JP7084159B2 - 車両のドアビーム - Google Patents

Description

本発明は、車両の側方ドアを補強するドアビームに関する。

車両の側方ドアには、側面衝突時にドアの変形を抑え、乗員を保護するドアビームが備えられる場合がある。下記特許文献１には、アルミニウム合金形材からなるドアビーム（１）が示されている。ドアビーム（１）は、互いに平行なインナーフランジ（２）およびアウターフランジ（３）と、これらのフランジ（２，３）を連結するウエブ（４，５）を有している。なお、上記の（ ）内の符号は、下記特許文献１にて用いられている符号であり、本実施形態の説明で用いられる符号とは関連しない。

特開２０１６－１５３２９８号公報

衝突対象物が比較的広い面を有する場合、側面衝突において、ドアビームの断面形状の変形は小さい方が衝突対象物および変形した側方ドアの車室内への進入を抑制することができる。一方、衝突対象物が柱状物である場合、衝突荷重が局所に集中し、ドアビームは折れ曲がるように変形する。このために、変形した側方ドアの車室内への進入量が大きくなる場合がある。

本発明は、柱状物など、衝突荷重が局所的に作用する衝突対象物が側方ドアに衝突した場合に、側方ドアの車室内への進入量を小さくすることを目的とする。

本発明に係るドアビームは、アルミニウム押出し材であり、車両外側に位置して車両前後方向に延びる長板状の外側板部と、車両内側に位置し、車両前後方向に延びる長板状の内側板部と、外側板部と内側板部の間に位置し、車両前後方向に延び、外側板部と内側板部を連結する連結部と、を有し、連結部には、当該連結部が車両左右方向に圧縮荷重を受けたときに座屈するように、脆弱部が設けられており、当該ドアビームが前記ドア本体内に配置された状態で車両左右方向に圧縮荷重を受けたとき、前記連結部が座屈する、
さらに、外側板部と内側板部は、長板形状の幅方向が略車両上下方向となるように配置され、外側板部と内側板部の下縁の間隔が上縁の間隔よりも広いものとすることができる。

ドアビームの連結部に脆弱部を設けたことにより、衝突荷重が局所的に作用するような対象物と衝突した場合に連結部が座屈して、外側板部と内側板部の距離が縮まる。これによりドアビームおよびドアの車室内への進入量が小さくなる。

車両の側方ドアおよび側方ドア内部に配置されたドアビームを模式的に示す図である。 ドアビームであるベルトラインビームおよびその周囲の図１に示すＡ－Ａ線断面図である。 柱状の衝突対象物が側方ドアに衝突した状態を示す模式図である。 柱状の衝突対象物が衝突したときのドア本体の変形を示す図であり、（ａ）が本実施形態、（ｂ）が比較例を示す。 脆弱部として薄板部分を有する他の実施形態のベルトラインビームの断面図である。 脆弱部として切欠き部分を有する他の実施形態のベルトラインビームの断面図である。 脆弱部として異種材料部分を有する他の実施形態のベルトラインビームの断面図である。 外側板部と内側板部が平行に配置された他の実施形態のベルトラインビームの断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、乗用車などの車両の側面に設けられた側方ドア１０を模式的に示す図である。図示する側方ドア１０は、例示的に４ドア乗用車のフロントドアを示している。図１に示す矢印ＦＲの向きが車体に取り付けられたときの前方であり、矢印ＵＰの向きが上方、紙面の手前が左方（ＬＨ）である。以降の説明において、特段の断りがない限り、前後左右上下などの方向および向きを表す語句は、車両に関する方向および向きを表す。また、車両の左右方向（幅方向）において、車両の前後方向に延びる中心線に近い側を車両内側、遠い側を車両外側と記す。

