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
【課題】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積層構造体を提供すること。
【解決手段】凹凸部２０を形成することによって、剛性を高めた板材１。第１基準面Ｋ１、中間基準面Ｋ３、第２基準面Ｋ２を基準とし中間基準面Ｋ３は、四角形からなる単位領域２３を敷き詰めたものと仮定し、第１基準領域２１３と第２基準領域２２３の２種類に分類する。中間基準面Ｋ３上の各縦列および各横列には、第１基準領域２１３と第２基準領域２２３とを交互に配置する。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、第２基準領域２２から第２基準面２２３に向かって突出する第２領域２２とからなる。第１領域２１は、第１頂面２１１と、第１側面２１２とからなり、第２領域２２は、第２側面２２２とからなる。
【解決手段】凹凸部２０を形成することによって、剛性を高めた板材１。第１基準面Ｋ１、中間基準面Ｋ３、第２基準面Ｋ２を基準とし中間基準面Ｋ３は、四角形からなる単位領域２３を敷き詰めたものと仮定し、第１基準領域２１３と第２基準領域２２３の２種類に分類する。中間基準面Ｋ３上の各縦列および各横列には、第１基準領域２１３と第２基準領域２２３とを交互に配置する。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、第２基準領域２２から第２基準面２２３に向かって突出する第２領域２２とからなる。第１領域２１は、第１頂面２１１と、第１側面２１２とからなり、第２領域２２は、第２側面２２２とからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３６７２０号公報
【特許文献２】特開２０００−２５７４４１号公報
【特許文献３】特開平９−２５４９５５号公報
【特許文献４】特開２０００−２８８６４３号公報
【特許文献５】特開２００２−３０７１１７号公報
【特許文献６】特開２００２２３１０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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、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積層構造体を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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四角形からなる同じ大きさの単位領域を敷き詰めたものと仮定し、上記各単位領域を第１基準領域と第２基準領域の２種類に分類し、
上記中間基準面上に配された上記単位領域がなす各縦列および各横列には、１つの上記単位領域からなる上記第１基準領域と１つの上記単位領域からなる上記第２基準領域とを交互に配置し、
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（請求項１）。
【０００７】
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（請求項１０）。
【０００８】
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、上記インナーパネルが上記第１の発明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（請求項１１）。
【発明の効果】
【０００９】
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基準面がなす平面によって構成するか、あるいは単なる平面ではなく、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、錐形状等があるがこれに限定するものではない。
【００１０】
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。
【００１１】
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、剛性の向上に伴い、制振性および遮音性の向上効果を得ることができる。
【００１２】
このように、本発明によれば、剛性向上の効果が高く、衝撃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。
【００１３】
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の一部として用いることによって、剛性が高く、衝撃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、遮音性の向上効果と、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。
【００１４】
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インナーパネル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、遮音性の向上効果と、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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における（ａ）凹凸部を有する板材の部分平面図、（ｂ）Ａ−Ａ線矢視断面の部分拡大図。
【図２】実施例１における凹凸部を有する板材の部分斜視図。
【図３】実施例１における中間基準面上の第１領域および第２領域の配置を示す説明図。
【図４】実施例２における正方形からなる単位領域と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。
【図５】実施例２における長方形からなる単位領域を同じ姿勢で上下左右に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。
【図６】実施例２における同じ形状の台形からなる単位領域を左右方向には辺に対称な形状を連続配置し、上下方向には隣接する台形の内角の和が１８０°となるよう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。
【図７】実施例３における凹凸部を有する円筒材を示す説明図。
【図８】実施例４における積層構造体の展開説明図。
【図９】実施例５における車両パネルの展開説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明において、四角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、角部や面に成形上必要な丸み等が生じるいわゆるフィレットＲ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も含むものである。例えば、２つの面においては、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なす距離が、どの部分においてもほぼ同じとなる関係にある当該２つの面は平行であるとする。
【００１７】
また、本発明において、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基準面がなす平面によって構成するか、あるいは単なる平面ではなく、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、錐形状等があるがこれに限定するものではない。
【００１８】
また、請求項１に記載の凹凸部を有する板材において、上記単位領域は、正方形からなることが好ましい（請求項２）。
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。
【００１９】
また、上記凹凸部を有する板材において、上記単位領域は、複数の大きさからなるものとすることができる（請求項３）。
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。
【００２０】
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°〜６０°の範囲にあることが好ましい（請求項４）。
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°〜６０°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。
【００２１】
