JPH05246242A - アルミニウム合金製自動車用補強部材 - Google Patents
アルミニウム合金製自動車用補強部材Info
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- JPH05246242A JPH05246242A JP4050045A JP5004592A JPH05246242A JP H05246242 A JPH05246242 A JP H05246242A JP 4050045 A JP4050045 A JP 4050045A JP 5004592 A JP5004592 A JP 5004592A JP H05246242 A JPH05246242 A JP H05246242A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐荷重（最大荷重）が従来と同等であって、
破断変位を従来よりも著しく増大させることができるア
ルミニウム合金製自動車用補強部材を提供する。 【構成】 荷重を受けたときに圧縮力が作用する側の圧
縮側フランジ及び引張力が作用する側の引張側フランジ
の厚さを夫々Ｔ（圧）及びＴ（引）とし、前記圧縮側フ
ランジ及び引張側フランジの幅を夫々Ｂ（圧）及びＢ
（引）とした場合に、下記数式を満足するようにその断
面形状を設定する。 Ｂ（圧）／Ｂ（引）≧−1.6・Ｔ（圧）／Ｔ（引）＋2.0 Ｂ（圧）／Ｂ（引）≦−1.3・Ｔ（圧）／Ｔ（引）＋2.1 1.5≧Ｔ（圧）／Ｔ（引）≧0.5 19.6≧Ｂ（Ｗ）／Ｔ（Ｗ） 13.7≧Ｌ／Ｔ（圧） 2.3≧Ｔ（圧）／Ｔ（Ｗ）≧1
破断変位を従来よりも著しく増大させることができるア
ルミニウム合金製自動車用補強部材を提供する。 【構成】 荷重を受けたときに圧縮力が作用する側の圧
縮側フランジ及び引張力が作用する側の引張側フランジ
の厚さを夫々Ｔ（圧）及びＴ（引）とし、前記圧縮側フ
ランジ及び引張側フランジの幅を夫々Ｂ（圧）及びＢ
（引）とした場合に、下記数式を満足するようにその断
面形状を設定する。 Ｂ（圧）／Ｂ（引）≧−1.6・Ｔ（圧）／Ｔ（引）＋2.0 Ｂ（圧）／Ｂ（引）≦−1.3・Ｔ（圧）／Ｔ（引）＋2.1 1.5≧Ｔ（圧）／Ｔ（引）≧0.5 19.6≧Ｂ（Ｗ）／Ｔ（Ｗ） 13.7≧Ｌ／Ｔ（圧） 2.3≧Ｔ（圧）／Ｔ（Ｗ）≧1
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は側面衝突に対して乗員を
保護するために設けられる自動車ドア用補強部材等とし
て使用されるアルミニウム合金材製自動車用補強部材に
関し、特に、エネルギ吸収量を高めたアルミニウム合金
製自動車用補強部材に関する。
保護するために設けられる自動車ドア用補強部材等とし
て使用されるアルミニウム合金材製自動車用補強部材に
関し、特に、エネルギ吸収量を高めたアルミニウム合金
製自動車用補強部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、自動車ドアには、その側面衝突に
対して乗員を保護するために、補強部材（インパクトビ
ーム）が内設されるようになってきた。そして、自動車
の軽量化の要求に応じて、この補強部材にもアルミニウ
ム合金が使用されている。
対して乗員を保護するために、補強部材（インパクトビ
ーム）が内設されるようになってきた。そして、自動車
の軽量化の要求に応じて、この補強部材にもアルミニウ
ム合金が使用されている。
【０００３】図１４は従来の自動車ドア用補強部材の縦
断面図である。この補強部材は、自動車ドアの内部に設
けられ、水平に延びその面が垂直の外側側面用のフラン
ジ１と、このフランジ１と平行で同一幅の内側側面用の
フランジ２と、フランジ１及びフランジ２を連結する１
対のウェッブ３とにより構成されている。
断面図である。この補強部材は、自動車ドアの内部に設
けられ、水平に延びその面が垂直の外側側面用のフラン
ジ１と、このフランジ１と平行で同一幅の内側側面用の
フランジ２と、フランジ１及びフランジ２を連結する１
対のウェッブ３とにより構成されている。
【０００４】このように構成される補強部材には、自動
車が衝突した際の曲げ強度が高いこと、及び衝突を吸収
するエネルギが高いことが要求される。一方、この補強
部材の形状としては、自動車ドアの内部に設置されるも
のであるため、ドアの幅に制約を受けて補強部材の幅Ｗ
