JPH08244456A - 車両用長手状強度部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インパクトプロテクションビームなどの車両
用長手状強度部材において、要求される所定の曲げ強度
を備えつつ狭い場所にも配設できるようにする。 【構成】 長手形状の鋼板１２の長手方向と直角な幅方
向の両側部１２ａ，１２ｂが内側へそれぞれ略円筒状に
丸められて幅方向に並列した一対の円筒部１４，１６
と、鋼板１２の幅方向における中央部分が両円筒部１
４，１６の中心線を含む一平面内に位置させられてそれ
ら円筒部１４，１６を連結している連結部１８と、鋼板
１２の長手方向における両端部がそれぞれ所定形状に成
形された一対の取付部２０，２２とからインパクトプロ
テクションビーム１０を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインパクトプロテクショ
ンビームなど所定の曲げ強度が要求される車両用長手状
強度部材に係り、特に、比較的狭い場所にも良好に配設
できる車両用長手状強度部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】乗用自動車等の車両の側面を構成してい
るドアなどの内部には、側面衝突時等において車両の側
方から加えられる衝撃荷重に対して、その側面の凹み方
向の変形を抑制するために、インパクトプロテクション
ビームと呼ばれる補強部材を車両の前後方向と略平行に
配設することが従来から行われている。特開平４−２６
０８１５号公報や実開平４−１０４０１１号公報に記載
されている装置は上記インパクトプロテクションビーム
の一例で、前者は、長手形状の金属板（鋼板）を長手方
向と直角な幅方向に丸めて溶接などで一体的に接合する
とともに、金属板の長手方向における両端部をプレス加
工して取付部としたもので、後者は丸パイプや角パイプ
などの両端に取付部を溶接固定したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、セダンタイ
プの車両はドアの内部に比較的大きな配置スペースを確
保できるが、ワゴンタイプの車両はドアの内部に十分な
配置スペースを確保することが困難で、インパクトプロ
テクションビームの径寸法が制約され、十分な曲げ強度
が得られなくなる場合があった。例えば図１０の（ａ）
はセダンタイプのドア１００の断面図で、窓ガラス１０
２が湾曲している（破線はスライド軌跡）ため比較的大
径のインパクトプロテクションビーム１０４を配設する
ことが可能であるが、同図の（ｂ）に示すワゴンタイプ
のドア１０６の場合には、窓ガラス１０８の断面が比較
的真っ直ぐであるためにドア１０６内に十分な配置スペ
ースを確保することが困難で、インパクトプロテクショ
ンビーム１１０が小径とならざるを得ないのである。こ
の場合、インパクトプロテクションビーム１１０を上下
に２本並列に配設することが考えられるが、部品点数が
多くなるとともに組付け工数が増えて好ましくない。

【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、上記インパクトプロ
テクションビームなど所定の曲げ強度が要求される車両
用長手状強度部材を狭い場所にも良好に配設できるよう
にすることにある。

【０００５】

【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、長手方向の中間部において所定の曲げ
強度が要求される車両用長手状強度部材であって、
（ａ）長手形状の金属板の長手方向と直角な幅方向の両
側部がそれぞれ同じ面側へ略円筒状に丸められて幅方向
に並列した一対の円筒部と、（ｂ）前記金属板の幅方向
における中央部分によって構成され、前記一対の円筒部
の双方の中心線を含む一平面内に略位置してその一対の
円筒部を連結している連結部と、（ｃ）前記金属板の長
手方向における両端部がそれぞれ所定形状に成形された
一対の取付部とを有することを特徴とする。

【０００６】

【作用および発明の効果】このような車両用長手状強度
部材においては、略円筒状に丸められた一対の円筒部を
有するため、円筒部分が単一のものに比較して曲げ強度
が向上し、要求曲げ強度が同じであれば円筒部の径寸法
を小さくできて、比較的狭いスペースにも良好に配設す
ることが可能となる。また、一対の円筒部は、その長手
方向の全域に亘って連結部により互いに連結されている
とともに、その連結部は双方の円筒部の中心線を含む一
平面内に略位置させられているため、例えば一対の丸パ
イプの長手方向の複数箇所に連結板などを溶接固定して
連結した場合に比較して、部品点数が少ないとともに一
般に金属板はパイプ材に比較して安価で且つ溶接などが
不要であるため製造コストを低減し得るだけでなく、捩
りや引張りに対しても高い強度が得られる一方、一対の
円筒部に不均等な荷重が作用した場合でも連結部を介し
て応力が分散されるため、単に２本の丸パイプを並列に
配置しただけの場合に比較して高い強度が得られる。更
に、上記円筒部や連結部と一体の金属板から一対の取付
部が構成されるため、丸パイプなどに取付部を溶接固定
する場合に比較して、取付部の位置精度が高くなるとと
もに溶接などが不要でこの点でも安価となる。

