JP2020117096A - 車両用インパクトビーム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の側面衝突時において、孔部の縁への応力集中を緩和することができる車両用インパクトビームを得る。【解決手段】ドアインパクトビーム２０は、インパクトビーム本体２２と、ビード２４とを有する。インパクトビーム本体２２は、Ｘ方向に延びる天板部２６と、Ｙ方向における天板部２６の両端部から、Ｚ方向の一方側へ延びる側板部２８、２９とを備える。ビード２４は、天板部２６にＺ方向の一方側へ向けて突出形成され、Ｚ方向における突出長さがＺ方向における側板部２８、２９の長さの半分以下とされている。さらに、ビード２４は、Ｚ方向に貫通する孔部４２が形成され且つＸ方向に延びる底板部３８を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用インパクトビームに関する。

特許文献１には、ビーム本体部の天板部の一部に波形部が形成されたドアインパクトビームが開示されている。

特開２０１８−５２４２８号公報

ところで、特許文献１のような車両用インパクトビームにおいて、製造時の位置合せ用の貫通孔や運搬時に使用される貫通孔等の孔部が形成される場合には、波形部を避けて、天板部の平坦な部分に孔部が形成されることになる。

しかし、天板部の平坦な部分に孔部が形成された構成では、側面衝突時に車両用インパクトビームに衝突荷重が入力された場合に、天板部の平坦な部分が変形され易いので、孔部の縁に応力が集中する可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、車両の側面衝突時において、孔部の縁への応力集中を緩和することができる車両用インパクトビームを得ることが目的である。

本発明の第１態様の車両用インパクトビームは、一方向に延びる天板部と、前記天板部の厚さ方向及び前記一方向のそれぞれに直交する幅方向における前記天板部の両端部から、前記厚さ方向の一方側へ延びる側板部とを備えたインパクトビーム本体と、前記天板部に前記厚さ方向の一方側へ向けて突出形成され、前記厚さ方向における突出長さが前記厚さ方向における前記側板部の長さの半分以下とされたビードであって、前記厚さ方向に貫通する孔部が形成され且つ前記一方向に延びる底板部を備える前記ビードと、を有する。

第１態様の車両用インパクトビームにおいて、インパクトビーム本体は、天板部と側板部とを備える。天板部には、厚さ方向の一方側へビードが突出形成されている。ビードの底板部には、孔部が形成されている。なお、厚さ方向におけるビードの突出長さは、厚さ方向における側板部の長さの半分以下とされている。このため、車両用インパクトビームを厚さ方向において反転させた場合に、底板部が天板部となることはない。

ここで、車両用インパクトビームのビードでは、天板部におけるビード以外の部位に比べて、厚さ方向に作用する衝突荷重に対する曲げ剛性が高められている。このため、車両の側面衝突時において、底板部の変形が抑制される。そして、底板部の変形が抑制されることで、孔部の縁に応力（歪み）が集中することが抑制される。換言すると、車両の側面衝突時において、孔部の縁への応力集中を緩和することができる。

本発明によれば、車両の側面衝突時において、孔部の縁への応力集中を緩和することができる車両用インパクトビームを得ることができる。

本実施形態に係るドアインパクトビームがフロントサイドドアに取付けられた状態を示す側面図である。 本実施形態に係るドアインパクトビームの一部を示す斜視図である。 図２に示されるドアインパクトビームの断面図（図２の３−３線断面図）である。 本実施形態に係るドアインパクトビームが側面衝突時に屈曲された状態を示す斜視図である。 比較例に係るドアインパクトビームの一部を示す斜視図である。

図１には、本実施形態に係る車両用インパクトビームの一例としてのドアインパクトビーム２０が、車両１０のフロントサイドドア１２に取付けられた状態が示されている。なお、矢印ＦＲは車両前後方向前側を示しており、矢印ＵＰは車両上下方向上側を示しており、矢印ＯＵＴは車幅方向外側を示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の車幅方向の左右を示すものとする。

フロントサイドドア１２は、フロントサイドドア１２の車幅方向内側に配置され内板を構成するドアインナパネル１４と、車幅方向外側に配置され外板を構成する図示されないドアアウタパネルと、ドアインパクトビーム２０とを有する。

