JP3763858B2

JP3763858B2 - 自動車用ドアのガードビーム

Info

Publication number: JP3763858B2
Application number: JP02508795A
Authority: JP
Inventors: 光雄増田; 拓男佐野
Original assignee: Unipres Corp
Current assignee: Unipres Corp
Priority date: 1995-02-14
Filing date: 1995-02-14
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2021-04-05
Also published as: JPH08216684A; EP0728607A2; US5813718A; EP0728607A3; KR0150591B1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車用ドアのガードビームに関し、詳しくは、アウターパネルとインナーパネルとで構成される自動車用ドア内部空間に衝突時の乗員保護のために設けられる補強用のガードビームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車に対する安全性の要求の高まりから、衝突時に乗員を保護するための手立てとして自動車用ドアの内部空間にガードビームと称される補強材を装着するようにしている。かかるガードビームとしては、軽量化が要求されると共に、側面方向からの衝突に対して乗員を保護するための剛性が必要であり、特に衝撃に対して、そのエネルギーを吸収する衝撃荷重吸収特性において優れていることが要求される。
【０００３】
このような従来のガードビームとして、引張り強さが６０〜１００ｋｇｆ／ｍｍ² の高張力鋼板を用いて、図６に示すようにスポット溶接により組合せて断面を箱状に形成されたもの（特開平４−２０８６３３号公報の図４参照）や、図７に示すように、管状体の両端にパーム部を溶接して形成したもの等が知られている。
【０００４】
図６に示すガードビーム１０は心材１１として３山の凹凸形状にプレス加工したものの両面に、当板１２およびパッチ４板１３をスポット溶接で溶着接合して箱状に構成したものである。そこで、このように構成されたガードビーム１０を心材１１の山谷がほぼ水平方向に保たれるようにして自動車用ドアの内部空間に架設することで、衝突時の衝撃力をできるだけ吸収させるようにしている。
【０００５】
また、図７に示すガードビーム２０はその基体２１を引張り強さが１００〜１８０Ｋｇｆ／ｍｍ² といった高張力鋼あるいは焼入れ鋼からなる管材としたもので、２２は基体２１の両端部に溶接などで取付けられているパーム部（以下で取付板という）である。なお、図６あるいは図７に示すようなガードビーム１０，２０は、例えば、図８に示すように自動車用ドア３０のインナーパネル３１両袖部間に掛け渡す形態でビーム端部がパネル３１に溶接されている。３２はドア３０を構成しているアウターパネルである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示すように箱状に構成されたガードビーム１０では、そのスパンの中央部に集中荷重をかけて圧壊試験を行うと、最高荷重に到達した時点で心材１１が座屈し、このあと急激に加重が低下するので衝撃吸収特性の点からすると十分でない。
【０００７】
また、図７に示す基体２１を管材とするものにおいては、基体２１の断面が中心対称形状であるために、どの方向からの荷重に対しても同じ破壊条件となるが、基体２１と取付板２２との間の溶接部を境として断面２次モーメントＩおよび断面係数Ｚが急激に変化し、取付板２２の方が変形し易い上、基体２１の両端部近傍は衝撃荷重の吸収に比較的関係の無い材料が使われていることになる。また、焼入れを行ったのではガードビーム２０自体に反りが発生し易い。
【０００８】
本発明の目的は、上述した従来の問題点の解決を図るべく、溶接部がなく、かつ成形が容易で、しかも優れた衝撃荷重吸収特性が得られる廉価な自動車用ドアのガードビームを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、断面がほぼ三角形の形状をなし、自動車用ドアの外部に向けられた前記三角形の頂点部から底板部に向けて鉛直方向に突出する２枚の板状部分を互いに当接させた状態で重ね合わせて形成した支柱板部と、該支柱板部の前記頂点部側を前記底板部の両縁部に連続させる側板部とからなるビーム部と、該ビーム部の両端部にそれぞれドア側に固定支持するためのパーム部と、を有し、前記ビーム部および前記パーム部を高張力鋼による１枚のブランク材により加工したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】
