JP2008001272A - 自動車用ドアガードバー - Google Patents

Abstract

【課題】自動車の側突事故による負荷をどのような形でしかもどの部位に受けたとしても、ビーム部の折れ位置を一定箇所にコントロールすることにより、大型化或いは高重量化を招かないようにした。
【解決手段】自動車用ドア１のドア袋部４内部におけるアウタパネル２に装着してドア１の側突時における強度及び剛性を保持するドアガードバー７が、ビーム部８を中央にして、その長手方向両端部にドア１に装着するための取付けブラケット部９を有して構成する場合、ビーム部８における乗員に対してより遠ざかった自動車前方に、ビード部或いはエンボス部８ｅ、孔部８ｆ又は急斜面部８ｇからなるウイークポイント部１０を形成して、側突時の負荷により所定位置が折れ曲がるように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車のドアの強度及び剛性を向上させるためにドアの内部に装着される自動車用ドアガードバーに関する。

従来におけるこの種のドアガードバーとしては、図１０に示すような焼入れ鋼管あるいはアルミ押出し成形により構成された断面一定タイプのものと、図１１に示すようなプレス成形品により構成した断面異形タイプのものとが、広く知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。
特開平１１−１２９７５６号公報。 特開２００３−９４９４３号公報。

図１０に示す断面一定タイプのドアガードバーａは、断面一定の管体からなるビーム部ｂと、ビーム部ｂの両端部に固着した別体の取付けブラケットｃ、ｃとを有して構成して、ビーム部ｂが自動車の前後方向に延在するように、取付けブラケットｃ、ｃを不図示の自動車用ドアのアウタパネルの内側に装着することにより、自動車用ドアの強度及び剛性を向上させている。

図１１に示す断面異形タイプのドアガードバーｅは、ハイテン材或いはダイクエンチ材等の板材をプレス成形により一体に形成したビーム部ｆ及びビーム部ｆの両端に一体に形成された取付けブラケット部ｇ、ｇとから構成し、ビーム部ｆは、その中央部の断面形状を大きくして、両端部に行くに従って断面形状が漸減的に小さくなるように形成されて、やはり、ビーム部ｆが自動車の前後方向に延在するように、取付けブラケットｇ、ｇを不図示の自動車用ドアのアウタパネルの内側に装着することにより、自動車用ドアの強度及び剛性を向上させている。

ところで、ドアガードバーは、一般に、その両端部が自動車用ドアのアウタパネルの内側に固着されて、自動車の側突事故等に際して、ドア自体が乗員側に変形しないようにし、乗員を保護しようとするものである。

そして、ドアガードバーの両端部を固定して、自動車の側突による負荷をドアガードバーが受けた場合に、ドアガードバーに働く曲げモーメントは、図１２の実線ｘで示すように、横軸にドアガードバーの長さをとり、縦軸に曲げモーメントの大きさをとった場合、通常、ドアガードバーの中央部において最大となり、両端部に行くにしたがって、漸減する略扁平Ｖ字状に現れるものとしている。

そこで、上記従来の２つのドアガードバーａ、ｅについて、上記曲げモーメントｘに対応すべくどのように対処しているかについて説明すると、先ず、図１０に示す断面一定タイプのドアガードバーａは、当然ながら、断面一定のために長さ方向全域において断面係数が同一値であることから、耐力モーメントの推移がｙ破線で描画するような水平線として現れることになり、また、図１１に示す断面異形タイプのドアガードバーｅは、断面が中央部において太く形成し、この中央部から両端部に行くに従って漸減的に形成されていることから、ｚ破線で描画する耐力モーメントの推移が、中央部において最大となり、両端部に行くに従って漸減する略扁平なＶ字状に現れることになり、ｙ破線及びｚ破線で描画する耐力モーメントは、共に、自動車の側突による衝撃を受けることによりドアガードバーに発生するものと設定されたｘ実線で示す耐力モーメントが高い位置に推移するように設定している。

