WO2018021421A1 - 自動車の外装パネル - Google Patents

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WO2018021421A1
WO2018021421A1 PCT/JP2017/027079 JP2017027079W WO2018021421A1 WO 2018021421 A1 WO2018021421 A1 WO 2018021421A1 JP 2017027079 W JP2017027079 W JP 2017027079W WO 2018021421 A1 WO2018021421 A1 WO 2018021421A1
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reinforcing member
exterior material
exterior
exterior panel
automobile
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PCT/JP2017/027079
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鈴木　利哉
嘉明 中澤
伊藤　泰弘
聡 白神
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新日鐵住金株式会社
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    • B60J5/0447—Beams formed of several elements arranged in parallel

Definitions

  • the present invention relates to an exterior panel of an automobile.
  • Patent Document 1 describes a technique that is supposed to provide a reinforcing member for a vehicle body outer plate that can reduce the weight of the component itself and has a high effect of improving the surface rigidity of the vehicle body outer plate. ing.
  • exterior materials used for exterior panels of automobiles and the like are in the direction of being made thinner due to demands for weight reduction, but there is a problem that the stiffness of the exterior is lowered due to the reduction in thickness. Thereby, for example, when the door panel or the like is pushed by hand, there is a problem that the exterior material is easily deformed.
  • the tension stiffness in the conventional exterior panel is the thickness, shape (curvature surface, etc.) of the exterior material, the character line, and the conventional reinforcement parts to the part where the stiffness stiffness is the weakest (for example, the center of the panel)
  • the required performance was satisfied by the installation.
  • the thickness of the exterior material is reduced for the purpose of reducing the weight, it is difficult to compensate for the lack of tension rigidity only by measures other than the plate thickness.
  • Patent Document 1 there is a technique for improving a conventional reinforcing component from the viewpoint of improving the rigidity, but for example, the outer thickness of the exterior material is reduced from 0.7 mm to 0.5 mm or less. If the degree of thinning is increased as in the case of the reduction, the required number of reinforcing parts is increased in order to make up the entire exterior panel for the insufficient rigidity of the tension, and there is a problem that the lightening effect is reduced. Moreover, when the required number of these reinforcing parts increases, it may even lead to an increase in weight.
  • an object of the present invention is to provide an automobile exterior panel that can compensate for insufficient rigidity of tension.
  • an exterior material is in contact with the exterior surface of the exterior surface of the automobile and is orthogonal to the longitudinal direction in a cross-section orthogonal to the longitudinal direction.
  • An exterior panel of an automobile is provided that includes a reinforcing member having a second moment of section of 15000 mm 4 or less.
  • the yield stress of the reinforcing member may be 500 MPa or more.
  • the reinforcing member is provided with a crossing portion, and in a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the reinforcing member extending from the crossing portion, a cross-sectional secondary moment in the orthogonal direction of the exterior material is 15000 mm 4 or less. good.
  • intersections may be provided.
  • the reinforcing member may be in close contact with the exterior material in a region of 1/3 or more of the entire length.
  • the exterior material may have a concave curved portion that is concavely viewed from the outside of the automobile, and the reinforcing member that overlaps the concave curved portion may be in close contact with the exterior material.
  • the reinforcing member may cross the exterior material.
  • the reinforcing member may be bonded to the exterior material.
  • the reinforcing member is a line segment connecting any two points on the outline of the exterior material, and among the three line segments obtained by dividing the longest line segment into three equal segments, It may pass through the inside of a circle having a diameter of.
  • a plurality of the reinforcing members are disposed between the first side and the second side of the exterior material facing each other, and at least one of the reinforcing members is an intermediate between the first side and the second side.
  • at least one reinforcing member is arranged on the second side from the intermediate line, and the extending direction of each reinforcing member is the first side and the first side.
  • the first distance between two adjacent reinforcing members is a second distance from the first side or the second side to the nearest reinforcing member. It may be shorter than the distance.
  • an angle formed by any one of the reinforcing member, the first side, and the second side, which is closer to the reinforcing member may be within 30 °.
  • the first distance is a distance between two points where two adjacent reinforcing members intersect with a line segment connecting the midpoint of the first side and the midpoint of the second side. It may be.
  • the second distance connects the midpoint of the first side, the reinforcing member closest to the first side, the midpoint of the first side, and the midpoint of the second side. It may be a distance between points where the line segment intersects.
  • the second distance connects the midpoint of the second side, the reinforcing member closest to the second side, the midpoint of the first side, and the midpoint of the second side. It may be a distance between points where the line segment intersects.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an exterior panel (door panel) in which a first reinforcing member is disposed in the up-down direction of the exterior material and a second reinforcing member is disposed in the front-rear direction of the exterior material.
  • FIG. 10 is a perspective view showing in detail an intersection of the first reinforcing member and the second reinforcing member in FIG. 9.
  • FIG. 10 is a perspective view showing in detail an intersection of the first reinforcing member and the second reinforcing member in FIG. 9.
  • FIG. 9 it is a schematic diagram which shows the cross-sectional structure of the direction orthogonal to the longitudinal direction of the 1st and 2nd reinforcement member.
  • 9 and FIG. 10 are characteristic diagrams showing a relationship between a load load and a displacement amount of the indenter 140 obtained by a simulation for evaluating the tension rigidity of the exterior panel.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a state in which a load is applied to the exterior panel with a load applying member assuming a side collision of the automobile.
  • FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between a stroke and a load when a load is applied by the load applying member 300, obtained by a simulation for evaluating the side collision performance of the exterior panel in the configuration of FIG.
  • a door panel of an automobile is an exterior panel
  • a roof (roof) of an automobile is used as an exterior panel
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a state in which an exterior panel 100 of an automobile according to the present embodiment is viewed from the back side (the inside of the automobile).
  • a door panel is illustrated as the exterior panel 100, but the exterior panel 100 may be a panel of another part of the automobile such as a fender, a bonnet, or a roof.
  • the exterior panel 100 includes an exterior material 110 and a reinforcing member 120.
  • the exterior material 110 is formed of a steel plate having a thickness of about 0.4 mm.
  • the exterior material 110 is curved so that the front side is a convex surface. Further, the curvature of curvature is along the vehicle height direction (vertical direction) of the automobile.
  • the reinforcing member 120 includes a first reinforcing member 122 arranged in the vertical direction and a second reinforcing member 124 arranged in the vehicle length direction (horizontal direction) of the automobile.
  • the first reinforcing member 122 is curved following the curvature of the exterior material 110.
  • the second reinforcing member 124 extends substantially linearly, but when the exterior material 110 is curved, the second reinforcing member 124 has a shape following the curve. Both the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 are in close contact with the exterior material 110, and preferably bonded (adhered) to the exterior material 110.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a conventional structure for comparison.
  • a door impact bar 300 and a reinforcement 310 are arranged inside the exterior material 110.
  • 3 to 7 are views showing the door panel of the automobile according to this embodiment as an exterior panel 100.
  • FIG. 3 to 7 are schematic views showing variations of the arrangement of the reinforcing members 120.
  • FIG. In the example illustrated in FIG. 3, an example in which only the first reinforcing member 122 arranged in the vertical direction is provided on the exterior panel 100 is illustrated.
  • positioned in the front-back direction in the exterior panel 100 is shown.
  • the first reinforcing member 122 disposed in the vertical direction and the second reinforcing member 124 disposed in the front-rear direction are provided on the exterior panel 100.
  • positioned the reinforcement member 120 to the exterior panel 100 radially is shown.
  • an example is shown in which reinforcing members 120 are arranged obliquely across the exterior panel 100.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of the reinforcing member 120.
  • the basic configuration of the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 can be the same.
  • FIG. 8 also shows a cross-sectional configuration orthogonal to the longitudinal direction of the reinforcing member 120.
  • the reinforcing member 120 has a rectangular cross section.
  • the reinforcing member 120 is manufactured by bending the plate member 130.
  • the reinforcing member 120 has a square cross-sectional shape, and one side thereof is about 6 mm to 10 mm.
  • plate material 130 which comprises the reinforcement member 120 is about 0.8 mm as an example.
  • a steel plate can be used as the plate material 130.
  • a predetermined gap is provided between the end portion 130 a and the end portion 130 b of the folded plate member 130.
  • the end portion 130a and the end portion 130b may be in close contact with each other.
  • the end part 130a and the end part 130b may be joined by welding, adhesion, or the like.
  • the reinforcing member 120 is disposed so that the surface opposite to the surface where the end portions 130 a and 130 b are located is in close contact with the exterior material 110.
  • the reinforcing member 120 when the reinforcing member 120 is bent by being pushed from the outside direction of the exterior panel 100, the cross-section shape is opened from the end portions 130a and 130b and the cross-sectional shape is collapsed. Since this can be prevented, the rigidity of the exterior panel 100 can be further increased. Further, when the reinforcing member 120 and the exterior material 110 are joined, the surface on which the end portions 130 a and 130 b of the reinforcing member 120 are located may be disposed so as to be joined to the exterior material 110.
  • the cross-sectional configuration of the reinforcing member 120 is not limited to the closed cross-sectional configuration as shown in FIG. 8.
  • the cross-sectional configuration of the groove member (channel) having an open surface on the opposite side to the exterior material 110 may be used.
  • the hat shape shown in FIG. 20 may be sufficient.
  • the first and second reinforcing members 122 and 124 are in contact with the exterior material 110.
  • the area of each region surrounded by the outlines of the first and second reinforcing members 122 and 124 and the exterior material 110 is smaller than the entire area of the exterior material 110, so that an external force acts on the exterior material 110.
  • the tension rigidity of the exterior material 110 can be increased.
  • Reinforcing member 120 the direction of the second moment perpendicular to the longitudinal direction are the 15000 4 or less, more preferably, it is a 12000 mm 4 or less.
  • the material, plate thickness, and cross-sectional shape of the plate member 130 of the reinforcing member 120 are appropriately set so as to satisfy this condition.
  • the reinforcing member 120 can have a small cross-sectional shape, and even when a plurality of the first and second reinforcing members 122 and 124 are arranged in order to increase the tension rigidity, a large increase in weight is caused. Therefore, it is possible to efficiently improve the tension rigidity.
  • the number of reinforcing members 120 and the degree of freedom of arrangement can be improved, and the tension rigidity can be improved more efficiently.
  • the above-described secondary cross section The moment may be 10 mm 4 or more.
