JPH04208633A - 衝撃吸収特性に優れた軽量なドアガードバー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、衝撃吸収特性に優れたドアガードバ−に係り
、より詳しくは、特定の形状を有し、本体に引張り強さ
８０　ｋｇｆ／　ｒｍｖａ’以上の鋼板を使用し、衝撃
吸収特性に優れると共に軽量なドアガードバ−に関する
ものである。 （従来の技術及び解決しようとする課題）近年、自動車
業界において、自動車への安全性の要求の高まりにより
、高強度鋼板を用い、衝突時に乗員を保護するための補
強部材の採用が進められている。この中で、自動車側面
への衝突に対する乗員の保護のためには、ドア内部に第
３図に示すようなドアガードバ−と呼ばれる補強ビーム
の装着が進めら九でいる。 従来、ドアガートバーには、引張り強さ６０〜１００　
ｋｇ　ｆ　／　ｍｍ２の高強度鋼板を用い、第４図に示
すような断面形状の３山タイプのドアガートバーが使用
されてきた。このタイプのドアガートバーは、３山の形
状をプレス加工により成形し、その上下面に当板をスポ
ット溶接により接合したものである。 しかし、このような高強度鋼板を用いた３山タイプのド
アガードバ−であっても、第５図に示すような圧壊試験
を行った場合、最高荷重に達した後、急激に荷重が低下
し、衝撃吸収特性が低下するという問題がある。 更に、自動車の燃費規制により自動車車体の軽量化への
要求も高まっているが、このような補強部材に対しても
軽量化を進めることが強く求められている。 すなわち、このようなドアガートバーには、軽量化する
と共に、側面方向からの衝突に対して乗員を保護するた
めに、剛性・強度が要求されるのみならず、その衝撃吸
収特性が優れていること、換言すれば、その吸収エネル
ギーが大きいことが要求されているのである。そして、
この要求に対して、焼入れ処理を施したパイプ構造によ
るドアガートバーが用いられる場合があるが、この場合
は全長にわたり同一形状となり、端部付近において過剰
な材料を有し、また、焼入れ時に反りが発生し易いとい
う問題が生しる。 そこで、このようなドアガードバ−にはプレス加工によ
る軽量化が望まれているのである。 本発明は、か）る要請に応えるへくなされたものであっ
て、衝撃吸収特性に優れると共に軽量なドアガートバー
を提供することを目的とするものである。 （課題を解決するための手段） 前記課題を解決するため、本発明者らは、前述の３山タ
イプのドアガートバーを軽量化すると共に、剛性・強度
に優れ、かつ、衝撃吸収特性に優れたドアガードバ−を
得るへく、鋭意研究した結果、本体が第６図に示すよう
な断面形状の１山タイプのドアガードバ−においても、
その板厚、素材強度、形状（Ｈ／Ｗ）や寸法を調整する
ことにより、従来のものと同等の剛性・強度を持つドア
ガードバ−を得ることができることを見い出した。 しかしながら、この１山タイプのドアガートバーにおい
ても、なお、前述のような圧壊試験を行なった場合、座
屈現象により、まず、第６図中の本体Ｒ１部が内側に倒
れ込み、その後、当板（手抜ンが本体内側方向に折れ込
むことにより、急激に荷重が低下し、その結果、衝撃吸
収特性が低下するという改善の余地が残されていること
が判明した。 そこで、本研究者らは、この荷重の急激な低下を防止し
得る方策について更に研究を重ねた結果、当板の曲げ剛
性を高めると共に、本体Ｒ１部に生じる座屈の位置を荷
重点近傍のみならずバー長手方向に分散させることによ
り、衝撃吸収特性に優れたドアガードバ−を得ることが
できることを見い出した。すなわち、第１図に示すよう
に当板も下方に凸形状（逆凸形状）に成形することによ
り、当板の曲げ剛性を高めると共に本体内側方向への折
れ込みを防止することが可能になり、更に、当板の凸部
が本体Ｒ１部の内側への倒れ込みを倒れ込み途中で防止