側方ドア１０は、ドア本体１２と窓枠となるドアフレーム１４を有する。ドア本体内には、側面衝突時において、側方ドア１０の変形を抑え、乗員を保護するためのドアビームが設けられている。この側方ドア１０には、ドアビームとして、ドア本体１２の中央より下方に前後方向に延びて配置されるインパクトビーム１６と、ドア本体１２の上縁、いわゆるベルトラインに沿ってドア本体１２の上縁部に前後方向に延びて配置されたベルトラインビーム１８が設けられている。インパクトビーム１６は鋼管製、ベルトラインビーム１８はアルミニウム押出し材である。

図２は、図１のＡ－Ａ線によるベルトラインビーム１８およびその周囲の断面図である。図中の矢印ＯＵＴの向きが車両外側である。ドア本体１２は、車両外側に位置するアウタパネル２０と車両内側に位置するインナパネル２２を接合して形成される。アウタパネル２０およびインナパネル２２は、鋼板、アルミニウム板などの金属板製とすることができる。ドア本体１２を補強するために、内部にリインホースメントが配置される。例えば、アウタパネル２０の内側にはアウタリインホースメント２４が設けられ、また、インナパネル２２の内側にはインナリインホースメント２６が設けられている。アウタおよびインナリインホースメント２４，２６の間には、格納された窓ガラスが収容される。アウタおよびインナリインホースメント２４，２６は、鋼板、アルミニウム板などの金属板製とすることができる。

アウタパネル２０とアウタリインホースメント２４は上縁で接合されており、そこから下方に向けて徐々に間隔が広がっている。このアウタパネル２０とアウタリインホースメント２４の間の空間にベルトラインビーム１８が配置されている。ベルトラインビーム１８は、車両外側に位置する外側板部２８と、車両内側に位置する内側板部３０とを含む。さらに、ベルトラインビーム１８は、外側板部２８と内側板部３０の間に位置し、外側板部２８と内側板部３０を連結する第１連結部３２および第２連結部３４を含む。

外側板部２８、内側板部３０ならびに第１および第２連結部３２，３４は、それぞれ長板状であり、車両の前後方向に延びている。横断面において、外側板部２８はアウタパネル２０とほぼ平行に位置し、内側板部３０はアウタリインホースメント２４とほぼ平行に位置している。この結果、外側板部２８と内側板部３０は、下縁の間隔が上縁の間隔よりも広くなっている。特に、このベルトラインビーム１８においては、外側板部２８と内側板部３０は互いの上縁で接続し、下縁では第１連結部３２により、中間では第２連結部３４により連結されている。第１連結部３２は、横断面において屈曲形状、特に上方に凸の屈曲形状を有し、長手方向に延びる稜線部分３６が形成されている。

図３は、柱状の衝突対象物３８が側方ドア１０に衝突した状態を模式的に示す図である。柱状の衝突対象物３８が衝突すると、局所的に衝突荷重が作用し、側方ドア１０およびベルトラインビーム１８に局所的な応力が発生する。ベルトラインビーム１８は、車室側に向けて折れ曲がり、側方ドア１０が車室内に進入する。この側方ドア１０においては、ベルトラインビーム１８の第１連結部３２の横断面形状を屈曲形状とすることで第１連結部３２を座屈させ、側方ドア１０の室外側の面の進出量を小さくしている。

図４は、側方ドア１０に柱状の衝突対象物３８が衝突したときの、ドア本体１２の、図１中のＡ－Ａ線における変形状態を示す図である。（ａ）は本実施形態の側方ドア１０のドア本体１２の変形状態を示し、（ｂ）は比較例のドア本体１２Ｂの変形状態を示している。比較例のドア本体１２Ｂの各部材については、本実施形態のドア本体１２に対応する部材の符号に「Ｂ」を付す。また、図４においては、各部材は、厚みが省略され、線により表されている。

