JP7187120B2 - アルミニウム合金製ドアビーム - Google Patents

Description

本発明は、衝突側に位置する外側フランジに押出成形時の溶着部を有するアルミニウム合金押出形材からなり、乗用車、トラック等の自動車のドア補強用として使用されるアルミニウム合金製ドアビームに関する。

自動車には、側面衝突に対する安全対策のために、衝突時の衝撃から乗員を保護する各種の緩衝部材が装着されており、自動車用サイドドアの内部には、補強用のドアビームが装着されるようになってきた。このドアビームには、側面衝突に際して、ドアの内側へ障害物が侵入するのを防止するとともに、衝突荷重をドアを支持する自動車骨格部品に伝達し、自身も曲げ変形しながら衝突時のエネルギーを吸収することが求められる。ドアビームについて、近年、地球環境への配慮から、軽量化の要求が大きくなっている。
ドアビームでは、衝突時のエネルギーを効率良く吸収するために、曲げ変形時に高い変形荷重を確保するとともに、最大荷重到達後も安定した変形荷重を確保することが求められる。これらの機能を達成するため、ドアビームに対しより高強度な素材の適用が望まれており、アルミニウム合金の中空押出形材なども適用されるようになってきている。

アルミニウム合金押出形材は、長手方向に均一な中空断面形状が熱間押出加工によって予め得られるため、圧延板素材を成形、接合して閉断面化させる場合と異なり、接合費が不要という利点がある。また、アルミニウム合金押出形材からなるドアビームは、圧延板素材からなるハット形又はＷ形等の開断面のドアビームに比べて座屈が生じにくく、曲げ強度も高いことで、衝突時の変形強度やエネルギー吸収性（ＥＡ性）に優れる特徴がある。そして、アルミニウム合金押出形材は、圧延板素材では製造しにくい、比較的高強度の７０００系アルミニウム合金でも比較的容易に製造できるという利点がある。

アルミニウム合金押出形材からなるドアビームは、通常、互いに平行な一対の板状のフランジと、前記両フランジを垂直に連結する一対の板状のウエブからなり（特許文献１参照）、前記一対のフランジがドア内において車体幅方向外側及び内側に配置される。
ドアビームの重量増加を抑えて曲げ強度を向上させるという観点からは、曲げの中立軸近傍の断面積を少なく、中立軸から遠い領域の断面積を増やすことが有効である。このため、アルミニウム合金押出形材からなるドアビームでは、断面を構成するウエブをできるだけ薄くしたいという要求が強い。
しかし、ウエブを薄肉化しすぎると、ウエブの座屈が生じやすくなる。衝突時にウエブが座屈変形すると、ウエブ高さが急激に低下し、これに伴い衝突時の変形荷重が低下して、ＥＡ性が低下するという問題が生じる。つまり、ウエブの肉厚は、衝突時の座屈変形を抑えて所定のＥＡ量を確保可能な最小肉厚に設定することが望まれる．

ところで、この種の構造部材としてのアルミニウム合金押出形材（中空断面）は、通常、製造コストの面から、５０００系（Ａｌ－Ｍｇ系）アルミニウム合金を除いて、マンドレルを用いた間接押出などに比して安価なポートホール押出により製造される。このポートホール押出は、周知の通り、複数のポート孔をそなえたマンドレルボディとダイスを組み合わせたポートホールダイスを使用して行われる。ポートホールダイスに押し込まれたアルミニウム合金ビレットの材料は、前記ポート孔で分断された後、前記マンドレルを取り囲んで再び溶着して一体化し、内面を前記マンドレルで、外面を前記ダイスで成形されて中空断面の押出形材となる。

