JP2606141Y2 - 自動車の車体補強用部材 - Google Patents
自動車の車体補強用部材Info
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- JP2606141Y2 JP2606141Y2 JP1992052653U JP5265392U JP2606141Y2 JP 2606141 Y2 JP2606141 Y2 JP 2606141Y2 JP 1992052653 U JP1992052653 U JP 1992052653U JP 5265392 U JP5265392 U JP 5265392U JP 2606141 Y2 JP2606141 Y2 JP 2606141Y2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、ドアインパクトビ−ム
等の車体補強用部材に関する。
等の車体補強用部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のドアを補強するための手段とし
て、ドアインパクトビ−ムが知られている。ドアインパ
クトビ−ムはドアパネル構造体の内部に前後方向に配置
され、ドアの側面方向から加わる荷重に対してドアの剛
性を高める役目を担っている。側面衝突時にドアに働く
エネルギ−は、ドアインパクトビ−ムが塑性変形するこ
とによって吸収される。
て、ドアインパクトビ−ムが知られている。ドアインパ
クトビ−ムはドアパネル構造体の内部に前後方向に配置
され、ドアの側面方向から加わる荷重に対してドアの剛
性を高める役目を担っている。側面衝突時にドアに働く
エネルギ−は、ドアインパクトビ−ムが塑性変形するこ
とによって吸収される。
【０００３】鋼管を用いたドアインパクトビームの場合
には、鋼管の両端部に設けられた端末取付部を介してド
アのインナパネルに溶接するのが一般的である。また、
特開平 4-78720号公報（先行技術１）に記載されている
ように、丸パイプからなるビーム本体の端部に、ビーム
本体とは別に加工された端末部材を摩擦圧接等によって
接合するものもある。あるいは特開平 4-75715号公報
（先行技術２）に見られるように、四辺形断面のパイプ
を用いる場合に、断面の一辺の長さＤとコーナー部の曲
率半径Ｒとの関係を、１／４≦Ｒ／Ｄ≦３／８としたも
のも提案されている。
には、鋼管の両端部に設けられた端末取付部を介してド
アのインナパネルに溶接するのが一般的である。また、
特開平 4-78720号公報（先行技術１）に記載されている
ように、丸パイプからなるビーム本体の端部に、ビーム
本体とは別に加工された端末部材を摩擦圧接等によって
接合するものもある。あるいは特開平 4-75715号公報
（先行技術２）に見られるように、四辺形断面のパイプ
を用いる場合に、断面の一辺の長さＤとコーナー部の曲
率半径Ｒとの関係を、１／４≦Ｒ／Ｄ≦３／８としたも
のも提案されている。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】近時、ドアインパクト
ビームの軽量化を目的として丸パイプから角パイプへの
変更が提案されているが、角パイプを用いたドアインパ
クトビームは、その長手方向中央部に側面衝突に相当す
る荷重が加わった時に、撓みがある程度進行した時点で
丸パイプに比べて明瞭な座屈点を生じるといった定性的
傾向がある。
ビームの軽量化を目的として丸パイプから角パイプへの
変更が提案されているが、角パイプを用いたドアインパ
クトビームは、その長手方向中央部に側面衝突に相当す
る荷重が加わった時に、撓みがある程度進行した時点で
丸パイプに比べて明瞭な座屈点を生じるといった定性的
傾向がある。
【０００５】これに対して丸パイプは断面二次モ−メン
トが同一断面積の角パイプよりも小さいため、撓みと荷
重の関係を示す特性曲線の初期の立上がり勾配が角パイ
プより緩くなり、衝突の瞬間に必要以上の撓みを許すこ
とになる。このため、先行技術１に記載されているよう
な丸パイプで所望の強度を得るには角パイプよりも大き
な断面積を必要とし、重量増を招くなどの問題を生じ
る。
トが同一断面積の角パイプよりも小さいため、撓みと荷
重の関係を示す特性曲線の初期の立上がり勾配が角パイ
プより緩くなり、衝突の瞬間に必要以上の撓みを許すこ
とになる。このため、先行技術１に記載されているよう
な丸パイプで所望の強度を得るには角パイプよりも大き
な断面積を必要とし、重量増を招くなどの問題を生じ
る。
【０００６】また先行技術２のドアインパクトビーム
も、丸パイプに近い断面形状となり、座屈しにくい反
面、撓み初期におけるエネルギー吸収効率が悪くなるた
め角パイプの優位性が薄れる。また、通常の熱処理パイ
プを用いた場合、パイプの全長にわたって高強度化され
ているため、端末取付部の加工（例えば切断，孔開け、