  • the yield stress of the reinforcing member 120 is 500 MPa or more. Therefore, even when an external force is applied to the reinforcing member 120, it is possible to prevent plastic deformation from occurring. Therefore, it is possible to effectively secure the tension rigidity and reduce the weight.
  • the reinforcing member 120 is disposed along the exterior material 110 for a length of a certain length or more. Specifically, the reinforcing member 120 is in close contact with the exterior material 110 in a region of 1/3 or more of the entire length.
  • the tension rigidity of the exterior panel 100 is increased. Can be improved. More preferably, by closely bonding the reinforcing member 120 and the exterior material 110, a tensile force can be applied to the exterior material 110 when the exterior material 110 is deformed, and the tension rigidity of the exterior panel 100 can be further increased.
  • the first reinforcing member 122 is arranged in the vertical direction along the direction of curvature of the exterior material 110.
  • the tension rigidity of the convex curve part curved so that it may protrude toward the outer side of a motor vehicle can be improved.
  • the exterior material 110 has a concave curved portion that curves so as to project inward as viewed from the outside of the automobile, and the reinforcing member 120 that overlaps the concave curved portion is in close contact with the exterior material 110.
  • the reinforcing rigidity of the entire exterior panel can be effectively improved by arranging the reinforcing member 120 in close contact with the portion.
  • the reinforcing member 120 is configured to traverse (cross) the exterior material 110.
  • the cross-sectional secondary moment of the reinforcing member 120 is small and the yield stress is high (the elastic deformation range is large). For this reason, in order to improve the tension rigidity in the whole exterior panel 100, it is preferable to make the reinforcing member 120 as long as possible.
  • an intersecting portion where the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 intersect is provided.
  • the cross-sectional secondary moment in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the reinforcing member 120 extending from the intersection is 15000 mm 4 or less.
  • the area of the exterior material region sandwiched between the reinforcing members 120 extending from the intersection is narrower than the entire area of the exterior panel, and the ratio of the plate thickness to the area sandwiched between the reinforcement members 120 is relatively Therefore, the tension rigidity can be further improved. Therefore, by providing the intersection, it is possible to effectively improve the tension rigidity.
  • the individual regions sandwiched between the adjacent reinforcing members 120 of the exterior material 110 are further narrowed, and the ratio of the plate thickness to the area of the individual regions is relatively increased.
  • Tension rigidity can be further improved. As a result, it is possible to effectively improve the tension rigidity.
  • the first and second reinforcing members 122 and 124 are provided with recesses 122a and 124a, so that the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 with respect to the exterior material 110 are provided.
  • the thickness in the orthogonal direction decreases. Accordingly, the first and second reinforcing members 122 and 124 and the exterior material 110 can be brought into close contact with each other even in the vicinity of the region including the intersecting portion, and the tension rigidity can be effectively improved.
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing the arrangement position when the reinforcing member 120 is arranged to ensure the tension rigidity when the door panel of the automobile is the exterior panel 100, as in FIGS.
  • a virtual circle C through which the reinforcing member 120 passes is set at the center of the exterior material 110 of the exterior panel 100.
  • the line segment L is the longest line segment among the line segments obtained by connecting any two points set on the contour (outer edge) of the exterior material 110.
  • the line segment L is a diagonal line connecting diagonals of the door panel.
  • the reinforcing member 120 After setting the virtual circle C as described above, the reinforcing member 120 according to the present embodiment is disposed so as to pass inside the virtual circle C.
  • the reinforcing member 120 By arranging the reinforcing member 120 so as to pass through the imaginary circle C, the reinforcing member 120 can be used regardless of whether the exterior panel 100 is a fender (front or rear), bonnet, door panel, roof, trunk, or the like. It passes through the vicinity of the center of the exterior material 110. Therefore, it is possible to increase the tension rigidity in the vicinity of the center of the exterior material 110.
  • At least one reinforcing member 120 is disposed so as to pass inside the virtual circle C. Further, by arranging two or more reinforcing members 120 so as to pass inside the virtual circle C, it is possible to further increase the tension rigidity in the vicinity of the center of the exterior material 110.
  • FIG. 18 is a schematic diagram showing another example of a position where the reinforcing member 120 is disposed in order to ensure tension rigidity when the door panel of the automobile is the exterior panel 100.
  • a plurality of reinforcing members 120 are disposed between two opposing sides 112 and 114 of the exterior material 110.
  • two reinforcing members 120 are disposed between the two sides 112 and 114, but three or more reinforcing members 120 may be disposed.
  • the two opposite sides 112 and 114 of the exterior material 110 are sides in the vehicle length direction of the door panel, but may be sides in the vehicle height direction.
  • At least one reinforcing member 120 is arranged on the side 112 side of the intermediate line L0 with respect to the intermediate line L0 located in the middle between the side 112 and the side 114.
  • At least one reinforcing member 120 is disposed on the side 114 side of the intermediate line L0 with respect to the intermediate line L0.
  • Each extending direction of the reinforcing member 120 is a direction along whichever of the sides 112 and 114 is closer.
  • the distance D1 between the two adjacent reinforcement members 120 is shorter than the distance D2 from the edge
  • the distance D1 between two adjacent reinforcing members 120 is shorter than the distance D3 from the side 114 to the nearest reinforcing member 120.
  • the exterior panel 100 is connected to or supported by another member at its contour. For this reason, the region relatively close to the contour of the exterior material 110 is held by another member, and the tension rigidity is relatively high. Therefore, even if the distance D2 from the side 112 to the nearest reinforcing member 120 is relatively long, the tension rigidity of the region along the side 112 can be ensured. Similarly, even if the distance D3 from the side 114 to the nearest reinforcing member 120 is relatively long, the tension rigidity of the region along the side 114 can be ensured.
  • the tension rigidity is likely to be lower than the region along the side 112 or the side 114. Therefore, the distance D1 between the two adjacent reinforcing members 120 is shorter than the distance D2 from the side 112 to the nearest reinforcing member 120, so that the tension is increased in the vicinity of the middle line L0 at the center of the exterior material 110. Stiffness can be increased. Similarly, the distance D1 between the two adjacent reinforcing members 120 is shorter than the distance D3 from the side 114 to the nearest reinforcing member 120, so that the tension is increased in the vicinity of the middle line L0 at the center of the exterior material 110. Stiffness can be increased.
  • the reinforcing member 120 may not be parallel to the sides 112 and 114.
  • the angle formed by the reinforcing member 120 close to the side 112 and the side 112 is within 30 °.
  • the angle formed between the reinforcing member 120 and the side 114 close to the side 114 is within 30 °.
  • FIG. 19 is a schematic diagram showing an arrangement position when the reinforcing member 120 is arranged in order to ensure tension rigidity when the roof (roof) of the automobile is the exterior panel 100.
  • a panel disposed on the upper surface of an automobile such as a roof
  • there is no vehicle height direction on the panel there is no vehicle height direction on the panel.
  • a vehicle height direction (vertical direction) of a panel arranged on the side surface of the automobile such as a door panel corresponds to a vehicle width direction (horizontal direction) of a panel arranged on the upper surface of the automobile such as a roof.
  • three reinforcing members 120 are disposed between two opposing sides 112 and 114 of the exterior material 110.
  • At least one reinforcing member 120 is disposed on the side 112 side of the intermediate line L0 with respect to the intermediate line L0 located in the middle between the side 112 and the side 114. Further, at least one reinforcing member 120 is disposed on the side 114 side of the intermediate line L0 with respect to the intermediate line L0. Each extending direction of the reinforcing member 120 is a direction along whichever of the sides 112 and 114 is closer.
  • the distances D6 and D7 between the two adjacent reinforcing members 120 are shorter than the distance D8 from the side 112 to the nearest reinforcing member 120. Further, the distances D6 and D7 between the two adjacent reinforcing members 120 are shorter than the distance D9 from the side 114 to the nearest reinforcing member 120.
  • a region that is relatively close to the contour of the exterior material 110 is connected to the contour or is held by another member that supports the contour, and the tension rigidity is relatively high. Therefore, even if the distance D8 from the side 112 to the nearest reinforcing member 120 is relatively long, the tension rigidity of the region along the side 112 can be ensured. Similarly, even if the distance D9 from the side 114 to the nearest reinforcing member 120 is relatively long, the tension rigidity of the region along the side 114 can be ensured.
  • a line segment L P1-P2 connecting the midpoint P1 of the side 112 and the midpoint P2 of the side 114 is set, and the line segment L P1-P2 connecting P1 and P2 intersects with each reinforcing member 120.
  • P4, P5, and P6 are obtained.
  • D6 is the distance between P4 and P5
  • D7 is the distance between P5 and P6
  • D8 is the distance between P1 and P4
  • D9 is the distance between P6 and P2.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a cross-sectional configuration in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the first and second reinforcing members 122 and 124.
  • the first and second reinforcing members 122 and 124 have a rectangular cross-sectional shape, which is about 16 mm in length and about 10 mm in width as an example.
  • the first and second reinforcing members 122 and 124 are formed by bending the plate member 130, and the end portion 130 a and the end portion 130 b face each other.
  • the first and second reinforcing members 122 and 124 do not necessarily have the same cross-sectional shape (that is, the cross-sectional secondary moment).
  • one reinforcing member has a rectangular cross-sectional shape as shown in FIG.
  • One reinforcing member may have a square cross-sectional shape as shown in FIG.
  • each of the first reinforcing members 122 may not necessarily have the same cross-sectional shape, and similarly, the second reinforcing member 122
  • Each member 124 does not necessarily have the same cross-sectional shape. This is because the effect of improving the rigidity of the exterior panel 100 and the effect of reducing the weight can be obtained more efficiently.
  • the short side of the rectangular cross-sectional shape is in close contact with the exterior material 110.
  • the reinforcing member 120 having the most efficient cross-sectional shape can be configured.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing an example in which each of the end portion 130a and the end portion 130b of the plate member 130 is bent to the opposite side with respect to the configuration shown in FIG.
  • the shape of FIG. 20 is called a hat shape.
  • the short side of the rectangular cross-sectional shape is in close contact with the exterior material 110.
  • the reinforcing member 120 having the most efficient cross-sectional shape can be configured.
  • FIG. 14 is a characteristic diagram showing the relationship between the load load and the displacement amount of the indenter 140 obtained by simulation in order to evaluate the tension rigidity in the configuration examples of FIGS. 9 and 10.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the exterior panel 100 (door panel) in which the first reinforcing member 122 is disposed in the up-down direction of the exterior material 110 and the second reinforcement member 124 is disposed in the front-rear direction of the exterior material 110.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a state seen from the direction of arrow A in FIG. FIG.
