KR102236841B1

KR102236841B1 - 구조 부재 및 차량용 구조 부재

Info

Publication number: KR102236841B1
Application number: KR1020197019914A
Authority: KR
Inventors: 사토시 히로세; 유이치 이시모리; 히로시 후쿠치
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2017-01-11
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2021-04-06
Also published as: CN110191838B; EP3569482A4; EP3569482B1; CN110191838A; US20200001924A1; WO2018131516A1; KR20190094403A; JPWO2018131516A1; MX2019008136A; JP6743913B2; BR112019010689A2; RU2719114C1; CA3049752A1; EP3569482A1; US11260908B2

Abstract

구조 부재(10)는, 해트 부재(1)와, 클로징 플레이트(2)를 구비한다. 해트 부재(1)와 클로징 플레이트(2)에 의해 형성되는 관형상부의 길이(LY)는, 한 쌍의 측벽(11, 12)의 높이(H)의 6배 이상이다. 한 쌍의 측벽(11, 12)의 각각은, 고강도부(11A, 12A)와 저강도부(11B, 12B)를 포함한다. 고강도부의 항복 강도는, 500MPa 이상이다. 저강도부의 항복 강도는, 고강도부의 항복 강도의 60~85%이다. 고강도부는, 능선의 연장 방향에 있어서의 치수 (2/3)H 이상, 3H 이하의 부분이며 한 쌍의 측벽의 서로 대향하는 부분에 형성된다. 저강도부는, 고강도부의 양측에 배치된다.

Description

구조 부재 및 차량용 구조 부재

본 발명은, 내충격성을 갖는 구조 부재 및 그것을 이용한 차량용 구조 부재에 관한 것이다.

단면이 해트 형상인 해트 부재와, 해트 부재에 접합되는 클로징 플레이트로 형성되는 관형상부를 갖는 구조 부재는, 여러 가지 용도로 이용된다. 용도에는, 예를 들어, 차량, 건물, 대형 용기의 구조 부재를 들 수 있다. 특히 자동차에 이용되는 구조 부재에는, 내충격성이 요구된다.

예를 들어, 국제 공개 2005/058624호(특허 문헌 1)에는, 내충격용으로서, 자동차의 차체에 양단 지지의 구조로 장착된 금속관이 개시되어 있다. 이 금속관은, 전장(全長) 또는 부분적으로 굽힘부를 갖는다. 굽힘부의 외주측이 차체에 가해지는 충격 방향에 대략 합치하도록 배치된다. 이 금속관은, 진직관(眞直管)을 이용한 보강 부재에 비해, 차체 보강용으로서 뛰어난 내충격성을 갖는다.

국제 공개 2005/058624호

관형상부를 갖는 구조 부재는, 항복 강도를 초과하는 충격을 받으면 꺾이고, 꺾임부가 돌출한다. 이 구조 부재의 경량화를 위해서 박육화(薄肉化)하면, 충격으로 꺾였을 때의 돌출 정도가 커지기 쉽다. 예를 들어, 자동차에 이용되는 구조 부재는, 차량 외측으로부터 충격을 받았을 때의 내측으로의 돌출 정도가 작은 것이 바람직하다. 이와 같이, 구조 부재에 있어서, 충돌에 의한 충격으로 변형된 부분이 돌출하는 정도는, 보다 작은 것이 바람직한 경우가 있다.

그래서, 본원은, 충격에 의한 변형시의 돌출 정도를 보다 작게 할 수 있는 구조 부재 및 그것을 이용한 차량용 구조 부재를 개시한다.

본 발명의 1개의 관점에 의한 구조 부재는, 적어도 1장의 클로징 플레이트와, 해트 부재를 구비한다. 상기 해트 부재는, 정면부(頂面部)와, 상기 정면부의 양단부에 있는 2개의 제1 능선과, 각각이 상기 클로징 플레이트에 접합된 2개의 플랜지와, 상기 2개의 플랜지의 단부에 있는 2개의 제2 능선과, 상기 2개의 제1 능선과 상기 2개의 제2 능선 사이에, 각각 위치하는 2개의 측벽을 갖는다. 상기 해트 부재와 상기 클로징 플레이트에 의해 형성되는 관형상부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 길이는, 상기 정면부에 수직인 방향에 있어서의 상기 2개의 측벽의 길이 중 긴 쪽의 길이(H)의 6배 이상이다. 상기 2개의 측벽의 각각은, 고강도부와 저강도부를 포함한다. 상기 고강도부는, 상기 2개의 측벽의 대향하는 부분에, 상기 제1 능선의 연장 방향으로, 상기 H의 2/3배 이상 3배 이하의 거리에 걸쳐서 형성된다. 상기 고강도부의 항복 강도는, 500MPa 이상이다. 상기 저강도부는, 상기 고강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 양측에 배치된다. 상기 저강도부의 항복 강도는, 상기 고강도부의 60~85%이다.

본원 개시에 의하면, 충격에 의한 변형시의 돌출 정도를 보다 작게 할 수 있는 구조 부재 및 그것을 이용한 차량용 구조 부재를 제공할 수 있다.

도 1a는 양단부가 지지된 구조 부재의 구성예를 도시한 도면이다.
도 1b는 도 1a에 도시한 구조 부재의 변형 거동예를 도시한 도면이다.
도 1c는 도 1a에 도시한 구조 부재의 다른 변형 거동예를 도시한 도면이다.
도 2a는 본 실시 형태에 있어서의 구조 부재의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시한 구조 부재를 y방향에서 본 측면도이다.
도 2c는 도 2a에 도시한 구조 부재를 x방향에서 본 측면도이다.
도 3은 균일한 강도 분포를 갖는 구조 부재의 변형 거동을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 고강도부를 사이에 끼우는 저강도부를 갖는 구조 부재의 변형 거동을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 도 2a에 도시한 구조 부재를 z방향에서 본 구성을 도시한 상면도이다.
도 5b는 도 2a에 도시한 구조 부재의 고강도부 및 저강도부의 배치의 변형예를 도시한 도면이다.
도 6a는 도 2a에 도시한 구조 부재의 저강도부의 배치의 변형예를 도시한 도면이다.
도 6b는 도 2a에 도시한 구조 부재의 저강도부의 배치의 변형예를 도시한 도면이다.
도 6c는 도 2a에 도시한 구조 부재의 저강도부의 배치의 변형예를 도시한 도면이다.
도 6d는 도 2a에 도시한 구조 부재의 저강도부의 배치의 변형예를 도시한 도면이다.
도 7a는 구조 부재의 단면 형상의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 7b는 구조 부재의 단면 형상의 다른 변형예를 도시한 단면도이다.
도 8은 측벽의 높이 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a는 구조 부재의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 9b는 구조 부재의 다른 변형예를 도시한 단면도이다.
도 9c는 구조 부재의 또 다른 변형예를 도시한 단면도이다.
도 9d는 도 9b에 도시한 구조 부재를 z방향에서 본 상면도이다.
도 10a는 만곡한 구조 부재의 예를 도시한 측면도이다.
도 10b는 만곡한 구조 부재의 예를 도시한 측면도이다.
도 10c는 만곡한 구조 부재의 예를 도시한 측면도이다.
도 10d는 만곡한 구조 부재의 예를 도시한 측면도이다.
도 11은 차량에 배치되는 구조 부재의 일례를 도시한 도면이다.
도 12는 저강도부와 고강도부의 경계를 포함하는 구조 부재의 부분의 항복 강도의 분포의 일례를 도시한 도면이다.
도 13a는 시뮬레이션에 있어서의 해석 모델의 구성을 도시한 도면이다.
도 13b는 시뮬레이션에 있어서의 해석 모델의 구성을 도시한 도면이다.
도 13c는 시뮬레이션에 있어서의 해석 모델의 구성을 도시한 도면이다.
도 14는 구조 부재의 변형의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
도 15a는 꺾임 발생시의 임팩터 스트로크의 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다.
도 15b는, 꺾임 발생시의 임팩터 스트로크의 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다.
도 16은 저강도부와 고강도부의 강도비를 바꾸어 충격 하중을 입력한 경우의, 굽힘 변형에 의한 변형량을 도시한 그래프이다.
도 17은 임팩터 스트로크의 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다.

발명자는, 단면이 해트 형상인 부재(이후, 해트 부재라고 한다)와, 해트 부재에 접합되는 클로징 플레이트로 형성되는 관형상부를 갖는 구조 부재의 충격에 대한 거동에 대해 조사했다. 예를 들어, 도 1a에 도시한 바와 같이, 구조 부재(5)는, 관형상부의 길이 방향으로 연장되어 형성된다. 구조 부재(5)는, 관형상부의 길이 방향의 양단부가 지지된 상태로, 구조물(예를 들어, 차량, 건물 또는 용기 등)의 일부를 구성하는 것이 많다. 그래서, 발명자는, 양단부가 지지된 구조 부재의 충격에 대한 거동을 조사했다. 그 결과, 구조 부재의 충격이 가해지는 방향의 치수에 대해서, 구조 부재의 관형상부의 길이 방향의 치수(길이)가 6배 정도 이상인 경우, 충격에 의한 변형 정도가 커지는 사태가 발생하는 것을 알았다.

예를 들어, 양단부가 2개의 지지부(32)에 지지된 구조 부재(5)의 길이 방향 중앙(도 1a의 y1)에 충격이 가해진 경우, 구조 부재(5)는, 충격이 가해진 후 조기에 꺾여 변형한다(도 1b 참조). 구조 부재(5)의 길이 방향 중앙과 한쪽의 지지부(32) 사이의 위치(도 1a의 y2)에 충격이 가해진 경우에도, 구조 부재(5)는 변형한다(도 1c 참조). 구조 부재(5)의 길이 방향 중앙(y1)에 충격이 가해진 경우가, y2에 충격이 가해진 경우보다, 조기 꺾임 변형의 돌출 정도가 커진다. 해석의 결과, 양단부가 지지된 구조 부재(5)의 길이 방향 중앙으로 충격이 가해진 경우에, 가장 모멘트의 부하가 높아지는 것을 알았다.

발명자는, 구조 부재의 강도를 올림으로써, 충격에 의한 구조 부재의 변형 정도를 작게 하는 것을 검토했다. 그러나, 구조 부재의 강도를 올려도 변형에 의한 돌출 정도를 작게 하는 것은 어렵다. 왜냐하면, 구조 부재의 강도를 올리면 충격에 대해서 변형되기 어려워지나, 충격으로 변형되었을 때의 돌출 정도는 별로 변하지 않기 때문이다. 그래서, 발명자는, 구조 부재의 강도 분포를 변화시킴으로써, 꺾임 변형을 억제하는 것을 더욱 검토했다.

발명자는, 구조 부재의 재료 강도 및 강도 분포에 대해서, 열심히 검토한 결과, 구조 부재의 측벽에, 다른 부분보다 강도가 낮은 저강도부를, 길이 방향으로 나란히 배치하는 구성에 상도했다. 즉, 고강도부의 양측에 고강도부보다 강도가 낮은 저강도부를 배치하는 구성에 상도했다. 바꾸어 말하면, 구조 부재의 길이 방향으로 고강도부를 저강도부로 하여금 샌드위치 하는 구성이다. 이 구성에 있어서, 고강도부에 가해진 충격에 의한 하중이 저강도부에 전달되어, 꺾임 변형이 억제되는 것을 찾아냈다. 그리고, 더 나은 시행 착오의 결과, 고강도부의 강도, 저강도부의 고강도부에 대한 강도비, 고강도부의 길이 방향의 치수를 적절히 설정함으로써, 고강도부에 대한 충격에 의한 변형 정도를 효과적으로 저감할 수 있는 것을 찾아냈다. 이 지견에 의거하여, 하기 실시 형태의 구조 부재에 상도했다.

(구조 1)

본 발명의 실시 형태에 있어서의 구조 1의 구조 부재는, 적어도 1장의 클로징 플레이트와, 해트 부재를 구비한다. 상기 해트 부재는, 정면부와, 상기 정면부의 양단부에 있는 2개의 제1 능선과, 각각이 상기 클로징 플레이트에 접합된 2개의 플랜지와, 상기 2개의 플랜지의 단부에 있는 2개의 제2 능선과, 상기 2개의 제1 능선과 상기 2개의 제2 능선 사이에, 각각 위치하는 2개의 측벽을 갖는다. 상기 해트 부재와 상기 클로징 플레이트에 의해 형성되는 관형상부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 길이는, 상기 정면부에 수직인 방향에 있어서의 상기 2개의 측벽의 길이 중 긴 쪽의 길이(H)의 6배 이상이다. 상기 2개의 측벽의 각각은, 고강도부와 저강도부를 포함한다. 상기 고강도부는, 상기 2개의 측벽의 대향하는 부분에, 상기 제1 능선의 연장 방향으로, 상기 H의 2/3배 이상 3배 이하의 거리에 걸쳐서 형성된다. 상기 고강도부의 항복 강도는, 500MPa 이상이다. 상기 저강도부는, 상기 고강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 양측에 배치된다. 상기 저강도부의 항복 강도는, 상기 고강도부의 60~85%이다.

상기 구조 1에 있어서, 상기 정면부에 수직인 방향에 있어서의 상기 측벽의 길이(H)는, 상기 정면부에 수직인 방향에 있어서의 각 측벽의 상기 제1 능선과 상기 제2 능선의 거리로 정의되는 길이 중 긴 쪽의 길이로 한다. 또한, 2개의 플랜지는, 제2 능선의 각각으로부터 서로 떨어지는 방향으로 연장된다. 또, 정면부에 수직인 방향은, 정면부의 표면에 수직인 방향, 즉, 정면의 수직 방향이다. 구조 1의 구조 부재는, 해트재의 정면부로부터 가해진 충격에 대해서 변형 정도가 작다.

(구조 2)

본 발명의 실시 형태에 있어서의 구조 2의 구조 부재는, 적어도 1장의 클로징 플레이트와, 해트 부재를 구비한다. 상기 해트 부재는, 정면부와, 상기 정면부의 양단부에 있는 2개의 제1 능선과, 각각이 상기 클로징 플레이트에 접합된 2개의 플랜지와, 상기 2개의 플랜지의 단부에 있는 2개의 제2 능선과, 상기 2개의 제1 능선과 상기 2개의 제2 능선 사이에, 각각 위치하는 2개의 측벽을 갖는다. 상기 해트 부재와 상기 클로징 플레이트에 의해 형성되는 관형상부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 길이는, 상기 클로징 플레이트에 수직인 방향에 있어서의 상기 2개의 측벽의 길이 중 긴 쪽의 길이(H)의 6배 이상이다. 상기 2개의 측벽의 각각은, 고강도부와 저강도부를 포함한다. 상기 고강도부는, 상기 2개의 측벽의 대향하는 부분에, 상기 제1 능선의 연장 방향으로, 상기 H의 2/3배 이상 3배 이하의 거리에 걸쳐서 형성된다. 상기 고강도부의 항복 강도는 500MPa 이상이다. 상기 저강도부는, 상기 고강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 양측에 배치된다. 상기 저강도부의 항복 강도는 상기 고강도부의 60~85%이다.

상기 구조 2에 있어서, 상기 클로징 플레이트에 수직인 방향에 있어서의 상기 측벽의 길이(H)는, 상기 클로징 플레이트에 수직인 방향에 있어서의 각 측벽의 상기 제1 능선과 상기 제2 능선의 거리로 정의되는 길이 중 긴 쪽의 길이로 한다. 또한, 2개의 플랜지는, 제2 능선의 각각으로부터 서로 떨어지는 방향으로 연장된다. 또, 클로징 플레이트에 수직인 방향은, 클로징 플레이트의 표면에 수직인 방향이다. 구조 2의 구조 부재는, 클로징 플레이트로부터 가해진 충격에 대해서 변형 정도가 작다.