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６０°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。
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。
【００２２】
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をそれぞれ平行な曲面とすることができる（請求項５）。
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。
【００２３】
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（請求項６）。
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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が０．０５ｍｍ〜６．０ｍｍであることが好ましい（請求項７）。
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。
【００２６】
また、上記凹凸部を有する板材において、上記単位領域の対角線の長さＤと、上記金属板の板厚ｔとの比Ｄ／ｔは１０〜２０００であることが好ましい（請求項８）。
上記比Ｄ／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Ｄ／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。
【００２７】
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）≦−４θ1＋２４２の関係にあり、上記第２領域の突出高さＨ２と上記板厚ｔ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）≦−４θ2＋２４２の関係にあることが好ましい（請求項９）。
【００２８】
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−４θ1＋２４２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−４θ2＋２４２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。
【００２９】
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。
【実施例】
【００３０】
（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３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Ｋ３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８も同様である）。
また、図３は、板材１の凹凸部２０の形状を中間基準面Ｋ３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４〜図６も同様である）。
【００３１】
本例の凹凸部２０を有する板材１は、図１〜図３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。
凹凸部２０は、図１（ｂ）に示すごとく、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する。中間基準面Ｋ３は、仮想の四角形からなる同じ大きさの単位領域２３を敷き詰めたものと仮定し、各単位領域２３を第１基準領域２１３と第２基準領域２２３の２種類に分類する。
【００３２】
中間基準面Ｋ３上に配された単位領域２３がなす各縦列および各横列には、１つの単位領域２３からなる第１基準領域２１３と１つの単位領域２３からなる第２基準領域２２３とを交互に配置する。そして、中間基準面Ｋ３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とを形成している。
【００３３】
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とからなり、第２領域２２は、同様に、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とからなるよう構成されている。
【００３４】
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、図１（ｂ）に示すように、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と第２領域２２の突出高さＨ２は、いずれも１．０ｍｍとした。
【００３５】
また、本例の凹凸部２０を有する板材１は、成形前の元板が板厚ｔ＝０．３ｍｍの１０００系のアルミニウム板からなり、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。
【００３６】
また、図１（ｂ）に示すように、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、図３に示すように、本例においては、中間基準面Ｋ３をなす仮想の単位領域２３は正方形からなり、その対角線の長さＤ＝１４．１４ｍｍである。
また、単位形状２３をなす正方形の対角線の長さＤ（ｍｍ）と、板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｄ／ｔは４７．１３である。
【００３７】
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、−４θ1＋２４２＝６２である。したがって、１≦Ｈ１／ｔ≦６２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、−４θ2＋２４２＝６２である。したがって、１≦Ｈ２／ｔ≦６２の関係を満たしている。
【００３８】
このような構造を有しているので、本例の凹凸部２０を有する板材１は曲げ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、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、剛性向上効果を高めることができる。
また、剛性の向上に伴い、制振性および遮音性の向上効果を得ることができる。
【００３９】
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解析を用いた片持ち梁による曲げ剛性評価を行った。
【００４０】
（ＦＥＭ解析）
＜片持ち梁による曲げ剛性評価＞
片持ち梁のＦＥＭ解析では、図１に示すように、凹凸部２０のみからなる試験片の一端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、本例に示す凹凸部２０のみからなる１００ｍｍ×１００ｍｍの矩形形状を有している。また、表面積の増加割合から、板成形後の板厚ｔ＝０．２６１ｍｍ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。
【００４１】
試験片は、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２．６５倍に向上することが分かった。
【００４２】
（実施例２）
本例は、図４〜図６に示すように、実施例１の凹凸部２０を有する板材１の変形例である。本例においては、図４〜図６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。
図４に示す中間基準面からなる板材１は、正方形からなる単位領域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。
図５に示す中間基準面からなる板材１は、長方形からなる単位領域２３を同じ姿勢で上下左右に連続して配置した例である。
図６に示す板材１は、同じ形状の台形からなる単位領域を左右方向には辺に対称な形状を連続配置し、上下方向には隣接する台形の内角の和が１８０°となるように配置した例である。
その他の構成は、実施例１と同様である。
【００４３】
本例においては、用途に合わせて様々な大きさや四角形形状を有する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。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４４】
（実施例３）
本例は、図７に示すように、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１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。
