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一种具有紧固部的结构体的增强结构，所述增强结构中在具有复数个用于固定结构体主体的紧固部的结构体中，将增强体安装在结构体主体上，所述增强体具备增强部和连结部，所述增强体用与结构体主体相同的材料或者具有比结构体主体更高的弹性模量或更高的强度的材料与结构体主体分开形成，所述增强部设置在至少一部分紧固部的周围，所述连结部将增强部彼此连结。所述增强结构能够仅通过附加安装增强体、在不改变结构体主体的肋结构等基本结构的情况下容易地有效增强结构体主体的紧固部自身及其周围部。

1.  一种具有紧固部的结构体的增强结构，其特征在于，在具有复数个用于固定结构体主体的紧固部的结构体中，将增强体安装在结构体主体上，
所述增强体具备增强部和连结部，所述增强体用与结构体主体相同的材料或者具有比结构体主体更高的弹性模量或更高的强度的材料与结构体主体分开形成，所述增强部设置在至少一部分紧固部的周围，所述连结部将所述增强部彼此连结。

2.  如权利要求1所述的具有紧固部的结构体的增强结构，其中，所述结构体主体具有用于增强所述结构体主体的主体肋。

3.  如权利要求1或2所述的具有紧固部的结构体的增强结构，其中，所述增强体中，在至少1个增强部上连接有2个以上的连结部。

4.  如权利要求1～3中任一项所述的具有紧固部的结构体的增强结构，其中，所述增强体中，对于至少1个增强部连接着2个以上的连结部，各连结部从所述增强部向相互不同的方向延伸。

5.  如权利要求1～4中任一项所述的具有紧固部的结构体的增强结构，其中，所述增强体中，全部的增强部和全部的连结部形成为一体。

6.  如权利要求1～5中任一项所述的具有紧固部的结构体的增强结构，其中，所述结构体主体和所述增强体各自成型。

7.  如权利要求2～6中任一项所述的具有紧固部的结构体的增强结构，其中，所述增强体安装在所述结构体主体中的与所述主体肋的安装根部侧相反的一侧。

8.  如权利要求7所述的具有紧固部的结构体的增强结构，其中，在所述结构体主体的所述主体肋形成有用于安装所述增强体的槽。

9.  如权利要求1～8中任一项所述的具有紧固部的结构体的增强结构，其中，所述结构体主体或所述增强体、或者所述结构体主体 和所述增强体两者由碳纤维复合材料构成。

10.  如权利要求1～8中任一项所述的具有紧固部的结构体的增强结构，其中，所述结构体主体或所述增强体、或者所述结构体主体和所述增强体两者由玻璃纤维复合材料构成。

