DE112018005970T5

DE112018005970T5 - Trägerelement

Info

Publication number: DE112018005970T5
Application number: DE112018005970.7T
Authority: DE
Inventors: Eisuke HIRO; Masatada Numano; Tetsuya Nishimura; Shigeki Ikeda; Motohiro Yokoi; Daisuke Ebata; Ryuta Takakura
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2018-11-01
Publication date: 2020-07-30
Also published as: JPWO2019102819A1; WO2019102819A1; US20210362663A1; CN111372839A

Abstract

Ein Trägerelement umfasst: einen Leitungsstrang; und ein hohles Metallrohr, das so vorgesehen ist, dass es mindestens einen Abschnitt des Leitungsstrangs abdeckt, wobei das hohle Metallrohr mit einem Hauptkörperabschnitt vorgesehen ist, der mindestens den Abschnitt des Leitungsstrangs, mindestens einen ersten Vorsprung, mindestens einen zweiten Vorsprung und mindestens einen Flanschabschnitt, an dem ein Paar von dem ersten Vorsprung und dem zweiten Vorsprung fixiert sind, abdeckt, wobei der mindestens eine Flanschabschnitt hin zu einer Außenseite des Hauptkörperabschnitts entlang einer Langseitenrichtung des hohlen Metallrohrs vorsteht, und eine Öffnung, die als eine Auszugsöffnung für den Leitungsstrang dient und sich an einem bestimmten Abschnitt des Hauptkörperabschnitts in der Langseitenrichtung befindet, und ε ≥ 17 N/mmerfüllt ist, wenn α eine Dehngrenze von 0,2 % eines Materials des hohlen Metallrohrs darstellt, β eine Querschnittsfläche des hohlen Metallrohrs ausgenommen für einen Innenraum des hohlen Metallrohrs darstellt, γ eine axiale zulässige Last des hohlen Metallrohrs darstellt und mit α × β berechnet wird, δ eine Gesamtquerschnittsfläche des hohlen Metallrohrs und des Innenraums darstellt und ε eine zulässige Last des hohlen Metallrohrs für eine besetzte Querschnittsfläche des hohlen Metallrohrs darstellt und mit γ/δ berechnet wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Trägerelement. Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität basierend auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-224517 , eingereicht am 22. November 2017, auf deren gesamten Inhalt in diesem Dokument verwiesen wird.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Als ein Trägerelement ist eine Fahrerkabinen-Stützstruktur eines Fahrzeugs in Patentliteratur 1 bekannt gewesen. Diese Stützstruktur umfasst ein Querelement (ein Typ eines Trägerelements), das zwei rohrartige Elemente aufweist, die unterschiedliche Formen aufweisen und durch Strangpressen gebildet sind. Die zwei rohrartigen Elemente, die unterschiedliche Formen aufweisen, sind aneinandergeschweißt.
ENTGEGENHALTUNGSLISTE
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: Japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 2013-28337
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein Trägerelement gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst:

einen Leitungsstrang; und
ein hohles Metallrohr, das so vorgesehen ist, dass es mindestens einen Abschnitt des Leitungsstrangs abdeckt, wobei
das hohle Metallrohr versehen ist mit
- einem Hauptkörperabschnitt, der mindestens den Abschnitt des Leitungsstrangs abdeckt,
- mindestens einem ersten Vorsprung,
- mindestens einem zweiten Vorsprung,
- mindestens einem Flanschabschnitt, an dem ein Paar von dem ersten Vorsprung und dem zweiten Vorsprung fixiert sind, wobei der mindestens eine Flanschabschnitt hin zu einer Außenseite des Hauptkörperabschnitts entlang einer Langseitenrichtung des hohlen Metallrohrs vorsteht, und
- einer Öffnung, die als eine Auszugsöffnung für den Leitungsstrang dient und sich an einem bestimmten Abschnitt des Hauptkörperabschnitts in der Langseitenrichtung befindet, und
ε ≥ 17 N/mm² erfüllt ist, wenn α eine Dehngrenze von 0,2 % eines Materials des hohlen Metallrohrs darstellt, β eine Querschnittsfläche des hohlen Metallrohrs ausgenommen für einen Innenraum des hohlen Metallrohrs darstellt, γ eine axial zulässige Last des hohlen Metallrohrs darstellt und mit α × β berechnet wird, δ eine Gesamtquerschnittsfläche des hohlen Metallrohrs und des Innenraums darstellt und ε eine zulässige Last des hohlen Metallrohrs für eine besetzte Querschnittsfläche des hohlen Metallrohrs darstellt und mit γ/δ berechnet wird.

Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Übersicht über ein Trägerelement gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Trägerelement, das in 1 gezeigt ist, entlang einer (II)-(II)-Querschnittslinie geschnitten ist.
3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Trägerelement, das in 1 gezeigt ist, entlang einer (III)-(III)-Querschnittslinie geschnitten ist.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Übersicht über ein anderes beispielhaftes Trägerelement gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Übersicht über ein Trägerelement gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
6 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Trägerelement, das in 5 gezeigt ist, entlang einer (VI)-(VI)-Querschnittslinie geschnitten ist.
7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Trägerelement, das in 5 gezeigt ist, entlang einer (VII)-(VII)-Querschnittslinie geschnitten ist.
8 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Trägerelement, das in 5 gezeigt ist, entlang einer (VIII)-(VIII)-Querschnittslinie geschnitten ist.
9 ist eine Querschnittsansicht, die ein hohles Metallrohr jeder der Proben Nr. 1 bis Nr. 4 zeigt.
10 ist eine Querschnittsansicht, die ein hohles Metallrohr einer Probe Nr. 5 zeigt.
11 ist eine Querschnittsansicht, die ein hohles Metallrohr jeder der Proben Nr. 101 und Nr. 102 zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
[Von der vorliegenden Offenbarung zu lösendes Problem]
Eine Transporteinrichtung wie ein Fahrzeug nutzt einen Leitungsstrang, in dem eine Vielzahl elektrischer Leitungen als eine Verdrahtung für elektrische Einrichtungen gebündelt sind. Im Allgemeinen wird ein solcher Leitungsstrang an einer äußeren Umfangsoberfläche eines Querelements entlang einer axialen Richtung des Querelements unter Verwendung eines Bands, eines Klebebands oder dergleichen an einer Innenseite (Motorraumseite) in Bezug auf eine Instrumententafel des Fahrzeugs befestigt. In den letzten Jahren hat, da Fahrzeuge eine höhere Leistung und erweiterte Funktionen aufweisen, die Anzahl elektrischer Einrichtungen, die darauf montiert sind, zugenommen, mit dem Ergebnis, dass die Anzahl von elektrischen Leitungen (Leitungssträngen) ebenfalls dazu neigt, erhöht zu sein.
Es ist weniger wahrscheinlich, dass sich ein Leitungsstrang biegt, der eine erhöhte Anzahl elektrischer Leitungen aufweist. Dies macht es schwierig, einen solchen Leitungsstrang zu verlegen. Das kommt, weil verschiedene Elemente um das Querelement angeordnet sind und ein Raum daher begrenzt ist. Darüber hinaus ist es, wenn die Anzahl elektrischer Leitungen erhöht ist, wahrscheinlicher, dass die elektrischen Leitungen in Kontakt mit einem Element dort kommen. Dies erfordert ein Schutzelement (wie eine Abdeckung) zum Verhindern, dass eine elektrische Leitung durch einen solchen Kontakt beschädigt wird, was somit vermutlich zu einer weiteren Verringerung des begrenzten Raums führt.
Angesichts des zuvor genannten ist es eine Aufgabe, ein Trägerelement vorzusehen, das eine Raumersparnis erlaubt.
[Vorteilhafte Wirkungen der vorliegenden Offenbarung]
Das Trägerelement erlaubt eine Raumersparnis.
[Beschreibung von Ausführungsformen]
Zunächst werden Inhalte von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung aufgeführt und beschrieben.
(1) Ein Trägerelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst:

Gemäß der zuvor beschriebenen Ausgestaltung kann eine Raumersparnis erreicht werden. Dies ist auf den folgenden Grund zurückzuführen: Da das hohle Metallrohr, das den Leitungsstrang darin lagert, umfasst ist, muss der Leitungsstrang nicht an einer äußeren Umfangsoberfläche des hohlen Metallrohrs unter Verwendung eines Bands, eines Klebebands oder dergleichen befestigt werden. Da der Leitungsstrang und das hohle Metallrohr ohne Weiteres als ein Stück gehandhabt werden können, kann darüber hinaus die Anzahl von Komponenten reduziert werden.
Darüber hinaus ist es wahrscheinlich, dass eine Beschädigung des Leitungsstrangs unterdrückt wird. Dies ist auf den folgendem Grund zurückzuführen: Da der Leitungsstrang in dem hohlen Metallrohr gelagert wird, kann der Leitungsstrang mechanisch vor einer äußeren Umgebung geschützt werden.
Ferner ist, da die Auszugsöffnung an dem bestimmten Abschnitt des hohlen Metallrohrs vorgesehen ist, ein Freiheitsgrad beim Verlegen des Leitungsstrangs hoch. Dies kommt, weil der Leitungsstrang von einer beliebigen Position herausgezogen werden kann, indem die Position der Auszugsöffnung passend angepasst wird.
Darüber hinaus kann, sogar wenn der Hauptkörperabschnitt mit der Auszugsöffnung versehen ist, unterdrückt werden, dass sich die mechanische Festigkeit (Steifigkeit) des hohlen Metallrohrs verringert. Dies kommt, weil die mechanische Festigkeit (Steifigkeit) aufgrund dessen, dass der Flanschabschnitt umfasst ist, und der zulässigen Last ε von mehr als oder gleich 17 N/mm² verbessert werden kann.
(2) Als eine Ausführungsform des Trägerelements weist der Leitungsstrang mindestens einen eines Anschlusses auf, der in die Auszugsöffnung eingepasst ist, und/oder eines Auszugsteils, der von der Auszugsöffnung hin zur Außenseite des Hauptkörperabschnitts herausgezogen wird.
Da es wahrscheinlich ist, dass die Bewegung des Leitungsstrangs in dem hohlen Metallrohr von dem Anschluss unterdrückt wird, der in die Auszugsöffnung eingepasst ist, werden der Leitungsstrang und das hohle Metallrohr ohne Weiteres als ein Stück gehandhabt. Der Auszugsteil, der von der Auszugsöffnung herausgezogen wird, wird in seiner Bewegung außerhalb des Hauptkörperabschnitts nicht geregelt und wird in gewissem Maße frei gehandhabt. Entsprechend kann der Auszugsteil ohne Weiteres in verschiedene Richtungen gerichtet und somit der Anschluss an einen Anschluss eines beabsichtigten Leitungsstrangs erleichtert werden.
(3) Als eine Ausführungsform des Trägerelements weist die Auszugsöffnung eine Auszugsöffnung auf der unteren Seite auf, die sich auf einer unteren Seite des Hauptkörperabschnitts in einer vertikalen Richtung öffnet.
Gemäß der zuvor beschriebenen Ausgestaltung wird, sogar wenn Wassertropfen aufgrund von Kondensation von Wasserdampf im Innern des hohlen Metallrohrs erzeugt werden, den Wassertropfen erleichtert, aufgrund der Schwerkraft auf die untere Seite zu fließen, sodass sie dadurch von der Auszugsöffnung auf der unteren Seite zur Außenseite des Hauptkörperabschnitts abgeführt werden. Da die Auszugsöffnung auf der unteren Seite somit als eine Wasserabführbohrung verwendet werden kann, ist es weniger wahrscheinlich, dass Wassertropfen in dem hohlen Metallrohr angesammelt werden, wodurch es wahrscheinlich ist, dass unterdrückt wird, dass die Wassertropfen an dem Leitungsstrang haften.
(4) Als eine Ausführungsform des Trägerelements

ist das hohle Metallrohr gebildet, indem ein erstes geteiltes Stück und ein zweites geteiltes Stück kombiniert werden, und es einen Hauptkörperabschnitt und zwei Flanschabschnitte aufweist, die in entgegengesetzten Richtungen vorstehen,
wobei das erste geteilte Stück Folgendes aufweist:
- einen ersten Umfangswandabschnitt, der einen Abschnitt des Hauptkörperabschnitts bildet, und
- zwei erste Vorsprünge, die in den entgegengesetzten Richtungen von jeweiligen Enden des ersten Umfangswandabschnitts vorspringen, um jeweilige Abschnitte der Flanschabschnitte zu bilden, und
wobei das zweite geteilte Stück Folgendes aufweist:
- einen zweiten Umfangswandabschnitt, der einen Abschnitt des Hauptkörperabschnitts bildet, und
- zwei zweite Vorsprünge, die in den entgegengesetzten Richtungen von jeweiligen Enden des zweiten Umfangswandabschnitts vorspringen, um jeweilige Abschnitte der Flanschabschnitte zu bilden.

