JPH11255048A - Structural member having reinforcing structure - Google Patents

Structural member having reinforcing structure

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JPH11255048A
JPH11255048A JP5774598A JP5774598A JPH11255048A JP H11255048 A JPH11255048 A JP H11255048A JP 5774598 A JP5774598 A JP 5774598A JP 5774598 A JP5774598 A JP 5774598A JP H11255048 A JPH11255048 A JP H11255048A
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JP
Japan
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main
reinforcing
stay
load
stays
Prior art date
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Application number
JP5774598A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirotoshi Hishida
博俊 菱田
Hisashi Naoi
久 直井
Hitoaki Kimura
仁昭 木村
Tatsu Maekawa
竜 前川
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the weight of a structural member while reinforcing the buckling resistant strength of the structural member by arranging a pair of main stays formed with a bending part so that the bending part are bent in opposite directions between walls opposite to each other in a load working direction in a hollow member, and arranging a reinforcing stay between the bending parts. SOLUTION: A pair of main stays 10a, 10b formed with a bending part 10c to be bent inside for displacement (z) is arranged between walls 2a, 2b respectively having a rectangular cross section and arranged opposite to each other in a load (w) working direction with a space so that the bending parts 10 are bent in opposite directions. A reinforcing stay 11 is arranged between the bending parts 10c of the main stays 10a, 10b so that the compressed load is applied to this reinforcing stay 11. Similar buckling restricting effect can be obtained by bending the main stays 10a, 10b outside so that a tensile load is applied to the reinforcing stay when the buckling starts.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、各種の車両におい
て安全性の確保、車体損傷の軽減のために、これらの車
両の緩衝器(以下「バンパー」という。)や車体等に用
いられる構造部材、あるいは一般の構造物において用い
られる構造部材の補強法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structural member used for a shock absorber (hereinafter referred to as a "bumper") or a vehicle body of various vehicles to ensure safety and reduce damage to the vehicle body. Or a method of reinforcing a structural member used in a general structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、自動車において用いられるバン
パーは、一般的には、例えば図7(a)に示すように、
外殻1と、この外殻1を補強する補強部材2と、外殻1
と補強部材2間に介在させた緩衝材3を組み立てて形成
するものが知られている(参考技術 特開平7−762
51号公報、特開平8−80789号公報記載の技術、
他)。
2. Description of the Related Art For example, a bumper used in an automobile generally has a structure as shown in FIG.
An outer shell 1; a reinforcing member 2 for reinforcing the outer shell 1;
And a cushioning member 3 interposed between the reinforcing member 2 and the reinforcing member 2 are known (refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-762).
No. 51, the technology described in JP-A-8-80789,
other).

【0003】このバンパーにおいては、外殻1と補強部
材2は、図7(b)に示すように、それぞれ、車体(フ
レーム)4への取付部5、6を有しており、外殻1と補
強部材2間に緩衝材3を介在させて外殻1と補強部材2
を、それぞれボルト・ナット7、8によって車体4の前
端部(後端部)に取り付けることによりバンパーとして
機能させるようにしている。
In this bumper, the outer shell 1 and the reinforcing member 2 have attachment portions 5 and 6 to a vehicle body (frame) 4 as shown in FIG. A cushioning material 3 is interposed between the outer shell 1 and the reinforcing member 2.
Are attached to the front end (rear end) of the vehicle body 4 by bolts and nuts 7 and 8, respectively, so as to function as a bumper.

【0004】このようなバンパーにおいては、例えば、
衝突による衝撃荷重wは、バンパーの外殻1から、緩衝
材3、補強部材2を経て車体フレーム4に伝達され、そ
の過程で、外殻2、緩衝材3、補強部材2の変形によっ
て衝撃が緩和される。例えば、このバンパーの場合で
は、補強部材2として、荷重w方向で相対する長辺の壁
板2aと2b間に主スティ9a、9bを等間隔(対称)
に設けてなる断面目型の中空部材が用いられている。
In such a bumper, for example,
The impact load w due to the collision is transmitted from the outer shell 1 of the bumper to the vehicle body frame 4 through the cushioning member 3 and the reinforcing member 2, and in the process, the shock is generated by the deformation of the outer shell 2, the cushioning member 3 and the reinforcing member 2. Be relaxed. For example, in the case of this bumper, the main stays 9a and 9b are equally spaced (symmetric) between the long side wall plates 2a and 2b facing each other in the load w direction as the reinforcing member 2.
Is used.

【0005】しかし、補強部材2が、このような主ステ
ィ9a、9bを有する場合、正面方向からの荷重wに対
しては、例えば図8(b)に示すように変形して補強効
果が発揮されるが、斜め方向からの荷重wに対しては、
例えば図8(c)に示すような倒壊現象が発生し、主ス
ティ9a、9bによる補強効果が十分に発揮されないこ
とがある。また、この補強部材は大きな衝撃荷重を受け
るため、主として強度確保が容易な鋼材によって形成さ
れており、その製造に際しては圧延、切断、曲げ加工、
溶接等の作業を伴うため製造コスト削減の要請も高い。
However, when the reinforcing member 2 has such main stays 9a and 9b, the reinforcing member 2 is deformed against a load w from the front as shown in FIG. However, for a load w from an oblique direction,
For example, a collapse phenomenon as shown in FIG. 8C may occur, and the reinforcement effect by the main stays 9a and 9b may not be sufficiently exerted. In addition, since this reinforcing member receives a large impact load, it is mainly formed of a steel material whose strength is easily ensured.
There is also a high demand for reduction in manufacturing costs due to operations such as welding.

【0006】一方、近年、各種の自動車においては、燃
費節減、事故規模の軽減の観点から軽量化の要請が高ま
ってきている折り、この部材の断面形状が、使用材料の
強度を最大限に発揮させ軽量化の要請に応えられる最適
のものかどうかの観点では、必ずしも十分に評価できる
ものとの確証は得られていない。また、軽量化のため
に、補強部材にアルミニウム材を用いることについても
知られているが、少ない容量(重量)で十分な強度を確
保する最適の断面形状のものであるとの確証は得られて
いない。
On the other hand, in recent years, in various automobiles, there has been an increasing demand for weight reduction from the viewpoint of saving fuel consumption and reducing the scale of accidents, and the cross-sectional shape of this member maximizes the strength of the material used. However, it has not been confirmed that it can be evaluated sufficiently in terms of whether it is the optimal one that can meet the demand for weight reduction. It is also known to use an aluminum material for the reinforcing member in order to reduce the weight, but it has been confirmed that the aluminum alloy has an optimum cross-sectional shape that secures sufficient strength with a small capacity (weight). Not.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、例えば自動
車のバンパーの補強部材やその他の一般構造部材におい
て、形成材料の容量(重量)を大きくしないで、正面方
向からの荷重に対してはもちろん、斜め方向からの荷重
に対しても強度を最大限に発揮でき断面の偏平(座屈)
を抑制できる断面形状とすることによって、形成材料を
効率使用して軽量化を実現可能にする構造部材の補強方
法と構造部材を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a reinforcing member for a bumper of an automobile and other general structural members, for example, without increasing the capacity (weight) of a forming material, and of course with respect to a load from the front. The cross section is flattened (buckling) because the strength can be maximized even when the load is applied from an oblique direction.
It is intended to provide a method for reinforcing a structural member and a structural member capable of realizing a weight reduction by efficiently using a forming material by adopting a cross-sectional shape capable of suppressing the formation of the structural member.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の構成を
要旨とするものである。 (1) 1以上の隅部を有する中空部材であって、荷重
の作用方向で相対する壁間に、屈曲部を形成した一対の
主スティを、屈曲部の屈曲方向が互いに反対方向となる
ように配設し、この一対の主スティの屈曲部間に補強ス
ティを配設したことを特徴とする補強構造を有する構造
部材。 (2) 1以上の隅部を有する中空部材であって、荷重
の作用方向で相対する壁間に、屈曲部を形成した主ステ
ィを配設し、この主スティの屈曲部と相対する中空部材
の壁との間に補強スティを配設したことを特徴とする補
強構造を有する構造部材。 (3) (2)において、補強スティの屈曲部と相対す
る中空部材の壁に、座屈主荷重を中央部側に誘導する屈
曲部が形成されていることを特徴とする補強構造を有す
る構造部材。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has the following features. (1) A hollow member having one or more corners, wherein a pair of main stays each having a bent portion formed between walls facing each other in a direction in which a load is applied are formed such that the bending directions of the bent portions are opposite to each other. And a reinforcing member is provided between the bent portions of the pair of main stays. (2) A hollow member having one or more corners, wherein a main stay having a bent portion is disposed between walls facing each other in the direction in which a load is applied, and a hollow member facing the bent portion of the main stay. A structural member having a reinforcing structure, wherein a reinforcing stay is disposed between the structural member and the wall. (3) The structure having a reinforcing structure according to (2), wherein a bent portion for guiding a buckling main load to a center portion side is formed on a wall of the hollow member facing the bent portion of the reinforcing stay. Element.

