JP7120054B2

JP7120054B2 - 車両用構造体及び車両用鋼板の強化方法

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Publication number: JP7120054B2
Application number: JP2019013600A
Authority: JP
Inventors: 幸平久田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2022-08-17
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Description

本発明は、車体に適用される車両用構造体及び車両用鋼板の強化方法に関する。

下記特許文献１では、鋼板の一部が加熱されて再凝固されている。これによって、加熱された部分は、他の部分よりも硬い硬化部分になり、鋼板の引張強度が向上されている。ところで、特許文献１では、硬化部分が、鋼板の厚さ方向に貫通されている。すなわち、この構造では、鋼板の一部が貫通するように加熱、溶融される。このため、硬化部分を形成するために鋼板において加熱、溶融された部分が再凝固された場合には、鋼板の厚さ方向に対して直交する方向の硬化部分の略中央から鋼板の厚さ方向に対して直交する方向へ硬化部分を引き離すような引張応力が硬化部分に生じる。このため、鋼板に入力された外力に対して、硬化部分が弱くなる可能性がある。

特開平６－１７２８４５号公報

本発明は、上記事実を考慮して、入力される荷重に対して硬化部が弱くなることを抑制できる車両用構造体及び車両用鋼板の強化方法を得ることが目的である。

請求項１に記載の車両用構造体は、鋼板によって形成された板状の母材部と、前記母材部の一部における厚さ方向一方の面から厚さ方向中間部までの間が加熱溶融されて冷却凝固されることによって形成されると共に、前記母材部との境が前記母材部の厚さ方向一方側を曲率の中心とする曲面状とされ、前記母材部よりも硬い硬化部と、を備え、前記硬化部を前記母材部の厚さ方向側からみた前記硬化部の直径寸法は、前記硬化部における前記母材部の厚さ方向の最大寸法の２倍以上とされている。

請求項１に記載の車両用構造体では、母材部の一部が加熱溶融されて冷却凝固されることによって、母材部よりも硬い硬化部が形成される。このような硬化部が形成されることによって、硬化部及びその近傍部分での変形の発生等が抑制され、本車両用構造体に荷重が入力された際の変形をコントロールできる。

ここで、硬化部は、母材部の一部における厚さ方向一方の面と厚さ方向中間部との間を加熱溶融して冷却凝固することによって形成され、硬化部と母材部との境（硬化部の形状）は、母材部の厚さ方向一方側を曲率の中心とする曲面状とされる。このため、硬化部には、母材部の厚さ方向一方の面の側での硬化部の曲率中心側を中心とする半径方向外側への引張応力が生じる。このため、互いに相反する方向の引張応力、特に、硬化部内の特定の部位を母材部の厚さ方向に対して直交する方向へ引き離すような互いに相反する方向の引張応力が生じることを抑制できる。これによって、本車両用構造体に荷重が入力された際に、硬化部での亀裂等の発生を抑制できる。

また、硬化部を母材部の厚さ方向側からみた硬化部の直径寸法が硬化部における母材部の厚さ方向の最大寸法の２倍であれば、硬化部と母材部との境（硬化部の形状）の曲率中心は、母材部の厚さ方向一方の側の面に位置する。このため、上記の曲率中心を中心とする径方向内側の方向のうち、母材部の厚さ方向に対して直交する方向は、母材部の厚さ方向一方の側の面にのみ存在する。

さらに、硬化部を母材部の厚さ方向側からみた硬化部の直径寸法が硬化部における母材部の厚さ方向の最大寸法の２倍よりも大きければ、硬化部と母材部との境（硬化部の形状）の曲率中心は、母材部の厚さ方向一方の側の面よりも母材部の厚さ方向一方の側へ離れた位置になる。このため、上記の曲率中心を中心とする径方向内側の方向のうち、母材部の厚さ方向に対して直交する方向は、母材部の厚さ方向一方の側の面よりも母材部の厚さ方向一方の側にのみ存在する。