【０００７】なお、本発明は車両側面のインパクトプロ
テクションビームに好適に適用されるが、エンジンを支
持するエンジンメンバーなど他の部材にも適用すること
が可能である。車両用ドアのインパクトプロテクション
ビームに適用した場合、上記のように捩りや引張りに対
しても高い強度が得られることから、ドアのアウタパネ
ルおよびインナパネルと共にトータルなドア剛性が大幅
に向上するとともに、衝撃吸収の最優位位置でボディと
の係合部であるドアヒンジ部からドアロック部へ斜めに
配設すること、言い換えれば側面衝突時に最も大きな変
形を生じ易い態様で、ドアの変形を最も効果的に防止で
きる配置形態で使用することも可能で、ドアの車内への
侵入を防止しつつ最大限に衝撃を吸収できる効果的な補
強構造を採ることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は、本発明の車両用長手状強度部材
の一例である車両用ドアのインパクトプロテクションビ
ーム１０の斜視図である。インパクトプロテクションビ
ーム１０は、一点鎖線で示す所定の展開形状を有する長
手形状の鋼板（ブランク）１２からプレス加工により一
体成形されたもので、長手方向と直角な幅方向に並列し
た一対の円筒部１４および１６、それら円筒部１４，１
６を連結している連結部１８、長手方向両端の一対の取
付部２０，２２を備えて構成されている。鋼板１２は金
属板に相当し、本実施例では高張力鋼板が用いられる。

【０００９】図２はインパクトプロテクションビーム１
０の長手方向中間部の断面図であり、前記一対の円筒部
１４，１６は、鋼板１２の長手方向と直角な幅方向の両
側部１２ａ，１２ｂが、それぞれ同じ面側（図２では上
面側）へ略円筒形状を成すように丸め成形されることに
より、前記連結部１８を挟んで互いに略平行に且つ略同
じ径寸法で設けられている。連結部１８は、鋼板１２の
幅方向における中央部分によって構成されており、一対
の円筒部１４，１６の双方の中心線Ｏ₁ ，Ｏ₂を含む一
平面内に略位置させられている。すなわち、一対の円筒
部１４，１６と連結部１８との境界部分１８ａ，１８ｂ
は、円筒部１４，１６の丸め方向である上面側とは逆の
下面側へ曲げられているのであり、鋼板１２の側端縁１
２ｃ，１２ｄはその境界部分１８ａ，１８ｂの上面に略
垂直に当接させられている。図１に戻って、前記一対の
取付部２０，２２は、鋼板１２の長手方向における両端
部が、その断面が略コの字形状を成す所定形状にそれぞ
れプレス成形されたもので、インパクトプロテクション
ビーム１０を図３に示す車両のドア２４の内部に一体的
に固設するためのボルト用取付穴２５がそれぞれ一対ず
つ穿設されている。

【００１０】図３のドア２４はワゴンタイプのものであ
り、アウタパネル２６とインナパネル２８との間の空間
には、比較的平坦な窓ガラス３０がその全開時に破線で
示すように収容されるようになっているため、その窓ガ
ラス３０とアウタパネル２６との間の比較的狭いスペー
スにインパクトプロテクションビーム１０が配設され
る。このとき、前記円筒部１４，１６が丸められた面
側、すなわち図１，図２の上面側が車両衝突時に圧縮変
形させられるとともに側端縁１２ｃ，１２ｄが境界部分
１８ａ，１８ｂに密着させられるように、その丸め側が
車両の外側に向けられ、それら円筒部１４，１６が上下
に並列する姿勢で取り付けられる。また、この配設状態
においてインパクトプロテクションビーム１０は完全に
水平ではなく、衝撃吸収の最優位位置でボディとの係合
部であるドアヒンジ部からドアロック部へ斜めに架け渡
されており、車両の側方から加えられる衝撃荷重によっ
て最も大きく変形し易い態様、すなわちドア２４の変形
を最も効果的に防止できる配置とされている。側面衝突
時等に図３の右側から矢印で示すように衝撃荷重が加え
られると、ドア２４が例えば車両前後方向中央部におい
て車両の内側、すなわち図３の左側へ凹むように変形さ
せられようとするが、その衝撃荷重がインパクトプロテ
クションビーム１０によって受け止められることによ
り、ドア２４の変形の程度が軽減されるとともに、イン
パクトプロテクションビーム１０の変形によって衝撃が
吸収される。

