JPH1159181A - インパクトビーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車の側面衝突時において広範囲な荷重入
力方向に対して衝撃エネルギー吸収効率が高く、しかも
量産品の曲げ強度の変動幅が小さいインパクトビームを
提供する。 【解決手段】 インパクトビームのビーム部２は、帯鋼
板のうち対向する第１及び第２折曲線２１、２２を互い
に突き合わせた継ぎ目部２３を有している。第１及び第
２突出部２５、２６は、この継ぎ目部２３をなす第１及
び第２折曲線２１、２２からビーム部２の内面に至る形
状に形成されている。第１及び第２フランジ２７、２８
は、第１及び第２突出部２５、２６の先端にそれぞれ形
成され、ビーム部２の内面に当接するようにこの内面に
沿って略円弧状に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のドアの外
側から荷重が作用したときの衝撃を受けるインパクトビ
ームに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車のドアの外側から荷重
が作用した場合に、ドアのアウタパネルが内側に変形す
ることがあるので、ドアの強度剛性を高めるべく、ドア
内部に鋼管製の補強部材すなわちインパクトビームを架
設することがある。

【０００３】このようなインパクトビームとして、例え
ば特開平７−３１５０４８号には、図９及び図１０に示
すように、ビーム部１０２の断面が帯鋼板を幅方向にプ
レス加工して車幅方向に沿うように突出形成した内方突
起部１０４を有するパイプ状に形成された構造が開示さ
れている。この内方突起部１０４はビーム部１０２の内
径と略同等の長さに形成されており、継ぎ目部分１０５
には溶接による結合部１０６が形成されている。また、
ビーム部１０２の両端にはドアに取り付けるためのブラ
ケット部１０３、１０３が固着されている。更に、この
インパクトビームは、内方突起部１０４の突出方向が車
幅方向と一致するようにブラケット部１０３、１０３を
介して図示しないドアに取り付けられる。

【０００４】このインパクトビームによれば、車幅方向
外側から荷重Ｐが作用したときに内方突起部１０４が縦
壁として作用するため、ビーム部１０２の曲げ剛性が増
大し、側面衝突時の衝撃エネルギー吸収効率の向上を図
ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車の側
面衝突時における荷重Ｐの入力方向は、車幅方向と一致
する場合もあるが、車幅方向に対して上下角度をもって
いることが多い。この点に関し、上記インパクトビーム
では、荷重Ｐの入力方向が車幅方向と一致する場合には
内方突起部１０４が縦壁として作用するためビーム部１
０２の曲げ剛性が増大して衝撃エネルギー吸収効率が高
くなるものの、荷重Ｐの入力方向が車幅方向から上下に
ずれた場合（例えば図１０における点線矢印を参照）に
は内方突起部１０４は縦壁として十分作用せずビーム部
１０２の曲げ剛性もさほど増大しないので衝撃エネルギ
ー吸収効率は高くならない。つまり、上記インパクトビ
ームでは、自動車の側面衝突時における荷重Ｐの入力方
向が車幅方向と一致しない場合には十分な衝撃エネルギ
ー吸収効率が得られないおそれがある。

【０００６】また、インパクトビームの曲げ強度データ
を出す際に内方突起部１０４の突出方向と一致した入力
方向の荷重によって強度試験を行ってそのデータを得た
場合、そのデータを実車において再現しようとすれば、
内方突起部１０４の突出方向を強度試験時の場合と一致
させる必要がある。ここで、一般に自動車を量産する際
にはある程度の許容範囲をもって製造するため、実車に
取り付ける際の内方突起部１０４の突出方向は必ずしも
強度試験の際の内方突起部１０４の突出方向と一致しな
い。この際、内方突起部１０４の突出方向が強度試験時
の場合と比べて少しずれた状態で上記インパクトビーム
が取り付けられたとすると、内方突起部１０４は縦壁と
して十分作用しなくなるため、量産時の曲げ強度の変動
幅が大きく成りやすい。

【０００７】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、自動車の側面衝突時において広範囲な荷重入力方向
に対して衝撃エネルギー吸収効率が高く、しかも量産時
の曲げ強度の変動幅が小さいインパクトビームを提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するため、本発明は、帯鋼板をプレス加工して形
成されたビーム部と、このビーム部の両端に設けられた
ドア取付用のブラケット部とを備え、自動車のドアの外
側から荷重が作用したときの衝撃を受けるインパクトビ
ームにおいて、前記ビーム部は、帯鋼板のうち対向する
第１及び第２折曲線を互いに突き合わせた継ぎ目部と、
前記継ぎ目部をなす第１及び第２折曲線のそれぞれから
前記ビーム部の内面に至る形状に形成された第１及び第
２突出部と、前記第１及び第２突出部のそれぞれの先端
において前記ビーム部の内面に沿って形成された第１及
び第２フランジとを備えたことを特徴とする。

