JP4343588B2 - Door beam - Google Patents

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JP4343588B2
JP4343588B2 JP2003156235A JP2003156235A JP4343588B2 JP 4343588 B2 JP4343588 B2 JP 4343588B2 JP 2003156235 A JP2003156235 A JP 2003156235A JP 2003156235 A JP2003156235 A JP 2003156235A JP 4343588 B2 JP4343588 B2 JP 4343588B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等、車両のドアの内部に装着されてドアを補強し、側方からの衝突事故の際に乗員を保護するためのドアビームに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車等の車両において、一般に、側方から衝突された場合に発生するドアの車室内への陥入を防止して乗員を保護するため、ドアの内部にドア自体を補強するドアビームが装着されている。この車両用補強部材としてのドアビームは、燃費向上の観点から、所望の品質規格、すなわち、強度と耐久性を満足させると共に、軽量かつ低コストであることが要求されている。
【0003】
図6はドアビームの取付状態を示す図で、ドア50の内部の略中央部に地面と平行にドアビーム51が装着され、車両の側面からの衝突に対して、ドア50が車両内部に陥入するのを防止している。このドアビーム51は、例えば、図7に示すように、軽量化および低コスト化を図るため、高張力鋼鈑からなる平板状の帯板を使用してビーム部52を断面円形状に形成されると共に、ビーム部52の両端のドア50に対する取付ブラケット部53、54をビーム部52と一体にプレス成形されている。
【0004】
ビーム部52は、断面円形状にプレス成形され、この突合部55は溶接なしとし、室内側に向けて装着される。ここで、ビーム部52の成形の際に、アーム部56、57の外側縁部もビーム部52の突合部55と同様、互いに突き合された状態とされ、ビーム部52の端部から一直線に伸びている。そして、展開状態の時の切欠き58の内側縁部59が、成形状態では円形断面のビーム部52の端部から次第に外方向に開いて断面形状移行部60が形成されている。そして、両アーム56、57の端部を同一平面上に延在する取付ブラケット部53、54としている。
【0005】
このドアビーム51は、ビーム部52が断面円形状に成形されているので、円周方向に圧縮力が加わり、板厚の全域に亘って圧縮力による塑性変形が生じ、板表面部と板内面部とで発生する引張残留応力の差が小さくなってその絶対値が減少する。これにより、ビーム部52の引張残留応力による遅れ破壊の発生を防止することができる。
【0006】
一方、ビーム部52と取付ブラケット部53間の断面形状移行部60については、切欠き58の内側縁部59が車室外側を向いて立ち上がるフランジ状となっているので、実際に車室外から負荷を受けた時、内側縁部59付近には圧縮荷重が加わることになり、内側縁部59を裂く方向の負荷を受けない。したがって、切欠き58を大きくすることができ、加工が容易になり、かつ複雑な引張残留応力を生じることもないから、遅れ破壊を防止することができると共に、断面形状移行部60の長さを短くできる分だけビーム部52を長くできるから信頼性が一層向上する(例えば、特許文献1参照。)。
【0007】
【特許文献1】
特開平10−109537号公報(第3、4頁、第1図乃至第4図)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、断面円形状のビーム部52を帯板から成形するには、図8に示すように、帯板を断面U字状に折り曲げる次工程に対する予備曲げ工程(a)、ビーム部52の直径に形成された上型62、下型63とからなる金型61による成形工程(b)、次に、上型62と下型63との間に隙間Sが生じた状態に断面略円形状に成形する成形工程(c)、およびこの隙間Sを圧縮し、上型62と下型63とを閉じる成形工程(d)の少なくとも4工程を必要としている。
【0009】
周知のように、高張力鋼に限らず、鋼鈑をプレス成形する場合、成形の工程数が増えるほど、加工硬化により素材の表面硬さは高くなる。したがって、素材の表面に無理な応力が発生して微小クラックを誘発する恐れがある。これでは素材の引張強さが100MPa以上の帯板、所謂スーパーハイテン材を使用することは成形性の面から難しい。こうした状況下では、品質面だけでなく、工程数増加と相俟って金型寿命も低下し、コスト高騰を招来して好ましくない。
【0010】
