JP3015835B2 - 衝撃吸収特性に優れた軽量なドアガードバー - Google Patents
衝撃吸収特性に優れた軽量なドアガードバーInfo
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Description
り、より詳しくは、特定の形状を有し、本体に引張り強
さ80kgf/mm2以上の鋼板を使用し、衝撃吸収特性に優れ
ると共に軽量なドアガードバーに関するものである。
求の高まりにより、高強度鋼板を用い、衝突時に乗員を
保護するための補強部材の採用が進められている。この
中で、自動車側面への衝突に対する乗員の保護のために
は、ドア内部に第3図に示すようなドアガードバーと呼
ばれる補強ビームの装着が進められている。
m2の高強度鋼板を用い、第4図に示すような断面形状の
3山タイプのドアガードバーが使用されてきた。このタ
イプのドアガードバーは、3山の形状をプレス加工によ
り成形し、その上下面に当板をスポット溶接により接合
したものである。
ドアガードバーであっても、第5図に示すような圧壊試
験を行った場合、最高荷重に達した後、急激に荷重が低
下し、衝撃吸収特性が低下するという問題がある。
の要求も高まっているが、このような補強部材に対して
も軽量化を進めることが強く求められている。
ると共に、側面方向からの衝突に対して乗員を保護する
ために、剛性・強度が要求されるのみならず、その衝撃
吸収特性が優れていること、換言すれば、その吸収エネ
ルギーが大きいことが要求されているのである。そし
て、この要求に対して、焼入れ処理を施したパイプ構造
によるドアガードバーが用いられる場合があるが、この
場合は全長にわたり同一形状となり、端部付近において
過剰な材料を有し、また、焼入れ時に反りが発生し易い
という問題が生じる。
よる軽量化が望まれているのである。
って、衝撃吸収特性に優れると共に軽量なドアガードバ
ーを提供することを目的とするものである。
タイプのドアガードバーを軽量化すると共に、剛性・強
度に優れ、かつ、衝撃吸収特性に優れたドアガードバー
を得るべく、鋭意研究した結果、本体が第6図に示すよ
うな断面形状の1山タイプのドアガードバーにおいて
も、その板厚、素材強度、形状(H/W)や寸法を調整す
ることにより、従来のものと同等の剛性・強度を持つド
アガードバーを得ることができることを見い出した。
いても、なお、前述のような圧壊試験を行なった場合、
座屈現象により、まず、第6図中の本体R1部が内側に倒
れ込み、その後、当板(平板)が本体内側方向に折れ込
むことにより、急激に荷重が低下し、その結果、衝撃吸
収特性が低下するという改善の余地が残されていること
が判明した。
し得る方策について更に研究を重ねた結果、当板の曲げ
剛性を高めると共に、本体R1部に生じる座屈の位置を荷
重点近傍のみならずバー長手方向に分散させることによ
り、衝撃吸収特性に優れたドアガードバーを得ることが
できることを見い出した。すなわち、第1図に示すよう
に当板も下方に凸形状(逆凸形状)に成形することによ
り、当板の曲げ剛性を高めると共に本体内側方向への折
れ込みを防止することが可能になり、更に、当板の凸部
が本体R1部の内側への倒れ込みを倒れ込み途中で防止す
ると共に、その発生位置をバー長手方向に分散すること
が可能となり、その結果、前記問題点を解決することが
でき、更に、当板を本体の全フランジ部に接合するので
はなく、中央部にのみ設けることにより軽量化と共に吸
収エネルギーを改善できることを見い出した。かくし
て、衝撃吸収特性に優れると共に軽量なドアガードバー
を得ることができることを見い出して、ここに本発明を
なしたものである。
の両側のフランジ部とからなる横断面形状の本体と逆凸
状の凸部とその両側のフランジ部とからなる横断面形状
の当板とが、本体凸部の内側空間に当板凸部が入るよう
に配置されており、かつ、各部の寸法が次式 0.02×L1≦H ……(1) 0.5≦H/W≦3.0 ……(2) 1.1×R1≦dH≦0.45H ……(3) 1.5×t1W−dW≦6.0×t1 ……(4) ここで、 L1:ドアガードバー全長 H:ドアガードバー高さ dH:当板凸部外側高さ W:本体の凸部外側幅 dW:当板の凸部外側幅 R1:本体の凸部の立上り個所の外側曲率 t1:本体の板厚 を満足する寸法であり、しかも、本体として引張り強さ
が80kgf/mm2以上、降伏比が0.65以上の鋼板が使用され
ていることを特徴とする衝撃吸収特性に優れる1山タイ
プのドアガードバーを要旨とするものである。
f/mm2以上で降伏比0.65以上の高強度鋼板を用い、これ