Gemäß der zuvor beschriebenen Ausgestaltung wird ein Betrieb zum Fixieren jedes Flanschabschnitts im Vergleich zu einem Fall, in dem zwei Flanschabschnitte in der gleichen Richtung vorstehen, erleichtert. Dies ist auf den folgenden Grund zurückzuführen: Indem der Hauptkörperabschnitt gedrückt wird, können die Flanschabschnitte in Kontakt miteinander gehalten werden, mit dem Ergebnis, dass sogar in dem Fall, in dem die Flanschabschnitte einer nach dem anderen fixiert werden, beim Fixieren eines Flanschabschnitts es weniger wahrscheinlich ist, dass der Kontaktzustand des anderen Flanschabschnitts umgeleitet oder aufgehoben wird. Darüber hinaus können, obgleich dies von einem Fixierungsverfahren abhängt, die zwei Flanschabschnitte gleichzeitig fixiert werden.
(5) Als eine Ausführungsform des Trägerelements

wird das hohle Metallrohr gebildet, indem ein erstes geteiltes Stück und ein zweites geteiltes Stück kombiniert werden, und weist einen Hauptkörperabschnitt und zwei Flanschabschnitte auf, die in der gleichen Richtung vorstehen,
wobei das erste geteilte Stück Folgendes aufweist:
- einen ersten Umfangswandabschnitt, der einen Abschnitt des Hauptkörperabschnitts bildet, und
- zwei erste Vorsprünge, die in der gleichen Richtung von jeweiligen Enden des ersten Umfangswandabschnitts vorspringen, um jeweilige Abschnitte der Flanschabschnitte zu bilden, und
wobei das zweite geteilte Stück Folgendes aufweist:
- einen zweiten Umfangswandabschnitt, der einen Abschnitt des Hauptkörperabschnitts bildet, und
- zwei zweite Vorsprünge, die in der gleichen Richtung von jeweiligen Enden des zweiten Umfangswandabschnitts vorspringen, um jeweilige Abschnitte der Flanschabschnitte zu bilden.

