JPH08216684A - 自動車用ドアのガードビーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶接を用いずに１枚のブランク材から容易に
成形することができ、優れた衝撃荷重吸収特性が得られ
る廉価な自動車用ドアのガードビームを提供する。 【構成】 断面がほぼ三角形状で、外方に向く三角形頂
点部から底板部（５）に向けて鉛直に重ね合わせて形成
した支柱板部（４）と支柱板部の頂点部側を底板部の両
端部に連結させる側板部（６，６）とからなるビーム部
（３）と、その両端部を固定支持するパーム部（２，
２）とを１枚の高張力鋼ブランク板により成形加工し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用ドアのガード
ビームに関し、詳しくは、アウターパネルとインナーパ
ネルとで構成される自動車用ドア内部空間に衝突時の乗
員保護のために設けられる補強用のガードビームに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車に対する安全性の要求の高
まりから、衝突時に乗員を保護するための手立てとして
自動車用ドアの内部空間にガードビームと称される補強
材を装着するようにしている。かかるガードビームとし
ては、軽量化が要求されると共に、側面方向からの衝突
に対して乗員を保護するための剛性が必要であり、特に
衝撃に対して、そのエネルギーを吸収する衝撃荷重吸収
特性において優れていることが要求される。

【０００３】このような従来のガードビームとして、引
張り強さが６０〜１００ｋｇｆ／ｍｍ² の高張力鋼板を
用いて、図６に示すようにスポット溶接により組合せて
断面を箱状に形成されたもの（特開平４−２０８６３３
号公報の図４参照）や、図７に示すように、管状体の両
端にパーム部を溶接して形成したもの等が知られてい
る。

【０００４】図６に示すガードビーム１０は心材１１と
して３山の凹凸形状にプレス加工したものの両面に、当
板１２およびパッチ４板１３をスポット溶接で溶着接合
して箱状に構成したものである。そこで、このように構
成されたガードビーム１０を心材１１の山谷がほぼ水平
方向に保たれるようにして自動車用ドアの内部空間に架
設することで、衝突時の衝撃力をできるだけ吸収させる
ようにしている。

【０００５】また、図７に示すガードビーム２０はその
基体２１を引張り強さが１００〜１８０Ｋｇｆ／ｍｍ²
といった高張力鋼あるいは焼入れ鋼からなる管材とした
もので、２２は基体２１の両端部に溶接などで取付けら
れているパーム部（以下で取付板という）である。な
お、図６あるいは図７に示すようなガードビーム１０，
２０は、例えば、図８に示すように自動車用ドア３０の
インナーパネル３１両袖部間に掛け渡す形態でビーム端
部がパネル３１に溶接されている。３２はドア３０を構
成しているアウターパネルである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示すように箱状に構成されたガードビーム１０では、そ
のスパンの中央部に集中荷重をかけて圧壊試験を行う
と、最高荷重に到達した時点で心材１１が座屈し、この
あと急激に加重が低下するので衝撃吸収特性の点からす
ると十分でない。

【０００７】また、図７に示す基体２１を管材とするも
のにおいては、基体２１の断面が中心対称形状であるた
めに、どの方向からの荷重に対しても同じ破壊条件とな
るが、基体２１と取付板２２との間の溶接部を境として
断面２次モーメントＩおよび断面係数Ｚが急激に変化
し、取付板２２の方が変形し易い上、基体２１の両端部
近傍は衝撃荷重の吸収に比較的関係の無い材料が使われ
ていることになる。また、焼入れを行ったのではガード
ビーム２０自体に反りが発生し易い。

【０００８】本発明の目的は、上述した従来の問題点の
解決を図るべく、溶接部がなく、かつ成形が容易で、し
かも優れた衝撃荷重吸収特性が得られる廉価な自動車用
ドアのガードビームを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、断面がほぼ三角形の形状をなし、外方
に向けられた前記三角形の頂点部から底板部に向けて鉛
直方向に重ね合わせて形成した支柱板部と該支柱板部の
前記頂点部側を前記底板部の両縁部に連続させる側板部
とからなるビーム部と、該ビーム部の両端部にそれぞれ
ドア側に固定支持するためのパーム部とを有し、前記ビ
ーム部および前記パーム部を高張力鋼による１枚のブラ
ンク材により加工したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明によれば、外方からの衝撃力がビーム部
の頂点部を介して伝達されるが、このビーム部の断面に
おいては、頂点部を中心として支柱板部および側板部が
主として衝撃力を分担して、特に頂点部周りと支柱板部
とが外部からの衝撃力に対して強い抵抗力を有するよう
に形成されていて、座屈に対しても抗力があり、優れた
衝撃荷重吸収特性を保持させることができる。

