JPH06171361A - らせん形テーパー切断と最適化モーメント容量衝撃ビーム - Google Patents
らせん形テーパー切断と最適化モーメント容量衝撃ビームInfo
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- JPH06171361A JPH06171361A JP36087091A JP36087091A JPH06171361A JP H06171361 A JPH06171361 A JP H06171361A JP 36087091 A JP36087091 A JP 36087091A JP 36087091 A JP36087091 A JP 36087091A JP H06171361 A JPH06171361 A JP H06171361A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 より少ないコストで有効な衝撃ドアビームを
提供する。 【構成】 車両ドアー衝撃ビーム2は中心軸を有する延
長された管状本体を有し、そのビームの端部は内部及び
庁部終端と各端部において反対のテーパー表面を形成す
るためにテーパー切断されており、内部終端における挟
角は180度以上で、外部終端におけるものは180度
以下である。端部テーパー表面はその長さに沿う全位置
におけるモーメント容量がそのような位置で曲げモーメ
ントよりも大きくなるように特別に構成されている。第
一、そして望ましくは第二テーパー表面は約90度の角
度を通じて内部終端から外部終端までらせん形になって
いる。両端部の内部終端はそのビームの反対側にあり、
そして両端部の外部終端はそのビームと同側にある。
提供する。 【構成】 車両ドアー衝撃ビーム2は中心軸を有する延
長された管状本体を有し、そのビームの端部は内部及び
庁部終端と各端部において反対のテーパー表面を形成す
るためにテーパー切断されており、内部終端における挟
角は180度以上で、外部終端におけるものは180度
以下である。端部テーパー表面はその長さに沿う全位置
におけるモーメント容量がそのような位置で曲げモーメ
ントよりも大きくなるように特別に構成されている。第
一、そして望ましくは第二テーパー表面は約90度の角
度を通じて内部終端から外部終端までらせん形になって
いる。両端部の内部終端はそのビームの反対側にあり、
そして両端部の外部終端はそのビームと同側にある。
Description
【発明の詳細な説明】
[0001][従来技術]本発明は車両ドアー用衝撃ビ
ームに関する。車両のドアーに追加された構造的補強物
を一般に衝撃ビーム、貫入ビーム、防御ビーム、又はド
アービームと呼ぶ。車両ドアービームはI形ビーム、帽
子状、及び管状を含む種々の断面で提供されている。こ
れらの各々は、正しく設計されていれば、特に米国特許
番号4、636、608及び4、708、390参照、
一定の利点を有すると見なされている管状ビームで有効
である。管状ビーム端をテーパー状にすることは、1)
車両ドアーの湾曲部への適用、2)材料の節約、3)ビ
ーム重量の低減、そして4)ビームの組重ねを可能にす
る(即ち、一方のビーム端から除去された材料で第二の
ビームの反対端を形成することが出来る、等)の利点を
有する。 [0002]衝撃ビームの基本的機能は車両の側面衝突
時における人体ヘの損傷を最小にすることである。側面
衝突は、通常車両ドアーの水平横方向に、一般に水平ビ
ームに直角に適用された衝撃負荷又は力を特徴とし、そ
れにより、衝撃ビームに曲げモーメントを適用し、内部
及び外部ドアー殻部の境界内のドアーに広がる。そのビ
ームはその長さ方向に沿った各位置において、その特定
衝撃負荷により引き起こされる曲げモーメントよりも大
きなモーメント容量を有する。 [0003][発明が解決しようとする課題]両端をテ
ーパー状に切断される長さは過去においては過剰なスク
ラップを避けるために標準長さやビーム長さにより一次
的に決定されていた。能力はドアーの堅牢さと強度に基
づく。最大のモーメントがビームの中心にかかるので、
これは曲りが最初に発生する点となると思われていた。
ドアー強度試験はビーム中心で負荷をかけられたラムで
行われる。標準長さやビーム長さによる切断長さの決定
はテーパー長が過剰となり、そしてビームの主要中心部
分よりもむしろテーパーそれ自身内で失敗する、即ち曲
る傾向となる。前のテーパー切断のある部分では、モー
メント容量MCは曲げモーメントMBよりも下落するの
で、モーメント比はMRは一以下となる事が分かってい
る。これを防ごうとする試みの一つの方法は比較的テー
パー切断をより短くすることである。しかしながら、こ
れはテーパー切断部において過度な容量を有する構造と
なる。この過剰容量は高価な追加材料を使用しなければ
ならず、それに伴い重量増加ともなる。必要なのは全て
の部分で曲げモーメントよりも大きなモーメント容量を
有し、尚過剰容量を排除するテーパー切断であると結論
付けられる。これはビームを流線形にし、そして又材料
コストを節約する。換言すれば、従来技術で実施された
基本的管状ビーム構造の改良形を提供することが出来る
ことが望ましく、そこでテーパー切断における強度は過
剰でもなく、十分で、そして組重ねも可能となる。 [0004]慣性モーメントを増加する能力、故にビー
ム重量を増加すること無く、或は望ましくはビーム重量
を低減して、ビームのモーメント容量を増加することは
特に有益である。 [0005]管状ビームの端部がテーパー切断で提供さ
れる時、その端部はそこの残るチューブの一部だけであ
る、即ち、180度以下の挟角の部分と180度以上の
挟角の他の部分を有する比較的小挟角。”挟角”は管状
ビームの中心線から中心線の反対側のテーパーエッジに
広がり、残っている周辺壁の角度を示す2つの線間の角
度である。 [0006]もしその様なテーパー状ビーム構造が残存
周辺壁に関し”エッジ負荷”であるならば、即ち、図1
0に示された方法で提供された衝撃力を有するならば、
管状部分は理論的により大きな慣性モーメントを有す
る、即ち、Ix=0.5IF、ここでIxはその点での
慣性モーメントであり、IFはチューブが180度に等
しい挟角の完全チューブであると仮定した慣性モーメン
トである。しかしながら、中心に集中した力が管状構造
に適用されると、テーパー部分における反発力は適用さ
れた力から分岐され、偶力となり、故に、テーパー状部
分を捻り、座屈を引き起こすこととなる。それ故に、従
来のテーパー切断ビームは、特許番号4、636、60
8と4、708、390におけるように、図13に示さ
れるように衝撃力が端部に関して適用された面となるよ
うに搭載されており、それにより、これらの端部にトル
クを発生させない。しかしながら、これらの端部の慣性
モーメントは、面に負荷がかけられた時、即ち、180
度の挟角に対してIx=0.095IFである時には、
遥かに小さい。 [0007]端部の挟角が180度、或はそれ以上で有
る時、慣性モーメントは上記のように非常に大きく、そ
して更にその力は中心から外れたトルクを生成しないの
で、図13におけるように面負荷よりもむしろエッジ負
荷(図10参照)において適用された衝撃力を有するこ
とが望ましい。 [0008][課題を解決するための手段]本発明の一
つの特徴は、故に、より少ない利料コストで組み合わせ
て最適モーメントに近似する容量を生成する特別構造の
テーパー状端を有する車両用の組重ね可能、衝撃ドアー
ビームを提供することである。たとえテーパー切断端に
沿って、いかなるビーム増加部分においてもモーメント
