WO2012008059A1 - 凹凸部を有する板材並びにこれを用いた車両パネルおよび積層構造体 - Google Patents

凹凸部を有する板材並びにこれを用いた車両パネルおよび積層構造体 Download PDF

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WO2012008059A1
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plate
uneven
plate material
concavo
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PCT/JP2010/065037
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高橋昌也
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住友軽金属工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y10T428/24678—Waffle-form

Definitions

  • the present invention relates to a plate material having increased rigidity by forming an uneven portion, and a vehicle panel and a laminated structure configured using the plate material.
  • Patent Document 1 proposes a material in which a large number of protrusions are formed by embossing in order to ensure sufficient rigidity without increasing the plate thickness. Moreover, not only a heat insulator but the board
  • the present invention has been made in view of such problems, and is a plate material having improved rigidity by providing uneven portions, and a plate material having a pattern of uneven portions having a higher rigidity improving effect than before, and It is an object of the present invention to provide a used vehicle panel and a laminated structure.
  • 1st invention is the board
  • the concavo-convex portion is based on three reference planes, a first reference plane, an intermediate reference plane, and a second reference plane, which are virtual three planes sequentially arranged in parallel at intervals.
  • a first cell is defined as a virtual cell partitioned by a grid obtained by equally dividing each unit region into vertical and horizontal n by an integer n of 4 or more. It is classified into two types of second ridges, and each column and row of the ridges always include both the first and second ridges, and two or more of the same type are adjacent vertically or horizontally.
  • the total number of the first ridges and the total number of the second ridges in the unit region are both integers in the range of n 2 /2 ⁇ 0.5, and the first ridge And a region that is connected to the second ridge is a second reference region.
  • a second region projecting toward the The first region includes a first top surface obtained by projecting the first reference region on the first reference surface with the same magnification or reduction, an outline of the first top surface, and an outline of the first reference region.
  • the second region includes a second top surface obtained by projecting the second reference region on the second reference surface with the same magnification or reduction, an outline of the second top surface, and an outline of the second reference region. It is in the board
  • a second invention is a laminated structure formed by laminating a plurality of plate materials, wherein at least one of the plate materials is a plate material having the uneven portion of the first invention. is there.
  • a third invention is a vehicle panel having an outer panel and an inner panel joined to the back surface of the outer panel, wherein either one or both of the outer panel and the inner panel is defined in claims 1 to 13. It consists in the board
  • the concavo-convex portion includes the first region protruding toward the first reference surface from the first reference region defined on the intermediate reference surface, and the predetermined region defined on the intermediate reference surface.
  • the second region protruding from the second reference region toward the second reference surface is provided.
  • the first region includes the first top surface, the first side surface connecting the contour of the first top surface and the contour of the first reference region, and the second region includes the second top surface. And the second side surface connecting the contour of the second top surface and the contour of the second reference region.
  • the first top surface and the second top surface are formed by surfaces formed by the first reference surface and the second reference surface, respectively, or are limited to the first reference surface and the second reference surface. Instead, it may be configured by a portion protruding from the first reference surface and the second reference surface in a direction opposite to the intermediate reference surface. Examples of the shape of the protruding portion include a dome shape, a ridge line shape, and a cone shape, but are not limited thereto.
  • the plate material of the present invention is excellent in bending rigidity and surface rigidity, and is a plate material excellent in energy absorption characteristics.
  • the reason why the rigidity is improved is considered as follows. That is, the first region and the second region are arranged such that the first top surface and the second top surface arranged at positions separated in the thickness direction of the plate material, and the first side surface intersecting the thickness direction of the plate material. And many materials can be arrange
  • the areas formed by the first reference region and the second reference region are substantially the same. Therefore, the areas of the first region and the second region protruding from the front and back of the plate material are also substantially the same. Therefore, the rigidity can be improved more effectively. In addition, it is possible to obtain the effect of improving the vibration damping property accompanying the improvement of the rigidity and the effect of suppressing the sound echo due to the uneven shape.
  • the plate member having the uneven portion having excellent rigidity as part of the laminated structure as described above by using the plate member having the uneven portion having excellent rigidity as part of the laminated structure as described above, a laminated structure having extremely high rigidity and excellent energy absorption characteristics can be easily obtained. be able to. In addition, it is possible to obtain the effect of improving the vibration damping property accompanying the improvement of the rigidity and the effect of improving the sound absorption by enclosing the air layer.
  • a vehicle panel having extremely high rigidity and excellent energy absorption characteristics can be obtained by using a plate member having a highly uneven projection as described above for either one or both of the outer panel and the inner panel. Can be easily obtained.
  • FIG. 3 is a partial perspective view of an uneven portion in Example 1.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an arrangement of first regions and second regions in a unit region in the first embodiment. Explanatory drawing which shows the intermediate
  • position (A) Explanatory drawing which shows FEM analysis method of 0 degree direction by cantilever in Example 1, (b) Explanatory drawing which shows FEM analysis method of 45 degree direction.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a FEM analysis method using a disc in the first embodiment. Explanatory drawing which shows the result of the FEM analysis by a cantilever when the angle which the one side of the test piece and the one side of a unit area
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an intermediate reference surface of a plate member having an uneven portion in which shapes that are line-symmetric with respect to each side of the unit region of Example 1 are continuously arranged in Example 2.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an intermediate reference surface of a plate member having an uneven portion in which a shape obtained by rotating the unit region of Example 1 by 90 ° in Example 2 is continuously arranged.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an intermediate reference surface of a plate member having uneven portions in which a unit area of Example 1 is symmetrical with respect to each side and a shape obtained by rotating the unit region of Example 1 by 90 ° in Example 2 is randomly arranged.
  • FIG. 10 is a partial perspective view of a concavo-convex portion made of an intermediate reference plane shown in FIG. 9 in the second embodiment. Explanatory drawing which shows the FEM analysis method of the 0 degree direction by the cantilever in Example 2.
  • FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a FEM analysis method in a 45 ° direction by a cantilever in the second embodiment.
  • FIG. 4 is a load-displacement diagram of a three-point bending test in Example 2.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an arrangement of a first reference area and a second reference area in a unit area according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a partial plan view of an uneven portion in Example 4.
  • Explanatory drawing which shows the FEM analysis method by the cantilever in Example 4.
  • FIG. 6 is a load-displacement diagram of a three-point bending test in Example 4.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing the arrangement of first regions and second regions in a unit region in Example 5.
  • FIG. 10 is a partial plan view of an uneven portion in Example 7.
  • Explanatory drawing which shows the cylindrical board
  • FIG. Explanatory drawing of the laminated structure in Example 9.
  • FIG. Explanatory drawing of the vehicle panel in Example 10.
  • the representation of the shape such as a square is not limited to the geometrically narrow concept, and generally includes a shape that can be recognized as the above shape, and each side is slightly curved, Naturally, it is also allowed to provide a so-called fillet curved surface in which a round shape or the like necessary for a molded shape is formed at a corner or surface.
  • the expression of the parallel surface is not limited to the narrowly defined concept in terms of geometry, and can generally be recognized as a parallel surface, and any point on one surface of the two surfaces can be recognized. And the distance between the normal line at that point and the point where the other surface intersects has almost the same distance in any part.
  • the range of the number n that equally divides the unit region is preferably 4 ⁇ n ⁇ 10.
  • 4 ⁇ n ⁇ 10 it is possible to obtain an excellent uneven portion shape with little rigidity anisotropy.
  • n ⁇ 4 the shape of the concavo-convex portion becomes simple and anisotropy occurs in the rigidity, and the desired rigidity may not be obtained.
  • n> 10 the shape of the concavo-convex part may be small and desired rigidity may not be obtained.
  • the shape of the concavo-convex portion may be complicated and it may be difficult to form.
  • the first reference region and the second reference region are formed so that the corner portions of the first reference region and the second reference region are not changed after the first ridge and the second ridge are connected.
  • the corner refers to a corner that becomes a convex angle in the outline of the first reference area and a corner that becomes a convex angle in the outline of the second reference area.
  • grooved part can be smoothed, while being easy to shape
  • the first reference region and the second reference region may include a part of a boundary line formed between the first reference region and the second reference region, after connecting the first and second reeds. It can also be configured by inclining so as not to change. Also in this case, it is possible to improve the formability of the plate material having the concavo-convex portion, expand the application, or improve the design.
  • region is all the same magnitude
  • the unit region is preferably composed of a plurality of sizes. In this case, it is possible to apply uneven shape of various sizes according to the use, and to improve the design.
  • the inclination angle ⁇ 1 (°) of the first side surface with respect to the intermediate reference surface and the inclination angle ⁇ 2 (°) of the second side surface with respect to the intermediate reference surface are 10 It is preferably in the range of ° to 90 °.
  • the inclination angle ⁇ 1 (°) of the first side surface and the inclination angle ⁇ 2 (°) of the second side surface with respect to the intermediate reference surface are in the range of 10 ° to 90 °, the moldability is secured.
  • an uneven portion shape having an excellent rigidity improvement rate can be obtained.
  • the upper limit values of the inclination angle ⁇ 1 (°) of the first side surface and the inclination angle ⁇ 2 (°) of the second side surface are 70 ° or less due to formability problems. More preferably. Therefore, a more preferable range is 10 ° to 70 °.
  • the said 1st side surface and the said 2nd side surface are comprised by several surfaces, all of those surfaces do not need to be the same inclination angles, and you may change an inclination angle according to a site
  • the plate member having the concavo-convex portion at least a part of the first top surface and the second top surface protrudes up and down in the thickness direction with the first reference surface or the second reference surface as a neutral surface. It is preferable that a sub uneven portion having a shape is provided.
  • grooved part the thing of the shape which reduced the uneven
  • the plate member having the concavo-convex portion it is preferable that at least a part of the first reference surface, the intermediate reference surface, and the second reference surface that are sequentially arranged are formed of parallel curved surfaces. In this case, it is possible to deform the plate material having the above-described uneven portion having high rigidity into various shapes, and the application can be expanded.
  • the concavo-convex portion is formed by press-molding the metal plate.
  • the metal plate can be easily formed with uneven portions by performing plastic working such as press forming such as embossing or roll forming. Therefore, in the case of a metal plate, it is relatively easy to apply the above excellent uneven shape.
  • various materials that can be plastically processed such as aluminum alloy, steel, and copper alloy can be applied.
  • plate material has the said uneven
  • the plate thickness t (mm) before forming the metal plate is preferably 0.05 mm to 6.0 mm.
  • the thickness of the metal plate is less than 0.05 mm or more than 6.0 mm, there is little need to improve the rigidity in terms of use.
  • the ratio L / t between the length L (mm) of one side of the unit region and the plate thickness t (mm) of the metal plate is preferably 10 to 2000. If the ratio L / t is less than 10, molding may be difficult. On the other hand, if the ratio L / t exceeds 2000, a sufficient uneven portion shape cannot be formed and rigidity is reduced. There is a risk of problems.
  • a ratio H1 / t between the protruding height H1 (mm) of the first region and the plate thickness t (mm), and the first side surface and the intermediate reference surface are formed.