従って、図１０に示す断面同一タイプのドアガードバーａにおいては、ビーム部ｂの全長に渡って、ｙ破線で描画した耐力モーメントを発生するように、肉厚寸法を設定することになり、また、図１１に示す断面異形タイプのドアガードバーｅにおいては、ｚ破線で描画した耐力モーメントを発生するように、その中央部において最も太く、両端部に行くに従って漸減させることになる。

ところで、自動車における実際の側突事故に際して、ドアガードバーは、衝突物による負荷を受ける位置すなわち衝撃による入力を受ける位置において、局部的な変形を起し、当該部位において折れ曲がる場合もあるが、当該局部変形がそれほど大きくない場合には、最大値の曲げモーメントが発生する中央部が折れやすい傾向を示す。

しかしながら、側突事故に際して、実際にドアガードバーにおけるどの部位から折れ曲がるかは、自動車のレイアウト、ドアガードバーの強度バランス、負荷を受けた位置、或いは当該位置における形状等、種々の要因が複雑に関連して決まることになり、これを予め予測することは非常に難しい。

もし、実際のドアガードバーの折れ曲がり箇所が、乗員に対して危害を加える位置であるとすると、ドアガードバー自体の本来機能を果たしえないことになりかねない。

このために、従来では、図１２の波線ｙ或いはｚで示す耐力モーメントをなるべく高く設定すべく、図１０に示す断面同一タイプのドアガードバーａにおいては、板厚を厚く設定する等の対策を行い、また、図１１に示す断面異形タイプのドアガードバーｅにおいては、断面形状を大きく設定する等の対策を行っているが、いずれの対策もドアガードバーの大型化や高重量化を招くことになって、最近の自動車の軽量化要求に要求を及ぼすことになってしまう。

そこで、本発明は、かかる点に鑑み、自動車の側突事故による負荷をどのような形でしかもどの部位に受けたとしても、ビーム部の折れ位置を一定箇所にコントロールすることにより、大型化或いは高重量化を招かない自動車用ドアガードバーを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の自動車用ドアガードバーは、自動車用ドアの内部に装着して該ドアの側突時における強度及び剛性を保持するドアガードバーであって、該ドアガードバーをビーム部を中央にして、その長手方向両端部に前記ドアに装着するための取付けブラケット部を有して構成する場合、前記ビーム部における乗員に対してより遠ざかった自動車前方に、前記側突時の負荷により所定位置が折れ曲がるように構成したウイークポイント部を設けたことを特徴とするものである。

上記のように構成する本発明は、ビーム部に所定位置が折れ曲がるように構成したウイークポイント部を設けたことにより、側突事故による負荷を受けた場合のビーム部の折曲箇所を予めコントロールすることができ、このウイークポイント部が乗員に対してより遠ざかった自動車の前方に位置していることから、ビーム部の折曲により乗員に危害を加えることがなく、しかも、ビーム部において発生する曲げモーメントに対する断面係数を高く設定するために、ビーム部の肉厚寸法を厚くすることや、ビーム部の中央部の断面形状を大きくする等の対策を必要とせず、ドアガードバーの軽量化、延いては自動車全体の軽量化を果たすことができる。

以下、図を用いて、本発明を実施するための最良の実施の形態について、説明する。

図１はガードバーを装着した一般的な自動車用ドアの側面図、図２は本発明における第１の実施の形態による図１におけるドアガードバーを描画した斜視図、図３は図２のＡ矢視図である。

図１において、自動車のドア１は、車外側に存するアウタパネル２と車室内側に存するインナパネル３とを接合して形成されたドア袋部４とドア袋部４の上部側に存してドアガラス５を昇降可能に支持するサッシュ６とを有して構成している。

ドア袋部４内には、その長手方向が自動車の前後方向に延在するように、ドアガードバー７が配設されている。

ドアガードバー７は、第１の実施の形態では、ハイテン材或いはダイクエンチ材等の板材をプレス成形により一体に成形された断面異形タイプのものを使用しており、自動車の側突時に受けた負荷によりドア１が車室内にいる乗員側に変形するのを防止するビード部８と、ビード部８の両端部に設けられた取付けブラケット部９、９とで構成しており、取付けブラケット部９、９をアウタパネル２にボルト締め或いは溶接等することによって、固着されている。