ドアインパクトビーム２０は、一例として、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽金属の板材をプレス加工して形成されたものである。また、ドアインパクトビーム２０は、一方向に長い部材として構成されている。さらに、ドアインパクトビーム２０は、ドアインナパネル１４の中央よりも下方側において、ドアインナパネル１４の前端部から後端部に亘って、傾斜した状態で架け渡されている。ドアインパクトビーム２０の該一方向の両端部は、ドアインナパネル１４に対して車幅方向外側から重ねられ、スポット溶接等により接合されている。

以後の説明では、ドアインパクトビーム２０が延びる一方向（長手方向）をＸ方向と称する。また、ドアインパクトビーム２０の後述する天板部２６（図３参照）の厚さ方向（板厚方向）をＺ方向と称する。さらに、Ｘ方向及びＺ方向のそれぞれに直交する幅方向をＹ方向と称する。Ｚ方向は、一例として、車幅方向と揃えられている。Ｘ方向は、Ｚ方向から見た場合に、車両前後方向の前側から後側に向かうにつれて下方側へ配置されるように、車両前後方向と交差する方向とされている。

図２に示されるドアインパクトビーム２０は、Ｘ方向に延びるインパクトビーム本体２２と、後述する天板部２６にＺ方向の一方側へ向けて突出形成されたビード２４とを有する。

＜インパクトビーム本体＞
図３に示されるように、インパクトビーム本体２２をＸ方向から見た場合の断面形状は、ドアインナパネル１４側を開口側とする略ハット型形状とされている。具体的には、インパクトビーム本体２２は、Ｘ方向に延びる天板部２６と、Ｙ方向における天板部２６の両端部からＺ方向の一方側へ延びる側板部２８、２９とを備えている。また、インパクトビーム本体２２には、側板部２８、２９からＹ方向の外側へ張出されたフランジ部３２、３３が形成されている。なお、以後の説明では、天板部２６に対するＺ方向の一方側であり且つドアインナパネル１４側を「パネル側」と称する。

（天板部）
図２に示される天板部２６は、Ｚ方向を厚さ方向として（Ｘ−Ｙ面に沿って）配置されると共に、Ｘ方向に長く延びている。天板部２６のＸ方向の中央部は、Ｚ方向から見た場合に、Ｙ方向に比べてＸ方向に長い略矩形状に形成されている。天板部２６のＸ方向端部におけるＹ方向の幅は、Ｘ方向中央部におけるＹ方向の幅よりも狭くなっている。

（側板部）
図３に示される側板部２８は、Ｚ方向から見た場合に、天板部２６側のＹ方向の一端部に対してパネル側の端部がＹ方向の一方側（外側）に位置するように傾斜されている。側板部２８のＺ方向の高さに相当する長さをＬ１〔ｍｍ〕とする。側板部２９は、Ｚ方向から見た場合に、天板部２６側のＹ方向の他端部に対してパネル側の端部がＹ方向の他方側（外側）に位置するように傾斜されている。側板部２９のＺ方向の高さに相当する長さは、側板部２８のＺ方向の長さと同様に、Ｌ１となっている。

（フランジ部）
フランジ部３２は、側板部２８のパネル側の一端部からＹ方向の外側へ板状に張り出された部位である。フランジ部３３は、側板部２９のパネル側の他端部からＹ方向の外側へ板状に張り出された部位である。

＜ビード＞
図２に示されるように、ビード２４は、Ｚ方向から見た場合に、Ｘ方向に直線状に延びる第１ビード部２５と、第１ビード部２５に比べてＹ方向に拡幅された第２ビード部２７とを有する。第１ビード部２５と第２ビード部２７とは、Ｘ方向に交互に配置されている。第２ビード部２７は、Ｚ方向から見た場合に、Ｘ方向の中央部が両端部に比べて逆鼓形状に拡幅されている。