  • the largest inclination angle ⁇ 1 (°) has a relationship of 1 ⁇ (H1 / t) ⁇ ⁇ 3 ⁇ 1 +272, and the protrusion height H2 (mm) of the second region and the plate thickness t (mm)
  • Ratio H2 / t and the largest inclination angle ⁇ 2 (°) formed by the second side surface and the intermediate reference surface preferably have a relationship of 1 ⁇ (H2 / t) ⁇ ⁇ 3 ⁇ 2 +272.
  • the ratio H1 / t When the ratio H1 / t is less than 1, there may be a problem that the effect of improving the rigidity by forming the first region cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the ratio H1 / t exceeds ⁇ 3 ⁇ 1 +272, there is a possibility that a problem that molding becomes difficult may occur. Similarly, when the ratio H2 / t is less than 1, there may be a problem that the effect of improving the rigidity due to the formation of the first region cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the ratio H2 / t exceeds ⁇ 3 ⁇ 2 +272, there is a possibility that a problem that molding becomes difficult may occur.
  • a laminate having a three-layer structure composed of one flat face plate disposed on both sides of the plate having the concavo-convex portion as one core material can do.
  • a structure in which such a basic structure is repeated that is, a multilayer structure in which a plurality of plate members having the above-described uneven portions are laminated on each other via a flat face plate.
  • a structure in which a plate material having a plurality of uneven portions is directly laminated to form a core material, and a flat face plate is bonded to the surface of one side or both sides thereof can also be adopted.
  • it can also be set as the laminated structure of the state which only laminated
  • the number of laminated plate members can be changed according to the application and required characteristics.
  • the vehicle panel of the third invention is not limited to automobile hoods, but can be applied to panels and reinforcing members such as doors, roofs, floors and trunk lids, and energy absorbing members such as bumpers, crash boxes and door beams.
  • a steel plate, an aluminum alloy plate, etc. can be used as the outer panel and the inner panel.
  • the outer panel is made of an aluminum alloy plate, for example, a 6000 series alloy is preferable because it is relatively inexpensive.
  • the inner panel is made of an aluminum alloy plate, for example, a 5000 series alloy plate is preferable because of its relatively good formability.
  • FIG. 1 shows a plan view of a part of the uneven portion 20.
  • the outlines of the first area 21 and the second area 22 on the intermediate reference plane, which do not appear as outlines, are indicated by broken lines (FIGS. 2, 5, 11 to 13, which will be described later).
  • FIG. 3 shows the shape of the concavo-convex portion 20 of the plate material 1 by the arrangement of the first reference region 213 and the second reference region 223 in the unit region 23 arranged on the intermediate reference plane K3 (see below). The same applies to 17, 20, and 24).
  • FIG. 4 shows the shape of the concavo-convex portion 20 of the plate 1 by the arrangement of the unit regions 23 on the intermediate reference plane K3 (FIGS. 8 to 10, 21, 21, 25, and 26 described later also). The same).
  • the plate material 1 having the concavo-convex portion 20 of this example is a plate material having increased rigidity by forming the concavo-convex portion 20 as shown in FIGS.
  • the uneven portion 20 is configured as follows. Three reference surfaces, ie, a first reference surface K1, an intermediate reference surface K3, and a second reference surface K2, which are three virtual surfaces sequentially arranged in parallel at intervals, are used as a reference, and the intermediate reference surface K3 is defined as a virtual square. It is assumed that the unit area 23 is spread.
  • the virtual cells partitioned by the grid obtained by dividing the inside of each unit region 23 vertically and horizontally into four types are classified into two types, a first tile 231 and a second tile 232.
  • Each column and each row of the meshes include both the first cage 231 and the second cage 232, and are arranged so that two or more of the same type are adjacent vertically or horizontally.
  • the total number of the first rods 231 and the total number of the second rods 232 in the unit region 23 are both eight.
  • a region where the first rods 231 are connected is referred to as a first reference region 213, and a region where the second rods 232 are connected is referred to as a second reference region 223.
  • the concavo-convex portion 20 includes a first region 21 projecting from the first reference region 213 defined on the intermediate reference surface K3 toward the first reference surface K1, and the intermediate reference surface K3. And a second region 22 projecting from the second reference region 223 defined in step 2 toward the second reference surface K2.
  • the first region 21 includes a first top surface 211 obtained by projecting the first reference region 213 on the first reference surface K1 with the same magnification or reduction, the contour of the first top surface 211, and the contour of the first reference region 213. And a first side surface 212 connecting the two.
  • the second region 22 includes a second top surface 221 obtained by projecting the second reference region 223 on the second reference surface K2 with the same magnification or reduction, the contour of the second top surface 221, and the second reference region 223. It consists of a second side 222 connecting the contour.
  • the three reference planes of the first reference plane K1, the intermediate reference plane K3, and the second reference plane K2 in this example are parallel planes.
  • the first top surface 211 is configured such that the thickness center thereof overlaps with the first reference plane K1
  • the second top surface 221 is configured so that the thickness center thereof overlaps with the second reference plane K2.
  • the distance formed by the first reference plane K1 and the intermediate reference plane K3 is defined as a projection height H1 (mm)
  • the distance defined by the second reference plane K2 and the intermediate reference plane K3 is defined as a projection height H2 (mm).
  • region 22 have the same shape and dimension, and only a protrusion direction differs.
  • the protrusion height H1 (mm) of the first region 21 and the protrusion height H2 (mm) of the second region 22 were both 1.0 mm.
  • the uneven portion 20 is formed by press molding using a pair of molds.
  • molding method can also employ
  • the inclination angle ⁇ 1 (°) of the first side surface 212 with respect to the intermediate reference plane K3 and the inclination angle ⁇ 2 (°) of the second side surface 222 with respect to the intermediate reference plane K3 are both 45 °.
  • the first side surface 212 and the second side surface 222 are continuously formed by a single plane without having a bent portion.
  • the ratio L / t between the length L (mm) of one side of the unit region 23 and the thickness t (mm) of the aluminum plate is 80, which is in the range of 10 to 2000.
  • the plate material 1 having the concavo-convex portion 20 in this example has the concavo-convex portion having a special shape as described above. That is, the concavo-convex portion 20 includes a first region 21 protruding from the first reference region 213 defined on the intermediate reference surface K3 toward the first reference surface K1, and a second reference region defined on the intermediate reference surface K3. And a second region 22 projecting from 223 toward the second reference plane K2.
  • the first region 21 includes a first top surface 211 and a first side surface 212 that connects the contour of the first top surface 211 and the contour of the first reference region 213, and the second region 22 includes the second top surface. 221 and a second side surface 222 that connects the contour of the second top surface 221 and the contour of the second reference region 223.
  • the first region 21 and the second region 22 include a first top surface 211 and a second top surface 221 that are arranged at positions separated in the thickness direction of the plate material 1, and a first side surface 212 that intersects the thickness direction of the plate material 1. And a second side 222, and many materials can be arranged at a position away from the neutral plane. Therefore, many materials can be effectively used as the strength member, and the rigidity improvement effect and energy absorption characteristics can be greatly enhanced.
  • the areas formed by the first reference region 213 and the second reference region 223 are the same. Therefore, the areas of the first region 21 and the second region 22 protruding from the front and back of the plate material 1 are also the same. Therefore, the rigidity can be improved more effectively. In addition, it is possible to obtain an effect of improving the vibration damping properties accompanying the improvement of rigidity and an effect of suppressing the sound echo due to the uneven shape.
  • the FEM analysis of the bending rigidity evaluation by the cantilever has a direction in which one end Z1 is a fixed end and the other end Z2 is a free end (0 ° direction) and a 45 ° oblique direction (45 °). (Direction). The same applies to other embodiments.
  • the test piece is provided with its sides in a direction parallel to one side of the unit region 23 (FIG. 3). It was found that the plate material 1 having the concavo-convex portion 20 of Example 1 improved the bending rigidity to 9.9 times as compared with the flat plate-like base plate. ⁇ 45 ° direction> As shown in FIG. 5B, the test piece is provided with its sides in a direction forming 45 ° with respect to one side of the unit region 23 (FIG. 3). It was found that the plate material 1 having the concavo-convex portion 20 of Example 1 has a bending rigidity improved by 7.0 times compared to the flat base plate.
  • the angle formed between one side of the test piece and one side of the unit region 23 is 0 °, 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 °
  • the bending stiffness was evaluated when changing in each direction of 90 °.
  • the results of the FEM analysis are shown in a graph (FIG. 7) in which the horizontal axis is the angle and the vertical axis is the bending rigidity improvement rate.
  • P2 rigidity improvement rate
  • P1 in the 15 ° direction was the highest at 11.72 times.
  • Example 2 As shown in FIGS. 8 to 10, the present example is a modification of the plate 1 having the concavo-convex portion 20 of Example 1, and from the first reference region 213 and the second reference region 223 shown in FIGS. This is an example in which the concavo-convex portion 20 protruding with respect to the first reference surface K1 and the second reference surface K2 is formed. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the plate 1 made up of the intermediate reference plane K3 shown in FIG. 8 is an example in which the unit regions 23 of the first embodiment are continuously arranged so as to be line-symmetric with respect to the respective sides.
  • the plate 1 made up of the intermediate reference plane K3 shown in FIG. 10 is an example in which an arrangement that is line-symmetric with respect to each side of the unit region 23 of Example 1 and an arrangement that rotates the unit region 23 by 90 ° are randomly arranged. is there. In any of the above-described modifications, the same operational effects as those of the first embodiment are exhibited.
  • FEM analysis Also in this example, the same FEM analysis as in Example 1 was performed.
  • ⁇ Evaluation of bending stiffness by cantilever> In the FEM analysis of a cantilever beam, as shown in FIGS. 12 and 13, the amount of deflection when one end Z1 of the test piece is fixed, the other end Z2 is the free end, and a load of 1 N is applied to the center of the free end. Ask for.
  • the shape of the test piece has a rectangular shape of 120 mm ⁇ 120 mm, and the uneven portion 20 shown in this example is formed on the entire surface. Further, the plate thickness t after forming the plate was set to 0.264 mm from the increase ratio of the surface area. The evaluation was performed by comparing the amount of deflection obtained by performing the same FEM analysis on a flat base plate on which the uneven portion 20 was not formed.
  • the test piece is provided with its sides in a direction parallel to one side of the unit region 23. It was found that the plate material 1 having the concavo-convex portion 20 of Example 2 was improved in bending rigidity by 7.56 times compared to the flat plate. ⁇ 45 ° direction> As shown in FIG. 13, the test piece is provided with its sides in a direction of 45 ° with respect to one side of the unit region 23. It was found that the plate material 1 having the concavo-convex portion 20 of Example 2 improved the bending rigidity by 8.46 times compared to the flat plate.
  • the angle formed between one side of the test piece and one side of the unit region 23 is 0 °, 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 °
  • the bending stiffness was evaluated when changing in each direction of 90 °.
  • the results of the FEM analysis are shown in a graph (FIG. 14) in which the angle is the horizontal axis and the bending rigidity improvement rate is the vertical axis.
  • the stiffness improvement rate (P3) in the 0 ° direction was the lowest at 7.56 times
  • the stiffness improvement rate (P4) in the 30 ° direction was the highest at 8.49 times.
  • the shape of the concavo-convex portion 20 shown in this example has very little bending rigidity anisotropy.