  • FIG. 9 shows a state in which the exterior panel 100 is viewed from the front side (from the outside of the automobile), but the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 are illustrated in a state where the exterior material 110 is seen through. .
  • the indenter 140 shown in FIG. 9 is a member that presses the exterior panel 100 in the simulation shown in FIG.
  • the thickness of the exterior material 110 is 0.4 mm and the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 are not joined to the exterior material 110 (Invention Example 1, characteristics shown by a solid line).
  • the thickness of a general automobile exterior panel currently used is about 0.7 mm, which corresponds to the characteristics of a one-dot chain line.
  • the invention example 2 two-dot chain line in which the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 are joined to the exterior material 110 has the thickness of the exterior material 110 of 0.7 mm.
  • the displacement amount with respect to the load was equal or better.
  • Invention Example 2 when the load exceeds 80 [N], the amount of displacement with respect to the applied load is lower than the characteristics of the alternate long and short dash line.
  • the characteristic (solid line) of Invention Example 1 in which the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 are not joined to the exterior material 110 is slightly larger than the characteristic of the alternate long and short dash line, but the load amount was about 200 [N], it was equivalent to the characteristics of the alternate long and short dash line. Therefore, according to this embodiment, even when the thickness of the exterior material 110 is set to 0.4 mm and is significantly thinner than the current state, it is possible to prevent the tension rigidity from being lowered. Thereby, the thickness of the exterior material 110 can be reduced to about 0.4 mm, for example, and the exterior panel 100 can be reduced in weight.
  • the characteristic when the thickness of the exterior material 110 is 0.4 mm and there is no reinforcing member is that the displacement amount with respect to the load is significantly increased as compared with other characteristics. Yes. This indicates that when the exterior panel is pressed, the exterior material 110 is greatly deformed. Therefore, when the thickness is 0.4 mm and there is no reinforcing member, it is difficult to use as an automobile exterior panel.
  • the tension rigidity of the exterior material 110 can be reliably improved. Furthermore, according to the reinforcing member 120 of the present embodiment, the impact resistance performance at the time of a collision can be improved. Below, the improvement of the collision-resistant performance by the reinforcing member 120 of this embodiment is demonstrated.
  • the reinforcing member 120, the direction of the second moment perpendicular to the longitudinal direction are the 15000 4 or less, more preferably, is a 12000 mm 4 or less.
  • the material, plate thickness, and cross-sectional shape of the plate member 130 of the reinforcing member 120 are appropriately set so as to satisfy this condition. While satisfying this condition, there are cases where not only the effect related to the improvement of the tension stiffness as described above but also the effect related to the improvement of the collision resistance performance is obtained. That is, by satisfying the above-mentioned second-order moment of cross-section, the plastic buckling limit of the reinforcing member 120 is increased, the plastic buckling is not easily caused when the collision load is input, and the reaction force due to elastic deformation is increased.
  • the reaction force due to elastic deformation has a relatively large reaction force increment with respect to deformation, and plastic deformation has a small reaction force increment with respect to deformation. Therefore, the reaction force due to elastic deformation can be effectively utilized as the anti-collision performance.
  • the cross-sectional secondary moment is increased, plastic buckling is likely to occur even with a small bend.
  • the secondary moment of the cross section of the door impact bar 300 is set to about 18000 mm 4, and it is assumed that the anti-collision performance by plastic deformation is exhibited.
  • the upper limit value of the cross-sectional secondary moment is set as described above, and as a result, the plastic buckling of the reinforcing member 120 is suppressed when receiving an input of a collision load, and due to elastic deformation. A collision-resistant function can be exhibited.
  • the yield stress of the reinforcing member 120 is 500 MPa or more.
  • the reinforcing member 120 is composed of a thin member, it can be a practical shock absorbing member by intersecting.
  • the reinforcing member 120 that is lighter than conventional ones can be widely disposed on the entire surface of the exterior panel 100, so that it is possible to avoid idling while suppressing an increase in weight.
  • the first and second reinforcing members 122 and 124 are connected as the reinforcing member 120, the collision load applied to one reinforcing member can propagate to the other reinforcing member and absorb the shock together. it can.
  • the collapse (rotation) of the reinforcing member 120 when the deformation of the reinforcing member 120 is large at the time of collision deformation can be suppressed, and further, the anti-collision performance can be improved.
  • tension is generated in the exterior material in the region between the adjacent reinforcing members 120 at the time of collision deformation.
  • the reinforcement material 120 is deformed by joining the exterior material 110 and the reinforcement member 120 to restrain the exterior material 110. In this case, the exterior material 110 around the deformed portion is pulled in the in-plane direction. Even if the exterior material 110 has no rigidity in the thickness direction, it has a tensile strength in the in-plane direction, so that it can resist the deformation of tension and improve the performance of the shock absorbing member.
  • the exterior panel 100 according to the present embodiment can improve not only the tension rigidity but also the collision resistance performance. For this reason, the further weight reduction effect can be acquired by the simplification or omission of the conventional collision-resistant component. Moreover, when using the conventional collision-resistant component, it can contribute to the improvement of the further collision safety performance.
  • first reinforcing member 122 is arranged in the vertical direction along the direction of curvature of the exterior material 110, thereby improving the anti-collision function of the convex curved portion that curves so as to protrude toward the outside of the automobile. Can be made.
  • the reinforcing member 120 is configured to traverse (cross) the exterior material 110.
  • the cross-sectional secondary moment of the reinforcing member 120 is small and the yield stress is high (the elastic deformation range is large). For this reason, in order to receive the load and impact at the time of the collision of the exterior panel 100 with the whole member, it is preferable to make the reinforcing member 120 as long as possible.
  • the degree of freedom in setting a fulcrum (contact point with respect to other conventional parts) for the reinforcing member 120 receiving a collision load to obtain a reaction force can be increased. it can.
  • the reinforcing member 120 by making the reinforcing member 120 as long as possible, the range for receiving an impact at the time of a collision can be widened, and the anti-collision performance can be improved.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the exterior panel 100 (door panel) arranged in FIG. 5 and shows the configuration of FIG. 5 in detail.
  • the first reinforcing member 122 is supported by support portions 220 arranged at both ends in the vertical direction of the exterior panel 100. Further, the second reinforcing member 124 is supported by support portions 230 disposed at both ends of the exterior panel 100 in the vertical direction. More specifically, both ends of the first reinforcing member 122 are supported by being sandwiched between the exterior material 110 and the support portion 220. Similarly, both ends of the second reinforcing member 124 are supported by being sandwiched between the exterior material 110 and the support portion 230. Further, in FIG.
  • the vehicle is supported by the intersecting portion on the outer side in the vertical direction or the outer side in the front-rear direction and the support portion 220 or the support portion 230.
  • the distance from the supported portion of the first reinforcing member 122 or the second reinforcing member 124 is within one third of the length of the first reinforcing member 122 or the second reinforcing member 124.
  • the load applied to the second reinforcing member 124 is applied to the first reinforcing member 122 from the intersecting portion and is supported by the support portion 220 from the intersecting portion. Since the distance to the supported portion of the first reinforcing member 122 is short, the load caused by the collision can be efficiently received by elastic deformation.
  • the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 are arranged on the same plane by providing concave portions 122 a and 124 a at the intersecting portions of the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124.
  • An example of arrangement is shown.
  • the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 are arranged so as to be knitted, and the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 are vertically arranged at adjacent intersections. It is configured differently.
  • first and second reinforcing members 122 and 124 are arranged so as to be knitted, the load transmission efficiency between the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 is improved. Thereby, it is possible to effectively ensure the shock absorbing function by the first and second reinforcing members 122 and 124 at the time of collision.
  • FIG. 11 and 12 are perspective views showing in detail the intersection of the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 in FIG. 11 corresponds to the intersection C1 shown in FIG. 9, and FIG. 12 corresponds to the intersection C2 shown in FIG.
  • the second reinforcing member 124 is located on the outer side of the vehicle (the exterior material 110 side) with respect to the first reinforcing member 122. Thereby, it can arrange
  • the first reinforcing member 122 is provided with the concave portion 122a, and the second reinforcing member 124 is provided with the concave portion 124a, whereby the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 are arranged on the same plane. Further, at the intersection C2, the first reinforcing member 122 is located on the outer side of the vehicle with respect to the second reinforcing member 124. Also at the intersection C2, the first reinforcing member 122 is provided with a recess 122a, and the second reinforcing member 124 is provided with a recess 124a, so that the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 are flush with each other. Placed in.
  • first and second reinforcing members 122 and 124 are not necessarily arranged so as to be knitted, and the first reinforcing member 122 is used for construction reasons when assembled to the exterior panel 100. May be disposed on the exterior panel side with respect to all of the second reinforcing members 124, and conversely, all of the second reinforcing members 124 may be disposed on the exterior panel side with respect to all of the first reinforcing members 122. May be arranged.
  • the cross-sectional secondary moment in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the reinforcing member 120 extending from the intersecting portion as described above is 15000 mm 4 or less.
  • the distance between the fulcrum and the action point of bending deformation applied to the reinforcing member 120 when the collision load is input can be further shortened, so that the reaction force increment for deformation can be further increased. Can do. Further, since the impact load can be propagated to and received by the plurality of other reinforcing members 120, a higher reaction force can be obtained. Thereby, the collision performance is further improved.
  • the thickness of the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 in the direction perpendicular to the exterior material 110 is obtained. Decrease. Accordingly, the first and second reinforcing members 122 and 124 and the exterior material 110 can be brought into close contact with each other even in the vicinity of the region including the intersecting portion, thereby improving the collision performance.
  • the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 are restrained to each other at the intersecting portion.
  • the reinforcing member 120 falls when receiving a collision, and the long side approaches the exterior material 110.
  • the first and second reinforcing members 122 and 124 so as to be knitted, it is possible to prevent the reinforcing member 120 from falling down and approaching the exterior material 110 on the long side when receiving a collision.
  • the support portions 220 and 230 that receive the impact load are provided on the side of the reinforcing member 120 opposite to the exterior material 110. At that time, a higher reaction force can be obtained with less deformation when the load input point (intersection) to the reinforcing member 120 and the support portions 220 and 230 are closer.
  • the support portions 220 and 230 correspond to portions that contact the door inner panel, the front pillar, the center pillar, the side sill, and the like.
  • the support portions 220 and 230 may be in contact with and supported by another body structure material.