このため、本車両用構造体では、硬化部の内側で互いに相反する方向の引張応力が生じることを抑制できる。

請求項２に記載の車両用構造体は、鋼板によって形成された板状の母材部と、前記母材部の一部における厚さ方向一方の面から厚さ方向中間部までの間が加熱溶融されて冷却凝固されることによって形成されると共に、前記母材部との境が前記母材部の厚さ方向一方側を曲率の中心とする曲面状とされ、前記母材部よりも硬い硬化部と、を備え、前記母材部の厚さ方向に対して直交する方向に互いに隣り合うと共に、前記母材部の厚さ方向側からみて各々の中心を繋いだ形状が略正三角形となるように３つの前記硬化部を含んで構成されている。

請求項２に記載の車両用構造体は、母材部の厚さ方向に対して直交する方向に互いに隣り合う３つの硬化部を含んで構成される。ここで、この３つの硬化部の中心を結んだ形状は略正三角形とされる。このように配置された硬化部では、３つの硬化部の互いの間隔を短くできる。

請求項３に記載の車両用構造体は、請求項２に記載の車両用構造体において、前記母材部の厚さ方向一方の側からみて複数の前記硬化部は、千鳥格子状に配置され、互いに隣り合う前記硬化部の中心の間隔ｐと、前記硬化部の直径寸法ｄとの関係が以下の式（１）を満たしている。

請求項３に記載の車両用構造体では、母材部の厚さ方向一方の側からみて複数の硬化部は、千鳥格子状に配置される。しかも、互いに隣り合う硬化部の中心の間隔ｐと、硬化部の直径寸法ｄとの関係は、以下の式（１）を満たしている。

このため、母材部の厚さ方向に対して直交する方向からみて複数の硬化部が重なる。

請求項４に記載の車両用構造体は、鋼板によって形成された板状の母材部と、前記母材部の一部における厚さ方向一方の面から厚さ方向中間部までの間が加熱溶融されて冷却凝固されることによって形成されると共に、前記母材部との境が前記母材部の厚さ方向一方側を曲率の中心とする曲面状とされ、前記母材部よりも硬い硬化部と、を備え、前記母材部の厚さ方向の表面側と裏面側との両側に前記硬化部が形成されている。

請求項４に記載の車両用構造体では、硬化部が母材部の厚さ方向の表面側と裏面側との硬化部が形成される。このため、母材部の厚さ方向の表面側に硬化部が形成されることによって車両用構造体に生じる歪みと、母材部の厚さ方向の裏面側に硬化部が形成されることによって車両用構造体に生じる歪みが互いに打ち消すように作用する。

請求項５に記載の車両用構造体は、請求項４に記載の車両用構造体において、前記表面側で複数の前記硬化部が所定の間隔をおいて直線状に配置され、前記裏面側の前記硬化部が前記表面側で互いに隣り合う前記硬化部の間に配置され、更に、前記表面側での複数の前記硬化部の配列方向にみて前記表面側の前記硬化部と前記裏面側の硬化部とが重なっている。

請求項５に記載の車両用構造体では、母材部の厚さ方向の表面側で複数の硬化部が所定の間隔をおいて直線状に配置され、母材部の厚さ方向の裏面側の硬化部が母材部の表面側で互いに隣り合う硬化部の間に配置される。しかも、母材部の厚さ方向の表面側での複数の硬化部の配列方向にみて母材部の厚さ方向の表面側の硬化部と母材部の厚さ方向の裏面側の硬化部とが重なる。このため、母材部の表面側に硬化部が形成されることによって車両用構造体に生じる歪みと、母材部の厚さ方向の裏面側に硬化部が形成されることによって車両用構造体に生じる歪みが互いに効果的に打ち消すように作用する。

請求項６に記載の車両用鋼板の強化方法は、鋼板の厚さ方向一方の側から点状に前記鋼板を加熱して溶融し、前記鋼板において溶融された部分が前記鋼板の厚さ方向他方の側の面に到達していない状態で前記鋼板への加熱を停止し、前記鋼板において溶融された部分を冷却して硬化させて硬化部を形成すると共に、前記鋼板において溶融された部分と溶融されていない母材部との境を前記鋼板の厚さ方向一方の側を曲率中心とする曲面状にする。