また、断面円形状のビーム部52は断面係数が高く、曲げ荷重に対して有利な反面、このビーム部52と取付ブラケット部53との間の繋ぎ部、特に切欠き58に応力集中が生じる恐れがあり、ドアビーム51全体としての強度バランスの面からも好ましくない。さらに、ビーム部52が断面円形状であるため、所定の仕様に適宜対応することが難しく、各仕様毎に金型を大幅に変更せざるを得ない。したがって、少品種大量生産では影響は少ないものの、多品種小量生産においては、多くの金型を準備しなければならず、また、段取り替えが増えて製品のコストに大きく影響し、低コスト化を阻害する要因となっていた。
【0011】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、成形工程を実質的に単一工程化して素材の加工硬化を抑制すると共に、成形金型の大幅な変更なしに各種仕様に適宜対応することができ、軽量・低コスト化を図ったドアビームを提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、車両のドアの内部に装着されてドアを補強し、側方からの衝突事故の際に乗員を保護するためのドアビームにおいて、鋼鈑をプレス加工して一体に形成され、横断面が略U字状をなすビーム部と、このビーム部の長手方向の両端部に延設された平坦状の取付ブラケット部とを備え、前記ビーム部の幅方向の両側にリブ部が形成され、このリブ部の長手方向の中央部が、繋ぎ部を介して前記取付ブラケット部の平坦面よりも単一成形工程で可能な板厚程度の僅かに高い段差をもった平坦面に形成されると共に、前記繋ぎ部が前記段差を繋ぐ大きな曲率半径で構成されている
【0013】
このように、鋼鈑をプレス加工して一体に形成され、横断面が略U字状をなすビーム部と、このビーム部の長手方向の両端部に延設された平坦状の取付ブラケット部とを備え、前記ビーム部の幅方向の両側にリブ部が形成され、このリブ部の長手方向の中央部が、繋ぎ部を介して取付ブラケット部の平坦面よりも単一成形工程で可能な板厚程度の僅かに高い段差をもった平坦面に形成されると共に、繋ぎ部が段差を繋ぐ大きな曲率半径で構成されているので、シンプルな形状に設定することができ、成形工程を実質的に単一工程化することができて素材の加工硬化を抑制することができる。したがって、プレス加工による帯板素材への負荷を最小限に止めて表面の微小クラックを可及的に抑制することができ、品質面の向上による信頼性が一層高くなると共に、所定の断面高さの範囲内で、ビーム部の高さを最大限に設定することができ、断面係数を上げ、曲げ荷重に対して強度を有効に高めることができる。また、成形性の向上に伴い、素材としてスーパーハイテン材等、高張力鋼を無理なく使用することができ、工程数減少と相俟って金型寿命が向上し、一層低コスト化に寄与することができる。
【0015】
また、請求項に記載の発明は、前記取付ブラケット部に長手方向に延びる凹溝が形成されているので、簡単な構成で取付ブラケット部の強度を高めることができる。
【0016】
また、請求項に記載の発明は、前記ビーム部の横断面が、所定の曲率半径からなる円弧部と、この円弧部から裾部に行くにしたがって漸次広がるテーパ部とで構成されているので、ビーム部の高さを加減することにより容易に応力を設定することができる。したがって、成形金型の大幅な変更なしに各種仕様に適宜対応することができる。
【0017】
また、請求項に記載の発明は、前記ビーム部の横断面が、その底部にフラット部が形成されているので、断面係数を維持した状態で、断面高さを抑えることができる。
【0018】
また、請求項に記載の発明のように、ビーム部の横断面が、その底部の幅方向の中央部に凸条が形成されていれば、強度を低下させずに断面高さを抑えることができる。
【0019】
また、請求項に記載の発明は、前記リブ部の縁部に、僅かに突出した折曲部が形成されているので、簡単な構成でビーム部の曲げ強度および捩り強度を向上させることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係るドアビームの実施形態を示す正面図、図2は平面図、図3は図1の側面図である。
【0021】
ドアビーム1は、高張力鋼板からなる帯板(JIS規格、SAPH1180)を素材とし、長手方向の中央部のビーム部2と、このビーム部2の両端部の取付ブラケット部3、3とがそれぞれ一体にプレス成形され、図示しないドアの内部の略中央部に地面と平行にして、取付ブラケット部3、3がドアの前端部および後端部にそれぞれ固定される。
【0022】
ビーム部2は、その横断面形状が所定の曲率半径からなる円弧部2aと、この円弧部2aから裾部に行くにしたがって広がるテーパ部2bとで構成される略U字状をなし、幅方向の両側にリブ部4、4を備えている。これらリブ部4、4を含むビーム部2の幅寸法は、取付ブラケット部3、3の幅寸法より小さく、50〜70%の範囲に設定されている(図3参照)。ここで、ビーム部2はリブ部4、4を備えているため、車両の側面からの衝突に対して、曲げ強度だけでなく捩れ強度をも高めることができる。また、リブ部4、4は、図2に示すように、大きな曲率半径Rからなる繋ぎ部5、5を介し、長手方向の中央部が取付ブラケット部3、3の平坦面よりも僅かに高く段差(e)をもって形成されている。したがって、略U字状のビーム部2は、中央部で最も深く、繋ぎ部5、5から漸次浅くなり、平坦な取付ブラケット部3、3に収束している。こうした形状に成形することにより、所定の断面高さHの範囲内で、ビーム部2の高さhを最大限(H≒h)に設定することができ、断面係数を上げ、曲げ荷重に対して強度を有効に高めることができる。