  • the portions that contact the roof side rail, the front roof rail, the rear roof rail, and the like correspond to the support portions 220 and 230.
  • the support portions 220 and 230 may be brought into contact with the body structure material by providing another support component and contacting and supporting the support member 220 and 230 via the support component.
  • the supported portion supported by the supporting portions 220 and 230 is the end portion of the reinforcing member 120.
  • the entire reinforcing member 120 can be utilized for shock absorption.
  • the supported part can be constrained in directions other than the load input direction, improving collision performance and preventing the reinforcement member 120 from falling down. Can also contribute.
  • the supported portion may be provided other than the end portion of the reinforcing member 120.
  • FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a state in which a load load is applied to the exterior panel 100 by the load applying member 300 in the configuration illustrated in FIG.
  • FIG. 16 is a characteristic diagram showing the relationship between the stroke and the load when a load is applied by the load applying member 300 in the configuration of FIG. FIG. 16 shows a case where a larger load than that in FIG. 14 is applied and a corresponding stroke is generated at the time of collision in order to evaluate the anti-collision function.
  • the characteristic indicated by the broken line indicates the characteristic when the conventional structure shown in FIG. 2 is evaluated under the same conditions for comparison.
  • the characteristic indicated by the solid line corresponds to Invention Example 1 in which the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 are not joined to the exterior material 110, and the characteristic indicated by the two-dot chain line is the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member. This corresponds to Invention Example 2 in which the reinforcing member 124 is joined to the exterior material 110.
  • the load is higher than that of the conventional structure, and a higher shock absorbing performance than that of the conventional structure can be obtained.
  • the load is higher than that of the conventional structure in almost the entire stroke, and a higher shock absorbing performance than that of Invention Example 1 can be obtained.
  • the conventional structure is based on the premise that the impact-resistant member such as the door impact bar 300 is plastically deformed. Therefore, plastic deformation occurs as the stroke increases, and the rate of increase in load accompanying the increase in stroke is an example of the invention. 1 and lower than Example 2.
  • such a collapse of the reinforcing member 120 is caused by joining the reinforcing member 120 and the exterior material 110 as in the second example of the invention, or by providing a crossing portion in the reinforcing member 120 as described above, or in different directions. It can suppress by arrange
  • the first reinforcing member 122 and the second reinforcing member 124 may not be separate members.
  • one steel plate is processed into a press-molded product having a lattice shape and a thin cross section, and the first and second reinforcing members are processed.
  • the reinforcing members 122 and 124 may be integrated. In this case, the branching portion is an intersection.
  • the exterior material 110 and the reinforcing member 120 are not limited to steel materials, and may be composed of, for example, a non-ferrous metal such as aluminum.
  • the exterior material 110 may be formed of CFRP, and ribs corresponding to the first and second reinforcing members 122 and 124 may be disposed on the back side of the exterior material 110.
  • ribs corresponding to the first and second reinforcing members 122 and 124 may be integrally formed.
  • the branching portion cross-shaped portion
  • the ribs corresponding to the first and second reinforcing members 122 and 124 may be integrally formed with the exterior material 110, and in this case, the ribs corresponding to the first and second reinforcing members 122 and 124 are the exterior material. 110 is considered to be joined.
  • the reinforcement member 120 is disposed and closely adhered to the exterior material 110 with respect to the exterior material 110 formed of a thin plate of about 0.4 mm, thereby greatly increasing the tension rigidity. Can be increased. Thereby, even if it is a case where a user touches the exterior panel 100 comprised from a thin plate, or a user presses the exterior panel 100, a deformation
  • first reinforcing members 122 and a plurality of second reinforcing members 124 are arranged in a lattice shape so as to be in close contact with the exterior material 110, and the collision load is absorbed by the elastic deformation main body. Further, the collision resistance can be improved. Therefore, it is possible to provide an exterior panel for an automobile that achieves a reduction in weight and has improved tension rigidity and excellent crash resistance.

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Abstract

【課題】張り剛性不足および衝突性能不足を同時に補う。 【解決手段】本発明に係る自動車の外装パネルは、外装材１１０と、外装材１１０の自動車内側面に沿って接触し、長手方向に対して直交する断面において前記外装材の直交方向の断面二次モーメントが１５０００ｍｍ４以下である補強部材１２０を備える。この構成により、補強部材１２０の長手方向に対して直交方向の断面二次モーメントが１５０００ｍｍ４以下となるため、張り剛性不足を同時に補うことが可能となる。

Description

自動車の外装パネル