【0009】[0009]

【発明の実施形態】本発明は、1以上の隅部を有する中
空の構造部材を、形成材料の容量(重量)を大きくしな
いで、正面方向からの荷重に対してはもちろん、斜め方
向からの荷重に対しても強度を最大限に発揮でき座屈を
抑制できる断面形状とすることによって、形成材料を効
率使用して構造部材の軽量化を実現可能にするものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention relates to a method of manufacturing a hollow structural member having one or more corners without obstructing a load from a front direction or a diagonal direction without increasing the capacity (weight) of a forming material. By adopting a cross-sectional shape capable of maximizing strength against load and suppressing buckling, the weight of the structural member can be reduced by using the forming material efficiently.

【0010】より具体的には、予め意図した方向に座屈
させるように、中空部材を補強する主スティ(ここで
は、荷重の作用方向で相対する中空部材の壁間を保持す
る保持体を意味する、以下「主スティ」という。)に対
して、屈曲変位を与えて座屈主荷重を中央部側に誘導す
るようにし、この屈曲部を、補強スティ(ここでいう
「補強スティ」とは、主スティと交叉する方向から主ス
ティの支えになるもので、基本的には、引張荷重か圧縮
荷重で支えるものである、以下「補強スティ」とい
う。)で補強して座屈の進行を抑制するものである。
More specifically, a main stay that reinforces the hollow member so as to buckle it in the intended direction in advance (here, a main body that holds a space between opposing hollow member walls in the direction in which a load is applied). The main buckle is hereinafter referred to as “main stay”. A bending displacement is applied to the buckling main load so as to guide the buckling main load toward the center portion. , Which supports the main stay from the direction intersecting with the main stay, and is basically supported by a tensile load or a compressive load. It is to suppress.

【0011】本発明でいう隅部(曲面状に形成された隅
部を含み、以下「隅部」という。)を有する中空の構造
部材とは、例えば前記図7(b)に示す自動車のバンパ
ーに用いられる補強部材や、車体、あるいは一般の構造
物において用いられる構造部材(以下「構造部材」とい
う。)で、例えば断面が四角形や台形あるいは多角形の
中空部材のように4以上の隅部を有するもの、断面が三
角形の中空部材のように3隅部を有するもの、あるいは
断面が半円形の中空部材のように2隅部を有する構造部
材が代表的なものとしてあげられる。
The hollow structural member having a corner (including a corner formed in a curved surface, hereinafter referred to as a “corner”) in the present invention is, for example, a bumper for an automobile shown in FIG. And structural members used in vehicle bodies or general structures (hereinafter referred to as "structural members"), for example, four or more corners such as hollow members having a rectangular, trapezoidal or polygonal cross section. Representative examples include a member having three corners, such as a hollow member having a triangular cross section, and a structural member having two corners, such as a hollow member having a semicircular cross section.

【0012】この構造部材を形成する材料としては、鋼
材が一般的であるが、製造方法として、圧延、切断、曲
げ加工、穿孔、溶接、嵌め込み等の作業を伴う製造方法
を採用する場合、製造コストの面で不利があるので、所
定形状の補強部を有する構造部材が一体的に得られる押
出成形や鋳造等の製造方法を採用することがより好まし
い。また、鋼材の場合には、比重が大きいため、軽量化
の要請には十分に応えられない場合があるため、軽量化
が容易であり鋳造や押出成形等により所定形状の補強部
を有する一体的な構造部材が容易に得られる、例えばア
ルミニウムやその合金等の軽金属材料や合成樹脂材料等
の軽量材料を用いることが有効である。
As a material for forming the structural member, a steel material is generally used. However, when a manufacturing method involving operations such as rolling, cutting, bending, drilling, welding, and fitting is adopted as a manufacturing method, a manufacturing method is adopted. Since there is a disadvantage in terms of cost, it is more preferable to adopt a manufacturing method such as extrusion molding or casting in which a structural member having a reinforcing portion having a predetermined shape is integrally obtained. Further, in the case of steel, since the specific gravity is large, it may not be possible to sufficiently meet the demand for weight reduction. Therefore, it is easy to reduce the weight, and an integrated part having a reinforcing portion of a predetermined shape by casting or extrusion molding is used. It is effective to use a lightweight material such as a light metal material such as aluminum or an alloy thereof or a synthetic resin material, which can easily obtain a simple structural member.

【0013】本発明者等は、従来から用いられている荷
重の作用方向で相対する壁管に2条の主スティを配設し
た断面目型の構造部材について、荷重Wを付与する座屈
実験を行ったところ、断面目型の構造部材に荷重が作用
した場合の座屈は対称に起こるとは限らないことが判明
した。
The present inventors have conducted a buckling test for applying a load W to a conventionally used cross-sectional structural member having two main stays disposed on wall pipes opposed to each other in the direction of action of a load. It was found that buckling did not always occur symmetrically when a load was applied to a structural member having a cross section.

【0014】つまり、主スティの効果は、長辺の壁面と
直角方向から荷重が作用した場合に、補強効果が発揮さ
れるが、寸法誤差、その他の要因によって、偏った方向
に座屈荷重が作用した場合、偏った方向に座屈、倒壊し
て、補強効果が十分に発揮されないことが判明した。
In other words, the effect of the main stay is that the reinforcing effect is exerted when a load is applied from a direction perpendicular to the wall surface of the long side, but the buckling load is deviated in a deviated direction due to dimensional errors and other factors. When it acted, it turned out that it buckled and collapsed in a biased direction, and the reinforcing effect was not sufficiently exhibited.

【0015】本発明者らは、これらの実験結果から、実
際の使用条件下では荷重の作用方向が固定される訳でな
く、多くの場合は偏った方向に座屈することを考慮する
と、、主スティを設けた従来方の目型断面の構造部材で
は、十分な補強効果が得られないと認識するに至った。
そこで、例えば斜め方向から荷重が作用した場合におい
ても、座屈を抑制できる主スティによる補強構造につい
て実験を重ね上記の各発明に到達した。
From the results of these experiments, the present inventors have considered that, in consideration of the fact that the acting direction of the load is not fixed under actual use conditions, and in many cases, the buckling occurs in a biased direction, The inventor has come to recognize that a structural member having a conventional eye-shaped cross section provided with a stay cannot provide a sufficient reinforcing effect.
Therefore, for example, even when a load was applied from an oblique direction, experiments were conducted on a reinforcing structure using a main stay capable of suppressing buckling, and the above inventions were reached.