請求項６に記載の車両用鋼板の強化方法では、鋼板が鋼板の厚さ方向一方の側から点状に加熱されて溶融される。この鋼板の加熱、溶融は、鋼板の溶融部分が鋼板の厚さ方向他方の側の面に到達していない状態で停止される。このため、鋼板の溶融部分と、鋼板において溶融されていない母材部との境は、鋼板の厚さ方向一方の側を曲率中心とする曲面状にされる。また、鋼板の溶融部分では、冷却、凝固に際して再結晶化される。このような鋼板の加熱、溶融と冷却、凝固によって母材部よりも硬い硬化部が形成される。このため、硬化部及びその近傍部分での変形の発生等が抑制され、本車両用構造体に荷重が入力された際の変形をコントロールできる。

ここで、上記のような溶融部分が冷却されて凝固される際には、上記の曲率中心側を中心とする径方向の収縮が溶融部分に生じる。このため、このような溶融部分が冷却されて凝固されることで形成された硬化部には、上記の曲率中心側を中心とする半径方向外側への引張応力が生じる。このため、互いに相反する方向の引張応力、特に、硬化部内の特定の部位を母材部の厚さ方向に対して直交する方向へ引き離すような互いに相反する方向の引張応力が生じることを抑制できる。これによって、本車両用構造体に荷重が入力された際に、硬化部での亀裂等の発生を抑制できる。

以上、説明したように、請求項１に記載の車両用構造体及び請求項６に記載の車両用鋼板の強化方法では、硬化部において互いに相反する方向の引張応力の発生を抑制できるため、入力された荷重に対して硬化部が弱くなることを抑制できる。

請求項１に記載の車両用構造体では、硬化部の内側で互いに相反する方向の引張応力が生じることを抑制でき、入力された荷重に対して硬化部が弱くなることを効果的に抑制できる。

請求項２に記載の車両用構造体では、硬化部を蜜に配置でき、硬化部及びその近傍部分での変形の発生等を効果的に抑制できる。

請求項３に記載の車両用構造体では、母材部の厚さ方向に対して直交する方向からみて複数の硬化部が重なる。これによって、本車両用構造体が母材部の厚さ方向に対して直交する特別な方向の荷重に対して弱くなることを抑制できる。

請求項４に記載の車両用構造体では、硬化部を形成することで生じる歪み影響を少なくできる。

請求項５に記載の車両用構造体では、硬化部を形成することで生じる歪み影響を効果的に少なくできる。

本発明の一実施の形態に係る車両用構造体を図２の１－１線に沿って切った拡大断面図で、図中の一点鎖線のＡで示される部分は、図中の一点鎖線のＢで示される部分を更に拡大した断面図である。本発明の一実施の形態に係る車両用構造体の熱処理部を拡大した底面図である。本発明の一実施の形態に係る車両用構造体を車両下側から見た斜視図である。車両用構造体の底壁後側部にリモートレーザ装置からレーザ光を照射している状態を示す図である。

次に、本発明の実施の形態を図１から図４の各図に基づいて説明する。なお、各図において矢印ＦＲは、本実施の形態に係る車両用構造体１０が適用される車両の前側（車両前側）を示し、矢印ＬＨは、車幅方向左側を示し、矢印ＵＰは、車両上側を示す。

＜本実施の形態の構成＞
図３に示されるように、本実施の形態に係る車両用構造体１０は、鋼板（引張強度が４９０ＭＰａ以上の高張力鋼板、引張強度が９８０ＭＰａ以上の超高張力鋼板等を含む）をプレス成形することによって形成されている。この車両用構造体１０の長手方向は、概ね、車両前後方向とされている。