このため、ポートホール押出で製造されたアルミニウム合金押出形材（中空断面）には必然的に溶着部が存在し、溶着部と溶着部以外（通常部）とでは互いの組織が異なり、機械的性質にも差異がある。具体的には、溶着部の破断限界は通常部に比べて低くなり、衝突時の変形形態及び溶着部の位置によっては、この溶着部の破断によって、構造部材としての曲げ強度が低下するという問題が生じる。特に素材として高強度材料を用いた場合、一般的に高温での強度も高くなることで、押出加工自体も難しくなり、前記溶着部において特性のばらつきも生じやすい。

一方、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が記載され、溶着部は両フランジの中央に設けられている。このように溶着部を両フランジの中央に設けることは、押出加工の際の材料流れの最適化という観点で好ましい。また、特許文献１に記載されているように、ドアビームのフランジには、衝突時の曲げ変形で、その全幅において長手方向への引張あるいは圧縮応力が略均一に加わる。このため、仮に溶着部の特性が通常部に比べて低くなっていたとしても、溶着部の変形が断面の大部分を占める通常部の変形に追随する。従って、このタイプのドアビームにおいて、これまで衝突時（曲げ変形時）に特に大きな問題は生じなかった。

特許第６３２２３２９号公報

図８Ａにドアビームに用いられる従来のアルミニウム合金押出形材１１の断面形状を示す。この押出形材１１は、互いに平行な一対のフランジ（車体幅方向外側に位置する外側フランジ１２と、車体幅方向内側に位置する内側フランジ１３）と、両フランジ１２，１３に対し垂直で、両フランジ１２，１３を連結する一対のウエブ１４，１５からなる。フランジ１２，１３はいずれも板状で、それぞれ幅方向（図８Ａにおいて左右方向）に沿って実質的に均一な厚さを有する。また、ウエブ１４，１５はいずれも板状で、フランジ１２，１３との接続部のフィレットを除き、それぞれ高さ方向（図８Ａにおいて上下方向）に沿って実質的に均一な厚さを有する。両フランジ１２，１３に溶着部１６，１７が形成されている。
このようなアルミニウム合金押出形材１１に、より高強度の材料を適用した場合、素材耐力の増加に応じて加工硬化指数（ｎ値）が小さくなるため、衝突時のドアビームの曲げ変形が長手方向の載荷点近傍に集中しやすい。

アルミニウム合金押出形材１１からなるドアビームに衝突荷重Ｐが掛かると、押出形材１１には、曲げの中立軸Ｎより車体幅方向外側（衝突側）の領域で圧縮応力が掛かり、曲げの中立軸Ｎより車体幅方向内側（反衝突側）の領域で引張応力が掛かる。なお、想定される曲げの中立軸Ｎの位置は、アルミニウム合金押出形材１１の断面積中心Ｏを通り、衝突荷重Ｐの方向に垂直（外側フランジ１２に平行）である。
衝突荷重Ｐが掛かると、アルミニウム合金押出形材１１は載荷点を中心に長手方向に沿って曲げ変形する。この曲げ変形においてウエブ１４，１５に座屈が生じる場合、図８Ｂに示すように、ウエブ１４，１５には断面の外側に膨らむような曲げ変形が生じ、その曲げの頂点は圧縮応力が掛かる領域（断面積中心Ｏと外側フランジ１２の間の領域）のやや断面積中心Ｏ寄りの位置となる。ウエブ１４，１５に上記のような座屈が生じると、押出形材１１の断面が潰れ、ドアビームの変形強度及びＥＡ性が大幅に低下する。

ウエブ１４，１５が座屈し、ウエブ１４，１５に上記のような曲げ変形が生じると、ウエブ１４，１５と外側フランジ１２の接続部から外側フランジ１２に曲げモーメントが加わる。これにより外側フランジ１２に座屈が生じると、図８Ｂに示すように、外側フランジ１２に断面内側へ凸となる変形が生じる。上記のようなウエブ１４，１５及び外側フランジ１２の座屈変形に伴い、外側フランジ１２に断面幅方向への引張応力が生じる。そして、破断限界の低い溶着部１６に高い引張応力が加わると、この溶着部１６で破断が生じやすく、これに起因して、ドアビームの変形強度及びＥＡ性が大幅に低下する。