比較例のドア本体１２Ｂは、ベルトラインビーム１８Ｂ、特にその第１連結部３２Ｂの形状が異なる。本実施形態の第１連結部３２は、前述のように屈曲した形状を有するが、比較例の第１連結部３２Ｂは、屈曲がなく平板形状である。他の部材は、本実施形態と比較例で相違がない。柱状の衝突対象物３８が衝突したとき、比較例では、第１連結部３２Ｂが、これを圧縮するように作用する衝突荷重に対して突っ張り、ベルトラインビーム１８Ｂの形状は大きく変化していない。これに対し、本実施形態の第１連結部３２は、屈曲した角部分、つまり稜線部分３６で大きく変形して座屈する。これにより、外側板部２８と内側板部３０が接近し、左右方向の厚さが薄くなるようにベルトラインビーム１８が変形する。本実施形態のベルトラインビーム１８の変形後の厚さａ1は、比較例のベルトラインビーム１８Ｂの厚さａ2より薄いことが分かる。ベルトラインビーム１８の変形後の厚さが薄くなったために、本実施形態のドア本体１２の厚さｂ1も、比較例のドア本体１２Ｂの厚さｂ2よりも薄くなる。

このように、ベルトラインビーム１８の第１連結部３２の屈曲した部分が、第１連結部３２に圧縮荷重が作用したとき第１連結部３２を座屈させる脆弱部となる。脆弱部を設けることにより、衝突荷重が集中した部分で第１連結部３２が座屈し、ベルトラインビーム１８の左右方向の寸法が薄くなる。これにより側方ドアの室内側への進入量が抑えられる。一方、壁状の衝突対象物が衝突した場合には、衝突荷重が分散するので、第１連結部３２が座屈に至らず、ベルトラインビーム１８の断面形状を維持し変形を抑えることで、室内側への進入を抑えている。

図５は、ベルトラインビームの他の例を示す図である。ベルトラインビーム４０は、前述のベルトラインビーム１８と同様の外側板部４２と内側板部４４を有する。外側板部４２と内側板部４４を連結する連結部４６は、全体として平板形状を有し、ベルトラインビーム４０の長手方向に延びる板厚が薄い薄板部分４８を有している。薄板部分４８は、連結部４６の他の部分よりも板厚が薄く、均一な厚さで形成されてもよく、また中央に向けて徐々に厚さが薄くなるように形成されてもよい。連結部４６に衝突荷重が入力すると、薄板部分４８を起点として連結部４６が座屈し、薄板部分４８は圧縮荷重に対して脆弱部として機能する。連結部４６の座屈により、変形後のベルトラインビーム４０の左右方向の厚さが小さくなる。

図６は、ベルトラインビームのさらに他の例を示す図である。ベルトラインビーム５０は、前述のベルトラインビーム１８と同様の外側板部５２と内側板部５４を有する。外側板部５２と内側板部５４を連結する連結部５６は、全体として平板形状を有し、ベルトラインビーム５０の長手方向に延びる切欠きが形成された切欠き部分５８を有している。連結部５６に衝突荷重が入力すると、切欠き部分５８を起点として連結部５６が座屈し、切欠き部分５８は圧縮荷重に対して脆弱部として機能する。連結部５６の座屈により、変形後のベルトラインビーム５０の左右方向の厚さが小さくなる。

図７は、ベルトラインビームのさらに他の例を示す図である。ベルトラインビーム６０は、前述のベルトラインビーム１８と同様の外側板部６２と内側板部６４を有する。外側板部６２と内側板部６４を連結する連結部６６は、全体として平板形状を有し、一部に、ベルトラインビーム６０の長手方向に延びる異種材料で構成された異種材料部分６８を有している。異種材料は、アルミニウムよりも強度が低い材料であり、例えば樹脂である。このベルトラインビーム６０は、複合押出しにより形成することができる。連結部６６に衝突荷重が入力すると、異種材料部分６８を起点として連結部６６が座屈し、異種材料部分６８は圧縮荷重に対して脆弱部として機能する。連結部５６の座屈により、変形後のベルトラインビーム６０の左右方向の厚さが小さくなる。