容量は曲げモーメントよりも大きいことが保証され、し
かも材料を無駄にするほど過剰に、曲げモーメントより
も大きくはない。モーメント容量は、新しいビームが従
来の管状ビームの組重ね性特徴をなお有する、即ち2つ
のビーム端が一つの切断面で形成されるということで制
御される。但し、切断長さは増加でき、しかも十分なモ
ーメント容量を有する効果的なドアービームを尚も提供
することが出来る。 [0009]各々のテーパー状切断は、傾斜状中心本体
と曲線からなる放物線端変移のペアーを包含する。一般
に中心本体の挟角は以下のように定義される: IA=X/TL(L)+Y ここで、IA=特定位置における挟角 X=傾き掛ける全テーパー長 TL=全テーパー長 L=全テーパー長の一部分 本体の傾きと交差するY軸中心本体の挟角は望ましくは
以下のように定義される:0.2TL≧L≧0.8TL
に対して IA==150/TL(L)+105 一端変移の挟角は一般に以下のように定義される: ここで、Z=放物形 V=全テーパー長における区分数 W=Y軸と交差する放物線 この一端の変移の挟角は望ましくは以下により定義され
る:0≦L≦0.2TLに対して 他端の変移の挟角は一般に以下により定義される: そして望ましくは以下により定義される:0.8TL≦
L≦TLに対して [0010]本発明は又より長いテーパー状端部分で少
ないビーム材料の使用を可能にしてモーメント容量の増
加を達成する新構造を有するテーパー状端タイプの車両
ドアー衝撃ビームを提供する。テーパー状表面は適用さ
れる負荷に垂直な面における慣性モーメントを増加する
チューブの中心軸回りでらせん形となる。より長いテー
パー切断を可能にする構造が採用され、しかも十分な慣
性モーメントを維持し、それにより重量と必要とされる
材料の使用量を低減することが出来る。それは、まだ製
造の容易さを有している。各端部におけるらせんは約9
0度の全らせん角を通じて広がっている。ビーム端はブ
ラッケト内の凹所内に適応し、それらが適所に溶接され
る時、拡張部とも呼ばれる。 [0011]180度以下の挟角を有する端部の外半部
は、拡張部に搭載されるとき、力が基本的に面に適用さ
れるように配置され、しかも180度以上の挟角を有す
る端部の内半部は、搭載時に、力が基本的にエッジに適
用されるように配置される。故に、各テーパー状端部の
中間区分上のトルクは最小化される。 [0012]各々のテーパー端は内部終端と外部終端を
有する。2つの端部の内部終端は相互に180度転置さ
れている。2つの端部の外部終端はビームと同じ側にあ
る、即ち、相互のゼロ度で転置されている。 [0013]本発明のこれらや他の目的、長所、そして
特徴は図に関して以下に詳細に説明された明細書を研究
することにより明白となろう。 [0014][実施例]特に図1から図3の第一形態に
おいて、典型的に示される衝撃ビームアッセンブリー1
は衝撃ビーム2それ自体、ビームが溶接によりそれに確
保される破線で示された搭載プレート4のペアーを包含
する。その搭載プレートは溶接、ボルト、或は必要とさ
れる同等のもので車両のドアーフレームに確保されてい
る。ビーム2は最初、ハイグレードスチール、例えば西
ドイツ、PaderhornのBenteler We
rke AG社製の”BTR 110””の管状シリン
ダー本体のものである。それは1980年7月1日に発
行された米国特許番号4、210、467で説明された
方法で形成されても良い。管状ビームは中心軸と壁の厚
みを有する。ビーム2は又本発明により特に形成され、
そして構成されたテーパー端部を有する。 [0015]端部拡張部又は搭載ブラケット4は、構成
が搭載される車両のモデルとサイズにより構造が変るか
も知れない。これらのブラケットはビーム端を受けるた
めのプレス加工凹所キャビテイとそれらをドアーフレー
ムに確保するための適切なオリフィス又は締め付け部を
有しても良い典型的なブラケットが例として米国特許
4、700、390に示されている。 [0016]ビームのテーパー状端部はレーザー切断さ
れることにより形成されても良いが、ビームとレーザー
間で相対的回転とビームとレーザー間での相対的軸回転
を引き起こす。そのレーザーは望ましくはビームの軸に
向って直接的に方向付けらる。適切なレーザーソース
(図示されない)は、米国特許番号4、708、390
で説明されたように、レーザービームがミラーで反射さ
れることにより管状ワークの軸に向って方向付けられる
1250ワットの二酸化炭素切断レーザーであっても良
い。 [0017]本開発は、テーパー切断における座屈を防
止するためにモーメント容量がテーパー切断長に渡って
曲げモーメントよりもより大きくなるが、過度に大きく
ならなくて、そしてそのビームが組重ね可能である、即
ち一つの切断が同時に2つの独立したビームの2つの端
部を形成出来るような特別な関係含む。3つのゾーン
は、各々が特定の数学的関係に従って各々のテーパー切
断部において形成される。より特定的に、各テーパー切
断端部は中心傾斜切断本体と端部変移のペアーを包含す
る(図3)。ビームの中心部分に近接した端部変移の一
方は内方に湾曲しており、しかも外方終端に近接する他
方の端部変移は外方に湾曲している。これらの切断を達
成するのに、金属チューブがチューブ壁の厚みを露出さ
せるように切断される。露出された壁面の各部は望まし
くはシリンダー状チューブの軸に向って、或はほぼそれ
に向って方向付けられる。 [0018]評価がそこで行われる全切断長TLに沿っ
た部分距離はLで示される。例証された形態において、
全テーパー長TLは5つに、即ち0.2TL長に分割さ
れる。他の部分も使われる可能性がある。全テーパー長
TLは、切断がその上に延長するチューブの線形長であ
る。テーパー切断の長さTLに沿ったいかなる増分長に
おいても、切断の反対側の2つのミラーイメージ間に挟
角(IA)が在る(図1A−1D参照)。テーパー切断
はビームの端部において外部終端、そしてビームの中心
部分に近接した内部終端とを有する。ビームこの中心部
分に近接したより大きな周辺部分円周と、外部終端に近
接したより小さな周辺部分円周を有する。テーパー切断
端部を含む、衝撃ビームの全部分において十分なモーメ
ント容量を達成するためには、衝撃がビームをテーパー
切断部分におけるよりもむしろビームの中心において座
屈を引き起こさせる事が出来るように、ビーム長に沿っ
た各増分において曲げモーメントMB(図2)よりも大
きなモーメント容量MCを有することが重要である。故
に、図2に示されるように、モーメント容量MCは曲げ
モーメントMBよりもビームに沿った仝ポイントでより
大きくなる、即ち、MBにより除されたMCのモーメン
トMRは1に等しくなるか、或は大きくなる。組重ね可
能なビームを有すること、即ち2つのビーム端が同テー
パー切断で切断されることが重要である。挟角は、もし
組重ね可能特性が達成されるべきならば、一定以上の大
きさであるべきでない。これは本体部分の構造と各テー
パー切断の2つの変移部分に対する特別な関係を利用し
て達成され、これらは以下に説明されるように挟角IA
に関して定義されている。本体部分の傾きは、線形、或
はそれに近い。2つの変移は放物線状、或はそれに近
い。 [0019]この本体部分の挟角は一般に以下により定
義される: IA=X/TL (L)+Y ここで、IA=特定位置の挟角 X=傾き掛ける全テーパー長 TL=全テーパー長 L=特定位置での全テーパー長の一部分 Y=本体の傾斜と交差するY軸 中心本体の挟角は望ましくは以下のように定義される:
