JP2000140933A

JP2000140933A - 二重管構造

Info

Publication number: JP2000140933A
Application number: JP10346279A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Tada; 豊多田
Original assignee: BESTEX KYOEI KK
Current assignee: BESTEX KYOEI KK
Priority date: 1998-09-01
Filing date: 1998-12-07
Publication date: 2000-05-23
Also published as: US6283159B1

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、特に場所によって加わる荷重が異
なるような時や、方向によって荷重が異なるような時に
使用すれば有効なパイプ構造の提供を目的とする。【解決手段】断面円形の円形管１等の中空管の内部に
断面異形の異形管２を軽圧入して固着するようにし、異
形管２の断面形状として、放射方向に突出する突条部２
ｔを軸方向に沿って複数形成し、各突条部２ｔの頂部を
円形管１に内面に接触させて軽圧入した後、任意の個所
ｓをアーク溶接等で固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、断面形状の異なる
パイプを組み合わせて強度向上と軽量化を図った二重管
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば自動車の構造部品として各
種パイプが使用されており、必要とされる強度等の要請
からパイプ径や肉厚を変化させて使用するようにしてい
る。そして、同じパイプ材でも場所によって加わる荷重
が異なるような時は、例えば最大荷重が加わる部分に対
する強度を基準にしてパイプ径や肉厚等を決定したり、
または大径或いは厚肉のパイプと小径或いは薄肉のパイ
プを溶接等で接合するような方法が一般的である。また
方向によって強度を変化させたいようなときがあって
も、通常、最大荷重が加わる方向に対する強度を基準に
してパイプ径または肉厚を決定するのが普通である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に最大荷重が加わる部分を基準にしてパイプ径や肉厚を
決定するような方法は、例えば高重量化を招き、また強
度がさほど必要とされない個所でも不必要に強度が高く
なりすぎる等の問題がある。また、大径または厚肉のパ
イプと小径または薄肉のパイプを接合する方法は、溶接
等の手間がかかるという問題がある。

【０００４】そこで本発明は、特に場所によって加わる
荷重が異なるような時や、方向によって荷重が異なるよ
うな時に使用すれば便利なパイプ構造の提供を目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に係る二重管構造は、中空管の内部に断面異形
の異形管を軽圧入して固着される二重管構造であって、
異形管の断面形状として、放射方向に突出する複数の突
条部を形成し、これら突条部の頂部を中空管の内面に接
触させて軽圧入する構造にした。

【０００６】また、請求項２に係る二重管構造は、中空
管の内部に断面異形の異形管が軽圧入されて固着される
二重管構造であって、異形管が偏平に潰れた偏平管で、
その頂部（断面形状において折れ曲がった部分）を前記
中空管の内面に接触させて軽圧入する構造にした。

【０００７】このように中空管の内部に断面異形の異形
管を軽圧入して固着すれば、例えば突条部の方向の強度
が強まる等によって、方向によって強度を変えることが
出来る。

【０００８】ここで中空管としては、断面円形の円形管
のほか、断面角形管、断面楕円形管等、各種断面形状の
パイプが使用できる。また、突条部の数等は任意であ
り、例えば中心軸を基準にして対向する２箇所でも、円
周方向の等間隔３個所でも４個所でも良く、またはそれ
以上でも良い。そして突条部の頂部を同心円状に配置す
ることにより、中空管の内面に接触せしめるようにす
る。また中空管と異形管の固着方法は任意であるが、例
えば特定の接触部をアーク溶接等で溶接止めすれば、簡
単に固定することが出来る。

【０００９】また請求項３では、異形管を中空管の長手
方向に対して部分的に装入するようにした。このように
中空管の内部に部分的に装入すれば、装入した部分の強
度を、装入しない部分に較べて高めることが出来、例え
ば加わる荷重が場所によって異なるような場合に適用す
れば、従来のように径や肉厚の異なるパイプを接合する
ような手間を省くことが出来る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明する。ここで図１は本発明に係る
二重管構造の一例の斜視図で中空管を断面円形にした場
合の構成例図、図２は図１の分解斜視図、図３は異形管
の成形法の説明図、図４は異形管を部分的に装入した例
を示す説明図、図５は二重管構造の強度試験を行った時
の各種構成例図、図６は中空管を断面角形管とした場合
の一例を示す斜視図である。

【００１１】本発明に係る二重管構造の一例は、図１に
示すように、中空管として鋼管等の円形管１が適用さ
れ、この円形管１の内部に異形管２を軽圧入し、任意の
接合個所ｓをアーク溶接等で固定して一体化した組み合
わせ管として構成される。