Gemäß der zuvor beschriebenen Ausgestaltung kann ein Betrieb zum Fixieren der Flanschabschnitte in der gleichen Richtung ausgeführt werden.
(6) Als eine Ausführungsform des Trägerelements, das die zwei Flanschabschnitte aufweist, die in der gleichen Richtung vorstehen,
weist die Auszugsöffnung eine Auszugsöffnung auf der Vorsprungsseite auf, die sich zwischen den zwei Flanschabschnitten in der gleichen Richtung wie die Vorsprungsrichtung der Flanschabschnitte in dem Hauptkörperabschnitt öffnet, und
weist der Leitungsstrang einen Anschluss auf, der in die Auszugsöffnung auf der Vorsprungsseite eingepasst ist.
Gemäß der zuvor beschriebenen Ausgestaltung kann ein freigelegter Abschnitt des Anschlusses durch die Auszugsöffnung auf der Vorsprungsseite in gewissen Maße von den zwei Flanschabschnitten umgeben sein, wodurch es wahrscheinlich ist, dass der freigelegte Abschnitt mechanisch geschützt wird. Entsprechend ist es wahrscheinlich, dass eine Beschädigung des Anschlusses unterdrückt wird.
(7) Als eine Ausführungsform des Trägerelements ist das Material des hohlen Metallrohrs ein Metall, das aus der Gruppe von reinem Magnesium, einer Magnesiumlegierung, reinem Aluminium, einer Aluminiumlegierung, reinem Eisen und einer Eisenlegierung ausgewählt ist.
Das reine Magnesium oder die Magnesiumlegierung ist leichtgewichtig und weist ausgezeichnete Biegesteifigkeit und Schlagzähigkeit auf. Das reine Aluminium oder die Aluminiumlegierung ist leichtgewichtig und weist ausgezeichnete mechanische Festigkeit auf und bietet wahrscheinlich einen erhöhten Formfreiheitsgrad. Das reine Eisen oder die Eisenlegierung weist eine ausgezeichnete Steifigkeit und mechanische Festigkeit auf.
(8) Als eine Ausführungsform des Trägerelements weist der Flanschabschnitt einen reibrührgeschweißten Abschnitt auf, an dem der erste und der zweite Vorsprung, die so angeordnet sind, dass sie einander zugewandt sind, reibrührgeschweißt sind.
Gemäß der zuvor beschriebenen Ausgestaltung können die Vorsprünge fest aneinandergefügt werden, wodurch die mechanische Festigkeit des Flanschabschnitts erhöht wird. Entsprechend ist es wahrscheinlich, dass die Biegesteifigkeit verbessert wird. Darüber hinaus ist es weniger wahrscheinlich, da die Vorsprünge fest aneinandergefügt werden können, dass die einander zugewandten Vorsprünge aufgrund des Aufbringens äußerer Kraft voneinander getrennt werden. Im Falle des Reibrührschweißens, kann ein langer Bereich, bevorzugt die gesamte Länge des Flanschabschnitts in der Langseitenrichtung fest geschweißt werden.
(9) Als eine Ausführungsform des Trägerelements, das den reibrührgeschweißten Abschnitt aufweist, umfasst das Trägerelement ferner einen Wärmeisolator, der zwischen den Leitungsstrang und das hohle Metallrohr gesetzt ist, um den Leitungsstrang vor Wärme zu schützen, die bei dem Reibrührschweißen entsteht.
Gemäß der zuvor beschriebenen Ausgestaltung kann unterdrückt werden, dass ein elektrischer Isolator einer elektrischen Leitung, die in dem Leitungsstrang umfasst ist, von Wärme beschädigt wird, die bei dem Reibrührschweißen entsteht.
(10) Als eine Ausführungsform des Trägerelements umfasst das Trägerelement ferner ein Befestigungselement, das den ersten und den zweiten Vorsprung, die so angeordnet sind, dass sie einander zugewandt sind, in einer Stapelrichtung des ersten und des zweiten Vorsprungs befestigt, wobei
jeder, der erste und der zweite Vorsprung, mit einer Durchgangsbohrung versehen ist, in die das Befestigungselement einsetzbar ist.
Gemäß der zuvor beschriebenen Ausgestaltung werden die Vorsprünge mechanisch von dem Befestigungselement fixiert. Somit können die Vorsprünge im Vergleich zu dem Fall des Reibrührschweißens ohne Weiteres fixiert werden. Darüber hinaus können die fixierten Vorsprünge ohne Weiteres getrennt werden. Somit kann, beim Austauschen des Leitungsstrangs, der Leitungsstrang ohne Weiteres von innerhalb des hohlen Metallrohrs entfernt werden.
«Einzelheiten von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung»
Nachfolgend werden Einzelheiten der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf Figuren beschrieben. Die gleichen Bezugszeichen in den Figuren stellen die gleichen Bezeichnungen dar.
«Erste Ausführungsform»
[Trägerelement]
Mit Bezug auf 1 bis 4 wird ein Trägerelement 1A gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben. Ein Trägerelement 1A gemäß der ersten Ausführungsform umfasst: ein hohles Metallrohr 2; und einen Leitungsstrang 6, der in dem hohlen Metallrohr 2 gelagert ist. Eines der Merkmale des Trägerelements 1A ist, dass das hohle Metallrohr 2 Flanschabschnitte 4 aufweist, die hin zu seiner Außenseite vorstehen, und mit einer Auszugsöffnung 5 für einen Leitungsstrang 6 versehen ist, und das hohle Metallrohr 2 eine spezifische physikalische Eigenschaft aufweist, innerhalb eines spezifischen Bereichs zu fallen. Nachfolgend werden das hohle Metallrohr 2 und der Leitungsstrang 6 in dieser Reihenfolge beschrieben. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht, wenn das Trägerelement 1A von einer unteren Seite in der vertikalen Richtung betrachtet wird. Zur einfacheren Beschreibung sind in jeder von 1 bis 4 eine Vielzahl von elektrischen Leitungen 61, die in dem Leitungsstrang 6 umfasst sind, gemeinsam als eine elektrische Leitung auf vereinfachte Weise gezeigt. In 3 ist ein Querschnitt eines Anschlusses 65 auf vereinfachte Weise gezeigt.
[Hohles Metallrohr]
Das hohle Metallrohr 2 weist einen Innenraum auf, in dem der Leitungsstrang 6 gelagert ist. Dieser Innenraum ist ein Raum, der in der Umfangsrichtung des hohlen Metallrohrs 2 an anderen Regionen des hohlen Metallrohrs 2 als der unten beschriebenen Auszugsöffnung 5 geschlossen ist. Das hohle Metallrohr 2 weist nämlich einen hohlen geschlossenen Querschnittsabschnitt auf, der das Innere des hohlen Metallrohrs 2 in der Umfangsrichtung schließt. Jedes der jeweiligen Enden des hohlen Metallrohrs 2 in der axialen Richtung kann wie in dem vorliegenden Beispiel geöffnet oder geschlossen sein. Die Form des hohlen Metallrohrs 2 kann abhängig von seiner Anwendung passend ausgewählt werden, wobei das hohle Metallrohr 2 in dem vorliegenden Beispiel ein länglicher röhrenförmigen Körper ist (1). Beispiele des länglichen röhrenförmigen Körpers umfassen: einen Körper, der sich wie in dem vorliegenden Beispiel gerade entlang der Langseitenrichtung erstreckt; einen Körper, der sich in der Form eines Bogens oder auf mäanderförmige Weise erstreckt; einen Körper, der sich in Z-Form erstreckt, sodass sich ein gebogener Abschnitt ergibt, der lokal in der Langseitenrichtung gebogen ist; und dergleichen. Dieses hohle Metallrohr 2 ist mit einem Hauptkörperabschnitt 3, Flanschabschnitten 4 und einer Auszugsöffnung 5 versehen.
(Hauptkörperabschnitt)
Der Hauptkörperabschnitt 3 bildet im Wesentlichen den zuvor beschriebenen Innenraum an den anderen Regionen des hohlen Metallrohrs 2 als den Flanschabschnitten 4. Beispiele der Querschnittsform dieses Hauptkörperabschnitts 3 (die Querschnittsform des Innenraums) umfassen: eine kreisförmige Schleifenform (kreisförmige Form) wie in 2 und 3 in dem vorliegenden Beispiel gezeigt; eine polygonale Schleifenform (polygonale Form) wie eine rechteckige Schleifenform (rechteckige Form) wie in 6 bis 8 in der nachfolgend beschriebenen zweiten Ausführungsform gezeigt; eine halbkreisförmige Schleifenform (halbkreisförmige Form), die nicht in den Figuren gezeigt ist; eine elliptische Schleifenform (elliptische Form); und dergleichen. Die Querschnittsform des Hauptkörperabschnitts 3 kann wie in dem vorliegenden Beispiel eine gleichförmige Form entlang der axialen Richtung des hohlen Metallrohrs 2 aufweisen oder kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Formen aufweisen. Beispielsweise kann der Hauptkörperabschnitt 3 aufweisen: einen Abschnitt, der eine Querschnittsform einer kreisförmigen Schleife aufweist; und einen Abschnitt, der eine Querschnittsform einer rechteckigen Schleife aufweist. Die Querschnittsform des Hauptkörperabschnitts 3 (die Querschnittsform des Innenraums) kann in der axialen Richtung in der Größe gleichförmig sein oder kann Abschnitte mit unterschiedlichen Größen aufweisen. Beispielsweise kann der Hauptkörperabschnitt 3 mindestens eines der Folgenden aufweisen: einen vergrößerten Abschnitt des Innenraums mit einer lokal großen Querschnittsfläche; und/oder einen verkleinerten Abschnitt des Innenraums mit einer lokal kleinen Querschnittsfläche (beides in den Figuren nicht gezeigt).
(Flanschabschnitt)
Jeder der Flanschabschnitte 4 ist ein Abschnitt eines hohlen Metallrohrs 2, das hin zur Außenseite des Hauptkörperabschnitts 3 hervorsteht und eine erhöhte Biegesteifigkeit des hohlen Metallrohrs 2 bereitstellt (2, 3). Der Flanschabschnitt 4 weist ein Paar von Vorsprüngen (einen ersten Vorsprung 41 und einen zweiten Vorsprung 42) auf, die so angeordnet sind, dass sie einander zugewandt und aneinander fixiert sind. Die Größe (Länge, Breite und Dicke) des Flanschabschnitts 4 kann passend ausgewählt werden.
Da die Länge des Flanschabschnitts 4 in der axialen Richtung des hohlen Metallrohrs 2 länger ist, ist es wahrscheinlicher, dass die Biegesteifigkeit des hohlen Metallrohrs 2 erhöht ist. In dem vorliegenden Beispiel entspricht eine Bildungsregion (Länge) des Flanschabschnitts 4 in der axialen Richtung des hohlen Metallrohrs 2 einer Region (Länge) über die gesamte Länge des hohlen Metallrohrs 2 in der axialen Richtung (1). Die Länge des Flanschabschnitts 4 kann einer Region (Länge) mindestens eines Abschnitts des hohlen Metallrohrs 2 in der axialen Richtung entsprechen. Wenn die Bildungsregion des Flanschabschnitts 4 der Region des Abschnitts des hohlen Metallrohrs 2 in der axialen Richtung entspricht, kann der Flanschabschnitt 4 so vorgesehen sein, dass er beispielsweise in eine Vielzahl von Abschnitten in der axialen Richtung des hohlen Metallrohrs 2 geteilt ist. In dem Fall existiert zwischen den Flanschabschnitten 4 eine Region, die nur einen Hauptkörperabschnitt 3 aufweist, ohne dass ein Flanschabschnitt 4 gebildet wird. Der Flanschabschnitt 4 weist in dem vorliegenden Beispiel eine gleichförmige Breite in der Langseitenrichtung des Flanschabschnitts 4 auf, kann aber unterschiedliche Breiten aufweisen. Beispiele des Falls, in dem der Flanschabschnitt 4 unterschiedliche Breiten aufweist, umfassen einen Fall, in dem der Flanschabschnitt 4 mindestens einen, einen schmalen Breitenabschnitt (Kerbenabschnitt), der eine lokal schmale Breite aufweist, und/oder einen breiten Breitenabschnitt, der eine lokal breite Breite aufweist. Der Flanschabschnitt 4 weist in dem vorliegenden Beispiel eine gleichförmige Dicke in der Langseitenrichtung auf, kann aber unterschiedliche Dicken aufweisen.
Die Anzahl von Flanschabschnitten 4 ist in dem vorliegenden Beispiel zwei (mehrere), kann jedoch mehr als oder gleich drei sein oder kann eins sein (der Hauptkörperabschnitt 3 weist eine C-artige Form auf). Die zwei Flanschabschnitte 4 können auf Seiten gebildet sein, die einander in der Umfangsrichtung des hohlen Metallrohrs 2 wie in dem vorliegenden Beispiel (2, 3) gegenüberliegen oder können auf der gleichen Seite gebildet sein wie in der nachfolgend beschriebenen zweiten Ausführungsform (6 bis 8). Wenn zwei Flanschabschnitte 4 in den entgegengesetzten Richtungen vorstehen, kann ein Betrieb des Fixierens jeder der Flanschabschnitte 4 im Vergleich zu einem Fall, in dem die zwei Flanschabschnitte in der gleichen Richtung vorstehen, erleichtert werden. Dies ist auf den folgenden Grund zurückzuführen: Indem der Hauptkörperabschnitt 3 gedrückt wird, können die Flanschabschnitte 4 in Kontakt miteinander gehalten werden, mit dem Ergebnis, dass sogar in dem Fall, in dem die Flanschabschnitte 4 einer nach dem anderen fixiert werden, beim Fixieren eines Flanschabschnitts es weniger wahrscheinlich ist, dass der Kontaktzustand des anderen Flanschabschnitts abgelenkt oder aufgehoben wird. Darüber hinaus können, obgleich es von einem Fixierungsverfahren abhängt, zwei Flanschabschnitte 4 auch gleichzeitig in dem Fall von beispielsweise Reibrührschweißen oder Laserschweißen fixiert werden. Eine Wirkung, die sich in dem Fall zeigt, in dem zwei Flanschabschnitte 4 in der gleichen Richtung vorstehen, wird in der zweiten Ausführungsform beschrieben. Beide Flanschabschnitte 4 in dem vorliegenden Beispiel befinden sich auf der gleichen Ebene.
Wenn die Vielzahl von Flanschabschnitten 4 vorgesehen sind, bestehen der erste Vorsprung 41 und der zweite Vorsprung 42 aus Elementen, die unabhängig voneinander sind. Das hohle Metallrohr 2 ist nämlich gebildet, indem die gleiche Anzahl von geteilten Teilen (nachfolgend beschrieben) wie die Anzahl von Flanschabschnitten 4 kombiniert werden.
Hier umfasst das hohle Metallrohr 2 den Hauptkörperabschnitt 3 und zwei Flanschabschnitte 4 und wird gebildet, indem zwei plattenartige geteilte Stücke (ein erstes geteiltes Stück P1 und ein zweites geteiltes Stück P2) die gleiche Form und die gleiche Größe aufweisen. Das erste geteilte Stück P1 umfasst: einen Umfangswandabschnitt 31, der den Querschnitt eines halbkreisförmigen Bogens aufweist; und ein Paar von ersten Vorsprüngen 41, die von jeweiligen Enden des Umfangswandabschnitts 31 in der radialen Richtung vorstehen. Das zweite geteilte Stück P2 umfasst einen Umfangswandabschnitt 32 und ein Paar von zweiten Vorsprüngen 42, die ähnlich denen des ersten geteilten Stücks P1 sind. In dem hohlen Metallrohr 2 sind ein erster Vorsprung 41 und ein zweiter Vorsprung 42 auf einer Seite so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind, und der erste Vorsprung 41 und der zweite Vorsprung 42 auf der anderen Seite sind so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind, sodass jeweilige Seitenoberflächen des ersten geteilten Stücks P1 und zweiten geteilten Stücks P2 miteinander ausgerichtet sind. Das heißt, der Hauptkörperabschnitt 3 des hohlen Metallrohrs 2 umfasst Umfangswandabschnitte 31, 32, der Flanschabschnitt 4 auf einer Seite umfasst den ersten Vorsprung 41 und den zweiten Vorsprung 42 auf der einen Seite, und der Flanschabschnitt 4 auf der anderen Seite umfasst den ersten Vorsprung 41 und den zweiten Vorsprung 42 auf der anderen Seite.
Ein Fixierungsverfahren für den ersten Vorsprung 41 und den zweiten Vorsprung 42 kann passend ausgewählt werden. Beispiele des Fixierungsverfahrens umfassen: Reibrührschweißen (2, 3); Schweißen (beispielsweise Laserschweißen); mechanisches Befestigen mit Befestigungselementen 8 (4) und dergleichen. Eine Vielzahl von diesen Fixierungsverfahren kann verwendet werden.
In dem vorliegenden Beispiel weist jeder der Flanschabschnitte 4 einen reibrührgeschweißten Abschnitt 43 (2, 3) auf, an dem jeweilige Materialien des ersten Vorsprungs 41 und des zweiten Vorsprungs 42 aneinander reibrührgeschweißt sind. Wenn die Region, in der der reibrührgeschweißte Abschnitt 43 gebildet wird, größer ist, ist die Fügefestigkeit zwischen dem ersten Vorsprung 41 und dem zweiten Vorsprung 42 erhöht, wodurch die Biegesteifigkeit des hohlen Metallrohrs 2 verbessert wird. In dem Fall des Reibrührschweißens kann ein langer Bereich, bevorzugt die gesamte Länge des Flanschabschnitts 4 in der Langseitenrichtung fest geschweißt werden.
Es sollte beachtet werden, dass in dem Fall, in dem das Fixierungsverfahren Laserschweißen ist, der Flanschabschnitt 4 einen lasergeschweißten Abschnitt aufweist, der durch Laserschweißen gebildet ist. Der lasergeschweißte Abschnitt wird in der Form einer Linie an der Seitenoberfläche jedes Vorsprungs 41, 42 gebildet. Durch Bilden des lasergeschweißten Abschnitts in der Form einer Linie können die Vorsprünge 41, 42 fest aneinandergeschweißt werden.
In dem Fall, in dem das Fixierungsverfahren mechanisches Befestigen mit Befestigungselementen 8 ist, sind die Vorsprünge 41, 42 mit den Durchgangsbohrungen 44 vorgesehen, in denen Befestigungselemente 8 einsetzbar sind (4). Befestigungselemente 8 können beispielsweise Bolzen 81 und Muttern 82 sein oder können Niete (nicht gezeigt) sein. Indem Bolzen 81 in die Durchgangsbohrungen 44 eingesetzt und sie mit den Muttern befestigt werden, können die Vorsprünge 41, 42 in einer Stapelrichtung davon aneinander befestigt werden. Andererseits können, indem die Niete in die Durchgangsbohrungen 44 eingesetzt und sie verstemmt werden, Vorsprünge 41, 42 aneinander in der Stapelrichtung davon befestigt werden. Die Vielzahl von Befestigungselementen 8 und Durchgangsbohrungen 44 sind vorgesehen. Wenn die jeweilige Anzahl von Befestigungselementen 8 und Durchgangsbohrungen 44 größer ist, können die Vorsprünge 41, 42 fester aneinander fixiert werden. Die Vielzahl von Befestigungselementen 8 und Durchgangsbohrungen 44 sind in gleichen Intervallen in der Langseitenrichtung des Flanschabschnitts 4 vorgesehen. Da die Vorsprünge 41, 42 mechanisch von den Befestigungselementen 8 fixiert sind, können die Vorsprünge 41, 42 im Vergleich zum Reibrührschweißen ohne Weiteres fixiert werden. Darüber hinaus können die fixierten geteilten Stücke P1, P2 ohne Weiteres getrennt werden. Somit kann, wenn der Leitungsstrang 6 ausgetauscht wird, der Leitungsstrang 6 ohne Weiteres aus dem hohlen Metallrohr 2 entfernt werden.
(Auszugsöffnung)
Die Auszugsöffnung 5 ist eine sich öffnende Durchgangsbohrung, sodass der Leitungsstrang 6 daraus herausgezogen werden kann. Der Ausdruck „Auszugs-Leitungsstrang 6“ umfasst: einen Fall, in dem ein Teil der Vielzahl elektrischer Leitungen 61, die in dem Leitungsstrang 6 umfasst sind, zur Außenseite des Hauptkörperabschnitts 3 (der linken Seite in der Ebene des Blatts von 1; 2) herausgezogen werden; und einen Fall, in dem andere elektrischer Leitungen mit dem Leitungsstrang 6 von der Außenseite des Hauptkörperabschnitts 3 (der rechten Seite in der Ebene des Blatts von 1; 3) verbunden werden können. Ein spezifisches Beispiel des zuletzt genannten Falls umfasst folgenden Fall: Indem in der Auszugsöffnung 5 ein Anschluss 65 (nachfolgend beschrieben) eingepasst wird, der in dem Leitungsstrang 6 umfasst ist, dient der Anschluss 65 als ein Abschnitt für den Anschluss mit den anderen elektrischen Leitungen. Eine Auszugsöffnung 5 kann vorgesehen sein; es sind jedoch normaler Weise eine Vielzahl von Auszugsöffnungen 5 vorgesehen. Die Auszugsöffnung 5 ist eher in dem Hauptkörperabschnitt 3 gebildet als in dem Flanschabschnitt 4. Auf diese Weise ist keine Öffnung in dem Flanschabschnitt 4 vorgesehen, wobei unterdrückt werden kann, dass sich die mechanische Festigkeit (Steifigkeit) des hohlen Metallrohrs 2 extrem verringert.
