JP2008189311A - 車両用荷重受け物品 - Google Patents

Abstract

【課題】全体重量に対するエネルギー吸収量を増加させることができる車両用荷重受け物品を提供すること。
【解決手段】車両用荷重受け物品であって細長い形状となっているドアのインパクトビーム１の幅方向中央又は略中央には、***した***部２が形成され、この***部２の幅方向両側は底部３であって、これらの底部３の幅方向外側の端部は***部２と同じ側へ立ち上ったフランジ部４となっており、***部２の幅方向中央又は略中央には、***部２の***方向とは反対側へ窪んだ谷部５が設けられ、***部２と底部３とフランジ部４と谷部５は、インパクトビーム１の長さ方向の一端から他端まで連続して形成され、***部２の幅方向両側の起立部６は、荷重の作用方向Ａと平行又は略平行となっている
【選択図】図３

Description

本発明は、荷重を受けるために車両に設けられる車両用荷重受け物品、及びその車両用荷重受け物品を製造するための方法、並びにその車両用荷重受け物品を製造するための装置に関し、例えば、ドアのインパクトビームや、バンパービーム等の車両用荷重受け物品に利用できるものである。

四輪車両の側面に設けられるドアには、従来より、側面衝突による荷重を受けるためのインパクトビームが配置され、車両用荷重受け物品となっていて、長さ方向が車両前後方向となって配置されるこのインパクトビームにより、側面衝突に対するドア全体の耐力を向上させることが行われている。

このようなインパクトビームの従来例として、長さ方向と直交する断面の形状が、ハット形状のように、一方の端部と他方の端部とが接続されていないために開いているオープン形状になっているもの（例えば、下記の特許文献１）と、長さ方向と直交する断面の形状が、パイプのように、一方の端部と他方の端部とが接続されているために閉じているクローズ形状になっているもの（例えば、特許文献２）と、がある。

これらのインパクトビームは、側面衝突による荷重の作用方向と平行する成分を有して他の部分から起立している起立部を備え、この起立部は、荷重の作用方向と直角をなす成分を有する方向となっている車両前後方向への長さを有しており、また、長さ方向における起立部の任意な一部と、この一部と長さ方向の同じ箇所における上記他の部分とは、同じ厚さになっている。
特開平１０−１６６８６０（図１及び図２） 特開平１１−１２９７５６（図１、図３及び図５）

近年、車両の燃費を向上させるために、車両を構成する部材の重量を軽くし、これにより車両全体を軽量化することが求められるようになっている。このような要望に応えるためには、インパクトビーム等の車両用荷重受け物品の重量も軽量化しなければならないが、この軽量化は、衝突荷重等の荷重を受けたときに吸収できるエネルギー吸収量を低減することなく実現できるものでなければならず、車両用荷重受け物品の全体重量に対するエネルギー吸収量を増加させることが求められる。従来技術の車両用荷重受け物品は、このように全体重量に対するエネルギー吸収量を増加させるという観点で設計、製造されていなかった。

本発明の目的は、全体重量に対するエネルギー吸収量を増加させることができる車両用荷重受け物品、及びその製造方法、並びにその製造装置を提供するところにある。

本発明に係る車両用荷重受け物品は、荷重の作用方向と平行する成分を有して他の部分から起立している起立部を備え、この起立部が前記荷重の作用方向と直角をなす成分を有する方向への長さを有している車両用荷重受け物品において、前記起立部の長さ方向における少なくとも一部が、この少なくとも一部と前記長さ方向の同じ箇所における前記他の部分よりも厚さが大きい厚肉部となっていることを特徴とするものである。

この車両用荷重受け物品によると、起立部は、荷重の作用方向と平行する成分を有して他の部分から起立しているとともに、この起立部の長さ方向における少なくとも一部が、この少なくとも一部と前記長さ方向の同じ箇所における前記他の部分よりも厚さが大きい厚肉部となっているため、車両用荷重受け物品が荷重を受けたときにおける変形に対する起立部の耐力が、起立部が厚肉部となっていない場合と比較して大きくなっている。

このため、荷重を受けることにより車両用荷重受け物品に撓みが生じた場合において、起立部が大きく変形して座屈状態になるまでの撓み量を大きくでき、これにより、衝突荷重等の荷重を受けたときに吸収できるエネルギー吸収量を大きくできる。

言い換えると、本発明では、エネルギー吸収量に貢献する起立部の厚さが車両用荷重受け物品の他の部分よりも大きくなっており、荷重を受けたために車両用荷重受け物品が撓み始めたとき、この撓み量が大きくなるまで、起立部は大きく変形して座屈状態になることはない。このため、起立部と他の部分とが同じ厚さになっていて、本発明に係る車両用荷重受け物品と同じ重量となっている車両用荷重受け物品と比較した場合には、エネルギー吸収量を大きくできる。あるいは、起立部と他の部分とが同じ厚さになっていて、本発明に係る車両用荷重受け物品よりも大きい重量を有している車両用荷重受け物品と比較した場合には、エネルギー吸収量を同じ又は大きくできる。

したがって、本発明によると、従来よりも車両用荷重受け物品の全体重量に対するエネルギー吸収量を増加させることができ、車両用荷重受け物品の軽量化とエネルギー吸収量の増大という互いに相反する２つの課題を解決することもできる。

以上の本発明に係る車両用荷重受け物品において、厚肉部の個数は、１個でもよく、厚肉部の厚さ方向に離れた複数個でもよい。すなわち、後者の場合には、前記起立部は、この起立部の厚さ方向に離れた複数個設けられ、これらの起立部の全部又はこれらの起立部のうちの複数個について、厚肉部が設けられる。