0.2TL≧L≧0.8TLに対して IA=150/TL(L)+105;一端の変移の挟角
は一般に以下により定義される: ここで、Z=方物形V=全テーパー長の区分数 W=Y軸と交差する放物線 この一端の変移の挟角は一般に望ましくは以下により定
義される:0≦L≦0.2TLに対して 他端の変移の挟角は一般に以下により定義される: そして望ましくは以下により定義される:0.8TL≦
L≦TLに対して [0020]結果として生成される管状ビームはそのテ
ーパー切断端部を含み、その長さを通じて最適、或は最
適に近い容量となり、そして組重ね可能となる。 [0021]図3から図13における第二形態におい
て、車両の衝撃ビームやマウントアッセンブリー10
(図4そして5)は延長テーパー切断管状衝撃ビーム1
2、そして第一及び第二マウント、ブラケット、又は拡
張部14と16から構成される。これらのマウントは車
両の特別の製造、サイズ、そしてモデル、即ち自動車、
或はトラックなどに適用するように種々の構造のもので
あっても良い。マウント14と16は採用されたこれら
の典型的なものである。マウント14はビーム12の外
径に対応する内径の延長した、内方湾曲の曲線状の半シ
リンダー状凹所20をその中に有する面部分18を包含
して示されている。マウント16は同様に、ビーム端を
受けるための延長した、内方湾曲の曲線状の半シリンダ
ー状キャビテイ22を有する。ブラケット16が又特定
ドアースタイルを取り付ける為の横フランジ26(図
2)と供に示されている。これらのマウントはボルト又
は溶接によりドアーフレームに確保される。延長された
キャビテイ24は又ビーム端を受けるためのビーム12
の外径に匹敵する内径を有する。ビーム端はゾーン15
(図3と4)におけるブラケット14と16に溶接され
る。 [0022]衝撃ビームは中心部分30、第一端部3
2、そして第二反対端部34を有する一般にシリンダー
状構造の延長した、管状部材から構成される。それは通
常BTR110と呼ばれる米国特許番号4、210、4
67におけるようなスチール製のものであるのが望まし
い。これらの端部の各々の周辺壁は、反対側のテーパー
表面のペアーを、特に端部32のテーパー表面40と4
2、そして端部34のテーパー表面44と46を露出す
るように端部長に沿ってテーパー切断される。各テーパ
ー表面は壁の厚みを通して広がる。それらはチューブの
中心軸の両側にあり、ビームの中心軸の反対側に等間隔
に第一及び第二テーパー表面を提供する。テーパー表面
の各ペアーの2つの表面は切断部の内部及び外部終端に
おいて互いに結合する。これらのテーパー表面はビーム
の中心軸とそれらの長さを通じて一直線となるのが望ま
しく、それでテーパー表面長に沿う各増分において、増
分を通過する面は又ビームの中心軸を通過する。端部3
2のテーパー切断は内部軸終端50と外部軸終端52を
有する。端部34のテーパー切断は内部軸終端54と外
部軸終端56を有する。 [0023]それで、各々の端部の両テーパー表面はそ
の内部終端と外部終端間でらせん的に延長する。示され
るように、各内部終端はビーム軸に対して横方向、そし
て望ましくは直角となる面でアーチ状となる。各外部終
端はビーム軸に対して横方向、そして望ましくは直角と
なる面でアーチ状となる。内部及び外部終端間の各端部
におけるらせんは約90度の角度を通じて最適に広が
る。一部分、ここで第一端部32は半時計方向に広がる
らせんと供にビームの頂上部上に内部終端を有する。端
部34はビームの反対側、即ち、ここでは第一端部上の
内部終端から180度転置されたビームの底部に内部終
端を有する。示された端部34上のらせんは又半時計方
向、即ち同角度方向における2つの反対のテーパー状端
部に広がる。 [0024]各テーパー状端部は、外部終端により近
く、180度以下の挟角を有する外方部を有し、そして
内部終端により近く、180度以上の挟角を有する内方
部を有する。外方部は、もし衝撃力が図10におけるよ
うにエッジに適用されるならば、トルクによる座屈のた
め不安定となる傾向があるが、図11のように衝撃力が
面に適用される時には安定である。外方部は取り付けら
れた搭載プレート又は拡張部14又は16により追加モ
ーメント容量で提供される。テーパー状端のらせん構造
は、テーパー切断の長さに渡る2つの終端部の緩やかな
変化で衝撃力が、外部終端において完全に面に適用さ
れ、そして内部終端において完全にエッジに適用される
ようにする。一般に終端間の中途に、あるトルクが衝撃
力の結果として生じるが、それは比較的に小さい。 [0025]それぞれのテーパー切断は望ましくは衝撃
ビーム12の中心線軸17に向って方向付けられた従来
の切断レーザービームを利用して形成され、しかも衝撃
ビームはレーザービームに関して回転的、且つ軸方向に
進められて、順次片側、内部終端、それから他方の側を
切断する。一端がテーパー切断されると、自動的に次の
ビームの反対端が同時に形成される、即ち、2つのビー
ムが組重ね可能となる。適切な切断ソース(図示されな
い)は1250ワットの従来の二酸化炭素切断レーザー
又は同等のものである。 [0026]この独自に構成された、管状、テーパー状
端ビームは衝撃力の下で増加モーメント容量を提供する
ことが出来るように計算、及び実験を通じて決定されて
いる。これはテーパー状部分を前のビームのものよりも
長く製造されることを可能にし、しかも端部のいかなる
区分においても正しいモーメント容量を、即ちその区分
における曲げモーメントよりも大きいモーメント容量を
達成出来る。それで、この長いテーパーは連邦基準の衝
撃要件を満足させるのに十分な強度を達成すると同時
に、著しく材料と重量を節約でき、そして薄く、且つ曲
線の両方か又はそのいずれかのドアー内部により容易に
適応できる。ビームが軽量に製造されるという事実は材
料を節約するだけでなく、より良好な経済的燃料消費の
ために車両重量をも低減することが出来る。更に、ビー
ムは組重ね可能である、即ち、製造中ビームの一端から
除去された材料は実際に反対端、即ち形成された次のビ
ームの第二端を形成する。 [0027]再び、その位置で評価が行われるべき第一
端部32又は第二端部34のいずれかの全切断長TLに
沿う部分距離はLで示される。例証された形態におい
て、全テーパー長TLは5つに、即ち0.2TL長に分
割される。他の部分が使われる可能性もある。全テーパ
ー長TLは切断部が広がるチューブの線形長である。テ
ーパー切断の全長TLに沿ういかなる増分長Lにおいて
も、切断部の反対側の2つのミラーイメージ間に残る材
料の挟角(IA)が有る(例えば図11と12を参
照)。これらの関係は図3から図形的に見ることが出来
る。ビームは中心ビーム部近辺でより大きな周辺部分円
周を、そしてテーパー切断の外部終端近辺でより小さな
周辺部分円周を有する。全テーパー切断部に沿うものを
含み、衝撃ビームの全増分において所望のモーメント容
量を達成するためには、ビーム長に沿う各増分における
モーメント容量MCは曲げモーメントMBよりも大きく
製造されるので(図52)、衝撃はビームがテーパー切
断端部におけるよりもむしろビームの中心近辺で蝶番運
動させる。挟角は過大であるべきでない。 [0028]再び、各テーパー切断端部は中心本体と2
本体挟叉変移を有する。中心本体の構造と各テーパー切
断の2変移との間に関係が在り、これらは以下で説明さ
れるように挟角IAに関して定義される。一般に、中心
本体の形状はらせんの線形傾斜、或はそれに近いもので
あり、しかも2つの変移はらせんの放物線状湾曲、或は
