CN102639388B - 结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明是具备构成为具有四边的框状的结构部件（1）的结构体，在结构部件（1）的交叉的角部（2），设置有闭合截面结构部件（4）作为加强件。闭合截面结构部件（4）由在结构部件（1）的厚度方向上间隔设置并且在结构部件（1）的面方向上扩展的两个横向部分（5）、将两个横向部分（5）的一端部之间及另一端部之间分别相连的两个纵向部分（6）构成，形成朝向结构部件（1）的内周平坦面（1a）侧的第一开口部（7）及朝向结构部件（1）的内侧的第二开口部（8）。闭合截面结构部件（4）的高度ho与结构部件（1）的厚度H大致相同，第一开口部（7）的整个开口缘与结构部件（1）的内周平坦面（1a）接合。并且，使第二开口部（8）的最大宽度H相对于闭合截面结构部件（4）的高度ho的比即扁平率大于1.0且为3.0以下。

Description

结构体
技术领域
本发明涉及具备构成为具有四边的框状的结构部件的结构体即通过在结构部件的交叉的部分设置闭合截面结构部件来减轻弯曲的结构体。
背景技术
在汽车、建设机械、桥梁、建筑结构物等钢结构物中，为了实现轻量化或者大型化，需要使用称为高强钢的强度高的高强度钢并减小部件的板厚或者截面积。但是，若减小部件的板厚或者截面积，则存在以下课题：部件的刚性下降，与外力相对的变形即弯曲变大，无法确保钢结构物的安全性。为此，迫切希望兼具结构部件的轻量化和弯曲减轻的技术的出现。
使结构部件的弯曲减轻的技术中的、在结构部件的交叉的部分装配称为加强筋的加强板的技术广为人知。另外，在专利文献1中公开了使板状的加强件的端部弯曲成Ｕ字状或Ｖ字状来提高弹性极限应力（耐力）及疲劳性能的技术。另外，在专利文献2中公开了规定Ｕ字状或Ｖ字状的加强件与结构部件所成的角或宽度来提高弹性极限应力及疲劳性能的技术。
另外，专利文献3中公开了使结构部件为具有间壁的中空截面，并在结合部件的端部设置插入结构部件的开口端部的结合结构。
另外，在专利文献4中公开了以下的接合结构体：在将柱状结构部件接合于其他结构部件的接合结构体中，在接合的柱状结构部件和其他的加强结构部件上焊接用于使该结构部件的接合加强的板状的加强件，该加强件具有沿着该结构部件表面的形状为Ｕ字状或Ｖ字状的弯曲部并且具有环状的开口部。
现有技术文献（专利文献）
专利文献1：日本特开2001-132102号公报
专利文献2：日本特开2006-2464号公报
专利文献3：日本特开平9-118257号公报
专利文献4：日本特开2005-54565号公报
发明内容
发明所要解决的课题
上述公开技术中的、将未弯曲的板状的加强板配置于结构部件的交叉的部分的技术，对于结构部件要向面内弯曲的情况即交叉的结构部件所成的角度变小的方向的弯曲的情况具有减轻的效果。但是，存在对于结构部件要向面外弯曲的情况即结构部件向相对于加强板垂直的方向弯曲的情况减轻效果较小的问题。
另外，专利文献1通过使加强板弯曲成Ｕ字状或Ｖ字状能够提高装配有加强板的部分的弹性极限应力及疲劳性能，并且具有使结构部件要向面内弯曲时的弯曲减轻的效果。但是，在结构部件要向面外弯曲的情况下，存在弯曲的减轻效果较小这一问题。
另外，专利文献2通过规定固定粘接于管状结构部件和底板（baseplate）之间的Ｕ字状或Ｖ字状的加强件与结构部件所成的角及宽度，能够提高装配有加强板的部分的弹性极限应力及疲劳性能，并且具有使结构部件要向面内弯曲时的弯曲减轻的效果。但是，在结构部件要向面外弯曲的情况下，存在弯曲的减轻效果较小这一问题。
另外，专利文献3是在汽车车体的结构部件上设置间壁来分割成多个区域而成为中空截面部件，在结合部件上设置与多个区域相对应的开口端部，从而提高结合结构的刚性及强度的技术。但是，在结构部件要向面内及面外弯曲的情况下，存在弯曲的减轻效果较小这一问题。
另外，专利文献4适用于将柱状结构部件接合在其他结构部件的接合结构体。但是，虽然规定了圆形钢管柱即柱状结构部件与加强件的优选的尺寸关系，但是该尺寸关系在将加强件接合在其他形状的部件时无法适用。另外，在专利文献4中，将加强件接合在柱状结构部件外周的圆弧面，因此加强件的厚度等有限制，也存在无法使之具有一定有效的尺寸关系等的情况。
本发明的目的在于，提供在具备构成为具有四边的框状的结构部件的结构体中，有效地减轻由从面内及面外对结构部件作用的负载引起的结构部件的弯曲的结构体。
用于解决课题的手段
本发明的结构体是具备构成为具有四边的框状的结构部件的结构体，其特征在于，在所述结构部件中的、负载所作用的指定边的两端与其他边交叉而形成的角部，以沿着所述指定边的内周平坦面和所述其他边的内周平坦面的方式设置有闭合截面结构部件，所述闭合截面结构部件，由在所述结构部件的厚度方向上间隔设置并且在所述结构部件的面方向上扩展的两个横向部分、将所述两个横向部分的一端部彼此相连的纵向部分及将所述两个横向部分的另一端部彼此相连的纵向部分构成，形成朝向所述结构部件的内周平坦面侧的第一开口部及朝向所述结构部件的内侧的第二开口部，所述第一开口部的开口缘中的、至少与所述两个纵向部分相对应的开口缘的一部分与所述结构部件的内周平坦面接合，使所述第二开口部的最大宽度相对于所述闭合截面结构部件的高度的比即扁平率为大于1.0且为3.0以下。