厚肉部の個数が、この厚肉部の厚さ方向に離れた複数個になっていると、それだけ起立部の変形に対する耐力が向上するため、エネルギー吸収量を一層増大させることができる。

また、車両用荷重受け物品が長さ方向に離れた複数箇所で車体又は車体構成部材に取り付けられる場合には、互いに隣接する２つの取付箇所の間の中央部分又は略中央部分を厚肉部とすることが好ましい。これによると、車両用荷重受け物品が荷重を受けたときの曲げモーメントが最大となる部分を厚肉部とすることができる。また、厚肉部は起立部の長さ方向の一部だけとなるため、それだけ車両用荷重受け物品の全体重量を軽量化できる。

このように、互いに隣接する２つの取付箇所の間の中央部分又は略中央部分を厚肉部とする場合であって、取付箇所が３個以上ある場合には、それぞれの中央部分又は略中央部分を厚肉部としてもよく、特定の中央部分又は略中央部分だけを厚肉部としてもよい。

また、厚肉部が、この厚肉部の厚さ方向に離れた複数個設けられ、かつ、車両用荷重受け物品が長さ方向に離れた複数箇所で車体又は車体構成部材に取り付けられ、互いに隣接する２つの取付箇所の間の中央部分又は略中央部分が厚肉部となっている場合には、複数個の厚肉部のうち、少なくとも互いに隣接している２個の厚肉部をこれらの厚肉部の起立方向の端部において連結し、これらの厚肉部が設けられている前記長さ方向の部分についての厚肉部の厚さ方向の寸法を、厚肉部となっていない前記長さ方向の部分についての前記厚肉部の厚さ方向の寸法よりも大きくすることが好ましい。

これによると、車両用荷重受け物品が荷重を受けたときの曲げモーメントが最大となる部分での断面係数を大きくでき、曲げモーメントに有効に対処できることになる。

なお、車両用荷重受け物品における車体又は車体構成部材に取り付けられる部分は、ブラケット部材のように、車両用荷重受け物品とは別に生産され、車両用荷重受け物品とスポット溶接やボルト、ナット等の結合具で結合される部材となっていてもよく、あるいは、車両用荷重受け物品の一部となっていて、車両用荷重受け物品の本体と一体に形成されるものとなっていてもよい。

本発明に係る車両用荷重受け物品の製造方法は、荷重の作用方向と平行する成分を有して他の部分から起立している起立部を備え、この起立部が前記荷重の作用方向と直角をなす成分を有する方向への長さを有しており、前記起立部の長さ方向における少なくとも一部が、この少なくとも一部と前記長さ方向の同じ箇所における前記他の部分よりも厚さが大きい厚肉部となっている車両用荷重受け物品を製造するための方法であって、板材における前記厚肉部となるべき部分をこの厚肉部の厚さ方向に湾曲突出した湾曲部に形成するための湾曲部形成工程と、この湾曲部形成工程の後に実施され、前記湾曲部の湾曲突出側の面を湾曲突出側とは反対側へ加圧することにより、この湾曲部を、直線的又は略直線的な形状となっていて増肉された厚さとなっている厚肉部へと変形させるための増肉工程と、を有することを特徴するものである。

この製造方法によると、湾曲部を直線的又は略直線的な形状に変形させるときに寸法が短縮されるため、この短縮した寸法分だけ厚さが増加することになり、これにより、増肉された厚肉部を得ることができる。

このように、湾曲部を直線的又は略直線的な形状に変形させることによって増肉された厚肉部を得るための増肉工程は、１回だけ実施してもよく、複数回実施してもよい。

増肉工程を複数回実施する車両用荷重受け物品の製造方法は、第１回目増肉工程となっている上記増肉工程の後に実施され、この第１回目増肉工程で得られた前記厚肉部を、前記増肉された厚さと同じ又は略同じ厚さを維持しながら起立部となるべき部分の起立方向の寸法を小さくすることにより、湾曲させるための湾曲工程と、この湾曲工程の後に実施され、湾曲された前記厚肉部の湾曲突出側の面を湾曲突出側とは反対側へ加圧することにより、この厚肉部を直線的又は略直線的な形状にしてさらに増肉させるための第２回目増肉工程と、を有するものとなる。

増肉工程を複数回行うと、厚肉部の厚さをその回数に応じた分だけ増加させることができる。

以上の製造方法において、前記湾曲突出側の面を湾曲突出側とは反対側へ加圧することは、プレス型によるプレス力により行ってもよく、袋内に封入された液体による液圧力により行ってもよく、弾性変形自在な弾性部材による弾性力により行ってもよい。

また、本発明に係る車両用荷重受け物品の製造方法は、荷重の作用方向と平行する成分を有して他の部分から起立している起立部を備え、この起立部が前記荷重の作用方向と直角をなす成分を有する方向への長さを有しており、前記起立部の長さ方向における少なくとも一部が、この少なくとも一部と前記長さ方向の同じ箇所における前記他の部分よりも厚さが大きい厚肉部となっている車両用荷重受け物品を製造するための方法であって、板材における前記厚肉部となるべき部分に他の板材を接合することにより、この部分の厚さを前記他の部分となるべき部分の厚さよりも大きくするための増厚工程と、この増厚工程の後に実施され、前記他の板材を含めて前記板材をプレス成形することにより、厚さの大きい前記部分を前記厚肉部とするためのプレス成形工程と、を有することを特徴するものである。