【0016】本発明では、基本的には、主スティとこの
主スティを補強する補強スティを有する断面形状を有
し、主スティに屈曲部や屈曲面(ここでいう屈曲部とは
曲部を含み、屈曲面とは曲面を含むもので、以下「屈曲
部」と「屈曲面」を総称して「屈曲部」という。)を形
成して、荷重が作用したとき、主スティの屈曲部に主荷
重を一定の方向に集中させて主スティの屈曲部を補強ス
ティにより補強するようにしたものである。この補強ス
ティは、主スティの屈曲部の座屈による変位を抑制して
座屈を抑制するために設けるものであり、引張荷重を受
けるように配置しても、圧縮荷重を受けるように配置し
てもよい。
In the present invention, basically, the main stay has a cross-sectional shape having a main stay and a reinforcing stay for reinforcing the main stay, and the main stay has a bent portion or a bent surface (a bent portion is a bent portion). The bent surface includes a curved surface. Hereinafter, the "bent portion" and the "bent surface" are collectively referred to as a "bent portion." The main load is concentrated in a certain direction, and the bent portion of the main stay is reinforced by the reinforcing stay. This reinforcing stay is provided to suppress displacement due to buckling of the bent portion of the main stay and to suppress buckling. Even when the reinforcing stay is arranged to receive a tensile load, it is arranged to receive a compressive load. You may.

【0017】補強スティは、引張荷重を受ける側と圧縮
荷重を受ける側の両側に配置してもよいが、この場合、
例えば自動車のバンパーの補強部材のように、適度の緩
衝効果が求められるものとして用いる際には、座屈抑制
が過剰になり緩衝効果を阻害したり、重量増加があり軽
量化促進の面ではマイナスになる。
The reinforcing stays may be arranged on both sides of the side receiving the tensile load and the side receiving the compressive load. In this case,
For example, when used as a material that requires a moderate cushioning effect, such as a reinforcing member for a bumper of an automobile, the buckling suppression becomes excessive and hinders the cushioning effect, or the weight increases and the weight reduction is promoted. become.

【0018】また、補強スティは、構造部材の長さ方向
に連続形成され、主スティを全長にわたって連続的に支
えるようにしてもよく、断続的に複数配置して主スティ
をところどころで支えるようにしても良い。この補強ス
ティとしては、連続的に支える場合には板状体や管状
体、また、ところどころで支える場合には、板状体、短
管状体のまたは環状体(リング)などが主に用いられ
る。
The reinforcing stay may be formed continuously in the longitudinal direction of the structural member, and may continuously support the main stay over its entire length. May be. As the reinforcing stay, a plate-like body or a tubular body is mainly used for continuous support, and a plate-like body, a short tubular body, or an annular body (ring) is mainly used for supporting some places.

【0019】主スティは、構造部材の長さ方向に連続形
成され、壁間を全長にわたって連続的に支えるようにし
てもよく、断続的に複数配置して壁間をところどころで
支えるようにしても良い。この主スティとしては、壁間
を連続的に支える場合には板状体や管状体、また、とこ
ろどころで支える場合には板状体、短管状体のまたは環
状体などが主に用いられる。この主スティの屈曲部は、
座屈主荷重を誘導できれば主スティ全体に形成されてい
てもよいし、局部的に形成されていてもよい。
The main stay is formed continuously in the longitudinal direction of the structural member, and may be continuously supported between the walls over its entire length, or may be intermittently arranged to support the space between the walls in some places. good. As the main stay, a plate-like body or a tubular body is mainly used when the space between the walls is continuously supported, and a plate-like body, a short tubular body or an annular body is mainly used when the wall is supported at some places. The bending part of this main stay
As long as the buckling main load can be induced, it may be formed on the entire main stay or may be formed locally.

【0020】また、屈曲の方向は、左右いずれの方向で
もよいが、例えば2本の主スティを設ける場合には、こ
の屈曲の方向は互いに反対方向の向きにすることが有効
である。主スティの屈曲部は、一側にのみ凸曲面または
凹曲面を形成したり、両側に凹曲面を形成することによ
って形成してもよい。
The direction of bending may be either left or right. For example, when two main stays are provided, it is effective that the directions of bending are opposite to each other. The bent portion of the main stay may be formed by forming a convex curved surface or a concave curved surface only on one side, or by forming a concave curved surface on both sides.

【0021】なお、補強スティは、基本的には、主ステ
ィと主スティ間または主スティと構造部材の壁間に設け
るものであるが、主スティと補強スティの配置は対称で
あることは必須ではない。例えば、荷重の作用方向が容
易に想定されるような条件で用いられる構造部材の場合
では、積極的に非対称に配置することも有効な場合もあ
り、この場合には、このような非対称配置を考慮するこ
とが有効である。この配置については、材料、断面形状
と応力の程度と作用方向、応力作用位置、設定強度等を
考慮して選択し、極力重量(容量)を増加させない範囲
内で決定する。
The reinforcing stay is basically provided between the main stay and the main stay or between the main stay and the wall of the structural member. However, the arrangement of the main stay and the reinforcing stay must be symmetrical. is not. For example, in the case of a structural member that is used under conditions where the direction of load application is easily assumed, it may be effective to positively asymmetrically arrange the components. It is useful to consider. This arrangement is selected in consideration of the material, the cross-sectional shape, the degree of stress, the acting direction, the stress acting position, the set strength, and the like, and is determined as far as possible without increasing the weight (capacity).

【0022】なお、主スティと補強スティ、または補強
スティと壁との連結部位には、座屈作用により応力が集
中しやすいので、例えば、連結部を肉厚にしたり、管状
体を介した連結部とするなどして連結部を補強したり、
応力集中を緩和することが有効である。
Since stress is likely to be concentrated on the connecting portion between the main stay and the reinforcing stay or the connecting portion between the reinforcing stay and the wall due to buckling action, for example, the connecting portion is made thicker or connected via a tubular body. Parts to reinforce the connection,
It is effective to reduce stress concentration.

【0023】構造部材を形成する材料は、鋼材が一般的
であるが、製造方法としては、圧延、切断、曲げ加工、
穿孔、溶接、嵌め込み等の繁雑な作業を伴う製造方法を
採用する場合、生産性、製造コストの面で不利があるの
で、主スティと補強ステイが一体的に得られる、例えば
押出成形等による製造方法を採用することも考慮する。
The material for forming the structural member is generally a steel material, but the manufacturing methods include rolling, cutting, bending,
When a manufacturing method involving complicated operations such as drilling, welding, and fitting is adopted, there is a disadvantage in terms of productivity and manufacturing cost. Therefore, a main stay and a reinforcing stay can be integrally obtained. For example, manufacturing by extrusion molding or the like Consider adopting a method.

【0024】また、鋼材の場合には、比重が大きいた
め、軽量化の要請には十分に応えられない場合があるの
で、軽量化が容易であり主スティと横ステイを一体的に
得られる例えば押出成形等による製造方法の適用が容易
である、例えばアルミニウムやその合金等の軽金属材料
や合成樹脂材料等の軽量材料を用いることも有効であ
る。また、構造部材は、すべて同じ材料で形成されるこ
とは不可欠ではない。
In the case of steel, since the specific gravity is large, it may not be possible to sufficiently meet the demand for weight reduction. Therefore, the weight reduction is easy and the main stay and the horizontal stay can be integrally obtained. It is also effective to use a light-weight material such as a light metal material such as aluminum or an alloy thereof or a synthetic resin material, for which a manufacturing method such as extrusion molding can be easily applied. Also, it is not essential that the structural members are all formed of the same material.

【0025】以下に、本発明による構造部材例の座屈特
性について、従来の断面が目型の構造部材例との座屈特
性と比較して図1、図2に基づき説明する。図1(b)
は、前記図8(a)に示した、従来の目型の矩形断面の
構造部材例(断面寸法:長辺70mm、短辺30mm、主ス
ティを等間隔配置、厚みは2mmで共通)を示し、図1
(a)は、これと同じ断面積(同じ重量)を有する本発
明の構造部材(例)の座屈試験結果を比較して示したも
のである。
Hereinafter, the buckling characteristics of the structural member example according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 in comparison with the buckling characteristics of a conventional structural member having a cross-section. FIG. 1 (b)
Shows an example of a conventional eye-shaped structural member having a rectangular cross-section shown in FIG. 8A (cross-sectional dimensions: long side 70 mm, short side 30 mm, main stays are arranged at regular intervals, and thickness is 2 mm in common). , FIG.
(A) shows a comparison of buckling test results of structural members (examples) of the present invention having the same cross-sectional area (the same weight).