另外，本发明的结构体的另一特征在于，使所述扁平率为1.5以上。
另外，本发明的结构体的另一特征在于，所述第一开口部的整个开口缘与所述结构部件的内周平坦面接合。
另外，本发明的结构体的另一特征在于，所述闭合截面结构部件的高度与所述结构部件的厚度相同。
另外，本发明的结构体的另一特征在于，所述闭合截面结构部件的内侧高度与所述结构部件的厚度相同。
另外，本发明的结构体的另一特征在于，所述闭合截面结构部件设置于所述结构部件的全部四角。
另外，本发明的结构体的另一特征在于，所述闭合截面结构部件的所述横向部分与所述纵向部分平滑地连接。
本发明的另一结构体是具备构成为具有四边的框状的结构部件的结构体，其特征在于：在所述结构部件中的、负载所作用的指定边的两端与其他边交叉而形成的角部，以沿着所述指定边的外周平坦面和所述其他边的外周平坦面的方式设置有闭合截面结构部件，所述闭合截面结构部件，由在所述结构部件的厚度方向上间隔设置并且在所述结构部件的面方向上扩展的两个横向部分、将所述两个横向部分的一端部彼此相连的纵向部分及将所述两个横向部分的另一端部彼此相连的纵向部分构成，形成朝向所述结构部件的外周平坦面侧的第一开口部及朝向所述结构部件的外侧的第二开口部，所述第一开口部的开口缘中的、至少与所述两个纵向部分相对应的开口缘的一部分与所述结构部件的外周平坦面接合，使所述第二开口部的最大宽度相对于所述闭合截面结构部件的高度的比即扁平率大于1.0且为6.0以下。
本发明的另一结构体是具备构成为具有四边的框状的结构部件的结构体，其特征在于：在所述结构部件中的、负载所作用的指定边的两端与其他边交叉而形成的角部，以沿着所述指定边的内周平坦面和所述其他边的内周平坦面的方式设置有闭合截面结构部件，所述闭合截面结构部件，由在所述结构部件的厚度方向的指定的高度位置在所述结构部件的面方向上扩展的横向部分、与所述横向部分的各端部相连的两个纵向部分及将所述两个纵向部分相连的连接部构成，形成朝向所述结构部件的内周平坦面侧的第一开口部及朝向所述结构部件的内侧的第二开口部，所述第一开口部的开口缘中的、至少与所述两个纵向部分相对应的开口缘的一部分与所述结构部件的内周平坦面接合，使所述第二开口部的最大宽度相对于所述闭合截面结构部件的高度的比即扁平率为大于1.0且为3.0以下。
本发明的另一结构体是具备构成为具有四边的框状的结构部件的结构体，其特征在于：在所述结构部件中的、负载所作用的指定边的两端与其他边交叉而形成的角部，以沿着所述指定边的外周平坦面和所述其他边的外周平坦面的方式设置有闭合截面结构部件，所述闭合截面结构部件，由在所述结构部件的厚度方向的指定的高度位置在所述结构部件的面方向上扩展的横向部分、与所述横向部分的各端部相连的两个纵向部分及将所述两个纵向部分相连的连接部构成，形成朝向所述结构部件的外周平坦面侧的第一开口部及朝向所述结构部件的外侧的第二开口部，所述第一开口部的开口缘中的、至少与所述两个纵向部分相对应的开口缘的一部分与所述结构部件的外周平坦面接合，使所述第二开口部的最大宽度相对于所述闭合截面结构部件的高度的比即扁平率大于1.0且为6.0以下。
发明的效果
根据本发明，在具备构成为具有四边的框状的结构部件的结构体中，能够有效地减轻由从面内及面外对结构部件作用的负载引起的结构部件的弯曲，其工业上的意义较大。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的结构体的立体图。
图2是表示输入到结构部件的负载与弯曲的关系的图。
图3是表示输入到结构部件的另一负载与另一弯曲的关系的图。
图4是表示在第一实施方式所涉及的结构体中在结构部件的交叉的角部配置有闭合截面结构部件的状态的立体图。
图5A是第一实施方式所涉及的结构体中的闭合截面结构部件的俯视图。
图5B是第一实施方式所涉及的结构体中的闭合截面结构部件的侧视图。
图6是表示作为比较例而在结构部件的交叉的角部配置有非扁平的闭合截面结构部件的状态的立体图。
图7是表示作为第一实施方式的变形例而在结构部件的交叉的角部配置有另一闭合截面结构部件的状态的立体图。
图8是表示在第二实施方式所涉及的结构体中在结构部件的交叉的角部配置有闭合截面结构部件的状态的立体图。
图9是表示在第三实施方式所涉及的结构体中在结构部件的交叉的角部配置有闭合截面结构部件的状态的立体图。
图10是表示在第四实施方式所涉及的结构体中在结构部件的交叉的角部配置有闭合截面结构部件的状态的立体图。
图11是表示在第五实施方式所涉及的结构体中在结构部件的交叉的角部配置有闭合截面结构部件的状态的立体图。
图12是表示在第六实施方式所涉及的结构体中在结构部件的交叉的角部配置有闭合截面结构部件的状态的立体图。
图13是表示作为第六实施方式的变形例而在结构部件的交叉的角部配置有另一闭合截面结构部件的状态的立体图。
图14A是表示闭合截面结构部件的变形例的俯视图。
图14B是表示闭合截面结构部件的变形例的侧视图。
图15A是表示闭合截面结构部件的变形例的俯视图。
图15B是表示闭合截面结构部件的变形例的侧视图。
图16A是表示闭合截面结构部件的变形例的俯视图。
图16B是表示闭合截面结构部件的变形例的侧视图。
图17A是表示结构部件的变形例的截面图。
图17B是表示结构部件的变形例的截面图。
