JP2018090061A

JP2018090061A - 自動車のドアビーム

Info

Publication number: JP2018090061A
Application number: JP2016234335A
Authority: JP
Inventors: 真吾下赤; Shingo Shimoaka
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2018-06-14
Anticipated expiration: 2036-12-01
Also published as: JP6712218B2

Abstract

【課題】ドアビームのアウタフランジとドアのアウタパネルの間の隙間に接着剤を充填して、前記アウタパネルの張り剛性及び耐デント性を向上させる場合に、前記アウタパネルにゆがみが発生するのを防止し、かつドアビームにプレス加工による初期不整を発生させない。【解決手段】ドアビームのアウタフランジ１２の突出フランジがドアビームの長手方向に沿った複数箇所にプレス加工部を有し、プレス加工部はドアビームの閉断面部１８から所定距離（距離ｄ）離れた位置に形成される。プレス加工部の突出フランジ（第２壁１９ｂ、第３壁１９ｃ）は元の位置から車体幅方向外側に変位し、プレス加工部の突出フランジ（第３壁１９ｃ）に接着剤２５の塗布部が設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は自動車のドア内に配置されるドアビームに関し、特にドアのアウターパネルの張り剛性及び耐デント性を向上させる機能を付与したドアビームに関する。

アルミニウム合金押出材からなるドアビームは、一般にアウタフランジとインナフランジ、及び両フランジを連結する一対のウエブからなり、ドアの内部において、アウタパネルとインナパネルの間に配置されている。ドアビームのアウタフランジとドアのアウタパネルの間には隙間があり、アウタパネルの張り剛性及び耐デント性を向上させる目的で、ドアビームの長手方向に沿った複数箇所において前記隙間に接着剤（マスチックシーラント）が充填されている（特許文献１，２参照）。
ドアのアウタパネルの張り剛性及び耐デント性を確保するには、前記隙間が小さく、かつ前記隙間の大きさ及び接着剤の量が、ドアビームの長手方向に沿ってほぼ一定であることが好ましい。

一方、自動車のドアは、外観となるアウタパネルが前後方向及び上下方向に緩く湾曲したデザインとなっているものがある。このようなデザインのアウタパネルを有するドアに、曲がりのない直線状のドアビームを適用した場合、アウタパネルとドアビームのアウタフランジの間の隙間の大きさが、ドアビームの長手方向に沿って変化する。前記隙間の大きさが変化すると、前記隙間に充填される接着剤の量にばらつきが出て、その結果、アウタパネルにゆがみが発生するという問題が生じる。このゆがみは、前記接着剤が、熱処理の加熱−冷却の過程で膨張し次いで収縮することに起因している。

特許文献２の段落０００２に、アウタパネルが湾曲したデザインを有する場合に、ドアビームをアウタパネルのデザインに合わせた小さい曲率で曲げ加工することにより、前記隙間の大きさをドアビームの長手方向に沿ってほぼ一定にすることが記載されている。しかし、アルミニウム合金押出材は、素材の弾性率が低いことに起因して、曲げ加工時のスプリングバックが比較的大きく、特に長手方向に沿って変化する小さい曲率で曲げ加工を行う場合、形状精度が得られにくいという問題がある。

特許文献３には、アルミニウム合金押出材を素材とする車体用ルーフ補強材に関し、長手方向に沿った複数箇所において上側フランジにプレス加工を施し、上側フランジの高さを変位させ、変位後の上側ルールパネルとルーフパネルとの隙間を略一定とすることが記載されている。ここで、前記素材（アルミニウム合金押出材）は、図６Ａに示すように、上側フランジ１と下側フランジ２、及び両フランジを連結する一対のウエブ３，４からなり、上側フランジ１は閉断面部５の両側に突出する突出フランジ６，６を有する。この素材に対し、図６Ｂに示すように、突出フランジ６，６にプレス加工を施し、突出フランジ６，６を上下方向壁６ａと前後方向壁６ｂからなる断面略Ｌ字形状に変形させる。上下方向壁６ａの閉断面部５からの高さ（変位量）ｈを、プレス加工を施した複数箇所において変化させることにより、プレス成形後の突出フランジ６，６と図示しない湾曲したルーフパネルとの隙間を、長手方向に沿って略一定にすることができる。

