JP2000238536A - インパクトビーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アウタパネルとの間隔や曲げ剛性を、長手方
向に沿った各所で所望に応じて個々に設定することので
きるインパクトビームの提供。 【解決手段】 本発明では、ビーム部の外径を各所で変
化させたため、その外表面のアウタパネル方向の位置
や、曲げ剛性を各所で変化させることができる。このた
め、アウタパネルとの間隔や曲げ剛性を、長手方向に沿
った各所で所望に応じて個々に設定することができる。
例えば、図１に示すインパクトビーム１では、比較的曲
げ剛性を必要とされる長手方向中心近傍へ行くほど、外
径を大きくして大きな曲げ剛性が得られるようにしてい
る。また、このように外径を変化させることによって、
自動車のドアにインパクトビーム１を装着したとき、そ
のドアのアウタパネル内面とビーム部２の外表面との間
隔が一定になるようにしている。このため、充填材が充
填し易くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のドアの外
側から荷重が作用したときの衝撃を受けるインパクトビ
ームに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車のドアの外側から荷重
が作用した場合に、ドアの外表面を構成する鋼板（いわ
ゆるアウタパネル）が内側に変形することがあるので、
ドアの強度剛性を高めるべく、ドア内部に鋼管製の補強
部材すなわちインパクトビームを架設することがある。

【０００３】このようなインパクトビームとして、例え
ば特開平７−３１５０４８号には、図５及び図６に示す
ようなインパクトビーム１０１が開示されている。すな
わち、ビーム部１０２の断面が帯鋼板を幅方向にプレス
加工して車幅方向に沿うように突出形成した内方突出部
１０４を有するパイプ状に形成された構造が開示されて
いる。この内方突出部１０４はビーム部１０２の内径と
略同等の長さに形成されており、継ぎ目部分１０５には
溶接による結合部１０６が形成されている。また、ビー
ム部１０２の両端にはドアに取り付けるためのブラケッ
ト部１０３，１０３が固着されている。

【０００４】更に、このインパクトビーム１０１は、内
方突出部１０４の突出方向が車幅方向と一致するように
ブラケット部１０３，１０３を介して、例えば図７に例
示するドア５１に取り付けられる。すなわち、ビーム部
１０２の継ぎ目部分１０５をアウタパネル５３側に向け
て、ブラケット部１０３，１０３をインナパネル５５の
段部５５ｂ，５５ｃに固定している。

【０００５】このインパクトビーム１０１によれば、車
幅方向外側から荷重Ｐ（図５，図６）が作用したときに
内方突出部１０４が縦壁として作用するため、ビーム部
１０２の曲げ剛性が増大し、側面衝突時の衝撃エネルギ
吸収効率の向上を図ることができる。また、インパクト
ビーム１０１ほどの衝撃エネルギ吸収効率は得られない
ものの、ビーム部１０２として鉄パイプを使用し、その
両端に図５のブラケット部１０３を固着しただけの簡単
な構造のインパクトビームも使用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記いずれ
のインパクトビームも、ビーム部は各所で同一の断面形
状を有しており、外径も材質も同様である。これに対し
て、アウタパネルの強度的，位置的な状況はインパクト
ビームの長手方向に沿って種々に変化する。例えば、図
７の例の場合、インパクトビーム１０１の両端近傍で
は、アウタパネル５３はインナパネル５５や図示しない
車体によっても補強されているが、中心近傍ではインパ
クトビーム１０１のみによって補強されるため比較的変
形し易い。また、インパクトビーム１０１の外表面とア
ウタパネル５３の内面との間隔も、インパクトビーム１
０１の両端近傍では狭く中心近傍では広い。

【０００７】このため、インパクトビーム１０１では中
心近傍には特に曲げ剛性が必要とされる。ちなみに、各
種インパクトビームの品質を評価する試験として、中心
近傍での曲げ剛性を測定して評価を行う試験がある。前
述のように、従来のインパクトビームは断面形状，外
径，及び材質が各所で同一であるため、中心近傍に必要
な曲げ剛性を確保しようとすると、全体的に重く頑丈な
ものが必要となる。

【０００８】また、インパクトビーム１０１の外表面と
アウタパネル５３の内面との間には充填材（例えばマス
チックシーラ）を充填して固化させるが、図７に例示す
るようにインパクトビーム１０１の中心近傍ではアウタ
パネル５３との間隔が広く、充填材の充填作業に支障を
来す場合がある。例えば、インパクトビーム１０１とア
ウタパネル５３との間隔が５ｍｍ以上になると充填が困
難となる場合がある。前述のように、従来のインパクト
ビームは外径が一定で直線状であるので、その外表面と
の間隔が開かないようにアウタパネルの形状を制限する
必要があった。