従って、ビーム部８は、その長手方向に一対の膨出部８ａ、８ｂを形成すると共に、膨出部８ａ、８ｂの略中央部において最大断面部８ｃとなり両端部に行くに従って漸減的に小断面部８ｄとなる形状に成形される断面係数分布になっている。

小断面部８ｄにおける自動車前方側(矢印方向)には、ビード部或いはエンボス部８ｅを形成することにより、側突時の負荷により所定位置が折れ曲がるようにしたウイークポイント部１０が形成されている。

ウイークポイント部１０は、ビーム部８における乗員に対してより遠ざかった自動車前方に位置するものであり、通常乗員の身体が非常に遠ざかる足元付近(運転席或いは助手席側ドアの場合には、通常不図示のインストルメントパネルの左右端下部付近)に存在するように、着座状態の乗員の胴部より５００〜６００ｍｍ程度前方に離れている。

さらに、ウイークポイント部１０の設置位置について、図４を用いて具体的に説明する。

図４において、例えば運転席或いは助手席における乗員１１の着座位置は、通常、センターピラー１２よりも若干自動車前方、すなわちドア１の後方寄りであるとされている。

この結果、ドアガードバー７における両取付けブラケット部９によるドア１への取付け点間における中央線がＳに存するとした場合、乗員１１は、中央線Ｓに対して、後方よりに着座していることになる。

かかること点から、ドアガードバー７におけるウイークポイント部１０は、乗員１１に対してより遠ざかった自動車の前方に位置させるのであることから、中央線Ｓとドアガードバー７における自動車前方の取付け点Ｔとの間Ｕに形成すればよいことになる。

次に、ウイークポイント部１０を有するドアガードバー７における断面２次モーメントについて、図５を用いて説明する。

すなわち、図５において、自動車の側突による負荷をドアガードバー７が受けた場合に、ドアガードバー７に働く曲げモーメントは、実線で示すように、横軸にドアガードバーの長さをとり、縦軸に曲げモーメントの大きさをとった場合、ドアガードバー７のビーム部８の中央部において最大となり、両端部に行くにしたがって、漸減する略扁平Ｖ字状に現れるものとして設定して、実線視よりも高い位置に断面係数が存するように、破線視した略扁平Ｖ字状になるように設定しているも、ウイークポイント部１０においては、断面係数を実線視状態の下側に存するように設定したことになる。

かかる構成において、ビーム部８における乗員に対してより遠ざかった所定位置である自動車前方に、側突時に折れ曲がるように構成したウイークポイント部１０を設けたことから、自動車の側面衝突による負荷が、ビーム部８に対してどのような形で、或いはビーム部８のどの位置において加わったとしても、必ず、ウイークポイント部１０から折曲されることになって、ビーム部８の折れ位置をコントロールすることができ、乗員に対向する部位にビーム部８の折れ位置が存しさせないように構成することができる。

次に、図６乃至図９を用いて、本発明に係る別の実施の形態について説明する。

先ず、図６及び図７に示す本発明に係る第２の実施の形態によれば、ウイークポイント部１０は、ビーム部８の膨出部８ａ、８ｂにおける乗員に対してより遠ざかった自動車前方における位置に、それぞれ孔部８ｆを形成することによって、構成している。

図８及び図９に示す本発明に係る第３の実施の形態によれば、ウイークポイント部１０は、ビーム部８の膨出部８ａ、８ｂにおける乗員に対してより遠ざかった自動車前方における位置に、それぞれ急斜面部８ｇｆを形成して断面係数を急激に小さくすることによって構成している。

上記第２及び第３の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、ウイークポイント部１０が自動車の側突事故時に折れ曲がることにより、ビーム部８の折れ位置をコントロールすることができ、乗員に対向する部位にビーム部８の折れ位置が存しさせないように構成することができる。