图18是表示在实施例中结构体上负荷有负载的状况的图。
图19是表示在实施例中结构体上负荷有另一负载的状况的图。
图20是表示作为现有技术的在结构部件的交叉的角部配置有三角加强筋的例子的图。
图21是表示作为现有技术的在结构部件的交叉的角部配置有两块三角加强筋的例子的图。
图22是表示实施例的结果的图。
图23是表示实施例的结果的图。
图24是表示实施例的结果的图。
图25是表示实施例的结果的图。
图26是表示实施例的结果的图。
图27是表示实施例的结果的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行详细地说明。此外，在本说明书及附图中，通过对于实质上具有同一功能结构的构成要素标注同一符号来省略重复说明。
（第一实施方式）
首先，图2、图3中示出了能够适用本发明的结构体。结构体具有结构部件1，该结构部件1是通过将四根矩形截面的中空角材接合成ロ字形而构成为具有四边的框状（ロ字形）。此外，虽省略图示，但在结构体中，除了结构部件1以外还可以接合其他部件。涉及的结构体适用于广泛而一般的结构体，例如使用于汽车的设置引擎的引擎托架（cradle）、汽车的设置于后部的后副车架（rear sub frame）等。
本发明者对于如图2所示那样向内侧对结构部件1的一边输入负载P1的情况、即对结构部件1输入了面内方向的负载的情况，详细地研究了结构部件1的弯曲y1。另外，对于如图3所示那样从上侧向下侧对结构部件1的一边输入了负载P2的情况、即对结构部件1输入了面外方向的负载的情况，详细地研究了结构部件1的弯曲y2。
其结果是，因为结构部件1的中央部附近的变形较大，所以向内侧对结构部件1输入了负载P1时的弯曲y1依赖于结构部件1的中央部附近的截面二维弯矩，但因为在结构部件1的交叉的角部2变形也较大，所以观察到用于减轻该角部2的变形的加强是有效的。在此情况下，如图20及图21所示，仅仅在结构部件1的交叉的角部2接合三角加强筋3作为加强板，弯曲y1的减轻不怎么大。并且从上侧向下侧在对结构部件1输入了负载P2时，防止结构部件1的横弯变形（横倒れ変形）及截面形状的变形的效果并不充分。因此，研究了各种减轻弯曲y1及y2这两方的加强的方法。
本发明者观察到如图1及图4所示那样，在结构部件1中的、负载所作用的指定边的两端与其他边交叉而形成的角部2设置闭合截面结构部件4作为加强件是非常有效的。闭合截面结构部件4以沿着结构部件1的指定边的内周平坦面1a和其他边的内周平坦面1a的方式设置。
闭合截面结构部件4如图5A、图5B所示，由板状的相对置的两个横向部分5和板状的相对置的两个纵向部分6构成，横向部分5和纵向部分6在端部连续而形成闭合截面。即，闭合截面结构部件4由在结构部件1的厚度方向上间隔设置并且在结构部件1的面方向上扩展的两个横向部分5和分别将两个横向部分5的一端部之间及另一端部之间相连的两个纵向部分6构成，形成有朝向结构部件1的内周平坦面1a侧的第一开口部7及朝向结构部件1的内侧的第二开口部8。第一开口部7为大致U字状的开口的开放端之间直角地连续而成为环状的形状。第一开口部7的开口缘焊接并接合于结构部件1的内周平坦面1a，在此情况下，例如可以从第一开口部7的开口缘的外周侧进行电弧焊接，也可以从第一开口部7的开口缘的内周侧进行电弧焊接，也可以是这两方。
此外，设横向部分5在结构部件1的面方向上扩展，但无需全部是平坦的面，只要横向部分5的至少一部分在结构部件1的面方向上扩展即可。另外，纵向部分6也无需全部是平坦的面。横向部分5和纵向部分6形成为曲面，由此横向部分5和纵向部分6能够平滑地连接。在此情况下，与平板状的横向部分5和平板状的纵向部分6连结的情况相比，在角处应力不会集中，因此对于疲劳破坏具有强度。
通过利用这种闭合截面结构部件4作为加强件，在对结构部件1输入了面内方向的负载P1的情况下，两个横向部分5增加了结构部件1的面内方向的变形阻抗从而具有减轻弯曲y1的效果。另外，在对结构部件1输入了面外方向的负载P2的情况下，同样地两个横向部分5增加了面外方向的变形阻抗，并且纵向部分6具有防止结构部件1的横弯变形及截面形状的变形的效果，具有减轻弯曲y2的效果。如以上所述，在结构部件1的交叉的角部2设置有闭合截面结构部件4的结构体，结构部件1的弯曲大幅减轻是显然的。
此外，较为理想的是，如果负载主要作用的结构部件1的边（发生弯曲的边）是已知的，则设置闭合截面结构部件4的角部2选为其两端的角部。但是，如果负载可能作用于四边中的任一边，则如图1所示那样，通过在结构部件1的四角（四个角部2）设置闭合截面结构部件4，能够均衡地减轻结构部件1的弯曲。
本发明的结构体具备构成为具有四边的框状的结构部件1。结构部件1的边部分可以是直线状，也可以具有曲率而为曲线状。由于具有四边，所以结构部件1交叉而形成角部2，但该交叉的方法可以是相交成锐角、钝角或直角，也可以如图13所示那样具有曲率地相交。
本发明以对结构部件1输入面内方向的负载P1并输入面外方向的负载P2为前提，与仅输入任一方的负载的结构体不同。并且，本发明是解决在输入两种负载P1和P2的结构体中特有的课题的发明，是根据从仅输入任一方的负载的结构体得不到的见解而发现的。