Eine Bildungsposition der Auszugsöffnung 5 in der axialen Richtung des Hauptkörperabschnitts 3 ist ein bestimmter Abschnitt des Hauptkörperabschnitts 3 in der Langseitenrichtung. Der Ausdruck „bestimmter Abschnitt des Hauptkörperabschnitts 3 in der Langseitenrichtung“ betrifft einen anderen Abschnitt des Hauptkörperabschnitts 3 als die jeweiligen Enden des Hauptkörperabschnitts 3 und betrifft insbesondere eine Region, die 100 mm oder mehr im Innern zu den jeweiligen Enden des Hauptkörperabschnitts 3 liegt. Die Bildungsposition der Auszugsöffnung 5 in der Umfangsrichtung des Hauptkörperabschnitts 3 kann passend gemäß der Vorsprungsrichtung des Flanschabschnitts 4 oder dergleichen ausgewählt werden. Wenn die Vorsprungsrichtungen der Flanschabschnitte 4 entgegengesetzt sind und wie in dem vorliegenden Beispiel quer (orthogonal) zu der vertikalen Richtung liegen, ist die Bildungsposition der Auszugsöffnung 5 in der Umfangsrichtung des Hauptkörperabschnitts 3 auf der unteren Seite in der vertikalen Richtung oder ist umgekehrt auf der oberen Seite in der vertikalen Richtung. In dem Fall, in dem die Bildungsposition der Auszugsöffnung 5 in der Umfangsrichtung des Hauptkörperabschnitts 3 auf der unteren Seite in der vertikalen Richtung ist, wird, sogar wenn Wassertropfen aufgrund von Kondensation von Wasserdampf im Innern des hohlen Metallrohrs 2 erzeugt wird, den Wassertropfen erleichtert, aufgrund der Schwerkraft zur unteren Seite zu fließen, um dadurch von der Auszugsöffnung 5 zur Außenseite des Hauptkörperabschnitts 3 abgeführt zu werden. Da die Auszugsöffnung 5 somit als eine Wasserabführbohrung verwendet werden kann, ist es weniger wahrscheinlich, dass Wassertropfen in dem hohlen Metallrohr 2 angesammelt werden, wodurch es wahrscheinlich ist, dass unterdrückt wird, dass die Wassertropfen an dem Leitungsstrang 6 haften. Wenn eine Vielzahl von Auszugsöffnungen 5 vorgesehen ist, können jeweilige Bildungspositionen von Auszugsöffnungen 5 in der Umfangsrichtung des Hauptkörperabschnitts 3 auf der gleichen Seite sein oder können auf unterschiedlichen Seiten gegenüberliegend zueinander sein.
Zum Herausziehen der Vielzahl von elektrischen Leitungen 61 von der Auszugsöffnung 5 ist die Größe der Auszugsöffnung 5 größer gemacht als die Größe des Anschlusses 65. Auf diese Weise kann der Anschluss 65, der an den Spitzen der Vielzahl von elektrischen Leitungen 61 befestigt ist, von der Auszugsöffnung 5 herausgezogen werden, wodurch die Vielzahl von elektrischen Leitungen 61 von der Auszugsöffnung 5 herausgezogen werden können. Zum Einpassen des Anschlusses 65 darin ist die Größe der Auszugsöffnung 5 so groß gemacht wie die Größe des Anschlusses 65. Auf diese Weise löst sich der Anschluss 65 nicht von der Auszugsöffnung 5 ab. Obgleich es von der Größe des Anschlusses 65 abhängt, ist die Länge der Auszugsöffnung 5 in der axialen Richtung des hohlen Metallrohrs 2 bevorzugt geringer als oder gleich 40 % in Bezug auf beispielsweise die Gesamtlänge des hohlen Metallrohrs 2 in der axialen Richtung. Wenn die Vielzahl von Auszugsöffnungen 5 vorgesehen sind, bezieht sich die Länge der Auszugsöffnung 5 auf die Gesamtlänge der Vielzahl von Auszugsöffnungen 5. Auf diese Weise ist es wahrscheinlich, dass unterdrückt wird, dass sich die Festigkeit (Steifigkeit) des hohlen Metallrohrs 2 extrem verringert. Die Länge der Auszugsöffnung 5 ist bevorzugt geringer als oder gleich 35 % und ist bevorzugt geringer als oder gleich 30 % in Bezug auf die Gesamtlänge des hohlen Metallrohrs 2 in der axialen Richtung.
In dem vorliegenden Beispiel weist die Auszugsöffnung 5 zwei Auszugsöffnungen 51 auf der unteren Seite auf, die sich auf der unteren Seite des Hauptkörperabschnitts 3 in der vertikalen Richtung öffnen. Von einer Auszugsöffnung 51 auf der unteren Seite (der linken Seite in der Ebene des Blatts von 1; 2), wird der Auszugsteil 63 (nachfolgend beschrieben), der Teil der Vielzahl von elektrischen Leitungen 61 in dem Leitungsstrang 6 ist, herausgezogen. In der Auszugsöffnung 51 auf der unteren Seite (der rechten Seite in der Ebene des Blatts von 1; 3), wird der Anschluss 65 in den Leitungsstrang 6 eingepasst. Normalerweise wird ein Raum zwischen dem Leitungsstrang 6 und der Öffnung der Auszugsöffnung 51 auf der unteren Seite gebildet, von dem der Auszugsteil 63 herausgezogen wird. Daher kann der Raum als eine Wasserabführbohrung verwendet werden.
(Physikalische Eigenschaft)
Eine zulässige Last ε des hohlen Metallrohrs 2 für eine besetzte Querschnittsfläche davon erfüllt ε ≥ 17 N/mm². Die zulässige Last ε wird mit γ/δ berechnet, wenn α eine Dehngrenze von 0,2 % des Materials des hohlen Metallrohrs 2 darstellt, β eine Querschnittsfläche des hohlen Metallrohrs 2 ausgenommen für seinen Innenraum darstellt, γ eine axial zulässige Last des hohlen Metallrohrs 2 darstellt und mit α × β berechnet wird, und δ eine Gesamtquerschnittsfläche des hohlen Metallrohrs 2 und des Innenraums darstellt. Die zulässige Last ε ist hier ein Wert, wenn angenommen wird, dass keine Auszugsöffnung 5 in dem hohlen Metallrohr 2 gebildet ist und der erste Vorsprung 41 und der zweite Vorsprung 42 vollständig aneinandergefügt sind. Es sollte beachtet werden, dass sogar, wenn die Auszugsöffnung 5 in dem hohlen Metallrohr 2 gebildet ist, die zulässige Last ε mehr als oder gleich 17 N/mm² ist. Beispielsweise ist in einem Querschnitt bei der Auszugsöffnung 5, wenn die gesamte Umfangslänge der Auszugsöffnung 5 geringer oder gleich 40 % der Umfangslänge des hohlen Metallrohrs 2 ist, die zulässige Last ε mehr als oder gleich 17 N/mm². Da die zulässige Last ε mehr als oder gleich 17 N/mm² ist, ist die mechanische Festigkeit (Steifigkeit) des hohlen Metallrohrs 2 hoch. Die zulässige Last ε kann mehr als oder gleich 20 N/mm² sein. Die zulässige Last ε ist noch bevorzugter mehr als oder gleich 25 N/mm² und ist besonders bevorzugt mehr als oder gleich 30 N/mm². Es sollte beachtet werden, dass die zulässige Last ε beispielsweise geringer als oder gleich 930 N/mm² ist.
(Material)
Das Material des hohlen Metallrohrs 2 ist ein Metall, das aus der Gruppe von reinem Mg, einer Mg-Legierung, reinem Al, einer Al-Legierung, reinem Eisen und einer Eisenlegierung ausgewählt wurde. Wenn das hohle Metallrohr 2 aus reinem Mg oder Mg-Legierung besteht, ist das hohle Metallrohr 2 leichtgewichtig und weist eine ausgezeichnete Biegesteifigkeit und Schlagzähigkeit auf. Das reine Al oder die Al-Legierung ist leichtgewichtig und weist eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit auf und bietet wahrscheinlich ebenfalls einen erhöhten Formfreiheitsgrad. Das reine Eisen oder die Eisenlegierung weist eine ausgezeichnete Biegesteifigkeit und eine äußerst ausgezeichnete mechanische Festigkeit auf.
Beispiele der Mg-Legierung umfassen Mg-Legierungen, die verschiedene Zusammensetzungen aufweisen, wobei zusätzliche Elemente in Mg enthalten sind (Erinnerung: Mg und unvermeidbare Unreinheit). Insbesondere ist eine Mg-Al-basierte Legierung bevorzugt, die mindestens Al als ein zusätzliches Element enthält. Wenn der Gehalt von Al größer ist, neigt der Korrosionswiderstand dazu, ausgezeichneter zu sein, und mechanische Eigenschaften wie die Festigkeit und der plastische Verformungswiderstand neigen dazu, ausgezeichneter zu sein. Daher ist es in der vorliegenden Offenbarung bevorzugter, dass mehr als oder gleich 3 Massen-% von Al enthalten sind. Es ist besonders bevorzugt, dass mehr als oder gleich 7,3 Massen-% von Al enthalten sind. Es ist ferner bevorzugt, dass mehr als oder gleich 8 Massen-% von Al enthalten sind. Wenn jedoch der Gehalt von Al mehr als 12 Massen-% beträgt, wird das Formänderungsvermögen herabgesetzt. Daher beträgt die obere Grenze davon 12 Massen-%. Der Gehalt von Al ist insbesondere bevorzugt geringer als oder gleich 11 Massen-% und ist ferner bevorzugt mehr als oder gleich 8,3 Massen-% und weniger als oder gleich 9,5 Massen-%.
Beispiele der zusätzlichen Elemente, die andere als Al sind, umfassen eines oder mehrere Elemente, ausgewählt aus der Gruppe von Zn, Mn, Si, Be, Ca, Sr, Y, Cu, Ag, Sn, Ni, Au, Li, Zr, Ce und einem Seltenerdmetall (ein anderes als Y und Ce). Wenn ein solches Element bzw. solche Elemente umfasst ist bzw. sind, ist der Inhalt bzw. sind die Inhalte davon insgesamt mehr als oder gleich 0,01 Massen-% und weniger als oder gleich 10 Massen-% und sind bevorzugt mehr als oder gleich 0,1 Massen-% und weniger als oder gleich 5 Massen-%. Die Wärmebeständigkeit und Unverbrennbarkeit werden ausgezeichnet, wenn insgesamt mehr als oder gleich 0,001 Massen-%, bevorzugt mehr als oder gleich 0,1 Massen-% und weniger als oder gleich 5 Massen-% mindestens eines Elements, das aus der Gruppe von Si, Sn, Y, Ce, Ca und einem Seltenerdmetall (ein anderes als Y und Ce) von den zusätzlichen Elementen ausgewählt ist, enthalten ist. Wenn das Seltenerdmetall bzw. die Seltenerdmetalle enthalten ist bzw. sind, ist der Gesamtgehalt davon bevorzugt mehr als oder gleich 0,1 Massen-%. Insbesondere ist, wenn Y enthalten ist, der Gehalt davon bevorzugt mehr als oder gleich 0,5 Massen-%. Beispiele der Unreinheit umfassen Fe und dergleichen.
Beispiele einer spezifischeren Zusammensetzung der Mg-Al-basierten Legierung umfassen: eine AZ-basierte Legierung (Mg-Al-Zn-basierte Legierung; Zn: mehr als oder gleich 0,2 Massen-% und weniger als oder gleich 1,5 Massen-%) im ASTM-Standard; eine AM-basierte Legierung (Mg-Al-Mn-basierte Legierung; Mn: mehr als oder gleich 0,05 Massen-% und weniger als oder gleich 0,5 Massen-%); eine AS-basierte Legierung (Mg-Al-Si-basierte Legierung; Si: mehr als oder gleich 0,3 Massen-% und weniger als oder gleich 4,0 Massen-%); eine Mg-Al-RE (Seltenerdmetall)-basierte Legierung; eine AX-basierte Legierung (Mg-Al-Ca-basierte Legierung; Ca: mehr als oder gleich 0,2 Massen-% und weniger als oder gleich 6,0 Massen-%); eine AZX-basierte Legierung (Mg-Al-Zn-Ca-basierte Legierung; Zn: mehr als oder gleich 0,2 Massen-% und weniger als oder gleich 1,5 Massen-%; Ca: mehr als oder gleich 0,1 Massen-% und weniger als oder gleich 4,0 Massen-%); eine AJ-basierte Legierung (Mg-Al-Sr-basierte Legierung; Sr: mehr als oder gleich 0,2 Massen-% und weniger als oder gleich 7,0 Massen-%); und dergleichen. Genau gesagt sind AZ10, AZ31, AZ61, AZ63, AZ80, AZ81 und AZ91, von denen jede eine AZ-basierte Legierung ist, bevorzugt. Insbesondere ist die AZ91-Legierung (Mg-Al-basierte Legierung, die mehr als oder gleich 8,3 Massen-% und weniger als oder gleich 9,5 Massen-% an Al und mehr als oder gleich 0,5 Massen-% und weniger als oder gleich 1,5 Massen-% an Zn) enthält, bevorzugt, weil die AZ91-Legierung eine höhere spezifische Festigkeit und einen ausgezeichneteren Korrosionswiderstand und eine ausgezeichnetere mechanische Festigkeit aufweist als die anderen AZ-basierten Legierungen.
Beispiele der Al-Legierung umfassen eine A5052-Legierung (Legierung der Serie 5000) und dergleichen.
Beispiele der Eisenlegierung umfassen Stahl und dergleichen. Beispiele eines spezifischen Stahls umfassen: einen Walzstahl für die allgemeine Struktur (JIS G 3101: 2010); einen hochfesten Stahl; und dergleichen.
Wenn das hohle Metallrohr 2 gebildet wird, indem zwei (mehrere) geteilte Stücke P1, P2 wie in dem vorliegenden Beispiel kombiniert werden, können zwei (alle) geteilten Stücke P1, P2 aus dem gleichen Material bestehen, oder ein (mindestens ein) geteiltes Stück P1 und das andere geteilte Stück P2 (die anderen geteilten Stücke P2) können aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Beispielsweise kann ein geteiltes Stück P1 aus einer Mg-Legierung bestehen, und das andere geteilte Stück P2 kann aus einer Al-Legierung bestehen.
Jedes der zwei (alle) geteilten Stücke P1, P2 kann aus einem Plattenelement bestehen, oder ein (mindestens ein) geteiltes Stück P1 kann aus einem Plattenelement und das andere (ein) geteilte/s Stück P2 kann aus einem Blockelement bestehen. Für das Plattenelement ist es möglich, Folgendes zu verwenden: ein Spritzgusselement, das eine vorbestimmte Form aufweist; oder ein Presselement, dass durch Pressformen eines flachen plattenartigen Gusselements oder eines Walzelements in eine vorbestimmte Form erhalten wird. Beispiele des Blockelements umfassen: ein Spritzgusselement; ein stranggepresstes Element; ein geschmiedetes Element; und dergleichen.
[Leitungsstrang]
Der Leitungsstrang 6 weist die Vielzahl elektrischer Leitungen 61 und Anschlüsse 65 aus. Für jede elektrische Leitung kann eine beschichtete elektrische Leitung, umfassend beispielsweise einen elektrischen Leiter und einen elektrischen Isolator, verwendet werden. Jeder der Anschlüsse 65 ist an einen Anschluss oder dergleichen eines beabsichtigten Leitungsstrangs anschließbar. Die Anschlüsse 65 sind an jeweiligen Endabschnitten der Vielzahl von elektrischen Leitungen 61 vorgesehen. Ein bekannter Leitungsstrang kann für den Leitungsstrang 6 verwendet werden.
Die Vielzahl von elektrischen Leitungen 61 in dem vorliegenden Beispiel umfassen: einen gelagerten Teil 62, der Teil der elektrischen Leitungen 61 in der Langseitenrichtung ist und im Innern des Hauptkörperabschnitts 3 gelagert ist; und einen Auszugsteil 63, der der andere Teil davon in der Langseitenrichtung ist und aus dem Hauptkörperabschnitt 3 über die Auszugsöffnung 51 auf der unteren Seite herausgezogen wird. Die Anschlüsse 65 sind an den jeweiligen Spitzen des gelagerten Teils 62 und des Auszugsteils 63 vorgesehen. Der Anschluss 65 an der Spitze des gelagerten Teils 62 wird in die andere Auszugsöffnung 51 auf der unteren Seite eingepasst, wobei der Anschluss 65 an der Spitze des Auszugsteils 63 aus dem Hauptkörperabschnitt 3 über eine Auszugsöffnung 51 auf der unteren Seite herausgezogen wird. Der Anschluss 65 an der Spitze des gelagerten Teils 62 umfasst einen Eingriffsmechanismus, der mechanisch mit einem Umfangskantenabschnitt der Auszugsöffnung 5 in Eingriff bringbar ist, sodass vermieden wird, dass sich der Anschluss 65 aus der Auszugsöffnung 5 löst, wenn er in die Auszugsöffnung 5 eingepasst wird. Beispiele dieses Eingriffsmechanismus umfassen eine Schnappverbindung und dergleichen. Da die Bewegung des Leitungsstrangs 6 in dem hohlen Metallrohr 2 wahrscheinlich von dem Anschluss 65 unterdrückt werden kann, der in die Auszugsöffnung 51 auf der unteren Seite eingepasst ist, werden der Leitungsstrang 6 und das hohle Metallrohr 2 ohne Weiteres als ein Stück gehandhabt. Der Auszugsteil 63, der von der Auszugsöffnung 51 auf der unteren Seite herausgezogen wird, wird nicht in seiner Bewegung außerhalb des Hauptkörperabschnitts 3 geregelt und wird in gewissem Maße frei gehandhabt. Entsprechend kann der Auszugsteil 63 ohne Weiteres in verschiedene Richtungen gerichtet werden, und der Anschluss 65 an der Spitze des Auszugsteils 63 kann ohne Weiteres an einen Anschluss eines beabsichtigten Leitungsstrangs angeschlossen werden.
[Anderes]
Wenn ein Verfahren, das die Erzeugung von Wärme von mehr als oder gleich einer vorbestimmten Temperatur mit sich bringt als das Fixierungsverfahren für den ersten Vorsprung 41 und den zweiten Vorsprung 42, verwendet wird, umfasst das Trägerelement 1A bevorzugt einen Wärmeisolator 7 (1 bis 3), der den Leitungsstrang 6 vor der Wärme schützt. Beispiele eines solchen Fixierungsverfahrens umfassen Reibrührschweißen, Laserschweißen und dergleichen. Indem der Wärmeisolator 7 umfasst ist, kann unterdrückt werden, dass der elektrische Isolator jeder elektrischen Leitung von der Wärme beschädigt wird. Ein Typ eines Wärmeisolators 7 ist nicht insbesondere begrenzt und kann passend ausgewählt werden, solange der Wärmeisolator 7 der zuvor beschriebenen Wärme standhalten kann. Beispiele eines Wärmeisolators 7 umfassen Mineralwolle und Glaswolle. Der Wärmeisolator 7 ist zwischen dem Leitungsstrang 6 und dem hohlen Metallrohr 2 eingesetzt. Der Wärmeisolator 7 ist mindestens auf der Seite des Flanschabschnitts 4 (reibrührgeschweißter Abschnitt 43) in dem Leitungsstrang 6 angeordnet. Der Wärmeisolator 7 in dem vorliegenden Beispiel ist so vorgesehen, dass er den gesamten äußeren Umfang des gelagerten Teils 62 umgibt. Es sollte beachtet werden, dass der Wärmeisolator 7 auf der inneren Umfangsoberfläche des Hauptkörperabschnitts 3 angeordnet sein kann. Der Wärmeisolator 7 kann auch als ein Bündelelement verwendet werden, dass die Vielzahl elektrischer Leitungen 61 bündelt. Der Wärmeisolator 7 kann aus einem röhrenförmigen Element bestehen, in dem die Vielzahl von elektrischen Leitungen 61 gelagert werden können oder kann gebildet werden, indem ein Bandmaterial gewickelt wird.
[Herstellungsverfahren]
Das Trägerelement 1A kann von einem Trägerelement-Herstellungsverfahren hergestellt sein, umfassend einen Vorbereitungsschritt und einen Fixierungsschritt.
In dem Vorbereitungsschritt werden das erste geteilte Stück P1, das zweite geteilte Stück P2, das mit der Auszugsöffnung 5 versehen ist, und der Leitungsstrang 6 vorbereitet. Jedes, das erste geteilte Stück P1 und das zweite geteilte Stück P2, kann von einem Bildungsschritt des Pressformens in eine vorbestimmte Form, beispielsweise ein gestanztes Plattenelement (beispielsweise ein längliches streifenartiges Element), das durch Stanzen einer flachen Platte in eine vorbestimmte Form erhalten wird, produziert werden. Die Auszugsöffnung 5 des zweiten geteilten Stücks P2 kann durch Stanzen während des zuvor beschriebenen Stanzens zum Produzieren des Plattenelements gebildet werden. Es sollte beachtet werden, dass jedes der geteilten Stücke P1, P2 durch Druckgießen produziert werden kann.
