１部材５０ａよりも上方に配置されてもよい。言い換えると、図３０および図３１に示した構造部材５０を、上下反転させて利用してもよい。この場合、第１部材５０ａの天板部５６が下壁部として機能し、第２部材５０ｂが上壁部として機能する。

また、上述の構造部材５０では、主壁部７２ｂおよび主壁部７４ｂが水平に配置されているが、主壁部７２ｂおよび主壁部７４ｂが水平方向に対して傾いていてもよい。

（第２〜第４実施形態の変形例）
上述の実施形態では、上壁部および下壁部にそれぞれ、複数の貫通孔および複数の補助壁部が設けられているが、上壁部および下壁部のうちの一方には、複数の貫通孔および複数の補助壁部が設けられていなくてもよい。すなわち、本発明に係る自動車用構造部材では、上壁部および下壁部のうちの少なくとも一方に、複数の貫通孔および複数の補助壁部が設けられていればよい。この場合であっても、補助壁部による上壁部または下壁部の強度向上効果が得られ、衝突エネルギーの吸収量を向上させることができる。なお、上壁部および下壁部の両方に複数の貫通孔および複数の補助壁部を設けた場合には、荷重に対する変形モードを上壁部および下壁部で揃えることができるので、衝突エネルギーの吸収効果をさらに向上させることができる。

（車体における利用例）
以下、第２〜第４実施形態に係る自動車用構造部材の利用例について説明する。図３２は、本実施形態に係る自動車用構造部材を備えた車体の一部を示す概略斜視図であり、図３３は、車体の一部を示す概略底面図である。

本実施形態に係る自動車用構造部材は、例えば、平面視において、主壁部の長手方向（第１方向）が車幅方向よりも車体の前後方向に近くなるように配置して利用できる。言い換えると、本実施形態に係る自動車用構造部材は、平面視において、主壁部の長手方向（第１方向）と車体の前後方向とのなす角（鋭角）が４５°未満となるように配置して利用できる。

図３２および図３３を参照して、例えば、図２３に示した構造部材１０および図２９に示した構造部材３０は、車体８０において、主壁部の長手方向（第１方向）が車幅方向よりも車体の前後方向に近くなるように、サイドシル８２として利用できる。この場合、平面視において、第２方向（図２３，２９参照）は、車体の前後方向よりも車幅方向に近くなる。

ここで、自動車が側突した場合には、サイドシル８２に車幅方向の荷重が作用する。この点に関して、本実施形態に係る自動車用構造部材を上記のようにサイドシル８２として用いる場合には、自動車が側突した際に、自動車用構造部材（サイドシル８２）に対して第２方向（車幅方向）の荷重が作用することになる。上述したように、本実施形態に係る自動車用構造部材は第２方向の荷重に対して優れた強度を有している。したがって、本実施形態に係る自動車用構造部材をサイドシル８２として利用することによって、自動車が側突した場合でも、サイドシル８２において衝突エネルギーを十分に吸収することができる。これにより、側突時のキャビン内の安全性を向上させることができる。

また、本実施形態に係る自動車用構造部材は、例えば、平面視において、主壁部の長手方向（第１方向）が車体の前後方向よりも車幅方向に近くなるように配置して利用できる。言い換えると、本実施形態に係る自動車用構造部材は、平面視において、主壁部の長手方向（第１方向）と車幅方向とのなす角（鋭角）が４５°未満となるように配置して利用できる。

図３２および図３３を参照して、例えば、図２３に示した構造部材１０および図２９に示した構造部材３０は、車体８０において、主壁部の長手方向（第１方向）が車体の前後方向よりも車幅方向に近くなるように、バンパービーム（フロントバンパービーム８４およびリアバンパービーム８６）として利用できる。

また、例えば、図２３に示した構造部材１０は、車体８０において、主壁部の長手方向（第１方向）が車体の前後方向よりも車幅方向に近くなるように、クロスメンバ（例えば、図示しないダッシュクロスメンバ）としても利用できる。なお、図２３に示した構造部材１０をダッシュクロスメンバとして用いる場合には、例えば、ダッシュパネルを第２部材１０ｂ（図２３参照）として利用することができる。