【０００９】本発明のインパクトビームでは、自動車の
側面衝突時において荷重が第１及び第２突出部の突出方
向と上下角度をもった方向から入力された場合、その入
力方向が第１フランジの端部の法線と第２フランジの端
部の法線との間の領域に存在している限り、第１及び第
２突出部がその荷重を受けることができるため、衝突エ
ネルギーを吸収する。

【００１０】また、自動車を量産する際に第１及び第２
突出部の突出方向が設計方向に対してある程度上下にず
れた状態で本発明のインパクトビームが取り付けられた
としても、第１及び第２フランジが存在するので、設計
方向から入力される荷重に対して第１及び第２突出部が
その荷重を受けることができ、衝突エネルギーを吸収す
る。このため、量産時の曲げ強度の変動幅は従来例に比
べて小さく抑えられる。

【００１１】なお、第１及び第２フランジ部が長くなる
ほど、衝突エネルギーを吸収できる荷重の入力方向の角
度範囲（荷重の許容範囲）が広がる。このように、本発
明のインパクトビームによれば、自動車の側面衝突時に
おいて広範囲な荷重入力方向に対して衝撃エネルギー吸
収効率が高く、しかも量産時の曲げ強度の変動幅が小さ
くなるという効果が得られる。

【００１２】また、第１及び第２フランジの長さを調節
することにより、衝撃エネルギー吸収効率の高い荷重入
力方向の角度範囲を広くしたり狭くしたりすることがで
き、また曲げ強度も所望の強度にすることができる。こ
こで、本発明のインパクトビームにおいては、前記継ぎ
目部から前記ビーム部の内面に至るまで互いに当接し、
且つ、前記継ぎ目部から前記ビーム部の内面に至る方向
が自動車の車幅方向と略一致していることが好ましい。
自動車の側面衝突時における荷重の入力方向は車幅方向
に対して上下角度をもっているケースが多いが、このと
きの車幅方向はこの上下角度範囲の略中心となる。この
ため、上下角度の略中心が曲げ剛性の最大となるように
設定すれば、荷重の入力方向の角度範囲が上下対象とな
り、本発明の効果を得るうえで有利である。

【００１３】また、本発明のインパクトビームにおいて
は、前記第１及び第２突出部は前記継ぎ目部側において
互いに接触しているが先端側において互いに離間してい
てもよい。この場合、敢えて第１及び第２突出部を座屈
しにくい形状としたため、第１及び第２突出部を座屈可
能な形状とした場合に比べて、曲げ強度は最大値付近で
大きく変化しない。このため、量産時に突出方向（第１
及び第２突出部の接触部分の方向）が設計方向に対して
上下にずれた状態で取り付けられたとしても、その設計
方向における曲げ強度はほとんど変化しない。このため
量産時の曲げ強度の変動幅が一層小さくなるという効果
が得られる。なお、第１突出部の先端側と第２突出部の
先端側とのなす角度が大きいほど、衝突エネルギーを吸
収できる荷重の入力方向の角度範囲（荷重の許容範囲）
が広がる。

【００１４】更に、本発明のインパクトビームにおいて
は、前記ビーム部と前記ブラケット部は帯鋼板をプレス
加工することにより一体成形することが好ましい。ブラ
ケット部はビーム部と別体として形成し、後から溶接等
で一体化することも考えられるが、その場合には部品点
数が増えるうえ一体化する作業が必要となるため、製造
コストが嵩むという問題がある。これに対してビーム部
とブラケット部をプレス加工により一体成形した場合に
はかかる問題は解消される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。 ［第１実施形態］図１は第１実施形態の斜視図、図２は
図１のＡ−Ａ断面図である。