　本発明は、自動車の外装パネルに関する。
　従来、例えば下記の特許文献１には、部品自体の軽量化が可能でかつ、車体外板の面剛性向上効果の高い自動車用車体外板の補強部材を提供することを想定した技術が記載されている。
特開２０１１-２５１６２４号公報
　近時においては、自動車の外装パネル等に用いられる外装材は、軽量化等の要請により、より薄肉化される方向にあるが、薄肉化により張り剛性が低下する問題がある。これにより、例えばドアパネルなどを手で押した場合に、外装材が容易に変形してしまう問題がある。
　より詳細に説明すると、従来の外装パネルでの張り剛性は、外装材の板厚、形状（曲率面など）、キャラクターライン、および張り剛性が最も弱い部位（たとえばパネル中央）への従来の補強部品の設置によって必要性能を満足していた。一方、軽量化を目的とした外装材の薄肉化を実施すると、このような板厚以外の対策のみでは張り剛性の不足分を補うことは困難である。
　それに対して、例えば上記特許文献１のように、従来の補強部品を張り剛性向上の観点で改善しようとする技術はあるが、例えば外装材の元厚０．７ｍｍから０．５ｍｍ以下への薄肉化のように、薄肉化の程度を大きくすると、張り剛性の不足分を対象とする外装パネル全体で補うためには補強部品の必要数が多くなり、軽量化効果が目減りする問題がある。また、これらの補強部品の必要数が多くなることにより、逆に重量増に繋がる場合さえある。
　以上のように、従来の外装パネルの構造では、外装材を薄肉化した際の張り剛性不足を補い、かつ外装材薄肉化の本来の目的である軽量化効果を得ることは困難である。
　そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、張り剛性不足を補うことが可能な、自動車の外装パネルを提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、外装材と、前記外装材の自動車内側面に沿って接触し、長手方向に対して直交する断面において前記外装材の直交方向の断面二次モーメントが１５０００ｍｍ４以下である補強部材を備える自動車の外装パネルが提供される。
　前記補強部材の降伏応力が５００ＭＰａ以上であっても良い。
　また、前記補強部材には交差部が設けられ、前記交差部から伸びる前記補強部材の長手方向に対して直交する断面において前記外装材の直交方向の断面二次モーメントが１５０００ｍｍ４以下であっても良い。
　また、前記交差部が２箇所以上設けられても良い。
　また、前記補強部材は全長の１／３以上の領域で前記外装材に密着しているものであっても良い。
　また、前記外装材は自動車の外側からみて凹に湾曲した凹湾曲部を有し、前記凹湾曲部と重なる前記補強部材は前記外装材に密着しているものであっても良い。
　また、前記補強部材は、前記外装材を横切るものであっても良い。
　また、前記補強部材は前記外装材と接合されているものであっても良い。
　また、前記補強部材は、前記外装材の輪郭上の任意の２点を結ぶ線分であって最も長い線分を３等分して得られる３つの線分のうち、中央に位置する線分を直径とする円よりも内側を通るものであっても良い。
　また、前記外装材の対向する第１の辺と第２の辺の間に、複数の前記補強部材が配置され、少なくとも１つの前記補強部材は前記第１の辺と前記第２の辺の中間線より前記第１の辺側に配置され、少なくとも１つの前記補強部材は前記中間線より前記第２の辺側に配置され、前記補強部材それぞれの延在方向は前記第１の辺と前記第２の辺のいずれか近い方に沿う方向であり、隣接する２つの前記補強部材間の第１の距離は前記第１の辺又は前記第２の辺から最も近い前記補強部材までの第２の距離よりも短いものであっても良い。
　また、前記補強部材と前記第１の辺と前記第２の辺のいずれか前記補強部材に近い方のなす角は３０°以内であっても良い。
　また、前記第１の距離は、隣接する２つの前記補強部材と、前記第１の辺の中点と前記第２の辺の中点とを結ぶ線分と、が交差する２点間の距離であっても良い。
　また、前記第２の距離は、前記第１の辺の中点と、前記第１の辺と最も近い前記補強部材と第１の辺の中点と前記第２の辺の中点とを結ぶ前記線分とが交差する点との間の距離であっても良い。
　また、前記第２の距離は、前記第２の辺の中点と、前記第２の辺と最も近い前記補強部材と第１の辺の中点と前記第２の辺の中点とを結ぶ前記線分とが交差する点との間の距離であっても良い。
　以上説明したように本発明によれば、張り剛性不足を補うことが可能となる。
本実施形態に係る自動車の外装パネルを裏側から見た状態を示す模式図である。 比較のために従来構造を示す模式図であって、外装材の内側にドアインパクトバーとレインフォースが配置された構成を示す模式図である。 補強部材の配置のバリエーションを示す模式図である。 補強部材の配置のバリエーションを示す模式図である。 補強部材の配置のバリエーションを示す模式図である。 補強部材の配置のバリエーションを示す模式図である。 補強部材の配置のバリエーションを示す模式図である。 補強部材の構成を示す斜視図である。 外装材の上下方向に第１の補強部材が配置され、外装材１１０の前後方向に第２の補強部材が配置された外装パネル（ドアパネル）を示す模式図である。 図９の矢印Ａ方向から見た状態を示す模式図である。 図９における第１の補強部材と第２の補強部材の交差部を詳細に示す斜視図である。 図９における第１の補強部材と第２の補強部材の交差部を詳細に示す斜視図である。 図９の構成において、第１及び第２の補強部材の長手方向と直交する方向の断面構成を示す模式図である。 図９及び図１０について、外装パネルの張り剛性を評価するためのシミュレーションにより得た圧子１４０の負荷荷重と変位量との関係を示す特性図である。 自動車の側面の衝突（側突）を想定し、荷重付与部材で外装パネルに負荷荷重を与えた状態を示す模式図である。 図９の構成において、外装パネルの側面衝突の性能を評価するためのシミュレーションにより得た、荷重付与部材３００によって荷重を加えた場合のストロークと荷重との関係を示す特性図である。 自動車のドアパネルを外装パネルとした場合に、張り剛性を確保するために補強部材を配置する際の配置位置を示す模式図である。 自動車のドアパネルを外装パネルとした場合に、張り剛性を確保するために補強部材を配置する際の配置位置の別の例を示す模式図である。 自動車のルーフ（屋根）を外装パネルとした場合に、張り剛性を確保するために補強部材を配置する際の配置位置を示す模式図である。 図１３に示す構成に対し、板材の端部のそれぞれを反対側に折り曲げた例を示す模式図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る自動車の外装パネルの構成について説明する。図１は、本実施形態に係る自動車の外装パネル１００を裏側（自動車の内側）から見た状態を示す模式図である。ここでは、外装パネル１００としてドアパネルを例示するが、外装パネル１００は、フェンダー、ボンネット、ルーフなど、自動車の他の部位のパネルであっても良い。
　図１に示すように、外装パネル１００は、外装材１１０と補強部材１２０とから構成される。外装材１１０は、一例として厚さが０．４ｍｍ程度の鋼板から構成される。外装材１１０は、表側が凸面となるように湾曲している。また、湾曲の曲率は、自動車の車高方向（上下方向）に沿っている。
　補強部材１２０は、上下方向に配置された第１の補強部材１２２と、自動車の車長方向（水平方向）に配置された第２の補強部材１２４とを含む。第１の補強部材１２２は、外装材１１０の曲率に倣って湾曲している。第２の補強部材１２４は、ほぼ直線状に延在しているが、外装材１１０が湾曲している場合は、湾曲に倣った形状とされている。第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４は、ともに外装材１１０に密着し、好ましくは外装材１１０に接合（接着）されている。
　図２は、比較のために従来構造を示す模式図である。図２において、外装材１１０の内側にドアインパクトバー３００とレインフォース３１０が配置されている。図３～図７は、本実施形態に係る自動車のドアパネルを外装パネル１００として示す図である。図３～図７は、補強部材１２０の配置のバリエーションを示す模式図である。図３に示す例では、外装パネル１００に上下方向に配置された第１の補強部材１２２のみを設けた例を示している。
　また、図４に示す例では、外装パネル１００に前後方向に配置された第２の補強部材１２４のみを設けた例を示している。また、図５に示す例では、外装パネル１００に上下方向に配置された第１の補強部材１２２と、前後方向に配置された第２の補強部材１２４を設けた例を示している。また、図６に示す例では、外装パネル１００に補強部材１２０を放射状に配置した例を示している。また、図７に示す例では、外装パネル１００に補強部材１２０を斜めに交差して配置した例を示している。
　図８は、補強部材１２０の構成を示す斜視図である。第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４の基本的な構成は、同一とすることができる。図８では、補強部材１２０の長手方向と直交する断面構成も示している。補強部材１２０は、矩形断面を有している。補強部材１２０は板材１３０を折り曲げて製造される。図８に示す例では、補強部材１２０は正方形の断面形状であって、その一辺は６ｍｍ～１０ｍｍ程度である。また、補強部材１２０を構成する板材１３０の板厚は、一例として０．８ｍｍ程度である。板材１３０としては、鋼板を用いることができる。
　図８に示すように、折り曲げられた板材１３０の端部１３０ａと端部１３０ｂの間には所定の隙間が設けられている。一方、端部１３０ａと端部１３０ｂは密着していても良い。また、端部１３０ａと端部１３０ｂは、溶接や接着等により接合されても良い。好適には、補強部材１２０は、端部１３０ａ，１３０ｂが位置する面に反対側の面が外装材１１０と密着するように配置される。これにより、端部１３０ａ，１３０ｂが接合されていない構成において、外装パネル１００の外側方向から押されて補強部材１２０が湾曲した場合に、端部１３０ａ，１３０ｂから断面が開いて断面形状が崩壊することを防ぐことができるため、外装パネル１００の剛性をより高めることが可能となる。また、補強部材１２０と外装材１１０が接合される場合には、補強部材１２０の端部１３０ａ，１３０ｂが位置する面が外装材１１０と接合されるように配置されても良い。外装材１１０と接合されることで、端部１３０ａ，１３０ｂから断面が開いて断面形状が崩壊することを防ぐことができるためである。なお、補強部材１２０の断面構成は、図８のような閉断面の構成に限定されるものではなく、例えば断面が外装材１１０に対して反対側の面が開いた溝型（チャンネル）形状や図２０に示すハット形状であっても良い。
　以上のように、本実施形態では、外装材１１０に第１及び第２の補強部材１２２，１２４が接触している。これにより、第１及び第２の補強部材１２２，１２４、および外装材１１０の輪郭により囲まれた各々の領域の面積は、外装材１１０全体の面積より小さくなるため、外装材１１０に外力が作用した場合に早期に張力が生じやすくなるため、外装材１１０の張り剛性を高めることが可能となる。さらに、外装材１１０と補強部材１２０を接合することがより好ましく、外装材１１０が変形した際に隣接する補強部材１２０の間の領域の外装材１１０により早期に張力が発生し、張り剛性をより一層向上することができる。
　補強部材１２０は、長手方向に対して直交する方向の断面二次モーメントが、１５０００ｍｍ４以下とされており、より好ましくは、１２０００ｍｍ４以下とされる。この条件を満たすように、補強部材１２０の板材１３０の材質、板厚及び断面形状が適宜設定される。この条件を満たすことにより、補強部材１２０を小さな断面形状とすることができ、張り剛性を高めるために第１及び第２の補強部材１２２，１２４を複数本配置した場合でも大きな重量増加を招くことなく、効率的に張り剛性を向上することが可能となる。補強部材１２０の長手方向に対して直交する方向の断面二次モーメントは小さい方が断面形状を小さくでき、補強部材１２０の１本当たりの重量を軽くすることができるため、張り剛性向上のための補強部材１２０の本数や配置の自由度が向上し、より効率的に張り剛性を向上することができるが、補強部材１２０を外装パネル１００に組み付ける際の施工性を考えると、前記の断面二次モーメントは１０ｍｍ４以上としても良い。