接着，本发明者详细地研究了闭合截面结构部件4的形状对结构部件1的弯曲y1及y2带来的影响。其结果是，明确了闭合截面结构部件4如图4所示那样沿着结构部件1扁平化对于减轻弯曲y1及弯曲y2这两方是有效的。这里所说的扁平化是指，如图4、图5A、图5B所示那样，将第二开口部8的最大宽度Ｌ相对于闭合截面结构部件4的高度ho的比定义为扁平率，并将该扁平率大于1.0的情况称作扁平化。这里，闭合截面结构部件4的高度ho是结构部件1的厚度方向的尺寸，即上面的横向部分5的上表面与下面的横向部分5的下表面间的尺寸。
闭合截面结构部件4的横向部分5对于对结构部件1输入面内方向的负载P1的情况及输入面外方向的负载P2的情况这两者有较大的影响。即，闭合截面结构部件4沿着结构部件1扁平化从而横向部分5越长，与面内方向及面外方向的负载相对的变形阻抗越大。此外，通过闭合截面结构部件4的纵向部分6的存在对于结构部件1的横弯变形及截面形状的变形而言成为较大的阻抗，其结果是，能够减轻结构部件1的弯曲y1及y2。
如图6所示，在闭合截面结构部件4未沿着结构部件1扁平化时，闭合截面结构部件4的横向部分5的长度变短。为此，与面内方向及面外方向的负载相对的变形阻抗并不充分，无法有效地减轻结构部件1的弯曲y1及y2。
另外，也可以如图7所示那样，闭合截面结构部件4夹着结构部件1的角部向单侧偏移地扁平化。在如图4所示那样，闭合截面结构部件4夹着结构部件1的角部2在两侧大致均匀地扁平化时，两侧的边的弯曲y1及y2得以减轻。与此相对，明确了在如图7所示那样，闭合截面结构部件4夹着结构部件1的角部2向单侧偏移地扁平化时，闭合截面结构部件4偏移地扁平化这一侧的边的弯曲y1及y2得以减轻。
关于有效地减轻结构部件1的弯曲y1及y2的扁平化的范围，较为理想的是，扁平率处于1.5以上3.0以下的范围。这是由于若扁平化的程度较小（扁平率不足1.5），则弯曲的减轻效果较小。另外，是由于若反之极度扁平化（扁平率超过3.0），则结构部件1容易横弯变形或者容易产生大的截面变形。如以上所述，在闭合截面结构部件4沿着结构部件1扁平化的结构体中，结构部件1的弯曲大幅减轻是显然的。
（第二实施方式）
在第二实施方式所涉及的结构体中，闭合截面结构部件4的高度ho比结构部件1的厚度H小。
本发明者详细地研究了闭合截面结构部件4的高度ho对结构部件1的弯曲带来的影响。其结果是，明确了结构部件1的厚度（结构部件1的厚度方向的高度）为H的情况下，如第一实施方式，设置有与该厚度H相同高度ho的闭合截面结构部件4的结构体的结构部件1的弯曲y1及y2大幅减轻。闭合截面结构部件4的高度ho对结构部件1的变形阻抗的影响较大，如第一实施方式的图4所示，通过使闭合截面结构部件4的高度ho与结构部件1的厚度H大致相同，由此对于对结构部件1输入面内方向的负载的情况及输入面外方向的负载的情况这两方，都能够有效地减轻结构部件1的弯曲y1及y2。
如图8所示，在闭合截面结构部件4的高度ho比结构部件1的厚度H小时，尤其在对结构部件1输入面外方向的负载时的变形阻抗变小，并且与结构部件1的横弯变形及截面变形相对的阻抗也变小，但第二实施方式也包含于本发明的范畴。
（第三实施方式）
闭合截面结构部件4的高度ho的上限并非特别规定，在第三实施方式所涉及的结构体中，如图9所示，闭合截面结构部件4的高度ho比结构部件1的厚度H高。
若闭合截面结构部件4的高度ho比结构部件1的厚度H高，则闭合截面结构部件4与结构部件1的接合部分限定于结构部件1的内侧而变小。即，与结构部件1相对的接合部分成为第一开口部7的开口缘中的、与两个纵向部分6相对应的开口缘的一部分。为此，若与第一开口部7的整个开口缘与结构部件1接合的第1、2实施方式相比，则结构部件1的弯曲y1及y2的减轻效果较劣，第三实施方式也包含于本发明的范畴。
（第四实施方式）
并且，本发明者详细地研究了闭合截面结构部件4的内侧高度hi对结构部件1的弯曲带来的影响。其结果是，明确了在闭合截面结构部件4的内侧高度hi与结构部件1的厚度H相同时，结构部件1的弯曲大幅减轻。这里所说的闭合截面结构部件4的内侧高度hi，定义为从闭合截面结构部件4的高度ho减去闭合截面结构部件4的上下的板厚（横向部分5的板厚）之后的高度。
如上所述，闭合截面结构部件4的高度ho影响结构部件1的弯曲y1及y2，并且在与结构部件的厚度H大致相同时，结构部件1的弯曲大幅减轻，但发现如图10所示，在闭合截面结构部件4的内侧高度hi与结构部件1的厚度H相同时，也通过将闭合截面结构部件4的横向部分5填角焊接在结构部件1的上表面及下表面从而具有充分的接合强度，所以结构部件1的弯曲y1及y2大幅减轻。
在此情况下，闭合截面结构部件4的高度ho比结构部件1的厚度H高出上下的板厚的量，但是闭合截面结构部件4与结构部件1的接合部分的长度和闭合截面结构部件4的高度ho与结构部件1的厚度H相同的情况几乎不变，所以同样地能够大幅减轻结构部件1的弯曲y1及y2。另外，在图4所示的实施方式中，在将闭合截面结构部件4和结构部件1接合时需要选择起槽焊接，但在图10所示的实施方式中，用填角焊接即可，所以不需要起槽加工的功夫等，加工性好。