11.  如权利要求1～8中任一项所述的具有紧固部的结构体的增强结构，其中，所述结构体主体或所述增强体、或者所述结构体主体和所述增强体两者由树脂构成。

12.  如权利要求1～8中任一项所述的具有紧固部的结构体的增强结构，其中，所述结构体主体或所述增强体、或者所述结构体主体和所述增强体两者由金属构成。

具有紧固部的结构体的增强结构
技术领域
本发明涉及具有紧固部的结构体的增强结构，特别涉及能够在不改变基本结构的情况下容易地增强结构体的紧固部及其周围部的增强结构。
背景技术
具有紧固部的结构体被用在各种领域中，就这些结构体而言，多要求对紧固部及其周围部的增强。例如，研究了为了汽车的轻质化而将冲击吸收构件等各种汽车部件替换为树脂、纤维增强复合材料。为由上述材料形成的结构体的情况下，为了增强紧固部及其周围部，通常多设置肋结构。但是，肋结构是考虑到结构体的成型上的必要条件(例如，对起模而言必要的条件)、其他制约条件而设计的，仅采用肋结构时，有时紧固部周围的增强未必充分。
在紧固部周围的增强不充分的肋结构的情况下，也有对肋结构进行重新设计而解决上述问题的情况，但是从成型上的必要条件、其他制约条件考虑为有效的肋结构的重新设计有时是困难的。而且，若紧固部周围的增强不充分，则结构体自身变得容易从紧固部部分(该部分容易发生应力集中等)断裂，有时不期望的破坏形态成为问题。
一般而言，已知各种各样的具有紧固部的结构体的增强结构。例如，专利文献1中公开了一种增强结构，其中，通过在容器底面安装板状的金属零件来进行增强，使得搬运用容器能够耐受长期使用。但是，该增强结构并不是对紧固部自身进行增强的结构。此外，增强构件为金属零件，其材质被限定为金属。
此外，专利文献2中公开了将进气歧管的端口凸缘(port flange) 的紧固部用增强托架接合而进行增强的结构。但是，在该增强结构中，适用部位被限定于进气歧管部，并且形成为在安装板(mounting plate)的螺栓孔的内侧配置增强衬套、在螺栓头侧连结、固定增强托架的结构，而没有形成对结构体的紧固部自身进行增强的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-123941号公报
专利文献2：日本特开2012-207658号公报
发明内容
因此，本发明的课题在于提供具有紧固部的结构体的增强结构，所述具有紧固部的结构体的增强结构能够在不改变结构体的肋结构等基本结构的情况下容易地有效增强结构体的紧固部自身及其周围部，特别是提供对于由纤维增强复合材料形成的结构体的增强来说适合的结构。
为了解决上述课题，本发明涉及的具有紧固部的结构体的增强结构的特征在于，在具有复数个用于固定结构体主体的紧固部的结构体中，将增强体安装在结构体主体上，所述增强体具备增强部和连结部，所述增强体用与结构体主体相同的材料或者具有比结构体主体更高的弹性模量或更高的强度的材料与结构体主体分开形成，所述增强部设置在至少一部分紧固部的周围，所述连结部将所述增强部彼此连结。
在如上所述的本发明涉及的具有紧固部的结构体的增强结构中，增强体被安装在未实质性地改变应用本发明前的结构体基体主体的基本结构(例如，不改变设置于结构体基体主体上的肋等的配置)而构成的结构体主体上，所述增强体具备增强部和连结部，所述增强体由与结构体主体相同的材料或者具有比结构体主体更高的弹性模量或更高的强度的材料形成，所述增强部设置在紧固部的周 围，所述连结部将增强部彼此连结。即，在结构体主体上附加安装规定的增强体。由于是附加安装，所以即使在通过成型制作结构体主体时，也不需要特意改变起模的方向等，即使对于遍及结构体主体整体的形状等，与未附加安装增强体的情况相比，也不需要进行较大改变，能够容易地进行增强体的附加安装。而且，由于增强体的增强部设置在紧固部的周围，增强部彼此通过连结部而连结，所以最终实现与下述情况等同的形态，所述情况为结构体主体的紧固部彼此介由增强体相互连结，施加于各紧固部的载荷介由连结部而被分散、或者互相支撑。结果，施加于各个紧固部自身及其周围部的载荷减少，结果各个所述部分被增强，进而结构体整体被增强。由于该结构体的增强如上所述是通过附加安装增强体而实现的，因此变得能够容易地、有效且效率良好地进行所期望的增强。
在上述本发明涉及的具有紧固部的结构体的增强结构中，上述结构体主体优选具有用于增强该结构体主体的主体肋。即，结构体主体原本具有由主体肋构成的增强结构，通过适用本发明，利用上述增强体的附加安装，容易被破坏的紧固部被有效且效率良好地增强。
