JP2022174782A - Structure and method for manufacturing structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両等の移動体、建築物等の構造物を構成する中空の構造体に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hollow structure constituting a moving body such as a vehicle and a structure such as a building.
従来、自動車を構成する構造体として、例えば、アウタパネルとインナパネルとで形成される空間を有する中空の構造体が用いられている。このような中空の構造体において、剛性を向上させるための種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１～４参照）。特許文献１には、アウタパネルとインナパネルの間に形成される空間内に、樹脂製の複数の補剛部材を配置する構成が開示されている。特許文献２には、車体骨格部材と車両の外板との間に、発泡材の補剛材が配置される構成が開示されている。特許文献３には、自動車の側部を構成するボデー骨格構造であって、アウタパネルとインナパネルによって形成された閉空間に、金属、樹脂、発泡材の三層構造体が配置される構成が開示されている。特許文献４には、自動車のサブフレーム構造において、中空の部材の内部空間に、上面側と下面側を繋ぐ筒状部材が補剛材として配置される構成が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a hollow structure having a space formed by an outer panel and an inner panel, for example, has been used as a structure constituting an automobile. Various techniques have been proposed for improving the rigidity of such hollow structures (see, for example, Patent Documents 1 to 4). Patent Document 1 discloses a configuration in which a plurality of stiffening members made of resin are arranged in a space formed between an outer panel and an inner panel. Patent Literature 2 discloses a configuration in which a foam stiffener is arranged between a vehicle body frame member and an outer panel of a vehicle. Patent Document 3 discloses a body frame structure that constitutes a side portion of an automobile, in which a three-layer structure of metal, resin, and foam material is arranged in a closed space formed by an outer panel and an inner panel. It is Patent Document 4 discloses a subframe structure of an automobile, in which a cylindrical member connecting the upper surface side and the lower surface side is arranged as a stiffener in the internal space of a hollow member.
しかしながら、中空の構造体において、さらなる剛性の向上が望まれている。なお、このような課題は、自動車の構造体に限定されず、種々の移動体、建築物等の構造物の構造体にも共通する課題である。 However, further improvement in rigidity is desired in the hollow structure. It should be noted that such a problem is not limited to the structure of an automobile, but is a problem common to structures of structures such as various mobile bodies and buildings.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、中空の構造体において剛性を向上させる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a technique for improving the rigidity of a hollow structure.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve the above problems, and can be implemented as the following modes.
（１）本発明の一形態によれば、構造体が提供される。この構造体は、中空管状の本体部と、前記本体部の外側面に形成された第１補剛部と、前記本体部の内側面に形成された第２補剛部と、前記本体部の側面を貫通し、前記第１補剛部と前記第２補剛部とを接続する接続部と、を有する補剛部材と、を備える。 (1) According to one aspect of the present invention, a structure is provided. This structure includes a hollow tubular main body, a first stiffening section formed on the outer surface of the main body, a second stiffening section formed on the inner surface of the main body, and the main body. a stiffening member having a connecting portion penetrating the side surface and connecting the first stiffening portion and the second stiffening portion.
この構成によれば、補剛部材が、本体部の内部と外部との両方に配置される。本体部の外側面に形成された第１補剛部は、断面二次モーメントを向上させることにより剛性を向上させる。本体部の内側面に形成された第２補剛部は、弾性座屈を防ぐことにより剛性を向上させる。そのため、中空の部材の外部と内部のいずれか一方にのみ補剛部材が設けられる構成と比較して、さらに剛性を向上させることができる。その結果、構造体に外力が加わった際の、構造体の変形を抑制することができる。 According to this configuration, the stiffening member is arranged both inside and outside the main body. The first stiffening portion formed on the outer surface of the main body improves the rigidity by improving the moment of inertia of area. A second stiffener formed on the inner surface of the body improves rigidity by preventing elastic buckling. Therefore, the rigidity can be further improved compared to a configuration in which a stiffening member is provided only on either the outside or the inside of the hollow member. As a result, deformation of the structure can be suppressed when an external force is applied to the structure.