关于闭合截面结构部件4的内侧高度hi的上限，并非特别限定，但如果比结构部件1的厚度H大，则如图9所示那样闭合截面结构部件4与结构部件1的接合部分的长度限定于结构部件1的内侧而变小，结构部件1的弯曲y1及y2的减轻率变小。因此，希望使闭合截面结构部件4的内侧高度hi为与闭合截面结构部件4在闭合截面部分的整周与结构部件1接合的程度。如以上所述，闭合截面结构部件4的内侧高度hi与结构部件1的高度H相同的结构体的结构部件1的弯曲大幅减轻是显然的。
（第五实施方式）
在第1～4的实施方式中，示出了如图4、图6～图10所示那样，以结构部件1的厚度H的中心为闭合截面结构部件4的中心，具有上下对称的形状的闭合截面结构部件4的例子，但本发明并非限定于此。在第五实施方式中，如图11所示，闭合截面结构部件4由在结构部件1的厚度方向的指定高度位置在结构部件1的面方向上扩展的横向部分5、与横向部分的各端部相连的两个纵向部分6及将两个纵向部分6相连的连接部11构成，形成有朝向结构部件1的内周平坦面侧的第一开口部7及朝向结构部件1的内侧的第二开口部8。并且，横向部分5接合于结构部件1的内周平坦面，连接部11接合于结构部件1的上表面（或者也可以是下表面）。即使是这种结构体，也能够减轻结构部件1的弯曲。
（第六实施方式）
并且，本发明的结构体中的闭合截面结构部件4的设置位置并非限定于结构部件1的交叉的部分的内侧，如图12所示，即使是交叉部分的外侧也能够获得结构部件1的弯曲减轻效果。即，闭合截面结构部件4由在结构部件1的厚度方向上间隔设置并且在结构部件1的面方向上扩展的两个横向部分5和将两个横向部分5的一端部之间及另一端部之间分别相连的两个纵向部分6构成，形成有朝向结构部件1的外周平坦面1b侧的第一开口部9及朝向结构部件1的外侧的第二开口部10。尤其是结构部件1的交叉的部分如图13所示那样具有曲率并且不具有充分的刚性时，通过将闭合截面结构部件4设置于交叉部分的外侧，能够得到较大的弯曲减轻效果。此外，在如图13那样，结构部件1的交叉的部分具有曲率时，可以将闭合截面结构部件4设置于交叉部分的内侧。
第六实施方式的情况与将闭合截面结构部件4设置于结构部件1的交叉的部分的内侧的第1～5的实施方式相比，第二开口部10的最大宽度Ｌ必然变大。如第六实施方式，将闭合截面结构部件4设置于结构部件1的交叉的部分的外侧时，关于有效地减轻结构部件1的弯曲y1及y2的扁平化的范围，较为理想的是，扁平率处于1.5以上6.0以下的范围。这是由于若扁平化的程度较小（扁平率不足1.5），则弯曲的减轻效果较小。另外是由于若反之极度扁平化（扁平率超过6.0），则结构部件1容易横弯变形，或者容易产生较大的截面变形。如以上所述，在闭合截面结构部件4沿着结构部件1扁平化的结构体中，结构部件1的弯曲大幅减轻是显然的。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明不限于涉及的这些实施方式。只要是本领域技术人员，显然在专利权利要求书记载的技术思想的范畴内能够得到各种的变更例或修正例，应该理解为这些也当然属于本发明的保护范围。
例如，在结构部件1的截面形状及尺寸对于每个部位而不同，并且负载作用的部位从结构部件1的边的长度方向中心偏离的结构体中，通过在结构部件1的每个角部2设置上述的各种形状及尺寸的闭合截面结构部件4，能够有效地进行结构部件1的弯曲减轻。
另外，闭合截面结构部件4及结构部件1不依赖于该材料的种类，也能够适用于钢材、铝及铝合金、钛及钛合金、镁及镁合金以及树脂等任一种材料。另外，即使是对板材、管材加工后的部件、铸造、锻造后的部件也能够得到同样的效果。本发明是对部件的结构下功夫而实现弯曲的减轻，不依赖于材料的化学组成、机械的性质等，对于全部材料是有效的。
另外，闭合截面结构部件4的形状并非特别限定，不言而喻，如图14A、图14B、图15A、图15B、图16A及图16B所示，即使是各种形状都能够得到同样的效果。这些无论是通过冲床或液压成型压力机等方法对管材进行加工，还是将分割成两个以上的部件接合的方法都能够制成。另外，不言而喻，即使是将液压成型压力机加工及切削加工等组合来制成与结构部件1一体的闭合截面结构部件4也能够得到同样的效果。
另外，不言而喻，构成结构体的结构部件1不仅是矩形截面的中空部件，只要与闭合截面结构部件4的接合面是平坦面，即使是各种形状都能够得到同样的效果。结构部件1可以通过例如液压成型压力机等方法加工而制成，也可以如图17A、图17B所示，对具有三边的截面形状进行加工制成，并在向外侧突出的接合区域部分通过点焊等将两个部件接合而制成。
此外，本发明在结构部件1的厚度及截面形状沿着结构部件1的长度而变化时也能够减轻结构部件1的弯曲。
实施例
适用本发明，制成了如图18、图19所示那样，通过用焊接将四根矩形截面的中空角材接合成ロ字形，来形成构成为具有四边的框状（ロ字形）的结构部件1，并在四个角部2的内侧通过焊接来接合闭合截面结构部件4作为加强件的结构体。对于该结构体，使之负荷图18所示的1000kg的负载P1及图19所示的1000kg的负载P2，并测量结构部件1的弯曲。此时，结构部件1的角部2的旋转变位的影响消除，仅求出变形引起的结构部件1的弯曲。
另外，作为比较例，也制成如图20所示那样在结构部件1的角部2的内侧接合一块三角加强筋3作为加强板，及如图21所示那样接合两块三角加强筋3作为加强板的结构体，并同样地进行载荷试验。
结构部件1及加强板（闭合截面结构部件4及三角加强筋3）全部使用板厚为2.3mm的、拉伸强度为780MPa级的钢材。