【0026】本発明の構造部材(例)は、従来の目型の
矩形断面の構造部材例と同様、矩形断面を有する有する
ものであり、荷重wの作用方向で相対する壁2a、2b
間に内側に屈曲変位(x)する屈曲部10cを形成した
一対の主スティ10a、10bを、屈曲部2cの屈曲方
向が反対になるように間隔を開けて配設し、この一対の
主スティ10a、10bの屈曲部10c間に補強スティ
11を配設したものであり、この補強スティに圧縮荷重
が加わるようにしたものである。
The structural member (example) of the present invention has a rectangular cross section as in the case of the conventional eye-shaped structural member having a rectangular cross section, and has walls 2a and 2b facing each other in the direction in which the load w acts.
A pair of main stays 10a and 10b having a bent portion 10c that bends and displaces (x) inward is disposed at an interval such that the bending direction of the bent portion 2c is opposite to the main stays 10a and 10b. The reinforcing stay 11 is disposed between the bent portions 10c of 10a and 10b, and a compressive load is applied to the reinforcing stay.

【0027】座屈実験結果の結果は、図2に示す通り
で、本発明の構造部材では、最大荷重(応力)はあまり
増えていないが、これは従来の目型の矩形断面の構造部
材と同様に座屈を始める瞬間まで補強スティ11がその
機能を果たしていないためである。しかし、主スティ1
0a、10bに座屈が生じた後、座屈主荷重が中央部側
に誘導される結果、補強スティによる補強機能が最大に
作用し荷重(応力)の急激な減少を抑え、吸収エネルギ
ーの大幅な増加、すなわち、耐座屈特性が概ね2倍に向
上することを示している。
The result of the buckling test is shown in FIG. 2. The maximum load (stress) of the structural member of the present invention is not so much increased. Similarly, the reinforcement stay 11 does not fulfill its function until the moment when buckling starts. But the main stay 1
After the buckling occurs at 0a and 10b, the main buckling load is guided to the center portion side. As a result, the reinforcing function by the reinforcing stay acts maximally, suppressing a sudden decrease in the load (stress) and greatly increasing the absorbed energy. This indicates that the buckling resistance is substantially doubled.

【0028】なお、ここでの屈曲変位xは、2〜4mmで
あれば十分であり、荷重方向が正面方向の場合だけでは
なく斜め方向の場合にも、概ね同様の座屈抑制効果が得
られることが確認している。また、ここでは主スティ1
0a、10bは内側に屈曲させ、座屈が開始した際、補
強スティに圧縮荷重が加わるようにしているが、主ステ
ィ10a、10bを外側に屈曲させ、座屈が開始した
際、補強スティに引張荷重が加わるようにしても概ね同
様の座屈抑制効果が得られることも確認している。ま
た、座屈を誘導する屈曲部12cを形成した主スティ1
0a、10bの屈曲部と構造部材の短辺壁2c、2dと
の間に補強スティを設け、補強スティに圧縮または引張
荷重が加わるようにしても概ね同様の座屈抑制効果があ
る。
It is sufficient that the bending displacement x is 2 to 4 mm, and substantially the same buckling suppressing effect can be obtained not only when the load direction is the front direction but also when the load direction is the oblique direction. I have confirmed that. Also, here is the main stay 1
0a and 10b are bent inward so that a compressive load is applied to the reinforcing stay when buckling starts, but the main stays 10a and 10b are bent outward and when the buckling starts, the reinforcing stay It has been confirmed that even when a tensile load is applied, substantially the same buckling suppressing effect can be obtained. Further, the main stay 1 having the bent portion 12c for inducing buckling is formed.
Even if a reinforcing stay is provided between the bent portions 0a and 10b and the short side walls 2c and 2d of the structural member, and a compressive or tensile load is applied to the reinforcing stay, substantially the same buckling suppressing effect can be obtained.

【0029】以下に、本発明の補強部を有する構造部材
を、排気量が3000ccクラスの大型乗用車の前部バン
パーの補強部材として適用した場合を代表例として具体
的に説明する。 (1)図3〜図5は、本発明の第一の発明と第三の発明
に係るバンパーの補強部材の構造例を示したものであ
る。この例では、バンパーは、図3(a)に示すよう
に、鋼板をプレス加工して形成した外殻1と、本発明に
よる補強部材すなわち、主スティ12a、12bと補強
スティ13による補強構造を有する断面矩形の補強部材
2と、外殻1と補強部材2間に介在させた緩衝材3から
なっており、このバンパーは、外殻1の上端部の取付部
5と補強部材2の取付部6を車体(フレーム)4に、ボ
ルトナット7、8により、それぞれ取り付けられ固定さ
れる。例えば、衝突した場合には、衝撃による荷重Wは
外殻1から緩衝材3、補強部材2を経て車体(フレー
ム)4に伝達されるが、その過程で、外殻1と緩衝材3
と補強部材2の変形によって衝撃が緩衝される。
Hereinafter, the case where the structural member having the reinforcing portion of the present invention is applied as a reinforcing member of a front bumper of a large passenger car having a displacement of 3000 cc class will be specifically described as a typical example. (1) FIGS. 3 to 5 show structural examples of a bumper reinforcing member according to the first and third aspects of the present invention. In this example, as shown in FIG. 3A, the bumper includes an outer shell 1 formed by pressing a steel plate and a reinforcing member according to the present invention, that is, a reinforcing structure including main stays 12a and 12b and a reinforcing stay 13. The bumper is composed of a reinforcing member 2 having a rectangular cross section and a cushioning material 3 interposed between the outer shell 1 and the reinforcing member 2. The bumper includes a mounting portion 5 at an upper end of the outer shell 1 and a mounting portion of the reinforcing member 2. 6 is attached and fixed to a vehicle body (frame) 4 by bolts and nuts 7 and 8, respectively. For example, when a collision occurs, the load W due to the impact is transmitted from the outer shell 1 to the vehicle body (frame) 4 via the cushioning member 3 and the reinforcing member 2.
The shock is cushioned by the deformation of the reinforcing member 2.

【0030】補強部材2は、ここでは、アルミニウムを
押出成形により一体に形成したものであり、より具体的
には、図3(b)に示すように、断面は矩形で、荷重w
の作用方向で相対する長辺壁2aと2b間に、屈曲部1
2c(ここでは曲部)を形成した一対の主スティ12
a、12bと、この一対の主スティの屈曲部12c間
に、荷重の作用方向から該主スティ12a、12bを支
える補強スティ13を配したもので両端が開放された中
空の角部材である。
Here, the reinforcing member 2 is formed by integrally forming aluminum by extrusion molding. More specifically, as shown in FIG. 3B, the reinforcing member 2 has a rectangular cross section and a load w.
Between the long side walls 2a and 2b facing each other in the action direction of
A pair of main stays 12 forming 2c (here, a curved portion)
A hollow corner member having a reinforcing stay 13 for supporting the main stays 12a and 12b from the direction of load application between the pair of main stays 12a and 12b and the bent portions 12c of the pair of main stays.

【0031】ここでは、一対の主スティ12a、12b
の屈曲部12cは、屈曲方向が外側になるように形成
(反対の向きになるように形成)されている。これは、
主スティ12a、12bが屈曲変位xの作用で、衝突し
た場合に衝撃による座屈主荷重wを中央部側に誘導し、
座屈が開始したとき、補強スティに引張荷重が十分に作
用し、補強スティ13が主スティ12a、12bの屈曲
変位xの増加を抑制して主スティの補強効果を十分に発
揮するようにしている。
Here, a pair of main stays 12a, 12b
Is formed so that the bending direction is outward (formed so as to be in the opposite direction). this is,
When the main stays 12a and 12b collide with each other, the buckling main load w due to the impact is guided to the center portion when the collision occurs,
When the buckling starts, the tensile load sufficiently acts on the reinforcing stays, and the reinforcing stays 13 suppress the increase in the bending displacement x of the main stays 12a and 12b so that the reinforcing effect of the main stays is sufficiently exhibited. I have.