このように、ドアビームの素材として高強度のアルミニウム合金押出形材を適用した場合、衝突時にその載荷点近傍のウエブ１４，１５及び外側フランジ１２に座屈が生じやすくなる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、衝突時の曲げ変形においてウエブの座屈が生じにくいアルミニウム合金押出形材を提供することを主たる目的とする。また、本発明は、衝突時の曲げ変形においてウエブが座屈し、さらに外側フランジが座屈した場合でも、外側フランジの溶着部で破断が生じにくいアルミニウム合金押出形材を提供することを他の目的とする。

本発明に係るアルミニウム合金製ドアビームは、長手方向に沿って溶着部を有する閉断面構造のアルミニウム合金押出形材からなり、前記アルミニウム合金押出形材が車体幅方向外側（衝突側）に配置される外側フランジと車体幅方向内側（反衝突側）に配置される内側フランジ、及び前記両フランジを連結する少なくとも２つのウエブを備え、前記溶着部が前記外側フランジに設けられている。前記溶着部は前記内側フランジにも設けられていてよい。
そして、上記アルミニウム合金押出形材の一形態として、前記押出形材の押出方向に垂直な断面において、前記ウエブが前記外側フランジに接続する外側部と前記内側フランジに接続する内側部からなり、前記外側部は前記押出形材の断面積中心より車体幅方向外側の領域に位置し、前記外側部の肉厚が前記内側部の肉厚より大きいことが挙げられる。
また、上記アルミニウム合金押出形材の他の形態として、前記押出形材の押出方向に垂直な断面において、前記外側フランジの溶着部近傍に他の部位に比べて肉厚が大きい厚肉部が形成されていることが挙げられる。

衝突時の曲げ変形においてドアビーム（アルミニウム合金押出形材）のウエブに座屈が生じる場合、前記ウエブの曲げ変形の頂点は、一般に、曲げ変形において圧縮応力が加わる領域、すなわち曲げの中立軸と外側フランジの間の領域に生じる。上記アルミニウム合金押出形材のウエブが、曲げ変形において圧縮応力が加わる領域で厚肉化されている場合、ウエブの曲げ変形が生じにくくなり、ウエブの座屈が抑制される。そして、ウエブの座屈が抑制されることにより、外側フランジの座屈（断面内側への凸変形）及び溶着部における破断が抑制される。その結果、ドアビームの変形強度及びＥＡ性が大幅に低下する事態を回避することができる。

衝突時の曲げ変形においてドアビーム（アルミニウム合金押出形材）のウエブと外側フランジに上記のような座屈が生じると、外側フランジに断面幅方向への引張応力が生じる。上記アルミニウム合金押出形材において溶着部近傍が厚肉化されている場合、外側フランジに断面幅方向への引張応力が生じたとしても、溶着部近傍以外の比較的薄肉の部位が優先的に変形することで、溶着部の破断を抑制することができる。その結果、ドアビームの変形強度及びＥＡ性が大幅に低下する事態を回避することができる。

本発明に係るドアビームに用いられるアルミニウム合金押出形材の長手方向に垂直な断面図であり、好ましい実施形態の一例を示す。 本発明に係るドアビームに用いられるアルミニウム合金押出形材の長手方向に垂直な断面図であり、好ましい実施形態の別の一例を示す。 本発明に係るドアビームに用いられるアルミニウム合金押出形材の長手方向に垂直な断面図であり、好ましい実施形態のさらに別の一例を示す。 本発明に係るドアビームに用いられるアルミニウム合金押出形材の長手方向に垂直な断面図であり、好ましい実施形態のさらに別の一例を示す。 本発明に係るドアビームに用いられるアルミニウム合金押出形材の長手方向に垂直な断面図であり、好ましい実施形態のさらに別の一例を示す。 本発明に係るドアビームに用いられるアルミニウム合金押出形材の長手方向に垂直な断面図であり、好ましい実施形態のさらに別の一例を示す。 本発明に係るドアビームに用いられるアルミニウム合金押出形材の長手方向に垂直な断面図であり、好ましい実施形態のさらに別の一例を示す。 図８Ａは従来のドアビームに用いられるアルミニウム合金押出形材の長手方向に垂直な断面図、図８Ｂは衝突時のウエブ及び外フランジに生じる座屈の形態を示す模式的断面図である。