すると共に、その発生位置をバー長手方向に分散するこ
とが可能となり、その結果。 前記問題点を解決することができ、更に、当板を本体の
全フランジ部に接合するのではなく、中央部にのみ設け
ることにより軽量化と共に吸収エネルギーを改善できる
ことを見い出した。かくして、衝撃吸収特性に優れると
共に軽量なドアガードバ−を得ることができることを見
い出して、ここに本発明をなしたものである。 すなわち、本発明は、要するに、逆凸形状の凸部とその
両側のフランジ部とからなる横断面形状の本体と逆凸状
の凸部とその両側のフランジ部とからなる横断面形状の
当板とが、本体凸部の内側空間に当板凸部が入るように
配置されており、かつ、各部の寸法が次式 ％式％（１） Ｌ１ニドアガードパ−全長 Ｈニドアガードパ−高さ ｄＨ：当板凸部外側高さ Ｗ：本体の凸部外側幅 ｄＷ：当板の凸部外側幅 Ｒ１：本体の凸部の立上り個所の外側曲率ｔ工：本体の
板厚 を満足する寸法であり、しかも１本体として引張り強さ
が８０　ｋｇｆ／＋ｍ＋ｎ２以上、降伏比が０．６５以
上の鋼板が使用されていることを特徴とする衝撃吸収特
性に優れる１山タイプのドアガードバ−を要旨とするも
のである。 以下に本発明を更に詳述する。 （作用） まず、本発明においては、本体として引張り強さ８０　
ｋｇｆ／　ｍ＋＊”以上で降伏比０．６５以上の高強度
鋼板を用い、これをプレス加工により第１図に示す断面
形状の本体を成形する。本体１の横断面形状は、１山タ
イプで、逆凸状の凸部１□とその両側のフランジ部１□
とからなる形状である。 なお、本体の引張強さが８０ｋｇｆ／ｍｍ”未満では、
ドアガードバ−として、乗員保護のために要求される強
度レベルを満足することができない結果となり、また降
伏比が０．６５未満では圧壊時に小さい変位でバーが塑
性領域に入るため、座屈開始が早まり、その結果、強度
・吸収エネルギーが低下することとなるので、好ましく
ない。 その際、ドアガートバーの高さＨｌ及びこの高さＨと本
体凸部の幅Ｗの比、Ｈ／Ｗが次式を満足するように調整
することが必要である（第２図参照）。 ０．０２ＸＬ１≦Ｈ・・・（１） ０．５≦Ｈ／Ｗ≦３．０　　　　　　　・・・（２）こ
こで、Ｌｌはドアガードバ−の全長であり。 この値は装着されるドアの寸法によって規制されるもの
である。そして、高さＨが（１）式の左辺より小さいと
きには、圧壊荷重が低くなり、ドアガートバーとして要
求される強度を満足することができない。なお、高さＨ
は特に上限の規定はしないが、ドア内部に装着できる範
囲で最も大きな値を選択することが望ましい。 また、Ｈ／Ｗが（２）式の左辺より小さいときには、同
様に、要求される強度を満足することができず、他方、
右辺より大きいときにはプレス加工が困難になると共に
圧壊時にバー自体の横倒れの危険性が生しる。 また、本発明においては、当板も第１図に示す逆凸形状
の断面形状に成形する。すなわち、当板２は、１山タイ
プで、逆凸状の凸部２□とその両側のフランジ部２□と
からなる断面形状である。 その際、当板の高さｄＨｌ及び本体の凸部幅Ｗと当板の
凸部幅ｄＷの差が次式を満足するように調整することが
必要である。 １、ｌＸＲ１≦ｄＨ≦０．４５Ｈ−（３）１．５ｘｔ、
≦Ｗ−ｄＷ≦６．Ｏｘ　ｔｌ・・（４）すなわち、ｄＨ
が（３）式の左辺より小さいときには、本体Ｒ１部の内
側への倒れ込み防止の効果が得られない。他方、右辺よ
り大きい場合は、当板凸部が曲げ中立軸に近づくため、
剛性の低下が生じると共に最高荷重の低下も生じること
となる。 また、Ｗ−ｄＷが（４）式の左辺よりノ」１さい場合は
、最高荷重は増加するが、本体Ｒ１部の内側への倒れ込
み発生位置をバー長手方向に分散することができず、荷
重が急激に低下し、衝撃吸収性も低下する。他方、右辺
より大きい場合は、本体と当板の隙間が広くなりすぎ、
本体Ｒ１部の内側への倒れ込みを防止する効果を得るこ