【0032】補強部材2の他の断面形状例としては、図
4(a)〜(i)に示すようなものがある。図4(a)
は、衝撃荷重の作用方向で相対する壁2a、2b間に配
設の一対の主スティ14a、14bを、それぞれ外側に
屈曲させて屈曲部14cを有するものにし、一対の主ス
ティの屈曲部14c間に補強スティ15を配設して、主
スティに対する衝撃による座屈主荷重wを中央側に誘導
し、補強スティ13に引張荷重が作用するようにしたも
のである。
Other examples of the cross-sectional shape of the reinforcing member 2 include those shown in FIGS. FIG. 4 (a)
A pair of main stays 14a and 14b disposed between walls 2a and 2b facing each other in the direction of impact load are bent outward to have a bent portion 14c. A reinforcing stay 15 is interposed therebetween to guide a buckling main load w due to an impact on the main stay toward the center, so that a tensile load acts on the reinforcing stay 13.

【0033】図4(b)は、衝撃荷重の作用方向で相対
する壁2a、2b間に配設の一対の主スティ16a、1
6bを、それぞれ内側に屈曲させて屈曲部16cとし、
一対の主スティの屈曲部16c間に補強スティ17を配
設しており、主スティに対する衝撃による座屈主荷重w
を中央側に誘導し、補強スティ17には圧縮荷重が作用
するようにしたものである。
FIG. 4 (b) shows a pair of main stays 16a, 1b provided between the walls 2a, 2b facing each other in the direction of the impact load.
6b are bent inward to form bent portions 16c,
The reinforcing stay 17 is provided between the bent portions 16c of the pair of main stays, and the buckling main load w due to the impact on the main stay is obtained.
Is guided to the center side, and a compressive load acts on the reinforcing stay 17.

【0034】図4(c)は、衝撃荷重の作用方向で相対
する壁2a、2b間に配設の一対の主スティ18a、1
8bを、それぞれ内側に屈曲(ここでは湾曲)させて屈
曲部18cとし、この一対の主スティの屈曲部18c間
に補強スティ19を配設しており、主スティに対する衝
撃による座屈主荷重wを中央側に誘導し、補強スティ1
9には圧縮荷重が作用するようにしたものである。
FIG. 4 (c) shows a pair of main stays 18a, 1a provided between the walls 2a, 2b facing each other in the direction of the impact load.
8b is bent inward (here, bent) to form a bent portion 18c, and a reinforcing stay 19 is disposed between the bent portions 18c of the pair of main stays. To the center side, and reinforcement stay 1
Reference numeral 9 indicates that a compressive load is applied.

【0035】図4(d)は、衝撃荷重の作用方向で相対
する壁2a、2b間に配設の一対の主スティ20a、2
0bを、それぞれ内側に屈曲させて屈曲部20cとし、
一対の主スティの屈曲部間に断面管状の補強スティ21
を配設しており、主スティに対する衝撃による座屈主荷
重wを中央側に誘導し、管状の補強スティ21に圧縮荷
重が作用するようにしたものである。
FIG. 4D shows a pair of main stays 20a, 2b provided between the walls 2a, 2b facing each other in the direction of the impact load.
0b is bent inward to form a bent portion 20c,
A reinforcing stay 21 having a tubular cross section between a pair of bent portions of a main stay.
The main buckling w due to the impact on the main stay is guided to the center side, and a compressive load acts on the tubular reinforcing stay 21.

【0036】図4(e)は、衝撃荷重の作用方向で相対
する壁2a、2b間に配設の一対の主スティ22a、2
2bの内側の面を凸曲面にして屈曲部22cとし、一対
の主スティの屈曲部22c間に補強スティ23を配設し
ており、主スティに対する衝撃による座屈主荷重wを中
央側に誘導し、補強スティ23に圧縮荷重が作用するよ
うにしたものである。
FIG. 4 (e) shows a pair of main stays 22a, 2a, 2b, 2b,
The inner surface of 2b is formed as a convex curved surface to form a bent portion 22c, and a reinforcing stay 23 is disposed between the bent portions 22c of the pair of main stays to guide a buckling main load w due to an impact on the main stay toward the center. Then, a compressive load acts on the reinforcing stay 23.

【0037】図4(f)は、衝撃荷重の作用方向で相対
する壁2a、2b間に配設の一対の主スティ24a、2
4bの外側の面を凸曲面にして屈曲部24cとし、一対
の主スティの屈曲部24cに補強スティを配設してお
り、主スティに対する衝撃による座屈主荷重wを中央側
に誘導し、補強スティ25に引張荷重が作用するように
したものである。
FIG. 4F shows a pair of main stays 24a, 2b provided between the walls 2a, 2b facing each other in the direction of the impact load.
The outer surface of the main stay 4b is formed as a curved surface by forming a curved portion 24c, and a reinforcing stay is disposed at the bent portion 24c of the pair of main stays. The tensile load acts on the reinforcing stay 25.

【0038】図4(g)は、衝撃荷重の作用方向で相対
する壁2a、2b間に配設の一対の主スティ26a、2
6bを、外側に屈曲させて屈曲部26cとし、一対の主
スティの屈曲部26c間に補強スティ27を配設してお
り、主スティに対する衝撃による座屈主荷重wを中央側
に誘導し、補強スティ27に引張荷重が作用するように
したものである。この例では、主スティ26a、26b
と壁2a、2b間、主スティと補強スティ間を管状体2
8を介して連結して、連結部の応力集中を緩和するよう
にしたものである。
FIG. 4 (g) shows a pair of main stays 26a, 2b provided between the walls 2a, 2b facing each other in the direction of the impact load.
6b is bent outward to form a bent portion 26c, and a reinforcing stay 27 is disposed between the bent portions 26c of the pair of main stays to guide a buckling main load w due to an impact on the main stay to the center side, A tensile load acts on the reinforcing stay 27. In this example, the main stays 26a, 26b
And a wall 2a, 2b, and a tubular body 2 between the main stay and the reinforcing stay.
8 to reduce the stress concentration at the connecting portion.

【0039】図4(h)は、衝撃荷重の作用方向で相対
する壁2a、2b間に配設の管状体により形成した主ス
ティ29の外周部を屈曲部29cとし、この主スティの
屈曲部29c間に補強スティ30を配設しており、主ス
ティに対する衝撃による座屈主荷重wを中央側に誘導
し、補強スティ30に引張荷重が作用するようにしたも
のである。
FIG. 4 (h) shows the outer periphery of the main stay 29 formed by a tubular body disposed between the walls 2a and 2b facing each other in the direction in which the impact load acts, as a bent portion 29c. Reinforcing stays 30 are provided between 29c to guide a buckling main load w due to an impact on the main stay to the center side so that a tensile load acts on the reinforcing stays 30.

【0040】図4(i)は、衝撃荷重の作用方向で相対
する壁2a、2b間に配設の一対の主スティ31a、3
1bを外側にわずかに屈曲(湾曲)させて屈曲部31c
とし、主スティ31a、31b間の間隔が荷重w側に狭
くなるように傾斜させて配設し、この一対の主スティの
屈曲部31c間に補強スティ32を配設しており、主ス
ティに対する衝撃による座屈主荷重wを中央側に誘導
し、補強スティを引張荷重が作用するようにしたもので
ある。
FIG. 4 (i) shows a pair of main stays 31a, 3a provided between walls 2a, 2b facing each other in the direction of impact load application.
1b is slightly bent (curved) outward to form a bent portion 31c.
The main stays 31a and 31b are arranged so as to be inclined such that the distance between the main stays 31a and 31b is reduced toward the load w, and the reinforcing stay 32 is provided between the bent portions 31c of the pair of main stays. The main buckling load w due to the impact is guided to the center side, and a tensile load acts on the reinforcing stay.

【0041】(2)図5〜図6は、本発明の第二の発
明、第四の発明、第五の発明に係るバンパーの補強部材
例を示したものである。この補強部材は、基本的には、
図3に示したような構造のバンパーの補強部材2として
用いられるのものであり、補強部材2の構造のみに特徴
を有するので、バンパーの全体構造については説明を省
略する。
(2) FIGS. 5 and 6 show examples of bumper reinforcing members according to the second, fourth and fifth inventions of the present invention. This reinforcing member is basically
Since it is used as the reinforcing member 2 of the bumper having the structure shown in FIG. 3 and has a feature only in the structure of the reinforcing member 2, the description of the overall structure of the bumper is omitted.