【００１６】本実施形態のインパクトビーム１は、帯鋼
板（高張力鋼板）をプレス加工して形成されたビーム部
２と、このビーム部２の両端にてビーム部２と一体成形
されたドア取付用のブラケット部３、３とを備えてい
る。ビーム部２は、帯鋼板のうち対向する第１及び第２
折曲線２１、２２を互いに突き合わせた継ぎ目部２３を
有しており、この継ぎ目部２３はアーク溶接、プラズマ
溶接等の一般的な溶接又は圧接等の塑性変形によってそ
の全長に亘って又は部分的に結合されている。また、第
１及び第２突出部２５、２６は、この継ぎ目部２３をな
す第１及び第２折曲線２１、２２からビーム部２の内面
に至る形状に形成されている。この第１及び第２突出部
２５、２６は、継ぎ目部２３からビーム部２の内面に至
るまで互いに当接しており、またビーム部２の円形断面
をほぼ上下対称に２分割している。第１及び第２フラン
ジ２７、２８は、第１及び第２突出部２５、２６の先端
にそれぞれ形成され、ビーム部２の内面に当接するよう
にこの内面に沿って略円弧状に形成されている。

【００１７】ブラケット部３、３は、自動車のドアの内
部に取り付けるための部材であり、ビーム部２の両端に
てビーム部２側が扇のかなめとなるような形状に形成さ
れている。このブラケット部３、３は、周囲を折り返し
て形成された補強用フランジを備えている。

【００１８】本実施形態のインパクトビーム１は、帯鋼
板をプレス加工することにより製造される。すなわち、
帯鋼板の幅方向の両端部の全長に亘る狭い幅を内方向へ
折り曲げて後に第１及び第２フランジ２７、２８となる
部分を形成し、また同じく両端部の全長に亘る広い幅を
第１及び第２折曲線２１、２２にて内方向へ折り曲げて
後に第１及び第２突出部２５、２６となる部分を形成
し、次いで両折曲線２１、２２で囲まれた領域を略Ｕ字
状に形成し、続いて第１及び第２突出部２５、２６とな
る部分の外面同士を当接させつつ全体がパイプ状となる
ようにプレスすることにより、製造される。

【００１９】本実施形態のインパクトビーム１は、図３
に示すように自動車のドア３０に取り付けられる。図３
は自動車のドアの縦断面図である。自動車のドア３０
は、アウタパネル３１とインナパネル３２とで従来と同
様に箱形断面に構成されている。このアウタパネル３１
とインナパネル３２とによって囲まれた空間内にインパ
クトビーム１が自動車の前後方向に沿って配置され、イ
ンナパネル３２の前方及び後方にそれぞれ設けられた図
示しない段部にブラケット部３、３が締結されている。
このとき、ビーム部２の継ぎ目部２３は車幅方向外側を
向くように配置され、またビーム部２の第１及び第２突
出部２５、２６の突出方向は車幅方向と略一致してい
る。

【００２０】次に、このように自動車のドア３０に取り
付けられた本実施形態のインパクトビーム１の作用につ
いて説明する。本実施形態のインパクトビーム１では、
自動車の側面衝突時において荷重が第１及び第２突出部
２５、２６の突出方向と上下角度をもった方向から入力
された場合、図２に示すように、荷重の入力方向が第１
フランジ２７の端部から延ばした法線Ｎ１と第２フラン
ジ２８の端部から延ばした法線Ｎ２とによって挟まれた
領域に存在している限り、第１及び第２突出部２５、２
６がその荷重を受けることができるため、衝撃エネルギ
ーを吸収する。

【００２１】このときの荷重の入力角度と曲げ強度との
関係を図４に示す。なお、入力角度は第１及び第２突出
部２５、２６の突出方向と一致する場合を０°とし、こ
の方向に対して上向きに角度を有するときを＋、下向き
に角度を有するときを−で表す。また、実線は本実施形
態の特性を表し、点線は従来例（図９及び図１０参照）
の特性を表す。この図４から、本実施形態のインパクト
ビーム１は、従来例と比較して、自動車の側面衝突時に
おける荷重の入力方向が広範囲な角度にわたって衝突エ
ネルギー吸収効率が高いことがわかる。

【００２２】また、自動車を量産する際に第１及び第２
突出部２５、２６の突出方向が設計方向に対してある程
度上下にずれた状態でインパクトビーム１が取り付けら
れたとしても、第１及び第２フランジ２７、２８が存在
するので、設計方向から入力される荷重に対して第１及
び第２突出部２５、２６がその荷重を受けることがで
き、衝撃エネルギーを吸収する。このため、量産時の曲
げ強度の変動幅は小さく抑えられる。