は例えば32mmと規格化されている。また、自動車の軽量
化のためには、補強部材の全重量は一定値以下に規定さ
れており、従って、その断面積も一定値以下に規制され
ている。
車が衝突した際の曲げ強度が高いこと、及び衝突を吸収
するエネルギが高いことが要求される。一方、この補強
部材の形状としては、自動車ドアの内部に設置されるも
のであるため、ドアの幅に制約を受けて補強部材の幅Ｗ
は例えば32mmと規格化されている。また、自動車の軽量
化のためには、補強部材の全重量は一定値以下に規定さ
れており、従って、その断面積も一定値以下に規制され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この場合に、この補強
部材の両端部を支持した状態で、フランジ１側から衝撃
力が印加された場合に、補強部材が図１５に示すように
湾曲し、フランジ１と、ウェッブにおける中立軸よりも
フランジ１側の部分には圧縮力が作用し、フランジ２
と、ウェッブ３における中立軸よりもフランジ２側の部
分には引張力が作用する。そして、この衝撃力が大きい
場合は、引張応力が材料の破断限界値を超えてしまい、
図１６に示すように、引張部側に破断が生じてしまう。
部材の両端部を支持した状態で、フランジ１側から衝撃
力が印加された場合に、補強部材が図１５に示すように
湾曲し、フランジ１と、ウェッブにおける中立軸よりも
フランジ１側の部分には圧縮力が作用し、フランジ２
と、ウェッブ３における中立軸よりもフランジ２側の部
分には引張力が作用する。そして、この衝撃力が大きい
場合は、引張応力が材料の破断限界値を超えてしまい、
図１６に示すように、引張部側に破断が生じてしまう。
【０００６】従来の、補強部材においては、例えば、10
50kgf以上の耐荷重（破断するときの最大荷重）を得よ
うとすると、補強部材は150乃至170mm程度の変位で破断
が生じてしまう。断面積及び重量に制約がある補強部材
において、この破断変位を高めようとすると、材料自体
の強度を低下させる必要がある。そうすると、所定の耐
荷重（最大荷重）を得ることができなくなる。
50kgf以上の耐荷重（破断するときの最大荷重）を得よ
うとすると、補強部材は150乃至170mm程度の変位で破断
が生じてしまう。断面積及び重量に制約がある補強部材
において、この破断変位を高めようとすると、材料自体
の強度を低下させる必要がある。そうすると、所定の耐
荷重（最大荷重）を得ることができなくなる。
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、耐荷重が所要値以上であると共に、破断変
位を従来よりも著しく増大することができるアルミニウ
ム合金製自動車用補強部材を提供することを目的とす
る。
のであって、耐荷重が所要値以上であると共に、破断変
位を従来よりも著しく増大することができるアルミニウ
ム合金製自動車用補強部材を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るアルミニウ
ム合金製自動車用補強部材は、荷重を受けたときに圧縮
力が作用する側の圧縮側フランジ及び引張力が作用する
側の引張側フランジを１対のウェッブにより連結した断
面形状を有するアルミニウム合金製自動車用補強部材に
おいて、前記圧縮側フランジ及び引張側フランジの厚さ
を夫々Ｔ（圧）及びＴ（引）とし、前記圧縮側フランジ
及び引張側フランジの幅を夫々Ｂ（圧）及びＢ（引）と
し、ウェッブの厚さ及び幅を夫々Ｔ（Ｗ）及びＢ（Ｗ）
とし、ウェッブの間隔をＬとした場合に、下記数式１乃
至６を満足するようにその断面形状を設定したことを特
徴とする。
ム合金製自動車用補強部材は、荷重を受けたときに圧縮
力が作用する側の圧縮側フランジ及び引張力が作用する
側の引張側フランジを１対のウェッブにより連結した断
面形状を有するアルミニウム合金製自動車用補強部材に
おいて、前記圧縮側フランジ及び引張側フランジの厚さ
を夫々Ｔ（圧）及びＴ（引）とし、前記圧縮側フランジ
及び引張側フランジの幅を夫々Ｂ（圧）及びＢ（引）と
し、ウェッブの厚さ及び幅を夫々Ｔ（Ｗ）及びＢ（Ｗ）
とし、ウェッブの間隔をＬとした場合に、下記数式１乃
至６を満足するようにその断面形状を設定したことを特
徴とする。
【０００９】
【数１】 Ｂ（圧）／Ｂ（引）≧−1.6・Ｔ（圧）／Ｔ（引）＋2.0
【００１０】
【数２】 Ｂ（圧）／Ｂ（引）≦−1.3・Ｔ（圧）／Ｔ（引）＋2.1