図３に示されるように、ビード２４は、Ｘ方向から見た場合に、天板部２６からＺ方向のパネル側へ延びる溝壁部３６、３７と、溝壁部３６と溝壁部３７とをＹ方向に繋ぐ底板部３８とを備える。ビード２４をＸ方向から見た場合の断面形状は、天板部２６に対するパネル側とは反対側を開口側とする略ハット型形状とされている。なお、図３には、第２ビード部２７の断面が示されているが、底板部３８のＹ方向の長さ及び後述する孔部４２を除いて、第１ビード部２５と第２ビード部２７とは同様の構成を有する。このため、第１ビード部２５の断面の図示は省略する。

（溝壁部）
溝壁部３６は、Ｚ方向から見た場合に、底板部３８側のＹ方向の他端部に対して、天板部２６側の一端部がＹ方向の一方側（外側）に位置するように傾斜されている。溝壁部３６のＺ方向の高さに相当する長さをＬ２〔ｍｍ〕とする。長さＬ２は、Ｚ方向におけるビード２４の突出長さに相当する（以後、突出長さＬ２と称する）。また、突出長さＬ２は、一例として、既述の長さＬ１の半分よりも短い長さとされている。

溝壁部３７は、Ｚ方向から見た場合に、底板部３８側のＹ方向の一端部に対して天板部２６側の他端部がＹ方向の他方側（外側）に位置するように傾斜されている。溝壁部３７のＺ方向の高さに相当する突出長さはＬ２となっている。

なお、本実施形態では、ドアインパクトビーム２０において、Ｚ方向における突出長さ（深さ）Ｌ２がＺ方向における側板部２８、２９の長さＬ１の半分以下とされた突出部位を「ビード」と定義する。Ｚ方向におけるビード２４の突出長さＬ２が、Ｚ方向における側板部２８、２９の長さＬ１の半分以下とされているので、ドアインパクトビーム２０をＺ方向に反転させた場合に、底板部３８が天板部となることはない。

（底板部）
底板部３８は、ドアインナパネル１４とＺ方向に対向配置されている。また、底板部３８は、車両前後方向及び車両上下方向に沿って配置されている。底板部３８と溝壁部３６、３７とによって、Ｘ方向に延びる稜線Ｋが形成されている。底板部３８のＹ方向中央部には、孔部４２が形成されている。

（孔部）
図２に示されるように、孔部４２は、第２ビード部２７に形成され、一例として、２つの貫通孔４２Ａ、４２Ｂにより構成されている。貫通孔４２Ａ、４２Ｂは、底板部３８をＺ方向に貫通している。また、貫通孔４２Ａ、４２Ｂは、底板部３８内において、Ｘ方向に間隔をあけて配置されている。さらに、貫通孔４２Ａ、４２Ｂは、一例として、円形で且つ同じ大きさで形成されている。

貫通孔４２Ａ、４２Ｂの直径の大きさは、一例として、底板部３８のＹ方向の長さが最も長い部分の半分程度の大きさとされている。また、貫通孔４２Ａ、４２Ｂは、第１ビード部２５に対してＸ方向に離れて配置されている。

＜比較例＞
図５には、比較例としてのドアインパクトビーム２００が示されている。ドアインパクトビーム２００は、Ｘ方向に長い部材とされている。ドアインパクトビーム２００をＸ方向から見た場合の断面形状は、略ハット形状とされている。そして、ドアインパクトビーム２００は、図示されないドアインナパネルに車幅方向に接合されている。

具体的には、ドアインパクトビーム２００は、天板部２０２と、２つの側板部２０４と、２つのフランジ部２０６とを有する。天板部２０２には、Ｘ方向に長いビード２０８が形成されている。また、天板部２０２において、ビード２０８に対してＸ方向にずれた部位には、天板部２０２をＺ方向に貫通する２つの貫通孔２１２が形成されている。つまり、ドアインパクトビーム２００では、ビード２０８に貫通孔２１２が形成されていない。

ここで、天板部２０２の貫通孔２１２が形成された部位において、Ｚ方向の力に対する曲げ剛性は、ビード２０８が形成された部位のＺ方向の力に対する曲げ剛性に比べて低い。このため、ドアインパクトビーム２００に対して衝突荷重がＺ方向に入力された場合には、天板部２０２における貫通孔２１２の周辺部が変形され易い。このため、貫通孔２１２に応力が集中され易い。

