構造部品
【課題】補強材を追加することなく、剛性を確保し、しかも、軽量化する。
【解決手段】構造部品１０には、全体として板厚方向一方側（矢印Ｚ１側）に凸をなす板状部１２が備えられており、この板状部１２は、表面１４が平滑な凸曲面状の意匠面とされる一方で、裏面１６が複数の多角形平面１８を凹曲面状に組み合わせた多角凹曲面とされている。この構成によれば、板状部１２の裏面１６において複数の多角形平面１８によって角部２２が形成された部分が局所的に肉薄（ｔ１＞ｔ２）となるので、軽量化できる。また、板状部１２に対して荷重Ｆが作用した場合でも、複数の多角形平面１８が荷重Ｆに対して突っ張ることで剛性を確保することができる。
【解決手段】構造部品１０には、全体として板厚方向一方側（矢印Ｚ１側）に凸をなす板状部１２が備えられており、この板状部１２は、表面１４が平滑な凸曲面状の意匠面とされる一方で、裏面１６が複数の多角形平面１８を凹曲面状に組み合わせた多角凹曲面とされている。この構成によれば、板状部１２の裏面１６において複数の多角形平面１８によって角部２２が形成された部分が局所的に肉薄（ｔ１＞ｔ２）となるので、軽量化できる。また、板状部１２に対して荷重Ｆが作用した場合でも、複数の多角形平面１８が荷重Ｆに対して突っ張ることで剛性を確保することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造部品に係り、特に剛性を確保する構成を備えた構造部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の構造部品として利用可能な部材としては、例えば、次のものが知られている（特許文献１参照）。つまり、特許文献１には、樹脂材料部に繊維が混入されると共に、この樹脂材料部に網状金属板が埋設された複合材の例が開示されている。
【特許文献１】特開平５−３８７７４号公報
【特許文献２】実開平５−１６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、例えば自動車用バンパカバーのような樹脂製の構造部品において、軽量化を図るためには板厚を薄くすれば良いが、板厚を薄くした場合には背反事項として剛性が低下する。
【０００４】
一方、剛性を確保するために、上述の特許文献１に記載の複合材のように、樹脂材料部に繊維を混入したり網状金属板を埋設したりする手法もあるが、繊維や網状金属板等の補強材の追加に伴ってコストが増加したり、製造工程が複雑化したりするなどの問題が発生する。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、補強材を追加することなく、剛性を確保でき、しかも、軽量化を図ることができる構造部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の構造部品は、板厚方向一方側の面が凸曲面状とされると共に、板厚方向他方側の面が複数の多角形平面を凹曲面状に組み合わせた多角凹曲面とされて、全体として板厚方向一方側に凸をなす板状部を備えた、ことを特徴とする。
【０００７】
このように、請求項１に記載の構造部品には、全体として板厚方向一方側に凸をなす板状部が備えられており、この板状部は、その板厚方向一方側の面が凸曲面状とされる一方で、その板厚方向他方側の面が複数の多角形平面を凹曲面状に組み合わせた多角凹曲面とされている。
【０００８】
従って、請求項１に記載の構造部品によれば、従来の構造部品（すなわち、例えば、板状部の板厚方向一方側の面及び他方側の面がいずれも平滑な曲面とされ、且つ、板状部全体が本発明における板状部の最大板厚と同一の板厚で形成されたもの）に比して、板状部の板厚方向他方側の面において複数の多角形平面によって角部が形成された部分が局所的に肉薄となるので、軽量化できる。
【０００９】
また、請求項１に記載の構造部品によれば、板状部に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重が作用した場合でも、板状部における板厚方向他方側の面に形成された複数の多角形平面が、この荷重に対して突っ張るように働くため、上述の従来の構造部品と同等又はそれ以上の剛性を確保することができる。
【００１０】
このように、請求項１に記載の構造部品によれば、補強材を追加することなく、剛性を確保でき、しかも、軽量化を図ることができる。
【００１１】
ここで、請求項２に記載のように、構造部品の全体が樹脂により形成されていると、例えば樹脂成形等により、板状部における板厚方向他方側の面を容易に多角凹曲面とすることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載のように、板厚方向一方側の面が一定の曲率半径を有し、複数の多角形平面の各中央部が板厚方向一方側の面の曲率半径よりも小さい一定の曲率半径を有する仮想曲面上を通過する構成とされていると、板状部に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重が作用した場合でも、この荷重に対して複数の多角形平面がバランス良く突っ張ることができる。
【００１３】
なお、請求項４に記載のように、複数の多角形平面が互いに同一形状とされていると、複数の多角形平面の各中央部が上述の仮想曲面上を通過することができるので好適である。この互いに同一形状となる複数の多角形平面の形態としては、例えば、次のものがある。
【００１４】
すなわち、請求項５に記載の構造部品では、複数の多角形平面が、複数の六角形平面とされており、この複数の六角形平面は、特定の六角形平面とこの特定の六角形平面の周囲に位置された他の六角形平面とで辺を一つずつ共有するように平面横方向及び平面縦方向に複数並べられた配列とされている。
【００１５】
また、請求項６に記載の構造部品では、複数の多角形平面が、複数の三角形平面とされており、この複数の三角形平面は、特定の三角形平面とこの特定の三角形平面の周囲に位置された他の三角形平面とで辺を一つずつ共有するように平面横方向及び平面縦方向に複数並べられた配列とされている。
【００１６】
さらに、請求項７に記載の構造部品では、複数の多角形平面が、複数の三角形平面とされており、この複数の三角形平面は、平面横方向に隣り合う三角形平面同士で斜辺を共有すると共に、平面縦方向に隣り合う一方の三角形平面の底辺の中央部に他方の三角形平面の頂点が接続されるように平面横方向及び平面縦方向に複数並べられた配列とされている。
【００１７】
また、請求項８に記載の構造部品では、複数の多角形平面が、複数の正方形平面とされており、この複数の正方形平面は、平面横方向に隣り合う正方形平面同士で縦辺を共有する平面横方向列をなすように平面横方向に複数並べられると共に、特定の平面横方向列を構成する正方形平面の横辺の中央部に特定の平面横方向列と平面縦方向に隣接する他の平面横方向列を構成する正方形平面の縦辺の端部が接続されることで特定の平面横方向列に対して他の平面横方向列が平面横方向にずれるように平面横方向列が平面縦方向に複数並べられた配列とされている。
【００１８】
この配列によれば、平面縦方向に並ぶ正方形平面からなる多角形平面同士が互いに平面横方向にずれているので、板状部の中心部に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重が作用した場合でも、この荷重を平面縦方向及び平面横方向に分散させることができる。これにより、荷重に対して複数の多角形平面がバランス良く突っ張ることができる。
【００１９】
なお、複数の多角形平面は、正多角形平面でも良く、また、平面横方向又は平面縦方向に長い形態とされても良い。
【００２０】
また、複数の多角形平面は、板状部の平面縦方向両端側が拘束部によって平面縦方向に拘束される場合、例えば、次の形態とされていても良い。
【００２１】
すなわち、請求項９に記載の構造部品では、複数の多角形平面が、複数の長方形平面とされており、この複数の長方形平面は、平面縦方向に沿って長辺からなる縦辺が延在され且つ平面縦方向に隣り合う長方形平面同士で横辺を共有する平面縦方向列をなすように平面縦方向に複数並べられると共に、特定の平面縦方向列を構成する長方形平面の縦辺の中央部に特定の平面縦方向列と平面横方向に隣接する他の平面縦方向列を構成する長方形平面の横辺の端部が接続されることで特定の平面縦方向列に対して他の平面縦方向列が平面縦方向にずれるように平面縦方向列が平面横方向に複数並べられた配列とされている。
【００２２】
この配列によれば、拘束部による拘束方向と垂直な方向に沿って長方形平面からなる多角形平面の横辺が延在されるので、板状部の中心部に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重が作用した場合でも、この荷重を複数の長方形平面からなる多角形平面の縦辺に分散させることができる。これにより、荷重に対して複数の多角形平面がバランス良く突っ張ることができる。