切削等）を行いにくいといった問題もある。なお、コー
ナー部に丸みをつけた角パイプは、コーナー部の曲率半
径Ｒと一辺の長さＤとの関係Ｒ／ＤがO.25以下の角張っ
た形状であると、通常の熱処理材のままでは、衝突の瞬
間（撓みが小さいうち）に座屈を生じてしまい、エネル
ギー吸収効率が悪化する。このため当業界では、前記Ｒ
／ＤがO.25以下となるような角パイプをドアインパクト
ビームに用いることは実用上問題があると考えられてき
た。従って本考案の目的は、Ｒ／ＤがO.25以下の角張っ
た断面形状であっても座屈しにくく、衝撃吸収能力が高
くかつ加工が容易な角パイプ状の車体補強用部材を提供
することにある。
も、丸パイプに近い断面形状となり、座屈しにくい反
面、撓み初期におけるエネルギー吸収効率が悪くなるた
め角パイプの優位性が薄れる。また、通常の熱処理パイ
プを用いた場合、パイプの全長にわたって高強度化され
ているため、端末取付部の加工（例えば切断，孔開け、
切削等）を行いにくいといった問題もある。なお、コー
ナー部に丸みをつけた角パイプは、コーナー部の曲率半
径Ｒと一辺の長さＤとの関係Ｒ／ＤがO.25以下の角張っ
た形状であると、通常の熱処理材のままでは、衝突の瞬
間（撓みが小さいうち）に座屈を生じてしまい、エネル
ギー吸収効率が悪化する。このため当業界では、前記Ｒ
／ＤがO.25以下となるような角パイプをドアインパクト
ビームに用いることは実用上問題があると考えられてき
た。従って本考案の目的は、Ｒ／ＤがO.25以下の角張っ
た断面形状であっても座屈しにくく、衝撃吸収能力が高
くかつ加工が容易な角パイプ状の車体補強用部材を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を果たすために
開発された本考案は、車体のパネル構造体の内部に配置
される車体補強用部材であって、上記パネル構造体の前
後方向に沿って配置される鋼製の中空材からなるビ−ム
本体と、上記ビーム本体の両端にそれぞれ設けられかつ
パネル構造体に固定される端末取付部とを有し、上記ビ
ーム本体はコーナー部に丸みのある四辺形断面を有し、
コーナー部の曲率半径をＲ、一辺の長さをＤで表すと、
0.15≦Ｒ／Ｄ≦0.25なる関係を満足し、かつビーム本体
に高周波焼入れによる引張り強度 150kgｆ／mm2 以上で
かつ結晶粒度番号９以上の熱処理部を設けるとともに、
上記端末取付部を含む領域は引張り強度が70kgｆ／mm2
以下の非熱処理部とし、かつ上記熱処理部と非熱処理部
との間に、強度勾配が 1mm当り 5kgｆ／mm2 以上の移行
部を設けたことを特徴とするものである。なお本考案
は、ドア以外にも車体を補強する必要のある箇所であれ
ば適用できる。
開発された本考案は、車体のパネル構造体の内部に配置
される車体補強用部材であって、上記パネル構造体の前
後方向に沿って配置される鋼製の中空材からなるビ−ム
本体と、上記ビーム本体の両端にそれぞれ設けられかつ
パネル構造体に固定される端末取付部とを有し、上記ビ
ーム本体はコーナー部に丸みのある四辺形断面を有し、
コーナー部の曲率半径をＲ、一辺の長さをＤで表すと、
0.15≦Ｒ／Ｄ≦0.25なる関係を満足し、かつビーム本体
に高周波焼入れによる引張り強度 150kgｆ／mm2 以上で
かつ結晶粒度番号９以上の熱処理部を設けるとともに、
上記端末取付部を含む領域は引張り強度が70kgｆ／mm2
以下の非熱処理部とし、かつ上記熱処理部と非熱処理部
との間に、強度勾配が 1mm当り 5kgｆ／mm2 以上の移行
部を設けたことを特徴とするものである。なお本考案
は、ドア以外にも車体を補強する必要のある箇所であれ
ば適用できる。
【０００８】
【作用】本考案の車体補強用部材は、荷重と撓みの関係
を示す特性曲線の初期の立上がりが丸パイプよりも急で
あり、撓み初期からエネルギーを効果的に吸収できると
ともに、撓みが進行しても座屈しにくく、大きな変形領
域でも高い曲げ・引張り特性を発揮できる。このため、
軽量でありながら衝撃吸収能力が優れている。また、端
末取付部を設ける中空材の端部は実質的に非熱処理部で
あるから、切断や孔開けあるいは切削等の加工が容易で
ある。
を示す特性曲線の初期の立上がりが丸パイプよりも急で
あり、撓み初期からエネルギーを効果的に吸収できると
ともに、撓みが進行しても座屈しにくく、大きな変形領
域でも高い曲げ・引張り特性を発揮できる。このため、
軽量でありながら衝撃吸収能力が優れている。また、端
末取付部を設ける中空材の端部は実質的に非熱処理部で
あるから、切断や孔開けあるいは切削等の加工が容易で
ある。
【０００９】
【実施例】以下にこの考案の一実施例について、図１な
いし図６を参照して説明する。図１に示されるように、
自動車のドア１を構成するドアパネル構造体２の内部
に、車体補強用部材の一例としてのドアインパクトビ−
ム３が設けられている。ドアパネル構造体２は、周知の