本例に示すように、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。
【００４５】
（実施例４）
本例は、図８に示すように、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。
【００４６】
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１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。また、剛性向上に伴う制振性、遮音性の向上効果と、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。
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。
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。
【００４７】
（実施例５）
本例は、図９に示すごとく、実施例１および実施例２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。
【００４８】
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、遮音性の向上効果と、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。
【符号の説明】
【００４９】
１ 凹凸部を有する板材
２０ 凹凸部
２１ 第１領域
２１１ 第１頂面
２１２ 第１側面
２１３ 第１基準領域
２２ 第２領域
２２１ 第２頂面
２２２ 第２側面
２２３ 第２基準領域
２３ 単位領域
５ 積層構造体
６ 車両パネル
Ｋ１ 第１基準面
Ｋ２ 第２基準面
Ｋ３ 中間基準面
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３６７２０号公報
【特許文献２】特開２０００−２５７４４１号公報
【特許文献３】特開平９−２５４９５５号公報
【特許文献４】特開２０００−２８８６４３号公報
【特許文献５】特開２００２−３０７１１７号公報
【特許文献６】特開２００２２３１０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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、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積層構造体を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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四角形からなる同じ大きさの単位領域を敷き詰めたものと仮定し、上記各単位領域を第１基準領域と第２基準領域の２種類に分類し、
上記中間基準面上に配された上記単位領域がなす各縦列および各横列には、１つの上記単位領域からなる上記第１基準領域と１つの上記単位領域からなる上記第２基準領域とを交互に配置し、
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（請求項１）。
【０００７】
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（請求項１０）。
【０００８】
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、上記インナーパネルが上記第１の発明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（請求項１１）。
【発明の効果】
【０００９】
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基準面がなす平面によって構成するか、あるいは単なる平面ではなく、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、錐形状等があるがこれに限定するものではない。
【００１０】
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。
【００１１】
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、剛性の向上に伴い、制振性および遮音性の向上効果を得ることができる。
【００１２】
このように、本発明によれば、剛性向上の効果が高く、衝撃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。
【００１３】
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の一部として用いることによって、剛性が高く、衝撃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、遮音性の向上効果と、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。
【００１４】
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インナーパネル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、遮音性の向上効果と、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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における（ａ）凹凸部を有する板材の部分平面図、（ｂ）Ａ−Ａ線矢視断面の部分拡大図。
【図２】実施例１における凹凸部を有する板材の部分斜視図。
【図３】実施例１における中間基準面上の第１領域および第２領域の配置を示す説明図。
【図４】実施例２における正方形からなる単位領域と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。
【図５】実施例２における長方形からなる単位領域を同じ姿勢で上下左右に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。
【図６】実施例２における同じ形状の台形からなる単位領域を左右方向には辺に対称な形状を連続配置し、上下方向には隣接する台形の内角の和が１８０°となるよう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。
【図７】実施例３における凹凸部を有する円筒材を示す説明図。
【図８】実施例４における積層構造体の展開説明図。
【図９】実施例５における車両パネルの展開説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明において、四角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、角部や面に成形上必要な丸み等が生じるいわゆるフィレットＲ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も含むものである。例えば、２つの面においては、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なす距離が、どの部分においてもほぼ同じとなる関係にある当該２つの面は平行であるとする。
【００１７】
また、本発明において、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基準面がなす平面によって構成するか、あるいは単なる平面ではなく、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、錐形状等があるがこれに限定するものではない。
【００１８】
また、請求項１に記載の凹凸部を有する板材において、上記単位領域は、正方形からなることが好ましい（請求項２）。
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。
【００１９】
また、上記凹凸部を有する板材において、上記単位領域は、複数の大きさからなるものとすることができる（請求項３）。
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。
【００２０】
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°〜６０°の範囲にあることが好ましい（請求項４）。
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°〜６０°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。