以下、図１～７を参照し、本発明に係るアルミニウム合金製ドアビームの素材として用いられるアルミニウム合金押出形材の断面形状について、いくつかの好ましい実施形態を説明する。
図１に示すアルミニウム合金押出形材１は、一対のフランジ（外側フランジ２と内側フランジ３）と、両フランジを連結する一対（２つ）のウエブ４，５からなる。外側フランジ２と内側フランジ３は互いに平行であり、ウエブ４，５は両フランジ２，３に対し垂直である。外側フランジ２と内側フランジ３はいずれも板状で、それぞれ幅方向（図１において左右方向）に沿って実質的に均一な厚さを有し、幅方向の略中央部に溶着部６，７を有する。

図１に示すアルミニウム合金押出形材１において、ウエブ４，５はいずれも板状であるが、それぞれ肉厚の異なる２つの部位からなり、その点で、ウエブ１４，１５の肉厚が均一なアルミニウム合金押出形材１１（図８Ａ参照）とは異なる。
図１に示すアルミニウム合金押出形材１において、ウエブ４は肉厚の大きい外側部４ａとそれより肉厚の小さい内側部４ｂからなり、外側部４ａは外側フランジ２に接続し、内側部４ｂは内側フランジ３に接続する。ウエブ５は肉厚の大きい外側部５ａとそれより肉厚の小さい内側部４ｂからなり、外側部５ａは外側フランジ２に接続し、内側部５ｂは内側フランジ３に接続する。外側部４ａ，５ａ及び内側部４ｂ，５ｂは、フランジ２，３との接続部フィレットを除き、それぞれ高さ方向（図１において上下方向）に沿って実質的に均一な厚さを有する。

図１において、Ｏは押出形材の断面積中心、Ｎは外側フランジ２に対し垂直に掛かる曲げ荷重に対し全塑性曲げを仮定したときの中立軸であり、断面積中心Ｏを通り、想定される荷重方向に垂直（外側フランジ２に平行）である。ウエブ４，５の厚肉化された領域（外側部４ａ，５ａ）は、外側フランジ２から断面積中心Ｏまで（すなわち、外側フランジ２から中立軸Ｎまで）の範囲となっている。外側フランジ２から断面積中心Ｏまでの高さをＨとし、ウエブ４，５の外側部４ａ，５ａの高さ（外側フランジ２から外側部４ａ，５ａの内側端までの距離）をｈとしたとき、この例ではｈ＝Ｈである。

図２に示すアルミニウム合金押出形材１Ａは、ウエブ４，５の厚肉化された外側部４ａ，５ａの高さｈが、外側フランジ２から断面積中心Ｏまでの高さＨより小さく、ｈ＜Ｈであり、この点で図１に示すアルミニウム合金押出形材１と異なる。
図３に示すアルミニウム合金押出形材１Ｂは、ウエブ４，５の外側部４ａ，５ａと内側部４ｂ，５ｂの間に、内側部の４ｂ，５ｂの一部として板厚が漸減する遷移領域８が形成されている。このアルミニウム合金押出形材１Ｂは、この点で図２に示すアルミニウム合金押出形材１Ａと異なる。本発明に係るアルミニウム合金押出形材においては、このような遷移領域８の存在が許容される。