この製造方法によると、板材における厚肉部となるべき部分に他の板材を接合するという簡単な作業によって実質的に厚肉部と同じ厚さとなった部分を設けることができ、この後は、前記他の板材を含めて前記板材をプレス成形すればよいため、製造作業の容易化と製造作業効率の向上を達成できる。

さらに、本発明に係る車両用荷重受け物品の製造方法は、荷重の作用方向と平行する成分を有して他の部分から起立している起立部を備え、この起立部が前記荷重の作用方向と直角をなす成分を有する方向への長さを有しており、前記起立部の長さ方向の全部が、前記他の部分よりも厚さが大きい厚肉部となっている車両用荷重受け物品を製造する方法であって、板材をロールフォーミング成形することにより、この板材の幅方向の一部に前記厚肉部となるべき厚さの大きい部分を形成するためのロールフォーミング成形工程と、このロールフォーミング成形工程の後に実施され、前記板材をプレス成形することにより厚さの大きい前記部分を前記厚肉部とするためのプレス成形工程と、を有することを特徴するものである。

この製造方法では、板材をロールフォーミング成形することによってこの板材の幅方向の一部に厚肉部となるべき厚さの大きい部分を形成するため、この製造方法は、厚肉部が起立部の長さ方向全長に亘って設けられる場合に好適である。そして、車両用荷重受け物品の材料となる板材は、連続的にロールフォーミング成形されるコイル材であるため、ロールフォーミング成形後のコイル材を所定長さ寸法に切断することにより、多数の車両用荷重受け物品をプレス成形で生産するための多数の材料を容易に得られる。

本発明に係る車両用荷重受け物品の製造装置は、荷重の作用方向と平行する成分を有して他の部分から起立している起立部を備え、この起立部が前記荷重の作用方向と直角をなす成分を有する方向への長さを有しており、前記起立部の長さ方向における少なくとも一部が、この少なくとも一部と前記長さ方向の同じ箇所における前記他の部分よりも厚さが大きい厚肉部となっている車両用荷重受け物品を製造するための装置であって、前記他の部分となるべき部分を挟着する挟着部材と、前記厚肉部となるべき部分であって前記厚肉部の厚さ方向に湾曲突出している湾曲部を、この湾曲部の湾曲突出側の面を湾曲突出側とは反対側へ加圧することにより、直線的又は略直線的な形状となっていて増肉された厚さとなっている前記厚肉部へと変形させるための加圧部材と、を備えていることを特徴とするものである。

この製造装置によると、増肉されない前記他の部分となるべき部分は挟着部材で挟着されて不動となっており、増肉されて厚肉部となるべき湾曲部は、加圧部材によって湾曲突出側の面を湾曲突出側とは反対側へ加圧されるため、この湾曲部は圧縮されながら直線的又は略直線的な形状へ変形し、この圧縮によって増肉された厚肉部を形成できることになる。

この製造装置における加圧部材は、プレス型でもよく、袋内に封入された液体でもよく、弾性変形自在な弾性部材でもよい。

また、以上説明した本発明は、任意な車両用荷重受け物品に適用でき、その代表的な例はドアのインパクトビームであり、他の例は、バンパービームである。これに以外に、本発明は、センターピラーや、フロアパネルに配置されるサイドシル等にも適用できる。本発明がバンパービームに適用される場合には、このバンパービームは、フロントバンパービームでもよく、リヤバンパービームでもよい。

さらに、本発明は、長さ方向と直交する断面の形状が、一方の端部と他方の端部とが接続されていないために開いているオープン形状になっている車両用荷重受け物品と、一方の端部と他方の端部とが接続されているために閉じているクローズ形状になっている車両用荷重受け物品との両方に適用できる。クローズ形状は、四角形等の多角形状でもよく、円形でもよく、長円形でもよく、楕円形でもよく、任意である。

また、本発明に係る車両用荷重受け物品の材料は、高張力鋼の鋼板でもよく、高張力鋼よりも引っ張り強さが小さい鋼板でもよい。

また、所定値以上の硬度が一部又は全体に必要な車両用荷重受け物品については、高周波誘導電流、ガス火炎、レーザー等によって高温に加熱した後に急冷することにより、焼入れ処理を行ってもよい。さらに、焼入れ処理は、材料から所定形状となった車両用荷重受け物品が形成された後に行ってもよく、所定形状の車両用荷重受け物品が形成される前の材料のときに行ってもよい。また、プレス成形される車両用荷重受け物品については、高温に加熱された材料をプレス成形するときに急冷してもよく、高温への加熱と急冷とをプレス成形するときに行ってもよい。すなわち、ホットプレスによる焼入れ処理を行ってもよい。

本発明によると、車両用荷重受け物品の全体重量に対するエネルギー吸収量を増加させることができるという効果を得られる。

以下に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。本実施形態に係る車両用荷重受け物品は、四輪車両の側面のドアに配置されるインパクトビームである。

図１には、このインパクトビーム１が示されている。インパクトビーム１は、車両内側のインナーパネル１０と、スキンパネルとも称される車両外側のアウターパネルとを含んで形成されるドアにおけるこれらのインナーパネル１０とアウターパネルとの間に配置され、図１には、インパクトビーム１とインナーパネル１０が示されている。鋼板を材料として形成されているインパクトビーム１は、インナーパネル１０に車両前後方向となっている長さ方向の両端の２箇所、又は一方の端部と他方の端部の近傍との２箇所で取り付けられ、この取り付けは、インパクトビーム１に結合されたブラケット部材１１，１２をインナーパネル１０にスポット溶接で接合することよりなされる。