(구조 3)

본 발명의 실시 형태에 있어서의 구조 3의 구조 부재는, 적어도 1장의 클로징 플레이트와, 홈형 부재를 구비한다. 상기 홈형 부재는, 정면부와, 상기 정면부의 양단부에 있는 2개의 제1 능선과, 각각이 상기 클로징 플레이트에 접합되는 2개의 접합부와, 상기 2개의 제1 능선과 상기 2개의 접합부의 사이에, 각각 위치하는 2개의 측벽을 갖는다. 상기 홈형 부재와 상기 클로징 플레이트에 의해 형성되는 관형상부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 길이는, 상기 정면부에 수직인 방향에 있어서의, 상기 각 측벽의 길이 중 긴 쪽의 길이(H)의 6배 이상이다. 상기 2개의 측벽의 각각은, 고강도부와 저강도부를 포함한다. 상기 고강도부는, 상기 2개의 측벽의 대향하는 부분에, 상기 제1 능선의 연장 방향으로, 상기 길이(H)의 2/3배 이상 3배 이하의 거리에 걸쳐서 형성된다. 상기 고강도부의 항복 강도는 500MPa 이상이다. 상기 저강도부는, 상기 고강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 양측에 배치된다. 상기 저강도부의 항복 강도는, 상기 고강도부의 60~85%이다.

상기 구조 3에 있어서, 상기 정면부에 수직인 방향에 있어서의 상기 측벽의 길이(H)는, 상기 정면부에 수직인 방향에 있어서의 각 측벽의 상기 제1 능선과, 상기 접합부를 상기 제1 능선의 연장 방향으로 이어서 정의되는 접합선의 거리로 정의되는 길이 중 긴 쪽의 길이로 한다. 구조 3의 구조 부재는, 플랜지가 없는 점이 구조 1과 상위하다. 즉, 구조 1의 해트재가 구조 3에서는 홈형재이다. 구조 3의 구조 부재도 구조 1의 구조 부재와 동일하게, 홈형재의 정면부로부터 가해진 충격에 대해서 변형 정도가 작다.

(구조 4)

본 발명의 실시 형태에 있어서의 구조 4의 구조 부재는, 적어도 1장의 클로징 플레이트와, 홈형 부재를 구비한다. 상기 홈형 부재는, 1개의 정면부와, 상기 정면부의 양단부에 있는 2개의 제1 능선과, 상기 클로징 플레이트에 접합된 플랜지와, 상기 플랜지의 단부에 있는 1개의 제2 능선과, 상기 제1 능선과 상기 제2 능선 사이에 있는 제1 측벽과, 상기 클로징 플레이트에 접합되는 접합부와, 상기 제1 능선과 상기 접합부 사이에 있는 제2 측벽을 구비한다. 상기 홈형 부재와 상기 클로징 플레이트에 의해 형성되는 관형상부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 길이는, 상기 정면부에 수직인 방향에 있어서의 상기 제1 측벽의 길이 또는 상기 제2 측벽의 길이 중 긴 쪽의 길이(H)의 6배 이상이다. 상기 제1 측벽은, 고강도부와 저강도부를 포함한다. 상기 제1 측벽의 상기 고강도부는, 상기 제2 측벽과 대향하는 부분에, 상기 관형상부의 상기 제1 능선의 연장 방향으로, 상기 H의 2/3배 이상 3배 이하의 거리에 걸쳐서 형성된다. 상기 고강도부의 항복 강도는 500MPa 이상이다. 상기 저강도부는, 상기 고강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 양측에 배치된다. 상기 저강도부의 항복 강도는, 상기 고강도부의 60~85%이다. 상기 제2 측벽은, 고강도부와 저강도부를 포함한다. 상기 제2 측벽의 상기 고강도부는, 상기 제1 측벽과 대향하는 부분에, 상기 관형상부의 상기 제1 능선의 연장 방향으로, 상기 길이(H)의 2/3배 이상 3배 이하의 거리에 걸쳐서 형성된다. 상기 고강도부의 항복 강도는 500MPa 이상이다. 상기 저강도부는, 상기 고강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 양측에 배치된다. 상기 저강도부의 항복 강도는, 상기 고강도부의 60~85%이다.

상기 구조 4에 있어서, 길이(H)는, 상기 정면부에 수직인 방향에 있어서의 상기 제1 측벽의 상기 제1 능선과 상기 제2 능선의 거리로 정의되는 길이와, 상기 정면부에 수직인 방향에 있어서의 상기 제2 측벽의 상기 접합부를 상기 제1 능선의 연장 방향으로 이어서 정의되는 접합선과, 상기 제1 능선의 거리로 정의되는 길이 중 긴 쪽이다. 구조 4의 구조 부재는, 구조 3의 변형예이다. 구조 3은 홈형재의 양단에 플랜지가 없는데에 비해, 구조 4는 한쪽의 단부에는 플랜지가 있는 것이 상위하다. 구조 4의 구조 부재는, 구조 1이나 구조 3과 동일하게, 홈형재의 정면부로부터 가해진 충격에 대해서 변형 정도가 작다.

상기 구조 1~4에 의하면, 고강도부로의 충격에 의한 하중에 의한 변형을, 조기에, 저강도부에 분산할 수 있다. 그 결과, 충격에 의한 구조 부재의 꺾임 변형을 억제할 수 있다. 상기 구조 1, 3 및 4에서는, 정면부로 충격이 가해진 경우에, 보다 구조 부재의 변형이 억제된다. 상기 구조 2에서는, 클로징 플레이트에 충격이 가해진 경우에, 보다 구조 부재의 변형이 억제된다.

상기 구조 1~4에 있어서, 길이(H)는, 측벽의 높이이다. 구조 1, 3, 4에서는, 정면부에 수직인 방향을 측벽의 높이 방향으로 한다. 구조 2에서는, 클로징 플레이트에 수직인 방향을 측벽의 높이 방향으로 한다.

(구조 5)

다음으로 구조 5에 대해 설명한다. 상기 구조 1~4 중 어느 한 구조에 있어서, 상기 저강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향에 있어서의 길이는, 상기 길이(H)의 3/5배 이상 또한 2배 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 또한, 고강도부로의 충격에 의한 구조 부재의 변형 정도를 보다 억제할 수 있다.

(구조 6)

다음으로 구조 6에 대해 설명한다. 상기 구조 1~5 중 어느 한 구조에 있어서, 상기 저강도부 사이의 상기 고강도부는 상기 관형상부에 있어서의 제1 능선의 연장 방향의 중앙에 배치되는 것이 바람직하다. 상기 관형상부의 제1 능선의 연장 방향의 중앙은, 충격에 의한 모멘트가 커지기 쉽다. 구조 5와 같이, 제1 능선의 연장 방향의 중앙에 고강도부를 배치하고, 그 양측에 저강도를 배치함으로써, 충격에 의한 구조 부재의 변형을 효율적으로 억제할 수 있다.

(구조 7)

다음으로 구조 7에 대해 설명한다. 상기 구조 1, 3 및 4 중 어느 한 구조에 있어서, 상기 측벽의 상기 제1 능선측의 한쪽단과 상기 제1 능선과 반대측의 다른쪽단 사이에 있어서, 상기 측벽의 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단을 향해, 상기 측벽의 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단까지 길이의 1/4의 위치까지의 사이의 영역에, 상기 저강도부의 상기 한쪽단측의 단부가 있어도 된다.

(구조 8)

다음으로 구조 8에 대해 설명한다. 상기 구조 7에 있어서, 상기 측벽의 다른쪽단으로부터 상기 한쪽단을 향해, 상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단 사이의 길이의 (4/5)의 위치까지의 영역에, 상기 저강도부의 상기 다른쪽단측의 단부가 위치해도 된다. 이 경우, 상기 저강도부의 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단을 향하는 방향의 길이는, 상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단 사이의 길이의 1/5 이상이다.

(구조 9)

다음으로 구조 9에 대해 설명한다. 상기 구조 7 또는 8에 있어서, 상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단 사이에 있는 상기 저강도부의 단부에 인접하고, 상기 저강도부보다 항복 응력이 높은 영역을 포함해도 된다.

(구조 10)

다음으로 구조 10에 대해 설명한다. 상기 구조 1, 3 및 4 중 어느 한 구조에 있어서, 상기 측벽의 상기 제1 능선측의 한쪽단과 상기 제1 능선과 반대측의 다른쪽단 사이에 있어서, 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단을 향해, 상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단 사이의 길이의 (2/5)의 위치의 사이의 영역에, 상기 저강도부의 사이에 있는 상기 고강도부의 상기 한쪽단측의 단부가 위치해도 된다. 이 경우, 상기 측벽의 상기 다른쪽단에, 상기 고강도부의 다른쪽단측의 단부가 위치한다. 상기 고강도부의 상기 한쪽단측의 단부로부터 상기 측벽의 한쪽단까지의 사이에 걸쳐서, 항복 강도가 상기 고강도부의 60~85%인 추가 저강도부가 설치된다.

상기 구조 7~10에 의하면, 정면부로의 충격에 대한 구조 부재의 변형을 효율적으로 억제할 수 있다.

상기 구조 7~10에 있어서, 측벽이 제1 능선과 제2 능선 사이에 위치하는 경우에는, 제1 능선이 측벽의 한쪽단이 되고, 제2 능선이 측벽의 다른쪽단이 된다. 그로 인해, 측벽의 한쪽단과 다른쪽단 사이의 길이는, 제1 능선과 제2 능선의 간격(거리)이 된다. 측벽이 제1 능선과 접합부 사이에 위치하는 경우에는, 제1 능선이 한쪽단이 되고, 접합부를 제1 능선의 연장 방향으로 이은 접합선이 다른쪽단이 된다. 그로 인해, 측벽의 한쪽단과 다른쪽단 사이의 길이는, 제1 능선과 접합선의 간격(거리)으로 정의된다.

(구조 11)

다음으로 구조 11에 대해 설명한다. 상기 구조 2에 있어서, 상기 측벽의 상기 제1 능선측과 반대측의 한쪽단과 상기 제1 능선측의 다른쪽단 사이에 있어서, 상기 측벽의 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단을 향해, 상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단 사이의 길이의 1/4의 위치까지의 사이의 영역에, 상기 저강도부의 상기 한쪽단측의 단부가 있어도 된다.

측벽이 제1 능선과 제2 능선 사이에 위치하는 경우에는, 측벽의 한쪽단과 다른쪽단 사이의 길이는, 제1 능선과 제2 능선의 간격(거리)으로 정의된다. 측벽이 제1 능선과 접합부 사이에 위치하는 경우에는, 측벽의 한쪽단과 다른쪽단 사이의 길이는, 제1 능선과, 접합부를 제1 능선의 연장 방향으로 이은 접합선의 간격(거리)으로 정의된다.

(구조 12)

다음으로 구조 12에 대해 설명한다. 상기 구조 11에 있어서, 상기 측벽의 다른쪽단으로부터 상기 한쪽단을 향해, 상기 측벽의 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단까지의 길이의 (4/5)의 위치까지의 사이의 영역에, 상기 저강도부의 상기 다른쪽단측의 단부가 위치해도 된다. 이 경우, 상기 저강도부의 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단을 향하는 방향의 길이는, 상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단 사이의 길이의 1/5 이상이다.

(구조 13)

다음으로 구조 13에 대해 설명한다. 상기 구조 11 또는 12에 있어서, 상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단 사이에 있는 상기 저강도부의 단부에 인접하고, 상기 저강도부보다 항복 응력이 높은 영역을 포함해도 된다.

(구조 14)

다음으로 구조 14에 대해 설명한다. 상기 구조 2에 있어서, 상기 측벽의 상기 제1 능선과 반대측의 한쪽단과 상기 제1 능선측의 다른쪽단 사이에 있어서, 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단을 향해, 상기 측벽의 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단까지의 사이의 길이의 (2/5)의 위치의 사이의 영역에, 상기 저강도부의 사이에 있는 상기 고강도부의 상기 한쪽단측의 단부가 위치해도 된다. 이 경우, 상기 측벽의 상기 다른쪽단에, 상기 고강도부의 다른쪽단측의 단부가 위치한다. 상기 고강도부의 상기 한쪽단측의 단부로부터 상기 측벽의 한쪽단까지의 사이에 걸쳐서, 항복 강도가 상기 고강도부의 60~85%인 추가 저강도부가 설치된다.

상기 구조 11~14에 의하면, 클로징 플레이트로의 충격에 대한 구조 부재의 변형을 효율적으로 억제할 수 있다.

상기 구조 11~14에 있어서, 측벽이 제1 능선과 제2 능선 사이에 위치하는 경우에는, 제2 능선이 측벽의 한쪽단이 되고, 제1 능선이 측벽의 다른쪽단이 된다. 그로 인해, 측벽의 한쪽단과 다른쪽단 사이의 길이는, 제1 능선과 제2 능선의 간격(거리)이 된다. 측벽이 제1 능선과 접합부 사이에 위치하는 경우에는, 접합부를 제1 능선의 연장 방향으로 이은 접합선이 한쪽단이 되고, 제1 능선이 다른쪽단이 된다. 그로 인해, 측벽의 한쪽단과 다른쪽단 사이의 길이는, 제1 능선과 접합선의 간격(거리)으로 정의된다.

(구조 15)

다음으로 구조 15에 대해 설명한다. 상기 구조 1, 3, 4, 7~10 중 어느 한 구조에 있어서, 구조 부재는, 상기 정면부측으로 볼록해지도록 만곡하는 것이 바람직하다. 이로써, 정면부로의 충격에 대해서 구조 부재가 변형되기 어려워진다.

(구조 16)

다음으로 구조 16에 대해 설명한다. 상기 구조 2, 11~14 중 어느 한 구조에 있어서, 구조 부재는, 상기 클로징 플레이트측으로 볼록해지도록 만곡하는 것이 바람직하다. 이로써, 클로징 플레이트로의 충격에 대해서 구조 부재가 변형되기 어려워진다.

(구조 17)

다음으로 구조 17에 대해 설명한다. 상기 구조 1~16 중 어느 한 구조에 있어서, 상기 제1 능선의 연장 방향에 수직인 면의 단면에 있어서, 상기 클로징 플레이트가 상기 해트 부재 또는 상기 홈형 부재와 접합되는 부분을 잇는 가상 선분의 적어도 일부는, 상기 정면부와 상기 클로징 플레이트 사이에 있는 양태로 해도 된다. 구조 17에서는, 상기 클로징 플레이트는, 상기 해트 부재 또는 상기 홈형 부재에 겹쳐지는 한 쌍의 겹침부 및 상기 한 쌍의 겹침부 사이의 중간부를 포함한다. 이 중간부는, 상기 겹침부에 대해서 상기 해트 부재 또는 상기 홈형 부재로부터 떨어지는 방향으로 돌출하여 형성된다.

(구조 18)

다음으로 구조 18에 대해 설명한다. 구조 18의 구조 부재는, 상기 구조 1~17 중 어느 한 구조 부재를 차량에 장착한 것이다. 이 경우, 상기 정면부 또는 상기 클로징 플레이트는, 상기 제1 능선의 연장 방향에 있어서 6H 이상 떨어진 2개소에 설치되는 2개의 연결부이며, 다른 부재에 연결되는 2개의 연결부를 포함한다.

(구조 19)

다음으로, 구조 19에 대해 설명한다. 상기 구조 18에 있어서, 상기 고강도부는, 상기 2개의 연결부 사이의 중앙에 배치되는 것이 바람직하다. 이로써, 충격에 의한 구조 부재의 변형을 효율적으로 억제할 수 있다.