　また、補強部材１２０の降伏応力は、５００ＭＰａ以上とされている。これにより、補強部材１２０に外力が作用した場合でも塑性変形が生じることを防ぐことができるため、効果的に張り剛性を確保して軽量化することができる。
　また、補強部材１２０は、ある程度以上の長さは外装材１１０に沿って配置される。具体的に、補強部材１２０は、全長の１／３以上の領域で外装材１１０に密着している。補強部材１２０を外装材１１０に密着配置することで、外装材１１０の薄肉化の程度が大きい場合（例えば元厚０．７ｍｍから０．５ｍｍ以下への薄肉化）でも、外装パネル１００の張り剛性を向上することができる。さらに好ましくは、補強部材１２０と外装材１１０を密着して接合することで、外装材１１０の変形時に外装材１１０に引張力を作用させて、外装パネル１００の張り剛性をより高めることができる。
　特に、第１の補強部材１２２は、外装材１１０の曲率の方向に沿って上下方向に配置されている。これにより、自動車の外側に向かって張り出すように湾曲した凸湾曲部の張り剛性を向上させることができる。また、外装材１１０は自動車の外側からみて内側に向かって張り出すように湾曲した凹湾曲部を有し、凹湾曲部と重なる補強部材１２０は外装材１１０に密着している。凸湾曲部に比べ凹湾曲部は自動車の外側からの荷重に対する張り剛性が劣るため、当該部位に補強部材１２０を密着配置することで、効果的に外装パネル全体の張り剛性を向上できる。
　また、補強部材１２０は、外装材１１０を横切る（横断する）ように構成されている。本実施形態では、補強部材１２０の断面二次モーメントが小さく、降伏応力が高い（弾性変形域が大きい）。このため、外装パネル１００の全体での張り剛性を向上するため、補強部材１２０はできるだけ長くする方が好適である。
　図５に示す例では、第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４が交差する交差部が設けられている。そして、交差部から伸びる補強部材１２０の長手方向に対して直交する方向の断面二次モーメントは１５０００ｍｍ４以下とされている。交差部があると、交差部から伸びる補強部材１２０に挟まれた外装材の領域の面積は外装パネル全面の面積より狭くなり、補強部材１２０に挟まれた面積に対する板厚の比率が相対的に増すため、張り剛性をより向上することができる。従って、交差部を設けたことにより、張り剛性を効果的に向上することが可能である。
　また、交差部を２箇所以上としたことにより、外装材１１０の隣接する補強部材１２０に挟まれる個々の領域がさらに狭くなり、個々の領域の面積に対する板厚の比率が相対的に増すため、張り剛性をさらに向上できる。これにより、張り剛性を効果的に向上することが可能である
　また、交差部において、後述するように第１及び第２の補強部材１２２，１２４に凹部１２２ａ，１２４ａを設けたことにより、第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４の外装材１１０に対する直交方向の厚さが減少する。これにより、交差部を含む近傍の領域においても第１及び第２の補強部材１２２，１２４と外装材１１０を密着させて接合することができ、張り剛性を効果的に向上することができる。
　次に、外装材１１０の張り剛性を向上するための補強部材１２０の好適な配置について説明する。外装材１１０において、その周縁では、他の部材が連結されたり、他の部材によって支持されたりするため、張り剛性は比較的高い。一方、外装材１１０の中央部分は、他の部材に支持されていなければ、張り剛性は低い。従って張り剛性の確保が重要となるのは主に外装材１１０の中央部分である。図１７は、図３～図７と同様に、自動車のドアパネルを外装パネル１００とした場合に、張り剛性を確保するために補強部材１２０を配置する際の配置位置を示す模式図である。
　図１７に示すように、外装パネル１００の外装材１１０の中央には、補強部材１２０が通る仮想円Ｃが設定されている。仮想円Ｃは、図１７に示す長さＤの線分Ｌを３等分して得られる３つの線分のうち、中央に位置する線分を直径（＝Ｄ／３）とする円である。線分Ｌは、外装材１１０の輪郭（外周の縁）に設定される任意の２つの点を結んで得られる線分のうち、最も長い線分である。外装パネル１００がドアパネルの場合、図１７に示すように、線分Ｌはドアパネルの対角を結ぶ対角線となる。
　以上のような仮想円Ｃを設定した上で、本実施形態に係る補強部材１２０は、仮想円Ｃの内側を通るように配置される。仮想円Ｃを通るように補強部材１２０を配置することによって、外装パネル１００がフェンダー（前部又は後部）、ボンネット、ドアパネル、ルーフ、トランクなど、どのようなパネルであっても、補強部材１２０は外装材１１０の中央付近を通ることになる。従って、外装材１１０の中央付近において、張り剛性を高めることが可能となる。
　複数の補強部材１２０を配置する場合であっても、少なくとも１つの補強部材１２０が仮想円Ｃの内側を通るように配置される。また、２つ以上の補強部材１２０が仮想円Ｃの内側を通るように配置することで、外装材１１０の中央付近における張り剛性をより高めることも可能である。
　図１８は、自動車のドアパネルを外装パネル１００とした場合に、張り剛性を確保するために補強部材１２０を配置する位置の別の例を示す模式図である。
　図１８に示す例では、外装材１１０の対向する２つの辺１１２，１１４の間に複数の補強部材１２０が配置されている。なお、図１８では２つの辺１１２，１１４の間に２つの補強部材１２０が配置されているが、３つ以上の補強部材１２０が配置されても良い。また、図１８では外装材１１０の対向する２つの辺１１２，１１４をドアパネルの車長方向の辺としているが、車高方向の辺としても良い。辺１１２と辺１１４の間の中間に位置する中間線Ｌ０に対し、少なくとも１の補強部材１２０は中間線Ｌ０よりも辺１１２側に配置されている。また、中間線Ｌ０に対し、少なくとも１の補強部材１２０は中間線Ｌ０よりも辺１１４側に配置されている。そして、補強部材１２０のそれぞれの延在する方向は辺１１２と辺１１４のいずれか近い方に沿う方向である。
　そして、本実施形態では、図１８に示す補強部材１２０の配置において、隣接する２つの補強部材１２０の間の距離Ｄ１は、辺１１２から最も近い補強部材１２０までの距離Ｄ２よりも短い。また、隣接する２つの補強部材１２０の間の距離Ｄ１は、辺１１４から最も近い補強部材１２０までの距離Ｄ３よりも短い。
　通常、外装パネル１００は、その輪郭で他の部材と連結されるか、または他の部材によって支持される。このため、外装材１１０の輪郭から比較的近い領域は、他の部材によって保持されることになり、張り剛性が比較的高くなる。従って、辺１１２から最も近い補強部材１２０までの距離Ｄ２を比較的長くしても辺１１２に沿った領域の張り剛性を確保することができる。同様に、辺１１４から最も近い補強部材１２０までの距離Ｄ３を比較的長くしても辺１１４に沿った領域の張り剛性を確保することができる。
　一方、外装材１１０の中央の中間線Ｌ０の付近は、辺１１２又は辺１１４から離れているため、辺１１２または辺１１４に沿った領域よりも張り剛性が低下し易い。このため、隣接する２つの補強部材１２０の間の距離Ｄ１を、辺１１２から最も近い補強部材１２０までの距離Ｄ２よりも短くすることで、外装材１１０の中央の中間線Ｌ０の付近において、張り剛性を高めることができる。同様に、隣接する２つの補強部材１２０の間の距離Ｄ１を、辺１１４から最も近い補強部材１２０までの距離Ｄ３よりも短くすることで、外装材１１０の中央の中間線Ｌ０の付近において、張り剛性を高めることができる。
　図１８において、辺１１２と辺１１４が平行でない場合は、測定する位置に応じて距離Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の値が異なることが想定される。このため、辺１１２の中点Ｐ１と辺１１４の中点Ｐ２を結ぶ線分ＬＰ１－Ｐ２を設定し、Ｐ１とＰ２を結ぶ線分ＬＰ１－Ｐ２と各補強部材１２０が交差する点Ｐ３，Ｐ４を求め、Ｄ１はＰ３－Ｐ４間の距離、Ｄ２はＰ１－Ｐ３間の距離、Ｄ３はＰ４－Ｐ２間の距離とする。
　また、図１８では、辺１１２と辺１１４に対して補強部材１２０が略平行に配置された場合を示しているが、辺１１２，１１４に対して補強部材１２０は平行でなくても良い。本実施形態において、辺１１２に近い補強部材１２０と辺１１２とのなす角は３０°以内である。また、辺１１４に近い補強部材１２０と辺１１４とのなす角は３０°以内である。このように、補強部材１２０と、辺１１２、辺１１４のうち補強部材１２０に近い辺のなす角度を３０°以内とすることにより、辺１１２または辺１１４の近傍での張り剛性を高めることが可能である。
　図１９は、自動車のルーフ（屋根）を外装パネル１００とした場合に、張り剛性を確保するために補強部材１２０を配置する際の配置位置を示す模式図である。ルーフの様な自動車の上面に配置されるパネルの場合、パネルに車高方向は存在しない。ドアパネルの様な自動車の側面に配置されるパネルの車高方向（上下方向）が、ルーフの様な自動車の上面に配置されるパネルの車幅方向（左右方向）に相当する。図１９に示す例では、図１８と同様に、外装材１１０の対向する２つの辺１１２，１１４の間に３つの補強部材１２０が配置されている。また、辺１１２と辺１１４の間の中間に位置する中間線Ｌ０に対し、少なくとも１の補強部材１２０は中間線Ｌ０よりも辺１１２側に配置されている。また、中間線Ｌ０に対し、少なくとも１の補強部材１２０は中間線Ｌ０よりも辺１１４側に配置されている。そして、補強部材１２０のそれぞれの延在する方向は辺１１２と辺１１４のいずれか近い方に沿う方向である。
　図１８と同様、図１９に示す補強部材１２０の配置においても、隣接する２つの補強部材１２０の間の距離Ｄ６，Ｄ７は、辺１１２から最も近い補強部材１２０までの距離Ｄ８よりも短い。また、隣接する２つの補強部材１２０の間の距離Ｄ６，Ｄ７は、辺１１４から最も近い補強部材１２０までの距離Ｄ９よりも短い。
　図１９においても、外装材１１０の輪郭から比較的近い領域は、輪郭に連結され、または輪郭を支持する他の部材によって保持されることになり、張り剛性が比較的高くなる。従って、辺１１２から最も近い補強部材１２０までの距離Ｄ８を比較的長くしても辺１１２に沿った領域の張り剛性を確保することができる。同様に、辺１１４から最も近い補強部材１２０までの距離Ｄ９を比較的長くしても辺１１４に沿った領域の張り剛性を確保することができる。
　一方、外装材１１０の中央の中間線Ｌ０の付近は、辺１１２又は辺１１４から離れているため、辺１１２または辺１１４に沿った領域よりも張り剛性が低下し易い。このため、隣接する２つの補強部材１２０の間の距離Ｄ６，Ｄ７を、辺１１２から最も近い補強部材１２０までの距離Ｄ８よりも短くすることで、外装材１１０の中央の中間線Ｌ０の付近において、張り剛性を高めることができる。同様に、隣接する２つの補強部材１２０の間の距離Ｄ６，Ｄ７を、辺１１４から最も近い補強部材１２０までの距離Ｄ９よりも短くすることで、外装材１１０の中央の中間線Ｌ０の付近において、張り剛性を高めることができる。
　図１９においても、辺１１２の中点Ｐ１と辺１１４の中点Ｐ２を結ぶ線分ＬＰ１－Ｐ２を設定し、Ｐ１とＰ２を結ぶ線分ＬＰ１－Ｐ２と各補強部材１２０が交差する点Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６を求める。そして、Ｄ６はＰ４－Ｐ５間の距離、Ｄ７はＰ５－Ｐ６間の距離、Ｄ８はＰ１－Ｐ４間の距離、Ｄ９はＰ６－Ｐ２間の距離とする。
　また、図１９においても、補強部材１２０に近い辺１１２，１１４と、補強部材１２０とのなす角度を３０°以内とすることにより、辺１１２または辺１１４の近傍での張り剛性を高めることが可能である。
　図１３は、第１及び第２の補強部材１２２，１２４の長手方向と直交する方向の断面構成を示す模式図である。図１３に示すように、第１及び第２の補強部材１２２，１２４は長方形の断面形状を有しており、一例として縦１６ｍｍ程度、横１０ｍｍ程度である。図８と同様、第１及び第２の補強部材１２２，１２４は板材１３０の折り曲げによって構成され、端部１３０ａと端部１３０ｂが対向している。なお、第１及び第２の補強部材１２２，１２４は必ずしも同じ断面形状（すなわち断面二次モーメント）で無くても良く、例えば一方の補強部材が図１３に示すような長方形の断面形状で、もう一方の補強部材が図８に示すような正方形の断面形状でも良い。また、第１及び第２の補強部材１２２，１２４が各々複数本配置されている場合には、第１の補強部材１２２の各々も必ずしも同じ断面形状で無くても良く、同様に第２の補強部材１２４の各々も必ずしも同じ断面形状で無くても良い。これは外装パネル１００の張り剛性向上の効果と軽量化の効果をより効率良く得ることができるためである。