（２）上記形態の構造体であって、前記補剛部材の形状は、トポロジー最適化により導出されてもよい。このようにすると、補剛部材の形状をより適切にすることができ、構造体の剛性をより向上させることができる。 (2) In the structure of the above aspect, the shape of the stiffening member may be derived by topology optimization. By doing so, the shape of the stiffening member can be made more appropriate, and the rigidity of the structure can be further improved.
（３）上記形態の構造体であって、前記補剛部材は、接着剤を介さず前記本体部に接合されてもよい。このようにすると、接着剤によって補剛部材を本体部に接合する場合と比較して、構造体の製造工程を削減することができ、製造コストを低減することができる。 (3) In the structure of the above aspect, the stiffening member may be joined to the main body without an adhesive. In this way, compared to the case where the stiffening member is joined to the main body with an adhesive, the number of manufacturing steps of the structure can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
（４）上記形態の構造体であって、前記補剛部材の少なくとも一部は、発泡体でもよい。このようにすると、軽量化に資することができる。 (4) In the structure of the above mode, at least part of the stiffening member may be a foam. If it does in this way, it can contribute to weight reduction.
（５）上記形態の構造体であって、前記発泡体は、金属発泡体でもよい。このようにすると、樹脂の発泡体と比較して、剛性を向上させることができる。 (5) In the structure of the above mode, the foam may be a metal foam. By doing so, the rigidity can be improved as compared with a resin foam.
（６）本発明の他の形態によれば、構造体の製造方法が提供される。この構造体の製造方法は、中空管状の本体部であって、１つ以上の貫通孔を備える本体部を用意し、前記本体部の外側と内側に、前記本体部の前記貫通孔を含むキャビティを形成し、前記キャビティ内に流体を流し込み、前記キャビティ内に流し込んだ前記流体を固化させることにより、前記本体部の外側面に形成された第１補剛部と、前記本体部の内側面に形成された第２補剛部と、前記本体部の側面を貫通し、前記第１補剛部と前記第２補剛部とを接続する接続部と、を有する補剛部材を形成する。 (6) According to another aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing a structure. The method for manufacturing this structure includes preparing a hollow tubular main body portion having one or more through holes, and forming cavities containing the through holes of the main body portion on the outside and inside of the main body portion. is formed, a fluid is poured into the cavity, and the fluid poured into the cavity is solidified, thereby forming a first stiffening portion formed on the outer surface of the main body and on the inner surface of the main body A stiffening member is formed that has a formed second stiffening portion and a connecting portion that penetrates the side surface of the main body portion and connects the first stiffening portion and the second stiffening portion.
この製造方法によれば、補剛部材を形成すると共に本体部に補剛部材を接合することができる。そのため、別途作製された補剛部材を構造体に接合する製造方法と比較して、製造工程を削減することができ、剛性が高い構造体の製造コストを低減することができる。 According to this manufacturing method, the stiffening member can be formed and joined to the main body. Therefore, compared to a manufacturing method in which a separately manufactured stiffening member is joined to the structure, the manufacturing process can be reduced, and the manufacturing cost of the highly rigid structure can be reduced.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、構造体を備える移動体、構造体を備える構造物等の形態で実現することができる。 It should be noted that the present invention can be implemented in various forms, for example, in the form of a moving body having a structure, a structure having a structure, and the like.