【０００９】直線状ではなく、インパクトビームに一定
のキャンバーを設けてアウタパネルに沿わせることも考
えられるが、このようなインパクトビームを精巧に製造
することは非常に困難である。すなわち、インパクトビ
ームには、通常、曲げ剛性を確保するために焼き入れを
施す。ところが、キャンバーを設けた後に焼き入れを施
す場合、焼き入れによってインパクトビームに生じる歪
みが問題となる。また、焼き入れを施した後にキャンバ
ーを設けることは極めて困難である。更に、前述のイン
パクトビーム１０１のように内方突出部１０４等の突出
部を有する場合はキャンバーを設けるのが一層困難にな
る。

【００１０】そこで、本発明は、アウタパネルとの間隔
や曲げ剛性を、長手方向に沿った各所で所望に応じて個
々に設定することのできるインパクトビームを提供する
ことを目的としてなされた。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達するためになされた請求項１記載の発明は、帯鋼板
をプレス加工して形成されたビーム部と、このビーム部
の両端に設けられたドア取付用のブラケット部とを備
え、自動車のドアの外側から荷重が作用したときの衝撃
を受けるインパクトビームにおいて、上記ビーム部の外
径を各所で変化させたことを特徴としている。

【００１２】このように構成された本発明では、ビーム
部の外径を各所で変化させたため、その外表面のアウタ
パネル方向の位置や、曲げ剛性を各所で変化させること
ができる。このため、本発明のインパクトビームでは、
アウタパネルとの間隔や曲げ剛性を、長手方向に沿った
各所で所望に応じて個々に設定することができる。

【００１３】従って、本発明のインパクトビームを使用
すれば、一部のみで必要とされる曲げ剛性を確保するた
めにインパクトビームを全体的に重く頑丈にする必要も
なく、アウタパネルの形状に制限を設ける必要もなくな
る。よって、自動車を軽量化して燃費を向上させると共
に、その自動車のデザインの自由度を増大させることが
できる。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の構
成に加え、上記ビーム部の各所における断面形状が互い
に相似であり、長手方向中心に近い所ほど外径が大きい
ことを特徴としている。上記ビーム部の各所における断
面形状が互いに相似である場合、外径が大きいほど曲げ
剛性は大きくなる。なお、この傾向は、ビーム部を構成
する帯鋼板の継ぎ目部からビーム部の内面に至る突出部
がそのビーム部に形成されている場合、ビーム部の断面
が変形し難いため一層強く現れる。また、一般の自動車
のドアでは、前述のように、中心近傍には特に曲げ剛性
が必要とされ、中心近傍へ行くほどアウタパネルが外側
に膨らんでいる。そこで、本発明のインパクトビームで
は、長手方向中心に近いほど外径を大きくし、かつ、大
きな曲げ剛性が得られるようにしたのである。このた
め、本発明では、一般の自動車のドアに使用した場合
に、ビーム部の各所における曲げ剛性及びその外表面の
アウタパネル方向の位置を、そのアウタパネルに一層適
合させることができる。

【００１５】従って、本発明では、請求項１記載の発明
の効果に加えて、一般の自動車のドアに使用した場合に
軽量にして充分な曲げ剛性を呈すると共に充填材を充填
し易くし、ドアを一層軽量化すると共にその製造コスト
を一層低減化することができるといった効果が生じる。
なお、上記相似形状とは、帯鋼板の板厚は各所で一定で
あってもよく、この場合も略同様の効果が生じる。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の構成に加え、上記ビーム部の各所における断面
が、そのビーム部の長手方向に沿った一本の直線を共有
することを特徴としている。本発明では、ビーム部の各
所における断面が、そのビーム部の長手方向に沿った一
本の直線を共有しているので、ビーム部はその直線が配
設される部分において平面と接触し得る。このため、そ
の直線を基準にして上記プレス加工を施すことにより、
そのプレス加工が極めて容易に、かつ正確に実施でき
る。

【００１７】従って、本発明では、請求項１または２記
載の発明の効果に加えて、ビーム部を一層容易にかつ正
確に製造可能にして、インパクトビーム自身の製造コス
トを一層低減化することができるといった効果が生じ
る。請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに
記載の構成に加え、上記ドアの外表面を構成する鋼板
（いわゆるアウタパネル）の内面と、上記ビーム部の外
表面との間隔が一定になるように、上記ビーム部の外径
を各所で変化させたことを特徴としている。