In dem Fixierungsschritt ist der Leitungsstrang 6 im Innern des ersten geteilten Stücks P1 und des zweiten geteilten Stücks P2 gelagert, und die Vorsprünge 41, 42 sind angeordnet, einander zugewandt zu sein und sind aneinander fixiert. Bevor die Vorsprünge 41, 42 aneinander fixiert werden, kann der Anschluss 65 in die Auszugsöffnung 5 eingepasst werden oder kann im Voraus aus der Auszugsöffnung 5 herausgezogen werden. Da die Position der Auszugsöffnung 5 bestimmt ist, können das Einpassen des Anschlusses 65 in die Auszugsöffnung 5 und das Ausziehen des Anschlusses 65 von der Auszugsöffnung 5 automatisiert werden. Der erste Vorsprung 41 und der zweite Vorsprung 42 sind aufeinander so gestapelt, das jeweilige Seitenoberflächen des ersten Vorsprungs 41 und des zweiten Vorsprungs 42 miteinander ausgerichtet sind. Dann wird ein reibrührgeschweißtes Werkzeug (nicht gezeigt), das eine Schulter und eine Sonde aufweist, gedreht und wird in der Langseitenrichtung des ersten Vorsprungs 41 bewegt, während die Oberfläche des ersten Vorsprungs 41 gedrückt wird, wodurch Reibrührschweißen der Vorsprünge 41, 42 erzielt wird.
[Anwendung]
Das Trägerelement 1A gemäß der ersten Ausführungsform kann geeignet für ein Trägerelement verwendet werden, das Steifigkeit für Fahrzeuge erfordert. Insbesondere kann ein Trägerelement 1A geeignet für ein Lenkstützelement (Verstärkung) verwendet werden, das ein Lenkrad stützt. Dieses Lenkstützelement ist zwischen A-Säulen (Armaturenbrettseite) an einer Innenseite (Motorraumseite) relativ zu einer Instrumententafel (Armaturenbrett) eines Fahrzeugs gestützt.
[Funktion und Wirkung]
Das Trägerelement 1A gemäß der ersten Ausführungsform kann eine Raumersparnis erzielen. Dies ist auf den folgenden Grund zurückzuführen: Da das hohle Metallrohr 2, das den Leitungsstrang 6 darin lagert, umfasst ist, muss der Leitungsstrang 6 nicht an der äußeren Umfangsoberfläche des hohlen Metallrohrs 2 befestigt werden. Da der Leitungsstrang 6 und das hohle Metallrohr 2 als ein Stück gehandhabt werden können, kann darüber hinaus die Anzahl von Komponenten reduziert werden. Darüber hinaus kann, da der Leitungsstrang 6 im hohlen Metallrohr 2 gelagert ist, der Leitungsstrang 6 mechanisch gegen eine äußere Umwelt geschützt werden, wodurch es wahrscheinlich ist, dass eine Beschädigung des Leitungsstrangs 6 unterdrückt wird. Ferner ist die Auszugsöffnung 5 in einem bestimmten Abschnitt des hohlen Metallrohrs 2 vorgesehen. Indem die Position der Auszugsöffnung 5 passend angepasst wird, kann der Leitungsstrang 6 aus einer beliebigen Position herausgezogen werden, was zu einem hohen Maß an Freiheit beim Verlegen des Leitungsstrangs 6 führt. Da das hohle Metallrohr 2 Flanschabschnitte 4 umfasst und eine zulässige Last ε von mehr als oder gleich 17 N/mm² aufweist, kann die mechanische Festigkeit (Steifigkeit) verbessert werden, wodurch unterdrückt wird, dass die mechanische Festigkeit (Steifigkeit) verringert wird, sogar wenn die Auszugsöffnung 5 in dem Hauptkörperabschnitt 3 gebildet ist. Wenn die Umfangslänge des Hauptkörperabschnitts 3 die gleiche ist wie die Umfangslänge eines Hauptkörperabschnitts 3 eines nachfolgend beschriebenen Trägerelements 1B gemäß der zweiten Ausführungsform, kann die Querschnittsfläche des Innenraums in dem Hauptkörperabschnitt 3 klein gemacht werden, wodurch eine Raumersparnis erleichtert wird.
«Zweite Ausführungsform»
[Trägerelement]
Mit Bezug auf 5 bis 8 wird ein Trägerelement 1B gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben. Das Trägerelement 1B unterscheidet sich hauptsächlich von dem Trägerelement 1A der ersten Ausführungsform in Folgendem: die Querschnittsform des Hauptkörperabschnitts 3 (die Querschnittsform des Innenraums) ist eine rechteckige Schleifenform (rechtwinklige Form); und zwei Flanschabschnitte 4 sind nicht auf der gleichen Ebene vorhanden und stehen in der gleichen Richtung vor. Obgleich das Trägerelement 1B dahingehend das gleiche wie das Trägerelement 1A der ersten Ausführungsform ist, dass zwei Flanschabschnitte 4 in einer Richtung orthogonal zur vertikalen Richtung vorstehen, können zwei Flanschabschnitte 4 hin zu der unteren oder oberen Seite in der vertikalen Richtung vorstehen. In der nachfolgenden Beschreibung werden hauptsächlich die Unterschiede von der ersten Ausführungsform beschrieben, und die gleiche Ausgestaltung wird nicht beschrieben.
[Hohles Metallrohr]
(Hauptkörperabschnitt und Flanschabschnitt)
Das erste geteilte Stück P1 und das zweite geteilte Stück P2 weisen ähnliche Formen auf, und jedes, das erste geteilte Stück P1 und das zweite geteilte Stück P2, besteht aus einem rinnenartigen Plattenelement mit drei umgebenden flachen Oberflächen. Die Größe der Querschnittsform des ersten geteilten Stücks P1 ist größer als die Größe der Querschnittsform des zweiten geteilten Stücks P2.
Das erste geteilte Stück P1 umfasst: einen rinnenartigen Umfangswandabschnitt 31 mit drei umgebenden flachen Oberflächen; und ein Paar von ersten Vorsprüngen 41, die sich von jeweiligen Enden des Umfangswandabschnitts 31 gerade erstrecken. Der Umfangswandabschnitt 31 weist zwei gebogene Abschnitte auf. Der Umfangswandabschnitt 31 weist Folgendes auf: zwei parallele flache Oberflächen; und eine flache Oberfläche, die orthogonal zu den zwei flachen Oberflächen ist und die eine Verbindung zwischen Enden der zwei parallelen flachen Oberflächen herstellt. Das Paar von ersten Vorsprüngen 41 ist parallel zueinander. Das zweite geteilte Stück P2 umfasst: einen Umfangswandabschnitt 32; und ein Paar von zweiten Vorsprüngen 42, die äußerlich von jeweiligen Enden des Umfangswandabschnitts 32 in der radialen Richtung vorstehen, sodass sie den Umfangswandabschnitt 32 kreuzen (sodass sie in dem vorliegenden Beispiel orthogonal zu ihm sind). Das Paar von zweiten Vorsprüngen 42 ist parallel zueinander und ist parallel zu dem Paar von ersten Vorsprüngen 41. Da die Vorsprünge 41, 42 in Form von flachen Platten vorliegen und parallel zueinander angeordnet sind, können die Vorsprünge 41, 42 in Oberflächenkontakt miteinander sein. Es sollte beachtet werden, dass zwei Flanschabschnitte 4 nicht parallel zueinander sein können.
Das erste geteilte Stück P1 und das zweite geteilte Stück P2 sind kombiniert, sodass jeweilige Öffnungen des ersten geteilten Stücks P1 und des zweiten geteilten Stücks P2 auf die gleiche Seite gerichtet sind und das Paar von zweiten Vorsprüngen 42 im Innern des Paars von ersten Vorsprüngen 41 angeordnet sind. Drei Seiten der vier Seiten des rechtwinkligen Querschnitts des Hauptkörperabschnitts 3 bestehen nämlich aus dem Umfangswandabschnitt 31 des ersten geteilten Stücks P1, und die verbleibende eine Seite besteht aus dem Umfangswandabschnitt 32 des zweiten geteilten Stücks P2. Der erste Vorsprung 41 und der zweite Vorsprung 42 auf einer Seite sind so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind, und der erste Vorsprung 41 und der zweite Vorsprung 42 auf der anderen Seite sind so angeordnet, dass sie einander zugewandt sind.
Wenn eine Auszugsöffnung 52 auf der Vorsprungsseite (nachfolgend beschrieben) wie in dem vorliegenden Beispiel zwischen zwei Flanschabschnitten 4 vorgesehen ist und der Anschluss 65 in die Auszugsöffnung 52 auf der Vorsprungsseite eingepasst ist, weist ein Abstand zwischen zwei Flanschabschnitten 4 bevorzugt eine solche Größe auf, das eine Störung mit dem Anschluss 65 vermieden wird. Wenn das Fixierungsverfahren für den ersten Vorsprung 41 und den zweiten Vorsprung 42 Reibrührschweißen ist, weist darüber hinaus jeder der Abstände zwischen zwei Flanschabschnitten 4 und die Breite jedes Flanschabschnitts 4 bevorzugt eine solche Größe auf, dass ein Reibrührschweiß-Werkzeug oder ein Stützelement, das dem Werkzeug zugewandt ist, wobei der Flanschabschnitt 4 dazwischen eingesetzt ist, auf dem einen Flanschabschnitt 4 ohne eine Störung mit dem anderen Flanschabschnitt 4 angeordnet sein kann. Da beide Flanschabschnitte 4 in der gleichen Richtung des Trägerelements 1B vorstehen, kann ein Betrieb zum Fügen der Flanschabschnitte 4 in der gleichen Richtung ausgeführt werden. In dem vorliegenden Beispiel sind die Seitenoberflächen des ersten geteilten Stücks P1 und des zweiten geteilten Stücks P2 miteinander ausgerichtet, können aber voneinander in der Breitenrichtung des Flanschabschnitts 4 abweichen.
Es sollte beachtet werden, dass Beispiele der Querschnittsform des Hauptkörperabschnitts 3 (die Querschnittsform des Innenraums) Folgendes umfassen können: andere polygonale Schleifenformen (polygonale Formen) wie eine rechtwinklige Schleifenform (rechtwinklige Form); eine halbkreisförmige Schleifenform (Halbkreisform); eine wölbungsartige Schleifenform (wölbungsartige Form) in Form einer Wölbung mit einer Wölbungssehne und einem Bogen; und dergleichen. Beispiele der polygonalen Schleifenform (polygonale Form) umfassen eine dreieckige Schleifenform (dreieckige Form), eine fünfeckige Schleifenform (fünfeckige Form), eine sechseckige Schleifenform (sechseckige Form), eine achteckige Schleifenform (achteckige Form) und dergleichen.
(Auszugsöffnung)
Wenn die Flanschabschnitte 4 in der gleichen Richtung vorstehen, die wie in dem vorliegenden Beispiel die vertikale Richtung kreuzt (zu ihr orthogonal ist), ist die Bildungsposition der Auszugsöffnung 5 in der Umfangsrichtung des Hauptkörperabschnitts 3 auf der unteren Seite in der vertikalen Richtung, ist auf der oberen Seite in der vertikalen Richtung, ist in der Vorsprungsrichtung der Flanschabschnitte 4 oder ist in einer Richtung entgegengesetzt zu der Vorsprungsrichtung der Flanschabschnitte 4. Die Auszugsöffnung 5 in dem vorliegenden Beispiel weist eine Auszugsöffnung 51 auf der unteren Seite (5, 7), eine Auszugsöffnung 52 auf der Vorsprungsseite (6) und eine Auszugsöffnung 53 auf der gegenüberliegenden Seite (8) auf. Die Anzahl jeder dieser Auszugsöffnungen 51 bis 53 ist eins, es können aber mehrere sein. Die Auszugsöffnung 52 auf der Vorsprungsseite ist in der gleichen Richtung angeordnet wie die Vorsprungsrichtung der Flanschabschnitte 4 in dem Hauptkörperabschnitt 3 und öffnet sich zwischen zwei Flanschabschnitten 4. Die Auszugsöffnung 53 auf der gegenüberliegenden Seite öffnet sich in einer Richtung entgegengesetzt zu der Vorsprungsrichtung der Flanschabschnitte 4 in dem Hauptkörperabschnitt 3. Das heißt, die Auszugsöffnung 53 auf der gegenüberliegenden Seite und die Auszugsöffnung 52 auf der Vorsprungsseite öffnen in entgegengesetzten Richtungen.
Von der Auszugsöffnung 51 auf der unteren Seite in dem vorliegenden Beispiel wird der Auszugsteil 63 des Leitungsstrangs 6 herausgezogen, wobei der Anschluss 65 des Leitungsstrangs 6 in jede, die Auszugsöffnung 52 auf der Vorsprungsseite und die Auszugsöffnung 53 auf der gegenüberliegenden Seite eingepasst wird. Da der Anschluss 65, der in die Auszugsöffnung 52 auf der Vorsprungsseite eingepasst ist, einen Abschnitt aufweist, der durch die Auszugsöffnung 52 auf der Vorsprungsseite freigelegt ist und der von den zwei Flanschabschnitten 4 umgeben ist, kann der Anschluss 65 ohne Weiteres mechanisch geschützt werden. Entsprechend ist es wahrscheinlich, dass eine Beschädigung des Anschlusses 65 unterdrückt wird.
E sollte beachtet werden, dass obgleich zwei Flanschabschnitte 4 in der Richtung orthogonal zur vertikalen Richtung vorstehen, zwei Flanschabschnitte 4 hin zu der unteren oder oberen Seite in der vertikalen Richtung vorstehen können. Wenn beispielsweise zwei Flanschabschnitte 4 hin zu der unteren Seite in der vertikalen Richtung vorstehen, ist die Auszugsöffnung 52 auf der Vorsprungsseite auch die Auszugsöffnung 51 auf der unteren Seite.
[Leitungsstrang]
Die Vielzahl von elektrischen Leitungen 61 in dem Leitungsstrang 6 sind in einem bestimmten Teil in der Langseitenrichtung verzweigt. Die Vielzahl von elektrischen Leitungen 61 weisen einen Teil auf der Wurzelseite der Verzweigung (auf der Seite gegenüberliegend der Verzweigung) und einen verzweigten Teil auf. Diese Teile dienen als gelagerter Teil 62, der in dem Hauptkörperabschnitt 3 gelagert ist. Die Vielzahl von elektrischen Leitungen 61 weisen den anderen verzweigten Teil auf, der als ein Auszugsteil 63 dient, der aus dem Hauptkörperabschnitt 3 über eine Auszugsöffnung 51 auf der unteren Seite herausgezogen wird. Anschlüsse 65 sind insgesamt an drei Positionen vorgesehen, d. h. sind an den jeweiligen Enden des gelagerten Teils 62 und der Spitze des Auszugteils 63 vorgesehen. Der Anschluss 65 auf einer Innenseite (Spitze der Verzweigung) in dem gelagerten Teil 62 wird in die Auszugsöffnung 52 auf der Vorsprungsseite eingepasst, wobei der Anschluss 65 auf der anderen Endseite (gegenüberliegende Spitze der Verzweigung) in dem gelagerten Teil 62 in die Auszugsöffnung 53 auf der gegenüberliegenden Seite eingepasst wird. Diese Anschlüsse 65 sind mit jeweiligen Umfangskantenabschnitten der Auszugsöffnungen 52, 53 von Eintrittsmechanismen wie Schnappverbindungen in Eingriff, sodass sie sich nicht von den Auszugsöffnungen 5 ablösen. Der Anschluss 65 an der Spitze des Auszugsteils 63 wird über die Auszugsöffnung 51 auf der unteren Seite aus dem Hauptkörperabschnitt 3 herausgezogen. Der Wärmeisolator 7 ist im Wesentlichen über den gesamten äußeren Umfang des gelagerten Teils 62 vorgesehen.
[Funktion und Wirkung]
Das Trägerelement 1B gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt die gleiche Wirkung wie die des Trägerelements 1A gemäß der ersten Ausführungsform. Darüber hinaus kann, wenn die Querschnittsfläche des Innenraums des Hauptkörperabschnitts 3 gleich gemacht ist wie die Querschnittsfläche des Innenraums des Hauptkörperabschnitts 3 des Trägerelements 1A gemäß der ersten Ausführungsform, die Umfangslänge des Hauptkörperabschnitts 3 verkürzt werden, wodurch eine Gewichtseinsparung erleichtert wird.
«Testbeispiel 1»
Jeweilige mechanische Festigkeiten (Steifigkeiten) der hohlen Metallrohre der Proben Nr. 1 bis Nr. 4, die jeweils in 9 gezeigt sind, eines hohlen Metallrohrs einer Probe Nr. 5, die in 10 gezeigt ist, und hohle Metallrohre der Proben Nr. 101, Nr. 102, die in 11 gezeigt sind, wurden durch Simulation bewertet. Die Simulation wurde unter Verwendung von im Handel erhältlicher Simulationssoftware (SOLIDWORKS von SOLIDWORKS, Japan) ausgeführt.
[Proben Nr. 1 bis Nr. 4]
Jedes der hohlen Metallrohre der Proben Nr. 1 bis Nr. 4, die jeweils in 9 gezeigt sind, ist gleich wie das hohle Metallrohr 2 des Trägerelements 1A gemäß der ersten Ausführungsform, die mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben ist, ausgenommen, dass keine Auszugsöffnung gebildet ist. Das heißt, das erste geteilte Stück und das zweite geteilte Stück weisen die gleiche Form und die gleiche Größe auf. Jedes, das erste geteilte Stück und das zweite geteilte Stück, umfasst: einen Umfangswandabschnitt, der einen Querschnitt mit einer halbkreisförmigen Bogenform aufweist; und ein Paar von Vorsprüngen. Der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung an jeder, der einen Seite und der anderen Seite, sind so angeordnet, dass sie einander derart zugewandt sind, dass ihre Seitenoberflächen miteinander ausgerichtet sind. Es wird angenommen, dass der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung an jeder der einen Seite und der anderen Seite über die gesamte Region aneinandergefügt sind, an der sie einander zugewandt sind. Das Material jedes geteilten Stücks und die Abmessungen A bis D, die in 9 gezeigt sind, waren wie in Tabelle 1 gezeigt. Ein Stahl der Probe Nr. 4 ist ein hochzugfester Stahl (Klasse 440-MPa). Abmessung A stellt die Dicke des Flanschabschnitts dar, Abmessung B stellt die Dicke (= A/2) jedes geteilten Stücks dar, Abmessung C stellt die Höhe des hohlen Metallrohrs (die Höhe (Außendurchmesser) des Hauptkörperabschnitts) dar und Abmessung D stellt die Breite jedes Flanschabschnitts dar.
[Probe Nr. 5]
Das hohle Metallrohr der Probe Nr. 5, die in 10 gezeigt ist, ist gleich wie das hohle Metallrohr 2 des Trägerelements 1B gemäß der zweiten Ausführungsform, die mit Bezug auf 5 bis 8 beschrieben ist, ausgenommen, dass keine Auszugsöffnung gebildet ist. Das heißt, das erste geteilte Stück und das zweite geteilte Stück weisen ähnliche Formen auf, weisen unterschiedliche Größen auf und bestehen aus rinnenartigen Plattenelementen jeweils mit drei umgebenden flachen Oberflächen. Genau gesagt ist die Größe der Querschnittsform des ersten geteilten Stücks größer als die Größe der Querschnittsform des zweiten geteilten Stücks. Das erste geteilte Stück umfasst: einen rinnenartigen Umfangswandabschnitt mit drei umgebenden flachen Oberflächen; und ein Paar von ersten Vorsprüngen, die sich von jeweiligen Enden des Umfangswandabschnitts so gerade erstrecken, dass sie parallel zueinander sind. Das zweite geteilte Stück umfasst: einen geraden Umfangswandabschnitt; und ein Paar von zweiten Vorsprüngen, die von jeweiligen Enden des Umfangswandabschnitts in der radialen Richtung nach außen hervorstehen, sodass sie orthogonal zu dem Umfangswandabschnitt sind. Das Paar von ersten Vorsprüngen und das Paar von zweiten Vorsprüngen sind parallel zueinander. Der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung an jeder, der einen Seite und der anderen Seite, sind so angeordnet, dass sie einander derart zugewandt sind, dass ihre Seitenoberflächen miteinander ausgerichtet sind. Es wird angenommen, dass der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung an jeder der einen Seite und der anderen Seite über die gesamte Region aneinandergefügt sind, an der sie einander zugewandt sind. Das Material jedes geteilten Stücks und die Abmessungen A bis F, die in 10 gezeigt sind, waren wie in Tabelle 1 gezeigt. Abmessung A stellt die Dicke der Flanschabschnitte dar, Abmessung B stellt die Dicke (= A/2) jedes geteilten Stücks dar, Abmessung C stellt die Höhe des hohlen Metallrohrs (die Höhe des Hauptkörperabschnitts) dar, Abmessung D stellt die Breite jedes Flanschabschnitts dar, Abmessung E stellt die Breite des hohlen Metallrohrs (Gesamtbreite des Hauptkörperabschnitts und des Flanschabschnitts) dar und Abmessung F ist die Innenabmessung (E - B × 2 - D) des Hauptkörperabschnitts in der Breitenrichtung.
[Proben Nr. 101, Nr. 102]
Jedes der hohlen Metallrohre der Proben Nr. 101 und Nr. 102 in 11 ist ein rechteckiges Rohr, das keine Naht in der Umfangsrichtung aufweist. Das Material dieses hohlen Metallrohrs und Abmessungen B, C und E, die in 11 gezeigt sind, waren wie in Tabelle 1 gezeigt. Ein Stahl jeder der Proben Nr. 101 und Nr. 102 ist gleich wie der Stahl der Probe Nr. 4. Abmessung B stellt die Dicke des hohlen Metallrohrs dar, Abmessung C stellt die Höhe des hohlen Metallrohrs dar und Abmessung E stellt die Breite des hohlen Metallrohrs dar.
[Bewertungen der Festigkeiten]