【0023】
一方、取付ブラケット部3、3は、図1に示すようにビーム部2のリブ部4から繋ぎ部5、5を介して長手方向に伸び、同一平面上に延在している。また、幅方向の縁部3a、3aは、リブ部4、4の縁部4a、4aから漸次幅広になるよう、所定の曲率半径からなる複数の円弧でもって滑らかに形成されている。この取付ブラケット部3、3には、断面係数を上げ、曲げ荷重に対して強度を高めるために、長手方向に延びる凹溝6、6が一体形成されている。これにより、簡単な構成で取付ブラケット部3、3の強度を高めることができる。また、凹溝6、6の底部の外表面は、リブ部4、4と略面一になるように設定されている。
【0024】
本実施形態では、高張力鋼板からなる帯板素材にプレス加工による負荷を最小限に止めたシンプルな形状に設定したので、シンプルな形状に設定することができ、成形工程を実質的に単一工程化することができて素材の加工硬化を抑制することができる。したがって、プレス加工による帯板素材への負荷を最小限に止め、プレス加工による表面の微小クラックを可及的に抑制することができ、品質面の向上による信頼性が一層高くなる。また、成形性の向上に伴い、素材としてスーパーハイテン材等、高張力鋼を無理なく使用することができ、工程数減少と相俟って金型寿命が向上し、一層低コスト化に寄与することができる。
【0025】
図4は、本発明に係るドアビームにおけるビーム部の他の実施形態を示す横断面図である。なお、前述した実施形態と同一部位には同じ符号を付し、その重複した説明を省略する。
【0026】
図4(a)は、断面U字状のビーム部7の底部7aをフラットに形成したもので、断面係数を維持した状態で、断面高さを抑えたものである。(b)は、(a)の変形例で、断面U字状のビーム部8の底部8aをフラットに形成すると共に、幅方向の中央部に凸条9を形成して断面係数を維持した状態で、断面高さを抑えたものである。(c)は、ビーム部10を断面矩形に近いU字状に形成し、金型の製作性を向上させたものである。(d)に示したビーム部11は、前述した実施形態と基本的には同一であるが、リブ部12、12の縁部を僅かに突出させて折曲部12a、12aが形成され、曲げ強度および捩り強度を向上させたものである。なお、この縁部12a、12aは、逆方向に折り曲げても良い。
【0027】
本出願人が実施したドアビームのFEM解析の結果、図5に示す曲げ荷重・変位曲線でも判るように、従来の断面円形状のビーム部を有するドアビームと同等の曲げ荷重・変位曲線をとることが判った。ここで、FEM解析の設定条件として、素材の帯板の降伏点を1180MPa、横断面は幅方向に対称形とし、取付ブラケット部の裏面を拘束した状態で、ビーム部に所定の曲げ荷重を負荷した。
【0028】
本発明に係るドアビーム1は、ビーム部2の凸部が車両の外側になるように装着されるため、ビーム部2の長手方向の中央部が圧縮応力、取り付けブラケット部3の裏面が引張応力となるが、FEM解析の結果、ビーム部2の高さhを大きくすることで、ビーム部2および取付ブラケット部3の応力が減少することが判った。また、前述した実施形態のうち、ビーム部2の応力は、図1乃至図3に示した実施形態に比べ、図4(b)に示した実施形態では略32%減少し、(d)に示した実施形態では同等の結果を得た。一方、取付ブラケット部3の応力は、図1乃至図3に示した実施形態に比べ、図4(b)に示した実施形態では略28%増大し、(d)に示した実施形態では略45%減少した。また、取付ブラケット部3の縁部3aに折り曲げ部を形成することは反って引張応力を増大させることになり好ましくないことが判った。
【0029】
このことから、本発明に係るドアビームにおいては、ビーム部2の高さを加減することにより容易に応力を設定することができると共に、ビーム部2と取付ブラケット部3の応力は、その形状を細工することで容易に所定の応力に設定することができ、各種仕様に対応して簡単な形状変更で対応できる。すなわち、成形金型の大幅な変更なしに各種仕様に適宜対応することができ、軽量・低コスト化を図ったドアビームを提供することができる。