【００２３】
また、複数の多角形平面の各中央部が上述の仮想曲面上を通過するのであれば、複数の多角形平面は、次の形態とされていても良い。
【００２４】
すなわち、請求項１０に記載の構造部品では、複数の多角形平面が、異なる二種類以上の複数の多角形平面とされている。このように構成されていても、板状部に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重が作用した場合には、この荷重に対して複数の多角形平面がバランス良く突っ張ることができる。
【００２５】
なお、複数の多角形平面が異なる二種類以上の複数の多角形平面とされる場合にも、複数の多角形平面は、正多角形平面でも良く、また、平面横方向又は平面縦方向に長い形態とされても良い。
【００２６】
また、板厚方向一方側の面は、請求項１１に記載のように、平滑な凸曲面状の意匠面とされていても良く、また、微少な凹凸（所謂、シボ）を有する凸曲面状の意匠面とされていても良い。
【発明の効果】
【００２７】
以上詳述したように、本発明によれば、補強材を追加することなく、剛性を確保でき、しかも、軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の構造部品の一実施形態について説明する。
【００２９】
図１には、本発明の一実施形態に係る構造部品１０の一部を構成する板状部１２が斜視図にて示されており、図２及び図３には、この板状部１２が側面断面図及び底面図にて示されている。また、図４には、この板状部１２が要部拡大底面図にて示されている。
【００３０】
これらの図に示される板状部１２は、例えば自動車用バンパカバーのような全体が樹脂により形成された構造部品（意匠部品）１０の一部を構成するものであり、図２に示されるように、全体として板厚方向一方側（矢印Ｚ１側）に凸をなす構成とされている。
【００３１】
板状部１２の板厚方向一方側の面（すなわち、表面１４）は、一定の曲率半径Ｒ１を有すると共に平滑な凸曲面状の意匠面とされており、板状部１２の板厚方向他方側の面（すなわち、裏面１６）は、複数の多角形平面１８を凹曲面状に組み合わせた多角凹曲面（すなわち、補強面）とされている。
【００３２】
複数の多角形平面１８は、より具体的には、図３に示されるように、互いに同一形状とされた複数の六角形平面とされている。この複数の六角形平面からなる多角形平面１８は、図４に示されるように、特定の六角形平面（例えば、多角形平面１８Ａ）とこの特定の六角形平面の周囲に位置された他の六角形平面（例えば、多角形平面１８Ｂ〜１８Ｇ）とで辺２０Ｂ〜２０Ｇを一つずつ共有するように平面横方向（Ｘ方向）及び平面縦方向（Ｙ方向）に複数並べられた配列とされている。なお、本実施形態では、六角形平面からなる多角形平面１８の対角及び対辺の長さτが同一とされている。
【００３３】
また、図２に示されるように、この板状部１２は、複数の多角形平面１８の各略中央部が一定の曲率半径Ｒ２（Ｒ１＞Ｒ２）を有する仮想曲面Ｓ上を通過する構成とされている。なお、符合Ｏは、曲率半径Ｒ１，Ｒ２の中心である。
【００３４】
そして、上記構成からなる構造部品１０によれば、以下の特有な効果を奏する。
【００３５】
すなわち、本発明の一実施形態に係る構造部品１０には、全体として板厚方向一方側（矢印Ｚ１側）に凸をなす板状部１２が備えられており、この板状部１２は、表面１４が平滑な凸曲面状の意匠面とされる一方で、裏面１６が複数の多角形平面１８を凹曲面状に組み合わせた多角凹曲面とされている。
【００３６】
従って、本発明の一実施形態に係る構造部品１０によれば、図２６に示される従来の構造部品１１０（すなわち、表面１１４及び裏面１１６がいずれも平滑な曲面とされ、且つ、板状部１１２全体が本実施形態における板状部１２の最大板厚ｔ１と同一の板厚で形成されたものであって、裏面１１６が図２に示される曲率半径Ｒ２と同一の曲率半径を有するもの）に比して、図２に示される如く、板状部１２の裏面１６において複数の多角形平面１８によって角部２２が形成された部分が局所的に肉薄（ｔ１＞ｔ２）となるので、軽量化できる。
【００３７】
すなわち、本発明の一実施形態に係る構造部品１０によれば、図２６に示される従来の構造部品１１０に対して、図５の斜線部分Ｈを省くことができるので、軽量化できる。
【００３８】
また、本発明の一実施形態に係る構造部品１０によれば、図２に示されるように、板状部１２に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重Ｆが作用した場合でも、板状部１２の裏面１６に形成された複数の多角形平面１８が、この荷重Ｆに対して突っ張るように働くため、上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を確保することができる。
【００３９】
このように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０によれば、補強材（例えば、繊維や網状金属板の他、リブなど）を追加することなく、剛性を確保でき、しかも、軽量化を図ることができる。
【００４０】
また、本発明の一実施形態に係る構造部品１０によれば、この構造部品１０の全体が樹脂により形成されているので、例えば樹脂成形等により、板状部１２の裏面１６を容易に多角凹曲面とすることができる。
【００４１】
また、本発明の一実施形態に係る構造部品１０によれば、板状部１２は、複数の多角形平面１８の各略中央部が一定の曲率半径Ｒ２を有する仮想曲面Ｓ上を通過する構成とされているので、板状部１２に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重Ｆが作用した場合でも、この荷重に対して複数の多角形平面１８がバランス良く突っ張ることができる。
【００４２】
なお、上記説明では、本発明の一実施形態に係る構造部品１０の奏する特有な効果について、剛性を確保でき、しかも、軽量化を図ることができるとしたが、軽量化した分の材料を高剛性化に還元すれば、従来の構造部品１１０と同等の重量で、高剛性化を図ることができる。
【００４３】
続いて、板状部１２について剛性解析を行い、構造部品１０が上記特有の効果を奏する場合の板状部１２の表面１４の曲率半径Ｒ１及び多角形平面１８の寸法τを求める。
【００４４】
すなわち、ここでは、図１に示される板状部１２の四隅１３Ａ〜１３Ｄを板厚方向（Ｚ方向）に拘束した状態で板状部１２に板厚方向一方側から他方側へ荷重Ｆ＝１９６［Ｎ］を加え、このときの板状部１２の中央部における最大たわみ量Ψ［ｍｍ］を、板状部１２の曲率半径Ｒ１及び多角形平面１８の寸法τを変えて求める。
【００４５】
そして、この結果から、構造部品１０が上記特有の効果を奏する場合の板状部１２の表面１４の曲率半径Ｒ１及び多角形平面１８の寸法τを求める。
【００４６】
なお、表面１４の曲率半径は、Ｒ１＝２７００，２８００,２９００，３０００，３１００，３２００［ｍｍ］とする。また、多角形平面１８の寸法τとしては、図４に示されるように、六角形平面からなる多角形平面１８の対角及び対辺の長さとし、具体的には、τ＝５，２０，２５，５０，６０，７０［ｍｍ］とする。
【００４７】
また、その他の条件は次の通りとする。すなわち、板状部１２の最大板厚ｔ１（図２参照）＝２．７［ｍｍ］、板状部１２の縦方向長さＬ１（図３参照）＝３００［ｍｍ］、横方向長さＬ２（図３参照）＝３００［ｍｍ］とする。また、板状部１２を含む構造部品１０全体の樹脂材料として、プラスチック（ヤング率＝２．２×１０９［Ｎ／ｍ２］、ポアソン比＝０．３８、密度＝１．２［ｇ／ｃｍ３］）を用いる。
【００４８】
図６〜図１２には、この板状部１２についての剛性解析結果が示されている。すなわち、図６には、寸法τ［ｍｍ］をパラメータとして、曲率半径Ｒ１［ｍｍ］と最大たわみ量Ψ［ｍｍ］との関係が示されている。また、図７〜図１２には、各寸法τ［ｍｍ］毎に曲率半径Ｒ１［ｍｍ］と最大たわみ量Ψ［ｍｍ］との関係が示されている。
【００４９】
なお、図７〜図１２において示されるグラフＧ１は、本発明の一実施形態に係る構造部品１０について示しており、グラフＧ２は、上記と同一条件下における上述の従来の構造部品１１０（図２６参照）について示している。
【００５０】
これらの解析結果について考察すると、図７に示されるように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０は、寸法τ＝５［ｍｍ］に設定した場合、曲率半径Ｒ１＝約２７００〜３１００［ｍｍ］において、上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を有する。