[실시 형태]

도 2a는, 본 실시 형태에 있어서의 구조 부재(10)의 구성을 도시한 사시도이다. 도 2b는, 도 2a에 도시한 구조 부재(10)를 길이 방향(y방향)에서 본 측면도이다. 도 2c는, 도 2a에 도시한 구조 부재(10)를 길이 방향에 수직인 방향(x방향)에서 본 측면도이다.

도 2a~도 2c에 도시한 구조 부재(10)는, 해트형의 단면을 갖는 해트 부재(1)와, 해트 부재(1)에 접합되는 클로징 플레이트(2)를 구비한다. 구조 부재(10)는, 해트 부재(1)와 클로징 플레이트(2)로 형성되는 관형상부를 갖는다. 관형상부는, 해트 부재(1)와 클로징 플레이트(2)로 둘러싸이는 공간을 내부에 갖는다. 즉, 관형상부는, 폐단면 구조를 갖는다.

도 2a에 도시한 바와 같이, 해트 부재(1)는, 정면부(13)와, 한 쌍의 측벽(11, 12)과, 한 쌍의 플랜지(14)를 갖는다. 한 쌍의 측벽(11, 12)은, 정면부(13)의 양단으로부터 연장되어, 서로 대향한다. 한 쌍의 플랜지(14)는, 한 쌍의 측벽(11, 12) 각각에 있어서, 측벽(11, 12)의 정면부(13)측의 한쪽단부와는 반대측의 다른쪽단부로부터 한 쌍의 측벽(11, 12)의 대향 방향 외측으로 연장된다. 클로징 플레이트(2)는, 한 쌍의 플랜지(14)에 접합하여 설치된다.

정면부(13)와 한 쌍의 측벽(11, 12)의 경계 부분(견부)(123)은, 제1 능선(123)을 형성한다. 본 예에서는, 관형상부의 길이 방향은, 제1 능선(123)의 연장 방향인데, 관형상부의 길이 방향과 제1 능선(123)의 연장 방향은 동일하지 않아도 된다. 또한, 관형상부의 길이 방향은, 관형상부의 단면의 중심을 잇는 중심축(축심)으로 한다. 플랜지(14)와 한 쌍의 측벽(11, 12)의 경계 부분(견부)(124)은, 관형상부의 길이 방향으로 연장되는 제2 능선(124)을 형성한다. 또한, 제2 능선(124)의 연장 방향은, 관형상부의 길이 방향과 동일하지 않아도 된다. 도 2a에 도시한 예에서는, 관형상부의 길이 방향은, y방향이며, 구조 부재(10)의 길이 방향과 동일하다. 구조 부재(10)에 있어서, 정면부(13)와 한 쌍의 측벽(11, 12)의 경계 부분에서 형성되는 모서리의 연장되는 방향(y방향)에 있어서의 치수는, 한 쌍의 측벽(11, 12)이 서로 대향하는 방향(x방향)에 있어서의 치수보다 길어지고 있다. 또, 해트 부재(1)와 클로징 플레이트(2)로 형성되는 관형상부의 제1 능선(123)의 연장 방향에 있어서의 길이(LY)는, 측벽(11, 12)의 높이(H)의 6배 이상 즉 6H 이상이다(LY≥6H). 또한, 제1 능선(123)의 연장 방향과, 제2 능선(124)의 연장 방향은, 상이해도 된다.

한 쌍의 측벽(11, 12)의 각각은, 고강도부(11A, 12A)와 저강도부(11B, 12B)를 구비한다. 한 쌍의 측벽(11, 12)의 서로 대향하는 부분에 고강도부(11A, 12A)가 설치된다. 즉, 한 쌍의 측벽(11, 12) 중 한쪽의 측벽(11)의 고강도부(11A)와, 다른쪽의 측벽(12)의 고강도부(12A)는, 서로 대향하는 위치에 설치된다. 저강도부(11B, 12B)도, 한 쌍의 측벽(11, 12)의 각각에 있어서, 서로 대향하는 부분에 설치된다. 즉, 한쪽의 측벽(11)의 저강도부(11B)와, 다른쪽의 측벽(12)의 저강도부(12B)는, 서로 대향하는 부분에 설치된다.

도 2c에 도시한 바와 같이, 서로 대향하는 고강도부(11A, 12A)의 제1 능선(123)의 연장 방향의 치수(LA)는, (2/3)H 이상, 3H 이하이다(2H/3≤LA≤3H). 고강도부(11A, 12A)의 항복 강도는 500MPa(인장 강도의 경우에는, 980MPa) 이상이다. 저강도부(11B, 12B)는, 고강도부(11A, 12A)의 제1 능선(123)의 연장 방향 양측에 배치된다. 즉, 관형상부의 길이 방향에 있어서, 고강도부(11A, 12A)는, 저강도부(11B, 12B) 사이에 끼여서 배치된다. 저강도부(11B, 12B)의 항복 강도는, 고강도부(11A, 12A)의 항복 강도의 60~85%(60% 이상 85% 이하)이다. 또한, 저강도부(11B, 12B)의 인장 강도도, 마찬가지로, 고강도부(11A, 12A)의 인장 강도의 60~85%로 하는 것이 바람직하다. 이로써 변형에 의한 강도 증가(가공 경화)를 가미한 경우에도 충격에 의한 변형 정도를 보다 억제할 수 있다.

저강도부(11B, 12B)는, 한 쌍의 측벽(11, 12) 각각에 있어서, 쌍으로 되어 있다. 즉, 한 쌍의 측벽 중 한쪽의 측벽(11)에 있어서, 한 쌍의 저강도부(11B)가, 고강도부(11A)의 양측에 설치된다. 한 쌍의 측벽 중 다른쪽의 측벽(12)에 있어서, 한 쌍의 저강도부(12B)가, 고강도부(12A)의 양측에 설치된다.

고강도부(11A, 12A) 및 저강도부(11B, 12B) 이외의 측벽(11, 12)의 부분(11C, 12C) 즉, 저강도부(11B, 12B)의 제1 능선(123)의 연장 방향에 있어서의 외측의 부분(11C, 12C)의 항복 강도는, 저강도부(11B, 12B)보다 높다. 예를 들어, 이들 부분(11C, 12C)의 항복 강도는, 고강도부(11A, 12A)와 동일해도 된다. 본 예에서는, 저강도부(11B, 12B)는, 그 주위보다 항복 강도가 낮은 부분이다.

도 2a~도 2c에 도시한 바와 같이, 충격 하중을 받는 정면부(13)를 지탱하는 한 쌍의 측벽(11, 12)에 있어서, 고강도부(11A, 12A)의 양측에 저강도부(11B, 12B)를 배치함으로써, 충격 하중에 의한 변형을 고강도부(11A, 12A)에 집중시키는 일 없이, 저강도부(11B, 12B)에 분산시킬 수 있다. 이 경우, 고강도부(11A, 12A)의 항복 강도를, 500MPa(인장 강도의 경우에는 980MPa) 이상으로 하고, 저강도부(11B, 12B)의 고강도부(11A, 12A)에 대한 강도비를 60~85%로 하며, 서로 대향하는 고강도부(11A, 12A)의 치수(LA)를, (2/3)H 이상, 3H 이하로 함으로써, 고강도부(11A, 12A)로의 충격에 의한 하중에 의한 변형을, 조기에, 저강도부(11B, 12B)에 분산할 수 있다. 그 결과, 충격에 의한 구조 부재(10)의 꺾임 변형을 억제할 수 있다. 또한, 도 2a~도 2c에 있어서, 플랜지(14)의 강도와 강도의 분포에 대해서는 특별히 제한하지 않는다. 왜냐하면, 플랜지(14)의 강도는 구조 부재(10)의 성능에 특별히 큰 영향을 미치지 않기 때문이다.

도 3은, 균일한 강도 분포의 해트 부재와 클로징 플레이트로 구성되는 구조 부재(5)의 변형 거동을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는, 도 2a~도 2c에 도시한 저강도부(11B, 12B)를 갖는 구조 부재(10)의 변형 거동을 설명하기 위한 도면이다. 도 3 및 도 4는, 구조 부재의 관형상부의 길이 방향에 수직인 방향으로 압자를 충돌시킨 경우의 변형 거동을 도시한다. 도 3 및 도 4는, 압자의 충돌의 방향 및 관형상부의 길이 방향에 수직인 방향에서 본 구조 부재의 측면의 변형 거동을 도시한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 균일한 강도 분포를 갖는 구조 부재(5)에서는, 충격에 의해, 굽힘 변형 기점(P)에서 발생한 변형은, 측면에서 봤을 때 쐐기형이 되도록 진행한다. 그 결과, 구조 부재(5)는, 굽힘 방향(충격의 방향)으로 날카롭게 돌출하도록 꺾인다. 경우에 따라서는, 구조 부재(5)에 금이 가기도 한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 고강도부(11A)의 양측에 저강도부(11B)(도 4에서는 도트로 나타내는 영역)를 갖는 구조 부재(10)에서는, 고강도부(11A)의 굽힘 변형 기점(P)으로부터 내측으로 진행하는 변형은, 고강도부(11A)와 저강도부(11B)의 경계에 도달하면, 비교적 강도가 낮은 횡 방향(구조 부재(10)의 길이 방향)으로 진행하기 쉬워진다. 그로 인해, 변형은 길이 방향으로 넓어지고, 굽힘 방향(충격 방향)의 변형 정도가 작아진다.

또한, 도 3 및 도 4에 도시한 변형 거동은, 압자를 구조 부재에 충돌시킨 경우에 한정되지 않는다. 예를 들어, 구조 부재를 길이 방향으로 압축하는 축력에 의해 굽힘 변형하는 경우나, 3점 굽힘 시험과 같이, 구조 부재에 압자를 눌어 길이 방향에 수직인 방향의 힘을 정적으로 가했을 때의 굽힘 변형도, 동일한 변형 거동이 될 수 있다. 또, 구조 부재의 정면부에 압자를 충돌시킨 경우 및, 클로징 플레이트에 압자를 충돌시킨 경우 중 어느 한 경우에 있어서도, 도 3 및 도 4와 동일한 변형 거동이 된다.

예를 들어, 구조 부재(10)는, 길이 방향으로 이격한 2개소에서 지지된 상태로 이용하기도 한다. 이 경우, 구조 부재(10)는, 다른 부재에 연결되는 부분인 연결부를 2개 갖는다. 즉, 구조 부재(10)는, 연결부에 있어서 다른 부재에 지지된다. 연결부는, 지지부라고 칭하기도 한다. 연결부는, 측벽(11, 12), 정면부(13)및 클로징 플레이트(2) 중 적어도 1개에 설치된다.

연결부에서는, 구조 부재(10)는, 다른 부재에 대해서 고정된다. 구조 부재(10)의 연결부는, 예를 들어, 체결 부재 또는 용접에 의해 다른 부재와 접합된다. 또한, 연결부는, 3개 이상이어도 된다.

2개의 연결부는, 제1 능선(123)의 연장 방향에 있어서 서로 6H 이상 떨어진 위치에 배치하기도 한다. 즉, 2개의 연결부의 간격(KY)은, 측벽(11, 12)의 높이(H)의 6배 이상(KY≥6H)으로 하기도 한다. 이 경우, 도 1a~도 1c를 참조하여 설명한 과제가 동일하게 발생한다. 즉, 구조 부재의 충격이 가해지는 방향의 치수(도 2a의 예에서는, 측벽(11)의 높이(H))에 대해서, 2개의 연결부 사이의 치수(KY)가, 6배 정도 이상(KY≥6H)인 경우, 충격에 의한 변형 정도가 커지는 사태가 발생할 수 있다.

대책으로서, 고강도부(11A, 12A) 및 저강도부(11B, 12B)는, 2개의 연결부 사이에 설치된다. 이 구성에 있어서, 2개의 연결부 사이에 충격이 가해진 경우에, 구조 부재(10)의 변형에 의한 돌출 정도를 작게 할 수 있다.

예를 들어, 구조 부재(10)를 차량용 구조 부재로서 이용하는 경우에는, 구조 부재(10)를, 관형상부의 길이 방향으로 이격한 적어도 2개의 연결부로 지지한 상태로 차량에 장착된다. 이때, 차량의 외측에 정면부(13)를 배치하고, 차량의 내측에 클로징 플레이트(2)를 배치하도록, 구조 부재(10)를 차량에 장착한다. 혹은, 차량의 외측에 클로징 플레이트를 배치하고, 차량의 내측에 정면부(13)를 배치하도록, 구조 부재(10)를 차량에 장착한다. 이로써, 구조 부재(10)가, 차량 외부로부터의 충격을 받은 경우에, 꺾여서 차량 내부로 돌출하는 정도를 작게 할 수 있다.

연결부의 유무에 관계없이, 도 2a~도 2c에 도시한 구조 부재(10)에 있어서, 고강도부(11A, 12A)의 제1 능선(123)의 연장 방향의 치수(LA)는, 측벽(11, 12)의 높이(H)에 대해서, 2/3H 이상, 3H 이하(2/3H≤LA≤3H)로 한다. 이로써, 또한, 고강도부(11A, 12A)로의 충격에 의한 변형 정도를 보다 억제할 수 있다. 또한, 상기 치수(LA)를 H 이상, (4/3)H 이하(H≤LA≤(4/3)H)로 함으로써, 충격에 의한 변형 정도를 보다 억제할 수 있다. 즉, 고강도부(11A, 12A)의 제1 능선(123)의 연장 방향에 있어서의 치수(LA)는, (2/3)H 이상, 바람직하게는, H 이상으로 한다. 또, 고강도부(11A, 12A)의 제1 능선(123)의 연장 방향에 있어서의 치수(LA)는, 3H 이하, 바람직하게는, (4/3)H 이하로 한다.

또, 저강도부(11B, 12B)의 제1 능선(123)의 연장 방향의 치수(LB)는, 각각 (3/5)H 이상 ((3/5)H≤LB)로 하는 것이 바람직하다. 이로써, 고강도부(11A)로의 충격에 의한 변형 정도를 보다 억제할 수 있다. 저강도부(11B)의 치수(LB)는, 구조 부재(10)의 강도 확보의 관점에서, 2H 이하로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 저강도부(11B)의 치수(LB)를, H 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 측벽의 높이(H)에 대한 고강도부의 치수(LA) 및 저강도부의 치수(LB)는, 상기의 관계, 즉, ((2/3)H≤LA≤3H), (H≤LA≤(4/3)H) 또는, ((3/5)H≤LB 등)을 엄밀하게 만족하는 경우에 한정되지 않는다. 상기 관계를 만족한다고 볼 수 있을 정도의 오차를 포함하는 경우도 포함된다. 측벽의 높이(H)에 대한 구조 부재(10)의 길이(LY)도, 상기의 관계(6H≤LY)를 엄밀하게 만족하는 경우에 한정되지 않는다. 측벽의 높이(H)의 대략 6배 정도의 구조 부재를, 상기 관계(6D≤LY)를 갖는 구조 부재로 간주한다.

또, 도 2a~도 2c에 도시한 예에서는, 저강도부(11B)와 고강도부(11A)의 경계 및 저강도부(12B)와 고강도부(12A)의 경계는, 관형상부의 길이 방향에 수직인 면 위에 있다. 저강도부와 고강도부의 경계의 형태는 이것에 한정되지 않는다. 저강도부와 고강도부의 경계가 관형상부의 길이 방향에 수직인 면 위에 없어도 된다. 예를 들어, 저강도부와 고강도부의 경계는, 관형상부의 길이 방향에 수직인 면에 대해서 기울어 있어도 되고, 사행하고 있어도 된다. 이 경우, 기울거나 또는 사행하는 경계 중 가장 저강도부 근처의 위치와 가장 고강도부 근처의 위치의 중간에, 저강도부와 고강도부의 경계가 위치한다고 간주한다. 저강도부(11B, 12B)의 관형상부의 길이 방향에 있어서의 외측의 부분(11C)과, 저강도부(11B, 12B)의 경계에 대해서도 동일하다.