图22～图26示出了其结果。此外，各图中的本发明例的“弯曲减轻率1”是指，与加强件的开口部的最大宽度及沿着结构部件1的长度相同的三角加强筋为一块时的弯曲相对的减轻率。另外，本发明例的“弯曲减轻率2”，表示与加强件的开口部的最大宽度以及沿着结构部件1的长度及加强板3的高度相同的三角加强筋为两块时的弯曲相对的减轻率。
此外，在图22～图26中标注了下述的注释。
*1：在加强件为三角加强筋时表示三角形的斜边的长度。
*2：在加强件为两块三角加强筋时表示在两块三角加强筋之间的距离上加上两块板厚。
*3：在加强件为两块三角加强筋时表示两块三角加强筋之间的距离。
*4：表示施加了1000kg的负载P1时的结构部件中央的弯曲。
*5：表示加强件的沿着结构部件的长度相同的三角加强筋为一块时的与负载P1下的弯曲相对的减轻率。
*6：表示加强件的沿着结构部件的长度及高度相同的三角加强筋为两块时的与负载P1下的弯曲相对的减轻率。
*7：表示施加了1000kg的负载P2时的结构部件中央的弯曲。
*8：表示加强件的沿着结构部件的长度相同的三角加强筋为一块时的与负载P2下的弯曲相对的减轻率。
*9：表示加强件的沿着结构部件的长度及高度相同的三角加强筋为两块时的与负载P2下的弯曲相对的减轻率。
在图22所示的结果中，No.102、104、106、108、110、112及114是加强件（闭合截面结构部件4）的高度为70.8mm、比结构部件1的高度低时的本发明例（No.102、114为参考例）。并且，与沿着各个结构部件1的闭合截面结构部件4的长度与沿着结构部件1的加强板3的长度相同的三角加强筋为一块的比较例即No.1、2、3、4、5、6、7相比，与负载P1相对的弯曲减轻率1为5.5％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率1为5.7％以上。另外，与沿着各个结构部件1的闭合截面结构部件4的长度与沿着结构部件1的加强板3的长度相同的三角加强筋为两块的比较例即No.101、103、105、107、109、111、113相比，与负载P1相对的弯曲减轻率2为2.8％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率2为2.6％以上。根据该结果可知，任一弯曲都大幅减轻。
并且，其中，No.104、106、108、110、112、114是设置有扁平率大于1.0的经扁平化后的闭合截面结构部件4的本发明例，与扁平率为1.0以下的参考例No.102相比，与负载P1相对的弯曲减轻率1提高2.3％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率2提高1.0％以上。
另外，尤其是扁平率处于1.5上3.0以下的范围的发明例No.108、110、112的与负载P1相对的弯曲减轻率1为12.4％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率1为14.8％以上，弯曲减轻效果显著。
如以上，明确了本发明的结构体对于减轻结构部件1的弯曲是有效的。
接着，在图23所示的结果中，No.202、204、206、208、210、212及214是加强件（闭合截面结构部件4）的高度为75.4mm、比结构部件1的高度低时的本发明例（No.202、214是参考例）。并且，与沿着各个结构部件1的闭合截面结构部件4的长度与沿着结构部件1的加强板3的长度相同的三角加强筋为一块的比较例即No.1、2、3、4、5、7、8相比，与负载P1相对的弯曲减轻率1为6.1％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率1为9.5％以上。另外，与沿着各个结构部件1的闭合截面结构部件4的长度与沿着结构部件1的加强板3的长度相同的三角加强筋为两块的比较例即No.201、203、205、207、209、211、213相比，与负载P1相对的弯曲减轻率2为3.4％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率2为2.9％以上。根据该结果可知，任一弯曲都大幅减轻。
并且，其中，No.204、206、208、210、212、214是设置有扁平率大于1.0的经扁平化后的闭合截面结构部件4的本发明例，与扁平率为1.0以下的参考例No.202相比，与负载P1相对的弯曲减轻率提高2.5％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率2提高1.5％以上。
另外，尤其是扁平率处于1.5以上3.0以下的范围的发明例No.208、210、212，与负载P1相对的弯曲减轻率1为13.3％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率1为15.8％以上，弯曲减轻效果显著。
如以上，明确了本发明的结构体对减轻结构部件1的弯曲是有效的。
