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公開番号2025045991
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-02
出願番号2023154109
出願日2023-09-21
発明の名称構造部材
出願人日本製鉄株式会社
代理人アセンド弁理士法人
主分類B62D 25/04 20060101AFI20250326BHJP(鉄道以外の路面車両)
要約【課題】衝突時における断面形状の変化を抑制するとともに、CO₂排出量を低減することが可能な車体用の構造部材を提供する。
【解決手段】構造部材(10)は、部材本体(11)と、補強材(12)とを備える。部材本体(11)は、2つの縦壁(112,113)と、天板(111)と、2つのフランジ(114,115)とを含む。補強材(12)は、天板(111)及び縦壁(112,113)に接合される。補強材(12)は、第1補強層(121)と、第2補強層(122)とを含む。第1補強層(121)は、樹脂からなる。樹脂は、0.05以上1.00以下の比重を有する。第2補強層(122)は、繊維強化樹脂からなる。第2補強層(122)は、第1補強層(121)に積層される。第1補強層(121)は、部材本体(11)と第2補強層(122)との間に配置され、第2補強層(122)の厚み(t2)よりも大きい厚み(t1)を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
車体用の構造部材であって、
互いに対向するように配置される２つの縦壁と、前記２つの縦壁を接続する天板と、前記天板の反対側で前記２つの縦壁それぞれに接続され、当該縦壁から外側に突出する２つのフランジとを含む部材本体と、
前記天板及び前記２つの縦壁に接合される補強材と、
を備え、
前記補強材は、０．０５以上１．００以下の比重を有する樹脂からなる第１補強層と、繊維強化樹脂からなり、前記第１補強層に積層される第２補強層とを含み、
前記第１補強層は、前記部材本体と前記第２補強層との間に配置され、前記第２補強層の厚みよりも大きい厚みを有する、構造部材。
続きを表示（約 530 文字）【請求項２】
請求項１に記載の構造部材であって、
前記第２補強層は、ランダムに配向された複数の繊維体を含む、構造部材。
【請求項３】
請求項１に記載の構造部材であって、
前記構造部材の横断面において、前記補強材は、前記２つの縦壁の高さ方向の中央に対して前記天板側の範囲内に配置されている、構造部材。
【請求項４】
請求項１に記載の構造部材であって、
前記第１補強層の前記厚みをｔ１、前記第２補強層の前記厚みをｔ２としたとき、ｔ１及びｔ２は、１．３≦ｔ１／ｔ２≦９．０を満たす、構造部材。
【請求項５】
請求項１に記載の構造部材であって、
前記補強材は、接着剤によって前記天板及び前記２つの縦壁に接合されている、構造部材。
【請求項６】
請求項１に記載の構造部材であって、
前記第１補強層は、発泡樹脂からなる、構造部材。
【請求項７】
請求項１に記載の構造部材であって、
前記構造部材は、センターピラーであり、
前記部材本体において当該部材本体の長手方向の長さの１０％以上に、前記補強材が設けられている、構造部材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、車体用の構造部材に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば自動車では、複数の構造部材によって車体が形成されている。これらの構造部材の中には、部位ごとに要求される性能が異なるものがある。例えば、ある部位では衝突エネルギーの吸収のために変形を許容する一方、他の部位では変形を防止することが要求される構造部材がある。このような要求を満足するため、従来、構造部材の部分的な補強が行われている。
【０００３】
構造部材を部分的に補強するため、例えば、テーラードブランク（テーラーウェルドブランク又はテーラーロールドブランク）が用いられる。テーラードブランクは、部位によって強度及び／又は板厚が異なる板材である。ただし、テーラードブランクは一般に鋼で構成されているため、テーラードブランクを使用する場合、構造部材の重量を大幅に低減することは難しい。
【０００４】
構造部材を部分的に補強するため、構造部材の一部に補強材が貼付されることがある。特許文献１には、繊維強化樹脂材を補強材として用いた構造部材が開示されている。特許文献１では、第１繊維強化樹脂材と、第２繊維強化樹脂材とによって構造部材が補強されている。第１繊維強化樹脂材は、ランダムに配向された複数の繊維体を有し、構造部材に対してその厚さ方向に間隔を空けて配置される。第２繊維強化樹脂材は、一方向に配向された複数の繊維体を有し、構造部材と第１繊維強化樹脂材との間に配置される。第２繊維強化樹脂材は、接着剤によって構造部材に接着されている。第２繊維強化樹脂材の厚みは、第１繊維強化樹脂材の厚みよりも小さい。これらの繊維強化樹脂材に含まれる繊維体は、炭素繊維又はガラス繊維である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１９－１６２９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、車体用の構造部材には、高強度材が使用されることが多くなっている。高強度材の使用により、構造部材を薄肉化してその重量を低減することができる。しかしながら、高強度薄肉化された構造部材では、衝突時の弾性変形が増大し、その断面形状が変化しやすいという問題がある。衝突時において構造部材の断面形状が大きく変化した場合、高強度材の効果が得られにくい。そのため、構造部材のうち必要な部分を効率的に補強して、構造部材の断面形状の変化を抑制する必要がある。
【０００７】
特許文献１では、構造部材の補強材として、第１及び第２繊維強化樹脂材の積層体が使用されている。特許文献１において、構造部材の断面形状の変化を抑制するためには、繊維強化樹脂材の厚みを十分に確保する必要がある。しかしながら、繊維強化樹脂材の厚みが大きくなるほど、炭素繊維又はガラス繊維である繊維体の使用量が増加する。繊維体の生産時のＣＯ
２
排出量は比較的大きいため、構造部材において繊維体の使用量が増加すると、製造時のＣＯ
２
排出量が顕著に増大するという問題が発生する。
【０００８】
本開示は、衝突時における断面形状の変化を抑制するとともに、ＣＯ
２
排出量を低減することが可能な車体用の構造部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示に係る車体用の構造部材は、部材本体と、補強材とを備える。部材本体は、２つの縦壁と、天板と、２つのフランジとを含む。２つの縦壁は、互いに対向するように配置される。天板は、２つの縦壁を接続する。２つのフランジは、天板の反対側で２つの縦壁それぞれに接続され、当該縦壁から外側に突出する。補強材は、天板及び２つの縦壁に接合される。補強材は、第１補強層と、第２補強層とを含む。第１補強層は、樹脂からなる。この樹脂は、０．０５以上１．００以下の比重を有する。第２補強層は、繊維強化樹脂からなる。第２補強層は、第１補強層に積層される。第１補強層は、部材本体と第２補強層との間に配置される。第１補強層は、第２補強層の厚みよりも大きい厚みを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示に係る車体用の構造部材によれば、衝突時における断面形状の変化を抑制することができ、ＣＯ
２
排出量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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