또, 도 1a~도 1c를 참조하여 설명한 과제에 대응하기 위해, 고강도부(11A, 12A)를 제1 능선(123)의 연장 방향에 있어서의 구조 부재(10)의 꺾이기 쉬운 개소, 예를 들어 중앙에 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 고강도부(11A, 12A)의 적어도 일부가, 구조 부재(10)의 제1 능선(123)의 연장 방향 중앙의 부분에 위치하도록 구성하는 것이 바람직하다. 혹은, 상기와 같이, 구조 부재(10)를 2개의 연결부에 있어서 다른 부재와 연결하는 경우, 2개의 연결부의 사이의 중앙에, 고강도부(11A, 12A)를 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 고강도부(11A, 12A)의 적어도 일부가, 2개의 연결부 사이의 중앙의 부분에 위치하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이로써, 연결부가 있는 경우와 없는 경우 중 어느 경우에 있어서도, 구조 부재(10)에 있어서, 충격에 의한 모멘트가 가장 커져 꺾이기 쉬운 개소(부재 중앙 혹은 연결부간의 중간 개소)의 꺾임 변형을 효과적으로 억제할 수 있다.

도 5a는, 도 2a에 도시한 구조 부재(10)를 위(정면부(13), z방향)에서 본 구성을 도시한 상면도이다. 도 5a에서는, 정면부(13)를 투시하여 볼 수 있는 측벽(11, 12)의 부분을 파선으로 나타내고 있다. 구조 부재(10)가 비틀려 꺾이는 것을 피하기 위해서는, 도 5a에 도시한 예와 같이, 한 쌍의 측벽(11, 12)에 있어서, 서로 대향하는 고강도부(11A, 12A)는, 한 쌍의 측벽(11, 12)의 대향 방향(x방향)에서 봤을 때 완전히 겹치도록 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 한쪽의 측벽(11)에 있어서의 고강도부(11A)의 전체와 다른쪽의 측벽(12)에 있어서의 고강도부(12A)의 전체는, 대향 방향에서 봤을때 겹쳐져 있다. 한 쌍의 측벽(11, 12)에 있어서의 서로 대향하는 저강도부(11B, 12B)도, 대향 방향(x방향)에서 봤을 때 완전히 겹치도록 배치된다. 즉, 한쪽의 측벽(11)에 있어서의 한 쌍의 저강도부(11B)의 전체와 다른쪽의 측벽(12)에 있어서의 한 쌍의 저강도부(12B)의 전체는, 대향 방향에서 봤을 때 겹쳐져 있다. 또한, 도 5a에 도시한 예에서는, 한 쌍의 측벽(11, 12)의 대향 방향은, 관형상부의 길이 방향(즉 중심축(Y1))에 수직인 방향으로 되어 있다.

도 5a에서는, 한 쌍의 측벽(11, 12) 중 한쪽의 측벽(11)의 강도 분포와, 다른쪽의 측벽(12)의 강도 분포가, 서로 경상 관계에 있는 구성이다. 즉, 한 쌍의 측벽(11, 12) 각각의 고강도부(11A, 12A) 및 저강도부(11B, 12B)는, 한 쌍의 측벽(11, 12)의 중앙 가상면(Y1)에 대해서 대칭으로 배치된다. 이로써, 한 쌍의 측벽(11, 12) 중 어느 한쪽이 먼저 찌그러져 버릴 가능성이 보다 낮아진다. 측벽(11, 12)의 중앙 가상면(Y1)은, 관형상부의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서의 정면부(13)의 수직 이등분선(A)에 상당한다(도 2b 참조).

예를 들어, 도 2a~2c, 도 5a에 도시한 예에서는, 한 쌍의 측벽(11, 12)은, 동일 높이이다. 측벽(11)과 정면부(13)의 각도와, 측벽(12)과 정면부(13)의 각도도 동일하다. 그로 인해, 관형상부의 길이 방향에 수직인 단면에 있어서, 정면부(13)의 수직 이등분선(A)을 축으로서, 구조 부재(10)의 단면 형상은, 좌우 대칭으로 되어 있다. 또, 구조 부재(10)의 상기 단면에 있어서의 강도 분포도, 수직 이등분선(A)을 축으로서 좌우 대칭으로 되어 있다. 이로써, 충격에 의한 응력의 치우침이 적어진다.

도 5b는, 도 2a에 도시한 구조 부재(10)의 고강도부(11A, 12A) 및 저강도부(11B, 12B)의 배치의 변형예를 도시한 도면이다. 도 5b에 도시한 예에서는, 한 쌍의 측벽(11, 12)에 있어서, 서로 대향하는 고강도부(11A, 12A)는, 대향 방향(x방향)에서 봤을 때 일부가 겹치도록 배치된다. 이와 같이, 한쪽의 측벽(11)에 있어서의 고강도부(11A)의 적어도 일부가, 다른쪽의 측벽(12)에 있어서의 고강도부(12A)와, 대향 방향에서 봤을 때 겹치도록 배치해도 된다. 한 쌍의 측벽(11, 12)에 있어서의 서로 대향하는 저강도부(11B, 12B)도, 대향 방향(x방향)에서 봤을 때 일부가 겹치도록 배치된다. 이와 같이, 한쪽의 측벽(11)에 있어서의 한 쌍의 저강도부(11B)의 적어도 일부가, 다른쪽의 측벽(12)에 있어서의 한 쌍의 저강도부(12B)와 대향 방향에서 봤을 때 겹치도록, 배치해도 된다. 도 5b의 경우, 정면부(13)가 중앙 가상면(Y1)에 대해서 비스듬하게 꺾이기 쉽다. 정면부(13)가 최단 거리로 꺾이기 어렵기 때문에, 충격 흡수 에너지는 높아진다.

도 5a 및 도 5b에 도시한 예에서는, 서로 대향하는 고강도부(11A) 및 고강도부(12A)의 제1 능선(123)의 연장 방향에 있어서의 치수(LA)는, 동일하다. 이에 대해서, 한쪽의 측벽(11)의 고강도부(11A)의 치수(LA)와, 다른쪽의 측벽(12)의 고강도부(12A)의 제1 능선(123)의 연장 방향에 있어서의 치수(LA)는, 2/3H≤LA≤3H를 만족하는 한, 상이해도 된다.

또, 도 5a 및 도 5b에 도시한 예에서는, 서로 대향하는 저강도부(11B) 및 저강도부(12B)의 제1 능선(123)의 연장 방향에 있어서의 치수(LB)는, 동일하다. 이에 대해서, 한 쌍의 측벽(11, 12)의 대향 방향에 있어서 서로 대향하는 저강도부(11B) 및 저강도부(12B)의 제1 능선(123)의 연장 방향에 있어서의 치수(LB)는, 상이해도 된다. 또, 한쪽의 측벽(11)에 있어서, 고강도부(11A)를 사이에 두는 한 쌍의 저강도부(11B)의 치수(LB)가 상이해도 된다. 다른쪽의 측벽(12)에 있어서도, 고강도부(12A)를 사이에 끼우는 한 쌍의 저강도부(12B)의 치수(LB)가 상이해도 된다. 단, 어느 경우에서도, 각각의 LB의 치수가, 3/5H≤LB를 만족하고 있는 것이 바람직하다. 이로써 저강도부의 변형을 촉진하여 결과적으로 충격에 의한 변형 정도를 보다 억제할 수 있다.

구조 부재(10)에 있어서는, 정면부(13)와 한 쌍의 측벽(11, 12)의 경계에 모서리가 형성된다. 마찬가지로, 플랜지(14)와 한 쌍의 측벽(11, 12)의 경계에 모서리가 형성된다. 이들 모서리는, 관형상부의 길이 방향으로 연장된다. 모서리는, 구조 부재(10)의 충격에 대한 강도를 높인다. 충격을 받는 면인 정면부(13)에 모서리를 개재하여 접속되는 측벽(11, 12)에, 고강도부(11A, 12A)와 저강도부(11B, 12B)가 배치된다. 이로써, 정면부(13)로의 충격에 의한 구조 부재(10)의 꺾임 변형을 억제할 수 있다.

도 6a는, 도 2a에 도시한 구조 부재(10)의 저강도부(11B, 12B)의 배치의 변형예를 도시한 도면이다. 도 6a에 도시한 예에서는, 측벽(11)의 높이 방향(z방향)에 있어서의 일부에, 저강도부(11B)가 설치된다. 즉, 측벽(11)에 있어서, 정면부(13)측의 단부로부터 플랜지(14)측의 단부에 도달할 때까지의 사이의 일부에, 저강도부(11B)가 설치된다. 저강도부(11B)는, 측벽(11)의 높이 방향에 있어서, 측벽(11)의 한쪽단(11a)(정면부(13))으로부터 거리(h)의 위치로부터, 다른쪽단(11b)(플랜지(14))으로부터 거리(hb)의 위치까지의 사이에 설치된다. 즉, 저강도부(11B)의 한쪽단(11a)에 가까운 쪽(한쪽단측)의 단부(11Ba)는, 한쪽단(11a)으로부터 거리(h)의 위치에 있고, 저강도부(11B)의 다른쪽단(11b)에 가까운 쪽(다른쪽단측)의 단부(11Bb)는, 다른쪽단(11b)으로부터 거리(hb)의 위치에 있다. 저강도부(11B)는, 한쪽단(11a)(정면부(13)) 및 다른쪽단(11b)(플랜지(14)) 중 어느 것에도 접하고 있지 않다. 또한, 도시하지 않으나, 저강도부(11B)에 대향하는 측벽(12)에 있어서의 저강도부(12B)도, 측벽(12)의 높이 방향의 일부에 설치되어 있다. 즉, 한 쌍의 측벽(11, 12)의 각각은, 높이 방향의 일부에 저강도부(11B, 12B)를 갖는 것이 허용된다. 도 6a에 도시한 변형예라도, 충격을 받은 구조 부재(10)의 변형에 의한 돌출 정도를 억제할 수 있다.

이 경우, 변형 정도를 억제하기 위해서, 측벽(11, 12)의 한쪽단(11a)으로부터 저강도부(11B, 12B)의 한쪽단(11a)에 가까운 쪽의 단부(11Ba)까지의 측벽(11, 12)의 높이 방향에 있어서의 거리(h)는, (1/4)H 이하로 하는 것이 바람직하다(h≤H/4). 즉, 한쪽단(11a)으로부터 측벽의 높이 방향에 있어서 (1/4)H의 거리의 영역에, 저강도부(11B)의 단부(11Ba)를 배치하는 것이 바람직하다. 변형 정도를 억제하기 위해서, 바람직하게는 거리(h)는, (1/5)H 이하로 하는 것이 바람직하다(h≤H/5). 저강도부(11B, 12B)의 한쪽단(11a)에 가까운 쪽의 단부(11Ba)와 한쪽단(11a) 사이의 항복 강도는, 고강도부(11A, 12A)의 항복 강도와 동일해도 된다.

변형 정도를 억제하기 위해서, 측벽(11, 12)의 다른쪽단(11b)으로부터 저강도부(11B, 12B)까지의 측벽(11, 12)의 높이 방향에 있어서의 거리(hb)는, (4/5)H 이하(hb≤4H/5)로 하는 것이 바람직하다. 더욱 변형 정도를 억제하기 위해서, 거리(hb)는, (1/2)H 이하 (hb≤H/2)로 하는 것이 바람직하다.

단, 상기 서술한 h와 hb가 허용되는 어떠한 값을 취해도, 변형 정도를 억제하기 위해서, 저강도부(11B, 12B)의 측벽(11, 12)의 높이 방향(z방향)의 치수(hc)는, 반드시 (1/5)H 이상으로 하는 것이 필요하다(H/5≤hc). 더욱 변형 정도를 억제하기 위해서는, 치수(hc)는, (1/4)H 이상으로 하는 것이 바람직하다(H/4≤hc).

도 6b는, 상기 서술한 도 6a에 있어서, h=0으로 한 변형예를 도시한 도면이다.

도 6c는, 상기 서술한 도 6a에 있어서, hb=0으로 한 변형예를 도시한 도면이다.

도 6a~도 6c에 예시한 바와 같이, 측벽의 높이 방향의 양단 중 한쪽단으로부터 (1/4)H까지의 영역에, 저강도부의 한쪽단측의 단부가 위치하도록 저강도부를 형성한다. 즉, 측벽의 한쪽단으로부터 (1/4)H의 거리만큼 떨어진 측벽 상의 위치로부터 측벽의 한쪽단에 도달할 때까지의 영역의 적어도 일부에 저강도부가 형성된다. 이로써, 측벽의 한쪽단측으로부터 충격이 가해진 경우에, 구조 부재(10)의 변형 정도를 작게 할 수 있다. 또, 측벽의 높이 방향의 양단 중 다른쪽단으로부터 (4/5)H까지의 영역에 저강도부의 다른쪽단측의 단부가 위치하도록, 저강도부를 형성하는 것이 허용된다. 단, 변형 정도를 억제하기 위해서, 저강도부의 측벽의 높이 방향의 치수는, 적어도 1/5H 이상으로 하는 것이 필요하다.

상기 도 6a~도 6c에 도시한 예에서는, 측벽(11, 12)의 양단 중, 정면부(13)에 접하고 있는 쪽을 한쪽단으로 히고, 플랜지(14)에 접하고 있는 쪽을 다른쪽단으로 하여, 거리(h, hb, hc)를 설정했다. 이 경우, 상기와 같이 거리(h, hb, hc)의 값을 설정함으로써, 정면부(13)에 충격이 가해진 경우의 구조 부재(10)의 변형 정도를 작게 할 수 있다. 이에 대해서, 측벽(11, 12)의 높이 방향의 양단 중, 플랜지(14)에 접하고 있는 쪽을 한쪽단으로 하고, 정면부(13)에 접하고 있는 쪽을 다른쪽단으로 하여, 거리(h, hb, hc)를 설정할 수도 있다. 이 경우, 상기 예와 동일하게, 거리(h, hb, hc)의 값을 설정할 수 있다. 이로써, 클로징 플레이트(2)에 충격이 가해졌을 때의 구조 부재(10)의 변형 정도를 보다 작게 할 수 있다.

도 6d는, 도 2a에 도시한 구조 부재(10)의 고강도부(11A, 12A)의 배치의 다른 변형예를 도시한 도면이다. 도 6d에 도시한 예에서는, 저강도부(11B) 사이의 고강도부(11A)는, 측벽(11)의 높이 방향에 있어서 다른쪽단(플랜지(14))으로부터 거리(ha)의 위치까지 설치된다. 측벽의 높이 방향에 있어서, 고강도부(11A)로부터 측벽(11)의 한쪽단(정면부(13))까지의 사이에 걸쳐서 추가 저강도부(11D)가 설치된다. 추가 저강도부(11D)의 항복 강도는, 고강도부(11A)의 항복 강도의 60~85%이다. 이와 같이, 제1 능선(123)의 연장 방향에 있어서 저강도부(11B)에 끼워지는 고강도부(11A)는, 측벽(11)의 높이 방향의 일부에 설치되어도 된다. 변형 정도를 억제하기 위해서, 거리(ha)는, 예를 들어, (3/5)H 이상이다. 더욱 변형 정도를 억제하기 위해서, 거리(ha)를 (4/5)H 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 도시하지 않으나, 측벽(12)의 고강도부(12A)도 동일하게, 측벽(12)의 높이 방향에 있어서, 다른쪽단(플랜지(14))으로부터 거리(ha)의 위치까지 설치해도 된다. 이 경우, 측벽의 높이 방향에 있어서, 고강도부(12A)로부터 측벽(12)의 한쪽단(정면부(13))까지의 사이에 걸쳐서 추가 저강도부가 설치된다.