図２には、インナーパネル１０に取り付けられる前であって、ブラケット部材１１，１２を除いたインパクトビーム１の全体が斜視図として示されている。図３には、図２のＳ３−Ｓ３断面図が、図４には、図２のＳ４−Ｓ４断面図が、図５には、図２のＳ５−Ｓ５断面図が、それぞれ示されている。これらの図で示されているように、車両前後方向に延びる細長い形状となっているインパクトビーム１の幅方向中央又は略中央には、***した***部２が形成され、この***部２の幅方向両側は底部３となっており、これらの底部３の幅方向外側の端部は、***部２と同じ側へ立ち上ったフランジ部４となっている。また、***部２の幅方向中央又は略中央には、***部２の***方向とは反対側へ窪んだ谷部５が設けられている。

これらの***部２、底部３、フランジ部４及び谷部５は、図２で示されているとおり、インパクトビーム１の長さ方向の一端から他端まで連続して形成されている。また、長さ方向と直交するインパクトビーム１の断面を示している図３〜図５のとおり、インパクトビーム１は、幅方向の一方の端部と他方の端部とが接続されていないために開いているオープン断面の形状を有している。

図１に示すとおり、ブラケット部材１１，１２を介したインパクトビーム１のインナーパネル１０への取り付けは、***部２を車両外側に向けて行われる。このため、ドアに側面衝突の荷重が作用したときにおけるこの荷重の作用方向は、図３で示すＡ方向である。したがって、***部２の幅方向両側の面は、荷重の作用方向Ａと平行する成分を有して底部３から起立した起立部６となっており、図面で示された実施形態では、これらの起立部６は、底部３から直線的又は略直線的に起立していて、荷重の作用方向Ａと平行又は略平行となっている。

図３で示すように、インパクトビーム１の長さ方向の中央又は略中央におけるインパクトビーム１の幅寸法はＷ１であり、図４で示すように、インパクトビーム１の長さ方向の中央又は略中央から長さ方向の一方の端部に少し寄った箇所におけるインパクトビーム１の幅寸法はＷ２であり、図５で示すように、インパクトビーム１の長さ方向の中央又は略中央からさらに長さ方向の一方の端部に寄った箇所におけるインパクトビーム１の幅寸法はＷ３である。Ｗ３よりもＷ２は大きく、Ｗ２よりもＷ１は大きい。このように、インパクトビーム１の幅寸法は、このインパクトビーム１の長さ方向の中央又は略中央において最も大きくなっており、そして中央又は略中央から長さ方向の両端に向かって幅寸法は次第に小さくなり、中央又は略中央から所定距離離れた箇所からは、最小の幅寸法が長さ方向の両端まで連続している。

このため、インパクトビーム１の幅方向両側に２個ある底部３の間隔、２個あるフランジ部４の間隔、２個ある起立部６の間隔は、インパクトビーム１の長さ方向中央又は略中央で最大となっているとともに、これらの間隔は、インパクトビーム１の長さ方向中央又は略中央からインパクトビーム１の両端に向かって次第に小さくなり、このように間隔が次第に小さくなることは、長さ方向の両端から中央又は略中央に向かって一定距離にある箇所まで続いている。

また、２個の起立部６が互いに連結されている部分である谷部５の幅寸法も、インパクトビーム１の幅寸法と同様に、インパクトビーム１の長さ方向に変化しており、谷部５の深さも、インパクトビーム１の長さ方向の中央又は略中央で最大であり、この深さは、インパクトビーム１の長さ方向中央又は略中央からインパクトビーム１の両端に向かって次第に小さくなり、このように深さが次第に小さくなることは、長さ方向の両端から中央又は略中央に向かって一定距離にある箇所まで続いている。

そして、前述したように、インパクトビーム１はドアに車両前後方向を長さ方向として配置されるため、インパクトビーム１の幅方向に２個ある起立部６は、ドアに直角又は角度をなして作用する側面衝突荷重の作用方向Ａと直角をなす成分を有する方向への長さを有しており、側面衝突荷重がドアに直角に作用したとには、それぞれの起立部６は、インパクトビーム１の長さ方向の中央部分又は略中央部分の湾曲した部分を有しながらも、この荷重の作用方向Ａと直角又は略直角をなす方向に延びる長さを有していることになる。

また、インパクトビーム１の全長に亘って延びているそれぞれの起立部６には、起立部６が起立している底部３よりも厚さが大きくなっている厚肉部６Ａが、インパクトビーム１の長さ方向の中央又は略中央を含む起立部の長さ方向の一部に設けられている。この厚肉部６Ａの範囲は、図２の２点鎖線Ｂで示された範囲である。この厚肉部６Ａの厚さは、フランジ部４及び谷部５の厚さよりも大きく、また、フランジ部４及び谷部５の厚さは、厚肉部６Ａを除くインパクトビーム１の各部分の厚さと同じである。言い換えると、底部３の厚さと、フランジ部４の厚さと、谷部５の厚さと、厚肉部６Ａとなってない起立部６の各部分の厚さは、同じであり、厚肉部６Ａの厚さと、この厚肉部６Ａとインパクトビーム１の長さ方向の同じ箇所における底部３、フランジ部４、谷部５の厚さとを比較した場合、厚肉部６Ａの厚さが大きい。

厚肉部６Ａを備えたインパクトビーム１を図６で示された板材２０から形成するための各作業工程は、図７、図９、図１０、図１１の順序で実施され、図８には、図９の作業工程で用いられるプレスダイセットが示されている。