【0042】補強部材2は、ここでは、アルミニウムを
押出成形により一体に形成したものであり、断面は矩形
で、衝撃荷重方向で相対する壁2a、2b間に配設し
た、内側に屈曲させて屈曲部33cを形成した一対の主
スティ33a、33bと、構造部材の短辺壁2c、2d
間に、荷重の作用方向に交叉する方向から、該一対の主
スティを支える補強スティ34a、34bを配設したも
ので、両端が開放された中空の角部材である。
In this case, the reinforcing member 2 is formed by integrally forming aluminum by extrusion molding, has a rectangular cross section, and is disposed between the opposing walls 2a and 2b in the direction of impact load. A pair of main stays 33a, 33b having a bent portion 33c, and short side walls 2c, 2d of the structural member
Reinforcing stays 34a and 34b for supporting the pair of main stays are arranged in a direction intersecting the direction in which the load acts, and are hollow square members having both ends opened.

【0043】ここでは、一対の主スティ33a、33b
の屈曲部33cは、反対方向に形成されており、主ステ
ィに対する衝撃による座屈主荷重wを中央側に誘導し、
主スティ33a、33bが座屈を開始したとき、補強ス
ティ34a、34bに引張荷重が十分に作用し、主ステ
ィ33a、33bの屈曲変位xの増加を抑制して主ステ
ィの補強効果を十分に発揮するようにしている。
Here, a pair of main stays 33a, 33b
Is formed in the opposite direction, and guides the buckling main load w due to the impact on the main stay toward the center side,
When the main stays 33a, 33b start buckling, a sufficient tensile load acts on the reinforcing stays 34a, 34b, thereby suppressing an increase in the bending displacement x of the main stays 33a, 33b to sufficiently enhance the reinforcing effect of the main stays. I try to demonstrate.

【0044】補強部材2の他の断面形状例としては、図
6(a)〜(f)に示すようなものがある。図6(a)
は、衝撃荷重方向で相対する壁2a、2b間に配設の一
対の主スティ35a、35bを、それぞれ外側に屈曲さ
せて屈曲部35cとし、この一対の主スティの屈曲部3
5cと構造部材の短辺壁2c、2dと間に、荷重の作用
方向に交叉する方向から、該一対の主スティ35a、3
5bを支える補強スティ36a、36bを配設してお
り、主スティに対する衝撃による座屈主荷重wを中央側
に誘導し、主スティ35a、35bが座屈を開始したと
き、補強スティ36a、36bに圧縮荷重が作用するよ
うにしたものである。
Other examples of the cross-sectional shape of the reinforcing member 2 include those shown in FIGS. FIG. 6 (a)
Is formed by bending a pair of main stays 35a and 35b disposed between walls 2a and 2b facing each other in the impact load direction outward to form bent portions 35c.
5c and the short side walls 2c, 2d of the structural member, the pair of main stays 35a,
5b, the reinforcement stays 36a, 36b are provided to guide the buckling main load w due to the impact on the main stay toward the center, and when the main stays 35a, 35b start buckling, the reinforcement stays 36a, 36b are provided. Compressive load is applied to.

【0045】図6(b)は、衝撃荷重の作用方向で相対
する壁2a、2b間に一対の主スティ37a、37b
を、それぞれ内側に屈曲させて屈曲部37cとし、この
一対の主スティの屈曲部37cと構造部材の短辺壁2
c、2dと間に、荷重の作用方向に交叉する方向から、
該一対の主スティを支える補強スティ38a、38bを
配設しており、座屈を中央側に誘導し、主スティ37
a、37bが座屈を開始したとき補強スティ38a、3
8bに引張荷重が作用するようにしたものである。
FIG. 6 (b) shows a pair of main stays 37a, 37b between walls 2a, 2b facing each other in the direction of impact load.
Are bent inward to form bent portions 37c. The bent portions 37c of the pair of main stays and the short side walls 2 of the structural member are formed.
between c and 2d, from the direction intersecting the direction of action of the load,
Reinforcing stays 38a and 38b for supporting the pair of main stays are provided to guide buckling to the center side, and
When a and 37b start buckling, reinforcement stays 38a and 3b
8b is such that a tensile load acts on it.

【0046】図6(c)は、衝撃荷重の作用方向で相対
する壁2a、2b間に一対の主スティ39a、39b
を、それぞれ内側に湾曲させて屈曲部39cとし、この
一対の主スティの屈曲部と構造部材の短辺壁2c、2d
と間に、荷重の作用方向に交叉する方向から、該一対の
主スティを支える補強スティ40a、40bを配設して
おり、主スティ39a、39bに対する衝撃による座屈
主荷重wを中央側に誘導し、この一対の主スティが座屈
を開始したとき、補強スティ40a、40bに引張荷重
が作用するようにしたものである。
FIG. 6 (c) shows a pair of main stays 39a, 39b between opposing walls 2a, 2b in the direction of impact load application.
Are bent inward to form bent portions 39c. The bent portions of the pair of main stays and the short side walls 2c, 2d of the structural member are formed.
In the meantime, reinforcing stays 40a, 40b for supporting the pair of main stays are provided from the direction intersecting the direction in which the load acts, and the buckling main load w due to the impact on the main stays 39a, 39b is shifted toward the center. When the pair of main stays starts to buckle, a tensile load acts on the reinforcing stays 40a and 40b.

【0047】図6(d)は、衝撃荷重の作用方向で相対
する壁2a、2b間に配設の管状体により形成した主ス
ティ41の外周部を屈曲部41cとし、この主スティの
屈曲部41cと構造部材の短辺壁2c、2d間に、荷重
の作用方向に交叉する方向から、該一対の主スティを支
える補強スティ42a、42bを配設しており、主ステ
ィに対する衝撃による座屈主荷重wを中央側に誘導し、
この一対の主スティが座屈を開始したとき、補強スティ
42a、42bに引張荷重が作用するようにしたもので
ある。
FIG. 6D shows a bent portion 41c of an outer peripheral portion of a main stay 41 formed by a tubular body provided between walls 2a and 2b opposed to each other in the direction in which an impact load is applied. Reinforcing stays 42a and 42b for supporting the pair of main stays are arranged between the short stays 41c and the short side walls 2c and 2d of the structural member in a direction intersecting the direction in which the load is applied. Guide the main load w to the center side,
When the pair of main stays starts buckling, a tensile load acts on the reinforcing stays 42a and 42b.

【0048】図6(e)は、衝撃荷重の作用方向で相対
する壁2a、2b間に配設の一対の主スティ43a、4
3bを外側にわずかに屈曲させて屈曲部(凸曲面)43
cとし、主スティ43a43b間の間隔が荷重w側に狭
くなるように傾斜させて配設し、この一対の主スティの
屈曲部43cと構造部材の短辺壁2c、2bとの間に、
荷重の作用方向に交叉する方向から、該一対の主スティ
を支える補強スティ44a、44bを配設しており、主
スティに対する衝撃による座屈主荷重wを中央側に誘導
し、この一対の主スティが座屈を開始したとき、補強ス
ティに引張荷重が作用するようにしたものである。
FIG. 6 (e) shows a pair of main stays 43a, 4a, 4b arranged between the walls 2a, 2b facing each other in the direction of the impact load.
3b is slightly bent outward to form a bent portion (convex curved surface) 43
c, the main stays 43a and 43b are arranged so as to be inclined such that the distance between the main stays 43a and 43b becomes narrower toward the load w. Between the bent portions 43c of the pair of main stays and the short side walls 2c and 2b of the structural member
Reinforcing stays 44a and 44b for supporting the pair of main stays are provided in a direction intersecting with the direction in which the load is applied. When the stay starts buckling, a tensile load acts on the reinforcing stay.