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の構造体１００の外観構成を概略的に示す説明図である。構造体１００は、本体部１０と、補剛部材２０と、を備える。本体部１０は、第１本体部１１と、第２本体部１２と、第３本体部１３と、を備え、第１本体部１１と第３本体部１３とが第２本体部１２によって接続されている。本実施形態の構造体１００としては、車両のボデー骨格構造体として用いるものを例示する。
<First embodiment>
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the external configuration of the
図２は、本体部１０の構成を概略的に示す説明図である。図示するように、本体部１０は、第１本体部１１、第２本体部１２、および第３本体部１３が接続されて、全体として中空管状に形成されている。本体部１０は、両端が開口している両端開口管状に形成され
ている。第１本体部１１、第２本体部１２、および第３本体部１３は、それぞれ、中空の矩形管状に形成されている。図示するように、第１本体部１１および第３本体部１３の内周形状と、第２本体部１２の外周形状が略一致する。第２本体部１２の一方の端部が第１本体部１１内に挿入され、第２本体部１２の他方の端部が第３本体部１３内に挿入されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the
図示するように、第１本体部１１と第２本体部１２とが重なる部分である第１重複部１４には、第１本体部１１の側面と第２本体部１２の側面とを貫通する貫通孔１０Ｈが形成されている。同様に、第２本体部１２と第３本体部１３とが重なる部分である第２重複部１５にも、第２本体部１２の側面と第３本体部１３の側面とを貫通する貫通孔１０Ｈが形成されている。第１重複部１４を構成する４つの側面のそれぞれに、貫通孔１０Ｈが２つずつ、合計８つ形成されている。同様に、第２重複部１５を構成する４つの側面のそれぞれに、貫通孔１０Ｈが２つずつ、合計８つ形成されている。なお、図２では、貫通孔１０Ｈを明瞭に図示するために、図２において手前に配置されている１つの側面に配置されている４つの貫通孔１０Ｈを図示し、残余の貫通孔１０Ｈの図示を省略している。
As shown in the figure, a first overlapping
本体部１０は、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属、合金、炭素繊維強化プラスチック等の樹脂材料、木材等、種々の材料により形成することができる。
The
図３は、補剛部材２０の外観構成を概略的に示す説明図である。図示するように、補剛部材２０は、第１補剛部２１と第２補剛部２２と、を備える。
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing the external configuration of the
図４は、第１補剛部２１と第２補剛部２２の外観構成を概略的に示す説明図である。図５は、補剛部材２０の断面構成を概略的に示す説明図である。図５（ａ）は、図２におけるＡ－Ａ断面を示し、図５（ｂ）は、図２におけるＢ－Ｂ断面を示す。ここで、Ａ－Ａ断面は、第１重複部１４の８つの貫通孔１０Ｈを通る断面であり、Ｂ－Ｂ断面は、第２重複部１５の８つの貫通孔１０Ｈを通る断面である。
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the external configuration of the
図５に示すように、第１補剛部２１は本体部１０の外側面１０ｏに形成されており、第２補剛部２２は本体部１０の内側面１０ｉに形成されている。そして、第１補剛部２１と第２補剛部２２とは、本体部１０の貫通孔１０Ｈに配置されている接続部２３によって接続されている。すなわち、補剛部材２０は、本体部１０の外側面１０ｏに形成された第１補剛部２１と、本体部１０の内側面１０ｉに形成された第２補剛部２２と、本体部１０の側面を貫通し、第１補剛部２１と第２補剛部２２とを接続する接続部２３と、を有する。図３、図４、および図５に示すように、本実施形態の補剛部材２０は、不規則で複雑な形状である。後述するように、本実施形態の補剛部材２０の形状は、トポロジー最適化により導出された形状である。
As shown in FIG. 5, the
本実施形態において、補剛部材２０は、金属発泡体である。換言すると、本実施形態の補剛部材２０の全部が金属発泡体である。金属としては、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属、合金等、種々の金属を用いることができる。金属としては、その融点、比重、剛性等を考慮すると、アルミニウム合金を用いるのが好ましい。他の実施形態では、樹脂発泡体、セラミック発泡体等、金属以外の材料の発泡体を用いてもよい。また、発泡体でない中実の金属、樹脂、セラミック等を用いてもよい。
In this embodiment, the stiffening