それに近いものである。第一形態におけるように、中心
本体の挟角は一般に以下のように定義される: IA=X/TL(L)+Y ここでIA=特定位置での挟角 m=中心テーパー表面の傾き X=テーパー表面の傾き掛ける全テーパー長=m(T
L) TL=全テーパー長 L=特定位置での全テーパー長の一部分 Y=本体の傾きと交差するY軸中心本体の好適挟角は以
下のように定義される:0.2TL≧L≧0.8TLに
対して IA=150/TL(L)+105 外方端部の挟角は一般に以下のように定義される: ここでZ=放物形=(V)(c−W) V=全テーパー長内の区分数 W=Y軸と交差する放物線 c=TL/Vにおける挟角 m=中心本体テーパー表面の傾き 外方端変移の好適挟角は以下のように定義される:0≦
L≦0.2TLに対して 内方端変移の挟角は一般に以下のように定義される: 好適挟角は以下のように定義される:0.8TL≦L≦
TLに対して これらの関係は非らせん条件に理論的に投影されている
らせんテーパー表面に基づく。 [0029]独特なビームの詳細が実施された概念から
逸脱すること無く車両の特定の状況或はスタイルに幾分
適用するように修正可能であることが想像される。それ
故に、本発明は添付の請求の範囲やその中で定義された
ものに合理的に匹敵する構成による以外、実例となるよ
うに説明された特定好適形態に限定されるものではな
い。占有的属性、或は特権が請求される本発明の形態は
特許請求の範囲で定義されている。
ームに関する。車両のドアーに追加された構造的補強物
を一般に衝撃ビーム、貫入ビーム、防御ビーム、又はド
アービームと呼ぶ。車両ドアービームはI形ビーム、帽
子状、及び管状を含む種々の断面で提供されている。こ
れらの各々は、正しく設計されていれば、特に米国特許
番号4、636、608及び4、708、390参照、
一定の利点を有すると見なされている管状ビームで有効
である。管状ビーム端をテーパー状にすることは、1)
車両ドアーの湾曲部への適用、2)材料の節約、3)ビ
ーム重量の低減、そして4)ビームの組重ねを可能にす
る(即ち、一方のビーム端から除去された材料で第二の
ビームの反対端を形成することが出来る、等)の利点を
有する。 [0002]衝撃ビームの基本的機能は車両の側面衝突
時における人体ヘの損傷を最小にすることである。側面
衝突は、通常車両ドアーの水平横方向に、一般に水平ビ
ームに直角に適用された衝撃負荷又は力を特徴とし、そ
れにより、衝撃ビームに曲げモーメントを適用し、内部
及び外部ドアー殻部の境界内のドアーに広がる。そのビ
ームはその長さ方向に沿った各位置において、その特定
衝撃負荷により引き起こされる曲げモーメントよりも大
きなモーメント容量を有する。 [0003][発明が解決しようとする課題]両端をテ
ーパー状に切断される長さは過去においては過剰なスク
ラップを避けるために標準長さやビーム長さにより一次
的に決定されていた。能力はドアーの堅牢さと強度に基
づく。最大のモーメントがビームの中心にかかるので、
これは曲りが最初に発生する点となると思われていた。
ドアー強度試験はビーム中心で負荷をかけられたラムで
行われる。標準長さやビーム長さによる切断長さの決定
はテーパー長が過剰となり、そしてビームの主要中心部
分よりもむしろテーパーそれ自身内で失敗する、即ち曲
る傾向となる。前のテーパー切断のある部分では、モー
メント容量MCは曲げモーメントMBよりも下落するの
で、モーメント比はMRは一以下となる事が分かってい
る。これを防ごうとする試みの一つの方法は比較的テー
パー切断をより短くすることである。しかしながら、こ
れはテーパー切断部において過度な容量を有する構造と
なる。この過剰容量は高価な追加材料を使用しなければ
ならず、それに伴い重量増加ともなる。必要なのは全て
の部分で曲げモーメントよりも大きなモーメント容量を
有し、尚過剰容量を排除するテーパー切断であると結論
付けられる。これはビームを流線形にし、そして又材料
コストを節約する。換言すれば、従来技術で実施された
基本的管状ビーム構造の改良形を提供することが出来る
ことが望ましく、そこでテーパー切断における強度は過
剰でもなく、十分で、そして組重ねも可能となる。 [0004]慣性モーメントを増加する能力、故にビー
ム重量を増加すること無く、或は望ましくはビーム重量
を低減して、ビームのモーメント容量を増加することは
特に有益である。 [0005]管状ビームの端部がテーパー切断で提供さ
れる時、その端部はそこの残るチューブの一部だけであ
る、即ち、180度以下の挟角の部分と180度以上の
挟角の他の部分を有する比較的小挟角。”挟角”は管状
ビームの中心線から中心線の反対側のテーパーエッジに
広がり、残っている周辺壁の角度を示す2つの線間の角
度である。 [0006]もしその様なテーパー状ビーム構造が残存
周辺壁に関し”エッジ負荷”であるならば、即ち、図1
0に示された方法で提供された衝撃力を有するならば、
管状部分は理論的により大きな慣性モーメントを有す
る、即ち、Ix=0.5IF、ここでIxはその点での
慣性モーメントであり、IFはチューブが180度に等
しい挟角の完全チューブであると仮定した慣性モーメン
トである。しかしながら、中心に集中した力が管状構造
に適用されると、テーパー部分における反発力は適用さ
れた力から分岐され、偶力となり、故に、テーパー状部
分を捻り、座屈を引き起こすこととなる。それ故に、従
来のテーパー切断ビームは、特許番号4、636、60
8と4、708、390におけるように、図13に示さ
れるように衝撃力が端部に関して適用された面となるよ
うに搭載されており、それにより、これらの端部にトル
クを発生させない。しかしながら、これらの端部の慣性
モーメントは、面に負荷がかけられた時、即ち、180
度の挟角に対してIx=0.095IFである時には、
遥かに小さい。 [0007]端部の挟角が180度、或はそれ以上で有
る時、慣性モーメントは上記のように非常に大きく、そ
して更にその力は中心から外れたトルクを生成しないの
で、図13におけるように面負荷よりもむしろエッジ負
荷(図10参照)において適用された衝撃力を有するこ
とが望ましい。 [0008][課題を解決するための手段]本発明の一
つの特徴は、故に、より少ない利料コストで組み合わせ
て最適モーメントに近似する容量を生成する特別構造の
テーパー状端を有する車両用の組重ね可能、衝撃ドアー
ビームを提供することである。たとえテーパー切断端に
沿って、いかなるビーム増加部分においてもモーメント
容量は曲げモーメントよりも大きいことが保証され、し
かも材料を無駄にするほど過剰に、曲げモーメントより
も大きくはない。モーメント容量は、新しいビームが従
来の管状ビームの組重ね性特徴をなお有する、即ち2つ
のビーム端が一つの切断面で形成されるということで制
御される。但し、切断長さは増加でき、しかも十分なモ
ーメント容量を有する効果的なドアービームを尚も提供
することが出来る。 [0009]各々のテーパー状切断は、傾斜状中心本体
と曲線からなる放物線端変移のペアーを包含する。一般
に中心本体の挟角は以下のように定義される: IA=X/TL(L)+Y ここで、IA=特定位置における挟角 X=傾き掛ける全テーパー長 TL=全テーパー長 L=全テーパー長の一部分 本体の傾きと交差するY軸中心本体の挟角は望ましくは
以下のように定義される:0.2TL≧L≧0.8TL
に対して IA==150/TL(L)+105 一端変移の挟角は一般に以下のように定義される: ここで、Z=放物形 V=全テーパー長における区分数 W=Y軸と交差する放物線 この一端の変移の挟角は望ましくは以下により定義され