鋼製アウタパネル５とインナパネル６とを組合わせたも
のである。
いし図６を参照して説明する。図１に示されるように、
自動車のドア１を構成するドアパネル構造体２の内部
に、車体補強用部材の一例としてのドアインパクトビ−
ム３が設けられている。ドアパネル構造体２は、周知の
鋼製アウタパネル５とインナパネル６とを組合わせたも
のである。
【００１０】ドアインパクトビ−ム３は、ドアパネル構
造体２の前後方向に沿って配置されるビ−ム本体１０
と、ビ−ム本体１０の長手方向両端部に形成された端末
取付部１１，１２とを備えている。図２，３に示される
ように図示例のビーム本体１０と端末取付部１１，１２
は、１本の中空材２０から作られた一体物である。図示
例の場合、鋼製の中空材２０の両端部を所定長さにわた
って切り開き、かつ偏平に成形することにより、端末取
付部１１，１２を形成するとともに、端末取付部１１，
１２の間にビーム本体１０を中空材２０のまま残すよう
にしている。
造体２の前後方向に沿って配置されるビ−ム本体１０
と、ビ−ム本体１０の長手方向両端部に形成された端末
取付部１１，１２とを備えている。図２，３に示される
ように図示例のビーム本体１０と端末取付部１１，１２
は、１本の中空材２０から作られた一体物である。図示
例の場合、鋼製の中空材２０の両端部を所定長さにわた
って切り開き、かつ偏平に成形することにより、端末取
付部１１，１２を形成するとともに、端末取付部１１，
１２の間にビーム本体１０を中空材２０のまま残すよう
にしている。
【００１１】図３に示されるように、端末取付部１１，
１２は、ビーム本体１０の中心軸Ｍからオフセットした
位置に設けられている。但し、端末取付部１１，１２が
中心軸Ｍ上に位置するようにしてもよい。なお、端末取
付部１１，１２を成形する場合、中空材２０の両端部を
拡管加工することにより両端部の肉厚を薄くしたのちに
プレスで偏平に潰すか、あるいはプレスによって両端部
を偏平に潰したのち、圧延によって肉厚を薄くしてもよ
い。
１２は、ビーム本体１０の中心軸Ｍからオフセットした
位置に設けられている。但し、端末取付部１１，１２が
中心軸Ｍ上に位置するようにしてもよい。なお、端末取
付部１１，１２を成形する場合、中空材２０の両端部を
拡管加工することにより両端部の肉厚を薄くしたのちに
プレスで偏平に潰すか、あるいはプレスによって両端部
を偏平に潰したのち、圧延によって肉厚を薄くしてもよ
い。
【００１２】図１に示されるように、一方の端末取付部
１１はインナパネル６のリヤ側フレーム部６ａに溶接に
よって固定される。他方の端末取付部１２はインナパネ
ル６のフロント側フレーム部６ｂに溶接される。図２に
示した符号２１，２２はそれぞれスポット溶接する場合
の溶接部を示している。なお、上記端末取付部１１，１
２は、ドアパネル構造体２に固定された適宜の補強部材
（図示せず）に溶接するようにしてもよい。
１１はインナパネル６のリヤ側フレーム部６ａに溶接に
よって固定される。他方の端末取付部１２はインナパネ
ル６のフロント側フレーム部６ｂに溶接される。図２に
示した符号２１，２２はそれぞれスポット溶接する場合
の溶接部を示している。なお、上記端末取付部１１，１
２は、ドアパネル構造体２に固定された適宜の補強部材
（図示せず）に溶接するようにしてもよい。
【００１３】図４に一方の端末取付部１１を代表して示
したように、端末取付部１１，１２の厚みＴ2 をビーム
本体１０の肉厚Ｔ1 よりも薄くすることにより、通常の
スポット溶接機の溶接条件を変えることなくドアパネル
構造体２へのスポット溶接が行えるようにしてもよい。
その場合、端末取付部１１，１２の厚みＴ2 は 1.6mm以
下にするとよい。
したように、端末取付部１１，１２の厚みＴ2 をビーム
本体１０の肉厚Ｔ1 よりも薄くすることにより、通常の
スポット溶接機の溶接条件を変えることなくドアパネル
構造体２へのスポット溶接が行えるようにしてもよい。
その場合、端末取付部１１，１２の厚みＴ2 は 1.6mm以
下にするとよい。
【００１４】図５に示されるように、中空材２０の断面
は、互いに長さが等しい４つの平坦な辺２５と、丸みを
つけた４つのコーナー部２６とからなり、おおむね正方
形に似た形状をなしている。肉厚Ｔ1 は、中空材２０の
長手方向（軸線方向）に一定である。なお、中空材２０
の断面は長辺と短辺をもつ四辺形であってもよい。
は、互いに長さが等しい４つの平坦な辺２５と、丸みを
つけた４つのコーナー部２６とからなり、おおむね正方
形に似た形状をなしている。肉厚Ｔ1 は、中空材２０の
長手方向（軸線方向）に一定である。なお、中空材２０
の断面は長辺と短辺をもつ四辺形であってもよい。
【００１５】上記コ−ナ−部２６の曲率半径をＲ、肉厚
をＴ1 とした時、曲率半径Ｒは、1.5ｔ≦Ｒ≦ 3.5Ｔ1
なる関係を満足するような値に設定されている。実用
上、一辺の長さＤは20mm〜40mm、肉厚Ｔ1 は 2.0mm〜4.