【００５１】
また、図８に示されるように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０は、寸法τ＝２０［ｍｍ］に設定した場合、曲率半径Ｒ１＝約２８００〜３１００［ｍｍ］において、上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を有する。
【００５２】
また、図９に示されるように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０は、寸法τ＝２５［ｍｍ］に設定した場合、曲率半径Ｒ１＝約２８００〜３１００［ｍｍ］において、上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を有する。
【００５３】
また、図１０に示されるように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０は、寸法τ＝５０［ｍｍ］に設定した場合、曲率半径Ｒ１＝約２９００〜３１００［ｍｍ］において、上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を有する。
【００５４】
また、図１１に示されるように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０は、寸法τ＝６０［ｍｍ］に設定した場合、曲率半径Ｒ１＝約３０００［ｍｍ］において、上述の従来の構造部品１１０と同等の剛性を有する。
【００５５】
一方、図１２に示されるように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０は、寸法τ＝７０［ｍｍ］に設定した場合、いずれの曲率半径Ｒ１［ｍｍ］においても、上述の従来の構造部品１１０より剛性が低くなる。
【００５６】
図１３（Ａ）には、図６〜図１２におけるグラフＧ１，Ｇ２の基礎となるデータが示されており、図１３（Ｂ）には、本発明の一実施形態に係る構造部品１０について、上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を有するか否かの比較が示されている。この図１３（Ａ），図１３（Ｂ）において網掛部分は、本発明の一実施形態に係る構造部品１０について上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を有する場合を示している。
【００５７】
また、図１４には、図１３（Ｂ）に基づいたグラフ、すなわち、本発明の一実施形態に係る構造部品１０について上述の従来の構造部品１１０と同等の剛性を有する場合の寸法τ［ｍｍ］と曲率半径Ｒ１［ｍｍ］との関係が示されている。すなわち、この図１４に示されるグラフＧ３の内側（斜線部分）は、本発明の一実施形態に係る構造部品１０について上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を有する場合を示している。
【００５８】
このように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０では、剛性を確保しつつ軽量化を図るためには、又は、重量の増加を抑制しつつ高剛性化を図るためには、板状部１２の表面１４の曲率半径Ｒ１及び多角形平面１８の寸法τを図１４に示されるグラフＧ３の内側（斜線部分）で設定すれば良い。
【００５９】
なお、本発明は、剛性を確保しつつ軽量化を図ることができるように、又は、重量の増加を抑制しつつ高剛性化を図ることができるように、板状部の表面の曲率半径及び多角形平面の寸法を上述の如く最適に設定したことをその主旨とするものである。
【００６０】
また、ここでは、多角形平面１８として六角形平面を用いた場合の剛性解析について説明したが、多角形平面１８としてその他の形態が用いられた場合にも同様な傾向が得られる。従って、上述の表面１４の曲率半径Ｒ１及び多角形平面１８の寸法τの算出手法は、多角形平面１８としてその他の形態（例えば、以下に示す変形例の形態）が用いられた場合にも適用可能である。
【００６１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【００６２】
例えば、上記実施形態において、多角形平面１８は、対角及び対辺の長さτが同一の六角形平面とされていたが、図１５に示される変形例のように、正六角形平面とされていても良い。
【００６３】
また、上記実施形態において、複数の多角形平面１８は、複数の六角形平面とされていたが、次の形態とされていても良い。
【００６４】
すなわち、図１６に示される変形例では、複数の多角形平面１８が、複数の正三角形平面とされている。この複数の正三角形平面からなる多角形平面１８は、特定の正三角形平面（例えば、多角形平面１８Ａ）と特定の正三角形平面の周囲に位置された他の正三角形平面（例えば、多角形平面１８Ｂ〜１８Ｄ）とで辺２４Ｂ〜２４Ｄを一つずつ共有するように平面横方向（Ｘ方向）及び平面縦方向（Ｙ方向）に複数並べられた配列とされている。
【００６５】
また、図１７に示される変形例では、複数の正三角形平面からなる多角形平面１８が、平面横方向（Ｘ方向）に隣り合う正三角形平面同士（例えば、多角形平面１８Ａ，１８Ｂ同士）で斜辺２６を共有すると共に、平面縦方向（Ｙ方向）に隣り合う一方の正三角形平面（例えば、多角形平面１８Ａ）の底辺２８の略中央部に他方の正三角形平面（例えば、多角形平面１８Ｃ）の頂点３０が接続されるように平面横方向及び平面縦方向に複数並べられた配列とされている。
【００６６】
さらに、図１８に示される変形例では、複数の多角形平面１８が、複数の正方形平面とされている。この複数の正方形平面からなる多角形平面１８は、平面横方向（Ｘ方向）に隣り合う正方形平面同士（例えば、多角形平面１８Ａ，１８Ｂ同士又は多角形平面１８Ｃ，１８Ｄ同士）で縦辺３２を共有する平面横方向列３４（３４Ａ）をなすように平面横方向に複数並べられると共に、特定の平面横方向列３４Ａを構成する正方形平面（例えば、多角形平面１８Ａ）の横辺３６の略中央部に特定の平面横方向列３４Ａと平面縦方向（Ｙ方向）に隣接する他の平面横方向列３４Ｂを構成する正方形平面（例えば、多角形平面１８Ｅ）の縦辺３２の端部が接続されることで特定の平面横方向列３４Ａに対して他の平面横方向列３４Ｂが平面横方向にずれるように平面横方向列３４が平面縦方向に複数並べられた配列とされている。
【００６７】
この配列によれば、平面縦方向に並ぶ正方形平面からなる多角形平面１８同士が互いに平面横方向にずれているので、板状部１２の中心部に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重Ｆが作用した場合でも、この荷重Ｆを平面縦方向及び平面横方向に分散させることができる。これにより、荷重Ｆに対して複数の多角形平面１８がバランス良く突っ張ることができる。
【００６８】
また、これらの変形例のように、複数の多角形平面１８が互いに同一形状とされていると、複数の多角形平面１８の略中央部が上述の仮想曲面Ｓ上を通過することができるので好適である。
【００６９】
なお、複数の多角形平面１８は、その略中央部が上述の仮想曲面Ｓ上を通過することができるのであれば、正多角形平面の他にも、例えば、図１９に示されるように、平面横方向に長い多角形平面（この図では六角形平面）とされていても良い。また、複数の多角形平面１８は、特に図示しないが、平面縦方向（Ｙ方向）に長い多角形平面とされていても良い。
【００７０】
また、複数の多角形平面１８は、板状部１２における平面縦方向（Ｙ方向）の両端側が拘束部によって平面縦方向に拘束される場合、例えば、次の形態とされていても良い。
【００７１】
すなわち、図２０に示される変形例では、複数の多角形平面１８が、複数の長方形平面とされている。この複数の長方形平面からなる多角形平面１８は、平面縦方向（Ｙ方向）に沿って長辺からなる縦辺４０が延在され且つ平面縦方向に隣り合う長方形平面同士（例えば、多角形平面１８Ａ，１８Ｂ同士又は多角形平面１８Ｃ，１８Ｄ同士）で横辺４２を共有する平面縦方向列４４（４４Ａ）をなすように平面縦方向に複数並べられると共に、特定の平面縦方向列４４Ａを構成する長方形平面（例えば、多角形平面１８Ａ）の縦辺４０の略中央部に特定の平面縦方向列４４Ａと平面横方向（Ｘ方向）に隣接する他の平面縦方向列４４Ｂを構成する長方形平面（例えば、多角形平面１８Ｅ）の横辺４２の端部が接続されることで特定の平面縦方向列４４Ａに対して他の平面縦方向列４４Ｂが平面縦方向にずれるように平面縦方向列４４が平面横方向に複数並べられた配列とされている。また、板状部１２の平面縦方向両端側４６は、拘束部４８によって平面縦方向に拘束されている。