図８を参照して説明したとおり、アルミニウム合金押出形材１１（ドアビーム）が衝突荷重により曲げ変形すると、ウエブ１４，１５に、中立軸Ｎと外側フランジ１２の間の領域で圧縮応力が掛かる。アルミニウム合金押出形材１１が高強度材料からなる場合、この圧縮応力によりウエブ１４，１５が座屈しやすい。そして、ウエブ１４，１５が座屈した場合、ウエブ１４，１５に断面の外側に膨らむような曲げ変形が生じ、その曲げの頂点は中立軸Ｎと外側フランジ１２の間の領域のやや中立軸Ｎ寄りの位置となる。
しかし、本発明に係るアルミニウム合金押出形材（図１～３）は、外側フランジ２に接続する外側部４ａ，５ａが押出形材の断面積中心Ｏ（中立軸Ｎ）より車体幅方向外側（衝突側）の領域に位置し、内側部４ｂ，５ｂより厚肉化されている。このため、外側部４ａ，５ａの曲げ強度が高く、ウエブ４，５の座屈（外側部４ａ，５ａが外側に膨らむような曲げ変形）が抑制される。外側部４ａ，５ａの肉厚は、ウエブの座屈を抑制する作用と重量増、及び想定される荷重の大きさを勘案して、適宜決めることができる。ただし、肉厚が大きい外側部４ａ，５ａと小さい内側部４ｂ、５ｂとの肉厚差が大きすぎると、押出加工時に欠肉が生じやすく、健全な押出形材が得られない可能性がある。このため、外側部４ａ，５ａの肉厚をＴｗ、内側部４ｂ，５ｂの肉厚をｔｗとしたとき、肉厚Ｔｗは肉厚ｔｗの２．５倍を超えないことが好ましい。

図８に示すアルミニウム合金押出形材１１においてウエブ１４，１５が座屈したとき、ウエブ１４，１５に生じる曲げ変形の頂点が中立軸Ｎと外側フランジ１２の間の領域のやや中立軸Ｎ寄りの位置である。この点を考慮すると、本発明に係るアルミニウム合金押出形材において、外側部４ａ，５ａの高さｈは、Ｈ×２／３以上であることが好ましい。また、一般に、アルミニウム合金押出形材の重量増加を最小限に抑えてウエブ４，５の曲げ強度を高くするためには、中立軸Ｎから遠い領域の肉厚を大きく、中立軸Ｎ近傍の肉厚を小さく設定することが望ましい。そのため、本発明に係るアルミニウム合金押出形材において、肉厚の大きい外側部４ａ，５ａの高さｈは、Ｈ以下に留めることが好ましい。

本発明に係るアルミニウム合金押出形材（図１～３）は、ウエブ４，５の外側部４ａ，５ａが厚肉化されているため、ウエブが全高さにわたり均一な肉厚を有するドアビーム１１（図８Ａ参照）に比べ、曲げの中立軸Ｎが車体幅方向外側（衝突側）に位置する。このため、ウエブ４，５において衝突時に圧縮応力が加わる領域が減少し、かつ外側フランジ２に加わる圧縮応力も減少し、ウエブ４，５の座屈（外側部４ａ，５ａが外側に膨らむような曲げ変形）が抑制され、外側フランジ２の座屈（断面内側へ凸となる変形）も抑制される。

このように、以上説明したアルミニウム合金押出形材（図１～３）は、相対的に厚肉化した外側部４ａ，５ａを有することにより、衝突時にウエブ４，５の座屈が抑制され、さらに外側フランジ２の座屈が抑制され、またそのことにより外側フランジ２の溶着部７の破断も抑制される。その結果、ドアビームがこのようなアルミニウム合金押出形材からなる場合、変形強度及びＥＡ性が大幅に低下する事態を回避することができる。