【0030】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【0031】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係るドアビームは、車両のドアの内部に装着されてドアを補強し、側方からの衝突事故の際に乗員を保護するためのドアビームにおいて、鋼鈑をプレス加工して一体に形成され、横断面が略U字状をなすビーム部と、このビーム部の長手方向の両端部に延設された平坦状の取付ブラケット部とを備え、前記ビーム部の幅方向の両側にリブ部が形成され、このリブ部の長手方向の中央部が、繋ぎ部を介して前記取付ブラケット部の平坦面よりも単一成形工程で可能な板厚程度の僅かに高い段差をもった平坦面に形成されると共に、前記繋ぎ部が前記段差を繋ぐ大きな曲率半径で構成されているので、シンプルな形状に設定することができ、成形工程を実質的に単一工程化することができて素材の加工硬化を抑制することができる。したがって、プレス加工による帯板素材への負荷を最小限に止め、プレス加工による表面の微小クラックを可及的に抑制することができ、品質面の向上による信頼性が一層高くなると共に、所定の断面高さの範囲内で、ビーム部の高さを最大限に設定することができ、断面係数を上げ、曲げ荷重に対して強度を有効に高めることができる。また、成形性の向上に伴い、素材としてスーパーハイテン材等、高張力鋼を無理なく使用することができ、工程数減少と相俟って金型寿命が向上し、一層低コスト化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るドアビームの実施形態を示す正面図である。
【図2】同上、平面図である。
【図3】同上、図1の側面図である。
【図4】(a)は、本発明に係るドアビームにおけるビーム部の他の実施形態を示す横断面図である。
(b)は、同上、変形例を示す横断面図である。
(c)は、同上、さらに他の実施形態を示す横断面図である。
(d)は、同上、さらに他の実施形態を示す横断面図である。
【図5】本発明に係るドアビームと従来品のFEM解析による曲げ荷重・変位線図である。
【図6】ドアビームの取付状態を示す図である。
【図7】従来のドアビームを示す外観斜視図である。
【図8】従来のドアビームにおけるビーム部の成形工程を示す説明図である。
【符号の説明】
1・・・・・・・・・・・・・・・・・ドアビーム
2、7、8、10、11・・・・・・・ビーム部
2a・・・・・・・・・・・・・・・・円弧部
2b・・・・・・・・・・・・・・・・テーパ部
3・・・・・・・・・・・・・・・・・取付ブラケット部
3a、4a・・・・・・・・・・・・・縁部
4、12・・・・・・・・・・・・・・リブ部
5・・・・・・・・・・・・・・・・・繋ぎ部
6・・・・・・・・・・・・・・・・・凹溝
6・・・・・・・・・・・・・・・・・凹溝
7a、8a・・・・・・・・・・・・・底部
9・・・・・・・・・・・・・・・・・凸条
12a・・・・・・・・・・・・・・・折曲部
50・・・・・・・・・・・・・・・・ドア
51・・・・・・・・・・・・・・・・ドアビーム
52、52’・・・・・・・・・・・・ビーム部
53、54・・・・・・・・・・・・・取付ブラケット部
55・・・・・・・・・・・・・・・・突合部
56、57・・・・・・・・・・・・・アーム部
58・・・・・・・・・・・・・・・・切欠き
59・・・・・・・・・・・・・・・・内側縁部
60・・・・・・・・・・・・・・・・断面形状移行部
61・・・・・・・・・・・・・・・・金型
62、62’・・・・・・・・・・・・上型
63、63’・・・・・・・・・・・・下型
F・・・・・・・・・・・・・・・・・荷重
H・・・・・・・・・・・・・・・・・断面高さ
R・・・・・・・・・・・・・・・・・曲率半径
e・・・・・・・・・・・・・・・・・段差
h・・・・・・・・・・・・・・・・・ビーム部の高さ
δ・・・・・・・・・・・・・・・・・変位
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a door beam that is mounted inside a door of a vehicle such as an automobile to reinforce the door and protects an occupant in the event of a collision from the side.
[0002]
[Prior art]
In a vehicle such as an automobile, a door beam that reinforces the door itself is generally installed inside the door in order to prevent the intrusion of the door into the passenger compartment caused by a collision from the side and protect the passenger. Yes. The door beam as the vehicle reinforcing member is required to satisfy a desired quality standard, that is, strength and durability, and to be lightweight and low cost from the viewpoint of improving fuel efficiency.