また、図３２および図３３を参照して、例えば、上述の構造部材５０（図３０参照）は、車体８０において、主壁部の長手方向（第１方向）が車体の前後方向よりも車幅方向に近くなるように、クロスメンバ（フロアクロスメンバ８８およびリアクロスメンバ９０等）またはトルクボックス９２として利用できる。なお、図３０に示した構造部材５０をトルクボックス９２として用いる場合には、例えば、ダッシュパネルを第２部材５０ｂとして利用し、ダッシュパネルの下面に第１部材５０ａを溶接してもよい。すなわち、第１部材５０ａの天板部５６が下壁部として機能し、第２部材５０ｂ（ダッシュパネル）が上壁部として機能するように、構造部材５０が設けられてもよい。

上記のように、主壁部の長手方向（第１方向）が車体の前後方向よりも車幅方向に近くなるように自動車用構造部材を配置する場合、第２方向（図２３，２９，３０参照）は、車幅方向よりも車体の前後方向に近くなる。

ここで、自動車が前突または後突した場合には、フロントバンパービーム８４またはリアバンパービーム８６に前後方向の荷重が作用する。さらに、自動車が前突した場合には、トンネル部９４からリアクロスメンバ９０に前後方向の荷重が与えられ、フロントサイドメンバ９６からダッシュクロスメンバ（図示せず）およびトルクボックス９２に対して前後方向の曲げ荷重が与えられる。これらの点に関して、本実施形態に係る自動車用構造部材を上記のようにフロントバンパービーム８４、リアバンパービーム８６、リアクロスメンバ９０、ダッシュクロスメンバ、およびトルクボックス９２（以下、バンパービーム等と記載する。）として用いる場合には、自動車が前突または後突した際に、自動車用構造部材（バンパービーム等）に対して第２方向（車体の前後方向）の荷重が作用することになる。上述したように、本実施形態に係る自動車用構造部材は第２方向の荷重に対して優れた強度を有している。したがって、本実施形態に係る自動車用構造部材をバンパービーム等として利用することによって、自動車が前突または後突した場合でも、バンパービーム等において衝突エネルギーを十分に吸収することができる。これにより、前突時または後突時のキャビン内の安全性を向上させることができる。

さらに、自動車が側突した場合には、サイドシル８２からフロアクロスメンバ８８に対して前後方向の曲げ荷重が与えられる。この点に関して、本実施形態に係る自動車用構造部材を上記のようにフロアクロスメンバ８８として用いる場合には、自動車が側突した際に、自動車用構造部材（フロアクロスメンバ８８）に対して第２方向（前後方向）の荷重が作用することになる。上述したように、本実施形態に係る自動車用構造部材は第２方向の荷重に対して優れた強度を有している。したがって、本実施形態に係る自動車用構造部材をフロアクロスメンバ８８として利用することによって、自動車が側突した場合でも、フロアクロスメンバ８８において衝突エネルギーを十分に吸収することができる。これにより、側突時のキャビン内の安全性を向上させることができる。

なお、上述の実施形態では、自動車用構造部材が１つ（第１部材）または２つの部材（第１部材および第２部材）からなる場合について説明したが、自動車用構造部材は、車体の構造に応じて３つ以上の部材から構成されてもよい。

本発明によれば、軽量でかつ衝突に対して優れた強度を有する自動車用構造部材が得られる。

１０，３０，５０ 自動車用構造部材
８０ 車体
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ 解析モデル

Claims (14)