図４に示すアルミニウム合金押出形材１Ｃは、外側フランジ２の溶着部６の近傍が他の部位よりも厚肉化されている。外側フランジ２の厚肉部２ａと比較的薄肉のその他の部位は、それぞれ幅方向（車体上下方向）に沿って実質的に均一な厚さを有する。このドアビームは、外側フランジ２にこのような厚肉部２ａを有する点で、図８Ａに示す従来のアルミニウム合金押出形材１１と異なる。
図８を参照して説明したとおり、アルミニウム合金押出形材１１が高強度材料からなる場合、アルミニウム合金押出形材１１（ドアビーム）が衝突荷重により曲げ変形したとき、ウエブ１４，１５及び外側フランジ１２が座屈しやすく、その際、外側フランジ１２に断面幅方向への引張応力が生じる。この引張応力が外側フランジ１２の溶着部１６の破断限界を超えると、溶着部１６が破断する。そして、アルミニウム合金押出形材１１が高強度材料からなる場合、溶着部１６の破断限界にばらつきが出て、溶着部１６の破断限界が比較的低くなっていることもあり得る。

しかし、アルミニウム合金押出形材１Ｃは、外側フランジ２の溶着部６の近傍（厚肉部２ａ）が厚肉化されていることから、外側フランジ２に生じる引張応力が溶着部６の破断限界を超えにくくなっている。そして、引張応力が溶着部６の破断限界を超える前に、厚肉部２ａ以外の比較的薄肉の部位が優先的に変形することで、溶着部２ａの破断が抑制される。ドアビームがこのようなアルミニウム合金押出形材からなる場合、変形強度及びＥＡ性が大幅に低下する事態を回避することができる。また、外側フランジ２が座屈し、外側フランジ２に断面内側へ凸となる曲げ変形（図８参照）が生じたとしても、溶着部６近傍の板厚を大きくしたことにより、溶着部６に曲げ変形の頂部ができにくい。これにより、外側フランジ２に生じる断面幅方向への引張応力を低減可能であり、溶着部６の破断の危険性を低減することができる。

また、アルミニウム合金押出形材１Ｃは、曲げの中立軸Ｎから遠い外側フランジ２の一部を厚肉化したことにより、変形強度を効率的に高くすることができる。外側フランジ２の一部を厚肉化したことは、同時に、曲げの中立軸Ｎを車体幅方向外側（衝突側）に移動させる効果があり、ウエブ４，５において衝突時に圧縮応力が加わる領域が減少するため、ウエブ４，５及びフランジ２の座屈防止に有効に作用する。

本発明に係るアルミニウム合金押出形材１Ｃにおいて、外側フランジ２の厚肉部２ａの幅Ｗは、溶着部６の全体をカバーする必要がある。一般的に溶着部６の幅は約１ｍｍであるから、厚肉部２ａの幅Ｗは３ｍｍ以上であることが好ましい。一方、厚肉部２ａの幅Ｗが大きすぎると、肉厚差のないアルミニウム合金押出形材１１（ドアビーム）と同様の変形形態になる結果、外側フランジ２が座屈して曲げ変形するとき溶着部６に変形が集中するおそれがあるため、ウエブ４，５間の距離Ｄの１／３以下であることが好ましい。
厚肉部２ａの肉厚Ｔｆは、外側フランジ２に引張応力が負荷されたとき、厚肉部２ａ以外の部位が優先的に塑性変形するだけの大きさとする必要がある。溶着部６の強度低下は、押出条件が悪い場合でも通常部（溶着部６以外の箇所）の強度の１０％以下に留まるから、外側フランジ２の厚肉部２ａの肉厚Ｔｆは、厚肉部２ａ以外の部位の肉厚ｔｆに比べて１０％以上大きくしておくことが好ましい（Ｔｆ≧ｔｆ×１．１）。一方、厚肉部２ａと厚肉部２ａ以外の部位の肉厚差が大きすぎると、押出加工時に欠肉が生じやすく、健全な押出形材が得られない可能性があるから、厚肉部２ａの肉厚Ｔｆは厚肉部２ａ以外の部位の肉厚ｔｆの２．５倍を超えないことが好ましい（Ｔｆ≦ｔｆ×２．５）。