車両用構造体１０は、底壁１２を備えており、底壁１２は、底壁前側部１４と底壁後側部１６とを備えている。底壁前側部１４及び底壁後側部１６の各々は、板状とされており、底壁前側部１４及び底壁後側部１６の各々の厚さ方向は、概ね、車両上下方向とされている。底壁後側部１６は、底壁前側部１４の車両後側で底壁前壁部よりも車両上側にずれて配置されている。

また、底壁１２は、底壁中間部１８を備えている。底壁中間部１８は、板状とされており、底壁中間部１８の厚さ方向は、車両上下方向に対して車両前後方向に傾いた方向とされている。底壁中間部１８の車両前側端は、底壁前側部１４の車両後側端へ繋がっており、底壁中間部１８の車両後側端は、底壁後側部１６の車両前側端へ繋がっている。すなわち、底壁１２は、全体的に車幅方向側から見て車両前後方向中間部で車両上下方向にクランク状に曲がった形状とされている。

このような底壁１２の車幅方向両側には、側壁２０が設けられている。車幅方向左側の側壁２０は、底壁１２の車幅方向左側端から車両上側に対して車幅方向左側へ傾斜した方向へ向けて延出されており、更に、車幅方向左側の側壁２０の底壁１２とは反対側の端部からはフランジ２２が車幅方向左側へ延出されている。これに対して、車幅方向右側の側壁２０は、底壁１２の車幅方向右側端から車両上側に対して車幅方向右側へ傾斜した方向へ向けて延出されており、更に、車幅方向右側の側壁２０の底壁１２とは反対側の端部からはフランジ２２が車幅方向右側へ延出されている。すなわち、本車両用構造体１０の長手方向に対して直交する方向に本車両用構造体１０を切った場合の本車両用構造体１０の断面形状は、車両上側へ向けて開口したハット形状とされている。

このような本車両用構造体１０の両フランジ２２は、車両用構造体１０の車両上側に配置される車両下側へ向けて開口したハット形状の他の車両用構造体のフランジや、平板状の他の車両用構造体等へ溶接等によって接合される。このように車両用構造体１０が他の車両用構造体へ接合された状態では、本車両用構造体１０の長手方向に対して直交する方向に本車両用構造体１０を切った場合の断面形状が閉じられる。このような本車両用構造体１０は、例えば、車両の車両後側部分に配置されるリヤメンバの車両後側部分とされる。本車両用構造体１０が適用される車両に対して他の車両が車両後側から衝突した際には、車両用構造体１０の車両後側から荷重Ｆが車両用構造体１０に入力される。

また、図３に示されるように、車両用構造体１０の底壁１２の底壁前側部１４には、前側孔部２４が形成されている。前側孔部２４は、車両上下方向にみて略円形とされており、底壁前側部１４を貫通している。さらに、車両用構造体１０の底壁１２の底壁後側部１６には、後側孔部２６が形成されている。後側孔部２６は、車両上下方向にみて略円形とされており、底壁後側部１６を貫通している。
さらに、図３に示されるように、車両用構造体１０には複数のビード２８が形成されている。ビード２８の長手方向は、車幅方向とされており、これらのビード２８は、車両前後方向に所定の間隔をおいて形成されている。これらのビード２８は、車両用構造体１０における一方のフランジ２２の車幅方向中間部と他方のフランジ２２の車幅方向中間部との間で両側壁２０及び底壁１２を跨いで形成されている。車両用構造体１０においてビード２８が形成された部分では、車両用構造体１０が車両下側へ膨らむように曲がっている。このため、車両後側から荷重Ｆが車両用構造体１０に入力された場合等には、ビード２８において車両用構造体１０の圧縮変形が誘発されるようになっている。

また、図３に示されるように、車両用構造体１０の底壁１２の底壁前側部１４には、前側孔部２４が形成されている。前側孔部２４は、車両上下方向にみて略円形とされており、底壁前側部１４を貫通している。さらに、車両用構造体１０の底壁１２の底壁後側部１６には、後側孔部２６が形成されている。後側孔部２６は、車両上下方向にみて略円形とされており、底壁後側部１６を貫通している。後側孔部２６は、例えば、本車両用構造体１０と他の部材との組み付けの基準とされている。