이와 같이, 측벽의 한쪽단으로부터 (2/5)H까지의 영역에 고강도부의 한쪽단측의 단부를 배치하고, 측벽의 다른쪽단에, 고강도부의 다른쪽단부측의 단부를 배치한다. 이 경우, 고강도부의 한쪽단측의 단부로부터 측벽의 한쪽단까지의 사이에 추가 저강도부가 설치된다. 이로써, 한쪽단으로부터 충격이 가해진 경우에, 구조 부재(10)의 변형 정도를 보다 작게 할 수 있다.

또한, 도 6d에 도시한 예에서는, 측벽(11)의 한쪽단이 정면부(13)에 접하고, 다른쪽단이 플랜지(14)에 접하고 있다. 이 경우, 정면부(13)에 충격이 가해졌을 때의 구조 부재(10)의 변형 정도를 작게 할 수 있다. 이에 대해서, 측벽(11, 12)의 높이 방향의 양단 중, 플랜지(14)에 접하고 있는 쪽을 한쪽단으로 하고, 정면부(13)에 접하고 있는 쪽을 다른쪽단으로 하여, 상기 예와 동일하게 거리(ha)의 값을 설정해도 된다. 이 경우, 클로징 플레이트(2)에 충격이 가해졌을 때의 구조 부재(10)의 변형 정도를 보다 작게 할 수 있다.

도 7a는, 상기의 구조 부재(10)의 단면 형상의 변형예를 도시한 단면도이다. 도 7a에 도시한 구조 부재(10)는, 형상이 상이한 한 쌍의 측벽(11, 12)을 갖는다. 한 쌍의 측벽(11, 12)은, 플랜지(14, 14)에 대한 각도 및, 높이(HR, HL)가 서로 상이하다. 그로 인해, 한 쌍의 플랜지(14, 14)의 높이 방향에 있어서의 위치가 상이하다. 또, 한쪽의 측벽(11)의 높이(HR)의 2분의 1의 위치(11mid)와, 다른쪽의 측벽(12)의 높이(HL)의 2분의 1의 위치(12mid)의 높이 방향의 위치도 상이하다. 이와 같이, 구조 부재(10)의 단면이 좌우 대칭이 아닌 경우, 한 쌍의 측벽(11, 12) 각각에 있어서, 높이(HR, HL), 높이 방향 중앙의 위치(11mid, 12mid), 따로 따로 정의된다.

도 7a에 도시한 바와 같이, 구조 부재(10)의 단면이 좌우 대칭이 아닌 경우에 있어서도, 한 쌍의 측벽(11, 12)의 고강도부(11A, 12A)는, 적어도 일부에 있어서 서로 대향하는 위치에 배치된다. 한 쌍의 측벽(11, 12)의 저강도부(11B, 12B)도, 마찬가지로, 적어도 일부에 있어서 서로 대향하는 위치에 배치된다. 또, 도 6a~도 6d에 도시한 바와 같이, 측벽(11, 12)의 높이 방향의 일부에 저강도부(11B, 12B) 또는 고강도부(11A, 12A)를 설치해도 된다. 예를 들어, 도 6a 또는 도 6c와 같이, 측벽(11)의 한쪽단(11a)으로부터 거리(h)의 위치보다 다른쪽단(11b)측에 저강도부(11B, 12B)를 설치하는 경우, 한 쌍의 측벽(11, 12) 중 한쪽의 측벽(11)에 있어서의 거리(h)와, 다른쪽의 측벽(12)에 있어서의 거리(h)는, 각각 HR, HL을 기준으로 고려하기 때문에 상이한 것이 있다.

도 7a에 도시한 예에서는, 한 쌍의 측벽(11, 12) 중 한쪽의 측벽(11)은, 단차를 갖는다. 이와 같이, 측벽(11)에 단차가 있는 경우에도, 측벽(11)의 정면부(13)측에 접하는 한쪽단으로부터, 플랜지(14)에 접하는 다른쪽단까지의 높이 방향의 치수를, 측벽(11)의 높이(HR)로 한다. 즉, 높이 방향에 있어서, 측벽(11)의 가장 낮은 위치로부터 가장 높은 위치까지의 치수를, 측벽(11)의 높이(HR)로 한다. 측벽(11)에, 요철 또는 구멍이 있는 경우에도 동일하다. 이 경우, 높이 방향은, 정면부(13)에 수직인 방향이다. 도 6a~도 6d에 도시한 거리(h, ha, hb, hc)도, 높이 방향에 있어서의 거리에 의거하여 설정된다.

한 쌍의 측벽(11, 12) 중 다른쪽의 측벽(12)은, 한쪽단에 접속되는 부분에 R(만곡부)이 형성되어 있다. 즉, 측벽(12)의 한쪽단에 접속되는 부분은, 둥글게 만곡한 형상으로 되어 있다. 이로써, 측벽(12)과 정면부(13)의 경계 부분(방부)의 표면은, 곡면이 된다. 이 예에서는, R이 형성된 부분 중, 측벽(12)의 높이 방향 중앙의 위치(12mid)로부터 가장 먼 부분을 측벽(12)의 단부로 하며, 측벽(12)의 높이(HL) 및 거리(h)가 결정된다.

또한, 도시하지 않으나, 정면부(13), 측벽(11, 12), 플랜지(14) 및 클로징 플레이트(2) 중 적어도 1개의 표면은, 평면이 아닌 곡면으로 해도 된다. 즉, 정면부(13), 측벽(11, 12), 플랜지(14) 및 클로징 플레이트(2) 중 적어도 1개는, 만곡하고 있어도 된다.

상기 구조 부재(10)에 있어서, 해트 부재(1)와 클로징 플레이트(2)의 관형상부의 길이 방향에 있어서의 치수는 동일하다. 또, 해트 부재(1)와 클로징 플레이트(2)의 길이 방향의 단부의 위치는 맞춰져 있다. 이 경우, 관형상부의 길이 방향의 길이와 구조 부재(10)의 길이 방향의 길이는 동일하다. 이에 대해서, 관형상부의 길이 방향에 있어서, 해트 부재(1)의 치수와 클로징 플레이트(2)의 치수가 상이해도 된다. 또, 해트 부재(1)와 클로징 플레이트(2)의 길이 방향의 단부의 위치가 맞춰져 있지 않아도 된다. 즉, 관형상부의 길이 방향에 있어서의, 구조 부재(10)의 길이와 관형상부의 길이는 상이해도 된다.

도 7b는, 클로징 플레이트(2)의 변형예를 도시한 단면도이다. 도 7b에 도시한 예에서는, 클로징 플레이트(2)는, 해트 부재(1)로부터 떨어지는 방향으로 돌출하는 형상을 갖는다. 구체적으로는, 클로징 플레이트(2)는, 해트 부재(1)의 플랜지(14)와 접합되는 접합부(2a)와, 접합부 사이의 중간부(2b)를 포함한다. 중간부(2b)는, 해트 부재(1)로부터 떨어지는 방향으로 돌출하는 형상으로 되어 있다. 이 예에서는, 클로징 플레이트(2)의 단면 형상이 해트형으로 되어 있다. 중간부(2b)의 외면은, 접합부(2a)의 외면과 대략 평행하게 되어 있어도 된다.

이와 같이, 클로징 플레이트(2)를 해트 부재(1)로부터 떨어지는 방향으로 돌출시킨 형상으로 함으로써, 구조 부재(10)의 높이 방향의 치수를 조정할 수 있다. 또한, 저강도부 및 고강도부의 배치의 기준으로 하는 측벽의 높이(H, HL, HR)의 값은, 클로징 플레이트(2)의 높이 방향의 치수에 따라 바뀌는 것은 아니다.

이상, 도 7a 및 도 7b를 참조하여, 해트 부재(1)의 비대칭 형상, 단차, 측벽 단부의 R, 클로징 플레이트(2)의 형상, 등의 복수의 특징에 대해 설명했다. 상기 복수의 특징의 모두를 조합한 형태(도 7a 또는 도 7b에 도시한 예) 외, 상기 복수의 특징 중 적어도 1개를 채용한 구조 부재(10)도 본 발명의 실시 형태에 포함된다.

도 8은, 정면부(13)가 경사져 있는 경우의 측벽(11, 12)의 높이 방향을 설명하기 위한 도면이다. 도 8은, 정면부(13)에 충격을 받는 것이 상정된 구조 부재(10)의 높이 방향을 도시한 도면이다. 도 8에 도시한 구조 부재(10)에 있어서, 해트 부재(1)의 정면부(13)와, 플랜지(14, 14)는, 평행이 아니다. 또, 한쪽의 측벽(11)과 다른쪽의 측벽(12)의 z방향의 길이는 상이하다. 정면부(13)가 충격을 받는 것이 상정되는 경우, 측벽(11, 12)의 높이 방향은, 정면부(13)에 수직인 방향으로 한다. 각 측벽(11, 11)의 높이(HL, HR)는, 측벽(11, 12)의 높이 방향을 기준으로 하여 정해진다. 또한, 클로징 플레이트(2)가 충격을 받는 것이 상정되는 경우에는, 클로징 플레이트에 수직인 방향을, 측벽(11, 12)의 높이 방향으로 한다.

도 9a~도 9c는, 본 실시 형태에 있어서의 구조 부재의 변형예를 도시한 단면도이다. 도 9a~도 9c는, 구조 부재의 길이 방향에 수직인 면에 있어서의 단면 형상을 도시한다. 도 9a 및 도 9b에 도시한 예는, 상기 구성 4의 일례이다. 도 9c에 도시한 예는, 상기 구성 3의 일례이다. 도 9d는, 도 9b에 도시한 구조 부재를 z방향에서 본 상면도이다.

도 9a~도 9c에 도시한 변형예에서는, 2개의 플랜지를 구비하는 해트 부재를 대신하여, 플랜지를 포함하지 않는 홈형 부재 또는 1개의 플랜지를 포함하는 홈형 부재가 이용된다. 도 2a~도 2c에 도시한 구조 부재(10)는, 측벽(11)의 양단의 제1 능선(123) 및 제2 능선(124)이, 정면부(13)에 수직인 방향의 하중에 대한 변형의 어려움(굽힘 강성)에 기여하는 구조이다. 이에 대해서, 도 9a~도 9c에 도시한 변형예에서는, 2개의 측벽 중 적어도 한쪽에서는, 측벽의 양단의 제1 능선 및 접합부가 굽힘 강성에 기여하는 구조로 되어 있다.

도 9a~도 9c에 도시한 구조 부재(10g, 10h, 10i)는, 모두, 홈형의 홈형 부재(31)와, 홈형 부재(31)에 접합되는 클로징 플레이트(2)를 구비한다. 도 9a~도 9c에 도시한 홈형 부재(31)는, 정면부(13)와, 정면부(13)의 양단으로부터 연장되는 2개의 측벽(11, 12)과, 홈형 부재(13)와 클로징 플레이트(2)를 접합하는 2개의 접합부(3r, 3h)를 구비한다. 2개의 측벽(11, 12)은, 서로 대향한다. 2개의 접합부(3r, 3h)는, 홈형 부재(31)의 일부와 클로징 플레이트(2)가 겹쳐진 부분에 설치된다. 접합부(3r, 3h)는, 예를 들어, 스폿 용접부 또는 레이저 용접부이다. 접합부가 홈형 부재(31)의 제1 능선(123)의 연장 방향으로 불연속(단속적)으로 배치되어 있는 경우, 접합부는 불연속인 접합부를 잇는 위치에 있다고 간주한다. 즉, 단속적으로 배치되는 복수의 접합부의 사이를 잇는 선 위에 접합부가 있다고 간주한다. 접합부와 제1 능선의 사이가 측벽이 된다. 정면부(13)와 2개의 측벽(11, 12) 사이에는, 각각, 제1 능선(123, 123)이 있다. 예를 들어, 도 9d에 도시한 예에서는, 복수의 접합부(3h)가 y방향(제1 능선(123)의 연장 방향)으로 나란히 배치된다. 복수의 접합부를 잇는 y방향(제1 능선(123)의 연장 방향)의 가상선(300)이, 접합선이 된다.

도 9a 및 도 9b에 도시한 홈형 부재(31)에 있어서, 2개의 측벽(11, 12)은, 제1 측벽(11)과 제2 측벽(12)을 포함한다. 제1 측벽(11)의 정면부(13)측의 한쪽단부와는 반대측의 다른쪽단부는 굴곡되어 있다. 이 굴곡부로부터 플랜지(14)가 연장된다. 플랜지(14)는, 클로징 플레이트(2)와 겹쳐진다. 플랜지(14)는, 클로징 플레이트(2)와 접촉하는 접촉면을 갖는다. 플랜지(14)와 클로징 플레이트(2)는, 접합부(3r)에 있어서 서로 접합된다.

제1 측벽(11)은, 2개의 제1 능선(123, 123) 중 한쪽의 제1 능선(123)과 플랜지(14) 사이에 위치한다. 플랜지(14)와 제1 측벽(11) 사이에는 제2 능선(124)이 있다. 제2 능선(124)은, 플랜지(14)의 단부이다. 본 예에서는, 제2 능선(124)은, 제1 능선(123)과 동일한 방향 즉 홈형 부재(31)의 길이 방향(y방향)으로 연장된다.

제1 측벽(11)의 높이(HR)는, 정면부(13)에 수직인 방향에 있어서의 제1 측벽(123)의 높이, 즉, 제1 능선(123)과 제2 능선(124)의 정면부(13)에 수직인 방향에 있어서의 거리이다.

제2 측벽(12)은, 2개의 제1 능선(123, 123) 중 다른쪽의 제1 능선(123)과 접합부(3h) 사이에 위치한다. 제2 측벽(12)은, 굴곡되어 있지 않다. 제2 측벽(12)의 접합부(3h)측의 일부는, 클로징 플레이트(2)와 겹쳐진다. 제2 측벽(12)의 접합부(3h)측의 일부는, 클로징 플레이트(2)와 접촉하는 접촉면(1dh)을 갖는다. 제2 측벽(12)은, 접촉면(1dh)과 동일한 방향으로 연장된다.

제2 측벽(12)의 높이(HL)는, 정면부(13)에 수직인 방향에 있어서의 제1 능선(123)과 접합부(3h) 사이의 거리이다.

도 9c에 도시한 홈형 부재(31)에 있어서, 2개의 측벽(11, 12)은, 2개의 제1 능선(123, 123)과, 2개의 접합부(3r, 3h) 사이에, 각각 위치한다. 2개의 측벽 중 한쪽의 측벽(11)의 높이(HR)는, 제1 능선(123)과 접합부(3r) 사이의 정면부(13)에 수직인 방향에 있어서의 거리이다. 2개의 측벽 중 다른쪽의 측벽(12)의 높이(HL)는, 제1 능선(123)과 접합부(3h) 사이의 정면부(13)에 수직인 방향에 있어서의 거리이다.

도 9a~도 9c에 도시한 홈형 부재(31)에 있어서, 제1 측벽(11)은, 제2 측벽(12)과 대향하는 부분에, 제1 능선(123)의 연장 방향(y방향)으로, 높이(HR)의 2/3배 이상 3배 이하의 거리에 걸쳐서 형성되는 고강도부(11A)를 포함한다. 고강도부(11A)의 제1 능선의 연장 방향(y방향)의 양측에 저강도부(11B)가 배치된다. 제2 측벽(12)은, 제1 측벽(11)과 대향하는 부분에, 제1 능선(123)의 연장 방향(y방향)으로, HL의 2/3배 이상 3배 이하의 거리에 걸쳐서 형성되는 고강도부(12A)를 포함한다. 고강도부(12A)의 제1 능선(123)의 연장 방향의 양측에 저강도부(12B)가 배치된다(예를 들어, 도 9d 참조). 고강도부(11A, 12A)의 항복 강도는, 500MPa 이상이다. 저강도부(11B, 12B)의 항복 강도는, 고강도부(11A, 12A)의 60~85%이다. 또한, 홈형 부재(31)에 있어서의 고강도부 및 저강도부는, 상기 도 2, 도 5~도 8에 도시한 구조 부재(10)의 고강도부 및 저강도부 중 어느 것과 동일하게 구성할 수 있다.