る:0≦L≦0.2TLに対して 他端の変移の挟角は一般に以下により定義される: そして望ましくは以下により定義される:0.8TL≦
L≦TLに対して [0010]本発明は又より長いテーパー状端部分で少
ないビーム材料の使用を可能にしてモーメント容量の増
加を達成する新構造を有するテーパー状端タイプの車両
ドアー衝撃ビームを提供する。テーパー状表面は適用さ
れる負荷に垂直な面における慣性モーメントを増加する
チューブの中心軸回りでらせん形となる。より長いテー
パー切断を可能にする構造が採用され、しかも十分な慣
性モーメントを維持し、それにより重量と必要とされる
材料の使用量を低減することが出来る。それは、まだ製
造の容易さを有している。各端部におけるらせんは約9
0度の全らせん角を通じて広がっている。ビーム端はブ
ラッケト内の凹所内に適応し、それらが適所に溶接され
る時、拡張部とも呼ばれる。 [0011]180度以下の挟角を有する端部の外半部
は、拡張部に搭載されるとき、力が基本的に面に適用さ
れるように配置され、しかも180度以上の挟角を有す
る端部の内半部は、搭載時に、力が基本的にエッジに適
用されるように配置される。故に、各テーパー状端部の
中間区分上のトルクは最小化される。 [0012]各々のテーパー端は内部終端と外部終端を
有する。2つの端部の内部終端は相互に180度転置さ
れている。2つの端部の外部終端はビームと同じ側にあ
る、即ち、相互のゼロ度で転置されている。 [0013]本発明のこれらや他の目的、長所、そして
特徴は図に関して以下に詳細に説明された明細書を研究
することにより明白となろう。 [0014][実施例]特に図1から図3の第一形態に
おいて、典型的に示される衝撃ビームアッセンブリー1
は衝撃ビーム2それ自体、ビームが溶接によりそれに確
保される破線で示された搭載プレート4のペアーを包含
する。その搭載プレートは溶接、ボルト、或は必要とさ
れる同等のもので車両のドアーフレームに確保されてい
る。ビーム2は最初、ハイグレードスチール、例えば西
ドイツ、PaderhornのBenteler We
rke AG社製の”BTR 110””の管状シリン
ダー本体のものである。それは1980年7月1日に発
行された米国特許番号4、210、467で説明された
方法で形成されても良い。管状ビームは中心軸と壁の厚
みを有する。ビーム2は又本発明により特に形成され、
そして構成されたテーパー端部を有する。 [0015]端部拡張部又は搭載ブラケット4は、構成
が搭載される車両のモデルとサイズにより構造が変るか
も知れない。これらのブラケットはビーム端を受けるた
めのプレス加工凹所キャビテイとそれらをドアーフレー
ムに確保するための適切なオリフィス又は締め付け部を
有しても良い典型的なブラケットが例として米国特許
4、700、390に示されている。 [0016]ビームのテーパー状端部はレーザー切断さ
れることにより形成されても良いが、ビームとレーザー
間で相対的回転とビームとレーザー間での相対的軸回転
を引き起こす。そのレーザーは望ましくはビームの軸に
向って直接的に方向付けらる。適切なレーザーソース
(図示されない)は、米国特許番号4、708、390
で説明されたように、レーザービームがミラーで反射さ
れることにより管状ワークの軸に向って方向付けられる
1250ワットの二酸化炭素切断レーザーであっても良
い。 [0017]本開発は、テーパー切断における座屈を防
止するためにモーメント容量がテーパー切断長に渡って
曲げモーメントよりもより大きくなるが、過度に大きく
ならなくて、そしてそのビームが組重ね可能である、即
ち一つの切断が同時に2つの独立したビームの2つの端
部を形成出来るような特別な関係含む。3つのゾーン
は、各々が特定の数学的関係に従って各々のテーパー切
断部において形成される。より特定的に、各テーパー切
断端部は中心傾斜切断本体と端部変移のペアーを包含す
る(図3)。ビームの中心部分に近接した端部変移の一
方は内方に湾曲しており、しかも外方終端に近接する他
方の端部変移は外方に湾曲している。これらの切断を達
成するのに、金属チューブがチューブ壁の厚みを露出さ
せるように切断される。露出された壁面の各部は望まし
くはシリンダー状チューブの軸に向って、或はほぼそれ
に向って方向付けられる。 [0018]評価がそこで行われる全切断長TLに沿っ
た部分距離はLで示される。例証された形態において、
全テーパー長TLは5つに、即ち0.2TL長に分割さ
れる。他の部分も使われる可能性がある。全テーパー長
TLは、切断がその上に延長するチューブの線形長であ
る。テーパー切断の長さTLに沿ったいかなる増分長に
おいても、切断の反対側の2つのミラーイメージ間に挟
角(IA)が在る(図1A−1D参照)。テーパー切断
はビームの端部において外部終端、そしてビームの中心
部分に近接した内部終端とを有する。ビームこの中心部
分に近接したより大きな周辺部分円周と、外部終端に近
接したより小さな周辺部分円周を有する。テーパー切断
端部を含む、衝撃ビームの全部分において十分なモーメ
ント容量を達成するためには、衝撃がビームをテーパー
切断部分におけるよりもむしろビームの中心において座
屈を引き起こさせる事が出来るように、ビーム長に沿っ
た各増分において曲げモーメントMB(図2)よりも大
きなモーメント容量MCを有することが重要である。故
に、図2に示されるように、モーメント容量MCは曲げ
モーメントMBよりもビームに沿った仝ポイントでより
大きくなる、即ち、MBにより除されたMCのモーメン
トMRは1に等しくなるか、或は大きくなる。組重ね可
能なビームを有すること、即ち2つのビーム端が同テー
パー切断で切断されることが重要である。挟角は、もし
組重ね可能特性が達成されるべきならば、一定以上の大
きさであるべきでない。これは本体部分の構造と各テー
パー切断の2つの変移部分に対する特別な関係を利用し
て達成され、これらは以下に説明されるように挟角IA
に関して定義されている。本体部分の傾きは、線形、或
はそれに近い。2つの変移は放物線状、或はそれに近
い。 [0019]この本体部分の挟角は一般に以下により定
義される: IA=X/TL (L)+Y ここで、IA=特定位置の挟角 X=傾き掛ける全テーパー長 TL=全テーパー長 L=特定位置での全テーパー長の一部分 Y=本体の傾斜と交差するY軸 中心本体の挟角は望ましくは以下のように定義される:
0.2TL≧L≧0.8TLに対して IA=150/TL(L)+105;一端の変移の挟角
は一般に以下により定義される: ここで、Z=方物形V=全テーパー長の区分数 W=Y軸と交差する放物線 この一端の変移の挟角は一般に望ましくは以下により定
義される:0≦L≦0.2TLに対して 他端の変移の挟角は一般に以下により定義される: そして望ましくは以下により定義される:0.8TL≦
L≦TLに対して [0020]結果として生成される管状ビームはそのテ
ーパー切断端部を含み、その長さを通じて最適、或は最
適に近い容量となり、そして組重ね可能となる。 [0021]図3から図13における第二形態におい
て、車両の衝撃ビームやマウントアッセンブリー10
(図4そして5)は延長テーパー切断管状衝撃ビーム1
2、そして第一及び第二マウント、ブラケット、又は拡
張部14と16から構成される。これらのマウントは車
両の特別の製造、サイズ、そしてモデル、即ち自動車、
或はトラックなどに適用するように種々の構造のもので
あっても良い。マウント14と16は採用されたこれら
