JP2017036030A

JP2017036030A - ドアビーム及びその製造方法

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Publication number: JP2017036030A
Application number: JP2016088539A
Authority: JP
Inventors: 真吾下赤; Shingo Shimoaka; 橋本　成一; Seiichi Hashimoto; 成一橋本; 恒武津吉; Tsunetake Tsuyoshi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2015-08-06
Filing date: 2016-04-26
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2036-04-26
Also published as: CN107921848B; JP6712173B2; JP6157682B2; JP2017036031A; US10486511B2; CN107921848A; US20180236851A1; CN112124055A

Abstract

【課題】アルミニウム合金押出形材からなるドアビームの端部に潰し加工を施す場合に、一対のウエブを確実に外側に座屈させる。【解決手段】インナーフランジ２及びアウターフランジ１と、これらを連結する一対のウエブ３，４を有するアルミニウム合金押出形材からなり、端部がウエブ３，４の高さ方向に潰し加工され、ウエブ３，４が外側に座屈したドアビーム。潰し加工前のドアビームの断面は、アウターフランジ１がアウター側に所定の曲率で凸湾曲している。潰し加工により、アウターフランジ１は曲率が低下し又は平坦化される。【選択図】図１

Description

本発明は、車両のドアのインナーパネルに取り付けるドアビーム及びその製造方法に関する。

アルミニウム合金押出形材からなるドアビームは、一般に、一対のフランジ（車体幅方向外側に配置されるアウターフランジ及び車体幅方向内側に配置されるインナーフランジ）と、両フランジを連結する一対のウエブを有する。このドアビームは、車両のドアのインナーパネルに、ブラケットなしで直接、又はブラケットを介して取り付けられる。その場合、ドア内での収納スペースの確保又はボルト締結の便宜等のため、ドアビームの端部に予め潰し加工を施す場合がある。

特許文献１には、アルミニウム合金押出形材からなるドアビームの端部に潰し加工を施し、一対のウエブを外側に座屈させ、潰した箇所の幅方向中央部にボルト穴を開け、インナーパネルの取付部にボルトで取り付けることが記載されている。
特許文献２には、アルミニウム合金押出形材からなるドアビームの端部に潰し加工を施したとき、一対のウエブが共に外側又は内側に対称的に座屈するように、前記一対のウエブを予め外側又は内側に湾曲又は屈曲させ、若しくはウエブの内側又は外側に凹部を形成することが記載されている。
特許文献３には、アルミニウム合金押出形材からなるドアビームの端部に潰し加工を施し、一対のウエブを外側に座屈させることが記載されている。

特開平９−５８３８６号公報特開２００３−１１８３６７号公報特開２００３−２５２０５６号公報

ドアビームの端部の潰し加工において、一対のウエブを共に外側又は内側に略対称的に座屈させると、潰し加工後の見栄えがよく、また左右の耐荷重バランスがよい。特に一対のウエブを共に外側に座屈させた場合、潰し加工後の穴開けやねじ切り等の取付部加工（通常、両フランジの幅方向中央部に行われる）が容易となる利点がある。
しかし、潰し加工時にウエブを外側に座屈させるためには、ウエブを外側に湾曲又は屈曲させ若しくは内側に凹部を形成する（特許文献２参照）などの必要があり、これによりウエブの断面形状の設計の自由度が制約され、ウエブの曲げ剛性が低下する恐れもある。例えば特許文献２の図１０（ａ）にも記載されている、一対のウエブが両フランジに対して垂直な断面形状の場合、単純な潰し加工では、両ウエブを外側に確実に座屈させることができない。

本発明は、アルミニウム合金押出形材からなるドアビームの端部に潰し加工を施す場合における、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、潰し加工時に一対のウエブを共に外側に座屈させることのできる他の断面形状を提供することを目的とする。

本発明に係るドアビームは、インナーフランジ及びアウターフランジと、これらを連結する一対のウエブを有するアルミニウム合金押出形材からなり、長手方向の端部に前記ウエブの高さ方向に潰されている塑性加工部を有し、前記塑性加工部で前記ウエブが外側に座屈しているドアビームであり、前記アルミニウム合金押出形材の押出方向に垂直な断面をみたとき、前記アウターフランジが、前記塑性加工部でない領域ではアウター側に所定の曲率Ｋで凸湾曲し、前記塑性加工部では前記曲率Ｋより低い曲率でアウター側に凸湾曲し又は平坦化されていることを特徴とする。なお、ウエブの高さ方向とは、ドアビームがドア内に設置されたときに車体幅方向となる方向である。
前記一対のウエブは、前記アルミニウム合金押出形材の押出方向に垂直な断面をみたとき、前記塑性加工部でない領域（潰し加工を受けていない領域）で、前記一対のウエブの高さ方向に引いた該ウエブの中心線が共に外側に張り出した形態を有していてもよい。