도 9a에 도시한 예에서는, 제1 측벽(11)과 제2 측벽(12)은 서로 평행하다. 이에 대해서, 도 9b에 도시한 예에서는, 제1 측벽(11)과 제2 측벽(12)은 서로 평행은 아니다. 도 9b에 도시한 예에서는, 제1 측벽(11)과 제2 측벽(12)은, 정면부(13)로부터 떨어짐에 따라서, 서로의 간격이 커지도록 연장되어 있다. 이 예에서는, 제1 측벽(11)은 정면부(13)에 수직인 방향으로 연장된다. 제2 측벽(12)은, 정면부(13)에 수직인 축에 대해서 각도를 갖는 방향으로 연장된다. 제1 측벽(11)의 클로징 플레이트(2)측의 다른쪽단부로부터 플랜지(14)가 외측으로 연장된다. 도 9a에 도시한 단면을 갖는 구조 부재는, 예를 들어, A필러에 적용할 수 있다.

도 9a 및 9b에 도시한 예에서는, 클로징 플레이트(2)는 면 밖으로 굴곡하는 굴곡부를 갖는다. 클로징 플레이트(2)의 굴곡부에 형성되는 능선(2abh)의 연장 방향(y방향)은, 측벽(12)에 있어서의 클로징 플레이트(2)와 접촉하는 접촉면(1dh)과 클로징 플레이트(2)와 접촉하지 않는 면의 경계선의 연장 방향과 동일하다. 클로징 플레이트(2)의 굴곡부에 형성되는 능선(2abh)의 연장 방향은, 제1 능선(123)의 연장 방향과 동일해도 된다.

도 9c에 도시한 예에서는, 2개의 측벽(11, 12)은, 모두, 굴곡되어 있지 않다. 즉, 측벽(11)이 클로징 플레이트(2)와 접촉하는 접촉면(1dr)은, 측벽(11)과 동일한 방향으로 연장된다. 측벽(12)이 클로징 플레이트(2)와 접촉하는 접촉면(1dh)은, 측벽(12)과 동일한 방향으로 연장된다.

클로징 플레이트(2)는, 홈형 부재(31)와 겹쳐져서 접촉하는 2개의 접촉 부분(2br, 2bh)과, 2개의 접촉 부분(2br, 2bh) 사이의 중간 부분(2a)을 포함한다. 중간 부분(2a)과, 2개의 접촉 부분(2br, 2bh) 사이는, 굴곡되어 있다. 중간 부분(2a)과, 2개의 접촉 부분(2br, 2bh) 사이에 형성되는 능선(2abr, 2abh)의 연장 방향은, 각 측벽(11, 12)에 있어서의 클로징 플레이트(2)와 접촉하는 접촉면(1dr, 1dh)과 각 측벽(11, 12)에 있어서의 클로징 플레이트(2)와 접촉하지 않는 면의 경계선의 연장 방향과 동일하다.

도 9a~도 9c에 도시한 구조 부재(10g, 10h, 10i)에 있어서도, 상기의 도 2a~도 2c에 도시한 구조 부재(10)와 동일한 효과가 얻어진다. 또한, 접합부(3r, 3h)는, 용접부에 한정되지 않는다. 예를 들어, 나사 등의 체결구, 접착제, 또는, 납땜 등의 접착부를 접합부로 해도 된다. 또, 상기 예에서는, 측벽(11, 12)의 높이(HR, HL)의 기준으로 하는 방향은, 정면부(13)에 수직인 방향이다. 이 경우, 구조 부재는, 정면부(13)에 충격을 받는 경우의 변형이 보다 억제된다. 또한, 도 2a~도 2c에 도시한 구조 부재(10)와 동일하게, 도 9a~도 9b에 도시한 구조 부재(10g, 10h)에 있어서도, 플랜지(14)의 강도와 강도의 분포에 대해서는 특별히 제한하지 않는다. 또, 도 9a~도 9c에 도시한 구조 부재(10g, 10h, 10i)에 있어서 홈형 부재(31)의 접합부(3h)보다 단에 가까운 부분도 또한, 강도와 강도의 분포에 대해서는 특별히 제한하지 않는다. 이 부분은 플랜지(14)에 상당하고, 이 부분의 강도와 강도의 분포가 구조 부재(10g, 10h, 10i)의 성능에 특별히 큰 영향을 미치지 않기 때문이다.

도 2a~도 2c에 도시한 예에서는, 구조 부재(10)는, 길이 방향으로 직선 형상으로 연장되어 형성된다. 이에 대해서, 구조 부재(10)는, 만곡하고 있어도 된다. 예를 들어, 구조 부재(10)는, 정면부(13)측 또는 클로징 플레이트(2)측으로 볼록해지도록 만곡한 형상으로 해도 된다. 즉, 정면부(13)의 외면 또는 클로징 플레이트(2)의 외면이 볼록해지도록 구조 부재(10)를 만곡해도 된다.

도 10a~도 10d는, 길이 방향에 있어서 만곡한 구조 부재(10)의 예를 도시한 측면도이다. 도 10a~도 10d에 도시한 예에서는, 구조 부재(10)는, 정면부(13)측으로 볼록해지도록 만곡하고 있다. 도 10a에서는, 구조 부재(10)는, 길이 방향 전체에 걸쳐서 일정한 곡률로 만곡하고 있다. 도 10b 및 도 10c에서는, 구조 부재(10)의 관형상부의 길이 방향의 위치에 따라 곡률이 변화하고 있다. 도 10d에서는, 구조 부재(10)는, 길이 방향의 일부에 있어서 만곡하고 있다. 도 10a 및 도 10d에 도시한 예에서는, 구조 부재(10)는, 측벽(11, 12)에 수직인 방향(x방향)에서 봤을 때 좌우 대칭이 되도록 만곡하고 있다. 도 10b, 도 10c, 및 도 10d의 구조 부재(10)는, 만곡하고 있는 부분(만곡부)과, 직선상에서 연장되는 부분(직선부)을 갖는다. 도 10c에 도시한 예에서는, 직선부의 길이 방향 양측에 만곡부가 배치된다. 즉, 만곡부의 사이에 직선부가 배치된다. 도 10d에 도시한 예에서는, 만곡부의 길이 방향 양측에 직선부가 배치된다.

이와 같이, 구조 부재(10)를 만곡시킴으로써, 만곡의 볼록 방향에 대향하는 방향의 충격에 대한 내충격성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 만곡한 구조 부재(10)의 양단부를 지지하여 이루어지는 구조 부재는, 만곡의 볼록 방향에 대향하는 방향의 충격에 대해서, 높은 내충격성을 갖는다.

도 10a 및 도 10d에 도시한 예에서는, 측벽(11)에 있어서의 한 쌍의 저강도부(11B)와 그 사이의 고강도부(11A)는, 모두 구조 부재(10)의 만곡부에 배치된다. 도 10b 및 도 10c에 도시한 예에서는, 측벽(11)에 있어서의 한 쌍의 저강도부(11B)와 그 사이의 고강도부(11A)는, 모두 구조 부재(10)의 직선부에 배치된다. 저강도부(11B)와 고강도부(11A)를 직선부에 배치하는 경우, 직선부의 중앙에 고강도부(11A)를 배치하는 것이 바람직하다. 이로써, 충격을 받았을 때의 모멘트가 높아지는 부분에 고강도부(11A)가 배치되어, 높은 내충격성이 얻어진다.

[차량으로의 적용예]

상기 서술한 바와 같이, 구조 부재(10)를 차량용 구조 부재로서 이용하는 경우, 구조 부재(10)를, 관형상부의 길이 방향으로 이격한 2개의 연결부에서 지지한 상태로 차량에 장착되는 경우가 있다. 구조 부재(10)는, 예를 들어, 차체, 범퍼 또는 차량 도어의 구조 부재로서 사용된다. 그로 인해, 구조 부재(10)를 구비하는 차체, 범퍼 또는 차량 도어도, 본 발명의 실시 형태에 포함된다.

2개의 연결부에서 지지된 구조 부재(10)의 측벽(11)에 있어서, 2개의 연결부의 사이에, 길이 방향으로 이격한 2개의 저강도부(11B)와, 그 사이의 고강도부(11A)가 배치된다. 측벽(11, 12)에 대향하는 다른쪽의 측벽(12)에도 동일하게, 고강도부(12A) 및 저강도부(12B)가 배치된다. 이로써, 구조 부재(10)에 있어서, 충격이 가해진 경우의 모멘트가 커지는 부분이 꺾이기 어렵게 할 수 있다. 그 결과, 내충격성이 높은 구조 부재가 얻어진다.

특히 부재의 중앙부는 충격이 가해진 경우에 모멘트가 커지기 쉽다. 그래서, 2개의 연결부로부터 동일한 거리의 부분(2개의 연결부 사이의 중앙)에 고강도부(11A, 12A)를 배치하는 것이 바람직하다. 또, 제1 능선(123)의 연장 방향 중앙에 고강도부(11A, 12A)가 배치된 구조 부재(10)의 양단부를 지지하는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 양단부를 지지하는 구성에는, 구조 부재(10)의 양단을 지지하는 양태에 더해, 및 구조 부재(10)의 양단의 근방의 부분을 지지하는 양태도 포함된다.

구조 부재(10)를 차량에 장착하는 경우, 구조 부재(10)의 관형상부 길이 방향이 차량의 외형을 따르도록 구조 부재(10)를 배치하는 것이 많다. 즉, 차량이 충돌한 경우의 충격이 구조 부재(10)의 길이 방향에 수직인 방향이 되도록, 구조 부재(10)가 차량에 장착되는 것이 많다. 또, 정면부(13)가 차량의 외측에, 클로징 플레이트(2)가 차량의 내측에 배치되도록, 구조 부재(10)가 차량에 장착되는 것이 있다. 이 경우, 구조 부재(10)의 연결부 사이의 중앙에 고강도부(11A)가 배치되고, 그 양측에 저강도부(11B)가 배치된다. 이로써, 구조 부재(10)에 차량의 외측으로부터 충격을 받은 경우에, 구조 부재(10)가 차량의 내측으로 돌출하는 정도가 작아진다. 반대로 클로징 플레이트(2)가 차량의 외측에 배치되기도 한다. 이 경우에도, 구조 부재(10)의 연결부 사이의 중앙에 고강도부(11A)가 배치되고, 그 양측에 저강도부(11B)가 배치된다. 클로징 플레이트(2)가 차량의 외측에 배치된 경우에도, 구조 부재(10)에 차량의 외측으로부터 충격을 받은 경우에, 구조 부재(10)가 차량의 내측으로 돌출하는 정도가 작아진다.

구조 부재(10)는, 상기와 같이, 만곡하고 있어도 된다. 이 경우, 구조 부재(10)는, 차량의 외측을 향해 볼록해지도록 차량에 장착된다. 이로써, 차량의 외측으로부터 충격을 받은 경우에, 구조 부재(10)가 보다 꺾이기 어렵게 할 수 있다.

구조 부재(10)는, 차체, 범퍼 또는 차량 도어의 일부를 구성하는 구조 부재로 할 수 있다. 예를 들어, A필러, B필러, 사이드실, 루프 레일, 플로어 멤버, 프런트 사이드 멤버라고 하는 차체를 구성하는 부재에 구조 부재(10)를 이용할 수 있다. 혹은, 도어 임팩트 빔이나 범퍼라고 하는 차체에 장착되고, 외부로부터의 충격으로부터 차량 내의 장치나 승객을 지키는 부재에 구조 부재(10)를 이용할 수도 있다.

도 11은, 모노코크 구조의 차량에 배치되는 구조 부재의 일례를 도시한 도면이다. 도 11에 도시한 예에서는, A필러(15), B필러(16), 사이드실(17), 루프 레일(18), 범퍼 빔(19), 프런트 사이드 멤버(20), 도어 임팩트 빔(21), 플로어 멤버(22), 및, 리어 사이드 멤버(23)가 차량용 구조 부재로서 이용된다. 이들 차량용 구조 부재 중 적어도 1개를, 상기의 구조 부재(10)로 구성할 수 있다.

범퍼 빔(19)에 구조 부재(10)를 적용하는 경우, 구조 부재(10)의 양단부를 프런트 사이드 멤버(20)로 지지하는 구성이 된다. 이 구성에서는, 범퍼 빔(19)의 중앙에 충격이 가해진 경우에, 하중의 모멘트가 최대가 된다. 범퍼 빔(19)의 길이 방향 중앙에 고강도부(11A, 12A)가 배치되고, 그 양측에 저강도부(11B, 12B)가 배치된다. 이로써, 범퍼 빔(19)의 중앙으로의 충격에 의한 꺾임 변형이 억제된다.

도어 임팩트 빔(21)에 구조 부재(10)를 적용하는 경우, 구조 부재(10)의 양단부에 브래킷을 설치하는 것이 있다. 구조 부재(10)는, 양단부의 브래킷을 개재하여 도어 프레임에 장착해도 된다. 이 경우에도, 고강도부(11A, 12A)를 구조 부재(10)의 길이 방향 중앙에 배치한 경우, 즉, 도어 임팩트 빔(21)을 구성하는 구조 부재(10)의 결합부인 양단부의 중앙에, 고강도부(11A, 12A)를 배치한 경우, 충격을 받았을 때의 모멘트가 가장 커지는 부분에서의 꺾임 변형을 억제할 수 있다.

차량의 구조 부재를 구성하는 구조 부재(10)의 재료로서, 인장 강도(저강도부(11B, 12B) 이외의 부분의 인장 강도)가 780MPa 이상(항복 강도 400MPa 이상)의 초고강도 강을 이용하면, 상기의 효과가 현저하게 나타난다. 또, 구조 부재(10)의 저강도부(11B, 12B) 이외의 영역의 강도를, 인장 강도로 980MPa 이상(항복 강도로 500MPa 이상)으로 함으로써, 보다 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 구조 부재(10)의 재료는, 강에 한정되지 않는다. 예를 들어, 알루미늄 그 외의 금속을 구조 부재(10)의 재료로 해도 된다.

또한, 구조 부재(10)를 적용할 수 있는 차량은, 도 11에 도시한 자동차와 같은 4륜 차량에 한정되지 않는다. 예를 들어, 이륜 차량의 구조 부재에 구조 부재(10)를 이용해도 된다. 또, 구조 부재(10)는, 모노코크 구조의 차량뿐만 아니라, 프레임 구조의 차체에 적용할 수도 있다. 또, 구조 부재(10)로 구성되는 구조 부재의 용도는, 차량용에 한정되지 않는다. 예를 들어, 내충격성 용기, 건축물, 선박, 또는, 항공기 등의 구조 부재로서, 구조 부재(10)를 이용할 수 있다.

또, 구조 부재(10)를 이용하는 양태는, 구조 부재(10)의 양단부를 다른 부재에 연결하는 양태에 한정되지 않는다. 구조 부재(10)의 제1 능선(123)의 연장 방향으로 6H 이상 떨어진 임의의 2개의 위치에서, 다른 부재를 연결해도 된다. 즉, 2개의 연결부는, 양단에 한정하지 않고, 구조 부재(10)의 임의의 위치에 배치해도 된다.