　図１３に示す構成において、長方形の断面形状の短辺側が外装材１１０に密着される。これにより、所望の断面二次モーメントを確保するために、最も効率の良い断面形状を有する補強部材１２０を構成することができる。
　図２０は、図１３に示す構成に対し、板材１３０の端部１３０ａと端部１３０ｂのそれぞれを反対側に折り曲げた例を示す模式図である。図２０の形状をハット形状と言う。
　図２０に示す構成においても、長方形の断面形状の短辺側が外装材１１０に密着される。これにより、所望の断面二次モーメントを確保するために、最も効率の良い断面形状を有する補強部材１２０を構成することができる。
　図１４は、図９及び図１０の構成例において、張り剛性を評価するため、シミュレーションにより得た圧子１４０の負荷荷重と変位量との関係を示す特性図である。図９は、外装材１１０の上下方向に第１の補強部材１２２が配置され、外装材１１０の前後方向に第２の補強部材１２４が配置された外装パネル１００（ドアパネル）を示す模式図であって、図５の構成を詳細に示している。また、図１０は、図９の矢印Ａ方向から見た状態を示す模式図である。図９では、外装パネル１００を表側から（自動車の外側から）見た状態を示しているが、外装材１１０を透視した状態で第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４を示している。また、図９に示す圧子１４０は、図１４に示すシミュレーションにおいて、外装パネル１００を押圧する部材である。図１４に示すシミュレーション結果では、外装材１１０の厚さが０．４ｍｍで第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４を外装材１１０に接合しない場合（発明例１、実線で示す特性）と、第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４を外装材１１０に接合した場合（発明例２、二点鎖線で示す特性）を示している。また、図１４に示すシミュレーション結果では、比較のため、外装材１１０の厚さが０．７ｍｍで補強部材が無い場合の特性（一点鎖線）、外装材１１０の厚さが０．４ｍｍで補強部材が無い場合の特性（破線）も示している。
　現在用いられている一般的な自動車の外装パネルの厚さは０．７ｍｍ程度であり、一点鎖線の特性に相当する。図１４に示すように、第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４を外装材１１０に接合した発明例２（二点鎖線）は、外装材１１０の厚さが０．７ｍｍで補強部材が無い場合の特性（一点鎖線）と比較すると、負荷荷重に対する変位量が同等以上の結果が得られた。特に、発明例２では、荷重が８０［Ｎ］を超えると、負荷荷重に対する変位量が一点鎖線の特性よりも低下している。また、第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４を外装材１１０に接合しない発明例１の特性（実線）は、負荷荷重に対する変位量は一点鎖線の特性よりもやや大きいが、負荷荷重が２００［Ｎ］程度になると一点鎖線の特性と同等であった。従って、本実施形態によれば、外装材１１０の厚さを０．４ｍｍとして現状よりも大幅に薄くした場合であっても、張り剛性が低下してしまうことを抑止することが可能である。これにより、外装材１１０の厚さを例えば０．４ｍｍ程度まで低下させることができ、外装パネル１００を軽量化することが可能である。
　また、図１４中に破線の特性で示すように、外装材１１０の厚さが０．４ｍｍで補強部材が無い場合の特性は、負荷荷重に対する変位量が他の特性に比べて著しく増大している。これは、外装パネルを押すと外装材１１０が大きく変形してしまうことを示している。従って、厚さが０．４ｍｍで補強部材が無い場合は、自動車の外装パネルとして用いることは困難である。
　以上説明したように、本実施形態の補強部材１２０によれば、外装材１１０の張り剛性を確実に向上することができる。更に、本実施形態の補強部材１２０によれば、衝突時における耐衝撃性能をも向上することができる。以下では、本実施形態の補強部材１２０による耐衝突性能の向上について説明する。
　前述のように、補強部材１２０は、長手方向に対して直交する方向の断面二次モーメントが、１５０００ｍｍ４以下とされており、より好ましくは、１２０００ｍｍ４以下とされる。この条件を満たすように、補強部材１２０の板材１３０の材質、板厚及び断面形状が適宜設定される。この条件を満たす中で、前述のような張り剛性の向上に関する効果だけではなく、耐衝突性能の向上に関する効果が得られる場合もある。すなわち、前述の断面二次モーメントの条件を満たすことにより、補強部材１２０の塑性座屈限界を高め、衝突荷重の入力を受けた際に容易に塑性座屈を起こさず、弾性変形による反力を耐衝突性能に対して有効に活用することができる。弾性変形による反力は相対的に変形に対する反力増分が大きく、塑性変形では変形に対する反力増分は小さい。従って、弾性変形による反力を、耐衝突性能として有効に活用することができる。なお、断面二次モーメントを大きくすると小さな曲げでも塑性座屈を起こしやすくなる。従来構造では、ドアインパクトバー３００の断面二次モーメントが１８０００ｍｍ４程度とされており、塑性変形による耐衝突性能を発揮させることを前提としている。一方、本実施形態では、断面二次モーメントの上限値が上記のように設定されており、その結果、衝突荷重の入力を受けた際に補強部材１２０の塑性座屈が抑えられ、弾性変形により耐衝突機能を発揮させることができる。
　また、補強部材１２０の降伏応力は、５００ＭＰａ以上とされている。これにより、補強部材１２０の塑性座屈限界を高め、弾性変形による反力を更に有効に活用することができるため、効果的に耐衝突性能を向上することができる。
　また、補強部材１２０がたとえ細い部材から構成されていても、交差させることで実用的な衝撃吸収部材になる。また、従来構造のようにドアインパクトバー３００が１本のみであると、衝突荷重が付与される位置によっては空振りする可能性がある。また空振り対策としてドアインパクトバー３００を複数本設置すると大幅な重量増加につながる。本実施形態によれば、従来に比べ軽量な補強部材１２０を外装パネル１００の全面に広く配置できるため、重量増加を抑えつつ空振りも回避できる。更に、補強部材１２０として第１及び第２の補強部材１２２，１２４がつながっているため、一方の補強部材に加わった衝突荷重が他方の補強部材にも伝播し、一緒に衝撃を吸収することができる。
　さらに、外装材１１０と補強部材１２０とが接合されている場合には、衝突変形時に補強部材１２０の変形が大きい場合の補強部材１２０の倒れ込み（回転）を抑制でき、さらに耐衝突性能を向上できる。また、衝突変形時に隣接する補強部材１２０の間の領域の外装材に張力が発生する点も有効である。外装材１１０を薄くすると剛性が無くなり、容易に凹んで（たわんで）衝撃吸収の役に立たないが、外装材１１０と補強部材１２０を接合して外装材１１０を拘束することで、補強部材１２０が変形した場合、変形した箇所の周りの外装材１１０が面内方向に引っ張られる。外装材１１０は厚さ方向の剛性が無くても面内方向の引張強さはあるため、引張の変形に抵抗し、衝撃吸収部材の性能を向上することができる。
　以上より、本実施形態に係る外装パネル１００は、張り剛性だけでなく、耐衝突性能も向上することができる。このため、従来の耐衝突部品の簡略化または省略によって、さらなる軽量化効果を得ることができる。また、従来の耐衝突部品を用いる場合は、さらなる衝突安全性能の向上に寄与することができる。
　また、第１の補強部材１２２は、外装材１１０の曲率の方向に沿って上下方向に配置されることで、自動車の外側に向かって張り出すように湾曲した凸湾曲部の耐衝突機能を向上させることができる。
　また、補強部材１２０は、外装材１１０を横切る（横断する）ように構成されている。本実施形態では、補強部材１２０の断面二次モーメントが小さく、降伏応力が高い（弾性変形域が大きい）。このため、外装パネル１００の衝突時の荷重や衝撃を部材全体で受け止めるため、補強部材１２０はできるだけ長くする方が好適である。また、補強部材１２０が外装材１１０を横切るように構成することで、衝突荷重を受けた補強部材１２０が反力を得るための支点（従来他部品に対する接触点）の設定自由度を高めることができる。また、補強部材１２０をできるだけ長くすることで、衝突時に衝撃を受け止める範囲を広くすることができ、耐衝突性能を向上することができる。
　以下では、補強部材１２０を設けたことによる、外装パネル１００の耐衝突機能の向上について説明する。図９は、前述の通り第１の補強部材１２２の長手方向が外装材１１０の上下方向になるように配置され、第２の補強部材１２４の長手方向が外装材１１０の水平方向にになるように配置された外装パネル１００（ドアパネル）を示す模式図であって、図５の構成を詳細に示している。
　図９において、第１の補強部材１２２は、外装パネル１００の上下方向両端に配置された支持部２２０によって支持されている。また、第２の補強部材１２４は、外装パネル１００の上下方向両端に配置された支持部２３０によって支持されている。より具体的には、第１の補強部材１２２は、その両端が外装材１１０と支持部２２０に挟まれて支持されている。同様に、第２の補強部材１２４は、その両端が外装材１１０と支持部２３０に挟まれて支持されている。また、図９において、第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４の交差部の内、車両の上下方向外側または前後方向外側の交差部と、支持部２２０または支持部２３０によって支持される第１の補強部材１２２または第２の補強部材１２４の被支持部との距離は、第１の補強部材１２２または第２の補強部材１２４の長さの１／３以内である。これにより、衝突による荷重が補強部材１２０にかかった場合に、例えば第２の補強部材１２４にかかった荷重が交差部から第１の補強部材１２２にかかり、交差部から支持部２２０によって支持される第１の補強部材１２２の被支持部までの距離が近いことから、衝突による荷重を効率良く弾性変形により受け止めることができる。
　図９では、第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４の交差部に凹部１２２ａ，１２４ａを設けて交差させることで、第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４を同一平面に配置した例を示している。また、図９では、第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４を編み込むように配置し、隣接する交差部において、第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４の上下の配置が異なるように構成している。
　第１及び第２の補強部材１２２，１２４を編み込むように配置すると、第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４同士の荷重伝達の効率が良くなる。これにより、衝突時に第１及び第２の補強部材１２２，１２４により効果的に衝撃吸収機能を確保することが可能である。
　図１１及び図１２は、図９における第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４の交差部を詳細に示す斜視図である。図１１は図９に示す交差部Ｃ１に対応し、図１２は図９に示す交差部Ｃ２に対応している。交差部Ｃ１では第２の補強部材１２４が第１の補強部材１２２に対して車両の外側方向（外装材１１０側）に位置している。これにより、第１及び第２の補強部材１２２，１２４を編み込むように配置することができる。第１の補強部材１２２に凹部１２２ａが設けられ、第２の補強部材１２４に凹部１２４ａが設けられることで、第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４が同一平面に配置される。また、交差部Ｃ２では第１の補強部材１２２が第２の補強部材１２４に対して車両の外側方向に位置している。交差部Ｃ２においても、第１の補強部材１２２に凹部１２２ａが設けられ、第２の補強部材１２４に凹部１２４ａが設けられることで、第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４が同一平面に配置される。