次に、図６を用いて、トポロジー最適化による補剛部材２０の形状の導出方法について説明する。
図６は、補剛部材２０の最適形状の導出方法の説明図である。本実施形態では、第１本体部１１と第３本体部１３との結合部位である第２本体部１２の剛性が最大となる形状を導出する。図６（ａ）は、第２本体部１２の端面に発生する並進力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）
とモーメント（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）、および拘束点を図示している。図６（ｂ）は、第２本体部１２の内部と外周部の設計領域を図示している。
Next, a method of deriving the shape of the stiffening
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method of deriving the optimum shape of the stiffening
and moments (Mx, My, Mz), and constraint points. FIG. 6(b) shows the design areas of the inside and outer periphery of the second
まず、構造体１００全体に掛かる力から第２本体部１２の端面に発生する荷重（並進力およびモーメントＴ）を求める。境界条件として、下端を拘束し、上端に荷重を設定する。そして、トポロジー最適化により、剛性が最大となる形状を導出する。これにより、図４に示した第１補剛部２１と第２補剛部２２の形状が導出される。
First, the load (translational force and moment T) generated on the end surface of the
次に、構造体１００の製造方法について説明する。
まず、図２に示すように、１６個の貫通孔１０Ｈが形成された本体部１０（図２）を用意する。貫通孔１０Ｈが形成された本体部１０は、予め貫通孔が形成された第１本体部１１、第２本体部１２、および第３本体部１３を、貫通孔の位置を合わせて配置することにより形成してもよい。また、貫通孔が形成されていない第１本体部１１と第３本体部１３に第２本体部１２の端部を挿入した後、第１重複部１４および第２重複部１５をそれぞれ貫通する貫通孔を形成してもよい。
Next, a method for manufacturing the
First, as shown in FIG. 2, the body portion 10 (FIG. 2) in which 16 through
本体部１０の外側と内側に、本体部１０の１６個の貫通孔１０Ｈを含むキャビティを形成するキャビティ形成部材を配置する。キャビティ形成部材と本体部１０との間にできる間隙の形状が、上記トポロジー最適化により導出された形状になるように、キャビティ形成部材が形成されている。本実施形態において、キャビティ形成部材は、金属板材により形成されている。
Cavity forming members for forming a cavity including the 16 through
形成されたキャビティ内に流体を流し込み、キャビティ内に流し込んだ流体を固化させることにより、補剛部材２０を造形することができる。本実施形態では、上述の通り、補剛部材２０は、金属発泡体であるため、流体は、発泡材を混入した金属流体である。これにより、キャビティ内に金属流体を充填した後に、金属発泡体を形成することができる。なお、本実施形態では、流体が固化した後、キャビティ形成部材（金属板材）を取り除いている。他の実施形態では、キャビティ形成部材を、そのまま残してもよい。
The stiffening
この製造方法では、キャビティ形成部材と本体部１０によって形成されるキャビティが貫通孔１０Ｈを含む。すなわち、本体部１０の外側に形成されたキャビティと本体部１０の内側に形成されたキャビティとが本体部１０の貫通孔１０Ｈによって繋がっている。そのため、例えば、本体部１０の外側に形成されたキャビティに流体を流し込むと、貫通孔１０Ｈを通って本体部１０の内側のキャビティに流体が流れ込む。貫通孔１０Ｈに流れ込んだ流体が固まることにより接続部２３が形成される。すなわち、キャビティ全体に流体が充填され、固化されると、第１補剛部２１と第２補剛部２２とが接続部２３によって接続された補剛部材２０が完成する。また、この製造方法によれば、キャビティに充填された流体が固化することにより、第１本体部１１と第２本体部１２、および第２本体部１２と第３本体部１３が接合されると共に、補剛部材２０が本体部１０に接合される。そのため、接着剤を使用せず、本体部１０と補剛部材２０とが一体となった構造体１００を製造することができる。すなわち、第１本体部１１と第２本体部１２、および第２本体部１２と第３本体部１３の接着工程、補剛部材２０と本体部１０との接着工程を省略することができる。
In this manufacturing method, the cavity formed by the cavity forming member and the