先ず、図７で示されているように、プレス装置に装着された上型３０と下型３１により板材２０をプレス成形する。この板材２０は、厚肉部６Ａを除くインパクトビーム１の各部分と同じ厚さ又はこれよりも若干大きい厚さを有しており、プレス成形は板材２０の厚さを維持又は若干小さくしながら行われる。このプレス成形により、板材２０は、おおむね前記***部２と類似した部分を有する形状に形成されるとともに、厚肉部６Ａとなるべき部分は、厚肉部６Ａの厚さ方向外向きに湾曲突出した湾曲部２１とされる。したがって、図７で示された作業工程は、板材２０に湾曲部２１を形成するための湾曲部形成工程である。

次いで、板材２０は図８で示すプレスダイセット４０を用いてプレスされる。このプレスダイセット４０は、上下動する上型４１と、下型４２と、下型４２側に配置され、ばね等の弾性部材４３Ａ，４４Ａで上向きに弾性付勢されているブランクホルダー４３，４４とを備えている。また、上型４１と下型４２における湾曲部２１と対応する部分は、直線的又は略直線な成形部４１Ａ，４２Ａとなっている。上型４１と下型４２が型合せされたときにこれらの成形部４１Ａと４２Ａとの間にできる隙間の容量は、湾曲部２１の体積と同じに設定されている。

図９は、上型４１が下降して上型４１と下型４２で板材２０がプレスされたときを示している。上型４１が下降する途中において、図８で示されたブランクホルダー４３と上型４１とによって板材２０における谷部５となるべき部分２２が挟着され、ブランクホルダー４４と上型４１とによって板材２０における底部３とフランジ部４とになるべき部分２３が挟着される。このように、ブランクホルダー４３，４４が、上型４１と共に板材２０の所定部分２２，２３を挟着してこれらの部分２２，２３を不動とする挟着部材となりながら、図９で示すように、板材２０の湾曲部２１が成形部４１Ａ，４２Ａで成形される。

この成形により、上型４１の成形部４１Ａは、湾曲部２１の湾曲突出側の面を下型４２の成形部４２Ａ側へ加圧し、これらの成形部４１Ａと４２Ａにより、湾曲部２１は直線的又は略直線的な形状の部分２４へと変形する。この変形により、部分２４は湾曲部２１よりも寸法が短くなる分だけ圧縮されるため、この圧縮された後の部分２４は、板材２０の本来の厚さよりも増肉されて厚さが大きくなった厚肉部となる。

このため、図９で示された作業工程は、厚肉部２４を増肉によって得るための増肉工程となっている。

この後、図１０の作業工程が実施される。この作業工程では、上型５１と、下型５２と、ブランクホルダー５３，５４とを備えるプレスダイセット５０が用いられる。上側５１の成形部５１Ａと下型５２の成形部５２Ａは湾曲しているとともに、これらの成形部５１Ａ，５２Ａの上下寸法は厚肉部２４の上下寸法よりも小さい。上型５１の下降により、板材２０における谷部５となるべき部分２２が上型５１とブランクホルダー５３とで挟着され、底部３とフランジ部４とになるべき部分２３が上型５１とブランクホルダー５４とで挟着された後、上型５１で板材２０は下型５２側へ加圧され、これにより、前記起立部６となるべき部分である厚肉部２４の起立方向の寸法が小さくなる。この寸法短縮作業は、上側５１の成形部５１Ａと下型５２の成形部５２Ａとにより、厚肉部２４の厚さを同じ又は略同じに維持しながら、厚肉部２４を、この厚肉部２４の厚さ方向外向きに湾曲突出した湾曲部２５に変形させて行われる。

このため、図１０の作業工程は、湾曲部２５を得るための湾曲工程になっている。

次いで、図１１の作業工程が実施される。この作業工程では、上型６１と、下型６２と、ブランクホルダー６３，６４を備えるプレスダイセット６０が用いられる。上型６１の成形部６１Ａと下型６２の成形部６２Ａは、直線的又は略直線的な形状となっている。上型６１の下降により、板材２０における谷部５となるべき部分２２が上型６１とブランクホルダー６３とで挟着され、底部３とフランジ部４とになるべき部分２３が上型６１とブランクホルダー６４とで挟着された後、湾曲部２５は、上型６１の成形部６１Ａと下型６２の成形部６２Ａとより直線又は略直線な形状に成形される。

すなわち、この作業工程でも、湾曲部２５は、湾曲突出側の面が上型６１の成形部６１Ａで下型６２の成形部６２Ａ側に加圧され、この結果、湾曲部２５は直線的又は略直線的な形状の部分２６へと変形し、この変形により、部分２６は湾曲部２５よりも寸法が短くなる分だけ圧縮される。この圧縮により、部分２６はさらに増肉された厚肉部となる。

このため、図１１示された作業工程は、さらに増肉された厚肉部２６を得るための第２回目増肉工程となっている。

この後、以上のように成形された板材２０について、２個の厚肉部２６における部分２３側の端部の間隔を小さくするプレス成形や、部分２３を折り曲げ加工することによって部分２３を底部３とフランジ部４とにするプレス成形、さらには、板材２０の全体をトリミング加工する等の所要の作業を行うことにより、板材２０から図２で示したインパクトビーム１が製造される。このインパクトビーム１は、硬度が必要とされる全体又は一部について高周波誘導電流等による高温加熱と急冷によって焼入れ処理される。

以上述べたようにプレス成形によって板材２０からインパクトビーム１を製造する作業は、それぞれのプレス成形作業ごとに用意されたプレス装置で行ってもよく、トランスファプレス装置によって一連の作業として行ってもよい。