  • the formation direction is the same as in the 0 ° direction and 45 ° direction of the FEM analysis in the cantilever.
  • FIG. 16 shows a load-displacement diagram with the load obtained from the results of the three-point bending test as the vertical axis and the displacement as the horizontal axis.
  • the measurement result of the plate 1 provided with the uneven portion 20 in the 45 ° direction is a solid line X1
  • the measurement result of the plate 1 provided with the uneven portion 20 in the 0 ° direction is the solid line Y1
  • the measurement result of the flat plate-shaped base plate Is indicated by a solid line Z1.
  • the solid line X1 has a rising inclination angle of 6.7 times that of the solid line Z1. Therefore, it was clarified that the bending rigidity of the plate 1 provided with the concavo-convex portions 20 in the 45 ° direction is improved by 6.7 times as compared with the flat base plate.
  • the solid line Y1 has a rising inclination angle of 6.4 times that of the solid line Z1. Therefore, it has been clarified that the bending rigidity of the plate 1 provided with the concavo-convex portion 20 in the 0 ° direction is improved 6.4 times as compared with the flat base plate.
  • the average load value up to a displacement of 9 mm was 25.94 N for the plate material 1 provided with the uneven portion 20 in the 45 ° direction, and 5.36 N for the flat base plate. Therefore, it has been clarified that the energy absorption amount of the plate material 1 is improved about 4.84 times as compared with the flat plate.
  • the plate material 1 provided with the concavo-convex portion 20 in the 0 ° direction is 20.78 N, and it has become clear that the energy absorption amount of the plate material 1 is improved by about 3.87 times compared to the flat plate-shaped base plate. .
  • the reason why the bending rigidity evaluation result by the cantilever using the above-mentioned FEM analysis and the result of the above three-point bending test are different is considered as follows. That is, the FEM analysis is an approximate calculation, and the calculation result includes an error. In the FEM model, the plate thickness distribution is uniform although the plate thickness is set in consideration of the plate thickness reduction. On the other hand, the test piece used for the three-point bending has a plate thickness distribution accompanying deformation during molding. In addition, a fillet having a radius of 2.0 mm is applied to the corner of the actual test piece at the neutral surface of the plate material for convenience of molding, but no fillet is formed in the FEM model. Furthermore, the difference in the distance between the support points in the FEM analysis of the bending by the cantilever and the three-point bending test can be considered.
  • Example 3 In this example, as shown in FIG. 17, the first reference region 213 and the second reference region 223 arranged in the unit region 23 of Example 1 are connected to the first rod 231 and the second rod 232, respectively.
  • the two convex corners a1 formed by the contour of the first reference region 213 and the two convex corners a2 formed by the second reference region 223 are Is also deformed into an arc with the same radius of curvature.
  • the concavo-convex portion 20 that protrudes with respect to the first reference surface K1 and the second reference surface K2 is formed from the first reference region 213 and the second reference region 223 shown in FIG.
  • the shape of the concavo-convex portion 20 can be deformed by changing the arrangement of the unit regions 23 of this example.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • grooved part 20 can be made smooth, while forming becomes easy, the expansion of a use and improvement of design property can be aimed at.
  • the same effects as those of the first embodiment are obtained.
  • the plate member 1 having the concavo-convex portion 20 of this example is an example in which the inside of the unit region 23 is divided into six equal parts (FIG. 20).
  • a cell existing at any one corner of the unit region 23 is set as a reference cell (1-A).
  • a column along the side of the unit region 23 including the reference cell (1-A) is defined as a first column, and columns adjacent to the first column are defined as second to sixth columns.
  • a row along the side of the unit region 23 including the reference cell (1-A) is set as A row, and adjacent rows are sequentially set as B to F rows.
  • the ridge where each column intersects each row is represented using the number of each column and the alphabet of each row.
  • the reference region 23 in this example includes 1-A ⁇ to 5-A ⁇ , 4-B ⁇ to 5-B ⁇ , 4-C ⁇ to 5-C ⁇ , 2-D ⁇ to 3-D ⁇ , 2- Eighteen ridges E to 3-E ⁇ and 2-F ⁇ to 6-F ⁇ ⁇ are designated as first ridges 231, and the other 18 folds are designated as second ridges 232.
  • first ridges 231 2- Eighteen ridges E to 3-E ⁇ and 2-F ⁇ to 6-F ⁇ ⁇
  • two first reference regions 213 and two second reference regions 223 are formed in the unit region 23.
  • the plate material 1 (FIGS. 18 and 19) is formed of an intermediate reference plane in which the unit regions 23 are continuously arranged so as to be line-symmetric with respect to the respective sides. .
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the test piece is provided with a side in a direction parallel to one side of the unit region 23 (FIG. 20). It was found that the plate material 1 having the concavo-convex portion 20 of Example 4 has a bending rigidity improved by 14.89 times compared to the flat base plate. ⁇ 45 ° direction> The test piece is provided with a side in a direction of 45 ° with respect to one side of the unit region 23 (FIG. 20). It was found that the plate material 1 having the concavo-convex portion 20 of Example 4 was improved in bending rigidity by 9.45 times compared to the flat base plate.
  • the angle formed between one side of the test piece and one side of the unit region 23 is 0 °, 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 °
  • the bending stiffness was evaluated when changing in each direction of 90 °.
  • the results of the FEM analysis are shown in a graph (FIG. 22) in which the angle is the horizontal axis and the bending rigidity improvement rate is the vertical axis.
  • the rigidity improvement rate (P6) in the 45 ° direction was the lowest at 9.45 times
  • the rigidity improvement rate (P5) in the 0 ° direction was the highest at 14.89 times.
  • a load was applied to the center position on one surface by a flat plate-shaped pressing jig J having a semicircular tip section, and the amount of displacement was measured.
  • the evaluation was performed by similarly performing a three-point bending test on a flat base plate on which the uneven portion 20 was not formed, and comparing the load-displacement diagrams.
  • the formation direction of the concavo-convex portion 20 is the same as in the 0 ° direction and 45 ° direction of FEM analysis in the cantilever.
  • the inclination angle ⁇ 2 (°) is both 30 °, and the first side surface 212 and the second side surface 222 are continuously formed by one plane without having a bent portion. Further, the protruding height H1 (mm) of the first region 21 and the protruding height H2 (mm) of the second region 22 were both 1.5 mm.
  • FIG. 23 shows a load-displacement diagram with the load obtained from the results of the three-point bending test as the vertical axis and the displacement as the horizontal axis.
  • the measurement result of the plate 1 provided with the uneven portion 20 in the 45 ° direction is a solid line X2
  • the measurement result of the plate 1 provided with the uneven portion 20 in the 0 ° direction is the solid line Y2
  • the measurement result of the flat base plate Is indicated by a solid line Z2.
  • the solid line X2 has a rising angle of 12.1 times that of the solid line Z2. Therefore, it was clarified that the bending rigidity of the plate 1 provided with the concavo-convex portions 20 in the 45 ° direction is improved 12.1 times compared to the flat plate-like base plate.
  • the solid line Y2 has a rising inclination angle of 15.4 times that of the solid line Z2. Therefore, it has been clarified that the bending rigidity of the plate 1 provided with the concavo-convex portion 20 in the 0 ° direction is improved 15.4 times as compared with the flat base plate.
  • the concavo-convex portion 20 of this example has a very excellent concavo-convex shape with a particularly high rigidity improvement rate and little rigidity anisotropy.
  • the plate member 1 having the concavo-convex portion 20 in this example is an example in which the inside of the unit region 23 is divided into five equal parts.
  • Four rectangles composed of three first rods 231 arranged in one row are formed.
  • the four rectangles made up of the first ridges are arranged so that each of them does not touch and the long side touches any one side of the unit region 23.
  • the short side located on the opposite side to the short side located at the corner of the rectangular unit region 23 made of the first ridge.
  • the side b is inclined so that the angle ⁇ formed by the short side b and the side of the unit region 23 is 45 °.
  • the areas of the first reference region 213 and the second reference region 223 formed are the same before and after the short side b is inclined.
  • the unit areas 23 are continuously arranged in the same posture in the vertical and horizontal directions.
  • the concavo-convex portion 20 protruding from the first reference surface K1 and the second reference surface K2 is formed from the first reference region 213 and the second reference region 223 shown in FIG. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the inclination angle ⁇ of the contour line is set to 45 °, but the present invention is not limited to this.
  • Example 6 This example is a modification of the plate 1 having the concavo-convex portion 20 of Example 5, as shown in FIG.
  • the plate material 1 shown in FIG. 26 is an example in which the unit region 23 of Example 5 and the unit region 233 having a size twice that of the unit region 23 are combined and arranged.
  • the concavo-convex portion 20 protruding from the first reference surface K1 and the second reference surface K2 is formed from the first reference region 213 and the second reference region 223 shown in FIG.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • irregularities of various sizes can be applied depending on the application.
  • the design can be improved.
  • by changing the size of the unit region it is possible to obtain plate materials having different rigidity depending on the location.
  • the same effects as those of the first embodiment are obtained.
  • Example 7 In this example, as shown in FIG. 27, in the plate 1 having the concavo-convex portion 20 shown in Example 4, the sub concavo-convex portion 201 is formed on the first top surface 211 and the second top surface 221.
  • the first reference surface K1 and the second reference surface K2 are neutral surfaces, and the sub uneven portions 201 having a shape corresponding to a shape obtained by reducing the uneven portion 20 to approximately 1/8 are protruded vertically in the plate thickness direction.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the rigidity improvement rate of the plate 1 having the uneven portion 20 can be further improved.
  • the same effects as those of the first embodiment are obtained.
  • the concavo-convex portion 20 is provided in the cylindrical material 11.
  • the first reference plane K1, the intermediate reference plane K3, and the second reference plane K2 are formed of cylindrical curved surfaces that are sequentially arranged in parallel.
  • the unit shape of the concavo-convex portion 20 is obtained by projecting the unit shape 23 shown in Example 4 onto the intermediate reference plane K3 along the curved surface formed by the intermediate reference plane K3.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the plate member 1 having the excellent uneven portion 20 having high rigidity can be deformed into various shapes, and the application can be expanded.
  • the same effects as those of the first embodiment are obtained.
  • the rigidity can be increased without increasing the thickness of the material.
  • the cylindrical material 11 of this example has excellent energy absorption characteristics. Therefore, high rigidity and the outstanding energy absorption characteristic can be provided by using for members, such as a motor vehicle.
  • Example 9 the laminated structure 5 is configured using the plate material 1 having the uneven portion 20 of Example 1 as a core material. That is, the laminated structure 5 is formed by bonding the face plates 42 and 43 to the surfaces on both sides of the core material made of the single plate material 1 having the uneven portion 20.
  • the face plates 42 and 43 are made of an aluminum alloy plate having a material of 3000 series and a plate thickness of 1.0 mm.
  • the laminated structure 5 of this example uses the plate material 1 having the uneven portion 20 having excellent rigidity as described above as a core material, and the first top surface 211 of the first region 21 and the second region 22 of the second region 22.
  • the laminated structure 5 having a remarkably higher rigidity than that of a single plate material having the uneven portion 20 is obtained.
  • both the plate 1 and the face plates 42 and 43 are made of an aluminum alloy plate, the weight can be reduced.