【００１８】本発明では、アウタパネルの内面とビーム
部の外表面との間隔が一定になるように、ビーム部の外
径を各所で変化させているので、その隙間に充填材を充
填する作業が極めて容易になる。従って、本発明では、
請求項１〜３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、
充填材の充填作業を一層容易にして自動車のドアの製造
コストを一層低減化することができるといった効果が生
じる。

【００１９】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれかに記載の構成に加え、上記ビーム部と上記ブラケ
ット部とが、帯鋼板をプレス加工することにより一体成
形されたことを特徴としている。本発明では、ビーム部
とブラケット部とを一体成形しているので、ビーム部に
ブラケット部を固定する作業が省略される。このため、
本発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の発明の効
果に加えて、インパクトビーム自身の製造コストを一層
低減化することができるといった効果が生じる。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。図１は本発明が適用されたインパクト
ビーム１の構成を表す斜視図であり、図２は図１のＡ−
Ａ線断面図である。図１に示すように、インパクトビー
ム１は、帯鋼板（高張力鋼板）をプレス加工して形成さ
れたビーム部２と、このビーム部２の両端にてビーム部
２と一体成形されたドア取付用のブラケット部３，３と
を備えている。

【００２１】図２に示すように、ビーム部２は、帯鋼板
の対向する第１及び第２折曲線２１，２２を互いに突き
合わせた継ぎ目部２３を有しており、この継ぎ目部２３
はアーク溶接、プラズマ溶接等の一般的な溶接又は圧接
等の塑性変形によってその全長に亘って又は部分的に結
合されている。また、第１及び第２突出部２５，２６
は、この継ぎ目部２３をなす第１及び第２折曲線２１，
２２からビーム部２の内面に至る形状に形成されてい
る。この第１及び第２突出部２５，２６は、継ぎ目部２
３からビーム部２の内面に至るまで互いに当接してお
り、またビーム部２の円形断面をほぼ上下対称に２分割
している。第１及び第２フランジ２７，２８は、第１及
び第２突出部２５，２６の先端にそれぞれ形成され、ビ
ーム部２の内面に当接するようにこの内面に沿って略円
弧状に形成されている。

【００２２】また、ビーム部２の他の断面は、図２にお
ける継ぎ目部２３の反対側の外表面上の点Ｑを中心にし
た相似形状（板厚は一定）に形成され、図１に示すよう
に、長手方向中心に近い所ほど外径が大きくなるように
構成されている。なお、本実施の形態のインパクトビー
ム１では、ビーム部２の長手方向中心における外径Ｄ１
を３４ｍｍ、その長手方向両端部における外径Ｄ２を３
０ｍｍとした。

【００２３】ブラケット部３，３は、自動車のドアの内
部に取り付けるための部材であり、ビーム部２の両端に
てビーム部２側が扇のかなめとなるような形状に形成さ
れている。このブラケット部３，３は、周囲を折り返し
て形成された補強用フランジを備えている。

【００２４】本実施の形態のインパクトビーム１は、帯
鋼板をプレス加工することにより製造される。すなわ
ち、帯鋼板の幅方向の両端部の全長に亘る狭い幅を内方
向へ折り曲げて後に第１及び第２フランジ２７，２８と
なる部分を形成し、また同じく両端部の全長に亘る広い
幅を第１及び第２折曲線２１，２２にて内方向へ折り曲
げて後に第１及び第２突出部２５，２６となる部分を形
成し、次いで両折曲線２１，２２で囲まれた領域を略Ｕ
字状に形成し、続いて第１及び第２突出部２５，２６と
なる部分の外面同士を当接させつつ、全体が長手方向中
心で膨らんだパイプ状となるようにプレスすることによ
り製造される。また、このプレス加工の後には、高周波
による焼き入れが施される。

【００２５】なお、第１フランジ２７，第２フランジ２
８，第１突出部２５，及び第２突出部２６となる部分を
形成するに当たって、そのときの折曲線２１等は前述の
外径の変化に応じた曲線状に形成する。また、全体が長
手方向中心で膨らんだパイプ状となるようにプレスする
に当たっては、前述の点Ｑを基準して上記帯鋼板を湾曲
させる。すなわち、ビーム部２の各断面は点Ｑの位置に
ビーム部２の長手方向に沿った一本の直線を共有してお
り、この部分においてのみ平面と接触し得る。従って、
図２の点Ｑに対応する直線を基準にして上記プレス加工
を施すことにより、そのプレス加工が極めて容易に、か
つ正確に実施できる。