【００７２】
この配列によれば、拘束部４８による拘束方向（Ｙ方向）と垂直な方向（Ｘ方向）に沿って長方形平面からなる多角形平面１８の横辺４２が延在されるので、板状部１２の中心部に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重Ｆが作用した場合でも、この荷重Ｆを複数の長方形平面からなる多角形平面１８の縦辺４０に分散させることができる。これにより、荷重Ｆに対して複数の多角形平面１８がバランス良く突っ張ることができる。
【００７３】
なお、図２０に示される構造部品１０は、例えば、図２１に示される車両６０のロッカモール５０（図２２も参照）として好適に用いることが可能である。
【００７４】
また、複数の多角形平面１８の略中央部が上述の仮想曲面Ｓ上を通過するのであれば、複数の多角形平面１８は、次の形態とされていても良い。
【００７５】
すなわち、図２３〜図２５に示される変形例では、複数の多角形平面１８が、異なる二種類以上の複数の多角形平面とされている。つまり、より具体的に説明すると、図２３に示される変形例では、複数の多角形平面１８が六角形平面（多角形平面１８Ａ）とひし形平面（多角形平面１８Ｂ）とを組み合わせた形態とされている。また、図２４に示される変形例では、複数の多角形平面１８が正五角形平面（多角形平面１８Ａ）の周囲に正六角形平面（多角形平面１８Ｂ〜１８Ｇ）が配置された形態とされている。また、図２５に示される変形例では、複数の多角形平面１８が正三角形平面（多角形平面１８Ａ）の周囲に正五角形平面（多角形平面１８Ｂ〜１８Ｄ）が配置された形態とされている。
【００７６】
このように構成されていても、板状部１２に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重Ｆが作用した場合には、この荷重Ｆに対して複数の多角形平面１８がバランス良く突っ張ることができる。
【００７７】
なお、複数の多角形平面１８が異なる二種類以上の複数の多角形平面１８とされる場合にも、複数の多角形平面１８は、正多角形平面でも良く、また、平面横方向（Ｘ方向）又は平面縦方向（Ｙ方向）に長い形態とされても良い。
【００７８】
また、上記実施形態において、構造部品１０は、全体が樹脂により形成されていたが、例えばプレス成形等によって板状部１２の裏面１６に複数の多角形平面１８を形成することができるのであれば、その他にも、例えば鉄やアルミニウム等の金属により形成されていても良い。
【００７９】
また、上記実施形態において、構造部品１０は、例えば自動車用バンパカバーに適用されていたが、その他にも、例えばインストルメントパネル等の意匠部品に適用されても良い。また、構造部品１０は、意匠部品の他にも、例えばドアの内部にある部品やエンジンルームの内部に配置される部品等に適用されても良い。
【００８０】
また、上記実施形態において、構造部品１０は、自動車に適用されていたが、例えば、その他の乗物（例えば、二輪車、電車、船舶等）や、住宅等に適用されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態に係る構造部品の一部を構成する板状部を示す斜視図である。
【図２】板状部の側面断面図である。
【図３】板状部の底面図である。
【図４】板状部の要部拡大底面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る構造部品の効果を説明する図である。
【図６】板状部についての剛性解析結果を示す図である。
【図７】板状部についての剛性解析結果を示す図である。
【図８】板状部についての剛性解析結果を示す図である。
【図９】板状部についての剛性解析結果を示す図である。
【図１０】板状部についての剛性解析結果を示す図である。
【図１１】板状部についての剛性解析結果を示す図である。
【図１２】板状部についての剛性解析結果を示す図である。
【図１３】（Ａ）は図６〜図１２におけるグラフの基礎となるデータを示す図、（Ｂ）は本発明の一実施形態に係る構造部品と従来の構造部品との剛性を比較する図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る構造部品について従来の構造部品と同等の剛性を有する場合の多角形平面の寸法と曲率半径との関係を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図２１】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図２２】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図２３】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図２４】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図２５】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図２６】従来の構造部品の一部を構成する板状部を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 構造部品
１２ 板状部
１４ 表面（板厚方向一方側の面）
１６ 裏面（板厚方向他方側の面）
１８ 多角形平面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造部品に係り、特に剛性を確保する構成を備えた構造部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の構造部品として利用可能な部材としては、例えば、次のものが知られている（特許文献１参照）。つまり、特許文献１には、樹脂材料部に繊維が混入されると共に、この樹脂材料部に網状金属板が埋設された複合材の例が開示されている。
【特許文献１】特開平５−３８７７４号公報
【特許文献２】実開平５−１６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、例えば自動車用バンパカバーのような樹脂製の構造部品において、軽量化を図るためには板厚を薄くすれば良いが、板厚を薄くした場合には背反事項として剛性が低下する。
【０００４】
一方、剛性を確保するために、上述の特許文献１に記載の複合材のように、樹脂材料部に繊維を混入したり網状金属板を埋設したりする手法もあるが、繊維や網状金属板等の補強材の追加に伴ってコストが増加したり、製造工程が複雑化したりするなどの問題が発生する。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、補強材を追加することなく、剛性を確保でき、しかも、軽量化を図ることができる構造部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の構造部品は、板厚方向一方側の面が凸曲面状とされると共に、板厚方向他方側の面が複数の多角形平面を凹曲面状に組み合わせた多角凹曲面とされて、全体として板厚方向一方側に凸をなす板状部を備えた、ことを特徴とする。
【０００７】
このように、請求項１に記載の構造部品には、全体として板厚方向一方側に凸をなす板状部が備えられており、この板状部は、その板厚方向一方側の面が凸曲面状とされる一方で、その板厚方向他方側の面が複数の多角形平面を凹曲面状に組み合わせた多角凹曲面とされている。
【０００８】
従って、請求項１に記載の構造部品によれば、従来の構造部品（すなわち、例えば、板状部の板厚方向一方側の面及び他方側の面がいずれも平滑な曲面とされ、且つ、板状部全体が本発明における板状部の最大板厚と同一の板厚で形成されたもの）に比して、板状部の板厚方向他方側の面において複数の多角形平面によって角部が形成された部分が局所的に肉薄となるので、軽量化できる。
【０００９】
また、請求項１に記載の構造部品によれば、板状部に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重が作用した場合でも、板状部における板厚方向他方側の面に形成された複数の多角形平面が、この荷重に対して突っ張るように働くため、上述の従来の構造部品と同等又はそれ以上の剛性を確保することができる。
【００１０】
このように、請求項１に記載の構造部品によれば、補強材を追加することなく、剛性を確保でき、しかも、軽量化を図ることができる。
【００１１】