  • a Helmholtz type sound absorbing structure is obtained, and the sound absorbing property can be further improved.
  • a metal plate other than an aluminum alloy for example, a steel plate, a titanium plate, a resin plate, or the like can be applied.
  • the plate material 1 described in the first to seventh embodiments is used as an inner panel, and the first top surface 211 of the first region 21 is arranged toward the back surface side of the outer panel 61. It is an example of the vehicle panel 6 comprised.
  • the inner panel is joined to the outer panel 61 at the outer peripheral portion by hem processing or the like.
  • the plate 1 having the concavo-convex portion 20 constituting the inner panel is excellent in the rigidity improving effect as described above, the energy of the primary collision and the secondary collision when the pedestrian collides. It is excellent in the property of absorbing the energy. In addition, it is possible to obtain the effect of improving the vibration damping property accompanying the improvement of the rigidity and the effect of improving the sound absorption by enclosing the air layer.
  • grooved part 20 was used as an inner panel, it can be used for any one or both of an inner panel and an outer panel.

Landscapes

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Abstract

　凹凸部２０を有する板材１。第１基準面Ｋ１、第２基準面Ｋ２、中間基準面Ｋ３を基準とし、中間基準面Ｋ３に配した単位領域２３を縦横ｎ等分した格子によって区画された升目を第１升２３１と第２升２３２とに分類する。第１升２３１を連ねた領域を第１基準領域２１３とし第２升２３２を連ねた領域を第２基準領域２２３とする。第１基準領域２１３から第１基準面Ｋ１に対して突出する第１領域２１と、第２基準領域２１３から第２基準面Ｋ２に対して突出する第２領域２２とを有する。第１領域は、第１頂面２１１と、第１側面２１２とからなる。第２領域は、第２頂面２２１と、第２側面２２１とからなる。

Description

凹凸部を有する板材並びにこれを用いた車両パネルおよび積層構造体
　本発明は、凹凸部を形成することによって剛性を高めた板材、並びにこれを用いて構成した車両パネルおよび積層構造体に関する。
　例えば自動車においては、軽量化を目的として、鋼板等によって構成されている部品の材料を、アルミニウム合金板等の軽量な材料に置き換えることが検討、実施されている。この場合、軽量化の前提として、要求される剛性を確保することが必要である。
　これまで、板材の板厚を厚くすることなく剛性を向上させるために、板材に凹凸模様を設けて形状的に剛性を向上させることが検討されてきた。
　例えば、自動車部品の一つに、ヒートインシュレータという板材よりなる部品がある。特許文献１には、その材料として、板厚を厚くすることなく十分な剛性を確保するために、エンボス成形による多数の突部を形成したものが提案されている。また、ヒートインシュレータに限らず、様々な用途においてエンボス成形等の凹凸部を形成することによって剛性を向上させた板材が提案されている。（特許文献２～６）
特開２０００－１３６７２０号公報 特開２０００－２５７４４１号公報 特開平９－２５４９５５号公報 特開２０００－２８８６４３号公報 特開２００２－３０７１１７号公報 特開２００２－３２１０１８号公報
　上記特許文献１のように、多数の凹凸部を形成した板材は、凹凸部の無いものよりも剛性が高くなることは事実である。しかしながら、板厚を厚くすることなく剛性を向上するのに最適な凹凸部形状がいかなるものであるかについては、未だ解明できているとは言えない。そして、剛性向上率をこれまで以上に高くすることは、常に要求されている。
　また、自動車に限らず、様々な機械装置等において、板材からなる部分を少しでも軽量化する要求が存在する。軽量化の必要性以外にも、材料費削減の効果も期待されている。また、板材（板形状を有する材料）であれば、材質を問わず剛性向上要求は存在する。
　また、剛性向上効果の高い凹凸部を有する板材を用いて、これを含んだ積層構造体や、剛性向上効果の高い凹凸部を有する板材を用いた車両パネルについても、従来以上の高剛性なものとすることも求められている。
　本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、凹凸部を設けることによって剛性を向上させた板材であって、従来よりも剛性向上効果の高い凹凸部のパターンを有する板材、およびこれを用いた車両パネル並びに積層構造体を提供しようとするものである。
　第１の発明は、凹凸部を形成することによって剛性を高めた板材であって、
　上記凹凸部は、間隔をあけて順次平行に配された仮想の３つの面である第１基準面、中間基準面および第２基準面という３つの基準面を基準とし、
　上記中間基準面を仮想の正方形である単位領域を敷き詰めたものと仮定し、上記各単位領域内を４以上の整数ｎによって縦横ｎ等分した格子によって区画される仮想の升目を第１升と第２升の２種類に分類し、上記升目の各縦列及び横列には、上記第１升と上記第２升の両者を必ず含むと共に、同種類のものが縦または横に２個以上隣接するように配置し、かつ、上記単位領域内における上記第１升の合計個数及び上記第２升の合計個数は、いずれもｎ２／２±０．５の範囲内の整数とし、上記第１升を連ねた領域を第１基準領域とすると共に上記第２升を連ねた領域を第２基準領域とし、
　上記中間基準面上において定められた上記第１基準領域から上記第１基準面に向かって突出する第１領域と、上記中間基準面上において定められた上記第２基準領域から上記第２基準面に向かって突出する第２領域とを設け、
　上記第１領域は、上記第１基準領域を上記第１基準面上に等倍または縮小して投影した第１頂面と、該第１頂面の輪郭と上記第１基準領域の輪郭とをつなぐ第１側面とからなり、
　上記第２領域は、上記第２基準領域を上記第２基準面上に等倍または縮小して投影した第２頂面と、該第２頂面の輪郭と上記第２基準領域の輪郭とをつなぐ第２側面とからなる
よう構成したことを特徴とする凹凸部を有する板材にある。
　第２の発明は、複数の板材を積層してなる積層構造体であって、上記板材の少なくとも１枚は上記第１の発明の凹凸部を有する板材であることを特徴とする積層構造体にある。
　第３の発明は、アウターパネルと該アウターパネルの裏面に接合されたインナーパネルとを有する車両パネルであって、上記アウターパネルと上記インナーパネルのいずれか一方又は両方が、請求項１～１３のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材よりなることを特徴とする車両パネルにある。
　第１の発明における上記凹凸部を有する板材は、上記特殊な形状の凹凸部を有している。上記凹凸部は、上記のごとく、上記中間基準面上において定められた上記第１基準領域から上記第１基準面に向かって突出する上記第１領域と、上記中間基準面上において定められた上記第２基準領域から上記第２基準面に向かって突出する上記第２領域とを設けてなる。そして上記第１領域は、上記第１頂面と、該第１頂面の輪郭と上記第１基準領域の輪郭とをつなぐ上記第１側面とからなり、上記第２領域は、上記第２頂面と、該第２頂面の輪郭と上記第２基準領域の輪郭とをつなぐ上記第２側面とからなる。
　尚、上記第１頂面および上記第２頂面は、それぞれ上記第１基準面および上記第２基準面がなす面によって構成するか、あるいは、上記第１基準面および上記第２基準面に限定するものではなく、上記第１基準面および上記第２基準面から上記中間基準面とは逆の方向に突出した部位によって構成することができる。突出した部位の形状例としては、ドーム形状、稜線形状、錐形状等があるがこれに限定するものではない。
　このような構造を有しているので、本発明の上記板材は曲げ剛性および面剛性に優れると共に、エネルギー吸収特性に優れた板材となる。
　剛性が向上する理由は、次のように考えられる。即ち、上記第１領域と上記第２領域は、板材の厚さ方向に離れた位置に配置した上記第１頂面および上記第２頂面と、板材の厚さ方向に交差した上記第１側面および上記第２側面とからなり、中立面から離れた位置に多くの材料を配置できる。そのため、多くの材料を強度部材として効果的に使用することができ、剛性向上効果を高めることができる。
　また、上記第１基準領域と上記第２基準領域とがなす面積を略同一としている。そのため、上記板材の表裏に突出する上記第１領域と上記第２領域の面積も略同一となる。したがって、より効果的に剛性を向上させることができる。
　また、剛性の向上に伴う制振性の向上効果と、凹凸形状による音の反響の抑制効果を得ることができる。
　このように、本発明によれば、従来よりも剛性向上の効果が高く、エネルギー吸収特性に優れた凹凸部のパターンを有する板材を得ることができる。
　第２の発明においては、上記のごとく剛性に優れた凹凸部を有する板材を積層構造体の一部として用いることによって、非常に剛性が高く、エネルギー吸収特性に優れた積層構造体を容易に得ることができる。また、剛性向上に伴う制振性の向上効果と、空気層を包容することによる吸音性の向上効果を得ることができる。
　第３の発明においては、上記のごとく剛性の高い凹凸部を有する板材をアウターパネル及びインナーパネルのいずれか一方又は両方に用いることによって、非常に剛性が高く、エネルギー吸収特性に優れた車両パネルを容易に得ることができる。また、剛性向上に伴う制振性の向上効果と、空気層を包容することによる吸音性の向上効果を得ることができる。