本発明によれば、外方からの衝撃力がビーム部の頂点部を介して伝達されるが、このビーム部の断面においては、頂点部を中心として支柱板部および側板部が主として衝撃力を分担して、特に頂点部周りと支柱板部とが外部からの衝撃力に対して強い抵抗力を有するように形成されていて、座屈に対しても抗力があり、優れた衝撃荷重吸収特性を保持させることができる。
【００１１】
また、ビーム部およびパーム部を高張力鋼板のブランク材を用いて一体成形が可能な構成としたことにより、厚さや寸法等を適切に選択することで、軽量かつ廉価にガードビームを作成することが可能である。
【００１２】
【実施例】
以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体的に説明する。
【００１３】
図１の（Ａ）は本発明の特徴を最も良く表わす基本的な構成図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は衝撃荷重が本発明ガードビームに伝達される経路を示す。図１の（Ａ）に示すように、本発明によるガードビーム１は薄鋼板から打抜きなどによって切り出されたブランク材を後述するようにして成形加工するだけで得られるものである。成形加工により仕上げられたガードビーム１はその両端部に末広がりの形状をなすパーム部２を有し、パーム部２間のビーム部３はその断面が（Ｂ）および（Ｃ）に示すように折曲げ加工されている。
【００１４】
すなわち、断面の大体の形状はほぼ正三角形型に形成されると共に、ビーム部３の車体外部に向けられる頂点部側から底板部の中心に向けて２枚の板同士が左右から重ね合わされた状態で支柱板部４を形成している。なお、支柱板部４と底板部５との間に連続的に形成される頂点部両側の傾斜部分を以下では側板部６と呼称する。
【００１５】
このように構成したガードビーム１では、ドアの外部から（Ｂ）に示すように底板部５に対して鉛直方向の衝撃荷重Ｐが加わった場合、荷重Ｐはビーム部３で矢印で示すように支柱板部４と側板部６，６とに分散して伝達されることにより応力が集中せず、図４に曲線Ｃ１として示すように急激な座屈を生じることなく効果的に衝撃荷重を吸収する効果が得られる。また、図１の（Ｃ）に示すように衝撃荷重Ｐが外部から斜め方向に加わった場合でも、この図に示すようにビーム部２の左半分が主として荷重Ｐを担持するが、その分力の大半が支柱板部４によって担持されることになり断面全体として衝撃荷重吸収に十分な断面２次モーメントを保たせることができる。
【００１６】
ついで、図２に従い、図１に示したようなガードビーム１の成形手順の一例について説明する。
【００１７】
まず、図２の（Ａ）に示すように第１雄型７Ａ，第１雌型７Ｂの間にガードビーム１全体を展開した形状のブランク材を位置決めして、これを中心線１００対称のコの字型１Ａにプレス加工する。次にこの加工材１Ａを（Ｂ）に示すように第２雄型７Ｃおよび第２雌型７ＤによりほぼＷ字型１Ｂにプレス加工する。（Ｃ），（Ｄ）および（Ｅ）は続いて行う曲げ加工であり、（Ｃ）の曲げ工程で、まず、押し型７Ｅにより（Ａ）の工程で得られた湾曲部１ＡＡの折曲角を更に鋭角とすべく押し曲げ加工した上、（Ｄ）の曲げ工程で押し型７Ｆを用いて支柱板部４となる両端部を内側に押込むようにする。（Ｅ）の曲げ工程は平板型７Ｇと押し型７Ｈとにより更に支柱板部４となる両端部がほぼ対峙する形状とする最終曲げ工程である。
【００１８】
かくして（Ａ）〜（Ｅ）の工程を経て得られた加工材１Ｃを（Ｆ）のプレス工程で仕上げ状態のビーム部３断面に仕上げるもので、（Ｆ）において７Ｋおよび７Ｌは仕上げ用の合せ型である。すなわち、合せ型７Ｋおよび７Ｌの間に加工材１Ｃを保持させ加工することにより、図１の（Ｂ），（Ｃ）に示したような断面のビーム部３を形成仕上げることができる。
【００１９】
図３は本発明の他の実施例を示す。このうち、（Ａ），（Ｂ）に示す実施例は両側の側板部６を頂点部で互いに内側に折曲げて形成される支柱板部４Ａの端部を底板部５に当接させることなく三角形状をなすビーム内空間に留めるようにしたものである。なお、支柱板部４Ａの長さは自在に設定可能であるが、長さが短いほど図４に曲線Ｃ２（破線），Ｃ３（２点鎖線）として示すように耐えられる最大荷重が低くなるかわりに、その変位点が変位量の高くなる方向に移行する。このことは、ビーム部３が荷重の割りに撓み易いが撓み量の多い時点までビームとして耐えられることを意味する。
【００２０】