ここで、請求項２に記載のように、構造部品の全体が樹脂により形成されていると、例えば樹脂成形等により、板状部における板厚方向他方側の面を容易に多角凹曲面とすることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載のように、板厚方向一方側の面が一定の曲率半径を有し、複数の多角形平面の各中央部が板厚方向一方側の面の曲率半径よりも小さい一定の曲率半径を有する仮想曲面上を通過する構成とされていると、板状部に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重が作用した場合でも、この荷重に対して複数の多角形平面がバランス良く突っ張ることができる。
【００１３】
なお、請求項４に記載のように、複数の多角形平面が互いに同一形状とされていると、複数の多角形平面の各中央部が上述の仮想曲面上を通過することができるので好適である。この互いに同一形状となる複数の多角形平面の形態としては、例えば、次のものがある。
【００１４】
すなわち、請求項５に記載の構造部品では、複数の多角形平面が、複数の六角形平面とされており、この複数の六角形平面は、特定の六角形平面とこの特定の六角形平面の周囲に位置された他の六角形平面とで辺を一つずつ共有するように平面横方向及び平面縦方向に複数並べられた配列とされている。
【００１５】
また、請求項６に記載の構造部品では、複数の多角形平面が、複数の三角形平面とされており、この複数の三角形平面は、特定の三角形平面とこの特定の三角形平面の周囲に位置された他の三角形平面とで辺を一つずつ共有するように平面横方向及び平面縦方向に複数並べられた配列とされている。
【００１６】
さらに、請求項７に記載の構造部品では、複数の多角形平面が、複数の三角形平面とされており、この複数の三角形平面は、平面横方向に隣り合う三角形平面同士で斜辺を共有すると共に、平面縦方向に隣り合う一方の三角形平面の底辺の中央部に他方の三角形平面の頂点が接続されるように平面横方向及び平面縦方向に複数並べられた配列とされている。
【００１７】
また、請求項８に記載の構造部品では、複数の多角形平面が、複数の正方形平面とされており、この複数の正方形平面は、平面横方向に隣り合う正方形平面同士で縦辺を共有する平面横方向列をなすように平面横方向に複数並べられると共に、特定の平面横方向列を構成する正方形平面の横辺の中央部に特定の平面横方向列と平面縦方向に隣接する他の平面横方向列を構成する正方形平面の縦辺の端部が接続されることで特定の平面横方向列に対して他の平面横方向列が平面横方向にずれるように平面横方向列が平面縦方向に複数並べられた配列とされている。
【００１８】
この配列によれば、平面縦方向に並ぶ正方形平面からなる多角形平面同士が互いに平面横方向にずれているので、板状部の中心部に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重が作用した場合でも、この荷重を平面縦方向及び平面横方向に分散させることができる。これにより、荷重に対して複数の多角形平面がバランス良く突っ張ることができる。
【００１９】
なお、複数の多角形平面は、正多角形平面でも良く、また、平面横方向又は平面縦方向に長い形態とされても良い。
【００２０】
また、複数の多角形平面は、板状部の平面縦方向両端側が拘束部によって平面縦方向に拘束される場合、例えば、次の形態とされていても良い。
【００２１】
すなわち、請求項９に記載の構造部品では、複数の多角形平面が、複数の長方形平面とされており、この複数の長方形平面は、平面縦方向に沿って長辺からなる縦辺が延在され且つ平面縦方向に隣り合う長方形平面同士で横辺を共有する平面縦方向列をなすように平面縦方向に複数並べられると共に、特定の平面縦方向列を構成する長方形平面の縦辺の中央部に特定の平面縦方向列と平面横方向に隣接する他の平面縦方向列を構成する長方形平面の横辺の端部が接続されることで特定の平面縦方向列に対して他の平面縦方向列が平面縦方向にずれるように平面縦方向列が平面横方向に複数並べられた配列とされている。
【００２２】
この配列によれば、拘束部による拘束方向と垂直な方向に沿って長方形平面からなる多角形平面の横辺が延在されるので、板状部の中心部に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重が作用した場合でも、この荷重を複数の長方形平面からなる多角形平面の縦辺に分散させることができる。これにより、荷重に対して複数の多角形平面がバランス良く突っ張ることができる。
【００２３】
また、複数の多角形平面の各中央部が上述の仮想曲面上を通過するのであれば、複数の多角形平面は、次の形態とされていても良い。
【００２４】
すなわち、請求項１０に記載の構造部品では、複数の多角形平面が、異なる二種類以上の複数の多角形平面とされている。このように構成されていても、板状部に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重が作用した場合には、この荷重に対して複数の多角形平面がバランス良く突っ張ることができる。
【００２５】
なお、複数の多角形平面が異なる二種類以上の複数の多角形平面とされる場合にも、複数の多角形平面は、正多角形平面でも良く、また、平面横方向又は平面縦方向に長い形態とされても良い。
【００２６】
また、板厚方向一方側の面は、請求項１１に記載のように、平滑な凸曲面状の意匠面とされていても良く、また、微少な凹凸（所謂、シボ）を有する凸曲面状の意匠面とされていても良い。
【発明の効果】
【００２７】
以上詳述したように、本発明によれば、補強材を追加することなく、剛性を確保でき、しかも、軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の構造部品の一実施形態について説明する。
【００２９】
図１には、本発明の一実施形態に係る構造部品１０の一部を構成する板状部１２が斜視図にて示されており、図２及び図３には、この板状部１２が側面断面図及び底面図にて示されている。また、図４には、この板状部１２が要部拡大底面図にて示されている。
【００３０】
これらの図に示される板状部１２は、例えば自動車用バンパカバーのような全体が樹脂により形成された構造部品（意匠部品）１０の一部を構成するものであり、図２に示されるように、全体として板厚方向一方側（矢印Ｚ１側）に凸をなす構成とされている。
【００３１】
板状部１２の板厚方向一方側の面（すなわち、表面１４）は、一定の曲率半径Ｒ１を有すると共に平滑な凸曲面状の意匠面とされており、板状部１２の板厚方向他方側の面（すなわち、裏面１６）は、複数の多角形平面１８を凹曲面状に組み合わせた多角凹曲面（すなわち、補強面）とされている。
【００３２】
複数の多角形平面１８は、より具体的には、図３に示されるように、互いに同一形状とされた複数の六角形平面とされている。この複数の六角形平面からなる多角形平面１８は、図４に示されるように、特定の六角形平面（例えば、多角形平面１８Ａ）とこの特定の六角形平面の周囲に位置された他の六角形平面（例えば、多角形平面１８Ｂ〜１８Ｇ）とで辺２０Ｂ〜２０Ｇを一つずつ共有するように平面横方向（Ｘ方向）及び平面縦方向（Ｙ方向）に複数並べられた配列とされている。なお、本実施形態では、六角形平面からなる多角形平面１８の対角及び対辺の長さτが同一とされている。
【００３３】
また、図２に示されるように、この板状部１２は、複数の多角形平面１８の各略中央部が一定の曲率半径Ｒ２（Ｒ１＞Ｒ２）を有する仮想曲面Ｓ上を通過する構成とされている。なお、符合Ｏは、曲率半径Ｒ１，Ｒ２の中心である。
【００３４】
そして、上記構成からなる構造部品１０によれば、以下の特有な効果を奏する。
【００３５】
すなわち、本発明の一実施形態に係る構造部品１０には、全体として板厚方向一方側（矢印Ｚ１側）に凸をなす板状部１２が備えられており、この板状部１２は、表面１４が平滑な凸曲面状の意匠面とされる一方で、裏面１６が複数の多角形平面１８を凹曲面状に組み合わせた多角凹曲面とされている。
【００３６】
従って、本発明の一実施形態に係る構造部品１０によれば、図２６に示される従来の構造部品１１０（すなわち、表面１１４及び裏面１１６がいずれも平滑な曲面とされ、且つ、板状部１１２全体が本実施形態における板状部１２の最大板厚ｔ１と同一の板厚で形成されたものであって、裏面１１６が図２に示される曲率半径Ｒ２と同一の曲率半径を有するもの）に比して、図２に示される如く、板状部１２の裏面１６において複数の多角形平面１８によって角部２２が形成された部分が局所的に肉薄（ｔ１＞ｔ２）となるので、軽量化できる。
【００３７】
すなわち、本発明の一実施形態に係る構造部品１０によれば、図２６に示される従来の構造部品１１０に対して、図５の斜線部分Ｈを省くことができるので、軽量化できる。
【００３８】