実施例１における（ａ）凹凸部の部分平面図、（ｂ）（ａ）のＡ－Ａ線矢視断面の部分拡大図。 実施例１における凹凸部の部分斜視図。 実施例１における単位領域内の第１領域および第２領域の配置を示す説明図。 実施例１における単位領域を同じ姿勢で連続配置した凹凸部を有する板材の中間基準面を示す説明図。 実施例１における片持ち梁による（ａ）０°方向のＦＥＭ解析方法を示す説明図、（ｂ）４５°方向のＦＥＭ解析方法を示す説明図。 実施例１における円板によるＦＥＭ解析方法を示す説明図。 実施例１における試験片の一辺と単位領域の一辺とがなす角度を変化させた場合の片持ち梁によるＦＥＭ解析の結果を示す説明図。 実施例２において実施例１の単位領域の各辺に対して線対称である形状を連続配置した凹凸部を有する板材の中間基準面を示す説明図。 実施例２において実施例１の単位領域を９０°ずつ回転させた形状を連続配置した凹凸部を有する板材の中間基準面を示す説明図。 実施例２において実施例１の単位領域を各辺に対して線対称である形状および９０°ずつ回転させた形状をランダムに配置した凹凸部を有する板材の中間基準面を示す説明図。 実施例２において図９に示す中間基準面からなる凹凸部の部分斜視図。 実施例２における片持ち梁による０°方向のＦＥＭ解析方法を示す説明図。 実施例２における片持ち梁による４５°方向のＦＥＭ解析方法を示す説明図。 実施例２における試験片の一辺と単位領域の一辺とがなす角度を変化させた場合の片持ち梁によるＦＥＭ解析の結果を示す説明図。 実施例２における３点曲げ試験方法を示す説明図。 実施例２における３点曲げ試験の荷重－変位線図。 実施例３における単位領域内の第１基準領域および第２基準領域の配置を示す説明図。 実施例４における凹凸部の部分平面図。 実施例４における片持ち梁によるＦＥＭ解析方法を示す説明図。 実施例４における単位領域内の第１領域および第２領域の配置を示す説明図。 実施例４における単位領域をその各辺に線対象である形状を連続配置した凹凸部を有する板材の中間基準面を示す説明図。 実施例４における試験片の一辺と単位領域の一辺とがなす角度を変化させた場合の片持ち梁によるＦＥＭ解析の結果を示す説明図。 実施例４における３点曲げ試験の荷重－変位線図。 実施例５における単位領域内の第１領域および第２領域の配置を示す説明図。 実施例５における単位領域を同じ姿勢で連続配置した凹凸部を有する板材の中間基準面を示す説明図。 実施例６における単位領域と、それとは大きさの異なる単位領域とを組み合わせた凹凸部を有する板材の中間基準面を示す説明図。 実施例７における凹凸部の部分平面図。 実施例８における凹凸部を有する円筒形状の板材を示す説明図。 実施例９における積層構造体の展開説明図。 実施例１０における車両パネルの展開説明図。
　本発明において、正方形等の形状の表現は、いずれも幾何学上の狭義の概念に止まらず、一般的に上記の形状と認識できる形状を含むものであり、各辺が若干曲線となったり、角部や面に成形状必要な丸み等が生じるいわゆるフィレットといわれる曲面を設けたりすることも当然に許容される。
　また、本発明において、平行な面の表現は、幾何学上の狭義の概念に止まらず、一般的に平行な面と認識できるものであり、２つの面において、一方の面上における任意の点と、その点における法線と他方の面とが交わる点との間の距離が、どの部分においてもほぼ同じ距離を有している。
　上記凹凸部を有する板材において、上記単位領域を等分する数ｎの範囲は４≦ｎ≦１０であることが好ましい。
　４≦ｎ≦１０を満足することで剛性の異方性が少ない、優れた凹凸部形状を得ることができる。ｎ＜４の場合は、凹凸部形状が単純となり剛性に異方性が生じ、所望の剛性を得られない場合がある。ｎ＞１０の場合においては、凹凸部の形状が小さくなり所望の剛性を得られない場合がある。また、凹凸部の形状が複雑となり成形が困難となるおそれがある。
　また、上記凹凸部を有する板材において、上記第１基準領域および上記第２基準領域は、上記第１升および上記第２升をそれぞれ連ねた後に、両者の面積が変化しないように両者の角部の一部を、円弧状に変形させることにより構成することができる。
　ここで上記角部は、上記第１基準領域の輪郭線において凸角となる角部と、上記第２基準領域の輪郭線において凸角となる角部をさす。この場合には、上記凹凸部を有する板材の凹凸の角部を滑らかにできるので、成形が容易になると共に、用途の拡大やデザイン性の向上を図ることができる。
　また、上記凹凸部を有する板材において、上記第１基準領域および上記第２基準領域は、上記第１升および上記第２升をそれぞれ連ねた後に、両者のなす境界線の一部を両者の面積が変わらないように傾斜させることにより構成することもできる。
　この場合にも、上記凹凸部を有する板材の成形性の改善や、用途の拡大、あるいはデザイン性の向上を図ることができる。
　また、上記凹凸部を有する板材において、上記単位領域は、全て同じ大きさであることが好ましい。
　この場合には、剛性の異方性が少ない優れた凹凸部を有する板材を得ることができる。
　また、上記凹凸部を有する板材において、上記単位領域は、複数の大きさのものからなることが好ましい。
　この場合には、用途に合わせて様々な大きさの凹凸部形状を適用することができ、デザイン性を向上させることができる。
　また、上記凹凸部を有する板材において、上記中間基準面に対する上記第１側面の傾斜角度θ1（°）と、上記中間基準面に対する上記第２側面の傾斜角度θ2（°）とは、１０°～９０°の範囲にあることが好ましい。
　上記第１側面の傾斜角度θ1（°）と上記中間基準面に対する上記第２側面の傾斜角度θ2（°）とが、１０°～９０°の範囲にある場合、成形性を確保しつつ、優れた剛性向上率を有する凹凸部形状を得ることができる。
　上記第１側面の傾斜角度θ1（°）および上記第２側面の傾斜角度θ2（°）が１０°未満の場合には、上記第１領域と上記第２領域の突出高さを大きくすることが難しくなり、剛性向上率が低下する。また、上記第１側面の傾斜角度θ1（°）および上記第２側面の傾斜角度θ2（°）が９０°を超えることは凹凸部形成上困難であり、必要のない領域である。
　尚、金属板をプレス成型する場合において上記第１側面の傾斜角度θ1（°）および上記第２側面の傾斜角度θ2（°）の上限値は、成形性の問題から、７０°以下であることがより好ましい。したがってより好ましい範囲としては１０°～７０°である。
　また、上記第１側面および上記第２側面は複数の面により構成されるが、それらの面が全て同じ傾斜角度である必要はなく、部位によって傾斜角度を変えてもよい。但し、いずれの面においても、上記好ましい傾斜角度の範囲内とすることが好ましい。
　また、上記凹凸部を有する板材において、上記第１頂面および上記第２頂面の少なくとも一部には、上記第１基準面または上記第２基準面を中立面として厚み方向上下に突出する形状を有するサブ凹凸部が設けられていることが好ましい。
　上記サブ凹凸部としては、例えば、上述した本発明の凹凸部を縮小した形状のものを適用することができる。また、他の凹凸形状を適用しても良い。
　この場合には、上記凹凸部を有する板材の剛性をさらに高くすることができる。
　また、上記凹凸部を有する板材において、順次配された上記第１基準面、上記中間基準面および上記第２基準面の少なくとも一部がそれぞれ平行な曲面からなることが好ましい。
　この場合には、高い剛性を有する優れた上記凹凸部を有する板材を様々な形状に変形させることができ、用途を拡大することができる。
　また、上記凹凸部を有する板材において、上記板材は金属板をプレス成形することにより上記凹凸部を形成したものであることが好ましい。
　金属板は、エンボス成形等のプレス成形あるいはロール成形等の塑性加工を施すことによって、容易に凹凸部を形成することができる。そのため、金属板の場合には、上記の優れた凹凸部形状を適用することが比較的容易にできる。金属板の材質としては、アルミニウム合金、鋼、銅合金などの塑性加工が可能な種々のものを適用できる。
　尚、成形方法においては、ロール成形等の塑性加工の他、鋳造、切削等を採用することも可能である。
　また、上記板材は、上記凹凸部を有する限り、金属以外の材料においても有効であり、例えば、樹脂板等とすることもできる。樹脂材料等であれば射出成形あるいはホットプレス等によって凹凸部を形成することができる。樹脂材料においては、金属材料の場合よりも成形状の制約を受けにくく、設計の自由度もより広くなる。
　また、上記凹凸部を有する板材において、上記金属板の成形前の板厚ｔ（ｍｍ）が０．０５ｍｍ～６．０ｍｍであることが好ましい。
　金属板の板厚が０．０５ｍｍ未満の場合および６．０ｍｍを超える場合には、用途的に剛性を向上させる必要性が少ない。
　また、上記凹凸部を有する板材において、上記単位領域の一辺の長さＬ（ｍｍ）と、上記金属板の板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｌ／ｔは１０～２０００であることが好ましい。
　上記比Ｌ／ｔが１０未満の場合には成形が困難となるおそれがあり、一方、上記比Ｌ／ｔが２０００を超える場合には、十分な凹凸部形状を形成できなくなり、剛性が低下するという問題が生じるおそれがある。
　また、上記凹凸部を有する板材において、上記第１領域の突出高さＨ１（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ１／ｔと、上記第１側面と上記中間基準面とがなす最も大きい傾斜角θ1（°）とは、１≦（Ｈ１／ｔ）≦－３θ1＋２７２の関係にあり、上記第２領域の突出高さＨ２（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ２／ｔと、上記第２側面と上記中間基準面とがなす最も大きい傾斜角θ2（°）とは、１≦（Ｈ２／ｔ）≦－３θ2＋２７２の関係にあることが好ましい。
　上記比Ｈ１／ｔが１未満の場合には、第１領域を形成することによる剛性向上項効果が十分に得られないという問題が生じる恐れがある。一方、上記比Ｈ１／ｔが－３θ1＋２７２を超える場合には成形が困難になるという問題が生じる恐れがある。同様に、上記比Ｈ２／ｔが１未満の場合には、第１領域を形成することによる剛性向上項効果が十分に得られないという問題が生じる恐れがある。一方、上記比Ｈ２／ｔが－３θ2＋２７２を超える場合には成形が困難になるという問題が生じる恐れがある。
　また、第２の発明の積層構造体においては、上記凹凸部を有する板材を１枚のコア材として、その両面に配設された１枚ずつの平坦な面板よりなる三層構造の積層体とすることができる。また、このような基本構造を繰り返した構造、つまり、複数枚の上記凹凸部を有する板材を１枚ごとに平坦な面板を介して積層してなる多層構造を有することもできる。
　また、複数枚の凹凸部を有する板材を直接積層してコア材とし、その片側又は両側の表面に平坦な面板を接合してなる構造を取ることもできる。
　また、複数枚の凹凸部を有する板材を直接積層しただけの状態の積層構造体とすることもできる。
　上記板材の積層枚数としては、用途および要求特性に応じて変更することができる。
　また、第３の発明の車両パネルは、自動車のフードに限らず、ドアー、ルーフ、フロア、トランクリッドなどのパネルおよび補強部材や、バンパー、クラッシュボックス、ドアビームなどのエネルギー吸収部材にも適用できる。また、上記アウターパネル及び上記インナーパネルとしては、鋼板、アルミニウム合金板などを用いることができる。
　上記アウターパネルをアルミニウム合金板により構成する場合には、たとえば、比較的安価であるという理由により６０００系合金が好適である。また、上記インナーパネルをアルミニウム合金板により構成する場合には、たとえば、比較的成形性が良いという理由により５０００系合金板が好適である。
（実施例１）
　第１の発明の実施例にかかる凹凸部２０を有する板材１につき、図１～図４を用いて説明する。