さらに、図３に示されるように、底壁後側部１６において後側孔部２６の車幅方向両側には、熱処理部３０が形成されている。図２に示されるように、熱処理部３０は、複数の硬化部３２によって構成されている。車両下側（例えば、底壁後側部１６の厚さ方向表面側）からみた各硬化部３２の外周形状、すなわち、硬化部３２と底壁後側部１６の硬化部３２以外の母材部３４との境の形状は、略円形とされている。底壁後側部１６の厚さ方向に硬化部３２をみた際の硬化部３２の形状を円形とみなした場合の硬化部３２の直径寸法ｄは、底壁後側部１６の厚さ寸法よりも大きく、底壁後側部１６の厚さ寸法の２倍よりも小さい値に設定されている。

また、図１に示されるように、底壁後側部１６の厚さ方向に硬化部３２をみた際の硬化部３２の略中心で底壁後側部１６の厚さ方向に対して直交する方向に硬化部３２を切った際の各硬化部３２の断面形状、すなわち、硬化部３２と母材部３４との境の形状は、略半円形状とされ、硬化部３２の断面形状の曲率の中心は、底壁後側部１６の車両下面側とされている。さらに、底壁後側部１６の厚さ方向に硬化部３２をみた際の硬化部３２の形状を円形とみなした場合、硬化部３２の直径寸法ｄは、硬化部３２における底壁後側部１６の厚さ方向の最大寸法Ｄｅの概ね２倍とされている。

図２に示されるように、これらの硬化部３２は、車両前後方向に所定の間隔をおいて底壁後側部１６上で列を成すように形成されている。さらに、硬化部３２（例えば、図２における硬化部３２Ａ）は、車幅方向に隣り合う別の列で車両前後方向（すなわち、その列の方向）に隣り合う一対の硬化部３２（例えば、図２における硬化部３２Ｂ、３２Ｃ）の略中央に配置されており、硬化部３２は、全体的に千鳥格子状に配置されている。

上記の列方向（車両前後方向）に隣り合う一対の硬化部３２の各々の中心（例えば、図２における硬化部３２Ｂ、３２Ｃの各中心）と、この一対の硬化部３２の列の隣の列で一対の硬化部３２に隣り合う硬化部３２（例えば、図２における硬化部３２Ａ）の中心とを結んだ形状（図２における二点鎖線Ｃの形状）は、概ね、正三角形とされている。さらに、これらの硬化部３２の直径寸法をｄ、車両前後方向に互いに隣り合う硬化部３２の中心間距離をｐとした場合、直径寸法ｄと中心間距離ｐとは以下の式（１）を満たすように硬化部３２が設定されている。

このため、底壁後側部１６を車両前後方向にみると、車幅方向に互いに隣り合う列の硬化部３２において相対的に車幅方向左側の硬化部３２の車幅方向右側の部分と、相対的に車幅方向右側の硬化部３２の車幅方向左側の部分とが重なっている。

以上の硬化部３２は、例えば、スキャナ３６を有するリモートレーザ装置３８（図４参照）によって形成される。すなわち、図４に示されるように、リモートレーザ装置３８から高エネルギー密度のレーザ光Ｌが、底壁後側部１６の車両下側面へ点状に照射される。これによって、底壁後側部１６の車両下側面においてレーザ光Ｌが照射された部分は、加熱されて溶融される。レーザ光Ｌの照射時間が経過すると、底壁後側部１６における溶融部分が放射状（車両下面側を曲率中心とする半球形状）に広がり、底壁後側部１６の溶融部分が底壁後側部１６の車両上側面（すなわち、レーザ光Ｌが照射された側とは反対側の面）に到達する前にレーザ光Ｌの照射が停止される。