0mm 、曲率半径Ｒは 4mm〜 6mmである。
をＴ1 とした時、曲率半径Ｒは、1.5ｔ≦Ｒ≦ 3.5Ｔ1
なる関係を満足するような値に設定されている。実用
上、一辺の長さＤは20mm〜40mm、肉厚Ｔ1 は 2.0mm〜4.
0mm 、曲率半径Ｒは 4mm〜 6mmである。
【００１６】中空材２０の材料の一例はボロンが添加さ
れた炭素鋼である。この中空材２０は、その長手方向中
央部を含む領域に熱処理が施されている。すなわち、中
空材２０の長さＬ1 にわたる範囲に高周波焼入れによる
熱処理部３０が設けられており、端末取付部１１，１２
を含む長さＬ2 の範囲が、非熱処理部３１となってい
る。また、熱処理部３０と非熱処理部３１との間に、長
さＬ3 の移行部３２がある。なお、必要に応じて、焼入
れ後に焼戻しが行われてもよい。中空材２０の端部に非
熱処理部３１を設けておくことによって、端末取付部１
１，１２の加工を容易に行うことができる。端末取付部
１１，１２の加工は、中空材２０の端部を局部的に加熱
した状態で熱間で行ってもよい。
れた炭素鋼である。この中空材２０は、その長手方向中
央部を含む領域に熱処理が施されている。すなわち、中
空材２０の長さＬ1 にわたる範囲に高周波焼入れによる
熱処理部３０が設けられており、端末取付部１１，１２
を含む長さＬ2 の範囲が、非熱処理部３１となってい
る。また、熱処理部３０と非熱処理部３１との間に、長
さＬ3 の移行部３２がある。なお、必要に応じて、焼入
れ後に焼戻しが行われてもよい。中空材２０の端部に非
熱処理部３１を設けておくことによって、端末取付部１
１，１２の加工を容易に行うことができる。端末取付部
１１，１２の加工は、中空材２０の端部を局部的に加熱
した状態で熱間で行ってもよい。
【００１７】上述の熱処理は、図６に示されるような周
知の高周波焼入れ装置４０を用いて実施される。すなわ
ち中空材２０の両端をチャック４１，４２によって保持
し、高周波誘導コイル４３を矢印Ｆ方向に移動させなが
ら、誘導加熱によって所定の焼入れ温度まで急速加熱す
るとともに、コイル４３の後方に設けられた冷却装置４
５によって冷媒を作用させることにより急冷し、熱処理
部３０の焼入れと金属組織の微細化・調質および移行部
３２の強度勾配付与を行う。
知の高周波焼入れ装置４０を用いて実施される。すなわ
ち中空材２０の両端をチャック４１，４２によって保持
し、高周波誘導コイル４３を矢印Ｆ方向に移動させなが
ら、誘導加熱によって所定の焼入れ温度まで急速加熱す
るとともに、コイル４３の後方に設けられた冷却装置４
５によって冷媒を作用させることにより急冷し、熱処理
部３０の焼入れと金属組織の微細化・調質および移行部
３２の強度勾配付与を行う。
【００１８】非熱処理部３１の必要強度は、ドアパネル
構造体２に対する取付け方法と端末取付部１１，１２の
長さ等に左右されるが、加工が容易でかつ造管後に特別
な熱処理を必要としない安価に入手可能な材料を使用で
きるようにするために、引張り強度の上限を70kgｆ／mm
2 とする。一方、熱処理部３０の必要強度は、高周波焼
入れ装置４０等を用いて工業的に安定して強度アップ可
能な引張り強度 150kgｆ／mm2 を下限とする。
構造体２に対する取付け方法と端末取付部１１，１２の
長さ等に左右されるが、加工が容易でかつ造管後に特別
な熱処理を必要としない安価に入手可能な材料を使用で
きるようにするために、引張り強度の上限を70kgｆ／mm
2 とする。一方、熱処理部３０の必要強度は、高周波焼
入れ装置４０等を用いて工業的に安定して強度アップ可
能な引張り強度 150kgｆ／mm2 を下限とする。
【００１９】移行部３２は、強度勾配が急なほど、ビー
ム全長に対する熱処理部３０の実質的長さを長くとるこ
とができるので、信頼性の点からいうと強度勾配は急な
ほど好ましい。このような急勾配処理を行うには、上述
した高周波誘導加熱による処理が適している。高周波焼
入れ装置４０を用いる場合、コイル４３への供給電力の
大きさおよび送り速度Ｆを制御することにより、通常の
高周波焼入れ技術でコストアップを生じることなしに 1
mm当り 5kgｆ／mm2 以上の強度勾配が得られることか
ら、本考案では移行部３２の強度勾配の下限値を 5kgｆ
／mm2 とする。
ム全長に対する熱処理部３０の実質的長さを長くとるこ
とができるので、信頼性の点からいうと強度勾配は急な
ほど好ましい。このような急勾配処理を行うには、上述
した高周波誘導加熱による処理が適している。高周波焼
入れ装置４０を用いる場合、コイル４３への供給電力の
大きさおよび送り速度Ｆを制御することにより、通常の
高周波焼入れ技術でコストアップを生じることなしに 1
