WO2018061669A1

WO2018061669A1 - ドアインパクトビーム

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Publication number: WO2018061669A1
Application number: PCT/JP2017/032056
Authority: WO
Inventors: 健介船田; 渡辺　憲一; 高行木村; 和紀阪本
Original assignee: 株式会社神戸製鋼所
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2018-04-05
Also published as: JP2018052428A; JP6573861B2

Abstract

ドアインパクトビームは、一方向に長い形状のビーム本体部と、ビーム本体部の両端に設けられ、ドア内部に取り付けられる取付部と、を備えている。ビーム本体部は、長手方向に垂直な断面内において、長手方向に垂直な幅方向に互いに対向する一対の縦壁部と、一対の縦壁部の上端同士を繋ぐ天板部と、を有している。天板部には、長手方向及び幅方向に垂直な高さ方向に突出した形状を有し且つ長手方向に延びると共に幅方向に並ぶ複数の凸条部を含み、高さ方向の曲げに対する中立面よりも天板部側の領域において凹凸する形状の波形部が形成されている。

Description

ドアインパクトビーム

　本発明は、自動車のドア内部に補強部材として配置されるドアインパクトビームに関する。

　従来、自動車の側面衝突時の安全性を向上させるため、ドア内部に補強部材としてドアインパクトビーム（ＤＩＢ；Ｄｏｏｒ　Ｉｍｐａｃｔ　Ｂｅａｍ）を装着することが知られている。このドアインパクトビームは、例えば長尺なパイプ材や押出し角材などからなるものであり、車体の前後方向に沿った状態でドアのアウターパネルとインナーパネルとの間に配置されるものである。このようなドアインパクトビームの構造が下記特許文献１～３に開示されている。

　下記特許文献１には、ドアインパクトビームとして用いられる長尺な部材であって、断面視ハット形状に形成されたものが開示されている。下記特許文献２には、断面視Ｍ字型形状に形成されたドアインパクトビームの構造が開示されている。下記特許文献３には、長尺な板材からなるドアインパクトビームであって、板厚方向において上下に突出するビード部が形成されたものが開示されている。

　ドアインパクトビームにおいては、車体の重量増加を抑制しつつドア部分を確実に補強するという高度な性能が要求されるところ、下記特許文献１～３に開示される従来のドアインパクトビームは、このような性能を十分に備えていないという問題があった。

　下記特許文献１のドアインパクトビームは、ハット形状の天板部を平板形状に形成すると共に、当該天板部を複数のリブの設置により補強するものである。この構造では、リブの設置によりドアビームの重量増加を招くという問題がある。またこのリブは、ハット形状の中空部内において天板部と反対側の部位まで延びるように設置されているが、このリブは、圧壊時に容易に横倒れしてしまう。その結果、天板部において十分な補強効果が得られないという問題もある。

　下記特許文献２のドアインパクトビームは、板材を断面視Ｍ字型形状に屈曲させたものであり、直辺状の明確な縦壁を有するハット断面からなるものに比べて強度面で劣る。また下記特許文献３のドアインパクトビームでは、板厚方向において上下に突出するビード部を設けることにより線長が長くなるため、ドアビームの重量増加を避けられない。

特開２００３－２００８５４号公報特開２０１１－２５１５９７号公報特表２０１３－５１２１３９号公報

　本発明の目的は、自動車の側面衝突時の衝撃荷重に対する強度と重量のバランスに優れたドアインパクトビームを提供することである。

　本発明の一局面に係るドアインパクトビームは、一方向に長い形状のビーム本体部と、前記ビーム本体部の両端に設けられ、ドア内部に取り付けられる取付部と、を備えている。前記ビーム本体部の長手方向の少なくとも一部は、前記長手方向に垂直な断面内において、前記長手方向に垂直な幅方向に互いに対向する一対の縦壁部と、前記一対の縦壁部の上端同士を繋ぐ天板部と、を有している。前記天板部の前記長手方向の少なくとも一部には、前記長手方向及び前記幅方向に垂直な高さ方向に突出した形状を有し且つ前記長手方向に延びると共に前記幅方向に並ぶ複数の凸条部を含み、前記高さ方向の曲げに対する中立面よりも前記天板部側の領域において凹凸する形状の波形部が形成されている。

本発明の実施形態１に係るドアインパクトビームがドア内部に装着された様子を示す模式図である。本発明の実施形態１に係るドアインパクトビームの構成を模式的に示す斜視図である。図２中の線分ＩＩＩ－ＩＩＩに沿ったドアインパクトビームの断面構造を示す模式図である。ホットスタンプによるドアインパクトビームのプレス成形において金型間にブランクが配置された状態を示す模式図である。ホットスタンプが完了した状態を示す模式図である。本発明の実施形態２に係るドアインパクトビームの構成を模式的に示す断面図である。本発明の実施形態３に係るドアインパクトビームの構成を模式的に示す断面図である。本発明の実施形態４に係るドアインパクトビームの構成を模式的に示す断面図である。本発明のその他実施形態に係るドアインパクトビームの構成を模式的に示す断面図である。本発明のその他実施形態に係るドアインパクトビームの構成を模式的に示す断面図である。本発明のその他実施形態に係るドアインパクトビームの構成を模式的に示す斜視図である。