なお、上記に説明した断面異形タイプのドアガードバー７は、ハイテン冷間プレスによる場合もあるが、通常ダイクエンチ(ホットプレス)を用いて、板材を素材としてプレス成形し、同時に所定の剛性を出すために焼入れ処理を行うことによって、製作しているのであるが、かかる焼入れは、プレス成形過程において、通常、プレス成形型を冷却水により冷却する方法やプレス成形型から冷却水を噴出させて直接冷却する方法によって、行うものである。

従って、かかるプレス成形型の冷却水による冷却の場合には、プレス成形型の一部分の冷却を控えることによって、またプレス成形型から冷却液を噴出させて直接冷却する場合には、プレス成形品の一部分に冷却液の噴出を抑えることによって、プレス成形品の一部分の焼入れ処理を抑えるようにすることができる。

このような処理を利用することにより、ドアガードバー７にウイークポイント部１０の形成を行うことができる。

すなわち、ドアガードバー７のプレス成形過程において、ウイークポイント部１０を形成する部位に相当するプレス成形型の一部分の冷却を抑えることによって、或いは冷却液を噴出する冷却管からの冷却液の噴出量を制御することによって、又はプレス成形型における当該部位には冷却管を設置しないこと等により、焼入れを施さない或いは焼入れ処理を少なくするようにして、ウイークポイント部１０の形成が可能となる。

また、上記実施の形態においては、本発明を断面異形タイプのドアガードバーに採用した場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、断面同一タイプのドアガードバーにも適用できるものである。

以上説明したように、本発明は、ビーム部に所定位置が折れ曲がるように構成したウイークポイント部を設けたことにより、側突事故による負荷を受けた場合のビーム部の折曲箇所を予めコントロールすることができ、このウイークポイント部が乗員に対してより遠ざかった自動車の前方に位置していることから、ビーム部の折曲により乗員に危害を加えることがなく、しかも、ビーム部において発生する曲げモーメントに対する断面係数を高く設定するために、ビーム部の肉厚寸法を厚くすることや、ビーム部の中央部の断面形状を大きくする等の対策を必要とせず、ドアガードバーの軽量化、延いては自動車全体の軽量化を果たすことができるために、自動車用ドアの強度及び剛性を向上させるためにドアの内部に装着されるドアガードバー等に好適である。

ガードバーを装着した一般的な自動車用ドアの側面図である。 本発明に係る第１の実施の形態による図１におけるドアガードバーを描画した斜視図である。 図２のＡ矢視図である。 本発明にかかるドアガードバーへのウイークポイント部設置位置を説明する図である。 本発明の実施形態によるドアガードバーに掛かる曲げモーメントおよびこれに対する耐力モーメントを説明するための線図である。 本発明に係る第２の実施の形態を採用したドアガードバーの斜視図である。 図５のＢ矢視図である。 本発明に係る第３の実施の形態を採用したドアガードバーの斜視図である。 図７のＣ矢視図である。 従来技術である断面同一タイプのドアガードバーの斜視図である。 従来技術である断面異形タイプのドアガードバーの斜視図である。 従来技術におけるドアガードバーに掛かる曲げモーメントおよびこれに対する耐力モーメントを説明するための線図である。

符号の説明

１ 自動車のドア
７ ドアガードバー
８ ビーム部
８ｅ ビード部或いはエンボス部
８ｆ 孔部
８ｇ 急斜面部
９ 取付けブラケット部
１０ ウイークポイント部

Claims (1)

1. 自動車用ドアの内部に装着して該ドアの側突時における強度及び剛性を保持するドアガードバーであって、該ドアガードバーをビーム部を中央にして、その長手方向両端部に前記ドアに装着するための取付けブラケット部を有して構成する場合、前記ビーム部における乗員に対してより遠ざかった自動車前方に、前記側突時の負荷により所定位置が折れ曲がるように構成したウイークポイント部を設けたことを特徴とする自動車用ドアガードバー。
   
   

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