特開２００７−３０２１０４号公報特開２０１５−１４７４９０号公報特開２００９−３５２４４号公報

特許文献３に記載された手段を、ドアビームに対し適用すれば、ドアのアウタパネルとドアビームのアウタフランジ（突出フランジ）の隙間を小さくすることができる。また、ドアのアウタパネルが前後方向及び上下方向に湾曲している場合でも、上下方向壁の高さ（変位量）ｈをドアビームの長手方向の位置によって変えることにより、前記隙間の大きさ及び接着剤の量をドアビームの長手方向に沿ってほぼ一定とすることができる。
しかし、特許文献３に記載された手段では、突出フランジ６，６を閉断面部５との連結部から上方にプレス加工することで、図６Ｂに破線で示すように、アウタフランジ１の中央部（閉断面部５を構成する部分）７が下方に湾曲し、ウエブ３，４が外側に湾曲する。このため、プレス加工後のドアビームは初期不整を有することになり、衝突時に断面が潰れやすく、ドアビームのエネルギー吸収量が低下する恐れがある。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、ドアビームの長手方向に沿った複数箇所において、ドアビームのアウタフランジとドアのアウタパネルの間の隙間に接着剤を充填して、前記アウタパネルの張り剛性及び耐デント性を向上させる場合に、前記アウタパネルにゆがみが発生するのを防止でき、かつ上記初期不整を有しないドアビーム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、自動車のドアのアウタパネルとインナパネルの間に配置され、アルミニウム合金押出材からなり、アウタフランジとインナフランジ及び両フランジを連結する一対のウエブを有し、前記両フランジの幅方向中央部及び両ウエブにより四角形の閉断面部が構成され、前記アウタフランジとインナフランジが前記閉断面部の両側に突出する突出フランジを有し、前記アウタパネルに対向する前記アウタフランジに接着剤の塗布部が設けられたドアビームにおいて、前記アウタフランジの突出フランジが前記ドアビームの長手方向に沿った複数箇所にプレス加工部を有し、前記プレス加工部は前記閉断面部から所定距離離れた位置にあり、前記プレス加工部の突出フランジが元の位置から車体幅方向外側に変位（突出）しており、前記プレス加工部の突出フランジに前記塗布部が設けられていることを特徴とする。

本発明に係る前記ドアビームは、例えば次のような具体的形態を有する。
前記ドアビームの長手方向に垂直で前記プレス加工部を通る断面において、前記アウタフランジの突出フランジが、前記アウタフランジの前記閉断面部を構成する部分に続く平坦な第１壁、前記第１壁に続く第２壁、及び前記第２壁に続く第３壁からなり、前記第２壁及び第３壁が前記プレス加工部に含まれ、前記第２壁が車幅方向外側に突出し、前記第３壁に前記塗布部が設けられている。この場合、好ましくは、前記ドアビームの長手方向に垂直で前記プレス加工部を通る断面において、前記第２壁が前記インナフランジの幅方向外側に位置する。

本発明に係るドアビームは、プレス加工部においてアウタフランジの突出フランジを、元の位置から車幅方向外側に変位（突出）させたことにより、前記突出フランジとドアのアウタパネルの間の隙間を減少させることができる。前記変位の大きさ（前記第３壁の高さ）は、プレス加工部ごとに適宜調整できるので、前記突出フランジとドアのアウタパネルの間の隙間をドアビームの長手方向に沿ってほぼ一定にすることができる。これにより、ドアビームのアウタフランジ（第３壁の塗布部）とドアのアウタパネルの間の隙間に接着剤を充填したとき、アウタパネルの張り剛性及び耐デント性を向上させ、かつアウタパネルにゆがみが発生するのを防止できる。

また、本発明に係るドアビームでは、前記プレス加工部を前記閉断面部から所定距離離れた位置に形成するようにしたため、プレス加工によりドアビームに図６を参照して説明した初期不整が導入されないで済む。これにより、前記初期不整の影響で、側面衝突時にドアビームの断面が潰れやすくなったり、衝突時のエネルギー吸収量が低下するのを防止できる。