作为本发明涉及的具有紧固部的结构体中使用的构件构成材料，可以举出包含树脂的材料，其中可以举出包含热塑性树脂的材料。作为优选的热塑性树脂材料，除聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯等聚烯烃、苯乙烯系树脂以外，还可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、液晶聚酯等聚酯、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯醚(PPE)、改性PPE、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚砜(PSU)、改性PSU、聚醚砜(PES)、聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚芳酯(PAR)、聚醚腈(PEN)、苯酚系树脂、苯氧基树脂、聚四氟乙烯等氟系树脂、 以及聚苯乙烯系、聚烯烃系、聚氨酯系、聚酯系、聚酰胺系、聚丁二烯系、聚异戊二烯系、氟系等的热塑性弹性体等，也可以是它们的共聚物、改性体及掺混2种以上而得到的树脂等。特别地，从高伸长率的观点考虑，更优选使用PC树脂、ABS树脂及它们的共混材料，从高强度的观点考虑，更优选使用聚酰胺树脂及它们的共混材料。
此外，本发明中，对于上述增强体而言，在至少1个增强部上连接有2个以上的连结部是优选的。这样的话，则施加于1个紧固部的载荷从对应于该紧固部的增强部介由2个以上的连结部在增强体中传递，因此，施加于紧固部的载荷被适当分散，结果能够减少施加于1个紧固部的载荷，变得能够更有效地增强紧固部。
此外，对于上述增强体而言，在至少1个增强部上连接有2个以上的连结部的情况下，优选制成各连结部从所述增强部向相互不同的方向延伸的形态。在上述那样的形态中，能够更高效地进行施加于上述紧固部的载荷的分散。需要说明的是，针对1个增强部，即使在2个连结部于该增强部的互为相反侧的位置配置成直线状的情况下，这些连结部也至少能够发挥在增强体(其是为了增强结构体整体而附加安装的)内适当传递载荷的作用。
此外，对于上述增强体而言，也优选采用全部的增强部和全部的连结部形成为一体的形态。通过增强体整体形成为一体，增强体自身的一体成型变得容易，并且，载荷在增强体内的传递能够以更优选的方式进行。
此外，上述结构体主体和上述增强体各自通过成型而形成是优选的。增强体可以为附加安装在结构体主体上的形态，通过将上述结构体主体和上述增强体分别各自成型，变得容易以增强结构体整体的形式进行制造。
此外，作为上述增强体，可以为附加安装在结构体主体上的形态，在例如结构体主体如上文所述具有主体肋的情况下，优选采用上述增强体安装在结构体主体中的与上述主体肋的安装根部侧相反 的一侧的形态。这样的话，则变得能够极其容易地将增强体附加安装于结构体主体。
在上述情况下，优选在上述结构体主体的上述主体肋形成有用于安装增强体的槽。这样的话，则变得能够在将增强体限定在规定的位置的同时容易地将其安装至结构体主体。
进而，本发明的具有紧固部的结构体的增强结构在特别是结构体主体或增强体、或者结构体主体和增强体两者由纤维增强复合材料构成的情况下特别有效。通常，以提高轻质化、以及强度、刚性为目标而采用利用纤维增强复合材料的构成，因此，通过适用本发明涉及的增强结构，能够容易实现作为目标的期望的结构体的整体结构。
例如，可以采用下述结构：上述结构体主体或上述增强体、或者上述结构体主体和上述增强体两者由碳纤维复合材料构成的结构；上述结构体主体或上述增强体、或者上述结构体主体和上述增强体两者由玻璃纤维复合材料构成的结构。当然，也可以采用下述构成，所述构成利用使用了其他增强纤维的纤维增强复合材料、使用了2种以上的增强纤维的纤维增强复合材料而成。
需要说明的是，在结构体主体或增强体、或者结构体主体和增强体两者如上所述由纤维增强复合材料构成的情况下，作为其基体树脂，可使用热塑性树脂、热固性树脂均可，但若考虑到成型的容易性，则优选使用热塑性树脂。作为可以使用的热塑性树脂，例如可以举出选自聚酰胺、聚苯硫醚、聚丙烯、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺中的任意树脂中的至少一种。
进而，本发明中，也可以制成下述结构：上述结构体主体或上述增强体、或者上述结构体主体和上述增强体两者由树脂构成的结构；上述结构体主体或上述增强体、或者上述结构体主体和上述增强体两者由金属构成的结构。
如上所述，根据本发明涉及的具有紧固部的结构体的增强结构，能够仅通过附加安装增强体，在不改变结构体主体的肋结构等基本 结构的情况下，容易地有效增强结构体主体的紧固部自身及其周围部。本发明特别能够提供适合于由纤维增强复合材料(其包含碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料)形成的结构体的增强的结构。
附图说明
[图1]是适用本发明前的结构体基体主体的立体图。
[图2]是表示图1的结构体基体主体的一部分截面的立体图。
[图3]是将本发明适用于图1的结构体基体主体的情况下的、本发明的一个实施方式涉及的具有紧固部的结构体的增强结构的立体图。
[图4]是图3的结构中的增强体的立体图。
[图5]是图3的结构中的结构体主体的立体图。
