JP3539049B2 - 部材の結合構造 - Google Patents
部材の結合構造Info
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Description
つの部材を結合する部材の結合構造に関する。
を介して結合する場合は、一般的に結合される部材に溝
を形成し、且つ中間結合材に突起を形成し、そして前記
溝に突起を嵌合させて、2つの部材を結合する構造にな
っている(類似技術として、特開平6−286643号
公報参照)。
うな従来の技術にあっては、溝と突起との嵌合を利用し
た結合構造のため、一方の部材に軸圧壊力が加わった場
合に、溝と突起との嵌合部により、部材の安定した圧壊
モードが阻害されるおそれがある。すなわち、部材の一
端に軸圧壊力が加わった場合において、その軸圧壊力の
エネルギーを最も効果的に吸収する理想的な圧壊モード
としては、その部材が規則的な凹凸を繰り返すジャバラ
状に変形することであるが、この理想的な変形が、前記
のような溝と突起との嵌合部により妨げられるおそれが
ある。
的な圧壊モードが得られるような部材の結合構造の提案
が望まれている。最近では、軽量化のために、中間結合
材としてアルミ軽合金等の押出材が利用される場合が多
いため、このような押出材を用いても、理想的な圧壊モ
ードが得られる結合構造の提案が望まれている。
てなされたものであり、中間結合材として押出材を使用
しても、理想的な圧壊モードが得られる部材の結合構造
を提供するものである。
軸圧壊力を受ける第1部材と、該第1部材と上下で交差
する第2部材と、前記第1部材と第2部材の対向面同士
を結合する押出材を備える部材の結合構造において、前
記押出材の押出方向が第1部材の軸方向に対して直交さ
せられていると共に、前記押出材が平行な2枚の縦面部
と該2枚の縦面部の上端部同士及び下端部同士をそれぞ
れ結合する上下の横面部を備え、前記上側の横面部が前
記縦面部の上端より前記第2部材側に変移させられて前
記横面部と前記第1部材とが離間させられていることに
より前記横面部と前記第1部材との間に空間が設けら
れ、且つ、前記第1部材の軸圧壊時に前記第1部材の下
面に生じる凸部又は凹部に対応する凹部,薄肉部,中空
部,孔部のいずれかが前記上側の横面部に形成されてい
ると共に、前記第1部材に軸圧壊力が加わって前記第1
部材が軸圧壊する際に、前記凹部,薄肉部,中空部,孔
部のいずれかの作用により前記押出材が変形して潰れる
ように、前記縦面部を前記第1部材の軸圧壊する部分に
結合することにより、前記第1部材の軸圧壊モードを理
想的なものとするように前記第1部材が前記第2部材に
前記押出部材を介して結合されている部材の結合構造と
したことを特徴とする。ここで、「交差する」とは、直
角に交差する場合(十字形、T字形など)や、斜めに交
差する場合(X形、Y字形など)の両方を含む。また、
第1部材や第2部材が「押出材」であっても良い。
の押出方向が第1部材の軸方向に対して直交しているた
め、押出材が第1部材の軸方向において潰れ易く、第1
部材の本来の理想的な圧壊モードが得られる。また、横
面部に第1部材の対向面における圧壊時の凸部又は凹部
に対応する凹部,凸部、薄肉部や、中空部や、孔部を形
成したため、横面部が第1部材の軸方向において潰れ易
く、第1部材の本来の理想的な圧壊モードが得られる。
の対向面が圧壊した場合における凹凸変形の中間点に結
合されている。
1部材の対向面が圧壊した場合における凹凸変形の中間
点に結合されているため、押出材により第1部材の本来
の理想的な圧潰モードが妨げられない。
ブを有し、該リブの交点に溝部を形成したものである。
部材の軸方向において潰れ易く、第1部材の本来の理想
的な圧壊モードが得られる。
形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態におい
て共通する部分には同一の符号を付し、重複する説明は
省略する。
す図である。Aが第1部材で、Bが第2部材で、共に断
面四角形の筒形状をしている。この第1部材Aは、例え
ば自動車の車体の前後方向に沿って配される「サイドメ
ンバ」として利用されるもので、軸圧壊力が加わり易い
部材である。また、第2部材Bは、例えば車幅方向に沿
って配される「クロスメンバ」として利用されるもので
ある。
直交しており(直角に交差しており)、第1部材Aの端
部における「対向面」としての下面1と、第2部材Bの
端部における「対向面」としての上面2とが、中間結合
材としての押出材3により結合されている。
向(図1中矢示α方向)で同一の断面形状を呈してい
る。この押出材3はその押出方向αを第1部材Aの軸方
向(図1中矢示β方向)と直交させた状態で設けられて
いる。
5と、上側が広がった1枚の斜面部6を有している。斜