【００１１】
【数３】1.5≧Ｔ（圧）／Ｔ（引）≧0.5
【００１２】
【数４】19.6≧Ｂ（Ｗ）／Ｔ（Ｗ）
【００１３】
【数５】13.7≧Ｌ／Ｔ（圧）
【００１４】
【数６】2.3≧Ｔ（圧）／Ｔ（Ｗ）≧1
【００１５】
【作用】本願発明者等は、断面積及び重量に規制がある
自動車用補強部材において、十分に高い耐荷重（最大荷
重）を確保しつつ、破断変位を増大させて、破断に至る
までに吸収できるエネルギ量を増大させるべく種々実験
研究を行った。その結果、補強部材の断面において引張
力と圧縮力とが釣り合う位置が連続して構成される中立
軸を断面中央よりも引張側に移すことにより破断変位を
増大でき、このように中立軸を断面中央よりも引張部側
に移すためには、補強部材断面図形における重心点（以
下、図心という）を断面中央よりも引張部側に移せばよ
いことを見いだした。この図心の中央からの変位によ
り、断面積及び重量に規制がある自動車用補強部材にお
いて、その強度に対するウェッブ及びフランジの寄与の
程度を極めて有効に高めることができる。
自動車用補強部材において、十分に高い耐荷重（最大荷
重）を確保しつつ、破断変位を増大させて、破断に至る
までに吸収できるエネルギ量を増大させるべく種々実験
研究を行った。その結果、補強部材の断面において引張
力と圧縮力とが釣り合う位置が連続して構成される中立
軸を断面中央よりも引張側に移すことにより破断変位を
増大でき、このように中立軸を断面中央よりも引張部側
に移すためには、補強部材断面図形における重心点（以
下、図心という）を断面中央よりも引張部側に移せばよ
いことを見いだした。この図心の中央からの変位によ
り、断面積及び重量に規制がある自動車用補強部材にお
いて、その強度に対するウェッブ及びフランジの寄与の
程度を極めて有効に高めることができる。
【００１６】図１は補強部材の最大荷重及び破断変位を
求めるための曲げ試験方法を示す模式図である。間隔が
例えば950mmの１対の支点５上に、補強部材１０を、そ
の荷重を受ける圧縮側のフランジ１１を上方にし、引張
側のフランジ１２を下方にし、これらのフランジ１１，
１２を連結するウェッブ１３の面を垂直にして載置す
る。そして、１対の支点５間の中央にて、曲率（図面半
径）が例えば150mmのポンチ６を介して補強部材１０に
対して下方に荷重を印加し、補強部材１０の荷重印加点
の変位δと荷重Ｐとの関係を測定した。
求めるための曲げ試験方法を示す模式図である。間隔が
例えば950mmの１対の支点５上に、補強部材１０を、そ
の荷重を受ける圧縮側のフランジ１１を上方にし、引張
側のフランジ１２を下方にし、これらのフランジ１１，
１２を連結するウェッブ１３の面を垂直にして載置す
る。そして、１対の支点５間の中央にて、曲率（図面半
径）が例えば150mmのポンチ６を介して補強部材１０に
対して下方に荷重を印加し、補強部材１０の荷重印加点
の変位δと荷重Ｐとの関係を測定した。
【００１７】この荷重−変位曲線を図２に示す。図２に
おいて、曲線Ａは中立軸を引張部側のフランジ１２寄り
（下方）に移した場合の荷重−変位曲線、曲線Ｂは従来
と同様に（図１４参照）、中立軸がフランジ１１とフラ
ンジ１２との中央にある場合の荷重−変位曲線である。
この図２に示すように、最大荷重は略々同等であるが、
中立軸を引張部側に変位させた場合の破断変位は中立軸
が中央にある場合の破断変位よりも極めて長い。
おいて、曲線Ａは中立軸を引張部側のフランジ１２寄り
（下方）に移した場合の荷重−変位曲線、曲線Ｂは従来
と同様に（図１４参照）、中立軸がフランジ１１とフラ
ンジ１２との中央にある場合の荷重−変位曲線である。
この図２に示すように、最大荷重は略々同等であるが、
中立軸を引張部側に変位させた場合の破断変位は中立軸
が中央にある場合の破断変位よりも極めて長い。
【００１８】このように、中立軸及び図心を引張応力を
受ける側に移動させる手段としては、圧縮応力を受ける
側のフランジ１１（図１参照）と引張応力を受ける側の
フランジ１２の長さ及び／又は厚さを相違させ、引張応
力を受ける側の重量を大きくすればよい。
受ける側に移動させる手段としては、圧縮応力を受ける
側のフランジ１１（図１参照）と引張応力を受ける側の
フランジ１２の長さ及び／又は厚さを相違させ、引張応
力を受ける側の重量を大きくすればよい。
【００１９】そこで、以下、図１４に示すように、自動
車ドア外面側の荷重を受ける側、即ち、圧縮応力を受け