図８は、ベルトラインビームのさらに他の例を示すである。ベルトラインビーム７０は、車両外側に位置する外側板部７２と車両内側に位置する内側板部７４を有する。外側板部７２および内側板部７４は車両前後方向に延びる長板状の部材である。外側板部７２および内側板部７４は横断面において略平行に配置され、上縁と下縁の間隔はほぼ等しい。外側板部７２と内側板部７４の間には、これらを連結する連結部７６，７８が設けられている。連結部７６，７８は、外側板部７２と内側板部７４と共に車両前後方向に延びている。連結部７６，７８は、横断面において屈曲形状を有し、脆弱部として長手方向に延びる稜線部分８０，８２が形成されている。連結部７６，７８に衝突荷重が入力すると、稜線部分８０，８２を起点として連結部７６，７８が座屈し、ベルトラインビーム７０の左右方向の厚さが小さくなる。

上記の説明において、連結部を１つまたは２つ備えたベルトラインビームを例示したが、連結部の数はこれに限られない。また、図２等に示したベルトラインビーム１８は、２つの連結部３２，３４のうち、第１連結部３２のみ屈曲形状であるが、２つ共に屈曲形状としてもよい。

また、上述の各ベルトラインビームは、ドア本体１２の上縁部に限らず、ドア本体１２内の他の部分のドアビームとすることができる。例えば、インパクトビーム１６と置き換えることができる。ドア本体１２の上縁部に配置されるドアビームにおいては、ドア本体１２の外形に合わせてドアビームの上縁の左右方向の寸法を小さくする必要があるが、上縁部以外の部分に配置する場合にあってはこのような制約を受けない場合がある。このようなときには、図８に示すベルトラインビーム７０の断面形状を採用することが有利となり得る。

以上、側方ドアのドアビームとして、４ドア車のフロントドアを例示して説明したが、リアドアなど他の側方ドアのドアビームに上述のドアビーム（ベルトラインビーム）を適用することができる。

１０ 側方ドア、１２ ドア本体、１４ ドアフレーム、１６ インパクトビーム、１８ ベルトラインビーム（ドアビーム）、２０ アウタパネル、２２ インナパネル、２４ アウタリインホースメント、２６ インナリインホースメント、２８ 外側板部、３０ 内側板部、３２ 第１連結部、３４ 第２連結部、３６ 稜線部分（脆弱部）、３８ 柱状の衝突対象物、４０ ベルトラインビーム、４２ 外側板部、４４ 内側板部、４６ 連結部、４８ 薄板部分（脆弱部）、５０ ベルトラインビーム、５２ 外側板部、５４ 内側板部、５６ 連結部、５８ 切欠き部分（脆弱部）、６０ ベルトラインビーム、６２ 外側板部、６４ 内側板部、６６ 連結部、６８ 異種材料部分（脆弱部）、７０ ベルトラインビーム、７２ 外側板部、７４ 内側板部、７６，７８ 連結部、８０，８２ 稜線部分（脆弱部）。

Claims (1)

1. 車両の側方ドアのドア本体内に配置されるアルミニウム押出し材のドアビームであって、
   車両外側に位置し、車両前後方向に延びる長板状の外側板部と、
   車両内側に位置し、車両前後方向に延びる長板状の内側板部と、
   前記外側板部と前記内側板部の間に位置し、車両前後方向に延び、前記外側板部と前記内側板部を連結する連結部と、
   を有し、
   前記外側板部と前記内側板部は、長板形状の幅方向が略車両上下方向となるように配置され、前記外側板部と前記内側板部の下縁の間隔が上縁の間隔よりも広く、
   前記連結部には、当該連結部が車両左右方向に圧縮荷重を受けたときに座屈するように、脆弱部が設けられており、
   当該ドアビームが前記ドア本体内に配置された状態で車両左右方向に圧縮荷重を受けたとき、前記連結部が座屈する、車両のドアビーム。
   

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