図５は本発明による自動車用ドアのガードビーム仕上品の一例を示す。すなわち、仕上品としては、例えばこの図に示すようにビーム部３の断面を（Ｂ）のように成形すると共に、両側のパーム部２にはプレス加工時に（Ｃ）および（Ｄ）に示すように凸型の補強ビード９を形成する。更にまた、側板部６の一部を延在させる形で残存させることが望ましい。このように形成することで、パーム部２自体の補強と共に、ビーム部３とパーム部２との間に急激な強度の変化が生じないようにすることができる。
【００２１】
なお、両側のパーム部２をドアのインナーパネル３１等に取付けるにあったては、従来のようにパーム部端部２Ａとインナーパネル３１とを複数のスポットウエルドで溶着するか、あるいは、パーム部２に設けたボルト孔２Ｂを利用してインナーパネル３１にボルト締めするか更には双方を併用することも可能である。
【００２２】
また、パーム部２の形状やパーム部２に設けられる補強ビード９の形状および形成範囲については図５に示した例に限られるものではない。更にまた、ブランク材自体の強度や厚さ，寸法等については、想定される衝撃荷重に対応すべく適切に設定されればよいことはいうまでもない。
【００２３】
更にまた、ビーム部３の成形についても、図２に（Ａ）〜（Ｆ）として示した工程に限られるものではなく、どのような絞り込みあるいはプレス工法であってもよく、要は図１ないし図３に示したような均一の断面が長さ方向に対して得られればよい。
【００２４】
更にまた、図３の（Ｃ）または（Ｄ）に示すように、支柱板部４または４Ａにおいて、その形成する部分の各下端部を互いに９０°外方に向けて折曲げるように形成することで最大荷重を一層高めるようにすることも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、断面がほぼ三角形の形状をなし、外方に向けられた前記三角形の頂点部から底板部に向けて鉛直方向に重ね合わせて形成した支柱板部と、該支柱板部の前記頂点部側を前記底板部の両縁部に連続させる側板部とからなるビーム部と、該ビーム部の両端部にそれぞれドア側に固定支持するためのパーム部とを有し、前記ビーム部および前記パーム部を高張力鋼による１枚のブランク材により加工したので、比較的軽量でしかも十分な耐衝撃荷重吸収力と安定した強度を有し、廉価で得られるガードビームの提供が可能となった。
【００２６】
また、ブランク材から溶接工程によらず、プレス加工を主体とする成形が可能なことから溶接熱による反りなどの変形や材料強度の低下をもたらす虞がなく、更にまた、材料の選定やその厚さおよび寸法等を想定衝撃荷重に対応して自在に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるガードビームの基本的構成例を全体の斜視図（Ａ）、ビーム部の断面（Ｂ），（Ｃ）によって示す説明図である。
【図２】本発明によるガードビームの成形手順を（Ａ）〜（Ｆ）の工程別に従ってビーム断面で示す説明図である。
【図３】本発明の他の実施例によるビーム部の構成を（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）の４形態で示す断面図である。
【図４】本発明による荷重一変位の関係を示す特性曲線図である。
【図５】本発明にかかる仕上製品の詳細を全体の斜視図（Ａ）、（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図（Ｂ）、（Ａ）のＹ−Ｙ線断面図（Ｃ）および（Ａ）のＺ−Ｚ線断面図（Ｄ）によって示す説明図である。
【図６】従来例による主要部分の構成を示す斜視図である。
【図７】他の従来例に依る構成を示す斜視図である。
【図８】従来例によるガードビームのドア内への取付状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ガードビーム
１Ａ，１Ｂ（プレス）加工材
１ＡＡ湾曲部
２パーム部
２Ａパーム部端部
３ビーム部
４，４Ａ支柱板部
５底板部
６側板部
７Ａ第１雄型
７Ｂ第１雌型
７Ｃ第２雄型
７Ｄ第２雌型
７Ｅ押し型
７Ｆ押し型
７Ｇ平板型
７Ｈ押し型
７Ｋ合せ型
７Ｌ合せ型
９補強ビード

Claims

断面がほぼ三角形の形状をなし、自動車用ドアの外部に向けられた前記三角形の頂点部から底板部に向けて鉛直方向に突出する２枚の板状部分を互いに当接させた状態で重ね合わせて形成した支柱板部と、該支柱板部の前記頂点部側を前記底板部の両縁部に連続させる側板部とからなるビーム部と、
該ビーム部の両端部にそれぞれドア側に固定支持するためのパーム部と、
を有し、
前記ビーム部および前記パーム部を高張力鋼による１枚のブランク材により加工したことを特徴とする自動車用ドアのガードビーム。
前記支柱板部の前記底板部側の端部は前記底板部に当接することを特徴とする請求項１に記載の自動車用ドアのガードビーム。