る側のフランジの厚さをＴ（圧）、反対側の自動車ドア
内面側のフランジ、即ち引張応力を受ける側のフランジ
の厚さをＴ（引）とし、圧縮応力を受ける側のフランジ
の幅をＢ（圧）、引張応力を受ける側のフランジの幅を
Ｂ（引）として、これらの寸法の範囲を基にして、補強
部材の断面形状を規定する。なお、押出法により補強部
材を成形しようとすると、フランジとウェッブとの間の
交差部（コーナー部）が丸みをもつ。このコーナー部の
丸みの半径Ｒを変えることによっても、中立軸及び図心
を変位させることができるが、これは、コーナー部の半
径Ｒの変化により結果的にフランジ部の厚さを変えるこ
とになる。従って、フランジ部の厚さ及び幅を因子にし
て補強部材の断面形状を規定することとする。
車ドア外面側の荷重を受ける側、即ち、圧縮応力を受け
る側のフランジの厚さをＴ（圧）、反対側の自動車ドア
内面側のフランジ、即ち引張応力を受ける側のフランジ
の厚さをＴ（引）とし、圧縮応力を受ける側のフランジ
の幅をＢ（圧）、引張応力を受ける側のフランジの幅を
Ｂ（引）として、これらの寸法の範囲を基にして、補強
部材の断面形状を規定する。なお、押出法により補強部
材を成形しようとすると、フランジとウェッブとの間の
交差部（コーナー部）が丸みをもつ。このコーナー部の
丸みの半径Ｒを変えることによっても、中立軸及び図心
を変位させることができるが、これは、コーナー部の半
径Ｒの変化により結果的にフランジ部の厚さを変えるこ
とになる。従って、フランジ部の厚さ及び幅を因子にし
て補強部材の断面形状を規定することとする。
【００２０】但し、補強部材の断面積は、従来のよう
に、１対のフランジ部の厚さ及び幅が夫々相互に同一で
中立軸を中心として対称である場合と同一とする。ま
た、補強部材の幅Ｄ（図１４参照）は、従来と同様に32
mmとする。
に、１対のフランジ部の厚さ及び幅が夫々相互に同一で
中立軸を中心として対称である場合と同一とする。ま
た、補強部材の幅Ｄ（図１４参照）は、従来と同様に32
mmとする。
【００２１】この場合、最大荷重Ｗmaxは中立軸が中央
にある従来の場合の0.90倍以上を確保する。また、破断
変位Ｓは、同じく中立軸が中央にある場合の1.3倍以上
の大きな変位を得るものとする。
にある従来の場合の0.90倍以上を確保する。また、破断
変位Ｓは、同じく中立軸が中央にある場合の1.3倍以上
の大きな変位を得るものとする。
【００２２】図３乃至図８は、横軸にＢ（圧）／Ｂ
（引）をとり、縦軸に最大荷重Ｗmax及び破断変位Ｓを
とって、Ｂ（圧）／Ｂ（引）と最大荷重Ｗmax及び破断
変位Ｓとの関係を示すグラフ図である。但し、図５乃至
図８は夫々Ｔ（圧）／Ｔ（引）が0.7乃至1.2の場合のデ
ータである。これらのデータは図２に示す曲げ試験方法
により求めたものであり、Ｌ／Ｂ＝0.7（但し、Ｌはウ
エッブの間隔であり、Ｂはフランジ幅Ｂ（引）に等し
い）である。これらの図３乃至図８に図示したように、
最大荷重Ｗmaxが中立軸が中央の場合の0.9倍以上、破断
変位Ｓが中立軸が中央の場合の1.3倍以上の条件を満足
するＢ（圧）／Ｂ（引）の範囲は、Ｔ（圧）／Ｔ（引）
の値により異なる。
（引）をとり、縦軸に最大荷重Ｗmax及び破断変位Ｓを
とって、Ｂ（圧）／Ｂ（引）と最大荷重Ｗmax及び破断
変位Ｓとの関係を示すグラフ図である。但し、図５乃至
図８は夫々Ｔ（圧）／Ｔ（引）が0.7乃至1.2の場合のデ
ータである。これらのデータは図２に示す曲げ試験方法
により求めたものであり、Ｌ／Ｂ＝0.7（但し、Ｌはウ
エッブの間隔であり、Ｂはフランジ幅Ｂ（引）に等し
い）である。これらの図３乃至図８に図示したように、
最大荷重Ｗmaxが中立軸が中央の場合の0.9倍以上、破断
変位Ｓが中立軸が中央の場合の1.3倍以上の条件を満足
するＢ（圧）／Ｂ（引）の範囲は、Ｔ（圧）／Ｔ（引）
の値により異なる。
【００２３】この範囲を図９に斜線にて示す。図９は横
軸にＢ（圧）／Ｂ（引）をとり、縦軸にＴ（圧）／Ｔ
（引）をとって、図３乃至図８に示すＢ（圧）／Ｂ
（引）及びＴ（圧）／Ｔ（引）の最適範囲を斜線にて示
すものである。この斜線範囲を規定するこの直線は、ｙ
＝−1.6ｘ＋2.0とｙ＝−1.3ｘ＋2.1であり、この２つの
直線は最小２乗法で決定したものである。但し、ｘ＝Ｂ
（圧）／Ｂ（引）、ｙ＝Ｔ（圧）／Ｔ（引）とする。
軸にＢ（圧）／Ｂ（引）をとり、縦軸にＴ（圧）／Ｔ