[0003]
FIG. 6 is a view showing a door beam mounting state. A door beam 51 is mounted in a substantially central portion of the inside of the door 50 in parallel with the ground, and the door 50 enters the inside of the vehicle in response to a collision from the side of the vehicle. Is preventing. For example, as shown in FIG. 7, the door beam 51 has a beam portion 52 having a circular cross section using a flat strip made of a high-strength steel plate in order to reduce weight and cost. At the same time, mounting bracket portions 53 and 54 for the doors 50 at both ends of the beam portion 52 are press-molded integrally with the beam portion 52.
[0004]
The beam portion 52 is press-formed with a circular cross section, and the abutting portion 55 is not welded and is mounted toward the indoor side. Here, when the beam portion 52 is formed, the outer edge portions of the arm portions 56 and 57 are also in a state of being abutted with each other in the same manner as the abutting portion 55 of the beam portion 52. It is growing. The inner edge 59 of the notch 58 in the unfolded state gradually opens outward from the end of the beam section 52 having a circular cross section in the molded state to form a cross-sectional shape transition portion 60. The end portions of both arms 56 and 57 are mounting bracket portions 53 and 54 extending on the same plane.
[0005]
In this door beam 51, since the beam portion 52 is formed in a circular cross section, a compressive force is applied in the circumferential direction, and plastic deformation occurs due to the compressive force over the entire plate thickness, and the plate surface portion and the plate inner surface portion. The difference in tensile residual stress generated between and the absolute value decreases. Thereby, the occurrence of delayed fracture due to the tensile residual stress of the beam portion 52 can be prevented.
[0006]
On the other hand, the cross-sectional shape transition portion 60 between the beam portion 52 and the mounting bracket portion 53 has a flange shape in which the inner edge 59 of the notch 58 rises toward the outside of the passenger compartment, so that the load is actually applied from outside the passenger compartment. , A compressive load is applied in the vicinity of the inner edge 59, and no load in the direction of tearing the inner edge 59 is received. Therefore, the notch 58 can be enlarged, processing becomes easy, and complicated tensile residual stress is not generated, so that delayed fracture can be prevented and the length of the cross-sectional shape transition portion 60 can be reduced. Since the beam portion 52 can be lengthened as much as possible, the reliability is further improved (see, for example, Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-10-109537 (3rd and 4th pages, FIGS. 1 to 4)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to form the beam section 52 having a circular cross section from the band plate, as shown in FIG. 8, the preliminary bending step (a) for the next step of bending the band plate into a U-shaped cross section, the diameter of the beam portion 52 is set. Molding step (b) with a mold 61 composed of the formed upper mold 62 and lower mold 63, and then molding into a substantially circular cross section with a gap S formed between the upper mold 62 and the lower mold 63. The molding step (c) and the molding step (d) for compressing the gap S and closing the upper die 62 and the lower die 63 are required.
[0009]
As is well known, not only high-tensile steel, but also when pressing a steel sheet, the surface hardness of the material increases due to work hardening as the number of forming steps increases. Therefore, an excessive stress may be generated on the surface of the material to induce micro cracks. In this case, it is difficult from the viewpoint of moldability to use a strip having a tensile strength of 100 MPa or more, that is, a so-called super high tensile material. Under such circumstances, not only in terms of quality, but also in combination with an increase in the number of processes, the mold life also decreases, leading to an increase in cost, which is not preferable.
[0010]
In addition, the beam section 52 having a circular cross section has a high section modulus and is advantageous to bending load, but stress concentration may occur at the joint between the beam section 52 and the mounting bracket section 53, particularly at the notch 58. This is not preferable from the viewpoint of the balance of the strength of the door beam 51 as a whole. Furthermore, since the beam portion 52 has a circular cross section, it is difficult to appropriately respond to a predetermined specification, and the die must be changed greatly for each specification. Therefore, although there is little impact in small-variety and mass-production, a large variety of small-volume production requires preparation of many molds, and the number of setup changes increases the cost of the product, greatly reducing costs. It became a factor to inhibit.
[0011]
The present invention has been made in view of such circumstances, and substantially reduces the work hardening of the material by making the molding process substantially a single process, and appropriately responds to various specifications without significant changes in the molding die. The purpose of the present invention is to provide a door beam that can be reduced in weight and cost.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of the present invention is a door beam that is mounted inside a door of a vehicle to reinforce the door and protects an occupant in the event of a collision from the side. , A beam portion formed integrally by pressing a steel plate and having a substantially U-shaped cross section, and flat mounting bracket portions extending at both ends in the longitudinal direction of the beam portion. The rib portion is formed on both sides of the beam portion in the width direction, and the central portion in the longitudinal direction of the rib portion is capable of plate thickness in a single molding step than the flat surface of the mounting bracket portion via the connecting portion. Rutotomoni formed into a flat surface having a slightly higher level difference degree, the connecting portion is formed with a large radius of curvature connecting the step.