　図１には、凹凸部２０について一部の範囲の平面図を示す。同図には中間基準面における第１領域２１と第２領域２２の輪郭であって、外形線としては現れない部分を破線により示した（後述の図２、図５、図１１～図１３、図１８、図１９、図２７、図２９も同様である）。
　また、図３は、板材１が有する凹凸部２０の形状を中間基準面Ｋ３に配した単位領域２３における第１基準領域２１３と第２基準領域２２３の配置によって表したものである（後述の図１７、図２０、図２４も同様である）。
　また、図４は、板材１が有する凹凸部２０の形状を中間基準面Ｋ３における単位領域２３の配置によって表したものである（後述の図８～図１０、図２１、図２５、図２６も同様である）。
　本例の凹凸部２０を有する板材１は、図１～図２に示すごとく、凹凸部２０を形成することによって、剛性を高めた板材である。
　凹凸部２０は、次のように構成される。
　間隔をあけて順次平行に配された仮想の３つの面である第１基準面Ｋ１、中間基準面Ｋ３および第２基準面Ｋ２という３つの基準面を基準とし、中間基準面Ｋ３を仮想の正方形である単位領域２３を敷き詰めたものと仮定する。
　図３に示すごとく、各単位領域２３内を縦横４等分した格子によって区画される仮想の升目を第１升２３１と第２升２３２の２種類に分類する。上記升目の各縦列及び各横列には、第１升２３１と第２升２３２の両者を必ず含むと共に、同種類のものが縦または横に２個以上隣接するように配置する。このとき、単位領域２３内における第１升２３１の合計個数及び上記第２升２３２の合計個数は、いずれも８個とする。そして、第１升２３１を連ねた領域を第１基準領域２１３とすると共に上記第２升２３２を連ねた領域を第２基準領域２２３とする。
　凹凸部２０は、図１および図２に示すごとく、中間基準面Ｋ３上において定められた第１基準領域２１３から第１基準面Ｋ１に向かって突出する第１領域２１と、中間基準面Ｋ３上において定められた第２基準領域２２３から第２基準面Ｋ２に向かって突出する第２領域２２とにより構成されている。第１領域２１は、第１基準領域２１３を第１基準面Ｋ１上に等倍または縮小して投影した第１頂面２１１と、第１頂面２１１の輪郭と第１基準領域２１３の輪郭とをつなぐ第１側面２１２とからなる。また、第２領域２２は、第２基準領域２２３を第２基準面Ｋ２上に等倍または縮小して投影した第２頂面２２１と、第２頂面２２１の輪郭と第２基準領域２２３の輪郭とをつなぐ第２側面２２２とからなる。
　図１（ｂ）に示すごとく、本例における第１基準面Ｋ１、中間基準面Ｋ３および第２基準面Ｋ２の３つの基準面は、それぞれ平行な平面である。また、第１頂面２１１は、その板厚中心が第１基準面Ｋ１と重なるように構成され、第２頂面２２１は、その板厚中心が第２基準面Ｋ２と重なるように構成されている。そして第１基準面Ｋ１と中間基準面Ｋ３とがなす距離を突出高さＨ１（ｍｍ）とし、第２基準面Ｋ２と中間基準面Ｋ３とがなす距離を突出高さＨ２（ｍｍ）とする。
　また、本例においては、第１領域２１と第２領域２２とは形状および寸法が同じであり、突出方向のみが異なっている。第１領域２１の突出高さＨ１（ｍｍ）と第２領域２２の突出高さＨ２（ｍｍ）は、いずれも１．０ｍｍとした。
　また、本例の凹凸部２０を有する板材１は、板厚ｔ＝０．３ｍｍの１０００系のアルミニウム製の平板である。
　上記凹凸部２０は、一対の金型を用いたプレス成形により形成される。尚、この成形方法は、表面に所望の凹凸形状を付けた一対の成形ロールによって成形するロール成形等の他の塑性加工方法を採用することも可能である。
　また、図１（ｂ）に示すごとく、中間基準面Ｋ３に対する第１側面２１２の傾斜角度θ1（°）および中間基準面Ｋ３に対する第２側面２２２の傾斜角度θ2（°）は共に４５°であり、第１側面２１２と第２側面２２２とは、折れ曲がり部を有することなく、一平面により連続して形成される。
　また、本例においては、図３および図４に示すごとく、中間基準面Ｋ３をなす仮想の単位領域２３の一辺の長さＬ＝２４ｍｍであり、各単位領域２３の大きさはすべて等しいものとし、上下左右に同じ姿勢で連続配置してある。
　また、単位領域２３の一辺の長さＬ（ｍｍ）と、上記アルミニウム板の板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｌ／ｔは８０であり、１０～２０００の範囲内にある。
　また、第１領域２１の突出高さＨ１（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ１／ｔは、３．３３である。また、第１側面２１２と中間基準面Ｋ３とがなす傾斜角θ1＝４５°であり、－３θ1＋２７２＝１３７である。したがって、１≦Ｈ１／ｔ≦１３７の関係を満たしている。同様に、第２領域２２の突出高さＨ２（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ２／ｔは、３．３３である。また、第２側面２２２と中間基準面Ｋ３とがなす傾斜角θ2＝４５°であり、－３θ2＋２７２＝１３７である。したがって、１≦Ｈ２／ｔ≦１３７の関係を満たしている。
　本例における凹凸部２０を有する板材１は、上記のような特殊な形状の凹凸部を有している。即ち、凹凸部２０は、中間基準面Ｋ３上において定められた第１基準領域２１３から第１基準面Ｋ１に向かって突出する第１領域２１、中間基準面Ｋ３上において定められた第２基準領域２２３から第２基準面Ｋ２に向かって突出する第２領域２２とを設けてなる。そして第１領域２１は、第１頂面２１１と、第１頂面２１１の輪郭と第１基準領域２１３の輪郭とをつなぐ第１側面２１２とからなり、第２領域２２は、第２頂面２２１と、第２頂面２２１の輪郭と第２基準領域２２３の輪郭とをつなぐ第２側面２２２とからなる。
　第１領域２１と第２領域２２は、板材１の厚さ方向に離れた位置に配置した第１頂面２１１および第２頂面２２１と、板材１の厚さ方向に交差した第１側面２１２および第２側面２２２とからなり、中立面から離れた位置に多くの材料を配置できる。そのため、多くの材料を強度部材として効果的に使用することができ、剛性向上効果とエネルギー吸収特性を大幅に高めることができる。
　また、第１基準領域２１３と第２基準領域２２３とがなす面積を同一としている。そのため、板材１の表裏に突出する第１領域２１と第２領域２２の面積も同一となる。したがって、より効果的に剛性を向上させることができる。
　また、剛性の向上に伴う制振性向上効果と、凹凸形状による音の反響の抑制効果を得ることができる。
　実施例１の板材１の剛性向上効果を定量的に判断するために、ＦＥＭ解析による片持ち梁による曲げ剛性評価および円板による面剛性評価を行った。
（ＦＥＭ解析）
　片持ち梁による曲げ剛性評価のＦＥＭ解析は、図５に示すごとく、一端Ｚ１を固定端とし、他端Ｚ２を自由端とする方向（０°方向）と、その４５°斜めの方向（４５°方向）の２種類について行った。以下、他の実施例でも同様である。
＜片持ち梁による曲げ剛性評価＞
　片持ち梁のＦＥＭ解析では、図５（ａ）、（ｂ）に示すごとく試験片の一端Ｚ１を固定し、他端Ｚ２を自由端とし、自由端の中央部に１Ｎの荷重をかけた際のたわみ量を求めた。
　試験片の形状は、１２０ｍｍ×１２０ｍｍの矩形形状を有し、本例に示す凹凸部２０を全面に形成してある。また、表面積の増加割合から、板成形後の板厚ｔ＝０．２６５ｍｍとした。
　評価は、凹凸部２０を形成していない平板状の元板について、同様のＦＥＭ解析を行い得られたたわみ量と比較することで行った。
＜０°方向＞
　試験片は、図５（ａ）に示すごとく、単位領域２３（図３）の一辺に対して平行となる方向に、その辺を設けてある。
　実施例１の凹凸部２０を有する板材１は、平板状の元板と比べて、曲げ剛性が９．９倍に向上することが分かった。
＜４５°方向＞
　試験片は、図５（ｂ）に示すごとく、単位領域２３(図３)の一辺に対して４５°をなす方向に、その辺を設けてある。
　実施例１の凹凸部２０を有する板材１は平板状の元板と比べて、曲げ剛性が７．０倍に向上することが分かった。
　また、同様の片持ち梁のＦＥＭ解析方法を用いて、試験片の一辺と、単位領域２３の一辺とがなす角度を、０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°の各方向に変化させた場合の曲げ剛性の評価を行った。上記ＦＥＭ解析の結果を、横軸を上記角度とし、縦軸を曲げ剛性の向上率としたグラフ（図７）に示す。その結果、６０°方向における剛性の向上率（Ｐ２）が６．２０で最も低く、１５°方向における剛性の向上率（Ｐ１）が１１．７２倍で最も高くなることが明らかとなった。
＜円板による面剛性評価＞
　円板におけるＦＥＭ解析では、図６に示すごとく、試験片の外周端部Ｐの全周において板の厚さ方向への移動のみを拘束し、円板の中心部に荷重Ｆ＝１Ｎをかけた際のたわみ量を求めた。
　試験片の形状は、半径ｒ＝６０ｍｍの円板形状を有し、本例に示す凹凸部２０を全面に形成してある。
　剛性の評価は、凹凸部２０を形成していない平板状の元板について、同様のＦＥＭ解析を行い得られたたわみ量と比較することで行った。
　上記円板におけるＦＥＭ解析の結果、実施例１の凹凸部２０を有する板材１は平板状の元板と比べて、面剛性が７．３７倍に向上することが分かった。
（実施例２）
　本例は、図８～図１０に示すごとく、実施例１の凹凸部２０を有する板材１の変形例であり、図８～図１０に示す第１基準領域２１３および第２基準領域２２３から、第１基準面Ｋ１および第２基準面Ｋ２に対して突出する凹凸部２０を形成した例である。その他の構成は、実施例１と同様である。
　図８に示す中間基準面Ｋ３からなる板材１は、実施例１の単位領域２３を、その各辺に対して線対称となるように連続して配置した例である。
　図９に示す中間基準面Ｋ３からなる板材１は、実施例１の単位領域２３を、９０°ずつ回転させ連続して配置した例である。
　図１０に示す中間基準面Ｋ３からなる板材１は、実施例１の単位領域２３の各辺に対して線対称となる配置、単位領域２３を９０°ずつ回転させる配置をランダムに配置した例である。
　上記のいずれの変形例においても、実施例１と同様の作用効果を発揮する。
　また、図１１に示すごとく、前述した図９に示す中間基準面Ｋ３からなる凹凸部２０を設けた板材１において、剛性向上効果およびエネルギー吸収特性を定量的に判断するために、ＦＥＭ解析および３点曲げ試験を行った。
（ＦＥＭ解析）
　本例においても、実施例１と同様のＦＥＭ解析を行った。
＜片持ち梁による曲げ剛性評価＞
　片持ち梁のＦＥＭ解析では、図１２および図１３に示すごとく、試験片の一端Ｚ１を固定し、他端Ｚ２を自由端とし、自由端の中央部に１Ｎの荷重をかけた際のたわみ量を求める。
　試験片の形状は、１２０ｍｍ×１２０ｍｍの矩形形状を有し、本例に示す凹凸部２０を全面に形成してある。また、表面積の増加割合から、板成形後の板厚ｔ＝０．２６４ｍｍとした。
　評価は、凹凸部２０を形成していない平板状の元板について、同様のＦＥＭ解析を行い得られたたわみ量と比較することで行った。
＜０°方向＞
　試験片は、図１２に示すごとく、単位領域２３の一辺に対して平行となる方向に、その辺を設けてある。
　実施例２の凹凸部２０を有する板材１は、平板状の元板と比べて、曲げ剛性が７．５６倍に向上することが分かった。
＜４５°方向＞
　試験片は、図１３に示すごとく、単位領域２３の一辺に対して４５°をなす方向に、その辺を設けてある。
　実施例２の凹凸部２０を有する板材１は平板状の元板と比べて、曲げ剛性が８．４６倍に向上することが分かった。