【００１１】上記インパクトプロテクションビーム１０
は、例えば図４に示す（ａ）〜（ｄ）の各プレス工程な
どが施されることにより製造される。最初の段付工程
（ａ）では、前記鋼板１２が図１の一点鎖線で示す形状
に外形取りされる前の状態において、曲げ或いは張出し
成形により連結部１８を周囲の面よりも所定寸法だけ高
くする。次の端切工程（ｂ）では、図１に示す外形とな
るように鋼板１２の周縁部が切り落とされる。上記２つ
の工程は順序が前後してもよいし、それらを１工程とす
ることも可能である。そして、Ｕ字曲げ工程（ｃ）で
は、鋼板１２の両側部１２ａ，１２ｂをそれぞれＵ字形
状に曲げ加工し、続く丸め工程（ｄ）では、Ｕ字形状に
曲げられた両側部１２ａ，１２ｂを円筒形状に丸めて端
縁１２ｃ，１２ｄを境界部分１８ａ，１８ｂに密着させ
る。上記Ｕ字曲げ工程（ｃ）では同時に前記取付部２
０，２２の曲げ加工が行われ、その取付部２０，２２の
取付穴２５は、高い寸法精度を得る上で上記丸め工程
（ｄ）の後に穴抜き加工などの穴抜き工程で形成され
る。

【００１２】このような構造のインパクトプロテクショ
ンビーム１０は、略円筒状に丸められた一対の円筒部１
４，１６を有するため、円筒部分が単一のものに比較し
て曲げ強度が向上し、要求曲げ強度が同じであれば円筒
部の径寸法を小さくできて、図３に示すワゴンタイプの
ドア２４内のように比較的狭いスペースにも良好に配設
することが可能である。

【００１３】また、一対の円筒部１４，１６は、その長
手方向の全域に亘って連結部１８により互いに連結され
ているとともに、その連結部１８は双方の円筒部１４，
１６の中心線Ｏ₁ ，Ｏ₂ を含む一平面内に略位置させら
れているため、例えば一対の丸パイプの長手方向の複数
箇所に連結板などを溶接固定して連結した場合に比較し
て、部品点数が少ないとともに一般に鋼板１２はパイプ
鋼材よりも安価であり且つ溶接などが不要であるため、
製造コストが大幅に低減される。また、捩りや引張りに
対しても高い強度が得られる一方、一対の円筒部１４，
１６に不均等な荷重が作用した場合でも連結部１８を介
して応力が分散されるため、単に２本の丸パイプを並列
に配置しただけの場合に比較して高い強度が得られ、ア
ウタパネル２６およびインナパネル２８と共にトータル
なドア剛性が大幅に向上する。更に、衝撃吸収の最優位
位置であるドアヒンジ部からドアロック部へ斜めに配設
されることにより、ドア２４の車内への侵入を効果的に
防止しつつ最大限に衝撃を吸収できる。

【００１４】また、上記円筒部１４，１６や連結部１８
と一体の鋼板１２から一対の取付部２０，２２が構成さ
れるため、丸パイプなどに取付部を溶接固定する場合に
比較して、取付部の位置精度が高くなるとともに溶接な
どが不要でこの点でも安価となる。