以上説明したように、本実施形態の構造体１００によれば、補剛部材２０が、本体部１０の内部と外部との両方に配置される。本体部１０の外側面１０ｏに形成された第１補剛部２１は、断面二次モーメントを向上させることにより剛性を向上させる。本体部１０の内側面１０ｉに形成された第２補剛部２２は、弾性座屈を防ぐことにより剛性を向上させる。そのため、中空の部材の外部と内部のいずれか一方にのみ補剛部材が設けられる構成と比較して、さらに剛性を向上させることができる。その結果、構造体１００に外力が加
わった際の、構造体１００の変形を抑制することができる。
As described above, according to the
また、第１補剛部２１と第２補剛部２２とが、本体部１０の側面を貫通する接続部２３により接続されているため、第１補剛部２１と第２補剛部２２とを、本体部１０に対して適切な位置に配置して、本体部１０と補剛部材２０とが一体となった形状を造形することができる。
Further, since the
本実施形態の補剛部材２０の形状は、トポロジー最適化により導出されているため、補剛部材の体積を一定とした場合において最も剛性が高い形状を導出できる。そのため、構造体１００の剛性が最大となる形状に補剛部材２０を造形することができる。
Since the shape of the stiffening
本実施形態の補剛部材２０は金属発泡体であるため、金属中実体と比較して軽量化を図ることができ、樹脂発泡体と比較して高い剛性を得ることができる。
Since the stiffening
また、本実施形態の構造体の製造方法によれば、補剛部材２０を形成すると共に本体部１０に補剛部材２０を接合することができる。すなわち、この製造方法によれば、本体部１０と補剛部材２０とを、接着剤を用いず、接合することができる。そのため、別途作製された補剛部材を、接着剤を用いて構造体に接合する製造方法と比較して、製造工程を削減することができ、剛性が高い構造体の製造コストを低減することができる。
Further, according to the method of manufacturing the structure of the present embodiment, the stiffening
また、本体部１０の外側のキャビティと本体部１０の内側のキャビティが本体部１０の貫通孔１０Ｈによって繋がっているため、本体部１０の外側のキャビティに流体を流し込むことにより、キャビティ全体に流体を充填することができる。そのため、補剛部材２０の製造を容易にすることができる。
Further, since the cavity outside the
＜第２実施形態＞
図７は、第２実施形態の構造体１００Ａの構成を概略的に示す説明図である。図７（ａ）は、構造体１００Ａの側面を示し、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＣ－Ｃ断面を示す。本実施形態の構造体１００Ａが第１実施形態の構造体１００と異なるのは、補剛部材２０Ａの形状および構成である。以降の実施形態において、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、先行する説明を参照する。
<Second embodiment>
FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the
本実施形態の構造体１００Ａは、２つの補剛部材２０Ａを有する。２つの補剛部材２０Ａの内、一方は、第１重複部１４の外側面１０ｏおよび内側面１０ｉの略全体を覆うように形成されている。他方の補剛部材２０Ａは、第２重複部１５の外側面１０ｏおよび内側面１０ｉの略全体を覆うように形成されている。また、補剛部材２０Ａは、第１補剛部２１Ａと、第２補剛部２２Ａと、接続部２３と、外側キャビティ形成部材２４と、内側キャビティ形成部材２５と、を有する。第１補剛部２１Ａと、第２補剛部２２Ａと、接続部２３は、第１実施形態と同様に金属発泡体である。外側キャビティ形成部材２４、内側キャビティ形成部材２５は、金属板材により形成されている。すなわち、本実施形態の補剛部材２０Ａの一部は、発泡体である。本実施形態における補剛部材２０Ａの形状は、最適化手法を用いずに決定している。
The
本実施形態の構造体１００Ａは、第１実施形態の構造体の製造方法と同様の方法により製造される。外側キャビティ形成部材２４、内側キャビティ形成部材２５、本体部１０（貫通孔１０Ｈを含む）により、流体が流し込まれるキャビティを形成する。外側キャビティ形成部材２４は、流体を流し込む注入口２４Ｉを形成する。補剛部材２０Ａの形成において、注入口２４Ｉから流し込まれた流体は、貫通孔１０Ｈを通って、内側キャビティ形成部材２５によって形成される内側キャビティに流入する。本実施形態の構造体の製造方法では、外側キャビティ形成部材２４、および内側キャビティ形成部材２５を、流体の固
化後、そのまま残している。
The
本実施形態の補剛部材２０Ａは、本体部１０における第１重複部１４および第２重複部１５の外側面１０ｏおよび内側面１０ｉの略全体を覆うように形成されているため、適切に構造体１００の剛性を向上させることができる。