并且，在图24所示的结果中，No.302、304、306、308、310、312及314是加强件（闭合截面结构部件4）的高度为80.0mm、与结构部件1的高度相同的本发明例（No.302、314为参考例）。并且，与沿着各个结构部件1的闭合截面结构部件4的长度与沿着结构部件1的加强板3的长度相同的三角加强筋为一块的比较例即No.2、9、4、10、5、11、12相比，与负载P1相对的弯曲减轻率1为10.2％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率1为13.2％以上。另外，与沿着各个结构部件1的闭合截面结构部件4的长度与沿着结构部件1的加强板3的长度相同的三角加强筋为两块的比较例即No.301、303、305、307、309、311、313相比，与负载P1相对的弯曲减轻率2为6.6％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率2为6.0％以上。根据该结果可知，任一弯曲都大幅减轻。与沿着各个结构部件1的闭合截面结构部件4的长度相同并且闭合截面结构部件4的高度比结构部件1的高度低的No.102、202、104、204、106、206、108、208、110、210、112、212、114、214相比，这些弯曲减轻率进一步变大。
并且，其中，No.304、306、308、310、312、314是设置有扁平率大于1.0的经扁平化后的闭合截面结构部件4的本发明例，与扁平率为1.0以下的参考例No.302相比，与负载P1相对的弯曲减轻率1提高2.5％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率2提高1.1％以上。
尤其是扁平率处于1.5以上3.0以下的范围的发明例No.308、310、312，与负载P1相对的弯曲减轻率1为20.5％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率1为22.7％以上，弯曲减轻效果显著。
如以上，明确了本发明的结构体对减轻结构部件1的弯曲是有效的。
另外，在图25所示的结果中，No.402、404、406、408、410、412及414是加强件（闭合截面结构部件4）的高度为84.6mm，加强件（闭合截面结构部件4）的内侧的高度为80.0mm、与结构部件1的高度相同的本发明例（No.402、414为参考例）。并且，与沿着各个结构部件1的闭合截面结构部件4的长度与沿着结构部件1的加强板3的长度相同的三角加强筋为一块的比较例即No.2、13、10、14、5、11、15相比，与负载P1相对的弯曲减轻率1为10.5％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率1为14.4％以上。另外，沿着各个结构部件1的闭合截面结构部件4的长度与沿着结构部件1的加强板3的长度相同的三角加强筋为两块的比较例即No.401、403、405、407、409、411、413相比，与负载P1相对的弯曲减轻率2为6.9％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率2为7.1％以上。根据该结果，可知，任一弯曲都大幅减轻。与沿着各个结构部件1的闭合截面结构部件4的长度相同，并且闭合截面结构部件4的内侧的高度比结构部件1的高度低的No.102、202、104、204、106、206、108、208、110、210、112、212、114、214相比，这些弯曲减轻率进一步变大。
并且，其中，No.404、406、408、410、412、414是设置有扁平率大于1.0的经扁平化后的闭合截面结构部件4的本发明例，与扁平率为1.0以下的比较例No.402相比，与负载P1相对的弯曲减轻率1提高2.2％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率1提高2.5％以上。
尤其是扁平率处于1.5以上3.0以下的范围的发明例No.408、410、412，与负载P1相对的弯曲减轻率1为21.2％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率1为24.4％以上，弯曲减轻效果显著。
如以上，明确了本发明的结构体对减轻结构部件1的弯曲是有效的。
此外，在图26所示的结果中，No.501、502、503、504、505、506及507是加强件（闭合截面结构部件4）的高度为89.2mm，加强件（闭合截面结构部件4）的内侧的高度为84.6mm、比结构部件1的高度大的本发明例（No.501、507为参考例）。并且，与沿着各个结构部件1的闭合截面结构部件4的长度与沿着结构部件1的加强板3的长度相同的三角加强筋为一块的比较例即No.2、12、13、16、5、17、18相比，与负载P1相对的弯曲减轻率1为1.6％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率1为3.3％以上，可知弯曲大幅减轻。
并且，其中，No.502、503、504、505、506、507是设置有扁平率大于1.0的经扁平化后的闭合截面结构部件4的本发明例，与扁平率为1.0以下的参考例No.501相比，与负载P1相对的弯曲减轻率1提高1.0％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率1提高1.1％以上。