【００１２】円形管１に対する異形管２の固定方法は、
図２に示すように、円形管１に穴部１ａを予め形成して
おき、この穴部１ａに異形管２の頂部が一致するように
異形管２を挿入し、穴部１ａをアーク溶接することで異
形管２を固定する。

【００１３】円形管１に対する異形管２の固定方法とし
ては、前記した溶接に限らず、使用用途等に応じて溶接
を省いた圧入や加締めによって固定してもよい。

【００１４】本発明に係る二重管は、例えば車両のステ
アリングハンガービームやドアビームのように、特定方
向に対しては高い剛性を必要とし、特定方向に交差する
方向等では剛性を低くすることが望まれるような個所に
適用すれば好適である。

【００１５】ここで異形管２は、断面形状として、放射
方向に突出する複数の突条部２ｔを備えており、この突
条部２ｔの頂部が円形管１の内面に軽圧入出来るような
外径寸法にされている。そして図１、図２に示す形態で
は、突条部２ｔの数は円周等間隔３個で各頂部が三角形
を形作るような形態にされているが、この突条部２ｔの
数は任意であり、例えば図５（ｂ）に示すように４個で
も良く、（ｃ）に示すように２個でも良く、または不図
示ではあるが５個以上でも良い。因みに、突条部２ｔが
中心軸を基準にした対向２箇所の場合は、偏平状に潰れ
た偏平管となる。

【００１６】以上のような異形管２の成形方向は、図３
（ａ）に示すように、断面円形の素管２ｏの外周部を一
対のクランプ型Ｃでクランプし、クランプ型Ｃに形成さ
れる異方向の複数のポンチガイド溝ｍを通してそれぞれ
のポンチＰを同時に打ち込むことによって、図３（ｂ）
に示すように、断面形状を変形多角形状に成形する。そ
してこの変形多角形は、通常の多角形形状の各辺が直線
の代わりに凹部として形成され、表面の起伏が多い多角
形として構成されている。因みに、図５（ｂ）に示すよ
うな突条部２ｔが４個の場合は、４方向からポンチＰを
同時に打ち込んで成形する。

【００１７】以上のような異形管２を円形管１の内部に
軽圧入して前記したように固定すれば、方向によって強
度の強弱をつけた二重管が構成されるが、各種形態の二
重管について強度試験を行った結果を図５に基づき説明
する。

【００１８】図５（ａ）は突条部２ｔが３個の異形管２
を円形管１の内部に装入した場合であり、長さ１５０mm
の二重管の両端を固定し、任意の突条部２ｔの頂部から
中心に向けて１０kgfの荷重Ｚ1をかけた場合と、荷重Ｚ
1の直交軸方向から中心に向けて１０kgfの荷重Ｚ2をか
けた場合と、Ｚ1の反対方向から中心に向けて１０kgfの
荷重Ｚ3をかけた場合の、それぞれの荷重点における最
大応力(kgf/mm2)と変位量(mm)を測定した。この結果
は、以下に示す表１のＮＯ．１の通りである。

【００１９】ここで、円形管１は材質がＳＴＡＭ２９０
ＧＡ（ＪＩＳＧ３４７２）で外径３５ｍｍ、板厚１．
０ｍｍのものを用い、異形管２は材質がＳＴＡＭ２９０
ＧＡで板厚１．０ｍｍのものを用いた。

【００２０】また図５（ｂ）は突条部２ｔが４個の異形
管２を円形管１の内部に装入した場合であり、長さ１５
０mmの二重管の両端を固定し、任意の突条部２ｔの頂部
から中心に向けて１０kgfの荷重Ｚ1をかけた場合と、隣
接する突条部２ｔ同士の間から中心に向けて１０kgfの
荷重Ｚ2をかけた場合の、荷重点における最大応力(kgf/
mm²)と変位量(mm)を測定した。この結果は、以下に示す
表１のＮＯ．２の通りである。ここで、円形管１の材質
及び寸法は図５（ａ）で示した円形管１と同様とし、異
形管２も同様に板厚１．０ｍｍのものを用いた。