【００２３】ここで、図５は本実施形態に関し、突出方
向が設計方向（ここでは車幅方向とする）に一致したと
きの曲げ特性（実線で表示）と、突出方向が設計方向に
対して角度△θだけ下方すなわちマイナス側にずれたと
きの曲げ特性（点線で表示）を表す。また、図６は従来
例に関し、同様の曲げ特性を表す。この図５及び図６か
ら明らかなように、本実施形態では、突出方向が設計方
向から角度△θだけずれたとしても、その設計方向にお
ける曲げ強度はほとんど変わらない（変化幅ｄ１）のに
対して、従来例では、突出方向が設計方向からずれると
その設計方向における曲げ強度が大きく変化してしまう
（変化幅ｄｆ）。このため、本実施形態では量産したと
きに、第１及び第２突出部２５、２６の突出方向が設計
方向から上下にずれたとしても、量産された各個体につ
き設計方向における曲げ強度の分布をみたときその分布
幅すなわち変動幅は小さく抑えられる。この結果、予め
決められた曲げ強度の設計値を実車において容易に再現
できる。

【００２４】このように、本実施形態のインパクトビー
ム１によれば、自動車の側面衝突時において広範囲な荷
重入力方向に対して衝撃エネルギー吸収効率が高く、し
かも量産時の曲げ強度の変動幅が小さくなるという効果
が得られる。また、第１及び第２フランジ２７、２８の
長さを調節することにより、衝撃エネルギー吸収効率の
高い荷重入力方向の角度範囲ωを広くしたり狭くしたり
することができ、また曲げ強度も所望の強度にすること
ができるという効果が得られる。

【００２５】また、本実施形態では第１及び第２突出部
２５、２６の突出方向（つまり第１及び第２折曲線２
１、２２からビーム部２の内面に至る方向）は、自動車
の車幅方向と略一致しているため、上記効果が有効に得
られる。更に、本実施形態においては、ビーム部２とブ
ラケット部３、３が帯鋼板をプレス加工することにより
一体成形されているため、製造コストを低く抑えられる
という効果も得られる。

【００２６】［第２実施形態］第２実施形態は、ビーム
部２の断面形状が異なる以外は第１実施形態と同様であ
るため、第１実施形態と同じ構成要素については同じ符
号を付し、その説明を省略する。図７は第２実施形態の
インパクトビームのビーム部の断面図である。

【００２７】本実施形態のビーム部２は、帯鋼板のうち
対向する第１及び第２折曲線２１、２２を互いに突き合
わせた継ぎ目部２３を有しており、この継ぎ目部２３は
アーク溶接、プラズマ溶接等の一般的な溶接又は圧接等
の塑性変形によってその全長に亘って又は部分的に結合
されている。また、ビーム部２の第１及び第２突出部４
５、４６は、この継ぎ目部２３をなす第１及び第２折曲
線２１、２２からビーム部２の内面に至る形状に形成さ
れている。この第１及び第２突出部４５、４６は、継ぎ
目部２３側において互いに接触し、先端側（すなわち第
１及び第２フランジ４７、４８側）においては互いに離
間している。第１及び第２フランジ４７、４８は、ビー
ム部２の内面に当接するようにこの内面に沿って略円弧
状に形成されている。

【００２８】本実施形態のインパクトビームは、第１実
施形態とほぼ同様にして製造され、第１実施形態とほぼ
同様にして自動車のドアに取り付けられる。なお、第１
及び第２突出部４５、４６のうち互いに当接している部
分の方向（便宜上、突出方向と称する）は、自動車の車
幅方向と略一致している。

【００２９】本実施形態のインパクトビームでは、自動
車の側面衝突時において荷重が第１及び第２突出部４
５、４６の突出方向と上下角度をもった方向から入力さ
れた場合、図７に示すように、荷重の入力方向が第１フ
ランジ４７の端部から延ばした法線ｎ１と第２フランジ
４８の端部から延ばした法線ｎ２とによって挟まれた領
域に存在している限り、第１及び第２突出部４５、４６
がその荷重を受けることができるため、衝撃エネルギー
を吸収する。

【００３０】本実施形態のインパクトビームによれば、
第１実施形態と同様、自動車の側面衝突時において広範
囲な荷重入力方向に対して衝撃エネルギー吸収効率が高
く、しかも量産時の曲げ強度の変動幅が小さくなるとい
う効果が得られる。また、第１及び第２フランジ４７、
４８の長さを調節することにより、衝撃エネルギー吸収
効率の高い荷重入力方向の角度範囲を広くしたり狭くし
たりすることができ、また曲げ強度も所望の強度にする
ことができるという効果が得られる。