The stiffening
本実施形態の補剛部材２０Ａは、形状が簡易であるため、容易に形成することができる。また、キャビティの形状が簡易であるため、外側キャビティ形成部材２４および内側キャビティ形成部材２５を容易に形成することができる。
Since the stiffening
＜第３実施形態＞
図８は、第３実施形態の構造体１００Ｂの構成を概略的に示す説明図である。図８（ａ）は、構造体１００Ｂの側面を示し、図８（ｂ）は、図７（ａ）におけるＤ－Ｄ断面を示す。構造体１００Ｂは、第１実施形態の補剛部材２０に代えて補剛部材２０Ｂを備える。補剛部材２０Ｂは、第１実施形態の補剛部材２０と形状および構成が異なる。
<Third Embodiment>
FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the
補剛部材２０Ｂは、本体部１０において第２本体部１２が配置されている部分の外側面１０ｏと内側面１０ｉの略全体を覆うように形成されている。また、補剛部材２０Ｂは、第１補剛部２１Ｂと、第２補剛部２２Ｂと、２つの接続部２３と、外側キャビティ形成部材２４Ｂと、内側キャビティ形成部材２５Ｂと、を有する。第１補剛部２１Ｂと、第２補剛部２２Ｂと、接続部２３は、第１実施形態と同様に金属発泡体である。外側キャビティ形成部材２４Ｂ、内側キャビティ形成部材２５Ｂは、金属板材により形成されている。すなわち、本実施形態の補剛部材２０Ｂの一部は、発泡体である。本実施形態の構造体１００Ｂは、第２実施形態と同様に製造することができる。
The stiffening
本実施形態の構造体１００Ｂは、本体部１０において第２本体部１２が配置されている部分の外側面１０ｏと内側面１０ｉの略全体を覆うように形成されており、このようにしても、適切に構造体１００の剛性を向上させることができる。
The
本実施形態の補剛部材２０Ｂも、形状が簡易であるため、容易に形成することができる。また、キャビティの形状が簡易であるため、外側キャビティ形成部材２４Ｂおよび内側キャビティ形成部材２５Ｂを容易に形成することができる。
The stiffening
＜実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
<Modified example of embodiment>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various aspects without departing from the scope of the invention. For example, the following modifications are possible.
・上記実施形態において、本体部１０として第１本体部１１と第３本体部１３が第２本体部１２を介して接続される構成を例示したが、本体部１０の構成は上記実施形態に限定されない。例えば、４つ以上の中空管状の部材が接続される構成にしてもよいし、１つの中空管状の部材であってもよい。本体部が１つの中空管状の部材の場合にも、例えば、屈曲している等、荷重が集中する箇所に、補剛部材を設けることにより、構造体の剛性を向上させることができる。
- In the above-described embodiment, as the
・上記実施形態において、直線状の構造体１００を例示したが、構造体の形状は、直線状に限定されず、湾曲していてもよいし、屈曲していてもよい。
- Although the
・構造体１００の断面形状は、上記実施形態に限定されない。例えば、三角形、五角形、六角形、等の種々の凸多角形、種々の凹多角形、円形等種々の形状に形成することができる。また、構造体の断面形状、太さ等が部分的に異なっていても良い。
- The cross-sectional shape of the
・上記実施形態において、構造体１００が両端開口管状に形成される例を示したが、これに限定されない。例えば、一端が開口し、他端が閉口した片閉口管状に形成してもよいし、両端が閉口した両端閉口管状に形成してもよい。
- Although the
・上記第１実施形態において、最適化手法として、トポロジー最適化を用いて補剛部材２０の形状を導出する例を示したが、他の最適化手法により、補剛部材の形状を導出してもよい。例えば、数値最適化、形状最適化等の種々の最適化手法を用いることができる。
- In the above-described first embodiment, an example of deriving the shape of the stiffening
・上記実施形態では、接着剤を介さず補剛部材が本体部に接合される構成を例示したが、補剛部材を接着剤を介して本体部に接合していてもよい。 - In the above embodiment, the stiffening member is joined to the main body without adhesive, but the stiffening member may be joined to the main body with adhesive.