図１２は、インパクトビームの長さ方向の両端を支持し、インパクトビームの長さ方向の中央部に荷重を作用させることによってその中央部に撓み量を生じさせたときのグラフであり、縦軸は荷重の大きさで、横軸は撓み量の大きさである。シミュレーションによって得たこのグラフにおいて、実線Ｃと破線Ｄは、同じ材料により厚さを除いて同じ寸法及び形状に形成された２個のインパクトビームについて示している。実線Ｃは、図２〜図５で示したように起立部６の一部が厚肉部６Ａとなっていて、全体重量が1365.15グラムとなっているインパクトビームの場合であり、破線Ｄは、全体が同じ厚さとなっていて、全体重量が1429.30グラムとなっているインパクトビームの場合である。実線Ｃのインパクトビームの重量は、破線Ｄのインパクトビームよりも４．５％軽量である。

なお、実線Ｃのインパクトビームの厚肉部６Ａの厚さは１．６５mmであって、他の部分の厚さは１．５mmである。また、破線Ｄのインパクトビームの厚さは１．６mmである。

図１２のグラフから分かるように、両方のインパクトビームが支持できる最大荷重は殆ど同じであるが、この最大荷重に達するまでの撓み量は、実線Ｃのインパクトビームの方が破線Ｄのインパクトビームよりも大きい。このことは、荷重によってインパクトビームが撓み変形しているときにおいて、荷重の増大のために起立部６が大きく変形して図１３で示す座屈状態になるまでの撓み量を、破線Ｄのインパクトビームよりも実線Ｃのインパクトビームについて大きくできることを意味している。このように最大荷重時における実線Ｃのインパクトビームの撓み量が大きくなっている理由は、破線Ｄのインパクトビームの起立部の厚さよりも実線Ｃのインパクトビームの起立部の厚さが大きくなっているからである。

また、図１２のグラフにおいて、実線Ｃと横軸とで囲まれた面積は、実線Ｃのインパクトビームが撓むことによってこのインパクトビームが吸収するエネルギー量を表し、また、破線Ｄと横軸とで囲まれた面積は、破線Ｄのインパクトビームが撓むことによってこのインパクトビームが吸収するエネルギー量を表している。実線Ｃのインパクトビームの方が破線Ｄのインパクトビームよりもエネルギー吸収量が大きくなっている。

以上のように、本実施形態のインパクトビーム１では、エネルギー吸収量に貢献する起立部６に厚肉部６Ａが設けられているため、荷重を受けたインパクトビーム１が撓んだ場合において、この撓み量が大きくなるまで、起立部６は大きく変形して座屈状態になることはない。このため、本実施形態のインパクトビーム１よりも全体重量が４．５％も重くなっていて起立部と他の部分とが同じ厚さになっているインパクトビームと比較した場合に、エネルギー吸収量を大きくできる。

したがって、本実施形態によると、インパクトビーム１の軽量化を図りながらも、側面衝突時における大きなエネルギー吸収量を確保でき、インパクトビームの全体重量に対するエネルギー吸収量を増加させることができる。

また、厚肉部６Ａは、インパクトビーム１の長さ方向の一部である中央部分又は略中央部分だけに設けられているため、この点でもインパクトビーム１を軽量化できる。また、この中央部分又は略中央部分は、図１で示したブラケット部材１１，１２でドアのインナーパネル１０に取り付けられるインパクトビーム１が受ける側面衝突荷重によって起立部６を座屈させようとする大きな曲げモーメントによる圧縮応力が生ずる箇所であるため、インパクトビーム１の軽量化を図りつつ、エネルギー吸収量の増大を有効に達成できる。

また、この実施形態によると、厚肉部６Ａの個数は、厚肉部６Ａの厚さ方向に離れた２個となっているため、この点でもエネルギー吸収量の増大が図られている。

さらに、２個の厚肉部６Ａ同士は、厚肉部６Ａの起立方向の端部において谷部５で連結され、しかも、これらの厚肉部６Ａが設けられているインパクトビーム１の長さ方向の中央又は略中央についての厚肉部６Ａの厚さ方向の寸法は、言い換えると、図３で示した幅寸法Ｗ１は、インパクトビーム１の長さ方向の他の部分についての幅寸法よりも大きいため、インパクトビーム１が荷重を受けたときの曲げモーメントが最大となる部分での断面係数を大きくできる。これにより、起立部６が座屈する撓み量までインパクトビーム１が撓むときの最大荷重を増大させることができる。

図９と図１１の作業工程において、湾曲部２１，２５の湾曲突出側の面をこの湾曲突出側とは反対側へ加圧することにより湾曲部２１，２５を厚肉部２４，２６とする加圧部材は、湾曲部２１，２５にプレス力を作用させるプレス型となっている上型４１，６１であったが、図１４及び図１５は、加圧部材を別の部材とした実施形態を示す。

図１４の加圧部材は、袋７０の内部に封入された水、油等の液体７１である。シリンダ等の駆動手段で下方へ移動する駆動カム７２により、スライドカム７３はスライドして液体７１を加圧し、この液体７１の液圧力が袋７０を介して湾曲部２１，２５に作用する。これにより、湾曲部２１，２５は、型７４に直線的又は略直線的に形成されている成形部７４Ａに押し付けられて厚肉部２４，２６となる。このときの液体７１は、湾曲部２１，２５が直線的又は略直線的な厚肉部２４，２６へ変形するに伴い、自由に倣い変形する。

図１５の加圧部材は、シリコンゴム等で形成された弾性変形自在な弾性部材７５である。駆動カム７２が下方へ移動すると、スライドするスライドカム７３によって弾性部材７５が加圧され、この弾性部材７５の弾性力で湾曲部２１，２５が型７４の成形部７４Ａに押し付けられることにより、湾曲部２１，２５は厚肉部２４，２６となる。このときの弾性部材７５は、倣い弾性変形する、
これらの実施形態において、液体７１、弾性部材７５には、型７４と共に板材２０の前述した部分２２，２３を挟着するための挟着部分が設けられている。このような挟着部分は、型等による部材としてもよい。