　なお、図示は省略するが、第１及び第２の補強部材１２２，１２４は必ずしも編み込むように配置する必要は無く、外装パネル１００への組み付け時の施工上の理由などにより第１の補強部材１２２の全てを第２の補強部材１２４の全てに対して外装パネル側へ配置してもよく、また逆に第２の補強部材１２４の全てを第１の補強部材１２２の全てに対して外装パネル側へ配置してもよい。
　また、上述のように交差部から伸びる補強部材１２０の長手方向に対して直交する方向の断面二次モーメントは１５０００ｍｍ４以下である。　交差部を設けることにより、衝突荷重の入力時に補強部材１２０に付与される曲げ変形の支点と作用点の距離を短くできるため、変形に対する反力増分をさらに高めることができる。従って、交差部を設けたことにより、衝突性能を効果的に向上することが可能である。
　また、交差部を２箇所以上としたことにより、衝突荷重の入力時に補強部材１２０に付与される曲げ変形の支点と作用点の距離をさらに短くできるため、変形に対する反力増分をより一層高めることができる。また、衝撃荷重を他の複数の補強部材１２０に伝播させて受け止めることができるため、さらに高い反力を得ることができる。これにより、衝突性能がより一層向上する。
　また、交差部において、第１及び第２の補強部材１２２，１２４に凹部１２２ａ，１２４ａを設けたことにより、第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４の外装材１１０に対する直交方向の厚さが減少する。これにより、交差部を含む近傍の領域においても第１及び第２の補強部材１２２，１２４と外装材１１０を密着させて接合することができ、衝突性能が向上する。
　更に、交差部を設けたことにより、交差部において第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４が互いに拘束することになる。これにより、例えば補強部材１２０の断面が長方形であり、短辺側が外装材１１０に密着している場合に、衝突を受けた際に補強部材１２０に倒れが生じて長辺側が外装材１１０に接近することを抑止できる。また、第１及び第２の補強部材１２２，１２４を編み込むように配置することにより、衝突を受けた際に補強部材１２０に倒れが生じて長辺側が外装材１１０に接近することを抑止できる。交差部の間隔を短くすれば、短い間隔で回転抑止の拘束が成されるため、第１及び第２の補強部材１２２，１２４がより倒れにくくなる。これにより、補強部材１２０の倒れに起因する断面二次モーメントの低下を抑止することができ、耐衝突性能の低下を抑止できる。
　衝撃吸収部材としては、衝撃吸収部材が荷重入力方向に対して剛体移動しないように、何かに支持されて衝撃荷重を受け止める必要がある。荷重は外装材１１０から入力されるため、衝撃荷重を受け止める支持部２２０，２３０は補強部材１２０の外装材１１０と反対側に設けられる。その際、補強部材１２０への荷重入力点（交差部）と支持部２２０，２３０が近い方が、少ない変形で高い反力を得ることが可能である。なお、支持部２２０，２３０は、外装パネル１００がドアパネルの場合、ドアインナーパネル、フロントピラー、センターピラー、サイドシル等に当接する部位が該当する。また、ドア以外の外装パネル１００の場合、他のボディ構造材へ支持部２２０，２３０を当接して支持してもよい。例えばルーフのパネルであれば、ルーフサイドレール、フロントルーフレール、リアルーフレール等に当接する部位が支持部２２０，２３０に相当する。また、これらボディ構造材への支持部２２０，２３０の当接は、別の支持部品を設けてこの支持部品を介して当接し、支持しても良い。
　補強部材１２０において、支持部２２０，２３０に支持される被支持部は補強部材１２０の端部である。このように、補強部材１２０の端部を支持することで、補強部材１２０の全体を衝撃吸収に活用できる。また、被支持部を外装材以外の他部品に接合することで、被支持部を荷重入力方向以外の方向にも拘束することができ、衝突性能を向上するとともに補強部材１２０の倒れ込み防止等にも寄与することができる。また、被支持部は補強部材１２０の端部以外に設けられても良い。
　次に、図１５及び図１６に基づいて、本実施形態に係る外装パネル１００について、衝突時を考慮して曲げ強度を評価した結果について説明する。図１５は、図９の構成において、自動車の側面の衝突（側突）を想定し、荷重付与部材３００で外装パネル１００に負荷荷重を与えた状態を示す模式図である。
　図１６は、図９の構成において、荷重付与部材３００によって荷重を加えた場合のストロークと荷重との関係を示す特性図である。図１６では、耐衝突機能を評価するため、図１４よりも大きな荷重をかけ、衝突時に相当するストロークを生じさせた場合を示している。図１６において、破線で示す特性は、比較のため図２に示した従来構造を同じ条件で評価した場合の特性を示している。また、実線で示す特性は第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４を外装材１１０に接合しない発明例１に対応し、二点鎖線で示す特性は第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４を外装材１１０に接合した発明例２に対応している。
　図１６に示すように、発明例１の構成では、特にストロークが５０ｍｍ以上の場合に、従来構造よりも荷重が高くなっており、従来構造よりも高い衝撃吸収性能を得ることができた。また、発明例２の構成では、ストロークのほぼ全域において従来構造よりも荷重が高くなっており、発明例１よりも更に高い衝撃吸収性能を得ることができた。上述のように従来構造では、ドアインパクトバー３００などの耐衝撃部材を塑性変形させることを前提としているため、ストロークが大きくなるにつれて塑性変形が生じ、ストロークの増加に伴う荷重の増加率が発明例１、発明例２に比べて低くなっている。一方、本実施形態に係る発明例１、発明例２では、弾性変形の範囲で衝撃吸収するため、ストロークの増加に伴う荷重の増加率が従来構造よりもより大きくなっている。従って、図９の構成例によれば、例えば電柱などがドアパネルに衝突するポール側突が発生した場合であっても、十分な衝撃吸収性能を得ることが可能である。
　シミュレーションの結果、図９の構成によれば、発明例１、発明例２のいずれにおいても、７５ｍｍ程度までストロークさせても塑性座屈は発生しなかった。従って、本実施形態によれば、補強部材１２０を弾性部材として衝突の衝撃を吸収することが可能である。なお、発明例１では、ストローク６５ｍｍ程度で一時的に荷重が低下しているが、これは、補強部材１２０を外装材１１０に接合しなかったことにより、補強部材１２０の一部に倒れが生じたためである。しかしながら、このような補強部材１２０の倒れは、発明例２のように補強部材１２０と外装材１１０を接合することにより、あるいは、上述のように補強部材１２０に交差部を設けたり、方向の異なる補強部材１２０を編み込むように配置することで抑制可能である。
　なお、第１の補強部材１２２と第２の補強部材１２４は別々の部材でなくても良く、例えば１枚の鋼板を格子状かつ断面が薄型のプレス成型品に加工し、第１及び第２の補強部材１２２，１２４を一体化しても良い。この場合、枝分かれしている箇所が交差部となる。
　また、外装材１１０及び補強部材１２０は鋼材に限定されるものではなく、例えばアルミニウムなどの非鉄金属などで構成されても良い。さらに、例えばＣＦＲＰで外装材１１０を形成し、外装材１１０の裏側に第１及び第２の補強部材１２２，１２４に相当するリブを配置しても良い。この場合に、第１及び第２の補強部材１２２，１２４に相当するリブは一体成型されても良い。この場合、枝分かれしている箇所（十字状の箇所）を交差部とみなす。更に、第１及び第２の補強部材１２２，１２４に相当するリブは外装材１１０と一体成形されても良く、この場合に第１及び第２の補強部材１２２，１２４に相当するリブは外装材１１０に接合されているものとみなす。
　以上説明したように本実施形態によれば、０．４ｍｍ程度の薄板から構成される外装材１１０に対して、補強部材１２０を配置して外装材１１０に密着したことにより、張り剛性を大幅に高めることができる。これにより、薄板から構成される外装パネル１００にユーザが触れたり、外装パネル１００をユーザが押したりした場合であっても、外装パネル１００の変形を抑止することができる。
　また、必要に応じて、複数の第１の補強部材１２２と複数の第２の補強部材１２４を格子状に配置して外装材１１０に密着させ、衝突荷重を弾性変形主体で吸収するようにすると、耐衝突性能を向上することもできる。従って、軽量化を達成するとともに、張り剛性が向上し、且つ耐衝突性能にも優れた自動車の外装パネルを提供することも可能となる。
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　１００　　外装パネル
　１１０　　外装材
　１２０　　補強部材
　１２２　　第１の補強部材
　１２４　　第２の補強部材
 

Claims (14)

  1. 　外装材と、
    　前記外装材の自動車内側面に沿って接触し、長手方向に対して直交する断面において前記外装材の直交方向の断面二次モーメントが１５０００ｍｍ４以下である補強部材を備える、自動車の外装パネル。
  2. 　前記補強部材の降伏応力が５００ＭＰａ以上である、請求項１に記載の自動車の外装パネル。
  3. 　前記補強部材には交差部が設けられ、前記交差部から伸びる前記補強部材の長手方向に対して直交する断面において前記外装材の直交方向の断面二次モーメントが１５０００ｍｍ４以下である、請求項１又は請求項２に記載の自動車の外装パネル。
  4. 　前記交差部が２箇所以上設けられた、請求項３に記載の自動車の外装パネル。
  5. 　前記補強部材は全長の１／３以上の領域で前記外装材に密着している、請求項１～４のいずれかに記載の自動車の外装パネル。
  6. 　前記外装材は自動車の外側からみて凹に湾曲した凹湾曲部を有し、前記凹湾曲部と重なる前記補強部材は前記外装材に密着している、請求項１～請求項５のいずれかに記載の自動車の外装パネル。
  7. 　前記補強部材は、前記外装材を横切る、請求項１～請求項６のいずれかに記載の自動車の外装パネル。
  8. 　前記補強部材は前記外装材と接合されている、請求項１～請求項７のいずれかに記載の自動車の外装パネル。
  9. 　前記補強部材は、前記外装材の輪郭上の任意の２点を結ぶ線分であって最も長い線分を３等分して得られる３つの線分のうち、中央に位置する線分を直径とする円よりも内側を通る、請求項１～８のいずれかに記載の自動車の外装パネル。
  10. 　前記外装材の対向する第１の辺と第２の辺の間に、複数の前記補強部材が配置され、少なくとも１つの前記補強部材は前記第１の辺と前記第２の辺の中間線より前記第１の辺側に配置され、少なくとも１つの前記補強部材は前記中間線より前記第２の辺側に配置され、前記補強部材それぞれの延在方向は前記第１の辺と前記第２の辺のいずれか近い方に沿う方向であり、隣接する２つの前記補強部材間の第１の距離は前記第１の辺又は前記第２の辺から最も近い前記補強部材までの第２の距離よりも短い、請求項１～８のいずれかに記載の自動車の外装パネル。
  11. 　前記補強部材と前記第１の辺と前記第２の辺のいずれか前記補強部材に近い方のなす角は３０°以内である、請求項１０に記載の自動車の外装パネル。
  12. 　前記第１の距離は、隣接する２つの前記補強部材と、前記第１の辺の中点と前記第２の辺の中点とを結ぶ線分と、が交差する２点間の距離である、請求項１０に記載の自動車の外装パネル。
  13. 　前記第２の距離は、前記第１の辺の中点と、前記第１の辺と最も近い前記補強部材と第１の辺の中点と前記第２の辺の中点とを結ぶ前記線分とが交差する点との間の距離である、請求項１２に記載の自動車の外装パネル。
  14. 　前記第２の距離は、前記第２の辺の中点と、前記第２の辺と最も近い前記補強部材と第１の辺の中点と前記第２の辺の中点とを結ぶ前記線分とが交差する点との間の距離である、請求項１２に記載の自動車の外装パネル。
     
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