　以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。

　（実施形態１）
　［ドアインパクトビームの構造］
　まず、本発明の実施形態１に係るドアインパクトビーム１の構造について、図１～図３を参照して説明する。図１は、ドアインパクトビーム１が自動車のドア１００に配置された様子を概念的に示している。図２は、ドアインパクトビーム１の上面側から見た全体構造を示す斜視図である。図３は、図２中の線分ＩＩＩ－ＩＩＩに沿ったドアインパクトビーム１の断面構造を示している。

　ドアインパクトビーム１は、自動車の側面衝突時の衝撃荷重Ｐに対する補強部材としてドア１００の内部に装着されるものであり、長手方向に延びる長尺な形状を有している。図１に示すように、ドア１００は、フロントドア１０１と、リアドア１０２と、を有している。ドアインパクトビーム１は、前端が後端よりも高くなるように水平方向に対して傾斜した姿勢で、フロントドア１０１及びリアドア１０２の各々の内部に装着されている。より具体的には、ドアインパクトビーム１は、ドア１００のインナーパネルとアウターパネル１０１Ａ，１０２Ａとの間に配置されており、天板部２１（図２）をアウターパネル１０１Ａ，１０２Ａ側に向けた姿勢で装着される。なお、ドアインパクトビーム１は、水平方向に沿った姿勢で装着されてもよい。

　ドアインパクトビーム１は、例えば高張力鋼（ハイテン）からなる単一の板材をホットスタンプ（熱間プレス）によってプレス成形することにより形成されている。なお、ドアインパクトビーム１に用いられる材質はハイテンに限定されず、種々の金属材料を採用することが可能である。

　図２に示すように、ドアインパクトビーム１は、一方向に長い形状のビーム本体部１６と、ビーム本体部１６の長手方向の両端に設けられた一対の取付部（第１の取付部１１及び第２の取付部１２）と、を備えている。ドアインパクトビーム１は、長手方向の中心に対して対称な形状を有している。本実施形態では、ビーム本体部１６と第１及び第２の取付部１１，１２とは単一の鋼板として一体形成されているがこれに限定されず、互いに別体として形成されていてもよい。

　第１及び第２の取付部１１，１２は、ドア内部に取り付けられる部分であり、ドア内部に設けられた所定の被取付部（不図示）に対して取付可能な形状に形成されている。図２に示すように、本実施形態では、第１及び第２の取付部１１，１２は、平坦面１１Ａ，１２Ａを各々有しており、ビーム本体部１６よりも幅広である薄い平板形状に形成されている。このような平板形状を採用することで、ドア内部に対して取り付け易い構造とすることができる。なお、第１及び第２の取付部１１，１２の形状はこれに限定されず、ドア内部の被取付部の形状に応じて適宜変更することが可能である。また第１及び第２の取付部１１，１２は、図１に示すように各々同じ形状に形成されていてもよいがこれに限定されず、各々異なる形状に形成されていてもよい。

　第１及び第２の取付部１１，１２は、例えばボルトやナットなどの締結部材を用いて又は溶接によりドア内部に固定される。これにより、第１及び第２の取付部１１，１２において両点支持した状態でドアインパクトビーム１をドア内部に装着することができる。このため、側面衝突時においてドアインパクトビーム１が衝撃荷重Ｐを受けたとき、ビーム本体部１６に対して主に曲げモーメントが加わる。また第１及び第２の取付部１１，１２は、その一方が車体の前方側に位置し、他方が後方側に位置した状態となる。

　ビーム本体部１６は、側面衝突時に主に衝撃荷重Ｐを受ける部分であり、長手方向に延びる長尺な形状を有している。ビーム本体部１６は、ビーム中央部１４と、ビーム中央部１４の長手方向の両端に設けられた一対のビーム側部（第１のビーム側部１３及び第２のビーム側部１５）と、を有しており、これらが長手方向に連なることにより構成されている。

　ビーム中央部１４は、平面視長方形状の上面１４Ａを有しており、長手方向に略一定の高さを有している。第１及び第２のビーム側部１３，１５は、ビーム中央部１４の両端に各々繋がると共に、長手方向外側に向かって下り勾配に形成された上面１３Ａ，１５Ａを各々有している。そして、第１及び第２のビーム側部１３，１５は、長手方向外側の端部において第１及び第２の取付部１１，１２に各々繋がっている。

　このため、図２に示すように、ビーム中央部１４は、第１及び第２の取付部１１，１２に対して高さ方向上向きに張り出した状態となっている。従って、上面１４Ａが車体のアウターパネル側に向いた姿勢でドアインパクトビーム１が装着された時、当該上面１４Ａに対して衝撃荷重Ｐが主に加わる。つまり、ビーム中央部１４の上面１４Ａが衝撃荷重Ｐの主な受け面となる。

　ビーム本体部１６は、上面１３Ａ～１５Ａを含む平面視長方形状の天板部２１と、天板部２１の幅方向の端部に繋がれ、当該端部から天板部２１に対して略直角を成して下向きに垂下する一対の縦壁部２２，２３と、縦壁部２２，２３の下端から幅方向外側に張り出した一対のフランジ部２４，２５と、を備えている。