Eine Bewertung der Festigkeit jeder Probe wurde ausgeführt, indem eine zulässige Last ε des hohlen Metallrohrs für eine besetzte Querschnittsfläche des hohlen Metallrohrs berechnet wurde. Die zulässige Last ε wird mit γ/δ berechnet, wenn α eine Dehngrenze von 0,2 % des Materials des hohlen Metallrohrs darstellt, β eine Querschnittsfläche des hohlen Metallrohrs ausgenommen für seinen Innenraum darstellt, γ eine axial zulässige Last des hohlen Metallrohrs darstellt und mit α × β berechnet wird und δ eine Gesamtquerschnittsfläche des hohlen Metallrohrs und des Innenraums darstellt. Die zulässige Last ε ist hier ein Wert, wenn angenommen wird, dass keine Auszugsöffnung in dem hohlen Metallrohr gebildet ist und der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung vollständig aneinandergefügt sind. Die Ergebnisse davon sind in Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1]

Probe Nr.	Material		α (MPa)	Abmessung						δ (mm²)	β (mm²)	γ (N)	ε (N/mm²)
Probe Nr.	Erstes geteiltes Stück	Zweites geteiltes Stück	α (MPa)	A (mm)	B (mm)	C (mm)	D (mm)	E (mm)	F (mm)	δ (mm²)	β (mm²)	γ (N)	ε (N/mm²)
1	AZ91	AZ91	280	6	3	70	20	-	-	4093	852	238560	58
2	AZ91	AZ91	280	26	3	38	20	-	-	1377	553	154840	112
3	AZ91	AZ91	280	5	2,5	38	20	-	-	1333	458	128240	96
4	Stahl	Stahl	243	2	1	38	20	-	-	1217	189	45927	38
5	AZ91	AZ91	280	6	3	45	18	58	34	2008	675	189000	94
101	Stahl	Stahl	243	-	0,5	100	-	200	-	20000	301	73143	4
102	Stahl	Stahl	243	-	1	100	-	700	-	70000	1604	389772	6

Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurde befunden, dass die zulässige Last ε des hohlen Metallrohrs jeder der Proben Nr. 1 bis Nr. 5 für die besetzte Querschnittsfläche des hohlen Metallrohrs mehr als oder gleich 17 N/mm² war. Andererseits wurde befunden, dass die zulässige Last ε des hohlen Metallrohrs jeder der Proben Nr. 101, Nr. 102 für die besetzte Querschnittsfläche des hohlen Metallrohrs weniger als 10 N/mm² war. Das heißt, es wurde befunden, dass das hohle Metallrohr jeder der Proben Nr. 1 bis Nr. 5 eine wesentlich höhere Festigkeit (höhere Steifigkeit) aufwies als die des hohlen Metallrohrs jeder der Proben Nr. 101, Nr. 102.
Insbesondere wurde befunden, dass die hohlen Metallrohre der Proben Nr. 1 bis Nr. 3 und Nr. 5, die jeweils das erste geteilte Stück und das zweite geteilte Stück umfassten, das jeweils aus AZ91 bestand, eine zulässige Last ε von mehr als oder gleich 30 N/mm², eine zulässige Last ε von mehr als oder gleich 50 N/mm², eine zulässige Last ε von mehr als oder gleich 90 N/mm² und eine zulässige Last ε von mehr als oder gleich 100 N/mm² aufwies und daher besonders hohe Festigkeiten (hohe Steifigkeit) aufwies. Das hohle Metallrohr von Probe Nr. 4, das das erste geteilte Stück und das zweite geteilte Stück umfasste, die jeweils aus einem Stahl bestanden, wies eine zulässige Last ε von mehr als oder gleich 30 N/mm² auf und hatte daher eine sehr hohe Festigkeit (hohe Steifigkeit).
<<Testbeispiel 2>>
Jeweilige Festigkeiten (Steifigkeiten) der hohlen Metallrohre der Proben Nr. 11, Nr. 12, die erhalten wurden, indem Öffnungen in den Hauptkörperabschnitten der hohlen Metallrohre der Proben Nr. 1, Nr. 4 im Testbeispiel 1 gebildet wurden, wurden durch Simulation auf die gleiche Weise wie in Testbeispiel 1 bewertet. Jede der Auszugsöffnungen der hohlen Metallrohre der Proben Nr. 11, Nr. 12 wurde derart gebildet, dass die Umfangslänge der Auszugsöffnung 40 % der Umfangslänge des hohlen Metallrohrs in einem Querschnitt an der Auszugsöffnung wurde.
Eine Bewertung der Festigkeit jeder Probe wurde ausgeführt, indem eine zulässige Last ε' des hohlen Metallrohrs für eine besetzte Querschnittsfläche des hohlen Metallrohrs berechnet wurde. Wie bei der zulässigen Last ε des hohlen Metallrohrs jeder der Proben Nr. 1, Nr. 4, wird die zulässige Last ε' des hohlen Metallrohrs jeder der Proben Nr. 11, Nr. 12 mit γ'/δ', d. h. α' × β'/δ' berechnet. Eine Dehngrenze α' von 0,2 % in dem Material des hohlen Metallrohrs jeder der Proben Nr. 11, Nr. 12 ist die gleiche wie eine Dehngrenze α von 0,2 % in dem Material des hohlen Metallrohrs jeder der Proben Nr. 1, Nr. 4. Die Querschnittsfläche β' des hohlen Metallrohrs jeder der Proben Nr. 11, Nr. 12 ist ein Wert, der erhalten wird, indem die Querschnittsfläche der Auszugsöffnung von der Querschnittsfläche β jeder der Proben Nr. 1, Nr. 4 ausgeschlossen wird. Wie bei jeder der Proben Nr. 1, Nr. 4 wird die zulässige Last γ' in axialer Richtung des hohlen Metallrohrs jeder der Proben Nr. 11, Nr. 12 berechnet mit α' × β'. Die Gesamtquerschnittsfläche δ' des hohlen Metallrohrs, des Innenraums und der Auszugsöffnung jeder der Proben Nr. 11, Nr. 12 ist gleich wie die Gesamtquerschnittsfläche δ des hohlen Metallrohrs jeder der Proben Nr. 1, Nr. 4.
Die zulässige Last ε' des hohlen Metallrohrs der Probe Nr. 11 für die besetzte Querschnittsfläche des hohlen Metallrohrs betrug 35 N/mm², und die zulässige Last ε' des hohlen Metallrohrs der Probe Nr. 12 für die besetzte Querschnittsfläche des hohlen Metallrohrs betrug 23 N/mm². Somit wurde befunden, dass das hohle Metallrohr jeder der Proben Nr. 11, Nr. 12 eine wesentlich höhere Festigkeit (höhere Steifigkeit) aufwies als die des hohlen Metallrohrs jeder der Proben Nr. 101, Nr. 102.
Mit Blick auf die Testbeispiele 1, 2 wird erachtet, da das hohle Metallrohr jeder der Proben Nr. 1 bis Nr. 5, Nr. 11 und Nr. 12 eine ausgezeichnete Festigkeit (Steifigkeit) aufweist, dass das hohle Metallrohr geeignet für ein Trägerelement verwendet werden kann, das Steifigkeit für Fahrzeuge, insbesondere ein Lenkstützelement, erfordert. Darüber hinaus ist es, indem der Leitungsstrang in dem hohlen Metallrohr gelagert wird, weniger wahrscheinlich, dass das hohle Metallrohr mit der ausgezeichneten Festigkeit (Steifigkeit) beschädigt wird, sogar wenn eine äußere Kraft auf das hohle Metallrohr einwirkt, mit dem Ergebnis, dass erachtet wird, dass wahrscheinlich unterdrückt wird, dass der Leitungsstrang aufgrund einer Beschädigung des hohlen Metallrohrs beschädigt wird.
Die vorliegende Erfindung ist eher durch die Bestimmungen der Ansprüche definiert als durch diese Beispiele und soll beliebige Abwandlungen innerhalb des Geltungsbereichs und der Bedeutung, die äquivalent zu den Bestimmungen der Ansprüche sind, umfassen.
Bezugszeichenliste
1A, 1B: Trägerelement; 2: hohles Metallrohr; 3: Hauptkörperabschnitt; 31, 32: Umfangswandabschnitt; 4: Flanschabschnitt; 41: erster Vorsprung; 42: zweiter Vorsprung; 43: reibrührgeschweißter Abschnitt; 44: Durchgangsbohrung; 5: Auszugsöffnung; 51: Auszugsöffnung auf der unteren Seite; 52: Auszugsöffnung auf der Vorsprungsseite; 53: Auszugsöffnung auf der gegenüberliegenden Seite; 6: Leitungsstrang; 61: Vielzahl elektrischer Leitungen; 62: gelagerter Teil; 63: Auszugsteil; 65: Anschluss; 7: Wärmeisolator; 8: Befestigungselement; 81: Bolzen; 82: Mutter; P1: erstes geteiltes Stück; P2: zweites geteiltes Stück
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017224517 [0001]
JP 201328337 [0003]