【００１５】参考までに、本実施例のインパクトプロテ
クションビーム１０と同じ断面形状を有する試験品Ａ
と、図５の平面図に示す比較試験品ＢおよびＣとを用い
て、本発明者等が行った曲げ試験の結果を説明する。図
５（ａ）の比較試験品Ｂは、試験品Ａと同じ形状にプレ
ス加工されたものに対して溶接を追加して施したもので
ある。すなわち、試験品Ａは、前記図２の断面形状とさ
れた一対の円筒部１４，１６および連結部１８を有して
長手方向の全長が８００ｍｍとされた鋼板丸めプレス成
形品で、比較試験品Ｂは、その試験品Ａにおける図示し
たＷの区間だけ端縁１２ｃ，１２ｄと境界部分１８ａ，
１８ｂとを溶接した〔鋼板丸めプレス＋溶接〕品であ
る。各区間の寸法は、Ｅ＝１００ｍｍ、Ｗ＝１００ｍ
ｍ、Ｄ＝１５０ｍｍである。また、図５（ｂ）の比較試
験品Ｃは炭素鋼管品で、円筒部１４，１６と略同じ外径
である直径が２０ｍｍ、全長８００ｍｍの２本の丸パイ
プ状の鋼管３４を同様に並列させ、長手方向両端側にお
いて一対の連結板３６を溶接して連結したものである。
各区間の寸法は、Ｆ＝５０ｍｍ、Ｇ＝５０ｍｍである。
表１は上記各試験品Ａ，Ｂ，Ｃの仕様をまとめたもの
で、寸法の項目のｔは肉厚で各試験品ともｔ＝２ｍｍで
ある。また、Ｚ（cm³)は断面係数である。なお、試験品
Ａ，Ｂの材質「ＳＰＨＣ」は、試験品Ｃの炭素鋼管と略
同等の強度特性を有する軟鋼板で、構造上の相違のみに
よる曲げ強度の違いを比較できる。

【００１６】

【表１】

【００１７】図６は、本試験に用いた曲げ試験装置の概
略を説明する図で、一対の支持部材４０，４２上に試験
品Ａ，Ｂ，またはＣを載置して、その中央部分に上方か
ら押金具４４を押し当てることにより、中央部分におけ
る変位すなわち押金具４４の下降量と負荷荷重との関係
を測定するものである。一対の支持部材４０，４２のス
パンＳは７５０ｍｍ、押金具４４の当接面曲率半径Ｒは
１５２ｍｍ、幅Ｗは２００ｍｍ、長さ（紙面に垂直な方
向）は７０ｍｍ、負荷速度すなわち押金具４４の下降速
度は２０ｍｍ／ｍｉｎである。また、試験品Ａ，Ｂは、
円筒部１４，１６の丸め側を上にして、試験品Ｃは連結
板３６側を上にしてそれぞれ曲げ試験を行った。

【００１８】図７は上記曲げ試験結果を示す図で、実線
は試験品Ａのデータ、破線は比較試験品Ｂのデータ、一
点鎖線は比較試験品Ｃのデータである。この試験結果か
ら明らかなように、鋼板丸めプレス品（試験品Ａ）は、
炭素鋼管品（比較試験品Ｃ）よりも曲げ強度が高く、溶
接を追加した場合（比較試験品Ｂ）にはさらに強度を高
め得ることが判る。

【００１９】次に、本発明の車両用長手状強度部材の他
の実施例を説明する。図８は本発明が適用されたエンジ
ンメンバー５０の斜視図である。エンジンメンバー５０
は、エンジンを車両のエンジンルーム内に搭載するため
にその車体とエンジンとに跨がって配設され、インシュ
レータ等を介してエンジンを支持する支持部材の一構成
要素である。エンジンメンバー５０は、長手形状の図示
しない鋼板から、前述の実施例と同様に一連のプレス加
工が施されることにより、長手方向中間部において図９
に示す断面形状を有して一体成形されたもので、上記鋼
板の長手方向と直角な幅方向の両側部がそれぞれ同じ面
側へ略円筒形状を成すように丸め成形されて幅方向に並
列させられた一対の円筒部５２および５４と、鋼板の幅
方向中央部分によって構成されるとともに、一対の円筒
部５２，５４の双方の中心線Ｏ₃ ，Ｏ₄ を含む一平面内
に略位置させられてそれら円筒部５２，５４を連結して
いる連結部５６と、鋼板の長手方向における両端部がそ
れぞれ所定形状にプレス成形された一対の取付部５８，
６０とを有している。一対の取付部５８，６０には、エ
ンジン側および車体側に連結するための取付穴６２およ
び６４がそれぞれ穿設されている。

【００２０】上記エンジンメンバー５０は、略円筒状に
丸められた一対の円筒部５２，５４を有するため十分な
曲げ強度が得られ、且つ、比較的狭いスペースにも良好
に配設することが可能である。また、前述の実施例と同
様に、一対の円筒部５２，５４は長手方向の全域に亘っ
て連結部５６により連結されていることなどから、例え
ば２本の丸パイプを溶接等で並列に連結した場合に比較
して、製造コストを低減し得る一方、捩りや引張りに対
しても高い強度が得られ、且つ取付部５８，６０が一体
に構成されて精度的にも有利となる。