【００２６】このようにして製造されたインパクトビー
ム１は、図３に示すように自動車のドア５１に取り付け
られる。図３は自動車のドア５１を表す横断面図であ
る。自動車のドア５１は、アウタパネル５３とインナパ
ネル５５とで従来と同様に箱形断面に構成されている。
このアウタパネル５３とインナパネル５５とによって囲
まれた空間内にインパクトビーム１が自動車の前後方向
に沿って配置され、インナパネル５５の前方及び後方に
それぞれ設けられた段部５５ｂ，５５ｃにブラケット部
３，３が締結されている。このとき、ビーム部２の継ぎ
目部２３は車幅方向外側を向くように配置され、またビ
ーム部２の第１及び第２突出部２５，２６の突出方向は
車幅方向と略一致している。

【００２７】次に、このように自動車のドア５１に取り
付けられた本実施の形態のインパクトビーム１の作用に
ついて説明する。インパクトビーム１では、自動車の側
面衝突時において荷重が第１及び第２突出部２５、２６
の突出方向と上下角度をもった方向から入力された場
合、図２に示すように、荷重の入力方向が第１フランジ
２７の端部から延ばした法線Ｎ１と第２フランジ２８の
端部から延ばした法線Ｎ２とによって挟まれた領域に存
在している限り、第１及び第２突出部２５、２６がその
荷重を受けて衝撃エネルギーを吸収することができる。
なお、衝撃エネルギー吸収効率の高い荷重入力方向の角
度範囲ωは、第１及び第２フランジ２７、２８の長さを
調節することによりを広くしたり狭くしたりすることが
できる。

【００２８】また、このため、自動車を量産する際に第
１及び第２突出部２５、２６の突出方向が設計方向に対
してある程度上下にずれた状態でインパクトビーム１が
取り付けられたとしても、第１及び第２フランジ２７、
２８が存在するので、設計方向から入力される荷重に対
して第１及び第２突出部２５、２６がその荷重を受ける
ことができ、衝撃エネルギーが吸収される。このため、
量産時の曲げ強度の変動幅は小さく抑えられる。

【００２９】しかも、インパクトビーム１では、比較的
曲げ剛性を必要とされる長手方向中心近傍へ行くほど、
外径を大きくして大きな曲げ剛性が得られるようにして
いる。本実施の形態では、長手方向中心における外径Ｄ
１を３４ｍｍとしたことにより、断面係数を１．３倍と
し、同様に曲げ剛性も１．３倍とすることができた。ま
た、長手方向両端部における外径Ｄ２は３０ｍｍとして
いるので、重量はそれ程重くなっていない。このため、
ドア５１、延いてはそのドア５１を装着した自動車を軽
量化して、燃費を向上させることができる。

【００３０】更に、インパクトビーム１では、このよう
に外径を変化させることによって、図３に示すように、
アウタパネル５３の内面とビーム部２の外表面との間隔
が一定になるようにしている。このため、インパクトビ
ーム１とアウタパネル５３との間にマスチックシーラ等
の充填材を充填する作業が極めて容易になる。このた
め、ドア５１の製造コストを良好に低減化することがで
きる。

【００３１】また、インパクトビーム１では、前述のよ
うに図２の点Ｑに対応する直線を基準にして上記プレス
加工を施すことにより、そのプレス加工が極めて容易
に、かつ正確に実施できる。しかも、ビーム部２とブラ
ケット部３，３が帯鋼板をプレス加工することにより一
体成形されているため、ビーム部２にブラケット部３，
３を固定する作業が省略される。従って、インパクトビ
ーム１は極めて簡単な工程によって製造することがで
き、その加工精度も向上させて歩留まりも確保すること
ができる。よって、本実施の形態のインパクトビーム１
は、それ自身の製造コストを極めて良好に低減化するこ
とができる。

【００３２】なお、本発明は上記実施の形態に何ら限定
されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り
種々の形態で実施できることはいうまでもない。例え
ば、上記実施の形態ではビーム部２とブラケット部３と
を一体成形したが、図５のようにブラケット部を別体と
してもよい。この場合、ブラケット部をビーム部の外径
変化に対応できるように構成しておけば、例えば車種に
応じてビーム部を切断してその長さを変更して使用する
ことができる。