図５に示すアルミニウム合金押出形材１Ｄは、ウエブ４，５が肉厚の大きい外側部４ａ，５ａとそれより肉厚の小さい内側部４ｂ，５ｂからなり、かつ外側フランジ２の溶着部６の近傍に他の部位よりも肉厚の大きい厚肉部２ａが形成されている。すなわち、アルミニウム合金押出形材１Ｄは、図１～３に示すアルミニウム合金押出形材１，１Ａ，１Ｂの特徴と、図４に示すアルミニウム合金押出形材１Ｃの特徴を併せ持つ。このアルミニウム合金押出形材１Ｄにおいて、ウエブ４，５の外側部４ａ，５ａの高さｈは、アルミニウム合金押出形材１，１Ａ，１Ｂにおいて説明したと同じ理由で、Ｈ×２／３以上、Ｈ以下の範囲内であることが好ましく、その肉厚Ｔｗは、ｔｗを超え、ｔｗ×２．５以下であることが好ましい。また、このアルミニウム合金押出形材１Ｄにおいて、外側フランジ２の厚肉部２ａの幅Ｗは、アルミニウム合金押出形材１Ｃにおいて説明したと同じ理由で、３ｍｍ以上、Ｄ×１／３以下の範囲内であることが好ましく、その肉厚Ｔｆはｔｆ×１．１以上、ｔｆ×２．５以下であることが好ましい。

なお、以上の説明では、ドアビームのウエブは一対（２個）であったが、本発明は３以上のウエブを有するドアビームを含む。例えば図６に示すアルミニウム合金押出形材１Ｅは、一対のフランジ（外側フランジ２と内側フランジ３）と３個のウエブ４，５，９からなり、ウエブ４，５，９の外側部４ａ，５ａ，９ａが厚肉化されている。外側フランジ２と内側フランジ３には、ウエブ４とウエブ９の間及びウエブ５とウエブ９の間にそれぞれ溶着部６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂを有する。また、図７に示すアルミニウム合金押出形材１Ｆは、一対のフランジ（外側フランジ２と内側フランジ３）と３個のウエブ４，５，９からなり、外側フランジ２の溶着部６ａ，６ｂの近傍に他の部位よりも肉厚の大きい厚肉部２ａ，２ｂが形成されている。
このように、ウエブが３個以上の場合でも、外側フランジの溶着部はウエブ間に存在し、各ウエブの外側部（厚肉化した部分）の高さｈはＨ×２／３以上、Ｈ以下の範囲内が好ましく、外側フランジの厚肉部の幅Ｗは、３ｍｍ以上、Ｄ×１／３以下の範囲内が好ましい。また、ウエブの外側部の肉厚Ｔｗは、ｔｗを超え、ｔｗ×２．５以下の範囲内が好ましく、外側フランジの厚肉部の肉厚Ｔｆは、ｔｆ×１．１以上、ｔｆ×２．５以下の範囲内が好ましい。なお、ウエブが３個以上の場合でも、溶着部はウエブ間の中央付近に位置することが好ましいが、特に限定的ではない。