1. 板状の第１壁部と、前記第１壁部の厚み方向において前記第１壁部に対向する板状の第２壁部と、前記第１壁部および前記第２壁部を接続する板状の第３壁部とを有する自動車用構造部材であって、
   前記第１壁部および前記第２壁部のそれぞれが、前記第３壁部との接続部に沿う方向が長手方向となりかつ２つの貫通孔が前記長手方向に沿って並ぶように形成された板状の主壁部と、前記主壁部から立ち上がるように設けられた２つの補助壁部とを有し、
   前記２つの補助壁部のうちの一方は、前記２つの貫通孔のうちの一方の縁から前記主壁部の厚み方向に立ち上がるように設けられ、前記２つの補助壁部のうちの他方は、前記２つの貫通孔のうちの他方の縁から前記厚み方向に立ち上がるように設けられ、
   前記長手方向における前記２つの補助壁部の距離は、前記２つの補助壁部の間における前記主壁部の幅の１．４倍以下であり、
   前記主壁部の幅に対する前記２つの貫通孔の前記主壁部の幅方向の長さの割合がそれぞれ０．３以上１．０以下であって、
   車体において、前記第１壁部と前記第２壁部とは前後方向に対向し、かつ前記長手方向は車幅方向および前後方向よりも上下方向に近い、自動車用構造部材。
2. 前記第１壁部の前記２つの補助壁部は、前記第２壁部側に立ち上がるように設けられ、前記第２壁部の前記２つの補助壁部は、前記第１壁部側に立ち上がるように設けられる、請求項１に記載の自動車用構造部材。
3. センターピラーである、請求項１または２に記載の自動車用構造部材。
4. 上下方向における中心よりも下方に前記２つの補助壁部が設けられている、請求項３に記載の自動車用構造部材。
5. 板状の第１壁部と、前記第１壁部の厚み方向において前記第１壁部に対向する板状の第２壁部と、前記第１壁部および前記第２壁部を接続する板状の第３壁部とを有する自動車用構造部材であって、
   前記第１壁部および前記第２壁部のそれぞれが、前記第３壁部との接続部に沿う方向が長手方向となりかつ２つの貫通孔が前記長手方向に沿って並ぶように形成された板状の主壁部と、前記主壁部から立ち上がるように設けられた２つの補助壁部とを有し、
   前記２つの補助壁部のうちの一方は、前記２つの貫通孔のうちの一方の縁から前記主壁部の厚み方向に立ち上がるように設けられ、前記２つの補助壁部のうちの他方は、前記２つの貫通孔のうちの他方の縁から前記厚み方向に立ち上がるように設けられ、
   前記長手方向における前記２つの補助壁部の距離は、前記２つの補助壁部の間における前記主壁部の幅の１．４倍以下であり、
   前記主壁部の幅に対する前記２つの貫通孔の前記主壁部の幅方向の長さの割合がそれぞれ０．３以上１．０以下であって、
   車体において、前記第１壁部と前記第２壁部とは上下方向に対向し、かつ前記長手方向は上下方向よりも車幅方向または前後方向に近い、自動車用構造部材。
6. 前記第１壁部の前記２つの補助壁部は、前記第２壁部側に立ち上がるように設けられ、前記第２壁部の前記２つの補助壁部は、前記第１壁部側に立ち上がるように設けられる、請求項５に記載の自動車用構造部材。
7. サイドシル、バンパービーム、クロスメンバ、またはトルクボックスである、請求項５または６に記載の自動車用構造部材。
8. 前記主壁部の厚み方向から見て、前記補助壁部は、前記長手方向における前記貫通孔の一方側および他方側において、前記貫通孔の中心を通りかつ前記長手方向に平行な直線に交差する、請求項１から７のいずれかに記載の自動車用構造部材。
9. 前記２つの補助壁部の距離は、前記２つの補助壁部の間における前記主壁部の幅の０．２倍以上である、請求項１から８のいずれかに記載の自動車用構造部材。
10. 前記主壁部の厚み方向において、前記補助壁部の先端と前記主壁部との距離は、２．８ｍｍ以上である、請求項１から９のいずれかに記載の自動車用構造部材。
11. 前記２つの補助壁部はそれぞれ筒形状を有している、請求項１から１０のいずれかに記載の自動車用構造部材。
12. 前記主壁部の幅方向における前記補助壁部の長さは、前記貫通孔の中心を通りかつ前記長手方向に直交する断面における前記主壁部の幅の０．２倍〜１．０倍である、請求項１から１１のいずれかに記載の自動車用構造部材。
13. 前記補助壁部は、前記貫通孔の周方向に互いに離隔して設けられる２つの壁を含み、
    前記２つの壁のうちの一方は、前記長手方向において前記貫通孔の一方側に設けられ、前記２つの壁のうちの他方は、前記長手方向において前記貫通孔の他方側に設けられ、
    前記主壁部の幅方向における前記２つの壁それぞれの長さは、前記貫通孔の中心を通りかつ前記長手方向に直交する断面における前記主壁部の幅の０．２倍〜１．０倍である、請求項１から１０のいずれかに記載の自動車用構造部材。
14. 請求項１から１３のいずれかに記載の自動車用構造部材を備えた、車体。

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