（引）をとって、図３乃至図８に示すＢ（圧）／Ｂ
（引）及びＴ（圧）／Ｔ（引）の最適範囲を斜線にて示
すものである。この斜線範囲を規定するこの直線は、ｙ
＝−1.6ｘ＋2.0とｙ＝−1.3ｘ＋2.1であり、この２つの
直線は最小２乗法で決定したものである。但し、ｘ＝Ｂ
（圧）／Ｂ（引）、ｙ＝Ｔ（圧）／Ｔ（引）とする。
【００２４】なお、図９に示すデータは、Ｔ（圧）／Ｔ
（引）が0.5乃至1.5の範囲で実験的に確かめたものであ
る。従って、このフランジの厚さの比が、この範囲から
外れるものについては、最適範囲が前記数式１及び数式
２により決められる範囲に入るとは限らない。このた
め、本発明においては、図９及び数式３に示すように、
Ｔ（圧）／Ｔ（引）は0.5乃至1.5に限定する。
（引）が0.5乃至1.5の範囲で実験的に確かめたものであ
る。従って、このフランジの厚さの比が、この範囲から
外れるものについては、最適範囲が前記数式１及び数式
２により決められる範囲に入るとは限らない。このた
め、本発明においては、図９及び数式３に示すように、
Ｔ（圧）／Ｔ（引）は0.5乃至1.5に限定する。
【００２５】次に、ウェッブの形状については、以下の
ように考えられる。即ち、より高い曲げ強度を得るため
には、塑性断面係数を可及的に高くすることが有効であ
る。このため、断面積が一定の場合には、なるべくフラ
ンジに肉をもってくることが必要である。しかし、ウェ
ッブが薄肉になってきた場合は、局部座屈を考慮にいれ
て評価する必要がある。そこで、薄板要素で構成される
箱型断面の曲げ強度を評価するために一般的に使用され
ている幅厚比パラメータを基にして、本発明の断面形状
の適正範囲を求める。
ように考えられる。即ち、より高い曲げ強度を得るため
には、塑性断面係数を可及的に高くすることが有効であ
る。このため、断面積が一定の場合には、なるべくフラ
ンジに肉をもってくることが必要である。しかし、ウェ
ッブが薄肉になってきた場合は、局部座屈を考慮にいれ
て評価する必要がある。そこで、薄板要素で構成される
箱型断面の曲げ強度を評価するために一般的に使用され
ている幅厚比パラメータを基にして、本発明の断面形状
の適正範囲を求める。
【００２６】この幅厚比パラメータＲf（フランジ部
分）及びＲw（ウェッブ部分）は夫々下記数式７及び数
式８にて示す。
分）及びＲw（ウェッブ部分）は夫々下記数式７及び数
式８にて示す。
【００２７】
【数７】 Ｒf＝（ｂ／Ｔ（圧））√｛12（１−ν2）／（4π2）｝√（σy／Ｅ）
【００２８】
【数８】 Ｒw＝（ｈ／Ｔ（Ｗ））√｛12（１−ν2）／（23.9π2）｝√（σy／Ｅ）
【００２９】但し、νはポアソン比（＝0.33）、Ｅは縦
弾性係数（＝7300）、σyは耐力（≧43kgf/mm2)であ
る。この評価式に基づいて、局部座屈を考慮して求めた
実験データを図１０，１１に示す。図１０及び図１１は
夫々横軸に上記評価式のＲf及びＲwをとり、縦軸にいず
れもγ（＝Ｐe／Ｐt）をとって両者の関係を示すグラフ
図である。但し、Ｐeは曲げ強度の実験により求めた実
験値であり、Ｐtはその形状における曲げ強度の理論値
である。この図１０、１１に示すγが１以上であること
は、少なくとも最大強度に至るまで局部座屈が生じない
ことを意味する。このため、γを１以上にする範囲を基
に本発明の断面形状を規定する。この範囲は図１０，１
１から求められるように、下記数式９，１０により表さ
れる。
弾性係数（＝7300）、σyは耐力（≧43kgf/mm2)であ
る。この評価式に基づいて、局部座屈を考慮して求めた
実験データを図１０，１１に示す。図１０及び図１１は
夫々横軸に上記評価式のＲf及びＲwをとり、縦軸にいず
れもγ（＝Ｐe／Ｐt）をとって両者の関係を示すグラフ
図である。但し、Ｐeは曲げ強度の実験により求めた実
験値であり、Ｐtはその形状における曲げ強度の理論値
である。この図１０、１１に示すγが１以上であること
は、少なくとも最大強度に至るまで局部座屈が生じない
ことを意味する。このため、γを１以上にする範囲を基
に本発明の断面形状を規定する。この範囲は図１０，１
１から求められるように、下記数式９，１０により表さ
れる。
【００３０】
【数９】Ｒf≦0.55
【００３１】
【数１０】Ｒw≦0.32 一方、前記数式７，８に、ポアソン比等の数値を代入す
ると、下記数式１１，１２が得られる。
ると、下記数式１１，１２が得られる。
【００３２】