また、本発明に係るドアビームの製造方法は、インナーフランジ及びアウターフランジと、これらを連結する一対のウエブを有するアルミニウム合金押出形材を用い、その長手方向の端部を前記ウエブの高さ方向に潰し加工し、前記ウエブを外側に座屈させるドアビームの製造方法であり、前記アルミニウム合金押出形材の押出方向に垂直な断面をみたとき、前記アウターフランジが、潰し加工前はアウター側に所定の曲率Ｋで凸湾曲していて、潰し加工後は潰し加工した領域で前記曲率Ｋより低い曲率でアウター側に凸湾曲し又は平坦化されていること特徴とする。
前記一対のウエブは、前記アルミニウム合金押出形材の押出方向に垂直な断面をみたとき、潰し加工していない領域において、前記一対のウエブの高さ方向に引いた該ウエブの中心線が共に外側に張り出した形態を有していてもよい。

本発明に係るアルミニウム合金押出形材（潰し加工前）は、アウターフランジがアウター側に凸湾曲しているため、アウターフランジとウエブが連結する箇所におけるアウターフランジとウエブが作る角度が、内側コーナーと外側コーナーで異なる。前記内側コーナーにおける角度をθ１とし、外側コーナーにおける角度をθ２としたとき、θ１＞θ２である。アルミニウム合金押出形材に対し潰し加工を開始すると、前記アウターフランジは加圧されて曲率が低下し始め、一方、前記角度θ１，θ２は余り変化しない。このため、本発明に係るアルミニウム合金押出形材を潰し加工すると、開始直後からウエブを外側に押し出す力が作用し、ウエブが外側に座屈しやすくなる。

前記アルミニウム合金押出形材の一対のウエブが、予め、高さ方向に引いた該ウエブの中心線が共に外側に張り出す形態を有する場合、例えば、ウエブが外側に湾曲又は屈曲している場合、ウエブが一層外側に座屈しやすくなる。また、ウエブが上記の形態を有する場合、衝突時のロバスト性（後述）が向上する。

本発明に係るドアビームの潰し加工前の断面形状（１Ａ）と、潰し加工後の断面形状（１Ｂ）を説明する図である。本発明に係る別のドアビームの断面形状（潰し加工前）を説明する図である。る。本発明に係るドアビームのドア内への設置形態を説明する平面図である。

以下、図１，２を参照して、本発明に係るドアビーム及びその製造方法について説明する。
本発明に係るドアビームはアルミニウム合金押出形材からなり、図１Ａに、潰し加工前（押し出しのまま）のアルミニウム合金押出形材の断面形状の一例を示す。このドアビーム（アルミニウム合金押出形材）は、それぞれ均一厚さのアウターフランジ１、インナーフランジ２、及び両フランジ１，２を連結する一対のウエブ３，４からなり、実質的に左右対称形状をしている。

アウターフランジ１は、ドア内に設置されたとき車体幅方向外側に配置される部分で、所定の曲率（外周部の曲率半径Ｒが例えば５０〜５００ｍｍ）で外側に凸湾曲している。インナーフランジ２は平板状で、ドア内に設置されたとき車体幅方向内側に配置される部分である。ウエブ３，４は平板状で、インナーフランジ２に対し垂直に形成され、ドア内に設置されたとき高さ方向（図１Ａにおいて上下方向）が車体幅方向に略平行に向けられる。
アウターフランジとウエブが連結する箇所の内側コーナーにおいて、アウターフランジ１（接線５）とウエブ３，４が作る角度をθ１とし、同箇所の外側コーナーにおいて、アウターフランジ１（接線５）とウエブ３，４が作る角度をθ２としたとき、θ１＞θ２である。

このドアビーム（アルミニウム合金押出形材）は、一方又は両方の端部がウエブ３，４の高さ方向に潰し加工される。ドアビームの端部を、例えばいずれも平らな加圧面を有する上下型６，７で挟んで潰し加工を行うと、潰し加工の開始当初、アウターフランジ１は加圧されて曲率が低下し始め、一方、前記角度θ１，θ２は余り変化しない。このため、ドアビームに対しウエブ３，４を外側に押し出す力が作用し、ウエブ３，４が外側に座屈（曲げ変形）する。図１Ｂに潰し加工後のドアビームの断面形状を示す。潰し加工後のアウターフランジ１は、曲率が当初（潰し加工前）の曲率Ｋより低下し又は平坦化されている。