の典型的なものである。マウント14はビーム12の外
径に対応する内径の延長した、内方湾曲の曲線状の半シ
リンダー状凹所20をその中に有する面部分18を包含
して示されている。マウント16は同様に、ビーム端を
受けるための延長した、内方湾曲の曲線状の半シリンダ
ー状キャビテイ22を有する。ブラケット16が又特定
ドアースタイルを取り付ける為の横フランジ26(図
2)と供に示されている。これらのマウントはボルト又
は溶接によりドアーフレームに確保される。延長された
キャビテイ24は又ビーム端を受けるためのビーム12
の外径に匹敵する内径を有する。ビーム端はゾーン15
(図3と4)におけるブラケット14と16に溶接され
る。 [0022]衝撃ビームは中心部分30、第一端部3
2、そして第二反対端部34を有する一般にシリンダー
状構造の延長した、管状部材から構成される。それは通
常BTR110と呼ばれる米国特許番号4、210、4
67におけるようなスチール製のものであるのが望まし
い。これらの端部の各々の周辺壁は、反対側のテーパー
表面のペアーを、特に端部32のテーパー表面40と4
2、そして端部34のテーパー表面44と46を露出す
るように端部長に沿ってテーパー切断される。各テーパ
ー表面は壁の厚みを通して広がる。それらはチューブの
中心軸の両側にあり、ビームの中心軸の反対側に等間隔
に第一及び第二テーパー表面を提供する。テーパー表面
の各ペアーの2つの表面は切断部の内部及び外部終端に
おいて互いに結合する。これらのテーパー表面はビーム
の中心軸とそれらの長さを通じて一直線となるのが望ま
しく、それでテーパー表面長に沿う各増分において、増
分を通過する面は又ビームの中心軸を通過する。端部3
2のテーパー切断は内部軸終端50と外部軸終端52を
有する。端部34のテーパー切断は内部軸終端54と外
部軸終端56を有する。 [0023]それで、各々の端部の両テーパー表面はそ
の内部終端と外部終端間でらせん的に延長する。示され
るように、各内部終端はビーム軸に対して横方向、そし
て望ましくは直角となる面でアーチ状となる。各外部終
端はビーム軸に対して横方向、そして望ましくは直角と
なる面でアーチ状となる。内部及び外部終端間の各端部
におけるらせんは約90度の角度を通じて最適に広が
る。一部分、ここで第一端部32は半時計方向に広がる
らせんと供にビームの頂上部上に内部終端を有する。端
部34はビームの反対側、即ち、ここでは第一端部上の
内部終端から180度転置されたビームの底部に内部終
端を有する。示された端部34上のらせんは又半時計方
向、即ち同角度方向における2つの反対のテーパー状端
部に広がる。 [0024]各テーパー状端部は、外部終端により近
く、180度以下の挟角を有する外方部を有し、そして
内部終端により近く、180度以上の挟角を有する内方
部を有する。外方部は、もし衝撃力が図10におけるよ
うにエッジに適用されるならば、トルクによる座屈のた
め不安定となる傾向があるが、図11のように衝撃力が
面に適用される時には安定である。外方部は取り付けら
れた搭載プレート又は拡張部14又は16により追加モ
ーメント容量で提供される。テーパー状端のらせん構造
は、テーパー切断の長さに渡る2つの終端部の緩やかな
変化で衝撃力が、外部終端において完全に面に適用さ
れ、そして内部終端において完全にエッジに適用される
ようにする。一般に終端間の中途に、あるトルクが衝撃
力の結果として生じるが、それは比較的に小さい。 [0025]それぞれのテーパー切断は望ましくは衝撃
ビーム12の中心線軸17に向って方向付けられた従来
の切断レーザービームを利用して形成され、しかも衝撃
ビームはレーザービームに関して回転的、且つ軸方向に
進められて、順次片側、内部終端、それから他方の側を
切断する。一端がテーパー切断されると、自動的に次の
ビームの反対端が同時に形成される、即ち、2つのビー
ムが組重ね可能となる。適切な切断ソース(図示されな
い)は1250ワットの従来の二酸化炭素切断レーザー
又は同等のものである。 [0026]この独自に構成された、管状、テーパー状
端ビームは衝撃力の下で増加モーメント容量を提供する
ことが出来るように計算、及び実験を通じて決定されて
いる。これはテーパー状部分を前のビームのものよりも
長く製造されることを可能にし、しかも端部のいかなる
区分においても正しいモーメント容量を、即ちその区分
における曲げモーメントよりも大きいモーメント容量を
達成出来る。それで、この長いテーパーは連邦基準の衝
撃要件を満足させるのに十分な強度を達成すると同時
に、著しく材料と重量を節約でき、そして薄く、且つ曲
線の両方か又はそのいずれかのドアー内部により容易に
適応できる。ビームが軽量に製造されるという事実は材
料を節約するだけでなく、より良好な経済的燃料消費の
ために車両重量をも低減することが出来る。更に、ビー
ムは組重ね可能である、即ち、製造中ビームの一端から
除去された材料は実際に反対端、即ち形成された次のビ
ームの第二端を形成する。 [0027]再び、その位置で評価が行われるべき第一
端部32又は第二端部34のいずれかの全切断長TLに
沿う部分距離はLで示される。例証された形態におい
て、全テーパー長TLは5つに、即ち0.2TL長に分
割される。他の部分が使われる可能性もある。全テーパ
ー長TLは切断部が広がるチューブの線形長である。テ
ーパー切断の全長TLに沿ういかなる増分長Lにおいて
も、切断部の反対側の2つのミラーイメージ間に残る材
料の挟角(IA)が有る(例えば図11と12を参
照)。これらの関係は図3から図形的に見ることが出来
る。ビームは中心ビーム部近辺でより大きな周辺部分円
周を、そしてテーパー切断の外部終端近辺でより小さな
周辺部分円周を有する。全テーパー切断部に沿うものを
含み、衝撃ビームの全増分において所望のモーメント容
量を達成するためには、ビーム長に沿う各増分における
モーメント容量MCは曲げモーメントMBよりも大きく
製造されるので(図52)、衝撃はビームがテーパー切
断端部におけるよりもむしろビームの中心近辺で蝶番運
動させる。挟角は過大であるべきでない。 [0028]再び、各テーパー切断端部は中心本体と2
本体挟叉変移を有する。中心本体の構造と各テーパー切
断の2変移との間に関係が在り、これらは以下で説明さ
れるように挟角IAに関して定義される。一般に、中心
本体の形状はらせんの線形傾斜、或はそれに近いもので
あり、しかも2つの変移はらせんの放物線状湾曲、或は
それに近いものである。第一形態におけるように、中心
本体の挟角は一般に以下のように定義される: IA=X/TL(L)+Y ここでIA=特定位置での挟角 m=中心テーパー表面の傾き X=テーパー表面の傾き掛ける全テーパー長=m(T
L) TL=全テーパー長 L=特定位置での全テーパー長の一部分 Y=本体の傾きと交差するY軸中心本体の好適挟角は以
下のように定義される:0.2TL≧L≧0.8TLに
対して IA=150/TL(L)+105 外方端部の挟角は一般に以下のように定義される: ここでZ=放物形=(V)(c−W) V=全テーパー長内の区分数 W=Y軸と交差する放物線 c=TL/Vにおける挟角 m=中心本体テーパー表面の傾き 外方端変移の好適挟角は以下のように定義される:0≦
L≦0.2TLに対して 内方端変移の挟角は一般に以下のように定義される: 好適挟角は以下のように定義される:0.8TL≦L≦
TLに対して これらの関係は非らせん条件に理論的に投影されている
らせんテーパー表面に基づく。 [0029]独特なビームの詳細が実施された概念から
逸脱すること無く車両の特定の状況或はスタイルに幾分