面部6は一方の縦面部5の下端5bを若干残した位置に
結合されている。そして、一方の縦面部5と斜面部6と
の結合点と、他方の縦面部4とが横面部7にて結合され
ている。また、縦面部4、5及び斜面部6の各上端4
a、5a、6aを若干残した位置にも横面部8が形成さ
れている。この上側の横面部8には3つの円弧状の凹部
9が形成されている。
り、この横面部7、8間に閉断面が形成されることにな
る。そして、両縦面部4、5間に形成される長方形状の
閉断面内にはX型のリブ10が形成されている。このリ
ブ10の交点11には、左右に押出方向αに沿う溝部1
2が形成されている(図5、図6参照)。
部材Bに対する結合の仕方について説明する。まず、第
2部材Bに対しては、両下端4b、5b間に第2部材B
を挟んだ状態で、該第2部材Bの上面2を押出材3の下
側の横面部7に接合する。
部4、5と斜面部6の各上端4a、5a、6aが結合さ
れる。ここで、重要なことは、各上端4a、5a、6a
を、第1部材Aの下面1が圧壊した場合における凹凸変
形の中間点a〜iのうちの、中間点b、g、iに結合し
たことである。
端部に軸方向βに沿う軸圧壊力Fが加わった場合には、
該第1部材Aの端部は、本来的には凸部13と凹部14
とを規則的に繰り返すジャバラ変形を起こす。尚、図4
は、実際は第1部材Aの軸方向βに沿って圧縮される状
態を、分かり易くするために延ばして図示したものであ
る。
状に潰れることが、軸圧壊力Fのエネルギーを効率良く
吸収する面で最も理想的である。第1部材Aに対してジ
ャバラ変形を邪魔する要素が付加されなければ、第1部
材Aはこの理想的な圧壊モードを示すことになる。
の端部では、第1部材Aの形状及び強度に応じた所定の
間隔Lごとに、凸部13と凹部14とが繰り返される。
この凸部13や凹部14の頂点は、それぞれ変形前の位
置から外側或いは内側へ大きく変位するが、その中間点
a〜iは変形前と変形後とで位置が変位しない。押出材
3の各上端4a、5a、6aは、この変位しない中間点
a〜iから選択された中間点b、g、iに結合したもの
である(尚、これら中間点b、g、i以外の「中間点」
に結合しても良い)。
状の凹部9は、第1部材Aの圧壊時における凸部13に
対応する位置に形成されている。
た場合における、押出材3の第1部材Aに対する作用の
説明をする。説明は押出材3の特徴的な構成ごとに分け
て行う。
1、図4参照):第1部材Aの端部に軸圧壊力Fが加わ
った場合に、該第1部材Aの端部は凸部13と凹部14
とを繰り返すジャバラ状に変形しようとするが、押出材
3の押出方向αが第1部材Aの軸方向βに対して直交し
ているため、押出材3が第1部材Aの軸方向βにおいて
潰れ易く、該押出材3が第1部材Aの前記理想的な圧壊
モードを邪魔しない。
第1部材Aの軸方向βに合致させると、押出材3の縦面
部4、5及び斜面部6が軸方向βに沿った状態となり、
該縦面部4、5及び斜面部6の面内で軸圧壊力Fを受け
ることになる。従って、押出材3が潰れにくくなり、前
述のような第1部材Aの理想的な圧壊モードが阻害され
る。特に、この実施形態では、押出材3内にX型のリブ
10も形成されており、このリブ10により前記縦面部
4、5の面外変形が抑制されるため、押出材3が更に潰
れにくくなり、第1部材Aは凸部13と凹部14とを繰
り返す理想的な圧壊モードを維持できなくなる。本実施
形態ではこのような状態になるのを回避するために、押
出材3の押出方向αを第1部材Aの軸方向βに対して直
交させたものである。
置(図4参照):押出材3の各上端4a、5a、6a
を、第1部材Aが圧壊した場合でも変位しない中間点
b、g、iに結合しているため、押出材3との結合によ
って、第1部材Aの理想的な圧壊モードが阻害されるこ
とはない。もし、前記各上端4a、5a、6aを、第1
部材Aの下面1における凸部13や凹部14の頂点に結
合すると、押出材3との結合点において、前記凸部13
や凹部14の頂点が押されたり、引っ張られることとな
り、理想的な凹凸変形を呈しなくなる。
(図4参照):押出材3の横面部8は、押出材3が第1
部材Aの軸方向βに沿って変形する際に反力を生じさせ
る部分であるが、この横面部8に第1部材Aの凸部13
に対応する凹部9を形成したため、該横面部8が第1部
材Aの軸方向βに沿って潰れ易くなる。しかも、この第
1部材Aの凸部13と横面部8の凹部9とが対応してお
り、圧壊時に凸部13が凹部9内に入り込み得るため、
下面1と横面部8との間隔D(図3参照)が小さくて
も、両者が干渉することはなく、第1部材Aの本来の理
想的な圧潰モードを得ることができる。
した溝部12(図5、図6参照):押出材3内のX型リ
ブ10の交点11に溝部12を形成したため、リブ10
が第1部材Aの軸方向βで潰れ易い。従って、押出材3