【数１１】Ｒf＝0.0399×（Ｌ／Ｔ（圧））
【００３３】
【数１２】Ｒw＝0.0163×（Ｂ（Ｗ）／Ｔ（Ｗ）） そこで、この数式１１，１２を数式９，１０に代入する
と、前記数式４，５が得られる。
と、前記数式４，５が得られる。
【００３４】
【数４】Ｂ（Ｗ）／Ｔ（Ｗ）≦19.6
【００３５】
【数５】Ｌ／Ｔ（圧）≦13.7 このように、数式４，５にて示す範囲に、ウェッブの
幅、厚さ及び間隔を定めることにより、局部座屈が生じ
させないで最大強度を得ることができる。
幅、厚さ及び間隔を定めることにより、局部座屈が生じ
させないで最大強度を得ることができる。
【００３６】但し、幅厚比パラメータＲf及びＲwはフラ
ンジの厚さ、特に圧縮応力を受ける方のフランジの厚さ
Ｔ（圧）とウェッブの厚さＴ（Ｗ）との比によって影響
を受ける。図１０，１１のデータはこの比が、以下に示
すように、数式６にて示す範囲の場合に得られたデータ
である。
ンジの厚さ、特に圧縮応力を受ける方のフランジの厚さ
Ｔ（圧）とウェッブの厚さＴ（Ｗ）との比によって影響
を受ける。図１０，１１のデータはこの比が、以下に示
すように、数式６にて示す範囲の場合に得られたデータ
である。
【００３７】
【数６】2.3≧Ｔ（圧）／Ｔ（Ｗ）≧1 このため、フランジの厚さＴ（圧）及びウェッブの厚さ
Ｔ（Ｗ）をこの数式６にて示す範囲に設定する。
Ｔ（Ｗ）をこの数式６にて示す範囲に設定する。
【００３８】以上の理由により、本発明においては、補
強部材の断面形状を前記数式１乃至６により規定する。
換言すれば、フランジの厚さ及び幅を数式１乃至６の範
囲にすることにより、最大荷重は従来の0.9倍以上を確
保しつつ、破断変位を従来の1.3倍以上にすることがで
きる。
強部材の断面形状を前記数式１乃至６により規定する。
換言すれば、フランジの厚さ及び幅を数式１乃至６の範
囲にすることにより、最大荷重は従来の0.9倍以上を確
保しつつ、破断変位を従来の1.3倍以上にすることがで
きる。
【００３９】なお、この補強部材を押出法により製造す
る場合、押出の容易さから、ウェッブの厚さＴ（Ｗ）は
1.5mm以上にすることが好ましい。
る場合、押出の容易さから、ウェッブの厚さＴ（Ｗ）は
1.5mm以上にすることが好ましい。
【００４０】
【実施例】次に、本発明の実施例について、特許請求の
範囲から外れる比較例と比較して説明する。
範囲から外れる比較例と比較して説明する。
【００４１】図１２は断面形状欄に示す寸法を有する補
強部材について、Ｂ（圧）／Ｂ（引）を種々変更して、
この最大荷重及び破断変位を測定した結果を示す。但
し、Ｔ（圧）／Ｔ（引）は１で一定であり、断面積も同
一である。また、補強部材の幅ｈも32mmで一定である。
更に、Ｌ／Ｂは0.7である。
強部材について、Ｂ（圧）／Ｂ（引）を種々変更して、
この最大荷重及び破断変位を測定した結果を示す。但
し、Ｔ（圧）／Ｔ（引）は１で一定であり、断面積も同
一である。また、補強部材の幅ｈも32mmで一定である。
更に、Ｌ／Ｂは0.7である。
【００４２】この図１２に示すように、本発明の実施例
は、比較例２（従来）のように中立軸を中心として対称
の断面形状を有する場合に比して、断面形状が0.92倍以
上であると共に、破断変位は1.3倍以上と極めて大きな
値を有している。これに対し、比較例１は最大荷重が比
較例２の0.87倍と小さい。一方、比較例３は中立軸が圧
縮応力側に偏移しているため、最大荷重は大きいもの
の、破断変位が0.8倍と極めて小さい。
は、比較例２（従来）のように中立軸を中心として対称
の断面形状を有する場合に比して、断面形状が0.92倍以
上であると共に、破断変位は1.3倍以上と極めて大きな
値を有している。これに対し、比較例１は最大荷重が比
較例２の0.87倍と小さい。一方、比較例３は中立軸が圧
縮応力側に偏移しているため、最大荷重は大きいもの
の、破断変位が0.8倍と極めて小さい。
【００４３】図１３は、各断面形状の場合の最大荷重
と、エネルギ吸収量を示す。この図１３から明かなよう
に、本実施例の場合は、最大荷重が0.92倍以上であると
共に、エネルギ吸収量が1.7倍以上と極めて大きい。
と、エネルギ吸収量を示す。この図１３から明かなよう
に、本実施例の場合は、最大荷重が0.92倍以上であると
共に、エネルギ吸収量が1.7倍以上と極めて大きい。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、フランジの厚さ及び幅