mm当り 5kgｆ／mm2 以上の強度勾配が得られることか
ら、本考案では移行部３２の強度勾配の下限値を 5kgｆ
／mm2 とする。
【００２０】ドアインパクトビ−ムの強度の評価は、北
米安全規格（FMVSS.NO.214）に準拠する場合、図７に示
されるような試験装置を用いて行われている。この試験
装置は、押圧部材４７を用いて、被試験物としてのビ−
ム３の長手方向中央部に、側面衝突時のエネルギ−に相
当する荷重Ｗを負荷するようにしている。この場合、荷
重Ｗの増加に伴って、ビ−ム３の中央部が押されて撓
み、Ｕ状に塑性変形が進行する。この場合、ビーム３に
生じる曲げモーメントは実質的に両端部に作用しないの
で、端末取付部１１，１２に熱処理が施されていなくて
も強度的に問題は生じない。
米安全規格（FMVSS.NO.214）に準拠する場合、図７に示
されるような試験装置を用いて行われている。この試験
装置は、押圧部材４７を用いて、被試験物としてのビ−
ム３の長手方向中央部に、側面衝突時のエネルギ−に相
当する荷重Ｗを負荷するようにしている。この場合、荷
重Ｗの増加に伴って、ビ−ム３の中央部が押されて撓
み、Ｕ状に塑性変形が進行する。この場合、ビーム３に
生じる曲げモーメントは実質的に両端部に作用しないの
で、端末取付部１１，１２に熱処理が施されていなくて
も強度的に問題は生じない。
【００２１】図８に、結晶粒の差異による荷重−撓み特
性の違いを示す。結晶粒が細かくなると吸収エネルギー
が大きくなることがわかる。同図において、結晶粒度９
のものは、結晶粒度７のものに比べて、変位 200mmまで
の吸収エネルギーＥが10％ほど高くなっている。結晶粒
の微細化処理は、コストおよび品質の安定性から高周波
焼入れが望ましい。この明細書でいう結晶粒度は、ＪＩ
ＳＧ0551に準拠する値である。実用の範囲で結晶粒度を
９以上とすることは、通常の高周波熱処理技術でコスト
アップなしに達成できる。
性の違いを示す。結晶粒が細かくなると吸収エネルギー
が大きくなることがわかる。同図において、結晶粒度９
のものは、結晶粒度７のものに比べて、変位 200mmまで
の吸収エネルギーＥが10％ほど高くなっている。結晶粒
の微細化処理は、コストおよび品質の安定性から高周波
焼入れが望ましい。この明細書でいう結晶粒度は、ＪＩ
ＳＧ0551に準拠する値である。実用の範囲で結晶粒度を
９以上とすることは、通常の高周波熱処理技術でコスト
アップなしに達成できる。
【００２２】角パイプは同一断面積の丸パイプに比べて
断面二次モーメントが大きいため、荷重と撓みの関係を
示す特性曲線の初期の立上がり勾配が急となり、所望強
度を得るのに有利である。角パイプの断面のコーナー部
の曲率半径Ｒが小さくなるほど上記特性曲線における最
大荷重は大きくなるが、その一方で座屈しやすくなるた
め、ある撓みを越えたところで急激に荷重が小さくなる
傾向がある。逆に、Ｒが大きいと、丸パイプの特性に近
付き、最大荷重は小さいが座屈は生じにくくなる。
断面二次モーメントが大きいため、荷重と撓みの関係を
示す特性曲線の初期の立上がり勾配が急となり、所望強
度を得るのに有利である。角パイプの断面のコーナー部
の曲率半径Ｒが小さくなるほど上記特性曲線における最
大荷重は大きくなるが、その一方で座屈しやすくなるた
め、ある撓みを越えたところで急激に荷重が小さくなる
傾向がある。逆に、Ｒが大きいと、丸パイプの特性に近
付き、最大荷重は小さいが座屈は生じにくくなる。
【００２３】本考案者らの研究によると、上述の荷重−
撓み特性、特に座屈を生じる時機は中空材２０の熱処理
状態にも大きく依存し、本実施例で述べたような熱処理
中空材２０を用いることにより、従来の一般的な熱処理
材では座屈しやすいと考えられていたＲ／Ｄ値0.25以下
のパイプであっても実用上十分な特性が得られることが
確認された。
撓み特性、特に座屈を生じる時機は中空材２０の熱処理
状態にも大きく依存し、本実施例で述べたような熱処理
中空材２０を用いることにより、従来の一般的な熱処理
材では座屈しやすいと考えられていたＲ／Ｄ値0.25以下
のパイプであっても実用上十分な特性が得られることが
確認された。
【００２４】実用的なパイプサイズ（Ｄ＝30mm，厚みＴ
1 ＝ 2.8mm）について、Ｒ／Ｄを変えた場合の吸収エネ
ルギーとエネルギー吸収効率（吸収エネルギー／ビーム
断面積）を実験で求めた結果を、それぞれ図９と図１０
に示す。Ｒ／Ｄが0.25を越える断面形状は、座屈を生じ
にくいがエネルギー吸収効率が悪いなど丸パイプに近い
特性となり、断面が四辺形のパイプを採用した意味がな
くなるから、この考案の対象外である。また、Ｒ／Ｄが
0.15より小さいとこの考案が開示する熱処理を施しても
撓みの初期に座屈が生じ、エネルギー吸収効率が悪化す