本発明に係るドアビーム（ドア内に配置）の平面図（図１Ａ）、及びそのドアビームの側面図（図１Ｂ）である。図１に示すドアビームの素材であるアルミニウム合金押出材の断面図（図２Ａ）、図１ＢのＢ−Ｂ断面図（図２Ｂ）、及びＣ−Ｃ断面図（図２Ｃ）である。図１に示すドアビームのプレス加工方法を示すプレス加工前の断面図（図３Ａ）、及びプレス加工後の断面図（図３Ｂ）である。本発明に係る別のドアビームの斜視図である。本発明に係るさらに別のドアビーム（ドア内に配置）の平面図（図１Ａ）、及びそのドアビームの側面図（図１Ｂ）である。特許文献３に記載されたプレス加工前のルーフ補強材の断面図（図６Ａ）、及びプレス加工後のルーフ補強材の断面図（図６Ｂ）である。

以下、図１〜５を参照し、本発明に係るドアビームについて具体的に説明する。
図１に本発明に係るドアビームの一例を示す。
このドアビーム１１は曲がりのない直線状のアルミニウム合金押出材を素材とする。同素材の断面形状は、図２Ａに示すとおり、いずれも平板状のアウタフランジ１２、インナフランジ１３、及び両フランジを連結する一対のウエブ１４，１５からなる。アウタフランジ１２とインナフランジ１３の各中央部１６，１７及び両ウエブ１４，１５により閉断面部１８が構成される。アウタフランジ１２とインナフランジ１３は互いに平行であり、ウエブ１４，１５は互いに平行で両フランジ１２，１３に対し垂直である。アウタフランジ１２とインナフランジ１３は、それぞれ閉断面部１８の外側に突出する突出フランジ１９，１９，２０，２０を含み、長手方向に対し垂直な断面で見ると、突出フランジ１９は突出フランジ２０より長く左右に突出している。

前記素材は、長手方向に沿った複数箇所（この例では８箇所）を除き、突出フランジ１９，１９が閉断面部１８に近い一部の領域を残して切除され、続いて前記箇所（以下、プレス加工部という）においてプレス加工を受け、ドアビーム１１とされる。このような突出フランジ１９，１９の部分的な切除は、ドアビーム１１の軽量化のために、必要に応じて行われる。
ドアビーム１１は、図１Ａに示すように、自動車のドアのアウタパネル２１とインナパネル２２の間に配置されている。この例では、ドアビーム１１の両端が、ブラケット２３，２４を介してインナパネル２２に取り付けられている。

ドアビーム１１において、前記プレス加工部は閉断面部１８から突出フランジ１９の幅方向外側に所定距離（図２Ｃに示す距離ｄ）離れた領域に形成されていて、前記領域は突出フランジ１９の幅方向外端に達する。前記プレス加工部では突出フランジ１９が元の位置から車体幅方向外側に変位（突出）している。より具体的には、ドアビーム１１の長手方向に垂直でかつ前記プレス加工部の中心を通る断面において、突出フランジ１９はアウタフランジ１２の中央部１６（閉断面部１８を構成する部分）に続く平坦な第１壁１９ａ、第１壁１９ａに続く第２壁１９ｂ、及び第２壁１９ｂに続く第３壁１９ｃからなる。このうち第２壁１９ｂ及び第３壁１９ｃが前記プレス加工部に含まれ、第２壁１９ｂは車幅方向外側に突出し、第３壁は前記中央部１６と略平行で車体前後方向に向き、いずれも元の位置（第１壁１９ａの位置）から車体幅方向外側に変位（突出）している。図１Ａに示すように、第３壁１９ｃがアウタパネル２１に対向しており、そこに接着剤２５の塗布部が設けられる。

突出フランジ１９，１９のプレス加工に当たっては、図３Ａに示すように、まず、下金型２６上に、前記素材（突出フランジ１９，１９を部分的に切除した後の素材）を置く。続いて図３Ｂに示すように、下金型２６を上金型２７に向けて（車体幅方向内側から外側に向けて）移動させ、上下金型２６，２７により突出フランジ１９，１９をプレス加工する。このプレス加工により、元の平坦な突出フランジ１９，１９の一部が、車体幅方向外側に変位し、前記プレス加工部（第２壁１９ｂ及び第３壁１９ｃ）が形成され、前記プレス加工部から外れる第１壁１９ａは元の位置を保つ。
なお、図３に示す例では、第２壁１９ｂがインナフランジ１２（突出フランジ２０）の幅方向外側に位置している。より具体的には、第２壁１９ｂの外端とインナフランジ１２の端面の間に所定の隙間ｃ（ｃ＞０）がある。これにより、下金型２６が上下移動する際に前記素材が支障にならず、又は前記素材を下金型２６上に支障なく置くことができる。