[图6]是图4的变形例涉及的增强体的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1示出了用于说明下述本发明的实施方式的、适用本发明前的结构体基体主体。图1所示的结构体基体主体1具有复数个(图示例中为4个)具备贯通孔的紧固部2(其用于将该结构体基体主体1固定在其他构件上)，在结构体基体主体1内，以遍及包括紧固部2在内的大致整体的方式设置有复数根纵横延伸的肋3(主体肋)。如图2所示，这些主体肋3连接在后壁4上，从向后壁4的连接部即安装根部5侧延伸至结构体基体主体1的前表面侧。此外，该结构体基体主体1由纤维增强复合材料、特别是碳纤维复合材料构成，整体为一体成型。通过将成型时的起模方向作为图的X-X方向，能够容易地进行整体的一体成型、和成型后的起模。
图3示出了将本发明适用于图1的结构体基体主体1的情况下的、本发明的一个实施方式涉及的具有紧固部的结构体的增强结构。图3所示的结构中，结构体与图1所示同样地具有复数个(本实施 方式中为4个)用于固定结构体主体11的紧固部12。在本实施方式中，该结构体主体11由纤维增强复合材料、特别是碳纤维复合材料构成，以整体的形式一体成型。对于该结构体主体11，安装了增强体13以增强结构体主体11，所述增强体13是用与结构体主体11相同的材料或者具有比结构体主体11更高的弹性模量或更高的强度的材料(本实施方式中为纤维增强复合材料、特别是碳纤维复合材料)而与结构体主体11分开形成的。亦如图4所示，该增强体13具备增强部14和连结部15，以整体的形式一体成型，所述增强部14设置在至少一部分的(本实施方式中为全部的)紧固部12的周围，所述连结部15将增强部12彼此(两个增强部12彼此)相互连结。
亦如图5所示，结构体主体11中，纵横延伸的主体肋16一体地形成于其内部。上述增强体13安装在结构体主体11中的与主体肋16的安装根部侧(图3、图5中的图的里侧，与图2所示相同的安装根部5侧)相反的一侧。该情况下，结构体主体11的主体肋16形成有用于安装增强体13的槽，作为该槽，形成有下述两者：用于增强体13的增强部14的槽17和用于连结部15的槽18。通过将增强体13嵌入至上述槽17、槽18，如图3所示，增强体13整体相对于结构体主体11被安装在规定的位置。
根据图1与图5的比较可知，在上述实施方式涉及的结构中，可以在不实质性地改变结构体基体主体1的基本结构的情况下，特别是可以在不改变设置于结构体基体主体1上的肋3的配置的情况下，得到结构体主体11。可以在如上所述得到的结构体主体11上通过进行附加安装来安装上文所述的由规定材料形成的增强体13。因此，即使在将结构体主体11整体例如一体成型时，也不需要特意改变起模的方向等，即使对于遍及结构体主体11整体的形状等来说，与不设置增强体13的情况相比，也不需要进行较大改变。而且，通过增强体13构成为具备增强部14(其设置在紧固部12的周围)和连结部15(其将增强部14彼此连结)的结构，实现与下述情况等同的形态，所述情况为结构体主体11的紧固部12彼此介由增强体13 相互连结，施加于某一紧固部12的载荷介由增强体13的连结部15而被分散，并且施加于各个紧固部12的载荷介由各增强部14和各连结部15互相支撑。结果，施加于各个紧固部12自身及其周围部的载荷减少，结果各个所述部分被增强，进而结构体整体(结构体主体11整体)被增强。由于上述增强是通过附加安装增强体13而实现的，因此变得能够容易地、并且有效且效率良好地进行。
进而，由于在上述实施方式中、特别是在结构体主体11中形成有用于安装增强体13的槽17、18，因此能够容易地从规定的方向将增强体13位置精度良好地安装至结构体主体11。由此，能够更容易且更可靠地达成所期望的结构体增强结构。
需要说明的是，上述实施方式中，增强体13可采用各种形态。例如，可以像图6示出的图4的变形例涉及的增强体21那样，对增强体21的至少一部分增强部22、连结部23实施用于进一步提高增强效果的加工。在图示例中，在一个增强部22上，在不干涉结构体主体11的主体肋16(图示于图5)的部位设置追加肋24，特别是该增强部22使得结构体主体11侧的用于嵌入增强体21的槽尽可能地少，同时特别是该增强部22被增强，由增强体21产生的增强效果得以提高。在其他增强部也可以适用同样的结构。此外，在图示例中，使一个连结部23的高度比图4所示的连结部更高，特别是该连结部23被增强。该连结部23形成有槽25(其与结构体主体11侧的槽18(图示于图5)相互嵌合)，该连结部23在不使结构体主体11侧的槽18特别大的情况下被增强。在其他连结部也可以适用同样的结构。如上所述，可以对增强体的各部分追加适当的加工。
产业上的可利用性
本发明涉及的具有紧固部的结构体的增强结构，虽然也可以适用于树脂、金属制的结构体，但其是特别适合于由碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等纤维增强复合材料形成的结构体的增强的结构。
附图标记说明
1 结构体基体主体
11 结构体主体
2、12 紧固部
13、21 增强体
14、22 增强部
15、23 连结部
3、16 主体肋
17、18 槽
24 追加肋
25 槽