【0049】図6(f)は、衝撃荷重の作用方向で相対
する壁2a、2b間に、外側に屈曲させて屈曲部(凸曲
面)45cとした1条の主スティ45を配設するととも
に、構造部材の一方の短辺壁2eを外側に屈曲させて屈
曲部(凸曲面)2pとし、主スティ45と構造部材の一
方の短辺壁2eとの間に、荷重の作用方向に交叉する方
向から、該一対の主スティを支える補強スティ46を配
設しており、主スティに対する衝撃による座屈主荷重w
を中央側にに誘導し、補強スティ46に引張荷重が作用
するようにしたものである。
FIG. 6F shows one main stay 45 which is bent outward (convex curved surface) 45c between the walls 2a and 2b facing each other in the direction of the impact load. The one short side wall 2e of the structural member is bent outward to form a bent portion (convex curved surface) 2p, and intersects with the main stay 45 and the one short side wall 2e of the structural member in the direction in which the load acts. A reinforcing stay 46 for supporting the pair of main stays is provided from the direction, and a buckling main load w due to an impact on the main stay is provided.
Is guided to the center side so that a tensile load acts on the reinforcing stay 46.

【0050】なお、本発明の構造部材は、上記例のよう
なバンパーの補強部材としてのみ適用されるものではな
く、各種の車両において人的な安全性の確保、車体損傷
の軽減のために車体用の構造部材として、あるいはその
他の一般構造物の構造部材としても適用されるものであ
り、4隅部を有する矩形断面の構造部材にのみに限定さ
れるものではない。また、主スティ、補強スティの形
状、数、配置、製造方法等は、適用対象、構造部材の形
状、規模、要求される重量、強度等に応じて、上記請求
項を満足する範囲内で変更されるものである。
It should be noted that the structural member of the present invention is not applied only as a reinforcing member for a bumper as in the above-described example, but is used in various vehicles to secure human safety and reduce vehicle body damage. It is also applied as a structural member for use in a general structure, and is not limited to a structural member having a rectangular cross section having four corners. In addition, the shape, number, arrangement, manufacturing method, etc. of the main stay and the reinforcing stay are changed within the range satisfying the claims according to the application object, the shape, scale, required weight, strength, and the like of the structural member. Is what is done.

【0051】また、上記の例では、補強部材をアルミニ
ウムで押出成形により一体に形成し、軽量化をさらに容
易にし、製造コストの大幅削減を実現できるようにした
が、アルミニウム以外の軽量金属材あるいは合成樹脂材
でもよいし、鋼材やステンレス鋼材であってもよい。し
たがって、製造方法としては、押出成形法や、成形加
工、溶接を用いる方法等も用いることができる。主ステ
ィ、補強スティは、構造部材と別に製造し、構造部材と
嵌入、接合によって固定するようにしてもよい。
Further, in the above example, the reinforcing member is integrally formed by extrusion molding of aluminum, so that the weight can be further reduced and the manufacturing cost can be greatly reduced. It may be a synthetic resin material, a steel material or a stainless steel material. Therefore, as a manufacturing method, an extrusion molding method, a molding process, a method using welding, or the like can be used. The main stay and the reinforcing stay may be manufactured separately from the structural member, and may be fixed to the structural member by fitting and joining.

【0052】[0052]

【実施例】アルミニウムを押出成形して得られた、前記
図3(b)に示したような本発明の構造部材について、
座屈試験を行い耐座屈特性を調査した。調査結果を、従
来の構造部材と比較して、以下に説明する。
EXAMPLE A structural member of the present invention as shown in FIG.
A buckling test was performed to investigate the buckling resistance. The results of the investigation will be described below in comparison with the conventional structural members.

【0053】比較例とした従来の構造部材は、アルミニ
ウムを押出成形して得られた、図1(b)に示したよう
に、矩形断面の中空部材に2条の主スティを配設した目
型の断面を有するもので、厚みが2mm、長辺の長さ70
mm、短辺の長さが30mm、長さ2mの矩形断面の中空角
材の中空部内に、厚みが2mmの主スティを、等間隔に2
条配設したものである。
As shown in FIG. 1 (b), a conventional structural member as a comparative example was obtained by extruding aluminum and having two main stays disposed on a hollow member having a rectangular cross section. It has a mold cross section, 2 mm thick and 70 mm long.
In the hollow part of a hollow square timber with a rectangular cross section of 30 mm in length, short side length of 30 mm and length of 2 m, two main stays with a thickness of 2 mm are placed at equal intervals.
Articles are arranged.

【0054】本発明の構造部材は、前記図3(b)に示
したように従来例と同様の矩形断面の中空部材に、外側
に屈曲する屈曲部(屈曲変位x=4mm)を有する一対の
主スティを等間隔に配設し、この一対の主スティ間に補
強スティを配設したもので、補強スティの付加したこと
を考慮して、比較例の構造部材と重量が同じになるよう
に、一対の主スティと補強スティの厚みを1.7mmと薄
くしたものである。
As shown in FIG. 3 (b), the structural member of the present invention comprises a hollow member having a rectangular cross section similar to that of the conventional example and having a pair of bent portions (bending displacement x = 4 mm) bent outward. The main stays are arranged at equal intervals, and the reinforcing stays are arranged between the pair of main stays.In consideration of the addition of the reinforcing stays, the weight is the same as the structural member of the comparative example. The thickness of the pair of main stays and reinforcing stays is reduced to 1.7 mm.

【0055】ここでの座屈実験では荷重wの付与位置
を、構造部材の高さ方向の中間点から上下にそれぞれ3
0mmの範囲で変化させ、荷重wの付与位置別の各部位の
座屈変位量と最大耐荷重値、および吸収エネルギーをも
って、耐座屈強度の指標とした。その結果、耐座屈強度
は、従来の構造部材の場合、最大荷重8.5ton で変位
0.2mmの平均値であった。
In the buckling test, the position where the load w was applied was set to three points above and below the intermediate point in the height direction of the structural member.
The buckling resistance was changed within a range of 0 mm, and the buckling displacement amount, the maximum load capacity value, and the absorbed energy of each part for each application position of the load w were used as an index of the buckling strength. As a result, the buckling resistance of the conventional structural member was an average value at a maximum load of 8.5 ton and a displacement of 0.2 mm.

【0056】これに対して、本発明では、耐座屈強度
は、最大荷重9.5ton で変位0.22mmの平均値と、
従来例に比較した場合の各部位の耐座屈強度の絶対値が
大きく、各部位間の耐座屈強度の偏差も小さく、荷重付
与位置がが上下方向で多少変化しても、安定した耐座屈
強度を確保できることを示している。また、吸収エネル
ギーも2倍に大きく改善された。これらは、主スティの
屈曲変位による荷重の誘導効果と補強スティによる補強
効果によるものである。このことから、本発明の構造部
材は、従来の目型断面の構造部材の約1.1倍の耐荷重
性および2倍の吸収エネルギー性を実現することが確認
できた。
On the other hand, in the present invention, the buckling resistance is defined as an average value of a displacement of 0.22 mm at a maximum load of 9.5 tons,
Compared to the conventional example, the absolute value of the buckling resistance of each part is large, the deviation of the buckling resistance between the parts is small, and even if the load application position changes slightly in the vertical direction, This indicates that buckling strength can be ensured. In addition, the absorbed energy was greatly improved by a factor of two. These are due to the load guiding effect due to the bending displacement of the main stay and the reinforcing effect due to the reinforcing stay. From this, it was confirmed that the structural member of the present invention can realize about 1.1 times the load resistance and twice the absorbed energy as the conventional structural member having the eye-shaped cross section.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明では、断面形状が一以上の隅部を
有する中空の構造部材を、その形成材料の容量(重量)
を大きくしないで、強度を最大限にできる断面形状とす
ることによって、構造部材の耐座屈強度を補強すること
ができ、形成材料を効率使用して構造部材の軽量化も実
現可能にすることができる。
According to the present invention, a hollow structural member having a cross section having one or more corners is formed by changing the capacity (weight) of the material for forming the hollow structural member.
The buckling strength of the structural member can be reinforced by adopting a cross-sectional shape that maximizes the strength without increasing the size, and the weight of the structural member can be reduced by using the forming material efficiently. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)図は、座屈試験に用いた、本発明の構造
部材の断面例と荷重付与方向を示す模式図、(b)図
は、従来の構造部材の断面例と荷重付与方向を示す模式
図。
FIG. 1A is a schematic view showing a cross-sectional example of a structural member of the present invention and a load application direction used in a buckling test, and FIG. 1B is a schematic view showing a cross-sectional example of a conventional structural member and a load application. The schematic diagram which shows a direction.