をプレス加工により第1図に示す断面形状の本体を成形
する。本体1の横断面形状は、1山タイプで、逆凸状の
凸部11とその両側のフランジ部12とからなる形状であ
る。
ードバーとして、乗員保護のために要求される強度レベ
ルを満足することができない結果となり、また降伏比が
0.65未満では圧壊時に小さい変位でバーが塑性領域に入
るため、座屈開始が早まり、その結果、強度・吸収エネ
ルギーが低下することとなるので、好ましくない。
本体凸部の幅Wの比、H/Wが次式を満足するように調整
することが必要である(第2図参照)。
装着されるドアの寸法によて規制されるものである。そ
して、高さHが(1)式の左辺より小さいときには、圧
壊荷重が低くなり、ドアガードバーとして要求される強
度を満足することができない。なお、高さHは特に上限
の規定はしないが、ドア内部に装着できる範囲で最も大
きな値を選択することが望ましい。
に、要求される強度を満足することができず、他方、右
辺より大きいときにはプレス加工が困難になると共に圧
壊時にバー自体の横倒れの危険性が生じる。
状の断面形状に成形する。すなわち、当板2は、1山タ
イプで、逆凸状の凸部21とその両側のフランジ部22とか
らある断面形状である。
凸部幅dWの差が次式を満足するように調整することが必
要である。
本体R1部の内側への倒れ込み防止の効果が得られない。
他方、右辺より大きい場合は、当板凸部が曲げ中立軸に
近づくため、剛性の低下が生じると共に最高荷重の低下
も生じることとなる。
高荷重は増加するが、本体R1部の内側への倒れ込み発生
位置をバー長手方向に分散することができず、荷重が急
激に低下し、衝撃吸収性も低下する。他方、右辺より大
きい場合は、本体と当板の隙間が広くなりすぎ、本体R1
部の内側への倒れ込みを防止する効果を得ることができ
ない。
外側曲率R1′は本体の曲げ部の外側曲率R1以下であるこ
とが望ましい。
形しているが、この部分を第10図に示すように、波型又
は段付き形状に成形すれば、本発明の効果を損なうこと
なく、更に当板の曲げ剛性を向上させることが可能とな
る。
第2図に示すようなパッチ3を設けることが望ましい。
この場合、パッチの長さL3は当板の変形の防止が目的で
あるため、 L3≧0.15×L1 で十分である。しかし、当板の板厚t2を本体の板厚t1以
上(t1≦t2)とするか、又は当板の強度TS2を本体の強
度TS1以上(TS1≦TS2)に調整する場合には、当板の剛
性を充分確保できるため、パッチを設けなくても本発明
の効果を得ることができる。
ず、当板の長さL2を次式 0.25×L1≦L2≦0.80×L1 ……(6) の範囲に調整することにより、圧壊時における荷重点近
傍のびずみを緩和することができるため、上述の効果に
加えて、更に吸収エネルギーを改善することが可能にな
ると共に、軽量化が可能となる。
当板と接合されていない領域で座屈が生じ、本発明の効
果を得ることができない。他方、右辺より大きい場合に
は、上述の効果において何ら問題はないが、L2を短縮す
ることによる吸収エネルギーの改善効果を得ることがで
きない。
共に軽量なドアガードバーを得ることができる。
形する場合、第2図(b)に示すA−A断面の横断面形
状がバー長手方向に一様に延在する形状でも何ら問題は
ないが、軽量化を行う場合、第2図(a)に示すように
バーの長さ方向の両端を絞った形状にすることが望まし
い。そして、両端を絞った後のバー底部(凸部)の長さ
L4は、バー全体の強度に影響を与えないために L4≧0.6×L1 とすることが望ましい。
ット溶接、TIG溶接、レーザー溶接等、どのような溶接
方法を用いても問題はないが、工業的に最も利用される
スポット溶接を用いる場合は、圧壊時の本体と当板の口
開きによる強度低下を防止するために、その溶接ピッチ
を50mm以下とすることが望ましい。
す。
で圧壊試験を行った結果の例を第7図(荷重変位曲線)
に示す。
(従来例A)と比較して、比較例Bは同等の強度を有し
ている。しかしながら、両者とも最高荷重に達した後、
急激に荷重が低下している。これに対し、本発明例E
は、最高荷重に達した後、急激に荷重が低下せず、最高
荷重に近い荷重が持続している。
く、同様に、比較例Dは急激に荷重が低下している。
である。ここで、吸収エネルギーは、変位が150mmまで
に荷重変位曲線で囲まれる面積で表わしている。
量であると共に、衝撃吸収特性に優れていることが明ら
かである。
山タイプのドアガードバーにおいて、本体の形状を調整
すると共に、当板も逆凸形状に成形する等により、衝撃
吸収特性に優れると共に軽量なドアガードバーを得るこ