【００１１】また、ビーム部およびパーム部を高張力鋼
板のブランク材を用いて一体成形が可能な構成としたこ
とにより、厚さや寸法等を適切に選択することで、軽量
かつ廉価にガードビームを作成することが可能である。

【００１２】

【実施例】以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳
細かつ具体的に説明する。

【００１３】図１の（Ａ）は本発明の特徴を最も良く表
わす基本的な構成図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は衝撃
荷重が本発明ガードビームに伝達される経路を示す。図
１の（Ａ）に示すように、本発明によるガードビーム１
は薄鋼板から打抜きなどによって切り出されたブランク
材を後述するようにして成形加工するだけで得られるも
のである。成形加工により仕上げられたガードビーム１
はその両端部に末広がりの形状をなすパーム部２を有
し、パーム部２間のビーム部３はその断面が（Ｂ）およ
び（Ｃ）に示すように折曲げ加工されている。

【００１４】すなわち、断面の大体の形状はほぼ正三角
形型に形成されると共に、ビーム部３の車体外部に向け
られる頂点部側から底板部の中心に向けて２枚の板同士
が左右から重ね合わされた状態で支柱板部４を形成して
いる。なお、支柱板部４と底板部５との間に連続的に形
成される頂点部両側の傾斜部分を以下では側板部６と呼
称する。

【００１５】このように構成したガードビーム１では、
ドアの外部から（Ｂ）に示すように底板部５に対して鉛
直方向の衝撃荷重Ｐが加わった場合、荷重Ｐはビーム部
３で矢印で示すように支柱板部４と側板部６，６とに分
散して伝達されることにより応力が集中せず、図４に曲
線Ｃ１として示すように急激な座屈を生じることなく効
果的に衝撃荷重を吸収する効果が得られる。また、図１
の（Ｃ）に示すように衝撃荷重Ｐが外部から斜め方向に
加わった場合でも、この図に示すようにビーム部２の左
半分が主として荷重Ｐを担持するが、その分力の大半が
支柱板部４によって担持されることになり断面全体とし
て衝撃荷重吸収に十分な断面２次モーメントを保たせる
ことができる。

【００１６】ついで、図２に従い、図１に示したような
ガードビーム１の成形手順の一例について説明する。

【００１７】まず、図２の（Ａ）に示すように第１雄型
７Ａ，第１雌型７Ｂの間にガードビーム１全体を展開し
た形状のブランク材を位置決めして、これを中心線１０
０対称のコの字型１Ａにプレス加工する。次にこの加工
材１Ａを（Ｂ）に示すように第２雄型７Ｃおよび第２雌
型７ＤによりほぼＷ次型１Ｂにプレス加工する。
（Ｃ），（Ｄ）および（Ｅ）は続いて行う曲げ工程であ
り、（Ｃ）の曲げ工程で、まず、押し型７Ｅにより
（Ａ）の工程で得られた湾曲部１ＡＡの折曲角を更に鋭
角とすべく押し曲げ加工した上、（Ｄ）の曲げ工程で押
し型７Ｆを用いて支柱板部４となる両端部を内側に押込
むようにする。（Ｅ）の曲げ工程は平板型７Ｇと押し型
７Ｈとにより更に支柱板部４となる両端部をほぼ対峙す
ると形状する最終曲げ工程である。

【００１８】かくして（Ａ）〜（Ｅ）の工程を経て得ら
れた加工材１Ｃを（Ｆ）のプレス工程で仕上げ状態のビ
ーム部３断面に仕上げるもので、（Ｆ）において７Ｋお
よび７Ｌは仕上げ用の合せ型である。すなわち、合せ型
７Ｋおよび７Ｌの間に加工材１Ｃを保持させ加工するこ
とにより、図１の（Ｂ），（Ｃ）に示したような断面の
ビーム部３を形成仕上げることができる。

【００１９】図３は本発明の他の実施例を示す。このう
ち、（Ａ），（Ｂ）に示す実施例は両側の側板部６を頂
点部で互いに内側に折曲げて形成される支柱板部４Ａの
端部を底板部５に当接させることなく三角形状をなすビ
ーム内空間に留めるようにしたものである。なお、支柱
板部４Ａの長さは自在に設定可能であるが、長さが短い
ほど図４に曲線Ｃ２（破線），Ｃ３（２点鎖線）として
示すように耐えられる最大荷重が低くなるかわりに、そ
の変位点が変位量の高くなる方向に移行する。このこと
は、ビーム部３が荷重の割りに撓み易いが撓み量の多い
時点までビームとして耐えられることを意味する。

【００２０】図５は本発明による自動車用ドアのガード
ビーム仕上品の一例を示す。すなわち、仕上品として
は、例えばこの図に示すようにビーム部３の断面を
（Ｂ）のように成形すると共に、両側のパーム部２には
プレス加工時に（Ｃ）および（Ｄ）に示すように凸型の
補強ビード９を形成する。更にまた、側板部６の一部を
延在させる形で残存させることが望ましい。このように
形成することで、パーム部２自体の補強と共に、ビーム
部３とパーム部２との間に急激な強度の変化が生じない
ようにすることができる。