【００２１】また図５（ｃ）は突条部２ｔが２個の異形
管２を円形管１の内部に装入した場合であり、長さ１５
０mmの二重管の両端を固定し、任意の突条部２ｔの頂部
から中心に向けて１０kgfの荷重Ｚ1をかけた場合と、荷
重Ｚ1に対する直交軸方向から中心に向けて１０kgfの荷
重Ｚ2をかけた場合の、荷重点における最大応力(kgf/mm
²)と変位量(mm)を測定した。この結果は、以下に示す表
１のＮＯ．３の通りである。ここで、円形管１の材質及
び寸法は図５（ａ）で示した円形管１と同様とし、異形
管２も同様に板厚１．０ｍｍのものを用いた。

【００２２】比較例として、図５（ｄ）に示すように、
円形管１の内部に円形管３を密着状に軽圧入した長さ１
５０mmの二重管の両端を固定し、任意の個所から中心に
向けて１０kgfの荷重Ｚ1をかけた場合の、荷重点におけ
る最大応力(kgf/mm²)と変位量(mm)を測定した。この結
果は、以下に示す表１のＮＯ．４の通りである。ここ
で、円形管１の材質及び寸法は図５（ａ）で示した円形
管１と同様とし、異形管２については材質は同一で、外
径が３３ｍｍ、板厚が１．０ｍｍのものを用いた。

【００２３】

【表１】

【００２４】この結果から図５（ｄ）の円形管１の内部
に円形管３を装入する場合は、最大応力が１．６９１kg
f/mm²であるのに対し、図５（ａ）乃至（ｃ）の異形管
２の場合は、方向によって最大応力をそれ以下またはそ
れ以上にすることが出来、方向によって強弱が得られる
ことが立証された。

【００２５】また、以上のような異形管２は、図４に示
すように、円形管１の長手方向に対して部分的に装入す
ることが出来る。この場合は、異形管２を装入した部分
の強度を装入しない部分に較べて高めることが出来、従
来のようにパイプ径や肉厚の異なるパイプを接合するよ
うな手間を省くことが出来る。

【００２６】ところで、以上の実施形態では、中空管と
して円形管１を使用しているが、この中空管は、例えば
図６に示すような断面角形管１ｋとしても良い。この
際、断面角形管１ｋの断面形状としては、三角形、四角
形、五角形等の任意の形状が適用出来、円形管１の場合
と同様な効果を得ることが出来る。

【００２７】尚、本発明は以上のような実施形態に限定
されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載し
た事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を
奏するものは本発明の技術的範囲の属する。例えば円形
管１、角形管１ｋや異形管２の材質等は任意であり、ま
た両者の固着方法等も任意である。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明に係る二重管構造
は、中空管の内部に断面異形の異形管を軽圧入して固着
するとともに、異形管の断面形状として放射方向に突出
する複数の突条部を形成し、これら突条部の頂部を中空
管に内面に接触させて軽圧入するようにしたため、方向
によって強度の強弱をつけた二重管構造にすることが出
来る。

【００２９】また、偏平に潰れた偏平管を異形管とし、
この偏平な異形管の頂部を前記中空管の内面に接触させ
て軽圧入するとともに、頂部と中空管とをアーク溶接等
で接合することによっても同様の効果を発揮する。

【００３０】また、異形管を中空管の長手方向に対して
部分的に装入するようにすれば、部分的に強度を変える
ことが出来、従来のように径や肉厚の異なるパイプを接
合するような手間を省くことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る二重管構造で中空管を円形管とし
た場合の斜視図

【図２】図１の分解斜視図

【図３】異形管の成形法の説明図

【図４】異形管を部分的に装入した例を示す説明図

【図５】二重管構造の強度試験を行った時の各種構成例
図であり、（ａ）は異形管の突条部が３個の場合、
（ｂ）は異形管の突条部が４個の場合、（ｃ）は突条部
が２個の場合、（ｄ）は比較例として円形管を二重構造
にした場合

【図６】中空管に角形管を使用した一例を示す斜視図

【符号の説明】

１…円形管、１ａ…穴部、１ｋ…角形管、２…異形管、
２ｔ…突条部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空管の内部に断面異形の異形管が軽圧
入されて固着される二重管構造であって、前記異形管
は、断面形状として放射方向に突出する複数の突条部を
備え、これら突条部の頂部が前記中空管の内面に接触し
て軽圧入されることを特徴とする二重管構造。
【請求項２】中空管の内部に断面異形の異形管が軽圧
入されて固着される二重管構造であって、前記異形管
は、偏平に潰れた偏平管で、その頂部が前記中空管の内
面に接触して軽圧入されることを特徴とする二重管構
造。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の二重管
構造において、前記異形管は、前記中空管の長手方向に
対して部分的に装入されることを特徴とする二重管構
造。