適用するように修正可能であることが想像される。それ
故に、本発明は添付の請求の範囲やその中で定義された
ものに合理的に匹敵する構成による以外、実例となるよ
うに説明された特定好適形態に限定されるものではな
い。占有的属性、或は特権が請求される本発明の形態は
特許請求の範囲で定義されている。
【図面の簡単な説明】
[図1]特に端部を示し、そして本発明により製造され
た本発明の第一形態の管状組重ね可能衝撃ドアービーム
の部分側面図。 [図1A]図1の面A−Aで切り取られた断面図。 [図1B]図1の面B−Bで切り取られた断面図。 [図1C]図1の面C−Cで切り取られた断面図。 [図1D]図1の面D−Dで切り取られた断面図。 [図2]最適テーパー切断に近似の曲げモーメントと比
較したビーム長対モーメント容量の関係を表す図であ
る。 [図3]最適切断の数学的関係を示すテーパー長対挟角
の図。 [図4]本発明の第二形態による車両ドアー衝撃ビーム
とマウントアッセンブリーの側面図。 [図5]断面で示された搭載ブラケットを有する図4の
アッセンブリーの平面図。 [図6]図4のビームとマウントアッセンブリーの左端
の部分、拡大、側面図。 [図7]図4のビームとマウントアッセンプリーの右端
の部分、拡大、側面図。 [図8]図5のアッセンブリーの左部分の部分、拡大、
平面図。 [図9]図5のアッセンブリーの右部分の部分、拡大、
平面図。 [図10]”エッジ”に適用された力(理論的)を示す
衝撃ビームの端部の外方部の断面図。 [図11]実質的に”面”に適用された力を示す、18
0度以下の小挟角を有する図6の面XI−XIで切り取
られた、図10におけるのと同様の外方端部の図。 [図12]”エッジ”に適用された衝撃力を示す180
度以上の挟角を有する、図6の面XII−XIIで切り
取られた、衝撃ビームの端部の内方部の図。 [図13]面に適用された衝撃力を示す図12の内方端
部の断面図。 [符号の説明] 1衝撃ビームアッセンブリー 2ビーム 4搭載プレートのペアー 10車両衝撃ビームとマウントアッセンブリー 12延長、テーパー切断、管状衝撃ビーム 14、16第一及び第二マウント、ブラケット、或は拡
張部 20延長された、内方湾曲半シリンダー状凹所 24延長キャビテイ 26横方向フランジ 30中心部 32第一端部 34反対側端部 40、42、44、46テーパー表面 50、54内方軸終端 52、56外方軸終端
た本発明の第一形態の管状組重ね可能衝撃ドアービーム
の部分側面図。 [図1A]図1の面A−Aで切り取られた断面図。 [図1B]図1の面B−Bで切り取られた断面図。 [図1C]図1の面C−Cで切り取られた断面図。 [図1D]図1の面D−Dで切り取られた断面図。 [図2]最適テーパー切断に近似の曲げモーメントと比
較したビーム長対モーメント容量の関係を表す図であ
る。 [図3]最適切断の数学的関係を示すテーパー長対挟角
の図。 [図4]本発明の第二形態による車両ドアー衝撃ビーム
とマウントアッセンブリーの側面図。 [図5]断面で示された搭載ブラケットを有する図4の
アッセンブリーの平面図。 [図6]図4のビームとマウントアッセンブリーの左端
の部分、拡大、側面図。 [図7]図4のビームとマウントアッセンプリーの右端
の部分、拡大、側面図。 [図8]図5のアッセンブリーの左部分の部分、拡大、
平面図。 [図9]図5のアッセンブリーの右部分の部分、拡大、
平面図。 [図10]”エッジ”に適用された力(理論的)を示す
衝撃ビームの端部の外方部の断面図。 [図11]実質的に”面”に適用された力を示す、18
0度以下の小挟角を有する図6の面XI−XIで切り取
られた、図10におけるのと同様の外方端部の図。 [図12]”エッジ”に適用された衝撃力を示す180
度以上の挟角を有する、図6の面XII−XIIで切り
取られた、衝撃ビームの端部の内方部の図。 [図13]面に適用された衝撃力を示す図12の内方端
部の断面図。 [符号の説明] 1衝撃ビームアッセンブリー 2ビーム 4搭載プレートのペアー 10車両衝撃ビームとマウントアッセンブリー 12延長、テーパー切断、管状衝撃ビーム 14、16第一及び第二マウント、ブラケット、或は拡
張部 20延長された、内方湾曲半シリンダー状凹所 24延長キャビテイ 26横方向フランジ 30中心部 32第一端部 34反対側端部 40、42、44、46テーパー表面 50、54内方軸終端 52、56外方軸終端
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 キアラン ピイ マロニイ
アメリカ合衆国 ミシガン州 49348 ウ
エイランド パーカー ドライヴ 2177
(72)発明者 ロバート ジエイ デピエルレ
アメリカ合衆国 ミシガン州 49009 カ
ラマズー クエイル ラン ドライヴ
2155
(72)発明者 アーレスサーンドロウ リーブリアーニ
アメリカ合衆国 ミシガン州 49546 グ
ランドラピツズ アーチトラーヴア 6254
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 [請求項1]車両ドアー衝撃ビームは壁厚みを有し、そ
して中心部分と、2つの端部とを包含する延長された管
状本体から構成され、 前記本体の各々の前記端部は前記壁厚みがミラーイメー
ジ壁エッジ表面のペアーを形成するために露出させるよ
うにその長さ方向に沿ってテーパー切断されている、 各々の端部は外部終端と前記中心部分近辺で180度以
上の挟角を有するより大きな周辺部分円周を有し、そし
て前記終端近辺で180度以下の挟角を有するより小さ
な周辺部分円周とを有する、前記車両ドアー衝撃ビーム
において、 前記ビームは前記テーパー状端部長に沿う全位置での曲
げモーメントよりも前記位置の全てにおいてより大きな
モーメント容量を達成するために前記位置で十分な挟角
を有する所定部分円周から構成される手段を有する、 各々の前記テーパー状端部は傾斜した中心本体、そして
一方が前記外部終端に向い、他方が前記中心部分に向う
放物線状本体挟叉変移のペアーを有する、 前記の一方の放物線状挟叉変移の前記壁面は外方湾曲放
物線状構造を有し、そして前記の他方の放物線状変移の
前記壁面は内方湾曲放物線状構造を有することを特徴と
する車両ドアー衝撃ビーム。 [請求項2]前記中心本体は以下の等式: 0.2TL≦L≦0.8TLに対して IA=(150/TL)(L)+105 ここで、IA=挟角(度) TL=テーパー長 L=全テーパー長の一部分 により特徴付けられることを特徴とする請求項1に記載
の車両ドアー衝撃ビーム。 [請求項3]一方の前記端部変移は以下の等式により特
徴付けられ、 0≦L≦0.2TLに対して そして、他方の端部変移は以下の等式 0.8TL≦L≦TLに対して により特徴付けられることを特徴とする請求項1に記載
の車両ドアー衝撃ビーム。 [請求項4]前記の一方の変移と前記の他方の変移は放
物線状曲線のものであることを特徴とする請求項1に記
載の車両ドアー衝撃ビーム。 [請求項5]前記本体は以下のように特徴付けられる IA=X/TL(L)+Y ここで、IA=挟角 X=前記本体の傾き TL=テーパー切断の全長 L=全テーパー切断に沿う部分長 Y=本体と交差するY軸 ことを特徴とする請求項1に記載の車両ドアー衝撃ビー
ム。 [請求項6] 前記の一方の放物状曲線変移は以下のよ
うに特徴付けられ、 そして前記の他方の放物状曲線変移は以下のように特徴
付けられる ここでZ=放物形 W=放部線と交差するY ことを特徴とする請求項5に記載の車両ドアー衝撃ビー