を所定の最適範囲に設定するから、最大荷重を従来の0.
9倍以上に確保しつつ、破断変位を従来の1.3倍以上に著
しく長くすることができる。
を所定の最適範囲に設定するから、最大荷重を従来の0.
9倍以上に確保しつつ、破断変位を従来の1.3倍以上に著
しく長くすることができる。
【図１】補強部材の曲げ試験方法を示す図である。
【図２】最大荷重と変位との関係を示す荷重−変位曲線
である。
である。
【図３】Ｔ（圧）／Ｔ（引）＝0.7の場合の最大荷重及
び破断変位とＢ（圧）／Ｂ（引）との関係を示すグラフ
図である。
び破断変位とＢ（圧）／Ｂ（引）との関係を示すグラフ
図である。
【図４】Ｔ（圧）／Ｔ（引）＝0.8の場合の最大荷重及
び破断変位とＢ（圧）／Ｂ（引）との関係を示すグラフ
図である。
び破断変位とＢ（圧）／Ｂ（引）との関係を示すグラフ
図である。
【図５】Ｔ（圧）／Ｔ（引）＝0.9の場合の最大荷重及
び破断変位とＢ（圧）／Ｂ（引）との関係を示すグラフ
図である。
び破断変位とＢ（圧）／Ｂ（引）との関係を示すグラフ
図である。
【図６】Ｔ（圧）／Ｔ（引）＝1.0の場合の最大荷重及
び破断変位とＢ（圧）／Ｂ（引）との関係を示すグラフ
図である。
び破断変位とＢ（圧）／Ｂ（引）との関係を示すグラフ
図である。
【図７】Ｔ（圧）／Ｔ（引）＝1.1の場合の最大荷重及
び破断変位とＢ（圧）／Ｂ（引）との関係を示すグラフ
図である。
び破断変位とＢ（圧）／Ｂ（引）との関係を示すグラフ
図である。
【図８】Ｔ（圧）／Ｔ（引）＝1.2の場合の最大荷重及
び破断変位とＢ（圧）／Ｂ（引）との関係を示すグラフ
図である。
び破断変位とＢ（圧）／Ｂ（引）との関係を示すグラフ
図である。
【図９】Ｔ（圧）／Ｔ（引）及びＢ（圧）／Ｂ（引）の
最適範囲を示すグラフ図である。
最適範囲を示すグラフ図である。
【図１０】幅厚比パラメータＲfの最適範囲を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図１１】幅厚比パラメータＲwの最適範囲を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図１２】本発明の実施例の最大荷重及び破断変位を比
較例と比較して示す図である。
較例と比較して示す図である。
【図１３】本発明の実施例の最大荷重及び吸収エネルギ
を比較例と比較して示す図である。
を比較例と比較して示す図である。
【図１４】自動車用補強部材の縦断面図である。
【図１５】補強部材に衝撃力が印加された状態を示す模
式図である。
式図である。
【図１６】補強部材の破断状態を示す模式図である。
１，２，１１，１２；フランジ ３，１３；ウェッブ
Claims (1)
- 【請求項１】 荷重を受けたときに圧縮力が作用する側
の圧縮側フランジ及び引張力が作用する側の引張側フラ
ンジを１対のウェッブにより連結した断面形状を有する
アルミニウム合金製自動車用補強部材において、前記圧
縮側フランジ及び引張側フランジの厚さを夫々Ｔ（圧）
及びＴ（引）とし、前記圧縮側フランジ及び引張側フラ
ンジの幅を夫々Ｂ（圧）及びＢ（引）とし、ウェッブの
厚さ及び幅を夫々Ｔ（Ｗ）及びＢ（Ｗ）とし、ウェッブ
の間隔をＬとした場合に、下記数式を満足するようにそ
の断面形状を設定したことを特徴とするアルミニウム合
金製自動車用補強部材。 Ｂ（圧）／Ｂ（引）≧−1.6・｛Ｔ（圧）／Ｔ（引）｝
＋2.0 Ｂ（圧）／Ｂ（引）≦−1.3・｛Ｔ（圧）／Ｔ（引）｝
＋2.1 1.5≧Ｔ（圧）／Ｔ（引）≧0.5 19.6≧Ｂ（Ｗ）／Ｔ（Ｗ） 13.7≧Ｌ／Ｔ（圧） 2.3≧Ｔ（圧）／Ｔ（Ｗ）≧1
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5004592A JP2942050B2 (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | アルミニウム合金製自動車用補強部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5004592A JP2942050B2 (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | アルミニウム合金製自動車用補強部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05246242A true JPH05246242A (ja) | 1993-09-24 |