以上の実施形態における車両用荷重受け物品はドアのインパクトビームであったが、図１６の実施形態で示した車両用荷重受け物品は、フロントバンパービーム８１である。このフロントバンパービーム８１には、ＦＦ（フロントエンジン、フロントドライブ）やＦＲ（フロントエンジン、リヤドライブ）の四輪車両におけるエンジンルーム等の運転席前方の車両内空間に配置される左右一対のフロントサイドフレーム８２の先端が結合される。前方であるＡ方向からの衝突荷重を受けるフロントバンパービーム８１は、鉛直方向を幅方向とするウェブ部８１Ａと、このウェブ８１Ａの上下端から後方へ延びる上下のフランジ部８１Ｂ，８１Ｃとからなるチャンネル形状となっている。フランジ部８１Ｂ，８１Ｃは、荷重の作用方向Ａと平行又は略平行になっているとともに、ウェブ部８１Ａと同じく、Ａ方向と直角をなす成分を有して左右方向へ延びる長さを備えている。

ウェブ部８１Ａから後方へ起立した起立部であるフランジ部８１Ｂ，８１Ｃは、ウェブ部８１Ａよりも大きい厚さの厚肉部となっている。このため、前述した実施形態のインパクトビーム１と同じく、フロントバンパービーム８１は、軽量化が図られながらも、衝突荷重のエネルギー吸収量が増大されたものとなっている。

この実施形態において、フランジ部８１Ｂ，８１Ｃの長さ方向の全長を厚肉部としてもよく、２箇所あるフロントサイドフレーム８２との結合箇所の間、言い換えると、２箇所ある車体との結合箇所の間の中央部分又は略中央部分のみを厚肉部としてもよい。

図１７は、車両用荷重受け物品の材料である板材９０の一部に厚肉部９０Ａを設けるための別実施形態を示す。この実施形態では、板材９０の厚肉部９０Ａとなるべき一部に補助板材９１をスポット溶接又はレーザー溶接等で接合する。これにより、板材９０の一部は増厚され、この増厚作業工程の後、補助板材９１を含めて板材９０をプレス成形することにより、一部に厚肉部が設けられた所定形状の車両用荷重受け物品を製造する。

図１８〜図２０は、ロールフォーミング成形工程により、車両用荷重受け物品の材料である板材の幅方向の一部に厚肉部を設ける実施形態を示す。ロールフォーミング成形工程は、図１８で示すロールフォーミング成形装置１０１を用いてなされ、この装置１０１は、車両用荷重受け物品の材料の板材であるコイル材１００を繰り出すアンコイラー１０２と、コイル材１００の送り出し方向に複数個並べられた成形ローラ装置１０３とを有する。それぞれの成形ローラ装置１０３は、上下からコイル材１００を加圧する一対のローラ１０４，１０５を備えている。

図１９は、成形ローラ装置１０３で成形される前のコイル材１００の断面を示す図１８のＳ１９−Ｓ１９線断面図で、図２０は、それぞれの成形ローラ装置１０３で成形された後のコイル材１００の断面を示す図１８のＳ２０−Ｓ２０線断面図である。図２０で示されているように、ロールフォーミング成形後のコイル材１００の幅方向の一部には、増肉された厚肉部１００Ａが形成されている。

このコイル材１００を所定の長さ寸法に切断することにより、車両用荷重受け物品となる所定長さの板材が生産され、この板材を所定形状にプレス成形することにより、一部が厚肉部となった車両用荷重受け物品を製造する。

この実施形態は、幅方向の一部に設けられる厚肉部が長さ方向の全長に亘って連続している車両用荷重受け物品を製造する場合に適している。また、車両用荷重受け物品の材料となる所定長さの板材は、ロールフォーミング成形されたコイル材１００を所定の長さ寸法に切断することによって多数の生産できるため、この板材を効率的に生産できる。

以上説明したそれぞれの実施形態の車両用荷重受け物品は、長さ方向と直交する断面の形状が、一方の端部と他方の端部とが接続されていないために開いているオープン形状になっているものであったが、図２１で示した車両用荷重受け物品１１１は、長さ方向と直交する断面の形状が、一方の端部と他方の端部とが接続されているために閉じているクローズ形状になっているものである。具体的には、この車両用荷重受け物品１１１は、荷重の作用方向Ａと平行又は略平行になっている２つの辺１１２，１１３と、Ａ方向と直角又は略直角になっている２つの辺１１４，１１５とにより、長さ方向と直交する断面の形状が四角形になっているものであり、一方の端部１１１Ａと他方の端部１１１Ｂとが溶接部１１６で溶接されている。

４つの辺１１２〜１１５のうち、辺１１４，１１５から起立した起立部となっている辺１１２，１１３は、厚さが大きい厚肉部となっている。このため、車両用荷重受け物品１１１がＡ方向の荷重を受けて撓んだときのエネルギー吸収量が大きくなっているとともに、このエネルギー吸収量の増大は、辺１１４，１１５の厚さを辺１１２，１１３の厚さよりも小さくして実現されているため、車両用荷重受け物品１１１の全体重量に対するエネルギー吸収量の増加が達成されている。

辺１１２，１１３の厚さを辺１１４，１１５の厚さよりも大きくすることは、車両用荷重受け物品１１１の長さ方向の一部だけについて行ってもよく、車両用荷重受け物品１１１の全長に亘って行ってもよい。

図２１の実施形態は、ドアのインパクトビームやフロントバンパービーム、リヤバンパービームを含む各種の車両用荷重受け物品に適用できる。

本発明は、例えば、ドアのインパクトビームや、バンパービーム等の車両用荷重受け物品に利用できる.