【図2】図1(a)のの本発明の構造部材例と、(b)
図の従来の構造部材例における耐座屈強度を示す説明
図。
FIG. 2 shows an example of the structural member of the present invention shown in FIG.
Explanatory drawing which shows the buckling resistance in the conventional structural member example of the figure.

【図3】(a)図は、本発明による構造部材を補強部材
として用いた自動車のバンパーの構造例を示す側断面説
明図、(b)図は、(a)図における補強部材の一部断
面立体説明図。
FIG. 3 (a) is a side sectional explanatory view showing a structural example of an automobile bumper using a structural member according to the present invention as a reinforcing member, and FIG. 3 (b) is a part of the reinforcing member in FIG. FIG.

【図4】本発明による自動車のバンパーの補強部材の他
の断面形状例を模式的に示す側断面説明図。
FIG. 4 is an explanatory side sectional view schematically showing another example of a sectional shape of a reinforcing member of a vehicle bumper according to the present invention.

【図5】本発明による自動車のバンパーの補強部材の構
造例を示す一部断面立体説明図。
FIG. 5 is a partially sectional three-dimensional explanatory view showing a structural example of a reinforcing member of a vehicle bumper according to the present invention.

【図6】図5における補強部材の他の断面形状例を模式
的に示す側断面説明図。
FIG. 6 is an explanatory side sectional view schematically showing another example of a sectional shape of the reinforcing member in FIG. 5;

【図7】(a)図は、従来の自動車のバンパーの一般的
な構成材を示す立体説明図。(b)図は、(a)図の構
成材により形成された従来の自動車のバンパーの一般的
な構造例を示す側断面説明図。
FIG. 7A is a three-dimensional explanatory view showing general components of a conventional automobile bumper. FIG. 2B is an explanatory side sectional view showing a general structure example of a conventional automobile bumper formed by the components shown in FIG.

【図8】従来の補強部材の荷重に対する変形状況を説明
するための断面模式図。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining a deformation state of a conventional reinforcing member with respect to a load.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外殻 2 補強部材 2a、2b 壁 2c、2d 短
辺壁 3 緩衝材 4 車体 5、6 取付部 6o 取付孔 7、8 ボルト・ナット w 荷重 9a、9b スティ 10a、10b
主スティ(1例) x 屈曲変位 11 補強スティ 12a、12b
主スティ(2例) 12c 屈曲部 13 補強ステ
ィ 14a、14b 主スティ(3例) 14c 屈曲部 15 補強スティ 16a、16b
主スティ(4例) 16c 屈曲部 17 補強ステ
ィ 18a、18b 主スティ(5例) 18c 屈曲部 19 補強スティ 20a、20b
主スティ(6例) 20c 屈曲部 21 補強ステ
ィ 22a、22b 主スティ(7例) 22c 屈曲部 23 補強スティ 24a、24b
主スティ(8例) 24c 屈曲部 25 補強ステ
ィ 26a、26b 主スティ(9例) 26c 屈曲部 27 補強スティ 28 管状体 29 主スティ(10例) 29c 屈曲部 30 補強スティ 31a、31b 主スティ(11例) 31c 屈曲部 32 補強スティ 33a、33b
主スティ(12例) 33c 屈曲部 34a、34b
補強スティ 35a、35b 主スティ(13例) 35c 屈曲部 36a、36b 補強スティ 37a、37b
主スティ(14例) 37c 屈曲部 38a、38b
補強スティ 39a、39b 主スティ(15例) 39c 屈曲部 40a、40b 補強スティ 41 主スティ
(16例) 41c 屈曲部 42a、42b
補強スティ 43a、43b 主スティ(17例) 43c 屈曲部 44a、44b 補強スティ 45a、45b
主スティ(18例) 45c 屈曲部 46 補強ステ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer shell 2 Reinforcement member 2a, 2b Wall 2c, 2d Short side wall 3 Buffer material 4 Car body 5, 6 Attachment part 6o Attachment hole 7, 8 Bolt / nut w Load 9a, 9b Stay 10a, 10b
Main stay (1 example) x Bending displacement 11 Reinforcement stay 12a, 12b
Main stay (2 examples) 12c bending portion 13 reinforcing stays 14a, 14b Main stay (3 examples) 14c bending portion 15 reinforcing stays 16a, 16b
Main stay (4 examples) 16c bending portion 17 reinforcing stays 18a, 18b Main stay (5 examples) 18c bending portion 19 reinforcing stays 20a, 20b
Main stay (6 examples) 20c bending portion 21 reinforcing stays 22a, 22b Main stay (7 examples) 22c bending portion 23 reinforcing stays 24a, 24b
Main stay (8 examples) 24c bending portion 25 reinforcing stay 26a, 26b main stay (9 examples) 26c bending portion 27 reinforcing stay 28 tubular body 29 main stay (10 examples) 29c bending portion 30 reinforcing stay 31a, 31b main stay (11) Example) 31c bent portion 32 reinforcing stays 33a, 33b
Main stay (12 examples) 33c Bent parts 34a, 34b
Reinforcing stays 35a, 35b Main stays (13 examples) 35c Bends 36a, 36b Reinforcing stays 37a, 37b
Main stay (14 examples) 37c Bent parts 38a, 38b
Reinforcement stays 39a, 39b Main stays (15 examples) 39c Bends 40a, 40b Reinforcement stays 41 Main stays (16 examples) 41c Bends 42a, 42b
Reinforcing stays 43a, 43b Main stays (17 examples) 43c Bending portions 44a, 44b Reinforcing stays 45a, 45b
Main stay (18 examples) 45c Bent part 46 Reinforcement stay

フロントページの続き (72)発明者 前川 竜 東京都小金井市梶野町3−7−2 法政大 学 工学部内Continued on the front page (72) Inventor Ryu Maekawa 3-7-2 Kajino-cho, Koganei-shi, Tokyo Faculty of Engineering, Hosei University

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1以上の隅部を有する中空部材であっ
て、荷重の作用方向で相対する壁間に、屈曲部を形成し
た一対の主スティを、屈曲部の屈曲方向が互いに反対方
向となるように配設し、この一対の主スティの屈曲部間
に補強スティを配設したことを特徴とする補強構造を有
する構造部材。
1. A hollow member having one or more corners, wherein a pair of main stays each having a bent portion formed between walls facing each other in a direction in which a load is applied, wherein the bent portions have bent directions opposite to each other. A structural member having a reinforcing structure, wherein a reinforcing stay is provided between the bent portions of the pair of main stays.
【請求項2】 1以上の隅部を有する中空部材であっ
て、荷重の作用方向で相対する壁間に、屈曲部を形成し
た主スティを配設し、この主スティの屈曲部と相対する
中空部材の壁との間に補強スティを配設したことを特徴
とする補強構造を有する構造部材。
2. A hollow member having one or more corners, wherein a main stay having a bent portion is disposed between walls facing each other in a direction in which a load is applied, and is opposed to the bent portion of the main stay. A structural member having a reinforcing structure, wherein a reinforcing stay is provided between the hollow member and a wall of the hollow member.
【請求項3】 補強スティの屈曲部と相対する中空部材
の壁に、座屈主荷重を中央部側に誘導する屈曲部が形成
されていることを特徴とする請求項2記載の補強構造を
有する構造部材。
3. The reinforcing structure according to claim 2, wherein a bent portion for guiding a buckling main load toward the center is formed on a wall of the hollow member facing the bent portion of the reinforcing stay. Having structural members.
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