る。図９と図１０に示す試験結果でもＲ／Ｄが0.15未満
のものは撓みの初期に座屈が生じてしまい、データをと
ることができなかった。これらの理由から、この考案で
はＲ／Ｄを0.15以上、0.25以下に限定するものである。
1 ＝ 2.8mm）について、Ｒ／Ｄを変えた場合の吸収エネ
ルギーとエネルギー吸収効率（吸収エネルギー／ビーム
断面積）を実験で求めた結果を、それぞれ図９と図１０
に示す。Ｒ／Ｄが0.25を越える断面形状は、座屈を生じ
にくいがエネルギー吸収効率が悪いなど丸パイプに近い
特性となり、断面が四辺形のパイプを採用した意味がな
くなるから、この考案の対象外である。また、Ｒ／Ｄが
0.15より小さいとこの考案が開示する熱処理を施しても
撓みの初期に座屈が生じ、エネルギー吸収効率が悪化す
る。図９と図１０に示す試験結果でもＲ／Ｄが0.15未満
のものは撓みの初期に座屈が生じてしまい、データをと
ることができなかった。これらの理由から、この考案で
はＲ／Ｄを0.15以上、0.25以下に限定するものである。
【００２５】上述の熱処理分布をもつドアインパクトビ
ーム３は、0.15≦Ｒ／Ｄ≦0.25の断面をもつ非熱処理状
態の中空材２０を所望長さに切断後、高周波誘導加熱に
よる熱処理部３０の焼入れと、移行部３２の強度勾配を
付与することによって得られる。高周波焼入れは酸化ス
ケールが出にくいので、熱処理後にスケールオフ工程を
実施する必要がなくなるといった副次的効果もある。
ーム３は、0.15≦Ｒ／Ｄ≦0.25の断面をもつ非熱処理状
態の中空材２０を所望長さに切断後、高周波誘導加熱に
よる熱処理部３０の焼入れと、移行部３２の強度勾配を
付与することによって得られる。高周波焼入れは酸化ス
ケールが出にくいので、熱処理後にスケールオフ工程を
実施する必要がなくなるといった副次的効果もある。
【００２６】図１１ないし図１３は本考案の第２実施例
を示すものであり、この実施例のドアインパクトビーム
５０は、ビーム本体５１の端部に端末取付部の一例とし
て、ブラケット５２，５３が設けられている。この場合
もビーム本体５１の長さＬ1にわたる範囲に、高周波焼
入れによる熱処理部３０が設けられている。ブラケット
５２，５３を含む長さＬ2 にわたる範囲は、非熱処理部
３１である。熱処理部３０と非熱処理部３１との間は、
長さＬ3 にわたって前記強度勾配の移行部３２となって
いる。ブラケット５２，５３は、例えば熱処理されてい
ない高張力鋼板からなる。
を示すものであり、この実施例のドアインパクトビーム
５０は、ビーム本体５１の端部に端末取付部の一例とし
て、ブラケット５２，５３が設けられている。この場合
もビーム本体５１の長さＬ1にわたる範囲に、高周波焼
入れによる熱処理部３０が設けられている。ブラケット
５２，５３を含む長さＬ2 にわたる範囲は、非熱処理部
３１である。熱処理部３０と非熱処理部３１との間は、
長さＬ3 にわたって前記強度勾配の移行部３２となって
いる。ブラケット５２，５３は、例えば熱処理されてい
ない高張力鋼板からなる。
【００２７】図１３に一方のブラケット５２とビーム本
体５１の端部を代表して示したように、ビーム本体５１
の端部５５は斜めにカットされており、この端部５５に
応じた嵌合可能な形状にブラケット５２が成形されてい
る。ブラケット５２は、溶接部５６においてビーム本体
５１に溶接されている。
体５１の端部を代表して示したように、ビーム本体５１
の端部５５は斜めにカットされており、この端部５５に
応じた嵌合可能な形状にブラケット５２が成形されてい
る。ブラケット５２は、溶接部５６においてビーム本体
５１に溶接されている。
【００２８】また図１４および図１５に示される第３実
施例のドアインパクトビーム６０の場合、ビーム本体６
１の両端に設けられた端末取付部６２，６３は、中空材
２０の両端部を斜めにカットするとともに、ボルトまた
はリベット等の固定用部品を挿通させるための孔６４，
６５を設けたものである。このドアインパクトビーム６
０は、孔６４，６５に挿入された上記固定用部品によっ
てドアパネル構造体に固定される。
施例のドアインパクトビーム６０の場合、ビーム本体６
１の両端に設けられた端末取付部６２，６３は、中空材
２０の両端部を斜めにカットするとともに、ボルトまた
はリベット等の固定用部品を挿通させるための孔６４，
６５を設けたものである。このドアインパクトビーム６
０は、孔６４，６５に挿入された上記固定用部品によっ
てドアパネル構造体に固定される。
【００２９】この第３実施例の場合も、ビーム本体６１
の長さＬ1 にわたる範囲に、高周波焼入れによる熱処理
部３０が設けられている。端末取付部６２，６３を含む
長さＬ2 にわたる範囲は、非熱処理部３１である。熱処