　図２に示すように、天板部２１は、上面１４Ａと上面１３Ａとが繋がる曲面状の第１アール部１６Ａ及び上面１４Ａと上面１５Ａとが繋がる曲面状の第２アール部１６Ｂにおいて、下向きに折り曲げられた板形状を呈している。また一対のフランジ部２４，２５は、ビーム本体部１６全体に亘って長手方向に延びている。一対のフランジ部２４，２５は、長手方向の両端を有し、当該両端が第１及び第２の取付部１１，１２に各々繋がっている。

　なお、図２では、天板部２１の幅方向の一端に繋がる一方の縦壁部２２及びこれに設けられた一方のフランジ部２４のみが示されているが、上述の通り、天板部２１の他端にも縦壁部２３（図３）が同様に繋がっており、且つ当該他方の縦壁部２３の下端から幅方向外側に張り出した他方のフランジ部２５（図３）が設けられている。これにより、ビーム本体部１６は、互いに対向する一対の縦壁部（第１の縦壁部２２及び第２の縦壁部２３）と、これらを繋ぐ天板部２１と、一対のフランジ部（第１のフランジ部２４及び第２のフランジ部２５）と、により断面視ハット形状を構成している。

　また本実施形態では、ビーム中央部１４だけでなく、第１及び第２のビーム側部１３，１５も、天板部２１と、一対の縦壁部２２，２３と、一対のフランジ部２４，２５と、を有する断面視ハット形状に形成されている。つまり本実施形態では、ビーム本体部１６の長手方向全体が断面視ハット形状に形成されている。

　図２に示すように、天板部２１においてビーム中央部１４の上面１４Ａを構成する部位は、平面視長方形の外形を有する波形部４０と、波形部４０の外周全体を取り囲む周辺部４６と、を有している。波形部４０は、天板部２１を高さ方向に凹凸するように屈曲させた部位であり、周辺部４６は平板形状に形成された部位である。上述のように、ビーム中央部１４は衝撃荷重Ｐが主に加わる部分であるため、この波形部４０を形成することにより、衝撃荷重Ｐに対する天板部２１の強度を高めることができる。

　一方、天板部２１において第１及び第２のビーム側部１３，１５の上面１３Ａ，１５Ａを構成する部位は、波形部が形成されておらず、平板形状に形成されている。つまり本実施形態では、天板部２１の長手方向の一部（中央部）のみにおいて波形部４０が形成されている。

　次に、ビーム本体部１６の長手方向に垂直な断面構造について、図３を参照して説明する。図３は、図２中の線分ＩＩＩ－ＩＩＩにおけるビーム中央部１４の断面構造を示している。図３に示すように、ビーム中央部１４は、長手方向に垂直な断面内において、高さ方向下向きに開口する開断面を有する。即ち、ビーム中央部１４は、所謂ハット形状に形成されている。ビーム中央部１４は、幅方向に互いに対向する一対の縦壁部２２，２３（第１及び第２の縦壁部２２，２３）と、当該第１及び第２の縦壁部２２，２３の上端２２Ａ，２３Ａ同士を繋ぐ天板部２１と、当該第１及び第２の縦壁部２２，２３の下端２２Ｂ，２３Ｂから幅方向外側に広がる形状の一対のフランジ部（第１のフランジ部２４及び第２のフランジ部２５）と、を有する。第１及び第２のフランジ部２４，２５は、高さ方向において中立面３１に対して天板部２１と反対側において第１及び第２の縦壁部２２，２３に設けられている。ビーム中央部１４は、一対の縦壁部２２，２３と、天板部２１と、一対のフランジ部２４，２５と、によりハット形状を構成している。

　第１及び第２の縦壁部２２，２３は、天板部２１の幅に相当する間隔を空けて互いに対向するように配置されており、天板部２１の幅方向の両端に対して曲面状の稜部を成すように繋がっている。また第１及び第２のフランジ部２４，２５も、第１及び第２の縦壁部２２，２３の下端２２Ｂ，２３Ｂに対して曲面状に繋がっている。ビーム中央部１４は、天板部２１と第１及び第２の縦壁部２２，２３の内面側に空間Ｓ１が形成された中空構造となっている。また上述の通り、第１及び第２のビーム側部１３，１５も、ビーム中央部１４と同様に断面視ハット形状に形成されているため、図３に示すような中空構造となっている。

　ドアインパクトビーム１では、天板部２１側から長手方向の中央部に対して下向きに衝撃荷重Ｐが加わる場合において、中立面３１よりも上側（上面側）で圧縮応力が生じ、中立面３１よりも下側（下面側）で引張応力が生じるのに対し、圧縮応力も引張応力も生じない領域が存在する。この領域を図３に示す断面内において符号「３１」で示し、これを「中立面３１」と称している。図３に示すように、天板部２１は、ビーム本体部１６の断面内における中立面３１よりも高さ方向上側に位置する部位である。

　天板部２１は、高さ方向に凹凸する形状の波形部４０と、その両側に設けられた一対の肩部４４，４５（第１及び第２の肩部４４，４５）と、を備えている。波形部４０は、天板部２１における幅方向の中央部を凹凸状に屈曲させた部分であり、図３に示すように幅方向に対称な形状を有している。より具体的には、波形部４０において、上面１４Ａが凸状である部分において下面１４Ｂが凹んでおり、上面１４Ａが凹んでいる部分において下面１４Ｂが凸状になっている。