これによって、溶融部分が略半球形状に形成され、溶融部分では、金属組織は、再結晶化される。この状態では、略半球形状の溶融部分の径方向内側で溶融部分の温度が高く、略半球形状の溶融部分の径方向外側で溶融部分の温度が低い。このため、レーザ光Ｌの照射が停止されて溶融部分の冷却、凝固が始まると、溶融部分の冷却、凝固は、溶融部分の径方向外側から溶融部分の径方向内側へ進む。このようにして形成された硬化部３２は、底壁後側部１６の母材部３４よりも硬くなる。

車両用構造体１０には、例えば、厚さが１．６ｍｍで引張強度が５９０Ｍｐａの高張力鋼板が適用される。このような、車両用構造体１０の底壁後側部１６に対し、出力２ｋＷのレーザ光Ｌが、８００μｍの集光径で約１ｍ秒照射され、底壁後側部１６を加熱、溶融されることで硬化部３２が形成される。このようにして形成された硬化部３２の硬さは、ビッカース硬度で４００Ｈｖになり、ビッカース硬度で２２０Ｈｖの母材部３４よりも硬くなる。

また、図１に示されるように、車両用構造体１０の底壁後側部１６には、複数の硬化部４０が形成されている。上述した硬化部３２が底壁後側部１６の厚さ方向中間部よりも車両下側（底壁後側部１６の厚さ方向表面側）に形成されていたのに対し、硬化部４０は、底壁後側部１６の厚さ方向中間部よりも車両上側（底壁後側部１６の厚さ方向裏面側）に形成されている。これらの硬化部４０の形状（硬化部４０と母材部３４との境の形状）は、底壁後側部１６の車両上面側を曲率の中心とする略半球形状とされている。これらの硬化部４０は、形成位置及び形状を除いて基本的に同様の構造とされている。

これらの硬化部４０は、列の方向が車両前後方向とされた千鳥格子状に設けられている。また、図１に示されるように、硬化部４０は、列方向（車両前後方向）に隣り合う一対の硬化部３２の間に配置されており、底壁後側部１６を車両前後方向にみて硬化部３２の車両上側部分と硬化部４０の車両下側部分とが重なっている。

＜本実施の形態の作用、効果＞
上述した本実施の形態に係る車両用構造体１０に対して車両後側からの荷重Ｆ（図３参照）が入力されると、ビード２８において変形が誘発され、これによって、車両用構造体１０は、車両前後方向に圧縮されるように変形される。ところで、本車両用構造体１０では、底壁１２の底壁後側部１６に後側孔部２６が形成されている。このため、車両用構造体１０が車両前後方向に圧縮されるように変形されると、後側孔部２６の車幅方向側方で底壁後側部１６に座屈が生じやすい。

しかしながら、後側孔部２６の車幅方向側方では、底壁後側部１６に硬化部３２、４０から成る熱処理部３０が形成されている。上記のように、硬化部３２、４０は、底壁後側部１６における硬化部３２、４０以外の母材部３４よりも硬い。このため、底壁後側部１６における後側孔部２６の車幅方向側方での曲げ変形の発生が抑制される。これによって、上記のような底壁後側部１６における後側孔部２６の車幅方向側方での座屈の発生を抑制でき、車両後側からの荷重Ｆによる車両用構造体１０の変形をコントロールできる。

一方、上述したように、本実施の形態では、硬化部３２、４０が車両用構造体１０の底壁１２の底壁後側部１６に形成される際には、底壁後側部１６がリモートレーザ装置３８から高エネルギー密度のレーザ光Ｌによって溶融される。この底壁後側部１６の溶融された部分では、底壁後側部１６の金属組織が再結晶化され、しかも、結晶粒が成長する。このような溶融部分が、例えば、自然冷却されて凝固されると、硬化部３２、４０が形成される。

ここで、底壁後側部１６の溶融部分が底壁後側部１６においてレーザ光Ｌが照射された側とは反対側の面に到達する前にレーザ光Ｌの照射が停止される。これによって、溶融部分（すなわち、冷却、凝固後の硬化部３２、４０）が略半球形状に形成される。このような略半球形状の溶融部分は、径方向外側から冷却、凝固が始まり、溶融部分の冷却、凝固は、溶融部分の径方向外側から径方向内側（図１の矢印Ｇ方向側）へ進む。