理部３０と非熱処理部３１との間は、長さＬ3 にわたる
移行部３２となっている。
の長さＬ1 にわたる範囲に、高周波焼入れによる熱処理
部３０が設けられている。端末取付部６２，６３を含む
長さＬ2 にわたる範囲は、非熱処理部３１である。熱処
理部３０と非熱処理部３１との間は、長さＬ3 にわたる
移行部３２となっている。
【００３０】また、上記ビーム本体６１は、前記各実施
例と同様の四辺形の断面を有し、コーナー部の曲率半径
をＲ、一辺の長さをＤで表すと、0.15≦Ｒ／Ｄ≦0.25な
る関係を満足する値としてある。また、熱処理部３０は
引張り強度が 150kgｆ／mm2 以上でかつ結晶粒度番号９
以上となるように高周波焼入れによる調質処理がなされ
ている。非熱処理部３１の引張り強度の上限は70kgｆ／
mm2 である。
例と同様の四辺形の断面を有し、コーナー部の曲率半径
をＲ、一辺の長さをＤで表すと、0.15≦Ｒ／Ｄ≦0.25な
る関係を満足する値としてある。また、熱処理部３０は
引張り強度が 150kgｆ／mm2 以上でかつ結晶粒度番号９
以上となるように高周波焼入れによる調質処理がなされ
ている。非熱処理部３１の引張り強度の上限は70kgｆ／
mm2 である。
【００３１】
【考案の効果】本考案によれば、従来の通常の熱処理材
では座屈しやすいため実用化が困難であると考えられて
いたＲ／Ｄ値0.25以下の角張ったパイプにおいても、撓
みの初期において座屈を生じることを抑制できるため、
Ｒ／Ｄ値0.25以下のエネルギー吸収効率の高い角パイプ
を車体補強用部材として適用することが実用上可能とな
り、端末取付部の加工性が良く、しかもエネルギー吸収
効率に優れた車体補強用部材が得られ、例えばドアイン
パクトビームの軽量化および低コスト化を図る上で大き
な効果がある。
では座屈しやすいため実用化が困難であると考えられて
いたＲ／Ｄ値0.25以下の角張ったパイプにおいても、撓
みの初期において座屈を生じることを抑制できるため、
Ｒ／Ｄ値0.25以下のエネルギー吸収効率の高い角パイプ
を車体補強用部材として適用することが実用上可能とな
り、端末取付部の加工性が良く、しかもエネルギー吸収
効率に優れた車体補強用部材が得られ、例えばドアイン
パクトビームの軽量化および低コスト化を図る上で大き
な効果がある。
【図１】本考案の第１実施例を示すドアインパクトビ−
ムを備えたドアを一部省略して示す斜視図。
ムを備えたドアを一部省略して示す斜視図。
【図２】図１に示されたドアインパクトビ−ムの正面
図。
図。
【図３】図１に示されたドアインパクトビ−ムの平面
図。
図。
【図４】図２中のIV−IV線に沿う断面図。
【図５】図２中のＶ−Ｖ線に沿う断面図。
【図６】高周波焼入れを実施する装置の概略図。
【図７】ビ−ムの強度を評価する際に用いる試験装置の
概要を示す正面図。
概要を示す正面図。
【図８】互いに結晶粒度が異なる２種類のビームの変位
と荷重との関係を示す図。
と荷重との関係を示す図。
【図９】Ｒ／Ｄ値と吸収エネルギーとの関係を示す図。
【図１０】Ｒ／Ｄ値とエネルギー吸収効率との関係を示
す図。
す図。
【図１１】本考案の第２実施例を示すドアインパクトビ
−ムの正面図。
−ムの正面図。
【図１２】図１１に示されたドアインパクトビ−ムの側
面図。
面図。
【図１３】図１１に示されたドアインパクトビ−ムの端
部の斜視図。
部の斜視図。
【図１４】本考案の第３実施例を示すドアインパクトビ
−ムの正面図。
−ムの正面図。
【図１５】図１４に示されたドアインパクトビ−ムの端
部の斜視図。
部の斜視図。
１…ドア、２…ドアパネル構造体、３…ドアインパクト
ビーム（車体補強用部材）、６…インナパネル、１０…
ビーム本体、１１，１２…端末取付部、２０…中空材、
３０…熱処理部，３１…非熱処理部、３２…移行部、５
０…ドアインパクトビーム、５１…ビーム本体、５２，
５３…ブラケット（端末取付部）、６０…ドアインパク
トビーム、６１…ビーム本体、６２，６３…端末取付
部。
ビーム（車体補強用部材）、６…インナパネル、１０…
ビーム本体、１１，１２…端末取付部、２０…中空材、
３０…熱処理部，３１…非熱処理部、３２…移行部、５
０…ドアインパクトビーム、５１…ビーム本体、５２，
５３…ブラケット（端末取付部）、６０…ドアインパク
トビーム、６１…ビーム本体、６２，６３…端末取付
部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−78720（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−92719（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−69210（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60J 5/00