ム。 [請求項7]前記本体は以下のように特徴付けられ、 IA=X/TL(L)+Y ここで、IA=挟角 X=前記本体の傾き TL=テーパー切断の全長 L=全テーパー切断に沿う部分長 Y=本体と交差するY軸 前記の一方の方物曲線変移は以下のように特徴付けら
れ、 そして、前記の他方の放物曲線は以下のように特徴付け
られる ここで、Z=放物形 W=放物形と交差するY軸 ことを特徴とする請求項4に記載の車両ドアー衝撃ビー
ム。 [請求項8]車両ドアー衝撃ビームは中心軸、周辺壁、
そして端部のペアーを有し、そして中心部分と第一及び
第二端部を包含する延長された管状部材から構成され、 前記端部の各々の前記周辺壁は、前記中心軸の反対側に
第一及び第二テーパー表面を提供できるような方法で、
前記中心軸の両側の前記壁の厚みを通じてその長さに沿
ってテーパー切断されており、 前記第一及び第二端部の各々の前記テーパー表面は前記
ビームの各々の外方端に外方軸終端を有し、そして前記
ビームの各々の前記外方端から間隔が空けられた内方軸
終端を有し、 前記第一及び第二テーパー表面間の前記壁の挟角は前記
内方終端近辺での180度以上から前記外方終端近辺で
の180度以下に変化する、前記車両ドアー衝撃ビーム
において、 前記第一端部の前記テーパー表面は両方供に前記第一端
部の前記内部終端から約90度の角度で前記第一端部の
前記外部終端にらせん的に広がっており、 そして前記第二端部の前記テーパー表面は両方供前記第
二端部の前記内部終端から約90度の角度で前記第二端
部の前記外部終端にらせん的に広がっていることを特徴
とする車両ドアー衝撃ビーム。 [請求項9]前記第一及び第二端部の両方の前記テーパ
ー表面は同角度方向でらせん状になっていることを特徴
とする請求項8に記載の車両ドアー衝撃ビーム。 [請求項10]前記の各第一及び第二端部の前記内部終
端と前記外部終端は両方供に180度以下の角度で広が
るアーチ状表面から構成されることを特徴とする請求項
8に記載の車両ドアー衝撃ビーム。 [請求項11]前記第一及び第二端部の前記内部終端は
前記ビームの互いに180度反対側にあることを特徴と
する請求項10に記載の車両ドアー衝撃ビーム。 [請求項12]前記第一及び第二端部の前記外部終端は
前記ビームの同側にあることを特徴とする請求項11に
記載の車両ドアー衝撃ビーム。 [請求項13]前記の各第一及び第二テーパー表面に沿
い、そして前記軸の反対側の区分増分は前記軸に関し同
角度にあることを特徴とする請求項8に記載の車両ドア
ー衝撃ビーム。 [請求項14]前記の各第一及び第二端部の前記の各第
一及び第二テーパー表面に沿う区分増分は前記中心軸と
一致して放射状に方向付けられていることを特徴とする
請求項8に記載の車両ドアー衝撃ビーム。 [請求項15]前記の各端部は中心本体と内部及び外部
本体挟叉変移を有し、前記中心本体は以下の等式により
特徴付けられ、 IA=X/TL(L)+Y ここで、IA=特定位置での挟角 m=中心本体テーパー表面の傾き X=テーパー表面の傾き掛ける全テーパー長=m(T
L) TL=全テーパー長 L=特定位置での全テーパー長の一部分 Y=本体の傾きと交差するY軸前記外方変移は以下の等
式により特徴付けられ ここで、Z=放物形=(V)(c−W) V=全テーパー長内の区分数 W=Y軸と交差する放物形 c=TL/Vでの挟角 m=中心本体テーパー表面の傾き そして、前記内方変移は以下の等式により特徴付けられ
る ことを特徴とする請求項8に記載の車両ドアー衝撃ビー
ム。 [請求項16]前記本体は以下の等式により特徴付けら
れる 0.2TL≧L≧0.8TLに対して IA=(150/TL)(L)+105 ことを特徴とする請求項15に記載の車両ドアー衝撃ビ
ーム。 [請求項17]前記外方端変移は以下の等式により特徴
付けられる 0≦L≦0.2TLに対して ことを特徴とする請求項16に記載の車両ドアー衝撃ビ
ーム。 [請求項18]前記第二端変移は以下の等式により特徴
付けられる 0.8TL≦L≦TLに対して ことを特徴とする請求項17に記載の車両ドアー衝撃ビ
ーム。 [請求項19]車両ドアー衝撃ビームは中心軸、周辺
壁、そして端部のペアーを有し、そして中心部分と第一
及び第二端部を包含する延長された管状部材から構成さ
れ、 少くとも前記第一端部の前記周辺壁は前記中心軸の反対
側に第一及び第二テーパー表面を提供するような方法で
前記中心軸の両側の前記壁の厚みを通じてその長さに沿
ってテーパー切断されている、 少くとも前記第一端部の前記テーパー表面は前記ビーム
の各々の外方端に外方軸終端と、そして前記ビームの前
記の各々の外方端から間隔を空けられた内方軸終端とを
有する、 前記第一及び第二テーパー表面間の前記壁の挟角は前記
内部終端近辺での180度以上から前記外部終端近辺で
の180度以下に変化する、前記車両ドアー衝撃ビーム
において、 前記端部の前記テーパー表面は両方供に前記第一端部内
の前記内部終端から前記第一端部の前記外部終端に角度
を通じてらせん的に広がることを特徴とする車両ドアー
衝撃ビーム。 [請求項20]前記角度は約90度であることを特徴と
する請求項20に記載の車両ドアー衝撃ビーム。 [請求項21]前記内部終端と前記外部終端の両方は1
80以下の角度を通じて広がることを特徴とする請求項
20に記載の車両ドアー衝撃ビーム。 [請求項22]前記第一端部は中心本体と内部及び外部
本体挟叉変移を有し、前記中心本体は以下の等式により
特徴付けられ、 IA=X/TL(L)+Y ここで、IA=特定位置での挟角 m=中心テーパー表面の傾き X=テーパー表面の傾き掛ける全テーパー長=m(T
L) TL=全テーパー長 L=特定位置における全テーパー長の一部分 Y=本体の傾きと交差するY軸前記外部変移は以下の等
式により特徴付けられここで、Z=放物形=(V)(c−W) V=全テーパー長内の区分数 W=Y軸と交差する放物形 c=TL/Vにおける挟角 m=中心本体テーパー表面の傾き そして、前記内部変移は以下の等式により特徴付けられ
る ことを特徴とする請求項19に記載の車両ドアー衝撃ビ
ーム。 [請求項23]前記本体は以下の等式により特徴付けら
れる 0.2TL≧L≧0.8TLに対して IA=(150/TL)(L)+105 ことを特徴とする請求項22に記載の車両ドアー衝撃ビ
ーム。 [請求項24]前記外放端変移は以下の等式により特徴
付けられる 0≦L≦0.2TLに対して ことを特徴とする請求項23に記載の車両ドアー衝撃ビ
ーム。 [請求項25]前記第二端変移は以下の等式により特徴
付けられる 0.8TL≦L≦TLに対して ことを特徴とする請求項24に記載の車両ドアー衝撃ビ
ーム。
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DE3709489C1 (de) * | 1987-03-25 | 1988-07-14 | Aluminium Walzwerke Singen | Aufpralltraeger fuer Fahrzeugtueren,insbesondere fuer Tueren von Personenkraftwagen |
AT395306B (de) * | 1989-03-28 | 1992-11-25 | Austria Metall | Rammschutztraeger fuer eine tuer und eine seitenwand einer kraftfahrzeugkarosserie |
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