とができない。 なお、上記効果を十分得るためには、当板の曲げ部の外
側曲率Ｒ１’は本体の曲げ部の外側曲率Ｒ１以下である
ことが望ましい。 更に、本発明においては、当板凸部の底部を平面に成形
しているが、この部分を第１０図に示すように、波型又
は段付き形状に成形すれば５本発明の効果を損なうこと
なく、更に当板の曲げ剛性を向上させることが可能とな
る。 また、圧壊時の当板の凸部の変形を防止するために、第
２図に示すようにパッチ３を設けることが望ましい。こ
の場合、パンチの長さＬ３は当板の変形の防止が目的で
あるため、 Ｌ３≧Ｏ，１５ＸＬ１ で十分である。しかし、当板の板厚ｔ２を本体の板厚ｔ
０以上（ｔ□≦ｔｚ）とするか、又は当板の強度ＴＳ、
を本体の強度ＴＳ工以上（ＴＳ工≦ＴＳ、）に調整する
場合には、当板の剛性を充分確保できるため、パッチを
設けなくても本発明の効果を得ることができる。 また、本発明において、当板を本体の全長に接合せず、
当板の長さＬ２を次式 ％式％（６） の範囲に調整することにより、圧壊時における荷重点近
傍のひずみを緩和することができるため、上述の効果に
加えて、更に吸収エネルギーを改善することが可能にな
ると共に、軽量化が可能となる。 すなわち、Ｌ２が（６）式の左辺より小さいときには、
当板の接合されていない領域で座屈が生じ、本発明の効
果を得ることができない。他方、右辺より大きい場合に
は、上述の効果において何ら問題はないが、Ｌ２を短縮
することによる吸収エネルギーの改善効果を得ることが
できない。 かくして、本発明によれば、衝撃吸収特性に優れると共
に軽量なドアガートバーを得ることができる。 なお、本発明による１山タイプのドアガートバーを成形
する場合、第２図（ｂ）に示すＡ−Ａ断面の横断面形状
がバー長手方向に一様に延在する形状でも何ら問題はな
いが、軽量化を行う場合、第２図（ａ）に示すようにバ
ーの長さ方向の両端を絞った形状にすることが望ましい
。そして、両端を絞った後のバー底部（凸部）の長さＬ
４は、バー全体の強度に影響を与えないために Ｌ４≧０．６ＸＬ１ とすることが望ましい。 また、本体と当板及びパッチを接合する方法は、スポッ
ト溶接、ＴＩＧ溶接、レーザー溶接等、どのような溶接
方法を用いても問題はないが、工業的に最も利用される
スポット溶接を用いる場合は、圧壊時の本体と当板の口
開きによる強度低下を防止するために、その溶接ピンチ
を５０ｍｍ以下とすることが望ましい。 以下に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第１表に種々の寸法諸元を有するドアガートバーを示す
。 これらのドアガートバーについて、第５図の試験方法で
圧壊試験を行った結果の例を第７図（荷重変位曲線）に
示す。 第７図において、従来の３山タイプのドアガードバ−（
従来例Ａ）と比較して、比較例Ｂは同等の強度を有して
いる。しかしながら２両者とも最高荷重に達した後、急
激に荷重が低下している。これに対し、本発明例Ｅは、
最高荷重に達した後、急激に荷重が低下せず、最高荷重
に近い荷重が持続している。 また、当板の形状が異なる比較例Ｃは最高荷重が低く、
同様に、比較例りは急激に荷重が低下している。 第８図は製品重量と吸収エネルギーの関係を示した図で
ある。ここで、吸収エネルギーは、変位が１５０ｓ＋ｍ
までに荷重変位曲線で囲まれる面積で表わしている。 第８図より、本発明例Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは、いずれも軽量
であると共に、衝撃吸収特性に優れていることが明らか
である。

【以下余白】

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、逆凸形状の１山
タイプのドアガートバーにおいて、本体の形状を調整す