〔作用及び効果〕
次に、本実施形態のドアインパクトビーム２０の作用について説明する。

図３に示される車両１０の側面衝突時において、天板部２６にＺ方向に衝突荷重Ｆが入力されたものとする。ここで、ビード２４では、天板部２６におけるビード２４以外の部位に比べて、Ｚ方向に作用する衝突荷重Ｆに対する曲げ剛性が高められている。このため、車両１０の側面衝突時において、底板部３８の変形が抑制される。

そして、図４に示されるように、底板部３８の大きな変形が抑制されることで、貫通孔４２Ａ、４２Ｂの縁に応力（歪み）が集中することが抑制される。換言すると、車両１０の側面衝突時において、孔部４２の縁への応力集中を緩和することができる。

また、ドアインパクトビーム２０では、Ｙ方向に拡幅された第２ビード部２７に孔部４２が形成されている。換言すると、第１ビード部２５に孔部４２が形成された構成に比べて、溝壁部３６、３７から孔部４２までのＹ方向の距離が長くなっている。このため、衝突荷重Ｆ（図３参照）が入力されることで溝壁部３６、３７が互いに離れる方向に変形された場合に、孔部４２及び孔部４２の周辺部で変形が生じ難くなるので、孔部４２の縁への応力集中をさらに緩和することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

ドアインパクトビーム２０のＸ方向の全域において、ビード２４のＹ方向の幅がほぼ同じ幅とされていてもよい。つまり、ビード２４のＸ方向の全体が第２ビード部２７として構成されていてもよい。

底板部３８は、Ｘ方向から見た場合に、平坦なものに限らず、Ｙ方向に対して湾曲されたものであってもよい。第２ビード部２７の底板部３８は、Ｚ方向から見た場合に逆鼓形のものに限らず、Ｘ方向においてＹ方向の幅が同程度である略矩形状のものであってもよい。また、底板部３８にさらにパネル側に向けて突出するビードを形成して、該ビードの底板部に孔部４２を形成してもよい。

ビード２４は、天板部２６に１本形成されているが、これに限るものではない。図示は省略するが、Ｙ方向（天板部２６の幅方向）に並んで複数本形成されてもよい。そして、複数本のビード２４のそれぞれの底板部３８に孔部４２が形成されていてもよい。ビード２４の突出長さＬ２は、長さＬ１の半分であってもよい。なお、突出長さＬ２は、０〔ｍｍ〕よりも長い。

孔部４２における貫通孔の数は、２つに限らず、１つ又は３つ以上であってもよい。また、複数の貫通孔の大きさは、異なっていてもよい。さらに、複数の貫通孔の形状は、異なっていてもよい。加えて、複数の貫通孔が並ぶ方向は、Ｘ方向に限らず、Ｙ方向であってもよい。あるいは、複数の貫通孔が並ぶ方向は、Ｘ方向及びＹ方向と交差する斜め方向であってもよい。

本実施形態では、ドアインパクトビーム２０をフロントサイドドア１２に適用した例について説明したが、車両用ドアであれば、任意の位置のドア、例えば、リヤサイドドアに適用することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ 車両
２０ ドアインパクトビーム（車両用インパクトビームの一例）
２２ インパクトビーム本体
２４ ビード
２６ 天板部
２８ 側板部
２９ 側板部
３８ 底板部
４２ 孔部

Claims (1)

1. 一方向に延びる天板部と、前記天板部の厚さ方向及び前記一方向のそれぞれに直交する幅方向における前記天板部の両端部から、前記厚さ方向の一方側へ延びる側板部とを備えたインパクトビーム本体と、
   前記天板部に前記厚さ方向の一方側へ向けて突出形成され、前記厚さ方向における突出長さが前記厚さ方向における前記側板部の長さの半分以下とされたビードであって、前記厚さ方向に貫通する孔部が形成され且つ前記一方向に延びる底板部を備える前記ビードと、
   を有する車両用インパクトビーム。