【００３３】また、第１及び第２突出部２５，２６は、
図４に示すように、継ぎ目部２３側において互いに接触
し、先端側（すなわち第１及び第２フランジ２７，２８
側）においては互いに離間するようにしてもよい。この
場合、自動車の側面衝突時において荷重が第１及び第２
突出部２５，２６の突出方向と上下角度をもった方向か
ら入力された場合、荷重の入力方向が第１フランジ２７
の端部から延ばした法線ｎ１と第２フランジ２８の端部
から延ばした法線ｎ２とによって挟まれた領域に存在し
ている限り、第１及び第２突出部２５，２６がその荷重
を受けて衝撃エネルギーを吸収することができる。ま
た、このように第１及び第２突出部２５，２６が継ぎ目
部２３側において互いに接触しているが先端側において
互いに離間している場合、第１及び第２突出部２５，２
６が座屈し難い。従って、上記実施の形態に比べて、衝
突エネルギーを吸収できる荷重の入力方向の角度範囲ω
が広がると共に、量産時の曲げ強度の変動幅もより一層
小さくすることができる。

【００３４】また、上記各実施の形態では、ビーム部２
は継ぎ目部２３が車幅方向外側を向くように自動車のド
アに取り付けたが、継ぎ目部２３が車幅方向内側を向く
ように自動車のドアに取り付けてもよい。但し、車幅方
向外側から荷重が入力されたとき、上記各実施の形態で
は両突出部２５，２６がより密着する方向に変形するた
め、上記各実施の形態のように継ぎ目部２３が車幅方向
外側を向くように取り付けるのが衝撃エネルギを吸収す
る上で好ましい。更に、ビーム部２の継ぎ目部２３は溶
接等により接合したが、特に接合しなくてもよい。この
場合、溶接作業が省略されるため、製造コストが一層低
減化される。

【００３５】また更に、本発明は、インパクトビームの
外径を長手方向中心近傍で大きくするものに限定される
ものではなく、アウタパネルの形状や必要とされる曲げ
剛性に応じて種々に変化させることができる。従って、
自動車のデザインの自由度も良好に増大させることがで
きる。更に、本発明は、第１及び第２突出部２５，２６
等の突出部を有するものに限定されるものではなく、ビ
ーム部２の各部における断面形状を円環状として、その
外径が各所で変化するように構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用したインパクトビームの構成を
表す斜視図である。

【図２】 そのインパクトビームの構成を表すＡ−Ａ線
断面図である。

【図３】 そのインパクトビームを装着したドアを表す
横断面図である。

【図４】 インパクトビームの断面形状の他の形態を表
す説明図である。

【図５】 従来のインパクトビームの構成を表す斜視図
である。

【図６】 そのインパクトビームの構成を表すＢ−Ｂ線
断面図である。

【図７】 そのインパクトビームを装着したドアを表す
横断面図である。

【符号の説明】

１…インパクトビーム ２…ビーム部 ３
…ブラケット部 ２１…第１折曲線 ２２…第２折曲線 ２
３…継ぎ目部 ２５…第１突出部 ２６…第２突出部 ２
７…第１フランジ ２８…第２フランジ ５１…ドア ５
３…アウタパネル ５５…インナパネル ５５ｂ，５５ｃ…段部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯鋼板をプレス加工して形成されたビー
   ム部と、このビーム部の両端に設けられたドア取付用の
   ブラケット部とを備え、自動車のドアの外側から荷重が
   作用したときの衝撃を受けるインパクトビームにおい
   て、 上記ビーム部の外径を各所で変化させたことを特徴とす
   るインパクトビーム。
2. 【請求項２】 上記ビーム部の各所における断面形状が
   互いに相似であり、長手方向中心に近い所ほど外径が大
   きいことを特徴とする請求項１記載のインパクトビー
   ム。
3. 【請求項３】 上記ビーム部の各所における断面が、そ
   のビーム部の長手方向に沿った一本の直線を共有するこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のインパクトビー
   ム。
4. 【請求項４】 上記ドアの外表面を構成する鋼板の内面
   と、上記ビーム部の外表面との間隔が一定になるよう
   に、上記ビーム部の外径を各所で変化させたことを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載のインパクトビー
   ム。
5. 【請求項５】 上記ビーム部と上記ブラケット部とが、
   帯鋼板をプレス加工することにより一体成形されたこと
   を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインパク
   トビーム。