ると共に、当板も逆凸形状に成形する等により、衝撃吸
収特性に優れると共に軽量なドアガードバ−を得ること
ができる。したがって、自動車の安全性、軽量化に寄与
するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による１山タイプのドアガートバーの形
状を説明する斜視図、 第２図は本発明による１山タイプのドアガートバーの端
部の形状を示す図で、（ａ）は縦側面図、（ｂ）は（ａ
）のＡ−Ａ断面図であり。 第３図はドアガードバ−を自動車ドアに装着した状態を
示す説明図、 第４図は従来の３山タイプのドアガートバーの横断面を
示す図、 第５図はドアガートバーの圧壊試験の要領を示す説明図
、 第６図は１山タイプのドアガードバ−（但し。 当板は平板）の横断面図、 第７図はドアガートバーの圧壊試験後の荷重変位曲線を
示す図、 第８図はドアガートバーの圧壊試験後の製品重量と吸収
エネルギーの関係を示す図、 第９図（ａ）、（ｂ）、　（ｃ）、（ｄ）はそれぞれド
アガードバ−の異なる断面形状を示す図。 第１０図（ａ）、（ｂ）は当板底部の他の断面形状を説
明する図である。 １・・本体、１．・・・本体凸部、１□・・・本体フラ
ンジ部、２　・当板、２．・当板凸部、２．・・当板フ
ランジ部、３・・・パッチ。 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　中　　村　　　尚 第３図 第５図 第６図 第７図 雫吠の変位ｆｊ肩） 第８図 Ｍ、品ｉＪｔ　（（コ） 第９図 （Ｑ）２ 第１０図 手続補正書 平成コ年１２月２０日 平成２年特許願第３１０２５７号 ２、発明の名称 衝撃吸収特性に優れた軽量なドアガードバ−３、補正を
する者 事件との関係　　特許出願人 住所　神戸市中央区脇浜町１丁目３番１８号名称　（１
１９）株式会社神戸製鋼所 ４、代理人 住所　〒１１６東京都荒川区西日暮里５丁目３５図面 ７、補正の内容 願書に最初に添付した図面の浄書・別紙のとおり（内容
に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）側面衝突に対して自動車用ドア内部に取り付けら
   れる補強ビーム（以下、「ドアガードバー」という）に
   おいて、逆凸形状の凸部とその両側のフランジ部とから
   なる横断面形状の本体と逆凸状の凸部とその両側のフラ
   ンジ部とからなる横断面形状の当板とが、本体凸部の内
   側空間に当板凸部が入るように配置されており、かつ、
   各部の寸法が次式 ０．０２×Ｌ１≦Ｈ・・・（１） ０．５≦Ｈ／Ｗ≦３．０・・・（２） １．１×Ｒ１≦ｄＨ≦０．４５Ｈ・・・（３）１．５×
   ｔ＿１≦Ｗ−ｄＷ≦６．０×ｔ＿１・・・（４）ここで
   、 Ｌ１：ドアガードバー全長 Ｈ：ドアガードバー高さ ｄＨ：当板凸部外側高さ Ｗ：本体の凸部外側幅 ｄＷ：当板の凸部外側幅 Ｒ１：本体の凸部の立上り個所の外側曲率 ｔ＿１：本体の板厚 を満足する寸法であり、しかも、本体として引張り強さ
   が８０ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上、降伏比が０．６５以上の
   鋼板が使用されていることを特徴とする衝撃吸収特性に
   優れる１山タイプのドアガードバー。 （２）当板が中央部付近に設けられ、かつ、当板として
   次式 ｔ＿１≦ｔ＿２又はＴＳ＿１≦ＴＳ＿２・・・（５）こ
   こで、 ｔ＿２：当板の板厚 ＴＳ＿１：本体の引張り強さ ＴＳ＿２：当板の引張り強さ を満足する鋼板が使用されている請求項１に記載のドア
   ガードバー。 （３）請求項１又は２に記載のドアガードバーにおいて
   、当板の長さＬ２が次式 ０．２５×Ｌ１≦Ｌ２≦０．８０×Ｌ１・・・（６）を
   満足する寸法である請求項１又は２に記載のドアガード
   バー。