【００２１】
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６０°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。
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。
【００２２】
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をそれぞれ平行な曲面とすることができる（請求項５）。
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。
【００２３】
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（請求項６）。
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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が０．０５ｍｍ〜６．０ｍｍであることが好ましい（請求項７）。
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。
【００２６】
また、上記凹凸部を有する板材において、上記単位領域の対角線の長さＤと、上記金属板の板厚ｔとの比Ｄ／ｔは１０〜２０００であることが好ましい（請求項８）。
上記比Ｄ／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Ｄ／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。
【００２７】
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）≦−４θ1＋２４２の関係にあり、上記第２領域の突出高さＨ２と上記板厚ｔ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）≦−４θ2＋２４２の関係にあることが好ましい（請求項９）。
【００２８】
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−４θ1＋２４２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−４θ2＋２４２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。
【００２９】
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。
【実施例】
【００３０】
（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３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Ｋ３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８も同様である）。
また、図３は、板材１の凹凸部２０の形状を中間基準面Ｋ３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４〜図６も同様である）。
【００３１】
本例の凹凸部２０を有する板材１は、図１〜図３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。
凹凸部２０は、図１（ｂ）に示すごとく、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する。中間基準面Ｋ３は、仮想の四角形からなる同じ大きさの単位領域２３を敷き詰めたものと仮定し、各単位領域２３を第１基準領域２１３と第２基準領域２２３の２種類に分類する。
【００３２】
中間基準面Ｋ３上に配された単位領域２３がなす各縦列および各横列には、１つの単位領域２３からなる第１基準領域２１３と１つの単位領域２３からなる第２基準領域２２３とを交互に配置する。そして、中間基準面Ｋ３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とを形成している。
【００３３】
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とからなり、第２領域２２は、同様に、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とからなるよう構成されている。
【００３４】
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、図１（ｂ）に示すように、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と第２領域２２の突出高さＨ２は、いずれも１．０ｍｍとした。
【００３５】
また、本例の凹凸部２０を有する板材１は、成形前の元板が板厚ｔ＝０．３ｍｍの１０００系のアルミニウム板からなり、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。
【００３６】
また、図１（ｂ）に示すように、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、図３に示すように、本例においては、中間基準面Ｋ３をなす仮想の単位領域２３は正方形からなり、その対角線の長さＤ＝１４．１４ｍｍである。
また、単位形状２３をなす正方形の対角線の長さＤ（ｍｍ）と、板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｄ／ｔは４７．１３である。
【００３７】
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、−４θ1＋２４２＝６２である。したがって、１≦Ｈ１／ｔ≦６２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、−４θ2＋２４２＝６２である。したがって、１≦Ｈ２／ｔ≦６２の関係を満たしている。
【００３８】
このような構造を有しているので、本例の凹凸部２０を有する板材１は曲げ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、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、剛性向上効果を高めることができる。
また、剛性の向上に伴い、制振性および遮音性の向上効果を得ることができる。
【００３９】
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解析を用いた片持ち梁による曲げ剛性評価を行った。
【００４０】
（ＦＥＭ解析）
＜片持ち梁による曲げ剛性評価＞
片持ち梁のＦＥＭ解析では、図１に示すように、凹凸部２０のみからなる試験片の一端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、本例に示す凹凸部２０のみからなる１００ｍｍ×１００ｍｍの矩形形状を有している。また、表面積の増加割合から、板成形後の板厚ｔ＝０．２６１ｍｍ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。
【００４１】
試験片は、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２．６５倍に向上することが分かった。
【００４２】
（実施例２）
本例は、図４〜図６に示すように、実施例１の凹凸部２０を有する板材１の変形例である。本例においては、図４〜図６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。
図４に示す中間基準面からなる板材１は、正方形からなる単位領域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。
図５に示す中間基準面からなる板材１は、長方形からなる単位領域２３を同じ姿勢で上下左右に連続して配置した例である。
図６に示す板材１は、同じ形状の台形からなる単位領域を左右方向には辺に対称な形状を連続配置し、上下方向には隣接する台形の内角の和が１８０°となるように配置した例である。
その他の構成は、実施例１と同様である。
【００４３】
本例においては、用途に合わせて様々な大きさや四角形形状を有する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。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４４】
（実施例３）