・上記実施形態では、第１補剛部２１と第２補剛部２２と接続部２３とが一体的に繋がっている例を示したが、第１補剛部２１と第２補剛部２２と接続部２３とが別個に形成され、接合されていてもよい。それぞれ別個に形成される場合、互いに異なる材料によって形成されていてもよい。
- In the above embodiment, an example in which the
・構造体の製造方法は、上記実施形態に限定されない。例えば、予め形成された補強部材を、接着剤を介して本体部に接合してもよい。また、例えば、第１補剛部と第２補剛部２２とが接続部を介して互いに嵌合することにより、本体部１０に設けられてもよい。
- The manufacturing method of the structure is not limited to the above embodiment. For example, a pre-formed reinforcing member may be joined to the body portion via an adhesive. Further, for example, the first stiffening portion and the
・構造体の製造において、キャビティを形成するキャビティ形成部材は、上記実施形態に限定されない。特に、本体部１０の内側面１０ｉに第２補剛部を形成するためのキャビティ形成部材として、例えば、砂中子や塩中子のように、崩壊性のキャビティ形成部材を用いてもよい。このようにすると、補剛部材を形成した後に、容易にキャビティ形成部材を除去することができる。
- In manufacture of a structure, the cavity formation member which forms a cavity is not limited to the said embodiment. In particular, as the cavity forming member for forming the second stiffening portion on the
・上記実施形態において、構造体として車両のボデー骨格構造体として用いるものを例示したが、航空機、列車等、種々の移動体用の構造体、建築物等の構造物用の構造体に本発明を適用することができる。 - In the above-described embodiment, the structure used as the body frame structure of a vehicle was exemplified, but the present invention can be applied to structures for various moving bodies such as aircraft and trains, and structures for structures such as buildings. can be applied.
以上、実施形態、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。 Although the present invention has been described above based on the embodiments and modifications, the above-described embodiments are intended to facilitate understanding of the present invention and do not limit the present invention. The present invention may be modified and modified without departing from the spirit and scope of the claims, and the present invention includes equivalents thereof. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.
１０…本体部
１０Ｈ…貫通孔
１０ｉ…内側面
１０ｏ…外側面
１１…第１本体部
１２…第２本体部
１３…第３本体部
１４…第１重複部
１５…第２重複部
２０、２０Ａ、２０Ｂ…補剛部材
２１、２１Ａ、２１Ｂ…第１補剛部
２２、２２Ａ、２２Ｂ…第２補剛部
２３…接続部
２４、２４Ｂ…外側キャビティ形成部材
２４Ｉ…注入口
２５、２５Ｂ…内側キャビティ形成部材
１００、１００Ａ、１００Ｂ…構造体
DESCRIPTION OF
Claims (6)
中空管状の本体部と、
前記本体部の外側面に形成された第１補剛部と、前記本体部の内側面に形成された第２補剛部と、前記本体部の側面を貫通し、前記第１補剛部と前記第２補剛部とを接続する接続部と、を有する補剛部材と、
を備える、
構造体。 is a struct,
a hollow tubular body;
a first stiffening portion formed on the outer surface of the main body; a second stiffening portion formed on the inner surface of the main body; and the first stiffening portion passing through the side surface of the main body. a stiffening member having a connecting portion that connects the second stiffening portion;
comprising
Structure.
前記補剛部材の形状は、トポロジー最適化により導出される、
構造体。 The structure of claim 1, wherein
the shape of the stiffening member is derived by topology optimization;
Structure.
前記補剛部材は、接着剤を介さず前記本体部に接合されている、
構造体。 A structure according to claim 1 or claim 2,
The stiffening member is joined to the main body without an adhesive,
Structure.
前記補剛部材の少なくとも一部は、発泡体である、
構造体。 A structure according to any one of claims 1 to 3,
at least a portion of the stiffening member is foam;
Structure.
前記発泡体は、金属発泡体である、
構造体。 A structure according to claim 4, wherein
The foam is a metal foam,
Structure.
中空管状の本体部であって、１つ以上の貫通孔を備える本体部を用意し、
前記本体部の外側と内側に、前記本体部の前記貫通孔を含むキャビティを形成し、
前記キャビティ内に流体を流し込み、
前記キャビティ内に流し込んだ前記流体を固化させることにより、前記本体部の外側面に形成された第１補剛部と、前記本体部の内側面に形成された第２補剛部と、前記本体部の側面を貫通し、前記第１補剛部と前記第２補剛部とを接続する接続部と、を有する補剛部材を形成する、
構造体の製造方法。 A method for manufacturing a structure,
providing a hollow tubular body having one or more through holes;
forming cavities including the through-holes of the main body on the outer and inner sides of the main body;
pouring a fluid into the cavity;
By solidifying the fluid poured into the cavity, a first stiffening portion formed on the outer surface of the main body, a second stiffening portion formed on the inner surface of the main body, and the main body forming a stiffening member having a connecting portion passing through a side surface of the portion and connecting the first stiffening portion and the second stiffening portion;
A method of manufacturing a structure.
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