JPH0899591A - アルミニウム合金製押出し中空形材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車バンパー等の構造材に用いられる、ア
ルミニウム合金製押出し中空形材の強度を高め、座屈を
防止したこと。 【構成】 中空形材のの断面形状を台形もしくは方形と
し、該中空形材の断面形状が台形の場合は、台形の長辺
を荷重負荷面とし、該中空形材の断面形状が方形の場合
は、肉厚部を形成した辺を荷重負荷面とするアルミニウ
ム合金製押出し中空形材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車バンパー等の構造
材に用いられるアルミニウム合金製押出し中空形材に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車のバンパーは従来鋼板を成形した
ものが主流であった。近年自動車の軽量化が求められる
中で、鉄よりも軽い素材の補強材としてアルミニウム合
金製押出し中空部材が使用されはじめている。しかし、
アルミニウムの素材自体の強度は鉄よりも劣ることか
ら、強度部材として使用に耐えうるものにするために、
いくつかの方法がとられている。まず、素材の機械的性
質を改良することがあげられるが、アルミニウムを使う
かぎり限界がある。そこで、押出し中空部材では複雑な
断面形状を得ることが比較的容量であることを利用し、
断面形状を最適にする工夫がなされている。断面形状の
工夫としては中柱をつくることが強度向上に効果的であ
ることがわかっている。しかし、強度が同等であっても
形材の固定方法や負荷方法により座屈が局部的に発生す
ると全体の変形が急激に進行する場合がある。バンパー
のように形材中央部の変位が問題になるものでは、でき
るだけ局部的な座屈の発生をおさえることが必要にな
る。

【０００３】両端を固定した中空形材に荷重が作用する
場合を考えると、形材が変形しはじめた時、荷重が作用
する面付近では、凹、反対の面付近では凸となる。そし
て凹の部分を中心に圧縮応力が、凸の部分を中心に引張
り応力が働いている。形材の荷重が作用する面側半分に
は圧縮応力が働いており、圧縮応力が過度に大きくなっ
た部分に座屈が発生するわけである。すなわち、圧縮応
力が大きくならないような断面形状とすることで、座屈
を抑えることが可能になるといえる。ただし、形材の断
面積を大きくして強度を向上させるのでは、アルミニウ
ムによる軽量化というメリットが生かされなくなってし
まう。そこで断面積が増加することなく座屈しにくい最
適な断面形状にして強度特性の向上をはかる必要があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
ついて検討の結果なされたもので、形材の断面積が増加
することなく、かつ座屈し難いアルミニウム合金製押出
し中空形材を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は中空形材の断面
形状を台形もしくは方形とし、該中空形材の断面形状が
台形の場合は、台形の長辺を荷重負荷面とし、該中空形
材の断面形状が方形の場合は、肉厚部を形成した辺を荷
重負荷面とすることを特徴とするアルミニウム合金製押
出し中空形材を請求項１とし、前記の中空形材の断面形
状を方形とし、荷重負荷面の外枠の一辺の肉厚を厚肉に
形成することを特徴とする請求項１記載のアルミニウム
合金製押出し中空形材を請求項２とし、前記の中空形材
の断面形状を方形とし、かつ中柱の肉厚を荷重負荷面に
向って次第に厚肉に形成することを特徴とす請求項１記
載のアルミニウム合金製押出し中空形材を請求項３とす
るものである。

【０００６】

【作用】すなわち本発明は、中空形材の断面形状を台形
とし、台形の長辺を荷重負荷面とすることにより、或は
断面形状を方形とし、肉厚部を形成した辺を荷重負荷面
とすることにより、形材の断面積を増加させることな
く、圧縮応力に対する強度を高めて座屈の発生を抑制し
たものである。前記の断面形状が方形の場合は、荷重負
荷面の外枠の一辺の肉厚を厚肉に形成したり、また中柱
の肉厚を荷重負荷面に向って次第に厚肉に形成すること
により前記の強度を高めることができる。またこれらの
組合せでもよい。