溶融部分の冷却、凝固には収縮を伴う。このため、硬化部３２、４０には引張応力Ｓが生じる。溶融部分の冷却、凝固が溶融部分の径方向外側から径方向内側へ進むことによって、収縮の方向は、概ね、溶融部分の径方向になる。したがって、硬化部３２、４０に生じる引張応力Ｓの方向は、硬化部３２、４０の曲率中心から概ね放射方向（径方向外側）になる。

例えば、硬化部３２の曲率中心が底壁後側部１６の車両下側の面に位置している場合（すなわち、硬化部３２の形状が半球形状の場合）には、曲率中心を中心とする放射方向のうち、互いに相反する方向となるのは、底壁後側部１６の車両下側の面での方向（すなわち、底壁後側部１６の厚さ方向に対して直交する方向）のみになる。さらに、曲率中心が底壁後側部１６の車両下側の面よりも車両下側に位置している場合には、曲率中心を中心とする放射方向において互いに相反する方向となるのは、底壁後側部１６の車両下側の面よりも更に車両下側になり、硬化部３２内では、上記の放射方向に互いに相反する方向が存在しない。

したがって、硬化部３２、４０に生じる引張応力Ｓの方向が放射方向になることで、互いに相反する方向の引張応力Ｓの発生、特に、硬化部３２、４０内の特定の部位を底壁後側部１６の厚さ方向に対して直交する方向へ引き離すような互いに相反する方向の引張応力Ｓの発生が抑制される。これによって、例えば、車両後側からの荷重Ｆ（図３参照）が車両用構造体１０に作用した際に、硬化部３２、４０に亀裂や破断が生じることを抑制できる。

また、複数の硬化部３２は、底壁後側部１６に千鳥格子状に設けられている。しかも、列方向（車両前後方向）に隣り合う一対の硬化部３２の各々の中心（例えば、図２における硬化部３２Ｂ、３２Ｃの各中心）と、この一対の硬化部３２の列の隣の列で一対の硬化部３２に隣り合う硬化部３２（例えば、図２における硬化部３２Ａ）の中心とを結んだ形状は、概ね、正三角形とされている。更には、これらの硬化部３２の直径寸法ｄ、車両前後方向に互いに隣り合う硬化部３２の中心間距離ｐとは、以下の式（１）の関係を満たしている。

このため、底壁後側部１６を車両前後方向にみると、車幅方向に互いに隣り合う列の硬化部３２において相対的に車幅方向左側の硬化部３２の車幅方向右側の部分と、相対的に車幅方向右側の硬化部３２の車幅方向左側の部分とが重なり、複数の硬化部３２を蜜に配置できる。これによって、底壁後側部１６に入力された外力の方向が底壁後側部１６の厚さ方向に対して直交する如何なる方向であっても、外力が硬化部３２を通らないことを抑制できる。これによって、底壁後側部１６の厚さ方向に対して直交する様々な方向の外力に対して底壁後側部１６の変形をコントロールできる。

さらに、底壁後側部１６における底壁後側部１６の厚さ方向中間部よりも底壁後側部１６の車両下面側には、硬化部３２が形成され、底壁後側部１６における底壁後側部１６の厚さ方向中間部よりも底壁後側部１６の車両上面側には、硬化部４０が形成される。しかも、各硬化部３２、４０における底壁後側部１６の厚さ方向の最大寸法Ｄｅ（図１参照）は、底壁後側部１６の厚さ寸法の１／２よりも大きい。また、複数の硬化部４０は千鳥格子状に形成され、更に、車幅方向に見て硬化部４０は、車両前後方向に隣り合う硬化部３２の間に配置される。このため、硬化部３２及び硬化部４０の一方を形成することで底壁後側部１６に生じた熱歪を硬化部３２及び硬化部４０の他方を形成することで底壁後側部１６に生じた熱歪によって相殺でき、底壁後側部１６の熱歪が大きくなることを抑制できる。