また、本発明の一実施形態に係る構造部品１０によれば、図２に示されるように、板状部１２に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重Ｆが作用した場合でも、板状部１２の裏面１６に形成された複数の多角形平面１８が、この荷重Ｆに対して突っ張るように働くため、上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を確保することができる。
【００３９】
このように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０によれば、補強材（例えば、繊維や網状金属板の他、リブなど）を追加することなく、剛性を確保でき、しかも、軽量化を図ることができる。
【００４０】
また、本発明の一実施形態に係る構造部品１０によれば、この構造部品１０の全体が樹脂により形成されているので、例えば樹脂成形等により、板状部１２の裏面１６を容易に多角凹曲面とすることができる。
【００４１】
また、本発明の一実施形態に係る構造部品１０によれば、板状部１２は、複数の多角形平面１８の各略中央部が一定の曲率半径Ｒ２を有する仮想曲面Ｓ上を通過する構成とされているので、板状部１２に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重Ｆが作用した場合でも、この荷重に対して複数の多角形平面１８がバランス良く突っ張ることができる。
【００４２】
なお、上記説明では、本発明の一実施形態に係る構造部品１０の奏する特有な効果について、剛性を確保でき、しかも、軽量化を図ることができるとしたが、軽量化した分の材料を高剛性化に還元すれば、従来の構造部品１１０と同等の重量で、高剛性化を図ることができる。
【００４３】
続いて、板状部１２について剛性解析を行い、構造部品１０が上記特有の効果を奏する場合の板状部１２の表面１４の曲率半径Ｒ１及び多角形平面１８の寸法τを求める。
【００４４】
すなわち、ここでは、図１に示される板状部１２の四隅１３Ａ〜１３Ｄを板厚方向（Ｚ方向）に拘束した状態で板状部１２に板厚方向一方側から他方側へ荷重Ｆ＝１９６［Ｎ］を加え、このときの板状部１２の中央部における最大たわみ量Ψ［ｍｍ］を、板状部１２の曲率半径Ｒ１及び多角形平面１８の寸法τを変えて求める。
【００４５】
そして、この結果から、構造部品１０が上記特有の効果を奏する場合の板状部１２の表面１４の曲率半径Ｒ１及び多角形平面１８の寸法τを求める。
【００４６】
なお、表面１４の曲率半径は、Ｒ１＝２７００，２８００,２９００，３０００，３１００，３２００［ｍｍ］とする。また、多角形平面１８の寸法τとしては、図４に示されるように、六角形平面からなる多角形平面１８の対角及び対辺の長さとし、具体的には、τ＝５，２０，２５，５０，６０，７０［ｍｍ］とする。
【００４７】
また、その他の条件は次の通りとする。すなわち、板状部１２の最大板厚ｔ１（図２参照）＝２．７［ｍｍ］、板状部１２の縦方向長さＬ１（図３参照）＝３００［ｍｍ］、横方向長さＬ２（図３参照）＝３００［ｍｍ］とする。また、板状部１２を含む構造部品１０全体の樹脂材料として、プラスチック（ヤング率＝２．２×１０９［Ｎ／ｍ２］、ポアソン比＝０．３８、密度＝１．２［ｇ／ｃｍ３］）を用いる。
【００４８】
図６〜図１２には、この板状部１２についての剛性解析結果が示されている。すなわち、図６には、寸法τ［ｍｍ］をパラメータとして、曲率半径Ｒ１［ｍｍ］と最大たわみ量Ψ［ｍｍ］との関係が示されている。また、図７〜図１２には、各寸法τ［ｍｍ］毎に曲率半径Ｒ１［ｍｍ］と最大たわみ量Ψ［ｍｍ］との関係が示されている。
【００４９】
なお、図７〜図１２において示されるグラフＧ１は、本発明の一実施形態に係る構造部品１０について示しており、グラフＧ２は、上記と同一条件下における上述の従来の構造部品１１０（図２６参照）について示している。
【００５０】
これらの解析結果について考察すると、図７に示されるように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０は、寸法τ＝５［ｍｍ］に設定した場合、曲率半径Ｒ１＝約２７００〜３１００［ｍｍ］において、上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を有する。
【００５１】
また、図８に示されるように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０は、寸法τ＝２０［ｍｍ］に設定した場合、曲率半径Ｒ１＝約２８００〜３１００［ｍｍ］において、上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を有する。
【００５２】
また、図９に示されるように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０は、寸法τ＝２５［ｍｍ］に設定した場合、曲率半径Ｒ１＝約２８００〜３１００［ｍｍ］において、上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を有する。
【００５３】
また、図１０に示されるように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０は、寸法τ＝５０［ｍｍ］に設定した場合、曲率半径Ｒ１＝約２９００〜３１００［ｍｍ］において、上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を有する。
【００５４】
また、図１１に示されるように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０は、寸法τ＝６０［ｍｍ］に設定した場合、曲率半径Ｒ１＝約３０００［ｍｍ］において、上述の従来の構造部品１１０と同等の剛性を有する。
【００５５】
一方、図１２に示されるように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０は、寸法τ＝７０［ｍｍ］に設定した場合、いずれの曲率半径Ｒ１［ｍｍ］においても、上述の従来の構造部品１１０より剛性が低くなる。
【００５６】
図１３（Ａ）には、図６〜図１２におけるグラフＧ１，Ｇ２の基礎となるデータが示されており、図１３（Ｂ）には、本発明の一実施形態に係る構造部品１０について、上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を有するか否かの比較が示されている。この図１３（Ａ），図１３（Ｂ）において網掛部分は、本発明の一実施形態に係る構造部品１０について上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を有する場合を示している。
【００５７】
また、図１４には、図１３（Ｂ）に基づいたグラフ、すなわち、本発明の一実施形態に係る構造部品１０について上述の従来の構造部品１１０と同等の剛性を有する場合の寸法τ［ｍｍ］と曲率半径Ｒ１［ｍｍ］との関係が示されている。すなわち、この図１４に示されるグラフＧ３の内側（斜線部分）は、本発明の一実施形態に係る構造部品１０について上述の従来の構造部品１１０と同等又はそれ以上の剛性を有する場合を示している。
【００５８】
このように、本発明の一実施形態に係る構造部品１０では、剛性を確保しつつ軽量化を図るためには、又は、重量の増加を抑制しつつ高剛性化を図るためには、板状部１２の表面１４の曲率半径Ｒ１及び多角形平面１８の寸法τを図１４に示されるグラフＧ３の内側（斜線部分）で設定すれば良い。
【００５９】
なお、本発明は、剛性を確保しつつ軽量化を図ることができるように、又は、重量の増加を抑制しつつ高剛性化を図ることができるように、板状部の表面の曲率半径及び多角形平面の寸法を上述の如く最適に設定したことをその主旨とするものである。
【００６０】
また、ここでは、多角形平面１８として六角形平面を用いた場合の剛性解析について説明したが、多角形平面１８としてその他の形態が用いられた場合にも同様な傾向が得られる。従って、上述の表面１４の曲率半径Ｒ１及び多角形平面１８の寸法τの算出手法は、多角形平面１８としてその他の形態（例えば、以下に示す変形例の形態）が用いられた場合にも適用可能である。
【００６１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能であることは勿論である。
【００６２】
例えば、上記実施形態において、多角形平面１８は、対角及び対辺の長さτが同一の六角形平面とされていたが、図１５に示される変形例のように、正六角形平面とされていても良い。
【００６３】
また、上記実施形態において、複数の多角形平面１８は、複数の六角形平面とされていたが、次の形態とされていても良い。
【００６４】