図２に、本発明に係るドアビーム（アルミニウム合金押出形材）の他の断面形状を示す。図２Ａでは、ドアビームの一対のウエブ３，４が外側に湾曲し、図２Ｂでは、ドアビームの一対のウエブ３，４が外側に屈曲し、いずれもウエブ３，４の中心線８（一点鎖線で示す）が外側に張り出している。中心線８は、ウエブ３，４の高さ方向に引いた該ウエブ３，４の中心線（幅方向の中心を通る線）である。

図２に示すドアビームは、一対のウエブ３，４が外側に張り出していることから、潰し加工時に、両ウエブ３，４が外側に座屈しやすくなる。また、衝突時に、両ウエブ３，４が横倒れしたり内側に座屈することが抑えられ、安定したエネルギー吸収を行うことができる（衝突時のロバスト性向上）。
なお、高さ方向に引いたウエブの中心線が外側に張り出す形態の他の例として、特許文献２の図２（ｂ）〜（ｄ）に示す形態を挙げることができる。特許文献２の図２（ｂ）では、両ウエブの内側面が両フランジに垂直に形成され、外側面が高さ方向の中程において張り出し、そこでウエブが幅方向に肉厚とされている。同図２（ｃ）では、両ウエブの外側面が両フランジに垂直に形成され、高さ方向の中央部に向かって内側面が引っ込み、それに伴いウエブが中央部に向かって肉薄とされている。同図２（ｄ）では、両ウエブの内外側面が両フランジに垂直であるが、高さ方向の中央部において内側面に切込み状の凹部が形成されて、そこが薄肉とされている。

図３に、車両のドア内に設置されたドアビームの一例を示す。図３において、１１はアウターパネル、１２はインナーパネルであり、本発明に係るドアビーム１３がインナーパネル１２に固定されている。この例では、ドアビーム１３の両端に対し、インナーフランジ側からアウターフランジ側に向けて潰し加工が行われている。潰し加工が行われた領域（塑性加工部）を図３に符号Ｃで示す。
なお、図３に示すドアビーム１３は、ブラケットレスドアビームであるが、本発明はブラケット付きドアビーム（ブラケットを介してインナーパネルに固定するタイプ）にも適用できる。

１アウターフランジ
２インナーフランジ
３，４ウエブ
６，７潰し加工の上下金型
１１ドアのアウターパネル
１２ドアのインナーパネル
１３ドアビーム

Claims

インナーフランジ及びアウターフランジと、これらを連結する一対のウエブを有するアルミニウム合金押出形材からなり、長手方向の端部に前記ウエブの高さ方向に潰されている塑性加工部を有し、前記塑性加工部で前記ウエブが外側に座屈しているドアビームであり、前記アルミニウム合金押出形材の押出方向に垂直な断面をみたとき、前記アウターフランジが、前記塑性加工部でない領域ではアウター側に所定の曲率Ｋで凸湾曲し、前記塑性加工部では前記曲率Ｋより低い曲率でアウター側に凸湾曲し又は平坦化されていることを特徴とするドアビーム。
前記アルミニウム合金押出形材の押出方向に垂直な断面をみたとき、前記塑性加工部でない領域で前記一対のウエブの高さ方向に引いた該ウエブの中心線が共に外側に張り出していることを特徴とする請求項１に記載されたドアビーム。
インナーフランジ及びアウターフランジと、これらを連結する一対のウエブを有するアルミニウム合金押出形材を用い、その長手方向の端部を前記ウエブの高さ方向に潰し加工し、前記ウエブを外側に座屈させるドアビームの製造方法であり、前記アルミニウム合金押出形材の押出方向に垂直な断面をみたとき、前記アウターフランジが、潰し加工前はアウター側に所定の曲率Ｋで凸湾曲していて、潰し加工後は潰し加工した領域で前記曲率Ｋより低い曲率でアウター側に凸湾曲し又は平坦化されていることを特徴とするドアビームの製造方法。
前記アルミニウム合金押出形材の押出方向に垂直な断面をみたとき、潰し加工前において前記一対のウエブの高さ方向に引いた該ウエブの中心線が共に外側に張り出していることを特徴とする請求項３に記載されたドアビームの製造方法。