以上説明したウエブ及び外側フランジの断面形状は、衝突時のドアビームの曲げ変形が長手方向の載荷点近傍に集中しやすく、ウエブ及び外側フランジの座屈が生じやすい高強度のアルミニウム合金押出形材からなるドアビームにおいて有効に作用する。特に４５０ＭＰａ以上の０．２％耐力を有する７０００系（Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－（Ｃｕ）系）アルミニウム合金押出形材からなるドアビームに好適である。７０００系アルミニウム合金の組成としては、ＪＩＳ又はＡＡ規格で規定される組成が適用できる。好ましい組成として、Ｚｎ：３．０～９．０質量％、Ｍｇ：０．４～２．５質量％、Ｃｕ：０．０５～２．０質量％、Ｔｉ：０．００５～０．２質量％を含有し、さらにＭｎ：０．０１～０．５質量％、Ｃｒ：０．０１～０．３質量％、Ｚｒ：０．０１～０．３質量％の１種以上を含有し、残部Ａｌ及び不純物からなる組成を挙げることができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ アルミニウム合金押出形材
２ 外側フランジ
２ａ 外側フランジの厚肉部
３ 内側フランジ
４，５ ウエブ
４ａ，５ａ ウエブの外側部
４ｂ，５ｂ ウエブの内側部
６，７ 溶着部
Ｎ 曲げの中立軸
Ｏ 断面積中心
ｈ 外側部４ａ，５ａの高さ
Ｔｗ 外側部４ａ，５ａの肉厚
Ｗ 厚肉部２ａの幅
Ｔｆ 厚肉部２ａの肉厚

Claims (7)

1. 長手方向に沿って溶着部を有する中空断面構造のアルミニウム合金押出形材からなり、前記アルミニウム合金押出形材が車体幅方向外側に配置される外側フランジと車体幅方向内側に配置される内側フランジ、及び前記両フランジを連結する少なくとも２つのウエブを備え、前記溶着部が前記外側フランジに設けられ、前記押出形材の押出方向に垂直な断面において、前記ウエブが前記外側フランジに接続する外側部と前記内側フランジに接続する内側部からなり、前記外側部は前記押出形材の断面積中心より車体幅方向外側の領域に位置し、前記外側部の肉厚が前記内側部の肉厚より大きいことを特徴とするアルミニウム合金製ドアビーム。
2. 前記押出形材の押出方向に垂直な断面において、前記ウエブの前記外側フランジから前記押出形材の断面積中心までの高さをＨとしたとき、前記外側部の高さが２／３Ｈ～Ｈの範囲であることを特徴とする請求項１に記載されたアルミニウム合金製ドアビーム。
3. 前記外側フランジの溶着部近傍に他の部位に比べて肉厚が大きい厚肉部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載されたアルミニウム合金製ドアビーム。
4. 前記押出形材の押出方向に垂直な断面において、前記外側フランジの溶着部の両側に接続する２つのウエブの間隔をＤとしたとき、前記厚肉部は、幅が３ｍｍ以上、１／３Ｄ以下の範囲であり、肉厚が他の部位の肉厚の１．１～２．５倍の範囲であることを特徴とする請求項３に記載されたアルミニウム合金製ドアビーム。
5. 前記アルミニウム合金押出形材が耐力４５０ＭＰａ以上の７０００系アルミニウム合金押出形材であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載されたアルミニウム合金製ドアビーム。
6. 長手方向に沿って溶着部を有する中空断面構造のアルミニウム合金押出形材からなり、前記アルミニウム合金押出形材が車体幅方向外側に配置される外側フランジと車体幅方向内側に配置される内側フランジ、及び前記両フランジを連結する少なくとも２つのウエブを備え、前記溶着部が前記外側フランジに設けられ、前記押出形材の押出方向に垂直な断面において、前記外側フランジの溶着部近傍に他の部位に比べて肉厚が大きい厚肉部が形成され、前記外側フランジの溶着部の両側に接続する２つのウエブの間隔をＤとしたとき、前記厚肉部は、幅が３ｍｍ以上、１／３Ｄ以下の範囲であり、肉厚が他の部位の肉厚の１．１～２．５倍の範囲であることを特徴とするアルミニウム合金製ドアビーム。
7. 前記アルミニウム合金押出形材が耐力４５０ＭＰａ以上の７０００系アルミニウム合金押出形材であることを特徴とする請求項６に記載されたアルミニウム合金製ドアビーム。

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