全体が第1部材Aの軸方向βで潰れ易くなり、第1部材
Aの本来の理想的な圧潰モードが妨げられない。尚、こ
の溝部10は交点11の上下に形成しても良い。
ある。この実施形態の押出材15では、先の実施形態の
X型リブを廃止し、その代わりに、縦面部16と、横面
部17を一枚づつ追加した。
6aも、第1部材Aの中間点dに結合した。従って、こ
の縦面部16が第1部材Aの理想的な圧潰モードを邪魔
することはない。
圧壊時における凸部13(図4参照、以下同様)に対応
する位置に板厚を減少させた薄肉部8aが形成されてい
る。この薄肉部8aの形成により、横面部8が第1部材
Aの軸方向βに沿って潰れ易くなるため、結果として押
出材15全体が潰れ易くなり、第1部材Aの本来の理想
的な圧潰モードが妨げない。
の実施形態に係る押出材18では、第2の実施形態の薄
肉部に代えて中空部8bが形成されている。このような
中空部8bの形成により、横面部8が潰れ易くなる。
尚、横面部8をこのような複雑な形状にすることも、押
出成形では容易である。
図である。この実施形態に係る押出材19では、3枚の
横面部7、8、17の全てに孔部8cを形成した。この
孔部8cは第1部材Aの圧壊時における凸部13に対応
する位置に形成されているもので、各横面部7、8、1
7の軸方向βでの潰れを促進する。尚、この孔部8cは
押出成形の後に加工されたものである。
この実施形態に係る押出材20では、3枚の横面部7、
8、17のうちの、上側の2枚の横面部8、17に凸部
21と凹部22を連続的に形成した。横面部8、17の
凸部21は第1部材Aの圧壊時における凹部14(図4
参照)に対応し、横面部8、17の凹部22は第1部材
Aの圧壊時における凸部13に対応するものである。下
側の横面部7には、第1部材Aの凹部14に対応する凸
部23のみが形成されている。このようにしたことによ
り、各横面部7、8、17の軸方向βでの潰れが更に促
進されることとなり、第1部材Aの本来の理想的な圧壊
モードを実現することができる。
押出方向が第1部材の軸方向に対して直交しているた
め、押出材が第1部材の軸方向において潰れ易く、第1
部材の本来の理想的な圧壊モードが得られる。また、横
面部に第1部材の対向面における圧壊時の凸部又は凹部
に対応する凹部、凸部や、薄肉部や、中空部や、孔部の
いずれかを形成したため、横面部が第1部材の軸方向に
おいて潰れ易く、第1部材の本来の理想的な圧壊モード
が得られる。
1部材の対向面が圧壊した場合における凹凸変形の中間
点に結合されているため、押出材により第1部材の本来
の理想的な圧潰モードが妨げられない。
部材の軸方向において潰れ易く、第1部材の本来の理想
的な圧壊モードが得られる。
造を示す斜視図。
ドを示す図3相当の側面図。
図。
面図。
側面図。
Claims (3)
- 【請求項1】軸圧壊力を受ける第1部材と、 該第1部材と上下で交差する第2部材と、 前記第1部材と第2部材の 対向面同士を結合する押出材
を備える部材の結合構造において、 前記押出材の押出方向が第1部材の軸方向に対して直交
させられていると共に、 前記押出材が平行な2枚の縦面部と該2枚の縦面部の上
端部同士及び下端部同士をそれぞれ結合する上下の横面
部を備え、 前記上側の横面部が前記縦面部の上端より前記第2部材
側に変移させられて前記横面部と前記第1部材とが離間
させられていることにより前記横面部と前記第1部材と
の間に空間が設けられ、 且つ、前記第1部材の軸圧壊時に前記第1部材の下面に
生じる凸部又は凹部に対応する凹部,薄肉部,中空部,
孔部のいずれかが前記上側の横面部に形成されていると
共に、 前記第1部材に軸圧壊力が加わって前記第1部材が軸圧
壊する際に、前記凹部,薄肉部,中空部,孔部のいずれ
かの作用により前記押出材が変形して潰れるように、前
記縦面部を前記第1部材の軸圧壊する部分に結合するこ
とにより、前記第1部材の軸圧壊モードを理想的なもの
とするように前記第1部材が前記第2部材に前記押出部
材を介して結合されていることを特徴とする 部材の結合
構造。 - 【請求項2】押出材が、第1部材の対向面が圧壊した場
合における凹凸変形の中間点に結合されている請求項1
記載の部材の結合構造。 - 【請求項3】押出材がX型のリブを有し、該リブの交点
に溝部が形成されている請求項1又は請求項2記載の部
材の結合構造。
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- 1996-03-15 JP JP05895596A patent/JP3539049B2/ja not_active Expired - Fee Related
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