なお、本実施の形態では、硬化部３２、４０の形状を略半球形状とした。すなわち、硬化部３２、４０を底壁後側部１６の厚さ方向にみた場合の形状を円形とみなした場合の直径寸法ｄは、硬化部３２、４０における底壁後側部１６の厚さ方向の最大寸法Ｄｅと略２倍であった。しかしながら、上記の直径寸法ｄを上記の最大寸法Ｄｅと２倍より大きくしてもよい。

また、本実施の形態では、硬化部３２、４０は、千鳥格子状に配置されていた。しかしながら、硬化部３２、４０は、行列状に配置されていてもよいし、ランダムに配置されていてもよい。

さらに、本実施の形態では、底壁後側部１６に硬化部３２及び硬化部４０を形成した構成であった。しかしながら、底壁後側部１６に硬化部３２及び硬化部４０の一方のみを形成する構成であってもよい。

また、本実施の形態は、車両用構造体１０が車両の車両後側部分に配置されるリヤメンバの車両後側部分に適用される構成であった。しかしながら、車両の車体に適用される構造体であれば、適用部位に限定されることなく広く適用が可能である。

１０車両用構造体
３２硬化部
３４母材部
４０硬化部

Claims

鋼板によって形成された板状の母材部と、
前記母材部の一部における厚さ方向一方の面から厚さ方向中間部までの間が加熱溶融されて冷却凝固されることによって形成されると共に、前記母材部との境が前記母材部の厚さ方向一方側を曲率の中心とする曲面状とされ、前記母材部よりも硬い硬化部と、
を備え、
前記硬化部を前記母材部の厚さ方向側からみた前記硬化部の直径寸法は、前記硬化部における前記母材部の厚さ方向の最大寸法の２倍以上とされている車両用構造体。
鋼板によって形成された板状の母材部と、
前記母材部の一部における厚さ方向一方の面から厚さ方向中間部までの間が加熱溶融されて冷却凝固されることによって形成されると共に、前記母材部との境が前記母材部の厚さ方向一方側を曲率の中心とする曲面状とされ、前記母材部よりも硬い硬化部と、
を備え、
前記母材部の厚さ方向に対して直交する方向に互いに隣り合うと共に、前記母材部の厚さ方向側からみて各々の中心を繋いだ形状が略正三角形となるように３つの前記硬化部を含んで構成された車両用構造体。
前記母材部の厚さ方向一方の側からみて複数の前記硬化部は、千鳥格子状に配置され、互いに隣り合う前記硬化部の中心の間隔ｐと、前記硬化部の直径寸法ｄとの関係が以下の式（１）を満たす請求項２に記載の車両用構造体。
鋼板によって形成された板状の母材部と、
前記母材部の一部における厚さ方向一方の面から厚さ方向中間部までの間が加熱溶融されて冷却凝固されることによって形成されると共に、前記母材部との境が前記母材部の厚さ方向一方側を曲率の中心とする曲面状とされ、前記母材部よりも硬い硬化部と、
を備え、
前記母材部の厚さ方向の表面側と裏面側との両側に前記硬化部が形成された車両用構造体。
前記表面側で複数の前記硬化部が所定の間隔をおいて直線状に配置され、前記裏面側の前記硬化部が前記表面側で互いに隣り合う前記硬化部の間に配置され、更に、前記表面側での複数の前記硬化部の配列方向にみて前記表面側の前記硬化部と前記裏面側の硬化部とが重なる請求項４に記載の車両用構造体。
鋼板の厚さ方向一方の側から点状に前記鋼板を加熱して溶融し、
前記鋼板において溶融された部分が前記鋼板の厚さ方向他方の側の面に到達していない状態で前記鋼板への加熱を停止し、
前記鋼板において溶融された部分を冷却して硬化させて硬化部を形成すると共に、前記鋼板において溶融された部分と溶融されていない母材部との境を前記鋼板の厚さ方向一方の側を曲率中心とする曲面状にする車両用鋼板の強化方法。