本例は、図７に示すように、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１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。
本例に示すように、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。
【００４５】
（実施例４）
本例は、図８に示すように、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。
【００４６】
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１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。また、剛性向上に伴う制振性、遮音性の向上効果と、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。
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。
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。
【００４７】
（実施例５）
本例は、図９に示すごとく、実施例１および実施例２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。
【００４８】
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、遮音性の向上効果と、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。
【符号の説明】
【００４９】
１ 凹凸部を有する板材
２０ 凹凸部
２１ 第１領域
２１１ 第１頂面
２１２ 第１側面
２１３ 第１基準領域
２２ 第２領域
２２１ 第２頂面
２２２ 第２側面
２２３ 第２基準領域
２３ 単位領域
５ 積層構造体
６ 車両パネル
Ｋ１ 第１基準面
Ｋ２ 第２基準面
Ｋ３ 中間基準面
【特許請求の範囲】
【請求項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四角形からなる同じ大きさの単位領域を敷き詰めたものと仮定し、上記各単位領域を第１基準領域と第２基準領域の２種類に分類し、
上記中間基準面上に配された上記単位領域がなす各縦列および各横列には、１つの上記単位領域からなる上記第１基準領域と１つの上記単位領域からなる上記第２基準領域とを交互に配置し、
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。
【請求項２】
請求項１に記載の凹凸部を有する板材において、上記単位領域は、正方形からなることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項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。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか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°〜６０°の範囲にあることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項５】
請求項１〜４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。
【請求項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。
【請求項７】
請求項６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。
【請求項８】
請求項６または７に記載の凹凸部を有する板材において、上記単位形状をなす四角形の対角線の長さＤ（ｍｍ）と、上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｄ／ｔは１０〜２０００であることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項９】
請求項６〜８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）≦−４θ1＋２４２の関係にあり、上記第２領域の突出高さＨ２と上記板厚ｔ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）≦−４θ2＋２４２の関係にあることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項１０】
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１〜９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。
【請求項１１】
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両パネルであって、上記インナーパネルが請求項１〜９のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材よりなることを特徴とする車両パネル。
【請求項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四角形からなる同じ大きさの単位領域を敷き詰めたものと仮定し、上記各単位領域を第１基準領域と第２基準領域の２種類に分類し、
上記中間基準面上に配された上記単位領域がなす各縦列および各横列には、１つの上記単位領域からなる上記第１基準領域と１つの上記単位領域からなる上記第２基準領域とを交互に配置し、
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。
【請求項２】
請求項１に記載の凹凸部を有する板材において、上記単位領域は、正方形からなることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項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。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか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°〜６０°の範囲にあることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項５】
請求項１〜４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。
【請求項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。
【請求項７】
請求項６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。
【請求項８】
請求項６または７に記載の凹凸部を有する板材において、上記単位形状をなす四角形の対角線の長さＤ（ｍｍ）と、上記板厚ｔ（ｍｍ）との比Ｄ／ｔは１０〜２０００であることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項９】
請求項６〜８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）≦−４θ1＋２４２の関係にあり、上記第２領域の突出高さＨ２と上記板厚ｔ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）≦−４θ2＋２４２の関係にあることを特徴とする凹凸部を有する板材。
【請求項１０】
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１〜９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。
【請求項１１】
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両パネルであって、上記インナーパネルが請求項１〜９のいずれか１項に記載の凹凸部を有する板材よりなることを特徴とする車両パネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−３０２６１（Ｐ２０１２−３０２６１Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７３２７５（Ｐ２０１０−１７３２７５）
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
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