[0013]
In this way, a beam portion formed integrally by pressing a steel plate and having a substantially U-shaped cross section, and a flat mounting bracket portion extending at both ends in the longitudinal direction of the beam portion, The rib portion is formed on both sides of the beam portion in the width direction, and the central portion of the rib portion in the longitudinal direction is capable of being formed in a single molding step than the flat surface of the mounting bracket portion via the connecting portion. it is formed into a flat surface having a slightly high step with a thickness of about Rutotomoni, since the connecting portion is formed with a large radius of curvature connecting step, can be set to a simple shape, substantially the molding process A single process can be achieved, and work hardening of the material can be suppressed. Therefore, it is possible to minimize the surface cracks by minimizing the load on the strip material due to press working, and the reliability is improved by improving the quality, and the predetermined cross-sectional height is increased. Within this range, the height of the beam portion can be set to the maximum, the section modulus can be increased, and the strength can be effectively increased against bending loads. In addition, along with the improvement of formability, high-tensile steel such as super high-tensile material can be used without difficulty, and coupled with the reduction in the number of processes, the mold life is improved, contributing to further cost reduction. be able to.
[0015]
In the invention according to claim 2 , since the concave groove extending in the longitudinal direction is formed in the mounting bracket portion, the strength of the mounting bracket portion can be increased with a simple configuration.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, the cross section of the beam portion is composed of an arc portion having a predetermined radius of curvature and a tapered portion that gradually expands from the arc portion to the skirt portion. The stress can be easily set by adjusting the height of the beam portion. Therefore, it is possible to appropriately cope with various specifications without significant change of the molding die.
[0017]
In the invention according to claim 4 , since the cross section of the beam portion is formed with a flat portion at the bottom thereof, the height of the cross section can be suppressed while maintaining the section modulus.
[0018]
Further, as in the invention described in claim 5 , if the cross section of the beam portion is formed with a ridge at the center portion in the width direction of the bottom portion, the height of the cross section can be suppressed without reducing the strength. Can do.
[0019]
In the invention described in claim 6 , since the slightly bent portion is formed at the edge of the rib portion, it is possible to improve the bending strength and torsion strength of the beam portion with a simple configuration. it can.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a front view showing an embodiment of a door beam according to the present invention, FIG. 2 is a plan view, and FIG. 3 is a side view of FIG.
[0021]
The door beam 1 is made of a high-strength steel plate (JIS standard, SAPH1180), and the beam portion 2 at the center in the longitudinal direction and the mounting bracket portions 3 and 3 at both ends of the beam portion 2 are integrated. The mounting bracket portions 3 and 3 are fixed to the front end portion and the rear end portion of the door, respectively, in parallel with the ground at a substantially central portion inside the door (not shown).
[0022]
The beam portion 2 has a substantially U-shape including a circular arc portion 2a whose cross-sectional shape has a predetermined radius of curvature and a tapered portion 2b that spreads from the circular arc portion 2a to the skirt, and is formed in the width direction. The rib parts 4 and 4 are provided on both sides. The width dimension of the beam part 2 including these rib parts 4 and 4 is smaller than the width dimension of the mounting bracket parts 3 and 3 and is set in a range of 50 to 70% (see FIG. 3). Here, since the beam part 2 is provided with the rib parts 4 and 4, it can raise not only bending strength but torsional strength with respect to the collision from the side surface of a vehicle. Further, as shown in FIG. 2, the rib portions 4, 4 are slightly higher than the flat surfaces of the mounting bracket portions 3, 3 through the connecting portions 5, 5 having a large curvature radius R. A step (e) is formed. Therefore, the substantially U-shaped beam portion 2 is deepest at the center portion, gradually becomes shallower from the connecting portions 5 and 5, and converges to the flat mounting bracket portions 3 and 3. By forming into such a shape, the height h of the beam part 2 can be set to the maximum (H≈h) within the range of the predetermined cross-sectional height H, and the cross-section coefficient is increased, and the bending load is increased. Strength can be increased effectively.
[0023]
On the other hand, as shown in FIG. 1, the mounting bracket portions 3 and 3 extend in the longitudinal direction from the rib portion 4 of the beam portion 2 via the connecting portions 5 and 5 and extend on the same plane. Further, the edge portions 3a, 3a in the width direction are smoothly formed with a plurality of arcs having a predetermined radius of curvature so as to gradually increase from the edge portions 4a, 4a of the rib portions 4 , 4 . The mounting bracket portions 3 and 3 are integrally formed with concave grooves 6 and 6 extending in the longitudinal direction in order to increase the section modulus and increase the strength against bending load. Thereby, the intensity | strength of the attachment bracket parts 3 and 3 can be raised with a simple structure. The outer surfaces of the bottoms of the concave grooves 6 and 6 are set to be substantially flush with the rib parts 4 and 4.