とができる。したがって、自動車の安全性、軽量化に寄
与するところが大きい。
状を説明する斜視図、 第2図は本発明による1山タイプのドアガードバーの端
部の形状を示す図で、(a)は縦側面図、(b)は
(a)のA−A断面図であり、 第3図はドアガードバーを自動車ドアに装着した状態を
示す説明図、 第4図は従来の3山タイプのドアガードバーの横断面を
示す図、 第5図はドアガードバーの圧壊試験の要領を示す説明
図、 第6図は1山タイプのドアガードバー(但し、当板は平
板)の横断面図、 第7図はドアガードバーの圧壊試験後の荷重変位曲線を
示す図、 第8図はドアガードバーの圧壊試験後の製品重量と吸収
エネルギーの関係を示す図、 第9図(a)、(b)、(c)、(d)はそれぞれドア
ガードバーの異なる断面形状を示す図、 第10図(a)、(b)は当板底部の他の断面形状を説明
する図である。 1……本体、11……本体凸部、12……本体フランジ部、
2……当板、21……当板凸部、22……当板フランジ部、
3……パッチ。
Claims (3)
- 【請求項1】側面衝突に対して自動車用ドア内部に取り
付けられる補強ビーム(以下、「ドアガードバー」とい
う)において、逆凸形状の凸部とその両側のフランジ部
とからなる横断面形状の本体と逆凸状の凸部とそのフラ
ンジ部とからなる横断面形状の当板とが、本体凸部の内
側空間に当板凸部が入るように配置されており、かつ、
各部の寸法が次式 0.02×L1≦H ……(1) 0.5≦H/W≦3.0 ……(2) 1.1×R1≦dH≦0.45H ……(3) 1.5×t1≦W−dW≦6.0×t1 ……(4) ここで、 L1:ドアガードバー全長 H:ドアガードバー高さ dH:当板凸部外側高さ W:本体の凸部外側幅 dW:当板の凸部外側幅 R1:本体の凸部の立上り個所の外側曲率 t1:本体の板厚 を満足する寸法であり、しかも、本体として引張り強さ
が80kgf/mm2以上、降伏比が0.65以上の鋼板が使用され
ていることを特徴とする衝撃吸収特性に優れる1山タイ
プのドアガードバー。 - 【請求項2】当板が中央部付近に設けられ、かつ、当板
として次式 t1≦t2又はTS1≦TS2 ……(5) ここで、 t2:当板の板厚 TS1:本体の引張り強さ TS2:当板の引張り強さ を満足する鋼板が使用されている請求項1に記載のドア
ガードバー。 - 【請求項3】請求項1又は2に記載のドアガードバーに
おいて、当板の長さL2が次式 0.25×L1≦L2≦0.80×L1 ……(6) を満足する寸法である請求項1又は2に記載のドアガー
ドバー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2310257A JP3015835B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 衝撃吸収特性に優れた軽量なドアガードバー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2310257A JP3015835B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 衝撃吸収特性に優れた軽量なドアガードバー |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04208633A JPH04208633A (ja) | 1992-07-30 |
JP3015835B2 true JP3015835B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=18003070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2310257A Expired - Fee Related JP3015835B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 衝撃吸収特性に優れた軽量なドアガードバー |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (5)
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-
1990
- 1990-11-16 JP JP2310257A patent/JP3015835B2/ja not_active Expired - Fee Related
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