| JP2942050B2 JP2942050B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=12848026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5004592A Expired - Lifetime JP2942050B2 (ja) | 1992-03-06 | 1992-03-06 | アルミニウム合金製自動車用補強部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2942050B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07164880A (ja) * | 1993-12-17 | 1995-06-27 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム合金製ドアインパクトビーム材 |
| EP0950553A2 (en) | 1998-03-27 | 1999-10-20 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Door beam of aluminium alloy |
| US6231995B1 (en) | 1997-06-07 | 2001-05-15 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum extruded door beam material |
| JP2003205746A (ja) * | 2002-01-17 | 2003-07-22 | Aisin Seiki Co Ltd | 自動車用ドアインパクトビーム |
-
1992
- 1992-03-06 JP JP5004592A patent/JP2942050B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07164880A (ja) * | 1993-12-17 | 1995-06-27 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム合金製ドアインパクトビーム材 |
| US6231995B1 (en) | 1997-06-07 | 2001-05-15 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum extruded door beam material |
| US6338817B2 (en) | 1997-06-07 | 2002-01-15 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum extruded door beam material |
| EP0950553A2 (en) | 1998-03-27 | 1999-10-20 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Door beam of aluminium alloy |
| EP0950553A3 (en) * | 1998-03-27 | 2001-07-11 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Door beam of aluminium alloy |
| US6408591B1 (en) | 1998-03-27 | 2002-06-25 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Door beam of aluminum alloy |
| JP2003205746A (ja) * | 2002-01-17 | 2003-07-22 | Aisin Seiki Co Ltd | 自動車用ドアインパクトビーム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2942050B2 (ja) | 1999-08-30 |
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