[제조 공정]

구조 부재(10)는, 전체를 동일 소재로 형성해도 된다. 구조 부재(10)는, 예를 들어, 강판으로 형성된다. 구조 부재(10)의 제조 공정에는, 저강도부(11B, 12B) 및 고강도부(11A, 12A)를 갖는 해트 부재(1)를 제작하는 공정과, 클로징 플레이트(2)를 제작하는 공정과, 해트 부재(1)와 클로징 플레이트(2)를 접합하는 공정이 포함된다. 해트 부재(1)의 제작 공정에서는, 소재에 강도차를 부여하여, 저강도 영역을 형성하는 공정이 포함된다. 또, 해트 부재(1) 및 클로징 플레이트(2)를 만곡시키는 공정이 제조 공정에 포함되어도 된다. 해트 부재(1) 및 클로징 플레이트(2)를 만곡시키는 경우에는, 예를 들어, 프레스 굽힘, 인장 굽힘, 압축 굽힘, 롤 굽힘, 푸시 스루(押通) 굽힘 또는 편심 플러그 굽힘 등의 굽힘 가공 방법이 이용된다.

구조 부재(10)의 제조 공정에는, 소재에 저강도부를 형성하는 공정이 포함된다. 저강도부를 형성하는 방법은, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 롤 포밍에 의해 강판을 단면 해트형으로 변형 가공하고, 레이저 또는 고주파 가열 등의 방법으로, 재료를 국소적으로 가열, 담금질을 행함으로써, 경화 영역을 포함하는 해트 부재(1)를 만들어 낼 수 있다. 이 경우, 담금질을 행하지 않는 영역이, 상대적으로 강도가 낮은 저강도부가 된다. 또, 조질 처리를 행하여 해트 부재(1)의 전체를 강화한 후에, 부분적으로 소둔 처리를 행하여 저강도부를 형성할 수도 있다.

혹은, 열간 프레스(핫스탬핑) 기술을 이용하여 구조 부재(10)를 제작할 수도 있다. 열간 프레스의 공정에 있어서, 가열 또는 냉각의 조건을 동일 소재에 있어서 부분적으로 상이하게 함으로써, 소재 중에 저강도 영역을 형성할 수 있다. 예를 들어, 강판을 이용하여, 강이 오스테나이트 단상역이 되는 온도(Ac3 온도) 이상으로 가열하고, 금형을 이용하여 성형을 행하면서 담금질을 행한다. 이때에, 냉각 속도에 차를 둠으로써, 급랭부는 대체로 경질인 마텐자이트 조직으로 하고, 완랭부는, 연질인 페라이트와 펄라이트의 혼상 조직 또는 베이나이트 조직으로 한다. 이로써, 완랭부를, 저강도 영역으로 할 수 있다. 또, 열간 프레스에 의해 부재 전체를 마텐자이트 조직의 고강도부로 한 후, 부분적으로 소둔하여 저강도부를 형성해도 된다.

또한, 구조 부재(10)의 제조 방법은, 상기 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 테일러드 블랭크 등, 그 외 공지의 방법을 이용하여, 저강도부를 갖는 구조 부재(10)를 형성해도 된다.

상기의 구조 부재(10)에 있어서는, 고강도부(11A, 12A)의 항복 강도의 분포가 균일하지 않은 것이 있다. 정상역에서는, 항복 강도의 편차는, ±10% 이내가 되는 것이 많다. 여기에서는, 고강도부(11A, 12A)의 항복 강도의 최대값 Smax의 90%를, 고강도부(11A, 12A)의 항복 강도 SA(기준 강도)라고 정의한다(SA=0.9 Smax). 항복 강도가 0.85SA보다 크고 0.9SA보다 작은(SA의 85%~90%) 영역(천이역)은, 고강도부(11A, 12A)의 일부로 간주한다. 고강도부(11A, 12A)에 있어서의 항복 강도는, 0.85SA(SA의 85%)보다 크다. 즉, 항복 강도가 0.85SA보다 큰 영역이 고강도부(11A, 12A)이다.

도 12는, 저강도부(11B, 12B)와 고강도부(11A, 12A)의 경계를 포함하는 부분의 항복 강도의 분포의 일례를 도시한 도면이다. 도 12에 있어서, 종축은 항복 강도, 횡축은 y방향의 위치를 나타낸다. 도 12에 도시한 예에서는, 고강도부의 항복 강도의 최대값 Smax의 90%(0.9Smax)가, 고강도부의 항복 강도 SA라고 정의된다. 고강도부에 있어서, 항복 강도가 0.9SA 이상인 영역은, 정상역이라고 칭한다. 또, 항복 강도가 0.85SA보다 크고 0.9SA보다 작은 영역은, 저강도부로부터 고강도부의 정상역에 도달할 때까지의 천이역이다. 천이역은 고강도부로 간주되며, 항복 강도가 0.85A의 위치가, 저강도부와 고강도부의 경계가 된다. 즉, 항복 강도가 0.85SA보다 큰 영역은, 고강도부가 되고, 항복 강도가 0.85SA 이하인 영역은, 저강도부이다.

저강도부의 항복 강도는, 0.6SA 이상 0.85SA 이하(SA의 60~85%)이다. 또한, 구조 부재(10)의 저강도부로 둘러싸이는 부분에 0.6SA 이하의 부분이 포함되어 있어도, 그 부분이 구조 부재(10)의 변형 거동으로의 영향을 무시할 수 있을 정도로 작은 경우에는, 저강도부(11B, 12B)의 일부라고 간주할 수 있다.

실시예

본 실시예에서는, 해트 부재와 클로징 플레이트로 구성되는 구조 부재에 압자를 충돌시킨 경우의 구조 부재의 변형을 시뮬레이션으로 해석했다. 도 13a는, 시뮬레이션에 있어서의 해석 모델의 구성을 도시한 도면이다. 본 시뮬레이션에서는, 구조 부재(100)를 2개의 대(33)에 걸쳐 놓은 상태로, 구조 부재(100)의 길이 방향의 중앙부에, 압자(임팩터)(4)를, 충돌시킨 경우의 변형 거동을 해석했다.

도 13b는, 도 13a에 도시한 구조 부재(100)를 y방향에서 본 구성을 도시한 도면이다. 구조 부재(100)는, 해트 부재(101)와, 클로징 플레이트(102)를 포함한다. 해트 부재(101)는, 정면부(113), 정면부(113)의 양단으로부터 연장되고 서로 대향하는 한 쌍의 측벽(111, 112), 및 측벽(111, 112)의 정면부(113)와는 반대측의 단부로부터 대향 방향 외측으로 연장되는 플랜지(114)를 포함한다. 클로징 플레이트(102)는, 플랜지(114)에 접합된다. 도 13a 및 도 13b에 도시한 모델에 있어서, 압자(4)가, z방향으로 이동하여 정면부(113)에 충돌하는 경우와, 압자(4)가 z방향으로 이동하여 클로징 플레이트(102)에 충돌하는 경우의 시뮬레이션을 행했다.

압자(4)의 질량은 350kg로 하고, 압자(4)의 Y방향의 폭(WI)은 160mm, 압자(4)의 충돌면(4s)의 곡률 반경(R)은 150mm로 하고, 압자(4)의 첫 속도는, 4m/초로 했다. 마찰 계수는, 0.1로 했다. 구조 부재(100)의 단면에 있어서, 정면부의 폭(W2)을 50mm로 하고, 한 쌍의 측면(111, 112)의 각각의 높이(H)를 50mm로 했다. 구조 부재(100)의 판두께(t)는 1.4mm, 구조 부재(100)의 R은 5mm, 구조 부재(100)의 측벽(111)과 정면부(113)의 경계인 제1 능선의 연장 방향(y방향)의 길이(LY)는 1000mm로 했다. 대(33) 사이의 거리(LS)는 400mm로 했다.

한 쌍의 측벽(111, 112)에, 고강도부(10A)를 배치하고, 고강도부(10A)의 y방향 양측에 저강도부(10B)를 배치했다. 고강도부(10A)는, 구조 부재(10)가 길이 방향 중앙에 배치했다. 정면부(113)에 압자(4)가 충돌한다. 구조 부재(100)의 y방향의 길이(LY)는, 측벽(111, 112)의 높이(H)의 6배 이상이다(LY≥6H).

도 13c는, 시뮬레이션에 있어서의 해석 모델의 다른 구성을 도시한 도면이다. 도 13c에 도시한 예에서는, 구조 부재(100)의 양단이 2개의 대(33)에 접합되어 있다. 도 13c에 도시한 해석 모델의 시뮬레이션의 결과는, 도 13a에 도시한 해석 모델의 시뮬레이션의 결과와 동일했다. 또, 정면부(113)에 압자(4)를 충돌시키는 시뮬레이션에 추가하여, 클로징 플레이트(102)에 압자(4)를 충돌시키는 시뮬레이션도 행했다.

저강도부(10B)의 항복 강도를 100kgf/mm², 고강도부(10A)를 포함하는 그 외의 영역의 항복 강도를 120kgf/mm²(고강도부(10A)에 대한 저강도부(10B)의 강도비를 약 0.83)로 하고, 고강도부(10A)의 치수(LA) 및 저강도부(10B)의 치수(LB)를 변화시켜, 충돌 시뮬레이션을 행했다.

하기 표 1은, 상기 강도비를 0.83(저강도부(10B)의 항복 강도를, YP100kgf/mm², 고강도부(10A)를 포함하는 그 외의 부분의 항복 강도를, YP120kgf/mm²)으로 하고, 고강도부(10A)의 치수(LA) 및 구조 부재(100)의 판두께(t)를 변화시킨 경우의 시뮬레이션 결과로부터 얻어지는 변형 거동을 나타낸다. 표 1에 있어서, 변형 거동란의 Excellent는 매우 양호, Good은 양호, Poor는, 불량을 나타낸다. 이들 변형 거동의 평가는, 압자의 침입량에 의거하여 판단했다. Poor는, 변형의 초기 단계에서 꺾여 버린 것을 의미한다. 또한, Excellent, Good, Poor의 평가의 의미는, 후에 기재한 표 5에 있어서도 동일하다. 압자의 침입량은, 임팩터 스트로크 또는 압자 변위라고도 칭한다. 하기 표 1은, 압자(4)를 정면부(113)에 충돌시킨 경우의 해석 결과이다. 이에 대해서, 압자(4)를 클로징 플레이트(102)에 충돌시킨 경우에도, 하기 표 1과 대략 동일한 해석 결과가 얻어졌다.

[표 1]

도 14는, 압자(4)의 침입량이 40mm시의 구조 부재(10)의 변형의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 도 14에서는, 표 1에 기재한 Case 1~3, 5, 7~9에 대해서, 각각 구조 부재(100)의 변형의 모습을 도시하고 있다. 도 14에 도시한 결과로부터, Case 2, 3, 5, 7, 즉 2H/3≤LA≤3H의 경우, 충격에 의해 변형하는 부분의 범위가, 그 외의 Case 1, 8, 9의 경우에 비해 넓어져 있다. 즉, Case 1, 8, 9의 경우에는, 꺽이는 개소가, 날카롭게 돌출하도록 꺽이는 「꺾임」의 변형 모드가 발생했다. Case 2, 3, 5, 7의 경우에는, 충격을 받은 정면부와 측벽의 일부가 충격에 의해 찌그러지는 「단면 찌그러짐」의 변형 모드가 발생했다.

도 15a는, 표 1에 있어서의 Case 1~12에 있어서의, 꺾임시의 임팩터 스트로크의 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다. 도 15a는, 정면부(113)에 압자(4)를 충돌시킨 경우의 시뮬레이션 결과이다. 도 15b는, 클로징 플레이트(102)에 압자(4)를 충돌시킨 경우의 시뮬레이션 결과이다. 도 15b에 있어서의 Case 1~12의 치수(LA), 두께(t)의 조건은, 표 1에 기재한 Case 1~12의 치수(LA), 두께(t)의 조건과 동일하다.

도 15a 및 도 15b에 도시한 결과에서는, Case 2~7, 10~12에서는, Case 1(즉 저강도부(10B)를 설치하지 않은 경우)보다, 꺾임시의 임팩터 스트로크가 커져 있다. 이로써, Case 2~7, 10~12의 경우에는, 저강도부(10B)를 설치하지 않은 경우에 비해, 꺾임이 발생하기 어려운 것을 알았다. 또, Case 3~7 즉 H≤LA≤3H의 경우에는, 꺾임시의 임팩터 스트로크가 다른 것보다 커져 있다. 이로써, Case 3~7의 경우에는, 특히, 꺾임이 발생하기 어려워지는 것을 알았다. 또한, Case 3, 4 즉 H≤LA≤4H/3의 경우에는, 임팩터 스트로크가 더욱 커져 있기 때문에, 보다 꺾임이 발생하기 어려워지는 것을 알았다.

또, 클로징 플레이트(102)에 충격을 가한 경우의 임팩터 스트로크(도 15b)가, 정면부(113)에 충격을 가한 경우의 임팩터 스트로크(도 15a)보다 커져 있다. 도 15b의 경우, 구조 부재(100)의 굽힘 내측(꺾임 개시측)에 플랜지(114)가 있기 때문에, 도 15a의 경우에 비해, 구조 부재(100)의 굽힘 변형에 의한 강성 저하를 억제하기 때문에, 꺾이기 어려워져 있다.

또, 저강도부(10B)의 강도와, 고강도부(10A)를 포함하는 그 외의 부분의 강도의 강도비를 변화시켜, 충돌 시뮬레이션을 행했다. 도 16은, 저강도부(10B)와, 고강도부(10A)를 포함하는 다른 부분의 강도비를 바꾸어 충격 하중을 입력한 경우의, 굽힘 변형에 의한 변형량을 도시한 그래프이다. 도 16에 있어서, 종축은, 충격 방향(z방향)에 있어서의 구조 부재(10)의 침입량(돌출량)을 나타낸다. 횡축은, 저강도부(10B)의 강도의, 고강도부(10A)의 강도에 대한 비(강도비=저강도부의 강도/고강도부의 강도)를 나타낸다. 도 16의 그래프에서는, 마름모꼴형의 플롯은, 고강도부의 항복 강도를 YS120kgf/mm²로 한 경우의 결과를 나타내고, 사각의 플롯은, 고강도부의 항복 강도를 145kgf/mm²로 한 경우의 결과를 나타낸다.

강도비가, 0.60~0.85인 구간에서는, 강도비의 증가에 수반하여 침입량은 감소하고 있다(화살표 Y1). 이 구간에서는, 구조 부재(10)의 변형 모드는, 단면이 찌그러져 있다. 이 구간에 있어서, 저강도부(10B)의 강도가 낮은(강도비가 0.60 이하) 경우, 단면 찌그러짐의 변형이 되지만, 침입량이 커져, 강도비가 0.85를 초과하는 경우의 침입량과 대략 동일하게 되었다. 강도비가 0.85를 초과하면, 침입량은, 급격하게 증가했다(화살표 Y2). 또한, 강도비 0.85 이상으로 강도비를 늘리면, 침입량은, 강도비의 증가에 따라 커졌다(화살표 Y3). 이것은, 강도비 0.85를 경계로, 변형 모드가, 단면 찌그러짐으로부터, 꺾임으로 변화했기 때문이라고 생각된다. 이와 같이, 저강도부(10B)의 강도가 너무 높으면(강도비가 높으면) 꺾임 변형하여, 침입량이 커졌다. 도 16의 결과에 의해, 충격에 의한 굽힘 변형의 침입량을 줄이는 관점에서, 강도비는 60~85%가 바람직하고, 강도비는 70~85%가 보다 바람직한 것이 확인되었다.

