JPH05213127A - 衝撃吸収特性に優れた軽量なドアガードバー - Google Patents

衝撃吸収特性に優れた軽量なドアガードバー

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JPH05213127A
JPH05213127A JP5714192A JP5714192A JPH05213127A JP H05213127 A JPH05213127 A JP H05213127A JP 5714192 A JP5714192 A JP 5714192A JP 5714192 A JP5714192 A JP 5714192A JP H05213127 A JPH05213127 A JP H05213127A
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JP
Japan
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guard bar
door guard
patch
plate
main body
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Application number
JP5714192A
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English (en)
Inventor
Motoyuki Miyahara
宮原征行
Fukuteru Tanaka
田中福輝
Kenichi Watanabe
渡辺憲一
Hajime Takahashi
始 高橋
Masao Osaki
大崎正夫
Koji Doi
土肥康治
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TOPURE KK
TOUPURE KK
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
TOPURE KK
TOUPURE KK
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 衝撃吸収特性に優れると共に軽量なドアガー
ドバーを提供する。 【構成】 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(ドアガードバー)において、逆凸形
状の凸部11とその両側のフランジ部12とからなる横断
面形状の本体1と逆凹形状をしたパッチ3が接合された
平板からなる当板2とが、本体凸部の内部空間に逆凹形
状をしたパッチ3が入るように配置されており、かつ各
部の寸法が、0.02×L1≦H、0.5≦H/W≦3.
0、1.1×R1≦dH≦0.8H、1.5×t1≦W−d
W≦8.0×t1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/mm2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している。こ
こで、L1:ドアガードバー全長、H:ドアガードバー
高さ、dH:パッチ外側高さ、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、t1:本体の板厚である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、衝撃吸収特性に優れた
ドアガードバーに係り、より詳しくは、特定の形状を有
し、本体に引張り強さ80kgf/mm2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ー
に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が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
部に図4に示すようなドアガードバーと呼ばれる補強ビ
ームの装着が進められている。
【0003】従来、ドアガードバーには、引張り強さ6
0〜100kgf/mm2の高強度鋼板を用い、図5に示すよ
うな断面形状の3山タイプのドアガードバーが使用され
てきた。このタイプのドアガードバーは、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。
【0004】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ーであっても、図6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。
【0005】更に、自動車の燃費規制により自動車車体
の軽量化への要求が高まっているが、このように補強部
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。
【0006】すなわち、このようなドアガードバーに
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ド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じる。
【0007】そこで、このようなドアガードバーにはプ
レス加工による軽量化が望まれているのである。
【0008】本発明は、かゝる要請に応えるべくなされ
たものであって、衝撃吸収特性に優れると共に軽量なド
アガードバーを提供することを目的とするものである。
【0009】
【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ドバー
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ーを得るべく、鋭意研究し
た結果、本体が図7に示すような断面形状の1山タイプ
のドアガードバーにおいて、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ーを得ることができ
ることを見い出した。
【0010】しかしながら、この1山タイプのドアガー
ドバーにおいても、なお、前述のような圧壊試験を行っ
た場合、座屈現象により、まず、図7中の本体R1部が
内側に倒れ込み、その後、当板(平板)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。
【0011】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ー
を得ることができることを見い出した。すなわち、図1
に示すように、当板に逆凹形状に成形されたパッチを接
合することにより、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共に軽量なド
アガードバー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。
【0012】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
本体と逆凹形状をしたパッチが接合された平板からなる
当板とが、本体凸部の内部空間に逆凹形状をしたパッチ
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≦0.8H …(3) 1.5×t1≦W−dW≦8.0×t1 …(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:パッチ外側高さ 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 t1: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/mm2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を要旨とするものである。
【0013】以下に本発明を更に詳述する。
【0014】
【作用】
【0015】まず、本発明においては、本体として引張
り強さ80kgf/mm2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図1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11とその両側のフランジ部12とか
らなる形状である。
【0016】なお、本体の引張強さが80kgf/mm2未満
では、ドアガードバーとして、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。
【0017】その際、ドアガードバーの高さH、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(図2、図3参照)。 0.02×L1≦H …(1) 0.5≦H/W≦3.0 …(2)
【0018】ここで、L1はドアガードバーの全長であ
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、ドアガードバーとして
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。
【0019】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じ
る。
【0020】また、本発明においては、平板からなる当
板に、図1に示す逆凹形状に成形されたパッチを接合す
る。その際、パッチの高さdH、及び本体の凸部幅Wと