Claims

Trägerelement, umfassend: einen Leitungsstrang; und ein hohles Metallrohr, das so vorgesehen ist, dass es mindestens einen Abschnitt des Leitungsstrangs abdeckt, wobei das hohle Metallrohr versehen ist mit einem Hauptkörperabschnitt, der mindestens den Abschnitt des Leitungsstrangs abdeckt, mindestens einem ersten Vorsprung, mindestens einem zweiten Vorsprung, mindestens einem Flanschabschnitt, an dem ein Paar von dem ersten Vorsprung und dem zweiten Vorsprung fixiert sind, wobei der mindestens eine Flanschabschnitt hin zu einer Außenseite des Hauptkörperabschnitts entlang einer Langseitenrichtung des hohlen Metallrohrs vorsteht, und einer Öffnung, die als eine Auszugsöffnung für den Leitungsstrang dient und sich an einem bestimmten Abschnitt des Hauptkörperabschnitts in der Langseitenrichtung befindet, und ε ≥ 17 N/mm² erfüllt ist, wenn α eine Dehngrenze von 0,2 % eines Materials des hohlen Metallrohrs darstellt, β eine Querschnittsfläche des hohlen Metallrohrs ausgenommen für einen Innenraum des hohlen Metallrohrs darstellt, γ eine axial zulässige Last des hohlen Metallrohrs darstellt und mit α × β berechnet wird, δ eine Gesamtquerschnittsfläche des hohlen Metallrohrs und des Innenraums darstellt und ε eine zulässige Last des hohlen Metallrohrs für eine besetzte Querschnittsfläche des hohlen Metallrohrs darstellt und mit γ/δ berechnet wird.
Trägerelement nach Anspruch 1, wobei der Leitungsstrang mindestens einen eines Anschlusses aufweist, der in die Auszugsöffnung eingepasst ist, und/oder eines Auszugsteils, der von der Auszugsöffnung hin zur Außenseite des Hauptkörperabschnitts herausgezogen wird.
Trägerelement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Auszugsöffnung eine Auszugsöffnung auf der unteren Seite aufweist, die sich auf einer unteren Seite des Hauptkörperabschnitts in einer vertikalen Richtung öffnet.
Trägerelement nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei das hohle Metallrohr gebildet ist, indem ein erstes geteiltes Stück und ein zweites geteiltes Stück kombiniert werden, und es einen Hauptkörperabschnitt und zwei Flanschabschnitte aufweist, die in entgegengesetzten Richtungen vorstehen, wobei das erste geteilte Stück Folgendes aufweist: einen ersten Umfangswandabschnitt, der einen Abschnitt des Hauptkörperabschnitts bildet, und zwei erste Vorsprünge, die in den entgegengesetzten Richtungen von jeweiligen Enden des ersten Umfangswandabschnitts vorspringen, um jeweilige Abschnitte der Flanschabschnitte zu bilden, und wobei das zweite geteilte Stück Folgendes aufweist: einen zweiten Umfangswandabschnitt, der einen Abschnitt des Hauptkörperabschnitts bildet, und zwei zweite Vorsprünge, die in den entgegengesetzten Richtungen von jeweiligen Enden des zweiten Umfangswandabschnitts vorspringen, um jeweilige Abschnitte der Flanschabschnitte zu bilden.
Trägerelement nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei das hohle Metallrohr gebildet wird, indem ein erstes geteiltes Stück und ein zweites geteiltes Stück kombiniert werden, und einen Hauptkörperabschnitt und zwei Flanschabschnitte aufweist, die in der gleichen Richtung vorstehen, wobei das erste geteilte Stück Folgendes aufweist: einen ersten Umfangswandabschnitt, der einen Abschnitt des Hauptkörperabschnitts bildet, und zwei erste Vorsprünge, die in der gleichen Richtung von jeweiligen Enden des ersten Umfangswandabschnitts vorspringen, um jeweilige Abschnitte der Flanschabschnitte zu bilden, und wobei das zweite geteilte Stück Folgendes aufweist: einen zweiten Umfangswandabschnitt, der einen Abschnitt des Hauptkörperabschnitts bildet, und zwei zweite Vorsprünge, die in der gleichen Richtung von jeweiligen Enden des zweiten Umfangswandabschnitts vorspringen, um jeweilige Abschnitte der Flanschabschnitte zu bilden.
Trägerelement nach Anspruch 5, wobei die Auszugsöffnung eine Auszugsöffnung auf der Vorsprungsseite aufweist, die sich zwischen den zwei Flanschabschnitten in der gleichen Richtung wie die Vorsprungsrichtung der Flanschabschnitte in dem Hauptkörperabschnitt öffnet, und der Leitungsstrang einen Anschluss aufweist, der in die Auszugsöffnung auf der Vorsprungsseite eingepasst ist.
Trägerelement nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Material des hohlen Metallrohrs ein Metall ist, das aus der Gruppe von reinem Magnesium, einer Magnesiumlegierung, reinem Aluminium, einer Aluminiumlegierung, reinem Eisen und einer Eisenlegierung ausgewählt ist.
Trägerelement nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Flanschabschnitt einen reibrührgeschweißten Abschnitt aufweist, an dem der erste und der zweite Vorsprung, die so angeordnet sind, dass sie einander zugewandt sind, reibrührgeschweißt sind.
Trägerelement nach Anspruch 8, ferner umfassend einen Wärmeisolator, der zwischen den Leitungsstrang und das hohle Metallrohr gesetzt ist, um den Leitungsstrang vor Wärme zu schützen, die bei dem Reibrührschweißen entsteht.
Trägerelement nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend ein Befestigungselement, das den ersten und den zweiten Vorsprung, die so angeordnet sind, dass sie einander zugewandt sind, in einer Stapelrichtung des ersten und des zweiten Vorsprungs befestigt, wobei jeder, der erste und der zweite Vorsprung, mit einer Durchgangsbohrung versehen ist, in die das Befestigungselement einsetzbar ist.