[0024]
In this embodiment, the strip material made of high-strength steel plate is set to a simple shape that minimizes the load caused by pressing, so it can be set to a simple shape, and the forming process is substantially single. It can be processed and the work hardening of a raw material can be suppressed. Therefore, it is possible to minimize the load on the strip material due to the press work and suppress the micro cracks on the surface due to the press process as much as possible, and the reliability is further improved by improving the quality. In addition, along with the improvement of formability, high-tensile steel such as super high-tensile material can be used without difficulty, and coupled with the reduction in the number of processes, the mold life is improved, contributing to further cost reduction. be able to.
[0025]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the beam portion of the door beam according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same site | part as embodiment mentioned above, and the duplicate description is abbreviate | omitted.
[0026]
FIG. 4A shows a flat bottom portion 7a of the beam portion 7 having a U-shaped cross section, in which the cross section height is suppressed while maintaining the cross section coefficient. (B) is a modification of (a), in which the bottom 8a of the beam portion 8 having a U-shaped cross section is formed flat, and the protrusion 9 is formed at the center in the width direction to maintain the section modulus. Thus, the height of the cross section is suppressed. (C) forms the beam part 10 in the U shape close | similar to a cross-sectional rectangle, and improves the manufacturability of a metal mold | die. The beam portion 11 shown in (d) is basically the same as that of the above-described embodiment, but the bent portions 12a and 12a are formed by slightly projecting the edges of the rib portions 12 and 12, and bending is performed. Strength and torsional strength are improved. The edges 12a and 12a may be bent in the opposite direction.
[0027]
As a result of the FEM analysis of the door beam carried out by the present applicant, it is possible to obtain a bending load / displacement curve equivalent to that of a conventional door beam having a circular beam section as shown in the bending load / displacement curve shown in FIG. understood. Here, as the setting conditions of the FEM analysis, the yield point of the material strip is 1180 MPa, the cross section is symmetrical in the width direction, and a predetermined bending load is applied to the beam portion with the back surface of the mounting bracket portion restrained. did.
[0028]
The door beam 1 according to the present invention is mounted such that the convex portion of the beam portion 2 is on the outside of the vehicle, so that the central portion in the longitudinal direction of the beam portion 2 is compressive stress and the back surface of the mounting bracket portion 3 is tensile stress. However, as a result of FEM analysis, it was found that the stress of the beam portion 2 and the mounting bracket portion 3 is reduced by increasing the height h of the beam portion 2. Further, in the embodiment described above, the stress of the beam portion 2 is reduced by about 32% in the embodiment shown in FIG. 4B compared to the embodiment shown in FIGS. In the embodiment shown, equivalent results were obtained. On the other hand, the stress of the mounting bracket portion 3 is increased by approximately 28% in the embodiment shown in FIG. 4B compared to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, and is substantially reduced in the embodiment shown in FIG. Decreased by 45%. Moreover, it turned out that forming a bending part in the edge part 3a of the attachment bracket part 3 will increase a tensile stress on the contrary, and is unpreferable.
[0029]
Therefore, in the door beam according to the present invention, the stress can be easily set by adjusting the height of the beam portion 2, and the shapes of the stresses of the beam portion 2 and the mounting bracket portion 3 are crafted. By doing so, it is possible to easily set a predetermined stress, and it is possible to cope with various specifications by a simple shape change. In other words, it is possible to appropriately cope with various specifications without significant change of the molding die, and it is possible to provide a door beam that is reduced in weight and cost.
[0030]
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
[0031]
【The invention's effect】
As described above in detail, the door beam according to the present invention reinforces the door by being mounted inside the door of the vehicle, and presses the steel plate in the door beam for protecting the occupant in the event of a collision from the side. A beam portion that is integrally formed by processing and has a substantially U-shaped cross section, and flat mounting bracket portions that extend at both ends in the longitudinal direction of the beam portion, the width of the beam portion A rib portion is formed on both sides in the direction, and the central portion in the longitudinal direction of the rib portion is slightly higher than the flat surface of the mounting bracket portion through the connecting portion, which is slightly higher than the plate thickness that is possible in a single molding process. is formed into a flat surface having a Rutotomoni, since the connecting portion is formed with a large radius of curvature connecting the step can be set to a simple shape, substantially single step the molding process Can suppress the work hardening of the material It is possible. Therefore, it is possible to minimize the load on the strip material due to the press work and suppress the micro cracks on the surface due to the press work as much as possible. Within the range of the section height, the height of the beam portion can be set to the maximum, the section modulus can be increased, and the strength can be effectively increased against the bending load. In addition, along with the improvement of formability, high-tensile steel such as super high-tensile material can be used without difficulty, and coupled with the reduction in the number of processes, the mold life is improved, contributing to further cost reduction. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a door beam according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the above.