　第１の肩部４４は、波形部４０の一端（図３中右端）に繋がると共に、第１の縦壁部２２の上端２２Ａに繋がっている。第２の肩部４５は、波形部４０の他端（図３中左端）に繋がると共に、第２の縦壁部２３の上端２３Ａに繋がっている。図２に示すように、第１及び第２の肩部４４，４５は、周辺部４６における幅方向両側の部位にそれぞれ相当する。

　波形部４０は、高さ方向上向きに突出した形状を有する複数の凸条部４１～４３により構成されている。複数の凸条部４１～４３の各々は、長手方向に延びると共に当該長手方向に垂直な幅方向に並んで設けられている。また図３に示すように、波形部４０は、中立面３１よりも天板部２１側の領域Ｒ１内に収まるように凹凸した形状となっている。つまり、波形部４０は、図３に示す断面内において中立面３１と重複（交差）せず、各凸条部４１～４３の底部（図３中破線）が中立面３１よりも距離Ｌ１だけ高さ方向上側に位置するように形成されている。

　上記ドアインパクトビーム１では、図３に示すように、ビーム本体部１６が断面視ハット形状に形成されることにより、剛性が高められている。ここで、ハット形状の天部に相当する位置にある天板部２１は、ビーム本体部１６の断面内における中立面３１から高さ方向に離れた部分であり、衝撃荷重Ｐによって大きな圧縮応力が生じる部分である。この天板部２１に波形部４０が形成されることにより、衝撃荷重Ｐに対する強度が効果的に向上している。

　また波形部４０は、中立面３１よりも天板部２１側の領域Ｒ１内に収まっている。これにより、衝撃荷重Ｐによりドアインパクトビーム１に対して曲げモーメントが加わった時に、波形部４０に対して圧縮応力又は引張応力のいずれか一方のみを生じさせることができる。このため、衝撃荷重Ｐに対するドアビームの強度が飛躍的に向上している。しかも、波形部４０は中立面３１よりも高さ方向下側の領域までは形成されていないため、波形部４０の線長が長くなり過ぎず、ドアビームの重量増加を抑制することもできる。このため、上記ドアインパクトビーム１は、強度と重量のバランスを損なうことなく、性能が向上したものとなっている。

　波形部４０は、上述のように高さ方向上向きに突出する複数（本実施形態では３つ）の凸条部４１～４３を含み、これらが幅方向に連続して並ぶことにより形成されている。本実施形態では、各凸条部４１～４３の頂部が車体の外側に向いた姿勢でドアインパクトビーム１がドア１００に装着される。

　複数の凸条部４１～４３は、天板部２１の幅方向中央に形成された第２の凸条部４１と、その両側に形成された一対の第１の凸条部４２，４３と、を含んでいる。図３に示すように、一対の第１の凸条部４２，４３は幅方向において互いに離間して形成されており、その間の位置に第２の凸条部４１が形成されている。なお、本実施形態では、波形部４０が３つの凸条部４１～４３により構成される場合について説明したがこれに限定されず、第１の凸条部４２，４３よりも幅方向外側の位置にさらに別の凸条部が形成されていてもよい。

　本実施形態では、第１の凸条部４２，４３と第２の凸条部４１とは、各々同じ高さ方向の寸法を有している。また図３に示すように、第１の凸条部４２，４３は、第２の凸条部４１の幅よりも小さい幅を有している。即ち、複数の凸条部４１～４３は、天板部２１と縦壁部２２，２３との接続部に対してより近い位置に形成されたものが小さい幅を有している。これにより、天板部２１と縦壁部２２，２３との接続部における強度をより向上させることができる。

　ビーム中央部１４は、天板部２１において部分増厚されたものとなっている。即ち、ビーム中央部１４において、天板部２１は、第１及び第２の縦壁部２２，２３よりも厚く形成されている。より具体的には、波形部４０の厚さＴ１が第１及び第２の縦壁部２２，２３の厚さＴ２よりも大きくなっており、第１及び第２の肩部４４，４５の厚さが第１及び第２の縦壁部２２，２３の厚さと同じになっている。つまり、ビーム中央部１４は、波形部４０のみにおいて部分増厚されている。

　線長方向に沿って厚さの変化を説明すると、第１のフランジ部２４、第１の縦壁部２２及び第１の肩部４４においては厚さＴ２が維持され、波形部４０の開始部（図３中右端）から厚さが徐々に増大し、波形部４０において増大した厚さＴ１が維持される。そして、波形部４０の終了部（図３中左端）から厚さが徐々に減少し、第２の肩部４５、第２の縦壁部２３及び第２のフランジ部２５において減少した厚さＴ２が維持される。

　このように、衝撃荷重Ｐにより大きな圧縮応力が生じる天板部２１において波形部４０を部分増厚することにより、ドアビームの強度を向上させることができる。また、第１及び第２の縦壁部２２，２３も波形部４０と同様に増厚したもの（全体増厚したもの）と比べて、ドアビーム全体の重量増加を抑えることができる。