　また、同様の片持ち梁のＦＥＭ解析方法を用いて、試験片の一辺と、単位領域２３の一辺とがなす角度を、０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°の各方向に変化させた場合の曲げ剛性の評価を行った。上記ＦＥＭ解析の結果を、上記角度を横軸とし、曲げ剛性の向上率を縦軸としたグラフ（図１４）に示す。その結果、０°方向における剛性の向上率（Ｐ３）が７．５６倍で最も低く、３０°方向における剛性の向上率（Ｐ４）が８．４９倍で最も高くなることが明らかとなった。また、本例に示す凹凸部２０の形状は、曲げ剛性の異方性が非常に少ないことが明らかとなった。
＜円板による面剛性評価＞
　円板におけるＦＥＭ解析では、図６に示すごとく、試験片の外周端部Ｐの全周において板の厚さ方向への移動のみを拘束し、円板の中心部に１Ｎの荷重をかけた際のたわみ量を求めた。
　試験片の形状は、半径６０ｍｍの円板形状を有し、本例に示す凹凸部２０を全面に形成してある。
　剛性の評価は、凹凸部２０を形成していない平板状の元板について、同様のＦＥＭ解析を行い得られたたわみ量と比較することで行った。
　上記円板におけるＦＥＭ解析の結果、実施例２の凹凸部２０を有する板材１は平板状の元板と比べて、剛性が１０．３倍に向上することが分かった。
（３点曲げ試験）
　３点曲げ試験は、図１５に示すごとく、横倒しした２つの円筒状支持材を支点間距離Ｓ＝８０ｍｍとなるよう平行に配置して構成した２つの支点Ｗ上に試験片を配置し、試験片表面の中央位置に、先端断面が半円状をなす平板形状の押圧冶具Ｊによって荷重をかけ、変位量を計測した。評価は、凹凸部２０を形成していない平板状の元板について、同様に３点曲げ試験を行い荷重－変位線図を比較することで行った。
　上記試験片は、成形前の形状が１００ｍｍ×１００ｍｍ、板厚ｔ＝０．３ｍｍのＡ３００４－Ｏ材であり、本例に示す凹凸部２０を全面に形成してある。また、その形成方向は、上記片持ち梁におけるＦＥＭ解析の０°方向および４５°方向の場合と同様である。
　３点曲げ試験の結果から得られた荷重を縦軸とし、変位を横軸とした荷重－変位線図を図１６に示す。同図において、４５°方向に凹凸部２０を設けた板材１の計測結果を実線Ｘ１、０°方向に凹凸部２０を設けた板材１の計測結果を実線Ｙ１、平板状の元板の計測結果を実線Ｚ１により示してある。
　図１６に示すごとく、実線Ｘ１は、実線Ｚ１に比べ立ち上がりの傾き角が６．７倍となる。したがって、４５°方向に凹凸部２０を設けた板材１の曲げ剛性は、平板状の元板と比べ、６．７倍に向上することが明らかとなった。また実線Ｙ１は、実線Ｚ１に比べ立ち上がりの傾き角が６．４倍となる。したがって、０°方向に凹凸部２０を設けた板材１の曲げ剛性は、平板状の元板と比べ、６．４倍に向上することが明らかとなった。
　また、変位９ｍｍまでの平均荷重値は、４５°方向に凹凸部２０を設けた板材１では２５．９４Ｎであり、平板状の元板では５．３６Ｎであった。したがって、板材１のエネルギー吸収量は、平板状の元板と比べ約４．８４倍に向上することが明らかとなった。また、０°方向に凹凸部２０を設けた板材１では２０．７８Ｎであり、板材１のエネルギー吸収量は、平板状の元板と比べ約３．８７倍に向上することが明らかとなった。
　尚、前述したＦＥＭ解析を用いた片持ち梁による曲げ剛性評価の結果と、上記３点曲げ試験の結果に差異が表れている理由は、次のように考えられる。すなわち、ＦＥＭ解析は、近似計算であり、その計算結果には誤差を含むものである。また、ＦＥＭモデルでは、板厚減少を考慮し板厚を設定しているものの、板厚分布は一様となる。それに対して、３点曲げに用いた試験片は、成形時の変形に伴い板厚分布が生じる。また、実際の試験片には成形の都合により角部に板材の中立面において半径２．０ｍｍのフィレットを施してあるが、ＦＥＭモデルにはフィレットを形成していない。さらに、片持ち梁による曲げのＦＥＭ解析と３点曲げ試験とにおける支持点間の距離の違いなどが考えられる。
（実施例３）
　本例は、図１７に示すごとく、実施例１の単位領域２３内に配された第１基準領域２１３および第２基準領域２２３を、第１升２３１および第２升２３２をそれぞれ連ねた後に、両者の面積が変化しないように両者の角部の一部を、円弧状に変形させることにより構成した例である。具体的には、同図に示すごとく、第１基準領域２１３の輪郭線がなす２か所の凸角部ａ１と、第２基準領域２２３がなす２か所の凸角部ａ２とを、いずれも同じ曲率半径の円弧状に変形させてある。
　本例では、図１７に示す第１基準領域２１３および第２基準領域２２３から、第１基準面Ｋ１および第２基準面Ｋ２に対して突出する凹凸部２０を形成する。また、実施例１および実施例２に示す実施例１の変形例と同様に、本例の単位領域２３の配置を変えることによって凹凸部２０の形状を変形させることができる。
　その他の構成は、実施例１と同様である。
　本例においては、凹凸部２０を有する板材１の凹凸の角部を滑らかにできるので、成形が容易になると共に、用途の拡大やデザイン性の向上を図ることができる。
　その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
（実施例４）
　本例の凹凸部２０を有する板材１は、図２０～図２１に示すごとく、単位領域２３内を縦横６等分（図２０）した例である。具体的には、図２０に示すごとく、単位領域２３の任意の１つの角に存在する升目を基準升目（１－Ａ）とする。該基準升目（１－Ａ）を含む単位領域２３の辺に沿った縦列を第１縦列とし、上記第１縦列に順次隣接する縦列を第２～第６縦列とする。同様に、上記基準升目（１－Ａ）を含む単位領域２３の辺に沿った横列をＡ横列とし、順次隣接する横列をＢ～Ｆ横列とする。ここでは、各縦列と各横列が交差する升を、各縦列の番号と各横列のアルファベットとを用いて表す。
　本例の基準領域２３は、１－Ａ升～５－Ａ升、４－Ｂ升～５－Ｂ升、４－Ｃ升～５－Ｃ升、２－Ｄ升～３－Ｄ升，２－Ｅ升～３－Ｅ升，２－Ｆ升～６－Ｆ升の１８個の升を第１升２３１とし、上記以外の１８個の升を第２升２３２とする。
　このとき、図２０に示すごとく、単位領域２３には２個の第１基準領域２１３と２個の第２基準領域２２３が形成される。
　また、本例においては、図２１に示すごとく、単位領域２３をその各辺に対して線対称をなすように連続的に配置した中間基準面からなる板材１（図１８および図１９）である。その他の構成は、実施例１と同様である。
（ＦＥＭ解析）
　本例においても、実施例１と同様のＦＥＭ解析を行った。
＜片持ち梁による曲げ剛性評価＞
　片持ち梁のＦＥＭ解析では、図１９に示すごとく、試験片の一端Ｚ１を固定し、他端Ｚ２を自由端とし、自由端の中央部に１Ｎの荷重をかけた際のたわみ量を求めた。
　試験片の形状は、１２０ｍｍ×１２０ｍｍの矩形形状を有し、本例に示す凹凸部２０を全面に形成してある。また、表面積の増加割合から、板成形後の板厚ｔ＝０．２７３ｍｍとした。
　評価は、凹凸部２０を形成していない平板状の元板について、同様のＦＥＭ解析を行い得られたたわみ量と比較することで行った。
＜０°方向＞
　試験片は、単位領域２３（図２０）の一辺に対して平行となる方向に、その辺を設けてある。
　実施例４の凹凸部２０を有する板材１は、平板状の元板と比べて、曲げ剛性が１４．８９倍に向上することが分かった。
＜４５°方向＞
　試験片は、単位領域２３（図２０）の一辺に対して４５°をなす方向に、その辺を設けてある。
　実施例４の凹凸部２０を有する板材１は平板状の元板と比べて、曲げ剛性が９．４５倍に向上することが分かった。
　また、同様の片持ち梁のＦＥＭ解析方法を用いて、試験片の一辺と、単位領域２３の一辺とがなす角度を、０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°の各方向に変化させた場合の曲げ剛性の評価を行った。上記ＦＥＭ解析の結果を、上記角度を横軸とし、曲げ剛性の向上率を縦軸としたグラフ（図２２）に示す。その結果、４５°方向における剛性の向上率（Ｐ６）が９．４５倍で最も低く、０°方向における剛性の向上率（Ｐ５）が１４．８９倍で最も高くなることが明らかとなった。
＜円板による面剛性評価＞
　円板におけるＦＥＭ解析では、図６に示すごとく、試験片の外周端部Ｐの全周において板の厚さ方向への移動のみを拘束し、円板の中心部に１Ｎの荷重をかけた際のたわみ量を求めた。
　試験片の形状は、半径６０ｍｍの円板形状を有し、本例に示す凹凸部２０を全面に形成してある。
　剛性の評価は、凹凸部２０を形成していない平板状の元板について、同様のＦＥＭ解析を行い得られたたわみ量と比較することで行った。
　上記円板におけるＦＥＭ解析の結果、実施例４の凹凸部２０を有する板材１は平板状の元板と比べて、剛性が１２．０８倍に向上することが分かった。
（３点曲げ試験）
　３点曲げ試験は、図１５に示すごとく、横倒しした２つの円筒状支持材を支点間距離Ｓ＝１２０ｍｍとなるよう平行に配置して構成した２つの支点Ｗ上に試験片を配置し、試験片表面の中央位置に、先端断面が半円状をなす平板形状の押圧冶具Ｊによって荷重をかけ、変位量を計測した。評価は、凹凸部２０を形成していない平板状の元板について、同様に３点曲げ試験を行い荷重－変位線図を比較することで行った。
　上記試験片は、成形前の形状が１００ｍｍ×１５０ｍｍ、板厚ｔ＝０．３ｍｍのＡ１０５０－Ｏ材であり、本例に示す凹凸部２０を全面に形成してある。上記試験片において、凹凸部２０の形成方向は、上記片持ち梁におけるＦＥＭ解析の０°方向および４５°方向の場合と同様である。
　尚、本例の３点曲げ試験に用いた試験片の凹凸部２０の形状において、中間基準面Ｋ３に対する第１側面２１２の傾斜角度θ1（°）および中間基準面Ｋ３に対する第２側面２２２の傾斜角度θ2（°）は、共に３０°であり、第１側面２１２と第２側面２２２とは、折れ曲がり部を有することなく一平面により連続して形成される。また、第１領域２１の突出高さＨ１（ｍｍ）と第２領域２２の突出高さＨ２（ｍｍ）は、いずれも１．５ｍｍとした。
　３点曲げ試験の結果から得られた荷重を縦軸とし、変位を横軸とした荷重－変位線図を図２３に示す。同図において、４５°方向に凹凸部２０を設けた板材１の計測結果を実線Ｘ２、０°方向に凹凸部２０を設けた板材１の計測結果を実線Ｙ２、平板状の元板の計測結果を実線Ｚ２により示してある。
　図２３に示すごとく、実線Ｘ２は、実線Ｚ２に比べ立ち上がりの傾き角が１２．１倍となる。したがって、４５°方向に凹凸部２０を設けた板材１の曲げ剛性は、平板状の元板と比べ、１２．１倍に向上することが明らかとなった。また実線Ｙ２は、実線Ｚ２に比べ立ち上がりの傾き角が１５．４倍となる。したがって、０°方向に凹凸部２０を設けた板材１の曲げ剛性は、平板状の元板と比べ、１５．４倍に向上することが明らかとなった。
　上記のＦＥＭ解析および３点曲げ試験の結果から、本例の凹凸部２０は、剛性向上率が特に大きく、かつ、剛性の異方性が少ない非常に優れた凹凸部形状であるといえる。
（実施例５）
　本例の凹凸部２０を有する板材１は、図２４に示すごとく、単位領域２３内を縦横５等分した例である。
　１列にならべた３個の第１升２３１からなる長方形を４個形成している。第１升からなる４個の上記長方形は、それぞれが接することなく、かつ長辺が単位領域２３のいずれか一辺に接するように配置してある。
　そして、図２４に示すごとく、第１升２３１と第２升２３２とがなす境界線において、第１升からなる上記長方形の単位領域２３の角に位置する短辺とは反対側に位置する短辺ｂを、短辺ｂと単位領域２３の辺とがなす角度α＝４５°となるように傾斜させてある。このとき、形成される第１基準領域２１３および第２基準領域２２３の面積は、短辺ｂを傾斜する前後で同一である。