【００２１】なお、両側のパーム部２をドアのインナー
パネル３１等に取付けるにあったては、従来のようにパ
ーム部端部２Ａとインナーパネル３１とを複数のスポッ
トウエルドで溶着するか、あるいは、パーム部２に設け
たボルト孔２Ｂを利用してインナーパネル３１にボルト
締めするか更には双方を併用することも可能である。

【００２２】また、パーム部２の形状やパーム部２に設
けられる補強ビード９の形状および形成範囲については
図５に示した例に限られるものではない。更にまた、ブ
ランク材自体の強度や厚さ，寸法等については、想定さ
れる衝撃荷重に対応すべく適切に設定されればよいこと
はいうまでもない。

【００２３】更にまた、ビーム部３の成形についても、
図２に（Ａ）〜（Ｆ）として示した工程に限られるもの
ではなく、どのような絞り込みあるいはプレス工法であ
ってもよく、要は図１ないし図３に示したような均一の
断面が長さ方向に対して得られればよい。

【００２４】更にまた、図３の（Ｃ）または（Ｄ）に示
すように、支柱板部４または４Ａにおいて、その形成す
る部分の各下端部を互いに９０°外方に向けて折曲げる
ように形成することで最大荷重を一層高めるようにする
ことも可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明してきたように、断面がほぼ三
角形の形状をなし、外方に向けられた前記三角形の頂点
部から底板部に向けて鉛直方向に重ね合わせて形成した
支柱板部と、該支柱板部の前記頂点部側を前記底板部の
両縁部に連続させる側板部とからなるビーム部と、該ビ
ーム部の両端部にそれぞれドア側に固定支持するための
パーム部とを有し、前記ビーム部および前記パーム部を
高張力鋼による１枚のブランク材により加工したので、
比較的軽量でしかも十分な耐衝撃荷重吸収力と安定した
強度を有し、廉価で得られるガードビームの提供が可能
となった。

【００２６】また、ブランク材から溶接工程によらず、
プレス加工を主体とする成形が可能なことから溶接熱に
よる反りなどの変形や材料強度の低下をもたらす虞がな
く、更にまた、材料の選定やその厚さおよび寸法等を想
定衝撃荷重に対応して自在に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガードビームの基本的構成例を全
体の斜視図（Ａ）、ビーム部の断面（Ｂ），（Ｃ）によ
って示す説明図である。

【図２】本発明によるガードビームの成形手順を（Ａ）
〜（Ｆ）の工程別に従ってビーム断面で示す説明図であ
る。

【図３】本発明の他の実施例によるビーム部の構成を
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）の４形態で示す断面図
である。

【図４】本発明による荷重一変位の関係を示す特性曲線
図である。

【図５】本発明にかかる仕上製品の詳細を全体の斜視図
（Ａ）、（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図（Ｂ）、（Ａ）のＹ−
Ｙ線断面図（Ｃ）および（Ａ）のＺ−Ｚ線断面図（Ｄ）
によって示す説明図である。

【図６】従来例による主要部分の構成を示す斜視図であ
る。

【図７】他の従来例に依る構成を示す斜視図である。

【図８】従来例によるガードビームのドア内への取付状
態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ガードビーム １Ａ，１Ｂ （プレス）加工材 １ＡＡ 湾曲部 ２ パーム部 ２Ａ パーム部端部 ３ ビーム部 ４，４Ａ 支柱板部 ５ 底板部 ６ 側板部 ７Ａ 第１雄型 ７Ｂ 第１雌型 ７Ｃ 第２雄型 ７Ｄ 第２雌型 ７Ｅ 押し型 ７Ｆ 押し型 ７Ｇ 平板型 ７Ｈ 押し型 ７Ｋ 合せ型 ７Ｌ 合せ型 ９ 補強ビード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面がほぼ三角形の形状をなし、外方に
   向けられた前記三角形の頂点部から底板部に向けて鉛直
   方向に重ね合わせて形成した支柱板部と、該支柱板部の
   前記頂点部側を前記底板部の両縁部に連続させる側板部
   とからなるビーム部と、 該ビーム部の両端部にそれぞれドア側に固定支持するた
   めのパーム部とを有し、 前記ビーム部および前記パーム部を高張力鋼による１枚
   のブランク材により加工したことを特徴とする自動車用
   ドアのガードビーム。
2. 【請求項２】 前記支柱板部の前記底板部側の端部は前
   記底板部に当接することを特徴とする請求項１に記載の
   自動車用ドアのガードビーム。