パッチの幅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。 1.1×R1≦dH≦0.8H …(3) 1.5×t1≦W−dW≦8.0×t1 …(4)
【0021】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及
び当板の剛性向上効果が得られない。他方、右辺より大
きい場合には、圧壊時にパッチ凹部先端が強い伸びフラ
ンジ変形を受けるため、破断し、その結果、最高荷重が
低下することとなる。
【0022】また、W−dWが(4)式の左辺より小さい
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、荷重が急激低下し、衝撃吸収性も低下する。他方、
右辺より大きい場合には、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。
【0023】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及びパッチの長さL3を次
式 0.25×L1≦L2≦0.80×L1 …(7) 0.20×L1≦L3≦0.70×L1 …(8) 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。
【0024】すなわち、L2及びL3が(7)式及び(8)
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及びL3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。
【0025】また、本発明において、当板とパッチを中
央付近に設け、更に当板として次式 0.7×t1≦t2又はTS1≦TS2 …(5) 0.9×t1≦t3又はTS1≦TS3 …(6) を満足する鋼板を使用するのが好ましい。
【0026】すなわち、当板の板厚t2が本体の板厚t1
×0.7より小さいとき、又は当板の引張り強さTS2
本体の引張り強さTS1より小さいときには、圧壊時に
おいて、当板の強度及び剛性が低下し、その結果、最高
荷重が低下することとなり好ましくない。或いは、パッ
チの板厚t3が本体の板厚t1×0.9より小さいとき、
又はパッチの引張り強さTS3が本体の引張り強さTS1
より小さいときには、圧壊時において、本体R1部の内
側への倒れ込みを防止する効果を得られない結果となり
好ましくない。
【0027】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ドバーを得ることができ
る。
【0028】なお、本発明による1山タイプのドアガー
ドバーを成形する場合、図2のA−A断面の横断面形状
(図3)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、図2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L4
は、バー全体の強度に影響を与えないために L4≧0.6×L1 とすることが望ましい。
【0029】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
の溶接ピッチを50mm以下とすることが望ましい。
【0030】以下に本発明の実施例を示す。
【0031】
【実施例】
【表1】 に種々の寸法緒元を有するドアガードバーを示す。これ
らのドアガードバーについて、図6の試験方法で圧壊試
験を行った結果の例を図8(荷重変位曲線)に示す。
【0032】図8において、従来の3山タイプのドアガ
ードバー(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、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。
【0033】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Dは急激に荷重が低下して
いる。
【0034】図9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1
50mmまでに荷重変位曲線で囲まれる面積で表わしてい
る。図9より、本発明例E、F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。
【0035】
【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ドバーにおいて、本体
の形状を調整すると共に、当板に逆凹形状のパッチを接
合することにより、衝撃吸収特性に優れると共に軽量な
ドアガードバー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】
【図1】本発明による1山タイプのドアガードバーの形
状を説明する斜視図である。
【図2】本発明による1山タイプのドアガードバーの端
部形状を示す縦側面図である。
【図3】本発明による1山タイプのドアガードバーの端
部形状を示す図で、図2のA−A断面図である。
【図4】ドアガードバーを自動車ドアに装着した状態を
示す説明図である。
【図5】従来の3山タイプのドアガードバーの横断面を
示す図である。
【図6】ドアガードバーの圧壊試験の要領を示す説明図
である。
【図7】1山タイプのドアガードバー(但し、当板は平
板)の横断面図である。
【図8】ドアガードバーの圧壊試験後の荷重変位曲線を
示す図である。
【図9】ドアガードバーの圧壊試験後の製品荷重と吸収
エネルギーの関係を示す図である。
【図10】(a)、(b)、(c)は、それぞれドアガードバ
ーの異なる断面形状を示す図である。
【符号の説明】
1 本体 11 本体凸部 12 本体フランジ部 2 当板 3 パッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺憲一 兵庫県加古川市平岡町二俣1001番地二俣北 神鋼寮 (72)発明者 高橋 始 神奈川県相模原市南橋本3−2−25東プレ 株式会社相模原事業所内 (72)発明者 大崎正夫 神奈川県相模原市南橋本3−2−25東プレ 株式会社相模原事業所内 (72)発明者 土肥康治 神奈川県相模原市南橋本3−2−25東プレ 株式会社相模原事業所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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凹形状をしたパッチが
    接合された平板からなる当板とが、本体凸部の内部空間
    に逆凹形状をしたパッチ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≦0.8H …(3) 1.5×t1≦W−dW≦8.0×t1 …(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:パッチ外側高さ 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 t1: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/mm2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. 【請求項2】 当板及びパッチが中央部付近に設けら
    れ、かつ、当板として次式 0.7×t1≦t2又はTS1≦TS2 …(5) 0.9×t1≦t3又はTS1≦TS3 …(6) ここで、 t2:当板の板厚 t3:パッチの板厚 TS1:本体の引張り強さ TS2:当板の引張り強さ TS3:パッチの引張り強さ 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及びパッチの長さL3が次式 0.25×L1≦L2≦0.80×L1 …(7) 0.20×L1≦L3≦0.70×L1 …(8) 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。
JP5714192A 1992-02-07 1992-02-07 衝撃吸収特性に優れた軽量なドアガードバー Pending JPH05213127A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3616128A1 (de) * 1985-05-14 1986-11-20 Canon Inc. Disazofarbstoffe und diese enthaltende aufzeichnungsfluessigkeiten
JP2006205779A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Fuji Heavy Ind Ltd 車両用ドア構造

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3616128A1 (de) * 1985-05-14 1986-11-20 Canon Inc. Disazofarbstoffe und diese enthaltende aufzeichnungsfluessigkeiten
DE3616128C2 (de) * 1985-05-14 2000-08-17 Mitsubishi Chem Corp Disazofarbstoffe und diese enthaltende Aufzeichnungsflüssigkeiten
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Effective date: 20020305