하기 표 2는, 저강도부(10B)를, 도 6a에 도시한 바와 같이, 측벽의 높이 방향에 있어서, 측벽의 일부에 설치한 경우의 시뮬레이션 결과로부터 얻어지는 변형 거동을 기재한다. 이 시뮬레이션은, 제1 능선의 연장 방향에 있어서의 고강도부(10A)의 치수(LA)를 측벽의 높이(H)와 동일하게 하고(LA=H), 저강도부(10B)의 제1 능선의 연장 방향의 치수(LB)를 (3/5)H로 하며, 플랜지로부터 저강도부(10B)까지의 측벽의 높이 방향에 있어서의 거리(hb)를 H/5로 했다. 측벽의 높이 방향에 있어서의 정면부로부터 저강도부(10B)까지의 거리(h)를 단계적으로 변화시켜, 각 단계의 거리(h)에 대해서, 정면부(113)에 압자(4)를 충돌시켰다. 하기 표 2에 기재한 결과에서는, 측벽의 높이 방향에 있어서의 정면부로부터 저강도부(10B)까지의 거리(h)가, 0일 때 및, H/5일 때에, 변형 거동이 매우 양호해지고, 거리(h)가 H/4일 때에 변형 거동이 양호해졌다.

[표 2]

하기 표 3은, 도 6d에 도시한 바와 같이, 고강도부(10A)를, 측벽의 높이 방향에 있어서, 플랜지로부터 거리(ha)의 위치까지 설치하고, 고강도부(10A)로부터 정면부까지 저강도부를 설치한 경우의 시뮬레이션 결과로부터 얻어지는 변형 거동을 기재한다. 이 시뮬레이션은, 제1 능선의 연장 방향에 있어서의 고강도부(10A)의 치수(LA)를 측벽의 높이(H)와 동일하게 하고(LA=H), 저강도부(10B)의 제1 능선의 연장 방향의 치수(LB)를 (3/5)H로 했다. 고강도부(10A)의 측벽의 높이 방향의 거리(ha)를 단계적으로 변화시켜, 각 단계의 거리(ha)에 대해서, 정면부(113)에 압자(4)를 충돌시켰다. 하기 표 3에 기재한 결과에서는, 거리(ha)가, 4H/5 이상일 때에, 변형 거동이 매우 양호해지고, 거리(ha)가 3H/5일 때에 변형 거동이 양호해졌다.

[표 3]

하기 표 4는, 저강도부(10B)를, 도 6b에 도시한 바와 같이, 측벽의 높이 방향에 있어서, 측벽의 일부에 설치한 경우의 시뮬레이션 결과로부터 얻어지는 변형 거동을 기재한다. 저강도부(10B)는, 정면부에 접하도록 설치했다. 이 시뮬레이션은, 제1 능선의 연장 방향에 있어서의 고강도부(10A)의 치수(LA)를 측벽의 높이(H)와 동일하게 하고(LA=H), 저강도부(10B)의 제1 능선의 연장 방향의 치수(LB)를 (3/5)H로 했다. 플랜지로부터 저강도부(10B)까지의 거리(hb)를 단계적으로 변화시켜, 각 단계의 거리(hb)에 대해서, 정면부(113)에 압자(4)를 충돌시켰다. 하기 표 4에 기재한 결과에서는, 측벽의 높이 방향에 있어서의 플랜지로부터 저강도부(10B)까지의 거리(hb)가, H/7, H/5, 및 H/2일 때에, 변형 거동이 매우 양호해지고, 거리(hb)가 4H/5일 때에 변형 거동이 양호해졌다.

[표 4]

하기 표 5는, 도 13c에 도시한 모델을 이용한 시뮬레이션에 있어서, 저강도부(10B)의 제1 능선의 연장 방향의 치수(LB)를 변화시킨 경우의 구조 부재의 변형 거동의 해석 결과를 기재한다.

[표 5]

도 17에 도시한 그래프는, 상기 표 5에 있어서의 Case 13~16 각각에 있어서의 최종적인 임팩터의 침입량을 도시한 그래프이다. 도 17에 도시한 그래프에 의해, Case 14~16의 경우, 즉, 저강도부의 제1 능선의 연장 방향의 치수(LB)가 (3/5)H, H, 2H인 경우는, LB가 (2/5)H인 경우에 비해, 임팩터의 침입량이 작아지고 있다. 이로써, LB≥(3/5)H로 함으로써, 돌출 정도를 보다 작게 할 수 있는 것을 알았다. 또, (3/5)H≤LB≤2H의 범위에서는, LB=(2/5)H의 경우에 비해, 임팩터의 침입량이 작아지고, 돌출 정도가 작아지는 것을 알았다.

이상, 본 발명의 일실시 형태를 설명했으나, 상기 서술한 실시 형태는 본 발명을 실시하기 위한 예시에 지나지 않는다. 따라서, 본 발명은 상기 서술한 실시 형태로 한정되는 일 없이, 그 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 상기 서술한 실시 형태를 적당히 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

1：구조 부재
2：클로징 플레이트
11, 12：측벽
13：정면부
14：플랜지
11A, 12A：고강도부
11B, 12B：저강도부

Claims

적어도 1장의 클로징 플레이트와, 해트 부재를 구비하는 구조 부재로서,
상기 해트 부재는,
정면부(頂面部)와,
상기 정면부의 양단부에 있는 2개의 제1 능선과,
각각이 상기 클로징 플레이트에 접합된 2개의 플랜지와,
상기 2개의 플랜지의 단부에 있는 2개의 제2 능선과,
상기 2개의 제1 능선과 상기 2개의 제2 능선 사이에, 각각 위치하는 2개의 측벽을 갖고,
상기 해트 부재와 상기 클로징 플레이트에 의해 형성되는 관형상부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 길이는, 상기 정면부에 수직인 방향에 있어서의 상기 2개의 측벽의 길이 중 긴 쪽의 길이(H)의 6배 이상이며,
상기 2개의 측벽의 각각은, 상기 2개의 측벽의 대향하는 부분에, 상기 제1 능선의 연장 방향으로, 상기 길이(H)의 2/3배 이상 3배 이하의 거리에 걸쳐서 형성되고, 항복 강도가 500MPa 이상인 고강도부와, 상기 고강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 양측에 배치되며, 항복 강도가 상기 고강도부의 60~85%인 저강도부를 포함하고,
상기 저강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향에 있어서의 길이는, 상기 길이(H)의 3/5배 이상 또한 2배 이하인, 구조 부재.
적어도 1장의 클로징 플레이트와, 해트 부재를 구비하는 구조 부재로서,
상기 해트 부재는,
정면부와,
상기 정면부의 양단부에 있는 2개의 제1 능선과,
각각이 상기 클로징 플레이트에 접합된 2개의 플랜지와,
상기 2개의 플랜지의 단부에 있는 2개의 제2 능선과,
상기 2개의 제1 능선과 상기 2개의 제2 능선 사이에, 각각 위치하는 2개의 측벽을 갖고,
상기 해트 부재와 상기 클로징 플레이트에 의해 형성되는 관형상부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 길이는, 상기 클로징 플레이트에 수직인 방향에 있어서의 상기 2개의 측벽의 길이 중 긴 쪽의 길이(H)의 6배 이상이며,
상기 2개의 측벽의 각각은, 상기 2개의 측벽의 대향하는 부분에, 상기 제1 능선의 연장 방향으로, 상기 길이(H)의 2/3배 이상 3배 이하의 거리에 걸쳐서 형성되고, 항복 강도가 500MPa 이상인 고강도부와, 상기 고강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 양측에 배치되며, 항복 강도가 상기 고강도부의 60~85%인 저강도부를 포함하고,
상기 저강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향에 있어서의 길이는, 상기 길이(H)의 3/5배 이상 또한 2배 이하인, 구조 부재.
적어도 1장의 클로징 플레이트와, 홈형 부재를 구비하는 구조 부재로서,
상기 홈형 부재는,
정면부와,
상기 정면부의 양단부에 있는 2개의 제1 능선과,
각각이 상기 클로징 플레이트에 접합되는 2개의 접합부와,
상기 2개의 제1 능선과 상기 2개의 접합부 사이에, 각각 위치하는 2개의 측벽을 갖고,
상기 홈형 부재와 상기 클로징 플레이트에 의해 형성되는 관형상부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 길이는, 상기 정면부에 수직인 방향에 있어서의, 상기 각 측벽의 길이 중 긴 쪽의 길이(H)의 6배 이상이며,
상기 2개의 측벽의 각각은, 상기 2개의 측벽의 대향하는 부분에, 상기 제1 능선의 연장 방향으로, 상기 길이(H)의 2/3배 이상 3배 이하의 거리에 걸쳐서 형성되고, 항복 강도가 500MPa 이상인 고강도부와, 상기 고강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 양측에 배치되며, 항복 강도가 상기 고강도부의 60~85%인 저강도부를 포함하고,
상기 저강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향에 있어서의 길이는, 상기 길이(H)의 3/5배 이상 또한 2배 이하인, 구조 부재.
적어도 1장의 클로징 플레이트와, 홈형 부재를 구비하는 구조 부재로서,
상기 홈형 부재는,
1개의 정면부와,
상기 정면부의 양단부에 있는 2개의 제1 능선과,
상기 클로징 플레이트에 접합된 플랜지와,
상기 플랜지의 단부에 있는 1개의 제2 능선과,
상기 제1 능선과 상기 제2 능선 사이에 있는 제1 측벽과,
상기 클로징 플레이트에 접합되는 접합부와,
상기 제1 능선과 상기 접합부 사이에 있는 제2 측벽을 구비하고,
상기 홈형 부재와 상기 클로징 플레이트에 의해 형성되는 관형상부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 길이는, 상기 정면부에 수직인 방향에 있어서의 상기 제1 측벽의 길이 또는 상기 제2 측벽의 길이 중 긴 쪽의 길이(H)의 6배 이상이며,
상기 제1 측벽은, 상기 제2 측벽과 대향하는 부분에, 상기 관형상부의 상기 제1 능선의 연장 방향으로, 상기 길이(H)의 2/3배 이상 3배 이하의 거리에 걸쳐서 형성되고, 항복 강도가 500MPa 이상인 고강도부와, 상기 고강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 양측에 배치되며, 항복 강도가 상기 고강도부의 60~85%인 저강도부를 포함하고,
상기 제2 측벽은, 상기 제1 측벽과 대향하는 부분에, 상기 관형상부의 상기 제1 능선의 연장 방향으로, 상기 길이(H)의 2/3배 이상 3배 이하의 거리에 걸쳐서 형성되고, 항복 강도가 500MPa 이상인 고강도부와, 상기 고강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향의 양측에 배치되며, 항복 강도가 상기 고강도부의 60~85%인 저강도부를 포함하고,
상기 저강도부의 상기 제1 능선의 연장 방향에 있어서의 길이는, 상기 길이(H)의 3/5배 이상 또한 2배 이하인, 구조 부재.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저강도부 사이의 상기 고강도부는 상기 관형상부에 있어서의 제1 능선의 연장 방향의 중앙에 배치되는, 구조 부재.
청구항 1, 청구항 3 및 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측벽의 상기 제1 능선측의 한쪽단과 상기 제1 능선과 반대측의 다른쪽단 사이에 있어서, 상기 측벽의 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단을 향해, 상기 측벽의 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단까지 길이의 1/4의 위치까지의 사이의 영역에, 상기 저강도부의 상기 한쪽단측의 단부가 있는, 구조 부재.
청구항 6에 있어서,
상기 측벽의 다른쪽단으로부터 상기 한쪽단을 향해, 상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단 사이의 길이의 (4/5)의 위치까지 영역에, 상기 저강도부의 상기 다른쪽단측의 단부가 위치하고,
상기 저강도부의 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단을 향하는 방향의 길이는, 상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단 사이의 길이의 1/5 이상인, 구조 부재.
청구항 6에 있어서,
상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단 사이에 있는 상기 저강도부의 단부에 인접하고, 상기 저강도부보다 항복 응력이 높은 영역을 포함하는, 구조 부재.
청구항 1, 청구항 3 및 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측벽의 상기 제1 능선측의 한쪽단과 상기 제1 능선과 반대측의 다른쪽단 사이에 있어서, 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단을 향해, 상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단의 사이의 길이의 (2/5)의 위치의 사이의 영역에, 상기 저강도부의 사이에 있는 상기 고강도부의 상기 한쪽단측의 단부가 위치하고, 상기 측벽의 상기 다른쪽단에, 상기 고강도부의 다른쪽단측의 단부가 위치하며, 상기 고강도부의 상기 한쪽단측의 단부로부터 상기 측벽의 한쪽단까지의 사이에 걸쳐서, 항복 강도가 상기 고강도부의 60~85%인 추가 저강도부가 설치되는, 구조 부재.
청구항 2에 있어서,
상기 측벽의 상기 제1 능선측과 반대측의 한쪽단과 상기 제1 능선측의 다른쪽단 사이에 있어서, 상기 측벽의 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단을 향해, 상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단 사이의 길이의 1/4의 위치까지의 사이의 영역에, 상기 저강도부의 상기 한쪽단측의 단부가 있는, 구조 부재.
청구항 10에 있어서,
상기 측벽의 다른쪽단으로부터 상기 한쪽단을 향해, 상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단 사이의 길이의 (4/5)의 위치까지 영역에, 상기 저강도부의 상기 다른쪽단측의 단부가 위치하고,
상기 저강도부의 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단을 향하는 방향의 길이는, 상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단 사이의 길이의 1/5 이상인, 구조 부재.
청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단 사이에 있는 상기 저강도부의 단부에 인접하고, 상기 저강도부보다 항복 응력이 높은 영역을 포함하는, 구조 부재.
청구항 2에 있어서,
상기 측벽의 상기 제1 능선과 반대측의 한쪽단과 상기 제1 능선측의 다른쪽단 사이에 있어서, 상기 한쪽단으로부터 상기 다른쪽단을 향해, 상기 측벽의 상기 한쪽단과 상기 다른쪽단 사이의 길이의 (2/5)의 위치의 사이의 영역에, 상기 저강도부의 사이에 있는 상기 고강도부의 상기 한쪽단측의 단부가 위치하고, 상기 측벽의 상기 다른쪽단에, 상기 고강도부의 다른쪽단측의 단부가 위치하며, 상기 고강도부의 상기 한쪽단측의 단부로부터 상기 측벽의 한쪽단까지의 사이에 걸쳐서, 항복 강도가 상기 고강도부의 60~85%인 추가 저강도부가 설치되는, 구조 부재.
청구항 1, 청구항 3, 및 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정면부측으로 볼록해지도록 만곡한, 구조 부재.
청구항 2, 청구항 10, 청구항 11 및 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클로징 플레이트측으로 볼록해지도록 만곡한, 구조 부재.
청구항 1 내지 청구항 4, 청구항 10, 청구항 11 및 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 능선의 연장 방향에 수직인 면의 단면에 있어서, 상기 클로징 플레이트가 상기 해트 부재 또는 상기 홈형 부재와 접합되는 부분을 잇는 가상 선분의 적어도 일부는, 상기 정면부와 상기 클로징 플레이트 사이에 있는, 구조 부재.
차량에 장착되는 청구항 1 내지 청구항 4, 청구항 10, 청구항 11 및 청구항 13 중 어느 한 항에 기재된 구조 부재로서,
상기 정면부 또는 상기 클로징 플레이트는, 상기 제1 능선의 연장 방향에 있어서 6H 이상 떨어진 2개소에 설치되는 2개의 연결부이며, 다른 부재에 연결되는 2개의 연결부를 포함하는, 차량용 구조 부재.
청구항 17에 있어서,
상기 고강도부는 상기 2개의 연결부 사이의 중앙에 배치되는, 구조 부재.
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