各プレス加工部において、第３壁１９ｃの変位の大きさ、すなわち高さｈ（図１Ａ，図２Ｃ参照）は、曲がりのない直線状のドアビーム１１の閉断面部１８とアウタパネル２１の間の隙間の大きさに応じて、ドアビーム１１の長手方向に沿って変化させている。その結果、このドアビーム１１では、接着剤２５の塗布部が設けられる第３壁１９ｃとアウタパネル２１の隙間の大きさが、プレス加工を行わなかったと仮定した場合の隙間に比べて減少し、かつ均一化され長手方向に沿ってほぼ一定となっている。

図４に、本発明に係るドアビームの他の例を示す。図４において、図１に示すドアビーム１１及びドア構造と基本的に同じ部位には同じ番号を付与している。
図４に示すドアビーム３１は、プレス加工部（第２壁１９ｂ，第３壁１９ｃ）の配置が閉断面部１８を挟んで互い違いになっている点で、プレス加工部の配置が閉断面部１８を挟んで対称的であったドアビーム１１と異なる。ドアビーム３１は、その他の点ではドアビーム１１と実質的に同じである。

図５に、本発明に係るドアビームの他の例を示す。図５において、図１に示すドアビーム１１と基本的に同じ部位には同じ番号を付与している。
図５に示すドアビーム４１は、突出フランジ１９を全く切除していない点で、ドアビーム１１と異なる。この相違のため、ドアビーム４１のプレス加工部は、突出フランジ１９の幅方向端部側に側壁を有しない略中空四角錐台形状を呈する。ただし、ドアビーム４１の長手方向に垂直でかつ前記プレス加工部の中心を通る断面において、突出フランジ１９が、第１壁１９ａ、第２壁１９ｂ及び第３壁１９ｃからなる点はドアビーム１１と同じである。

１１，３１，４１ドアビーム
１２アウタフランジ
１３インナフランジ
１４，１５ウエブ
１６アウタフランジの中央部
１７インナフランジの中央部
１８閉断面部
１９アウタフランジの突出フランジ
１９ａ閉断面部とプレス加工部の間の第１壁（アウタフランジの突出フランジの一部）
１９ｂプレス加工部の第２壁（アウタフランジの突出フランジの一部）
１９ｃプレス加工部の第３壁（アウタフランジの突出フランジの一部）
２０インナフランジの突出フランジ
２１ドアのアウタパネル
２２ドアのインナパネル
２５接着剤
２６，２７プレス金型

Claims

自動車のドアのアウタパネルとインナパネルの間に配置され、アルミニウム合金押出材からなり、アウタフランジとインナフランジ及び両フランジを連結する一対のウエブを有し、前記両フランジの幅方向中央部及び両ウエブにより四角形の閉断面部が構成され、前記アウタフランジとインナフランジが前記閉断面部の両側に突出する突出フランジを有し、前記アウタパネルに対向する前記アウタフランジに接着剤の塗布部が設けられたドアビームにおいて、前記アウタフランジの突出フランジが前記ドアビームの長手方向に沿った複数箇所にプレス加工部を有し、前記プレス加工部は前記閉断面部から所定距離離れた位置にあり、前記プレス加工部の突出フランジが元の位置から車体幅方向外側に変位しており、前記プレス加工部の突出フランジに前記塗布部が設けられていることを特徴とする自動車のドアビーム。
前記ドアビームの長手方向に垂直で前記プレス加工部を通る断面において、前記アウタフランジの突出フランジが、前記アウタフランジの前記閉断面部を構成する部分に続く平坦な第１壁、前記第１壁に続く第２壁、及び前記第２壁に続く第３壁からなり、前記第２壁及び第３壁が前記プレス加工部に含まれ、前記第２壁が車幅方向外側に突出し、前記第３壁に前記塗布部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載された自動車のドアビーム。
前記ドアビームの長手方向に垂直で前記プレス加工部を通る断面において、前記第２壁が前記インナフランジの幅方向外側に位置することを特徴とする請求項２に記載された自動車のドアビーム。