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用荷重受け物品となっているドアのインパクトビームを、ドアを形成するインナーパネルにブラケット部材で取り付けた状態を示す側面図である。 図２は、図１で示されたブラケット部材を除いて示すインパクトビームの全体斜視図である。 図３は、図２のＳ３−Ｓ３線断面図である。 図４は、図２のＳ４−Ｓ４線断面図である。 図５は、図２のＳ５−Ｓ５線断面図である。 図６は、インパクトビームの材料である板材の断面図である。 図７は、図６の板材に厚肉部を形成するための作業のうち、第１工程を示す断面図である。 図８は、図６の板材に厚肉部を形成するための作業で用いるプレスダイセットを示す断面図である。 図９は、図６の板材に厚肉部を形成するための作業のうち、図８のプレスダイセットを使用する第２工程を示す断面図である。 図１０は、図６の板材に厚肉部を形成するための作業のうち、第３工程を示す断面図である。 図１１は、図６の板材に厚肉部を形成するための作業のうち、第４工程を示す断面図である。 図１２は、起立部の一部に厚肉部を設けたインパクトビームと、全体を同じ厚さとしたインパクトビームとに荷重を作用させたときにおいて、その荷重とインパクトビームの撓み量との関係を示すグラフである。 図１３は、荷重を受けたインパクトビームが撓み変形しているときに、起立部が大きく変形して座屈状態になることを示す断面図である。 図１４は、湾曲部を加圧する加圧部材が液体となっている実施形態を示す断面図である。 図１５は、湾曲部を加圧する加圧部材が弾性部材となっている実施形態を示す断面図である。 図１６は、車両用荷重受け物品となっているフロントバンパービームを示す斜視図である。 図１７は、板材に別の板材を接合して厚肉部を設ける実施形態を示す断面図である。 図１８は、車両用荷重受け物品の材料となる板材の幅方向の一部に厚肉部をロールフォーミング成形で形成するためのロールフォーミング成形装置を示す側面図である。 図１９は、図１８のＳ１９−Ｓ１９線断面図である。 図２０は、図１８のＳ２０Ｓ−２０線断面図である。 図２１は、長さ方向と直交する断面の形状がクローズ形状になっている車両用荷重受け物品の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１ 車両用荷重受け物品であるドアのインパクトビーム
３ 他の部分である底部
６ 起立部
６Ａ 厚肉部
１０ ドアのインナーパネル
２０，９０、１００ 車両用荷重受け物品の材料である板材
２１，２５ 湾曲部
２４，２６ 厚肉部
４１，６１ 加圧部材である上型
４３，４４，６３，６４ 挟着部材であるブランクホルダー
７１ 加圧部材である液体
７５ 加圧部材である弾性部材
１００ コイル材
１０１ ロールフォーミング成形装置
１１１ 車両用荷重受け物品
Ａ 荷重の作用方向

Claims (5)

1. 細長い形状となっており、
   幅方向中央又は略中央に***した***部が形成され、この***部の幅方向両側は底部となっており、これらの底部の幅方向外側の端部は、前記***部と同じ側へ立ち上ったフランジ部となっているとともに、前記***部の幅方向中央又は略中央には、この***部の***方向とは反対側へ窪んだ谷部が設けられ、
   前記***部と前記底部と前記フランジ部と前記谷部は、長さ方向の一端から他端まで連続して形成され、
   前記***部の幅方向両側の起立部は、荷重の作用方向と平行又は略平行となっていることを特徴とする車両用荷重受け物品。
2. 請求項１に記載の車両用荷重受け物品において、幅寸法が前記長さ方向の中央又は略中央において最も大きくなっており、この中央又は略中央から前記長さ方向の両端に向かって前記幅寸法が次第に小さくなっており、前記長さ方向の中央又は略中央から離れた箇所から最小の幅寸法が前記長さ方向の両端まで連続していることを特徴とする車両用荷重受け物品。
3. 請求項１又は２に記載の車両用荷重受け物品において、前記幅方向両側に２個ある前記底部の間隔と、前記幅方向両側に２個ある前記フランジ部の間隔と、前記幅方向に２個ある前記起立部の間隔は、前記長さ方向の中央又は略中央で最大となっているとともに、これらの間隔は、前記長さ方向の中央又は略中央からの前記長さ方向の両端に向かって次第に小さくなっており、このようにこれらの間隔が次第に小さくなることが、前記長さ方向の両端から前記長さ方向の中央又は略中央に向かって一定距離にある箇所まで続いていることを特徴とする車両用荷重受け物品。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の車両用荷重受け物品において、前記谷部の深さは、前記長さ方向の中央又は略中央で最大であって、この深さは、前記長さ方向中央又は略中央から前記長さ方向の両端に向かって次第に小さくなっており、このように前記谷部の深さが次第に小さくなることが、前記長さ方向の両端から前記長さ方向の中央又は略中央に向かって一定距離にある箇所まで続いていることを特徴とする車両用荷重受け物品。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の車両用荷重受け物品において、前記起立部の前記長さ方向における少なくとも一部が、この少なくとも一部と前記長さ方向の同じ箇所における前記他の部分よりも厚さが大きい厚肉部となっていることを特徴とする車両用荷重受け物品。車両用荷重受け物品。

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