すなわち、図１６に示される変形例では、複数の多角形平面１８が、複数の正三角形平面とされている。この複数の正三角形平面からなる多角形平面１８は、特定の正三角形平面（例えば、多角形平面１８Ａ）と特定の正三角形平面の周囲に位置された他の正三角形平面（例えば、多角形平面１８Ｂ〜１８Ｄ）とで辺２４Ｂ〜２４Ｄを一つずつ共有するように平面横方向（Ｘ方向）及び平面縦方向（Ｙ方向）に複数並べられた配列とされている。
【００６５】
また、図１７に示される変形例では、複数の正三角形平面からなる多角形平面１８が、平面横方向（Ｘ方向）に隣り合う正三角形平面同士（例えば、多角形平面１８Ａ，１８Ｂ同士）で斜辺２６を共有すると共に、平面縦方向（Ｙ方向）に隣り合う一方の正三角形平面（例えば、多角形平面１８Ａ）の底辺２８の略中央部に他方の正三角形平面（例えば、多角形平面１８Ｃ）の頂点３０が接続されるように平面横方向及び平面縦方向に複数並べられた配列とされている。
【００６６】
さらに、図１８に示される変形例では、複数の多角形平面１８が、複数の正方形平面とされている。この複数の正方形平面からなる多角形平面１８は、平面横方向（Ｘ方向）に隣り合う正方形平面同士（例えば、多角形平面１８Ａ，１８Ｂ同士又は多角形平面１８Ｃ，１８Ｄ同士）で縦辺３２を共有する平面横方向列３４（３４Ａ）をなすように平面横方向に複数並べられると共に、特定の平面横方向列３４Ａを構成する正方形平面（例えば、多角形平面１８Ａ）の横辺３６の略中央部に特定の平面横方向列３４Ａと平面縦方向（Ｙ方向）に隣接する他の平面横方向列３４Ｂを構成する正方形平面（例えば、多角形平面１８Ｅ）の縦辺３２の端部が接続されることで特定の平面横方向列３４Ａに対して他の平面横方向列３４Ｂが平面横方向にずれるように平面横方向列３４が平面縦方向に複数並べられた配列とされている。
【００６７】
この配列によれば、平面縦方向に並ぶ正方形平面からなる多角形平面１８同士が互いに平面横方向にずれているので、板状部１２の中心部に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重Ｆが作用した場合でも、この荷重Ｆを平面縦方向及び平面横方向に分散させることができる。これにより、荷重Ｆに対して複数の多角形平面１８がバランス良く突っ張ることができる。
【００６８】
また、これらの変形例のように、複数の多角形平面１８が互いに同一形状とされていると、複数の多角形平面１８の略中央部が上述の仮想曲面Ｓ上を通過することができるので好適である。
【００６９】
なお、複数の多角形平面１８は、その略中央部が上述の仮想曲面Ｓ上を通過することができるのであれば、正多角形平面の他にも、例えば、図１９に示されるように、平面横方向に長い多角形平面（この図では六角形平面）とされていても良い。また、複数の多角形平面１８は、特に図示しないが、平面縦方向（Ｙ方向）に長い多角形平面とされていても良い。
【００７０】
また、複数の多角形平面１８は、板状部１２における平面縦方向（Ｙ方向）の両端側が拘束部によって平面縦方向に拘束される場合、例えば、次の形態とされていても良い。
【００７１】
すなわち、図２０に示される変形例では、複数の多角形平面１８が、複数の長方形平面とされている。この複数の長方形平面からなる多角形平面１８は、平面縦方向（Ｙ方向）に沿って長辺からなる縦辺４０が延在され且つ平面縦方向に隣り合う長方形平面同士（例えば、多角形平面１８Ａ，１８Ｂ同士又は多角形平面１８Ｃ，１８Ｄ同士）で横辺４２を共有する平面縦方向列４４（４４Ａ）をなすように平面縦方向に複数並べられると共に、特定の平面縦方向列４４Ａを構成する長方形平面（例えば、多角形平面１８Ａ）の縦辺４０の略中央部に特定の平面縦方向列４４Ａと平面横方向（Ｘ方向）に隣接する他の平面縦方向列４４Ｂを構成する長方形平面（例えば、多角形平面１８Ｅ）の横辺４２の端部が接続されることで特定の平面縦方向列４４Ａに対して他の平面縦方向列４４Ｂが平面縦方向にずれるように平面縦方向列４４が平面横方向に複数並べられた配列とされている。また、板状部１２の平面縦方向両端側４６は、拘束部４８によって平面縦方向に拘束されている。
【００７２】
この配列によれば、拘束部４８による拘束方向（Ｙ方向）と垂直な方向（Ｘ方向）に沿って長方形平面からなる多角形平面１８の横辺４２が延在されるので、板状部１２の中心部に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重Ｆが作用した場合でも、この荷重Ｆを複数の長方形平面からなる多角形平面１８の縦辺４０に分散させることができる。これにより、荷重Ｆに対して複数の多角形平面１８がバランス良く突っ張ることができる。
【００７３】
なお、図２０に示される構造部品１０は、例えば、図２１に示される車両６０のロッカモール５０（図２２も参照）として好適に用いることが可能である。
【００７４】
また、複数の多角形平面１８の略中央部が上述の仮想曲面Ｓ上を通過するのであれば、複数の多角形平面１８は、次の形態とされていても良い。
【００７５】
すなわち、図２３〜図２５に示される変形例では、複数の多角形平面１８が、異なる二種類以上の複数の多角形平面とされている。つまり、より具体的に説明すると、図２３に示される変形例では、複数の多角形平面１８が六角形平面（多角形平面１８Ａ）とひし形平面（多角形平面１８Ｂ）とを組み合わせた形態とされている。また、図２４に示される変形例では、複数の多角形平面１８が正五角形平面（多角形平面１８Ａ）の周囲に正六角形平面（多角形平面１８Ｂ〜１８Ｇ）が配置された形態とされている。また、図２５に示される変形例では、複数の多角形平面１８が正三角形平面（多角形平面１８Ａ）の周囲に正五角形平面（多角形平面１８Ｂ〜１８Ｄ）が配置された形態とされている。
【００７６】
このように構成されていても、板状部１２に対して板厚方向一方側から他方側へ荷重Ｆが作用した場合には、この荷重Ｆに対して複数の多角形平面１８がバランス良く突っ張ることができる。
【００７７】
なお、複数の多角形平面１８が異なる二種類以上の複数の多角形平面１８とされる場合にも、複数の多角形平面１８は、正多角形平面でも良く、また、平面横方向（Ｘ方向）又は平面縦方向（Ｙ方向）に長い形態とされても良い。
【００７８】
また、上記実施形態において、構造部品１０は、全体が樹脂により形成されていたが、例えばプレス成形等によって板状部１２の裏面１６に複数の多角形平面１８を形成することができるのであれば、その他にも、例えば鉄やアルミニウム等の金属により形成されていても良い。
【００７９】
また、上記実施形態において、構造部品１０は、例えば自動車用バンパカバーに適用されていたが、その他にも、例えばインストルメントパネル等の意匠部品に適用されても良い。また、構造部品１０は、意匠部品の他にも、例えばドアの内部にある部品やエンジンルームの内部に配置される部品等に適用されても良い。
【００８０】
また、上記実施形態において、構造部品１０は、自動車に適用されていたが、例えば、その他の乗物（例えば、二輪車、電車、船舶等）や、住宅等に適用されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態に係る構造部品の一部を構成する板状部を示す斜視図である。
【図２】板状部の側面断面図である。
【図３】板状部の底面図である。
【図４】板状部の要部拡大底面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る構造部品の効果を説明する図である。
【図６】板状部についての剛性解析結果を示す図である。
【図７】板状部についての剛性解析結果を示す図である。
【図８】板状部についての剛性解析結果を示す図である。
【図９】板状部についての剛性解析結果を示す図である。
【図１０】板状部についての剛性解析結果を示す図である。
【図１１】板状部についての剛性解析結果を示す図である。
【図１２】板状部についての剛性解析結果を示す図である。
【図１３】（Ａ）は図６〜図１２におけるグラフの基礎となるデータを示す図、（Ｂ）は本発明の一実施形態に係る構造部品と従来の構造部品との剛性を比較する図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る構造部品について従来の構造部品と同等の剛性を有する場合の多角形平面の寸法と曲率半径との関係を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図２１】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図２２】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図２３】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図２４】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図２５】本発明の一実施形態に係る構造部品の変形例を示す図である。