FIG. 3 is a side view of FIG.
FIG. 4A is a cross-sectional view showing another embodiment of the beam portion of the door beam according to the present invention.
(B) is a cross-sectional view showing a modification as above.
(C) is a cross-sectional view showing still another embodiment.
(D) is a cross-sectional view showing still another embodiment.
FIG. 5 is a bending load / displacement diagram of the door beam according to the present invention and a conventional product by FEM analysis.
FIG. 6 is a view showing a door beam attached state.
FIG. 7 is an external perspective view showing a conventional door beam.
FIG. 8 is an explanatory view showing a forming process of a beam portion in a conventional door beam.
[Explanation of symbols]
1 ···················· Door beam 2, 7, 8, 10, 11 ·············· Beam portion 2a ...・ ・ ・ ・ Arc part 2b ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Tapered part 3 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Mounting bracket parts 3a, 4a ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Ring 4, 12 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Rib 5 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ Connecting part 6 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Concave groove 6 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Concave groove 7a, 8a ・ ・ ・ ・········· Bottom 9 ·······································································・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Door 51 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Door Beams 52, 52 ′ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・··········································································.・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Arm 58 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Notch 59 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Inner edge Section 60 ··········· Cross-sectional shape transition portion 61 ························································· ············ Upper die 63, 63 '············· Lower die F ·········· cross section height R ····················· curvature radius e・ ・ ・ ・ ・ Step h ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Beam height δ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Displacement

Claims (6)

車両のドアの内部に装着されてドアを補強し、側方からの衝突事故の際に乗員を保護するためのドアビームにおいて、
鋼鈑をプレス加工して一体に形成され、横断面が略U字状をなすビーム部と、このビーム部の長手方向の両端部に延設された平坦状の取付ブラケット部とを備え、前記ビーム部の幅方向の両側にリブ部が形成され、このリブ部の長手方向の中央部が、繋ぎ部を介して前記取付ブラケット部の平坦面よりも単一成形工程で可能な板厚程度の僅かに高い段差をもった平坦面に形成されると共に、前記繋ぎ部が前記段差を繋ぐ大きな曲率半径で構成されていることを特徴とするドアビーム。
In the door beam that is installed inside the door of the vehicle to reinforce the door and protect the occupant in the event of a collision from the side,
A beam portion formed integrally by pressing a steel plate and having a substantially U-shaped cross section; and a flat mounting bracket portion extending at both ends in the longitudinal direction of the beam portion, Rib portions are formed on both sides in the width direction of the beam portion, and the central portion in the longitudinal direction of the rib portion is about a plate thickness that is possible in a single molding process than the flat surface of the mounting bracket portion via the connecting portion . Rutotomoni formed into a flat surface having a slightly high step, door beam, wherein the connecting portion is characterized in that it consists of a large radius of curvature connecting said step.
前記取付ブラケット部に長手方向に延びる凹溝が形成されている請求項1に記載のドアビーム。  The door beam according to claim 1, wherein a concave groove extending in a longitudinal direction is formed in the mounting bracket portion. 前記ビーム部の横断面が、所定の曲率半径からなる円弧部と、この円弧部から裾部に行くにしたがって漸次広がるテーパ部とで構成されている請求項1または2に記載のドアビーム。  The door beam according to claim 1 or 2, wherein a cross section of the beam portion includes an arc portion having a predetermined radius of curvature and a tapered portion that gradually expands from the arc portion toward the skirt portion. 前記ビーム部の横断面が、その底部にフラット部が形成されている請求項1または2に記載のドアビーム。  The door beam according to claim 1 or 2, wherein a cross section of the beam portion is formed with a flat portion at a bottom thereof. 前記ビーム部の横断面が、その底部の幅方向の中央部に凸条が形成されている請求項1または2に記載のドアビーム。  3. The door beam according to claim 1, wherein a cross section of the beam portion is formed with a ridge at a center portion in a width direction of a bottom portion thereof. 前記リブ部の縁部に、僅かに突出した折曲部が形成されている請求項1乃至5いずれかに記載のドアビーム。  The door beam according to any one of claims 1 to 5, wherein a bent portion that slightly protrudes is formed at an edge of the rib portion.
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