　またビーム本体部１６は、長手方向の少なくとも一部が部分増厚されていればよい。本実施形態では、長手方向の一部であるビーム中央部１４のみが上述のように部分増厚されており、第１及び第２のビーム側部１３，１５は部分増厚されていない。即ち、第１及び第２のビーム側部１３，１５においては、天板部２１と第１及び第２の縦壁部２２，２３とが同じ厚みで形成されている。

　［ドアインパクトビームの成形プロセス］
　次に、ホットスタンプによる上記ドアインパクトビーム１の成形プロセスについて、図４及び図５を参照して説明する。

　まず、ハイテンなどの鋼材からなる平板形状の被プレス部材６０が準備される。そして、この被プレス部材６０を型押しなどによって加工することにより、図４に示すように台形状に曲がった被プレス部６１を幅方向の中央に形成する。そして、図４に示すように被プレス部材６０を金型５１，５２間に配置した状態で、上金型５１を下金型５２に向かって下降させる。

　そして、被プレス部６１の台形の高さがなくなるまで上金型５１を下降させた時点でプレス成形が完了する。これにより、図５に示すように、上金型５１の成形面５１Ａ及び下金型５２の成形面５５Ａに沿った凹凸形状の波形部が被プレス部６１に形成される。このプレス成形後の被プレス部６１が図３に示した天板部２１となる。その後、上金型５１を上昇させ、プレス成形後の被プレス部材６０（ドアインパクトビーム１）を金型から取り出す。

　［作用効果］
　次に、上記本実施形態に係るドアインパクトビーム１の特徴的な構成及びその作用効果について説明する。

　図２に示すように、ドアインパクトビーム１は、一方向に長い形状のビーム本体部１６と、ビーム本体部１６の両端に設けられた取付部１１，１２と、を備えている。図３に示すように、ビーム本体部１６は、長手方向に垂直な断面内において、長手方向に垂直な幅方向に互いに対向する一対の縦壁部２２，２３と、一対の縦壁部２２，２３の上端２２Ａ，２３Ａ同士を繋ぐ天板部２１と、を有している。天板部２１には、長手方向及び幅方向に垂直な高さ方向に突出した形状を有し且つ長手方向に延びると共に幅方向に並ぶ複数の凸条部４１～４３を含み、高さ方向の曲げに対する中立面３１よりも天板部２１側の領域Ｒ１において凹凸する形状の波形部４０が形成されている。

　ドアインパクトビーム１では、ビーム本体部１６が一対の縦壁部２２，２３とその上端２２Ａ，２３Ａ同士を繋ぐ天板部２１とを有するハット形状に形成されることにより、ビーム本体部１６の剛性が高められている。しかも、このハット形状の天部に相当する位置の天板部２１が波形に形成されている。この天板部２１は、ビーム本体部１６の断面内における中立面３１から離れた部分であり、側面衝突時の衝撃荷重Ｐによって大きな応力が生じる部分である。従って、この天板部２１が波形に形成されることにより、衝撃荷重Ｐに対する強度が効果的に向上している。

　さらに、波形部４０は、中立面３１よりも天板部２１側の領域Ｒ１内に収まっている。これにより、側面衝突によりドアインパクトビーム１に対して曲げモーメントが加わった時に、波形部４０に対して圧縮応力又は引張応力のいずれか一方のみを生じさせることができる。この点においても、衝撃荷重Ｐに対する強度が飛躍的に向上している。しかも、波形部４０を天板部２１側の領域Ｒ１内に収めることにより、波形部４０の線長が長くなり過ぎず、ドアビームの重量増加を抑制することもできる。従って、側面衝突時の衝撃荷重Ｐに対する強度と重量のバランスに優れたドアビーム構造を得ることができる。

　上記ドアインパクトビーム１において、複数の凸条部４１～４３は、互いに離間して形成された一対の第１の凸条部４２，４３と、一対の第１の凸条部４２，４３の間に形成された第２の凸条部４１と、を含んでいる。第１の凸条部４２，４３は、第２の凸条部４１の幅よりも小さい幅を有している。これにより、天板部２１と縦壁部２２，２３とが繋がる部分を補強することができるため、より強度に優れたドアインパクトビーム１を得ることができる。

　上記ドアインパクトビーム１において、波形部４０は縦壁部２２，２３よりも厚く形成されている。このように、天板部２１において部分増厚することにより、部材全体を増厚したものに比べて、重量増加をより小さくすることができる。これにより、衝撃荷重Ｐに対する強度を維持しつつ、より軽量化されたドアインパクトビーム１を得ることができる。

　上記ドアインパクトビーム１において、ビーム本体部１６は、高さ方向において中立面３１に対して天板部２１と反対側において縦壁部２２，２３に設けられ、長手方向に延びると共に幅方向外側に広がる形状のフランジ部２４，２５を有している。これにより、高さ方向において中立面３１を天板部２１からより遠ざけることができる。そして、中立面３１から天板部２１までの高さ距離Ｌ１がより長くなり、衝撃荷重Ｐにより天板部２１に生じる圧縮応力が大きくなっても、波形部４０の形成によって天板部２１を補強することができる。