【図２６】従来の構造部品の一部を構成する板状部を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 構造部品
１２ 板状部
１４ 表面（板厚方向一方側の面）
１６ 裏面（板厚方向他方側の面）
１８ 多角形平面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚方向一方側の面が凸曲面状とされると共に、板厚方向他方側の面が複数の多角形平面を凹曲面状に組み合わせた多角凹曲面とされて、全体として板厚方向一方側に凸をなす板状部を備えた、
ことを特徴とする構造部品。
【請求項２】
全体が樹脂により形成された、
ことを特徴とする請求項１に記載の構造部品。
【請求項３】
前記板厚方向一方側の面は、一定の曲率半径を有し、
前記複数の多角形平面の各中央部は、前記板厚方向一方側の面の曲率半径よりも小さい一定の曲率半径を有する仮想曲面上を通過する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の構造部品。
【請求項４】
前記複数の多角形平面は、互いに同一形状とされている、
ことを特徴とする請求項３に記載の構造部品。
【請求項５】
前記複数の多角形平面は、複数の六角形平面とされ、
前記複数の六角形平面は、特定の六角形平面と前記特定の六角形平面の周囲に位置された他の六角形平面とで辺を一つずつ共有するように平面横方向及び平面縦方向に複数並べられた配列とされている、
ことを特徴とする請求項４に記載の構造部品。
【請求項６】
前記複数の多角形平面は、複数の三角形平面とされ、
前記複数の三角形平面は、特定の三角形平面と前記特定の三角形平面の周囲に位置された他の三角形平面とで辺を一つずつ共有するように平面横方向及び平面縦方向に複数並べられた配列とされている、
ことを特徴とする請求項４に記載の構造部品。
【請求項７】
前記複数の多角形平面は、複数の三角形平面とされ、
前記複数の三角形平面は、平面横方向に隣り合う三角形平面同士で斜辺を共有すると共に、平面縦方向に隣り合う一方の三角形平面の底辺の中央部に他方の三角形平面の頂点が接続されるように平面横方向及び平面縦方向に複数並べられた配列とされている、
ことを特徴とする請求項４に記載の構造部品。
【請求項８】
前記複数の多角形平面は、複数の正方形平面とされ、
前記複数の正方形平面は、平面横方向に隣り合う正方形平面同士で縦辺を共有する平面横方向列をなすように平面横方向に複数並べられると共に、特定の平面横方向列を構成する正方形平面の横辺の中央部に前記特定の平面横方向列と平面縦方向に隣接する他の平面横方向列を構成する正方形平面の縦辺の端部が接続されることで前記特定の平面横方向列に対して前記他の平面横方向列が平面横方向にずれるように前記平面横方向列が平面縦方向に複数並べられた配列とされている、
ことを特徴とする請求項４に記載の構造部品。
【請求項９】
前記複数の多角形平面は、複数の長方形平面とされ、
前記複数の長方形平面は、平面縦方向に沿って長辺からなる縦辺が延在され且つ平面縦方向に隣り合う長方形平面同士で横辺を共有する平面縦方向列をなすように平面縦方向に複数並べられると共に、特定の平面縦方向列を構成する長方形平面の縦辺の中央部に前記特定の平面縦方向列と平面横方向に隣接する他の平面縦方向列を構成する長方形平面の横辺の端部が接続されることで前記特定の平面縦方向列に対して前記他の平面縦方向列が平面縦方向にずれるように前記平面縦方向列が平面横方向に複数並べられた配列とされ、
前記板状部は、その平面縦方向両端側が拘束部によって平面縦方向に拘束される、
ことを特徴とする請求項４に記載の構造部品。
【請求項１０】
前記複数の多角形平面は、異なる二種類以上の複数の多角形平面とされている、
ことを特徴とする請求項３に記載の構造部品。
【請求項１１】
前記板厚方向一方側の面は、平滑な凸曲面状の意匠面とされている、
ことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の構造部品。
【請求項１】
板厚方向一方側の面が凸曲面状とされると共に、板厚方向他方側の面が複数の多角形平面を凹曲面状に組み合わせた多角凹曲面とされて、全体として板厚方向一方側に凸をなす板状部を備えた、
ことを特徴とする構造部品。
【請求項２】
全体が樹脂により形成された、
ことを特徴とする請求項１に記載の構造部品。
【請求項３】
前記板厚方向一方側の面は、一定の曲率半径を有し、
前記複数の多角形平面の各中央部は、前記板厚方向一方側の面の曲率半径よりも小さい一定の曲率半径を有する仮想曲面上を通過する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の構造部品。
【請求項４】
前記複数の多角形平面は、互いに同一形状とされている、
ことを特徴とする請求項３に記載の構造部品。
【請求項５】
前記複数の多角形平面は、複数の六角形平面とされ、
前記複数の六角形平面は、特定の六角形平面と前記特定の六角形平面の周囲に位置された他の六角形平面とで辺を一つずつ共有するように平面横方向及び平面縦方向に複数並べられた配列とされている、
ことを特徴とする請求項４に記載の構造部品。
【請求項６】
前記複数の多角形平面は、複数の三角形平面とされ、
前記複数の三角形平面は、特定の三角形平面と前記特定の三角形平面の周囲に位置された他の三角形平面とで辺を一つずつ共有するように平面横方向及び平面縦方向に複数並べられた配列とされている、
ことを特徴とする請求項４に記載の構造部品。
【請求項７】
前記複数の多角形平面は、複数の三角形平面とされ、
前記複数の三角形平面は、平面横方向に隣り合う三角形平面同士で斜辺を共有すると共に、平面縦方向に隣り合う一方の三角形平面の底辺の中央部に他方の三角形平面の頂点が接続されるように平面横方向及び平面縦方向に複数並べられた配列とされている、
ことを特徴とする請求項４に記載の構造部品。
【請求項８】
前記複数の多角形平面は、複数の正方形平面とされ、
前記複数の正方形平面は、平面横方向に隣り合う正方形平面同士で縦辺を共有する平面横方向列をなすように平面横方向に複数並べられると共に、特定の平面横方向列を構成する正方形平面の横辺の中央部に前記特定の平面横方向列と平面縦方向に隣接する他の平面横方向列を構成する正方形平面の縦辺の端部が接続されることで前記特定の平面横方向列に対して前記他の平面横方向列が平面横方向にずれるように前記平面横方向列が平面縦方向に複数並べられた配列とされている、
ことを特徴とする請求項４に記載の構造部品。
【請求項９】
前記複数の多角形平面は、複数の長方形平面とされ、
前記複数の長方形平面は、平面縦方向に沿って長辺からなる縦辺が延在され且つ平面縦方向に隣り合う長方形平面同士で横辺を共有する平面縦方向列をなすように平面縦方向に複数並べられると共に、特定の平面縦方向列を構成する長方形平面の縦辺の中央部に前記特定の平面縦方向列と平面横方向に隣接する他の平面縦方向列を構成する長方形平面の横辺の端部が接続されることで前記特定の平面縦方向列に対して前記他の平面縦方向列が平面縦方向にずれるように前記平面縦方向列が平面横方向に複数並べられた配列とされ、
前記板状部は、その平面縦方向両端側が拘束部によって平面縦方向に拘束される、
ことを特徴とする請求項４に記載の構造部品。
【請求項１０】
前記複数の多角形平面は、異なる二種類以上の複数の多角形平面とされている、
ことを特徴とする請求項３に記載の構造部品。
【請求項１１】
前記板厚方向一方側の面は、平滑な凸曲面状の意匠面とされている、
ことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の構造部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００９−１９０６６６（Ｐ２００９−１９０６６６Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３６０６８（Ｐ２００８−３６０６８）
【出願日】平成２０年２月１８日（２００８．２．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１８日（２００８．２．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
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