Claims (4)
- 【請求項１】車体のパネル構造体の内部に配置される車
体補強用部材であって、上記パネル構造体の前後方向に
沿って配置される鋼製の中空材からなるビ−ム本体と、
上記ビーム本体の両端にそれぞれ設けられかつ上記パネ
ル構造体に固定される端末取付部とを有し、 上記ビーム本体は、コーナー部に丸みのある四辺形断面
を有し、上記コーナー部の曲率半径をＲ、一辺の長さを
Ｄで表すと、0.15≦Ｒ／Ｄ≦0.25なる関係を満足し、か
つ上記ビーム本体に高周波焼入れによる引張り強度 150
kgｆ／mm2 以上でかつ結晶粒度番号９以上の熱処理部を
設けるとともに、上記端末取付部を含む領域は引張り強
度が70kgｆ／mm2 以下の非熱処理部とし、かつ上記熱処
理部と非熱処理部との間に、強度勾配が 1mm当り 5kgｆ
／mm2 以上の移行部を設けたことを特徴とする自動車の
車体補強用部材。 - 【請求項２】上記端末取付部は、上記中空材の端部の非
熱処理部を切り開きかつ偏平に成形したものである請求
項１記載の車体補強用部材。 - 【請求項３】上記端末取付部は、ビーム本体の両端に非
熱処理材からなるブラケットを溶接したものである請求
項１記載の車体補強用部材。 - 【請求項４】上記端末取付部は、上記中空材の端部の非
熱処理部にビーム固定用部品を挿通させるための孔を設
けたものである請求項１記載の車体補強用部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992052653U JP2606141Y2 (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | 自動車の車体補強用部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992052653U JP2606141Y2 (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | 自動車の車体補強用部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0612137U JPH0612137U (ja) | 1994-02-15 |
| JP2606141Y2 true JP2606141Y2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=12920821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992052653U Expired - Lifetime JP2606141Y2 (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | 自動車の車体補強用部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2606141Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4768174B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2011-09-07 | 株式会社ジーテクト | 車両用ドアの補強ビーム及びその製造方法 |
| JP4734129B2 (ja) * | 2006-01-23 | 2011-07-27 | 新日本製鐵株式会社 | 衝突特性に優れた自動車用強度部材 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0478720A (ja) * | 1990-07-18 | 1992-03-12 | Nippon Steel Corp | 車体補強用鋼管 |
| JP3002508B2 (ja) * | 1990-08-07 | 2000-01-24 | 日本発条株式会社 | 車両用サイドインパクトビーム |
| JPH0469210U (ja) * | 1990-10-24 | 1992-06-18 |
-
1992
- 1992-07-27 JP JP1992052653U patent/JP2606141Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0612137U (ja) | 1994-02-15 |
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