【０００７】また中空形材の断面形状を台形にした場合
においても、荷重負荷面の外枠の一辺の肉厚を厚肉にし
たり、中柱の肉厚を荷重負荷面に向って次第に厚肉に形
成することもでき、これらの組合せでも効果がある。本
発明において用いられるアルミニウム合金としては、押
出し性がよく、かつ高強度のもの例えば６０００系や７
０００系が好ましいがこれに限定されるものではない。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の一実施例について説明する。
本実施例に使用した形材はＡ６０６３Ｓ合金で、常法に
より押出しを行い図１〜図４に示すような断面形状のア
ルミニウム合金押出し中空形材を作成した。図１に示す
形材Ｎｏ．１は、外枠１の断面形状が台形をなし、上壁
２、下壁３、左壁４、右壁５よりなっており、その左壁
４と右壁５を架橋するように２本の中柱６が設けられ、
荷重は、矢印で示すように右壁５の方向から作用するよ
うになっており、以下同様に右壁５が荷重負荷面とな
る。形材の寸法は、外枠の相対する平行な一対の辺が１
２０ｍｍと８０ｍｍ、中柱が８０ｍｍ、外枠肉厚が２．
５ｍｍで一定、２本の中柱肉厚が２．０ｍｍで一定とな
っている。

【０００９】図２に示す形材Ｎｏ．２は、外枠１の断面
形状が方形をなし、上壁２、下壁３、左壁４、右壁５よ
りなっており、左壁４および右壁５を架橋する形で２本
の中柱６が設けられ、荷重は矢印で示すように右壁５の
方向から作用するようになっている。形材の寸法は外枠
の寸法が１００ｍｍ×８０ｍｍ、外枠肉厚が右壁５が
３．５ｍｍ、左壁４が１．５ｍｍ、上壁２および下壁３
が２．５ｍｍ、２本の中柱肉厚が２．０ｍｍとなってい
る。

【００１０】図３に示す形材Ｎｏ．３は、外枠１の断面
形状が方形をなし、上壁２、下壁３、左壁４、右壁５よ
りなっており、左壁４および右壁５を架橋する形で２本
の中柱６が設けられ、荷重は矢印で示すように右壁５の
方向から作用するようになっている。形材の寸法は外枠
の寸法が１００ｍｍ×８０ｍｍ、外枠肉厚が２．５ｍｍ
で一定、中柱６は、左壁４に接するところが１．８ｍ
ｍ、右壁５に接するところが２．２ｍｍで、荷重負荷面
に向って次第に厚肉に形成されている。

【００１１】図４に示す形材Ｎｏ．４は、比較のための
従来用いられているもので、外枠１の断面形状が方形を
なし、上壁２、下壁３、左壁４、右壁５よりなってお
り、左壁４および右壁５を架橋する形で２本の中柱６が
設けられ、荷重は矢印で示す右壁５の方向から作用する
ようになっている。形材の寸法は、外枠の寸法が１００
×８０ｍｍ、外枠肉厚が２．５ｍｍで一定、中柱６の肉
厚が２．０ｍｍで一定となっている。

【００１２】上記の形材Ｎｏ．１〜４の形材の断面積は
等しくなるよう作成されている。これらの形材を平行部
両端距離８００ｍｍで固定し、荷重負荷面の中央に荷重
を作用させ、中心部のたわみ量を測定した。この結果を
図５に示した。図５から明らかなように従来の形材Ｎ
ｏ．４に比較して、本発明に係る形材Ｎｏ．１〜Ｎｏ．
３は高強度を示し、座屈し難いことが認められる。

【００１３】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
高強度でかつ座屈し難いアルミニウム合金製押出し中空
形材が得られるもので、自動車用バンパー、サイドビー
ム、スペースフレーム等の構造用形材として優れた効果
を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るアルミニウム合金製押
出し中空形材の断面図

【図２】本発明の一実施例に係るアルミニウム合金製押
出し中空形材の他の例の断面図

【図３】本発明の一実施例に係るアルミニウム合金製押
出し中空形材のさらに他の例の断面図

【図４】従来のアルミニウム合金製押出し中空形材の断
面図

【図５】本発明の一実施例に係るアルミニウム合金製押
出し中空形材の荷重−たわみ量曲線図

【符号の説明】

１ 外枠 ２ 上壁 ３ 下壁 ４ 左壁 ５ 右壁 ６ 中柱

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空形材の断面形状を台形もしくは方形
   とし、該中空形材の断面形状が台形の場合は、台形の長
   辺を荷重負荷面とし、該中空形材の断面形状が方形の場
   合は、肉厚部を形成した辺を荷重負荷面とすることを特
   徴とするアルミニウム合金製押出し中空形材。
2. 【請求項２】 前記の中空形材の断面形状を方形とし、
   かつ荷重負荷面の外枠の一辺の肉厚を厚肉に形成するこ
   とを特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金製押出
   し中空形材。
3. 【請求項３】 前記の中空形材の断面形状を方形とし、
   かつ中柱の肉厚を荷重負荷面に向って次第に厚肉に形成
   することを特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金
   製押出し中空形材。