　（実施形態２）
　次に、本発明の実施形態２に係るドアインパクトビームについて、図６を参照して説明する。実施形態２に係るドアインパクトビームは、基本的に上記実施形態１の場合と同様の構成を備えているが、第１及び第２のフランジ部２４，２５の先端が折り返されている点で異なっている。以下、上記実施形態１と異なる点についてのみ詳細に説明する。

　図６に示すように、第１及び第２のフランジ部２４，２５において第１及び第２の縦壁部２２，２３と反対側の端部は、天板部２１側に折り返されている（第１及び第２の折り返し部２４Ａ，２５Ａ）。第１のフランジ部２４は、第１の縦壁部２２の下端２２Ｂから幅方向外側に延びる第１の延出部２４Ｂと、第１の延出部２４Ｂに対して垂直で且つ当該第１の延出部２４Ｂの先端に対して曲面状に繋がる第１の折り返し部２４Ａと、を有する。また第２のフランジ部２５は、第２の縦壁部２３の下端２３Ｂから幅方向外側に延びる第２の延出部２５Ｂと、第２の延出部２５Ｂに対して垂直で且つ当該第２の延出部２５Ｂの先端に対して曲面状に繋がる第２の折り返し部２５Ａと、を有する。

　なお、第１及び第２の折り返し部２４Ａ，２５Ａは、第１及び第２の延出部２４Ｂ，２５Ｂに対して直角を成すように天板部２１側に延びる場合に限定されず、第１及び第２の延出部２４Ｂ，２５Ｂに対して鋭角を成すように設けられていてもよいし、第１及び第２の延出部２４Ｂ，２５Ｂに対して鈍角を成すように設けられていてもよい。

　このように、第１及び第２の折り返し部２４Ａ，２５Ａを設けることにより、ビーム本体部１６の幅が増加するのを抑制しつつ、ビーム本体部１６における高さ方向下側の部分の重量を増加させることができる。これにより、中立面３１の高さ位置をより下側に移動させることが可能になり、中立面３１から天板部２１までの高さ距離Ｌ１をより長くすることができる。

　（実施形態３）
　次に、本発明の実施形態３に係るドアインパクトビームについて、図７を参照して説明する。実施形態３に係るドアインパクトビームは、基本的に上記実施形態１の場合と同様の構成を備えているが、天板部２１において第２の凸条部４１がその両側にある第１の凸条部４２，４３よりも小さい高さ方向の寸法を有している点で異なっている。以下、上記実施形態１と異なる点についてのみ詳細に説明する。

　図７に示すように、天板部２１の中央にある第２の凸条部４１は、その両側にある第１の凸条部４２，４３よりも小さい高さ方向の寸法を有している。即ち、第２の凸条部４１の高さＨ２（底部から頂部までの高さ距離。高さＨ１も同様。）が第１の凸条部４２，４３の高さＨ１よりも小さくなっているため、第２の凸条部４１の頂部が第１の凸条部４２，４３の頂部よりも高さ方向下側に位置している。このため、天板部２１が車体の外側に向いた姿勢でドアインパクトビーム１を装着した場合には、第１の凸条部４２，４３が第２の凸条部４１よりも高さの差Ｈ１－Ｈ２だけ外側に突き出た状態となる。

　これにより、側面衝突時の衝撃荷重Ｐを２つの第１の凸条部４２，４３の頂部により受けることができるため、衝撃荷重Ｐを部材の内部において分散させることが可能になる。また第２の凸条部４１に直接衝突するのを防ぐことができるため、天板部２１の中央に座屈の起点が発生するのを防ぐことができる。このため、側面衝突によるドアインパクトビーム１の破損をより確実に防ぐことができる。

　（実施形態４）
　次に、本発明の実施形態４に係るドアインパクトビームについて、図８を参照して説明する。実施形態４に係るドアインパクトビームは、基本的に上記実施形態１の場合と同様の構成を備えているが、天板部２１において第２の凸条部４１がその両側にある第１の凸条部４２，４３よりも大きい高さ方向の寸法を有している点で異なっている。以下、上記実施形態１と異なる点についてのみ詳細に説明する。

　図８に示すように、実施形態４では、天板部２１の中央にある第２の凸条部４１がその両側にある第１の凸条部４２，４３よりも大きい高さ方向の寸法を有している。即ち、第２の凸条部４１の高さＨ２が第１の凸条部４２，４３の高さＨ１よりも大きくなっているため、第２の凸条部４１の頂部が第１の凸条部４２，４３の頂部よりも高さ方向上側に位置している。よって、天板部２１を車体の外側に向けた姿勢でドアインパクトビームを装着した場合には、第２の凸条部４１が第１の凸条部４２，４３よりも高さの差Ｈ２－Ｈ１だけ外側に突き出た状態となる。

　このように、実施形態４では、第１の凸条部４２，４３と第２の凸条部４１の高さ関係が上記実施形態３の場合と逆になっている。これにより、実施形態４では、上記実施形態３のように第２の凸条部４１が第１の凸条部４２，４３よりも低い場合に比べて、ドアインパクトビーム１の静的強度をより向上させることができる。