【００２１】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、本発明は他の態様で実施することもで
きる。

【００２２】例えば、前記実施例では一対の円筒部１
４，１６、５２，５４が長手方向の全長に亘って一定の
断面形状とされていたが、配設スペースや要求曲げ強度
等に応じて、長手方向で径寸法が徐変する紡錘形状等に
丸め加工することも可能である。一対の円筒部１４，１
６、５２，５４が異なる形状や大きさとされても差し支
えない。

【００２３】また、前記実施例では連結部１８、５６が
幅方向において平坦な形状とされていたが断面形状にお
ける幅方向と直角な方向に凹凸を設けたり、重量軽減の
ために要求強度を満たす範囲で抜き穴などを設けたりす
ることも可能である。

【００２４】また、前記図１の実施例ではインパクトプ
ロテクションビーム１０がドア２４内のアウタパネル２
６側においてドアヒンジ部からドアロック部へ斜めに配
設されていたが、必ずしもその必要はなく、配設形態は
適宜変更され得る。

【００２５】また、前記図１の実施例では一対の取付部
２０，２２が略コの字形状の断面を有する状態にプレス
成形されるとともにボルト用取付穴２５が穿設されるよ
うになっていたが、一対の取付部の形状や固設手段は適
宜変更され得る。図８の実施例についても同様である。

【００２６】また、前記実施例における鋼板１２等の材
質や板厚、一対の円筒部１４，１６、５２，５４の径寸
法や全体の幅寸法等は、必要とされる曲げ強度等の条件
に応じて適宜変更される。

【００２７】また、前記図１の実施例では鋼板１２の両
側部１２ａ，１２ｂを丸めただけであったが、必要に応
じて図５（ａ）のように端縁１２ｃ，１２ｄを境界部分
１８ａ，１８ｂに溶接固定することも可能である。図８
の実施例についても同様である。

【００２８】また、前記実施例では車両用長手状強度部
材の一例としてのインパクトプロテクションビーム１０
およびエンジンメンバー５０について説明したが、所定
の曲げ強度が要求される他の車両用長手状強度部材にも
本発明は同様に適用され得る。

【００２９】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。

【００３０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用長手状強度部材の一例であるイ
ンパクトプロテクションビームを示す斜視図である。

【図２】図１のインパクトプロテクションビームの長手
方向中間部における断面図である。

【図３】図１のインパクトプロテクションビームが配設
された車両のドアの断面図である。

【図４】図１のインパクトプロテクションビームの製造
工程を説明する図である。

【図５】図２の断面形状を有する試験品の曲げ試験にお
いて比較のために用いられる比較試験品を示す平面図で
ある。

【図６】図２の断面形状を有する試験品等の曲げ試験を
行う装置の概略を説明する図である。

【図７】図２の断面形状を有する試験品等の曲げ試験の
結果を示す図である。

【図８】本発明の他の実施例であるエンジンメンバーを
示す斜視図である。

【図９】図８のエンジンメンバーの長手方向中間部にお
ける断面図である。

【図１０】従来のインパクトプロテクションビームがド
アに配設される形態の一例を説明する断面図である。

【符号の説明】

１０：インパクトプロテクションビーム（車両用長手状
強度部材） １２：鋼板（金属板） １２ａ，１２ｂ：側部 １４，１６：円筒部 １８：連結部 ２０，２２：取付部 ５０：エンジンメンバー（車両用長手状強度部材） ５２，５４：円筒部 ５６：連結部 ５８，６０：取付部 Ｏ_{1 ,} Ｏ_{2 ,} Ｏ_{3 ,} Ｏ₄ ：中心線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向の中間部において所定の曲げ強
   度が要求される車両用長手状強度部材であって、 長手形状の金属板の長手方向と直角な幅方向の両側部が
   それぞれ同じ面側へ略円筒状に丸められて幅方向に並列
   した一対の円筒部と、 前記金属板の幅方向における中央部分によって構成さ
   れ、前記一対の円筒部の双方の中心線を含む一平面内に
   略位置して該一対の円筒部を連結している連結部と、 前記金属板の長手方向における両端部がそれぞれ所定形
   状に成形された一対の取付部とを有することを特徴とす
   る車両用長手状強度部材。