【００３１】また、本実施形態においては、第１及び第
２突出部４５、４６は継ぎ目部２３側において互いに接
触しているが先端側において互いに離間しているため座
屈しにくい形状である。ここで、図８は本実施形態に関
し、突出方向が設計方向（ここでは車幅方向とする）に
一致したときの曲げ特性（実線で表示）と、突出方向が
設計方向に対して角度△θだけ下方すなわちマイナス側
にずれたときの曲げ特性（点線で表示）を表す。この図
８から明らかなように、例えば第１実施形態のように第
１及び第２突出部２５、２６を座屈可能な形状とした場
合に比べて、曲げ強度が最大値付近で急激に変化しない
ため、突出方向が設計方向に対してずれた場合でも、そ
の設計方向における曲げ強度はほとんど変化しない。こ
のため、量産時の曲げ強度の変動幅がより一層小さくな
るという効果が得られる。

【００３２】更に、本実施形態においては、第１突出部
４５の先端側と第２突出部４６の先端側とのなす角度ψ
（図７参照）が大きいほど、衝突エネルギーを吸収でき
る荷重の入力方向の角度範囲ω（荷重の許容範囲、図７
参照）が広がる。尚、本発明の実施形態は、上記実施形
態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲
に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもな
い。

【００３３】例えば、上記各実施形態ではビーム部とブ
ラケット部とを一体成形したが、図９のようにブラケッ
ト部を別体としてもよい。この場合、例えば車種に応じ
てビーム部を切断してその長さを変更して使用すること
ができる。また、ビーム部は継ぎ目部が車幅方向外側を
向くように自動車のドアに取り付けたが、継ぎ目部が車
幅方向内側を向くように自動車のドアに取り付けてもよ
い。但し、車幅方向外側から荷重が入力されたとき、上
記各実施形態では両突出部がより密着する方向に変形す
るため、上記各実施形態のように継ぎ目部が車幅方向外
側を向くように取り付けるのが衝撃エネルギーを吸収す
るうえで好ましい。

【００３４】更に、ビーム部の継ぎ目部は溶接等により
接合したが、特に接合しなくてもよい。この場合、溶接
作業が省略されるため、製造コストが一層低減化され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態のインパクトビームの斜視図で
ある。

【図２】 図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】 自動車のドアの縦断面図である。

【図４】 荷重の入力角度と曲げ強度との関係を表すグ
ラフである。

【図５】 荷重の入力角度と曲げ強度との関係を表すグ
ラフである。

【図６】 荷重の入力角度と曲げ強度との関係を表すグ
ラフである。

【図７】 第２実施形態のインパクトビームのビーム部
の断面図である。

【図８】 荷重の入力角度と曲げ強度との関係を表すグ
ラフである。

【図９】 従来のインパクトビームの斜視図である。

【図１０】 図９のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１・・・インパクトビーム、２・・・ビーム部、３・・
・ブラケット部、２１・・・第１折曲線、２２・・・第
２折曲線、２３・・・継ぎ目部、２５・・・第１突出
部、２６・・・第２突出部、２７・・・第１フランジ、
２８・・・第２フランジ、３０・・・ドア、３１・・・
アウタパネル、３２・・・インナパネル、Ｎ１・・・法
線、Ｎ２・・・法線、Ｐ・・・荷重。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯鋼板をプレス加工して形成されたビー
   ム部と、このビーム部の両端に設けられたドア取付用の
   ブラケット部とを備え、自動車のドアの外側から荷重が
   作用したときの衝撃を受けるインパクトビームにおい
   て、 前記ビーム部は、 帯鋼板のうち対向する第１及び第２折曲線を互いに突き
   合わせた継ぎ目部と、 前記継ぎ目部をなす第１及び第２折曲線のそれぞれから
   前記ビーム部の内面に至る形状に形成された第１及び第
   ２突出部と、 前記第１及び第２突出部のそれぞれの先端において前記
   ビーム部の内面に沿って形成された第１及び第２フラン
   ジとを備えたことを特徴とするインパクトビーム。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２突出部は、前記継ぎ目
   部から前記ビーム部の内面に至るまで互いに当接し、且
   つ、前記継ぎ目部から前記ビーム部の内面に至る方向が
   自動車の車幅方向と略一致していることを特徴とする請
   求項１記載のインパクトビーム。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２突出部は、前記継ぎ目
   部側において互いに接触し、先端側において互いに離間
   していることを特徴とする請求項１記載のインパクトビ
   ーム。
4. 【請求項４】 前記ビーム部と前記ブラケット部は帯鋼
   板をプレス加工することにより一体成形されていること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインパク
   トビーム。