尤其是扁平率处于1.5以上3.0以下的范围的发明例No.504、505、506，与负载P1相对的弯曲减轻率1为4.4％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率1为5.2％以上，弯曲减轻效果显著。
如以上，明确了本发明的结构体对减轻结构部件1的弯曲是有效的。
另外，适用本发明，虽省略图示，但制成了通过用焊接将四根矩形截面的中空角材接合成ロ字形，来形成构成为具有四边的框状（ロ字形）的结构部件1，并用焊接在四个角部2的外侧接合闭合截面结构部件4作为加强件的结构体（参照图12）。对该结构体的载荷试验与图18及图19的情况是同样的。
另外，作为比较例，虽省略图示，但也制成在结构部件1的角部2的外侧接合有一块Ｌ型角加强筋作为加强板的结构体，并同样地进行了载荷试验。
结构部件1及加强板（闭合截面结构部件4及Ｌ型加强筋）全部使用板厚为2.3mm的、拉伸强度为780MPa级的钢材。
图27示出了其结果。此外，图中的本发明例的“弯曲减轻率1”是指，与加强件的开口部的最大宽度及沿着结构部件1的长度相同的Ｌ型加强筋为一块时的弯曲相对的减轻率。另外，在图27中，标注了与上述的图22～图26同样的注释*1～*9。
在图27所示的结果中，No.601、602、603、604、605、606、607、608、609及610是加强件（闭合截面结构部件4）的高度为80.0mm，加强件（闭合截面结构部件4）的内侧的高度为75.4mm、与结构部件1的高度相同的本发明例（No.601、610及611为参考例）。并且，与沿着各个结构部件1的闭合截面结构部件4的长度与沿着结构部件1的加强板3的长度相同的Ｌ型加强筋为一块的比较例即No.19～29相比，与负载P1相对的弯曲减轻率1为6.5％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率1为9.0％以上，可知弯曲大幅减轻。
并且，其中，No.602、603、604、605、606、607、608、609及610是设置有扁平率大于1.0的经扁平化后的闭合截面结构部件4的本发明例，与扁平率为1.0以下的参考例No.601相比，与负载P1相对的弯曲减轻率1提高2.4％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率1提高2.5％以上。
尤其是扁平率处于1.5以上6.0以下的范围的发明例No.602、603、604、605、606、607、608，与负载P1相对的弯曲减轻率1为13.9％以上，与负载P2相对的弯曲减轻率1为15.9％以上，弯曲减轻效果显著。
如以上，明确了本发明的结构体对减轻结构部件1的弯曲是有效的。
工业上的可利用性
本发明例如适用于汽车的设置引擎的引擎托架，设置于汽车后部的后副车架等。

Claims (4)

1.一种结构体，具备构成为具有四边的框状的结构部件，其特征在于：
在所述结构部件中的、负载所作用的指定边的两端与其他边交叉而形成的角部，以沿着所述指定边的内周平坦面和所述其他边的内周平坦面的方式设置有闭合截面结构部件，
所述闭合截面结构部件，
由在所述结构部件的厚度方向上间隔设置并且在所述结构部件的面方向上扩展的两个横向部分、将所述两个横向部分的一端部彼此相连的纵向部分及将所述两个横向部分的另一端部彼此相连的纵向部分构成，形成朝向所述结构部件的内周平坦面侧的第一开口部及朝向所述结构部件的内侧的第二开口部，
所述第一开口部的开口缘中的、至少与所述两个纵向部分相对应的开口缘的一部分与所述结构部件的内周平坦面接合，
使所述第二开口部的最大宽度相对于所述闭合截面结构部件的高度的比即扁平率为大于1.0且为3.0以下，
所述闭合截面结构部件的内侧高度与所述结构部件的厚度相同，
所述横向部分延伸至所述结构部件的上表面以及下表面侧。
2.根据权利要求1所述的结构体，其特征在于：
所述闭合截面结构部件设置于所述结构部件的全部四角。
3.根据权利要求1所述的结构体，其特征在于：
所述闭合截面结构部件的所述横向部分与所述纵向部分平滑地连接。
4.一种结构体，具备构成为具有四边的框状的结构部件，其特征在于：
在所述结构部件中的、负载所作用的指定边的两端与其他边交叉而形成的角部，以沿着所述指定边的外周平坦面和所述其他边的外周平坦面的方式设置有闭合截面结构部件，
所述闭合截面结构部件，
由在所述结构部件的厚度方向上间隔设置并且在所述结构部件的面方向上扩展的两个横向部分、将所述两个横向部分的一端部彼此相连的纵向部分及将所述两个横向部分的另一端部彼此相连的纵向部分构成，形成朝向所述结构部件的外周平坦面侧的第一开口部及朝向所述结构部件的外侧的第二开口部，
所述第一开口部的开口缘中的、至少与所述两个纵向部分相对应的开口缘的一部分与所述结构部件的外周平坦面接合，
使所述第二开口部的最大宽度相对于所述闭合截面结构部件的高度的比即扁平率大于1.0且为6.0以下，
所述闭合截面结构部件的内侧高度与所述结构部件的厚度相同，
所述横向部分延伸至所述结构部件的上表面以及下表面侧。
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