　（その他実施形態）
　最後に、本発明のドアインパクトビームのその他実施形態について説明する。

　上記実施形態１では、第１の凸条部４２，４３が第２の凸条部４１の幅よりも小さい幅を有する場合について説明したが、これに限定されない。図９に示すように、第１の凸条部４２，４３と第２の凸条部４１が各々同じ高さＨ１，Ｈ２を有し、且つ同じ幅を有していてもよい。

　上記実施形態１では、ビーム中央部１４において、波形部４０が第１及び第２の縦壁部２２，２３よりも厚く形成される場合について説明したが、これに限定されない。即ち、ビーム中央部１４が部分増厚される場合に限定されず、天板部２１、第１及び第２の縦壁部２２，２３、並びに第１及び第２のフランジ部２４，２５が各々同じ厚みで形成されていてもよい。

　また図１０の断面図に示すように、天板部２１と、その両端に繋がった一対の縦壁部２２，２３と、一対のフランジ部２４，２５と、を有するハット形状において、当該天板部２１に複数（例えば２つ）の波形部４０が幅方向に並んで形成されていてもよい。即ち、天板部２１は、幅方向に互いに離間して形成された波形部４０と、これらを繋ぐ連結部４７と、を有していてもよい。このとき、連結部４７は、中立面３１よりも天板部２１側の領域に位置する。

　上記実施形態１では、天板部２１の長手方向の一部（ビーム中央部１４の中央に相当する部位）にのみ波形部４０が形成される場合について説明したが、これに限定されない。図１１に示すように、天板部２１の長手方向全体に亘って波形部４０が形成されていてもよい。この場合、ビーム本体部１６の長手方向全体に亘って、波形部４０が縦壁部２２，２３に対して厚肉になるように部分増厚されていてもよい。

　上記実施形態１では、図３に示すように、天板部２１が波形部４０と一対の肩部４４，４５とを有する場合について説明したが、これに限定されない。一対の肩部４４，４５が省略され、天板部２１の幅方向全体に波形部４０が形成されていてもよい。

　上記実施形態１では、ホットスタンプによりドアインパクトビーム１をプレス成形する場合について説明したがこれに限定されず、冷間プレスにより成形されてもよい。

　なお、上記実施形態を概説すると、以下の通りである。

　本実施形態に係るドアインパクトビームは、一方向に長い形状のビーム本体部と、前記ビーム本体部の両端に設けられ、ドア内部に取り付けられる取付部と、を備えている。前記ビーム本体部の長手方向の少なくとも一部は、前記長手方向に垂直な断面内において、前記長手方向に垂直な幅方向に互いに対向する一対の縦壁部と、前記一対の縦壁部の上端同士を繋ぐ天板部と、を有している。前記天板部の前記長手方向の少なくとも一部には、前記長手方向及び前記幅方向に垂直な高さ方向に突出した形状を有し且つ前記長手方向に延びると共に前記幅方向に並ぶ複数の凸条部を含み、前記高さ方向の曲げに対する中立面よりも前記天板部側の領域において凹凸する形状の波形部が形成されている。

　上記ドアインパクトビームでは、ビーム本体部の長手方向の少なくとも一部が、一対の縦壁部とその上端同士を繋ぐ天板部とを有する形状（ハット形状）に形成されることにより、ビーム本体部の剛性が高められている。しかも、このハット形状の天部に相当する位置の天板部が波形に形成されている。この天板部は、ビーム本体部の断面内における中立面から離れた部分であり、側面衝突時の衝撃荷重によって大きな応力が生じる部分である。従って、この天板部が波形に形成されることにより、衝撃荷重に対する強度が効果的に向上している。

　さらに、この波形部は、中立面よりも天板部側の領域内に収まっている。これにより、側面衝突によりドアインパクトビームに対して曲げモーメントが加わった時に、波形部に対して圧縮応力又は引張応力のいずれか一方のみを生じさせることができる。この点においても、衝撃荷重に対する強度が飛躍的に向上している。しかも、波形部を天板部側の領域内に収めることにより、波形部の線長が長くなり過ぎず、ドアビームの重量増加を抑制することもできる。従って、上記実施形態によれば、側面衝突時の衝撃荷重に対する強度と重量のバランスに優れたドアビーム構造を得ることができる。

　上記ドアインパクトビームにおいて「凸条部が長手方向に延びる」とは、凸条部が長手方向に平行に延びる形態だけでなく、凸条部が長手方向に対して傾斜した状態で長手方向に沿って延びる形態も含む。また、凸条部が長手方向に沿って直線状に延びる形態だけでなく、長手方向に沿って曲がりながら延びる形態も含む。

　上記ドアインパクトビームにおいて、前記複数の凸条部は、互いに離間して形成された一対の第１の凸条部と、前記一対の第１の凸条部の間に形成された第２の凸条部と、を含んでいてもよい。前記第１の凸条部は、前記第２の凸条部の幅よりも小さい幅を有していてもよい。

　この構成によれば、天板部と縦壁部とが繋がる部分を補強することができるため、より強度に優れたドアインパクトビームを提供することができる。

　上記ドアインパクトビームにおいて、前記複数の凸条部は、互いに離間して形成された一対の第１の凸条部と、前記一対の第１の凸条部の間に形成された第２の凸条部と、を含んでいてもよい。前記第２の凸条部は、前記一対の第１の凸条部よりも小さい前記高さ方向の寸法を有していてもよい。