　単位領域２３の配置は、図２５に示すごとく、上下左右に同じ姿勢で連続して配置してある。図２５に示す第１基準領域２１３および第２基準領域２２３から、第１基準面Ｋ１および第２基準面Ｋ２に対して突出する凹凸部２０を形成する。
　その他の構成は、実施例１と同様である。
　本例においては、凹凸部２０を有する板材１の成形性の改善や、用途の拡大、あるいはデザイン性の向上を図ることができる。
　その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
　尚、本例においては、輪郭線の傾斜角度α＝４５°としたが、これに限定するものではない。
（実施例６）
　本例は、図２６に示すごとく、実施例５の凹凸部２０を有する板材１の変形例である。
　図２６に示す板材１は、実施例５の単位領域２３と、単位領域２３の２倍の大きさからなる単位領域２３３とを組み合わせて配置した例である。本例においては、図２６に示す第１基準領域２１３および第２基準領域２２３から、第１基準面Ｋ１および第２基準面Ｋ２に対して突出する凹凸部２０を形成する。
　その他の構成は、実施例１と同様である。
　本例においては、用途に合わせて様々な大きさの凹凸部形状を適用することができる。また、デザイン性を向上させることができる。さらに、単位領域の大きさを変えることによって、場所により剛性が異なる板材を得ることができる。
　その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
（実施例７）
　本例は、図２７に示すごとく、実施例４に示した凹凸部２０を有する板材１において、第１頂面２１１および第２頂面２２１に、サブ凹凸部２０１を形成した例である。第１基準面Ｋ１および第２基準面Ｋ２を中立面とし、凹凸部２０を略１／８に縮小した形状に相当する形状を有するサブ凹凸部２０１を板厚方向上下に突出させてある。その他の構成は、実施例１と同様である。
　本例においては、凹凸部２０を有する板材１の剛性向上率をさらに向上することができる。その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
（実施例８）
　本例は、図２８に示すごとく、凹凸部２０を円筒材１１に設けた例である。本例においては、第１基準面Ｋ１、中間基準面Ｋ３、第２基準面Ｋ２は順次平行に配された円筒状の曲面からなる。凹凸部２０の単位形状は、実施例４に示す単位形状２３を、中間基準面Ｋ３がなす曲面に沿わせ、中間基準面Ｋ３に投影したものである。その他の構成は、実施例１と同様である。
　本例に示すごとく、高い剛性を有する優れた上記凹凸部２０を有する板材１を様々な形状に変形させることができ、用途を拡大することができる。その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
　また、本例に示す凹凸部２０を有する円筒材１１を、飲料缶やロケットのような円筒形の構造物に用いることで、材料の板厚を増加させることなく、剛性を高めることができる。また、本例の円筒材１１は、優れたエネルギー吸収特性を有している。そのため、自動車などの部材に使用することで、高い剛性と優れたエネルギー吸収特性を付与することができる。
（実施例９）
　本例は、図２９に示すごとく、実施例１の凹凸部２０を有する板材１をコア材として用いて積層構造体５を構成した例である。
　即ち、積層構造体５は、凹凸部２０を有する１枚の板材１よりなるコア材の両側の表面に面板４２、４３を接合してなる。
　面板４２、４３は、材質３０００系、板厚１．０ｍｍのアルミニウム合金板よりなる。
　本例の積層構造体５は、上述したような優れた剛性を有する凹凸部２０を有する板材１をコア材として用い、その第１領域２１の第１頂面２１１と第２領域２２の第２頂面２２１に対して面板４２、４３を接着、ろう付け等により接合することによって、凹凸部２０を有する板材単体の場合よりも格段に剛性が高い積層構造体５が得られる。しかも、板材１も面板４２、４３もアルミニウム合金板よりなるため、軽量化することができる。
　また、剛性向上に伴う制振性の向上効果と、空気層を包容することにより吸音性の向上効果を得ることができる。また、良く知られているように、面板４２、４３のいずれか一方に貫通孔を形成することにより、ヘルムホルツ型吸音構造となり、さらに吸音性を向上させることができる。
　なお、上記面板としては、アルミニウム合金以外の金属の板、たとえば、鋼板やチタン板等や、樹脂板等を適用することも可能である。
（実施例１０）
　本例は、図３０に示すごとく、実施例１～実施例７に記載の板材１をインナーパネルとして用い、第１領域２１の第１頂面２１１をアウターパネル６１の裏面側に向けて配置して構成する車両パネル６の例である。なお、インナーパネルは、その外周部においてアウターパネル６１とヘム加工等により接合されている。
　本例の車両パネル６は、そのインナーパネルを構成する凹凸部２０を有する板材１が、上記のごとく剛性向上効果に優れているので、歩行者が衝突した際の一次衝突のエネルギー及び二次衝突のエネルギーを吸収する特性に優れたものとなる。また、剛性向上に伴う制振性の向上効果と、空気層を包容することによる吸音性の向上効果を得ることができる。
　尚、本例においては、凹凸部２０を有する板材１をインナーパネルとして用いたが、インナーパネルとアウターパネルのいずれか一方又は両方に用いることができる。

Claims (15)

  1. 　凹凸部を形成することによって剛性を高めた板材であって、
    　上記凹凸部は、間隔をあけて順次平行に配された仮想の３つの面である第１基準面、中間基準面および第２基準面という３つの基準面を基準とし、
    　上記中間基準面を仮想の正方形である単位領域を敷き詰めたものと仮定し、上記各単位領域内を４以上の整数ｎによって縦横ｎ等分した格子によって区画される仮想の升目を第１升と第２升の２種類に分類し、上記升目の各縦列及び横列には、上記第１升と上記第２升の両者を必ず含むと共に、同種類のものが縦または横に２個以上隣接するように配置し、かつ、上記単位領域内における上記第１升の合計個数及び上記第２升の合計個数は、いずれもｎ２／２±０．５の範囲内の整数とし、上記第１升を連ねた領域を第１基準領域とすると共に上記第２升を連ねた領域を第２基準領域とし、
    　上記中間基準面上において定められた上記第１基準領域から上記第１基準面に向かって突出する第１領域と、上記中間基準面上において定められた上記第２基準領域から上記第２基準面に向かって突出する第２領域とを設け、
    　上記第１領域は、上記第１基準領域を上記第１基準面上に等倍または縮小して投影した第１頂面と、該第１頂面の輪郭と上記第１基準領域の輪郭とをつなぐ第１側面とからなり、
    　上記第２領域は、上記第２基準領域を上記第２基準面上に等倍または縮小して投影した第２頂面と、該第２頂面の輪郭と上記第２基準領域の輪郭とをつなぐ第２側面とからなる
    よう構成したことを特徴とする凹凸部を有する板材。
  2. 　請求項１に記載の凹凸部を有する板材において、４≦ｎ≦１０であることを特徴とする凹凸部を有する板材。
  3. 　請求項１または２に記載の凹凸部を有する板材において、上記第１基準領域および上記第２基準領域は、上記第１升および上記第２升をそれぞれ連ねた後に、両者の面積が変化しないように両者の角部の一部を、円弧状に変形させることにより構成されていることを特徴とする凹凸部を有する板材。
  4. 　請求項１～３のいずれか一項に記載の凹凸部を有する板材において、上記第１基準領域および上記第２基準領域は、上記第１升および上記第２升をそれぞれ連ねた後に、両者のなす境界線の一部を両者の面積が変わらないように傾斜させることにより構成されていることを特徴とする凹凸部を有する板材。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の凹凸部を有する板材において、上記単位領域は、全て同じ大きさであることを特徴とする凹凸部を有する板材。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材において、上記単位領域は、複数の大きさのものからなることを特徴とする凹凸部を有する板材。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材において、上記中間基準面に対する上記第１側面の傾斜角度θ1（°）と上記中間基準面に対する上記第２側面の傾斜角度θ2（°）とは、１０°～９０°の範囲にあることを特徴とする凹凸部を有する板材。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材において、上記第１頂面および上記第２頂面の少なくとも一部には、上記第１基準面または上記第２基準面を中立面として厚み方向上下に突出する形状を有するサブ凹凸部が設けられていることを特徴とする凹凸部を有する板材。
  9. 　請求項１～８のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材において、順次配された上記第１基準面、上記中間基準面および上記第２基準面の少なくとも一部がそれぞれ平行な曲面からなることを特徴とする凹凸部を有する板材。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材において、上記板材は金属板をプレス成形することにより上記凹凸部を形成したものであることを特徴とする凹凸部を有する板材。
  11. 　請求項１０に記載の凹凸部を有する板材において、上記金属板の成形前の板厚ｔ（ｍｍ）が０．０５～６．０ｍｍであることを特徴とする凹凸部を有する板材。
  12. 　請求項１０または１１に記載の凹凸部を有する板材において、上記正方形の一辺の長さＬ（ｍｍ）と、上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｌ／ｔは１０～２０００であることを特徴とする凹凸部を有する板材。
  13. 　請求項１０～１２のいずれか一項に記載の凹凸部を有する板材において、上記第１領域の突出高さＨ１（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ１／ｔと、上記第１側面と上記中間基準面とがなす最も大きい傾斜角θ1（°）とは、１≦（Ｈ１／ｔ）≦－３θ1＋２７２の関係にあり、上記第２領域の突出高さＨ２（ｍｍ）と上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｈ２／ｔと、上記第２側面と上記中間基準面とがなす最も大きい傾斜角θ2（°）とは、１≦（Ｈ２／ｔ）≦－３θ2＋２７２の関係にあることを特徴とする凹凸部を有する板材。
  14. 　複数の板材を積層してなる積層構造体であって、上記板材の少なくとも１枚は請求項１～１３のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材であることを特徴とする積層構造体。
  15. 　アウターパネルと該アウターパネルの裏面に接合されたインナーパネルとを有する車両パネルであって、上記アウターパネルと上記インナーパネルのいずれか一方又は両方が、請求項１～１３のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材よりなることを特徴とする車両パネル。
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