　この構成によれば、側面衝突時の衝撃荷重を１つの凸条部だけではなく複数の凸条部（第１の凸条部）により受けることができる。このため、衝撃荷重を部材の内部において分散させることが可能になる。これにより、側面衝突によるドアインパクトビームの破損をより確実に防ぐことができる。

　上記ドアインパクトビームにおいて、前記複数の凸条部は、互いに離間して形成された一対の第１の凸条部と、前記一対の第１の凸条部の間に形成された第２の凸条部と、を含んでいてもよい。前記第２の凸条部は、前記一対の第１の凸条部よりも大きい前記高さ方向の寸法を有していてもよい。

　この構成によれば、第２の凸条部が第１の凸条部よりも低く形成されたものに比べて、ドアインパクトビームの静的強度をより向上させることが可能になる。

　上記ドアインパクトビームにおいて、前記天板部が前記縦壁部よりも厚く形成されていてもよい。

　この構成によれば、天板部においてビーム本体部を部分増厚することにより、部材全体を増厚したものに比べて、重量増加をより小さくすることができる。これにより、衝撃荷重に対する強度を維持しつつ、より軽量化されたドアインパクトビームを得ることができる。また部材全体を増厚する場合に比べて、コスト削減を図ることもできる。

　上記ドアインパクトビームにおいて、前記ビーム本体部は、前記高さ方向において前記中立面に対して前記天板部と反対側において前記縦壁部に設けられ、前記長手方向に延びると共に前記幅方向外側に広がる形状のフランジ部を有していてもよい。

　この構成によれば、高さ方向において中立面を天板部からより遠ざけることができる。そして、中立面から天板部までの高さ距離がより長くなり、衝撃荷重により天板部に生じる応力が大きくなっても、波形部の形成によって天板部を補強することができる。

　上記ドアインパクトビームでは、前記フランジ部において前記縦壁部と反対側の端部が前記天板部側に折り返されていてもよい。

　この構成によれば、ドアインパクトビームの幅が増加するのを抑制しつつ、中立面の高さ位置を天板部からさらに遠ざけることができる。

Claims

　一方向に長い形状のビーム本体部と、
　前記ビーム本体部の両端に設けられ、ドア内部に取り付けられる取付部と、を備え、
　前記ビーム本体部の長手方向の少なくとも一部は、前記長手方向に垂直な断面内において、前記長手方向に垂直な幅方向に互いに対向する一対の縦壁部と、前記一対の縦壁部の上端同士を繋ぐ天板部と、を有し、
　前記天板部の前記長手方向の少なくとも一部には、前記長手方向及び前記幅方向に垂直な高さ方向に突出した形状を有し且つ前記長手方向に延びると共に前記幅方向に並ぶ複数の凸条部を含み、前記高さ方向の曲げに対する中立面よりも前記天板部側の領域において凹凸する形状の波形部が形成されていることを特徴とする、ドアインパクトビーム。
　前記複数の凸条部は、
　互いに離間して形成された一対の第１の凸条部と、
　前記一対の第１の凸条部の間に形成された第２の凸条部と、を含み、
　前記第１の凸条部は、前記第２の凸条部の幅よりも小さい幅を有することを特徴とする、請求項１に記載のドアインパクトビーム。
　前記複数の凸条部は、
　互いに離間して形成された一対の第１の凸条部と、
　前記一対の第１の凸条部の間に形成された第２の凸条部と、を含み、
　前記第２の凸条部は、前記一対の第１の凸条部よりも小さい前記高さ方向の寸法を有することを特徴とする、請求項１に記載のドアインパクトビーム。
　前記第２の凸条部は、前記一対の第１の凸条部よりも小さい前記高さ方向の寸法を有することを特徴とする、請求項２に記載のドアインパクトビーム。
　前記複数の凸条部は、
　互いに離間して形成された一対の第１の凸条部と、
　前記一対の第１の凸条部の間に形成された第２の凸条部と、を含み、
　前記第２の凸条部は、前記一対の第１の凸条部よりも大きい前記高さ方向の寸法を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のドアインパクトビーム。
　前記天板部が前記縦壁部よりも厚く形成されていることを特徴とする、請求項１～４の何れか１項に記載のドアインパクトビーム。
　前記天板部が前記縦壁部よりも厚く形成されていることを特徴とする、請求項５に記載のドアインパクトビーム。
　前記ビーム本体部は、前記高さ方向において前記中立面に対して前記天板部と反対側において前記縦壁部に設けられ、前記長手方向に延びると共に前記幅方向外側に広がる形状のフランジ部を有することを特徴とする、請求項１～４の何れか１項に記載のドアインパクトビーム。
　前記ビーム本体部は、前記高さ方向において前記中立面に対して前記天板部と反対側において前記縦壁部に設けられ、前記長手方向に延びると共に前記幅方向外側に広がる形状のフランジ部を有することを特徴とする、請求項５に記載のドアインパクトビーム。
　前記フランジ部において前記縦壁部と反対側の端部が前記天板部側に折り返されていることを特徴とする、請求項８に記載のドアインパクトビーム。