JP3015836B2 - 衝撃吸収特性に優れたドア補強部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、衝撃吸収特性に優れたドア補強部材に係
り、より詳しくは、特定の形状を有し、引張強さ60kgf/
mm²以上の鋼板を使用し、衝撃吸収特性に優れると共に
軽量なドア補強部材に関するものである。

（従来の技術及び解決しようとする課題） 近年、自動車業界において、自動車への安全性の要求
の高まりにより、高強度鋼板を用い、衝突時に乗員を保
護するための補強部材の採用が進められている。この中
で、自動車側面への衝突に対する乗員の保護のために
は、ドア内部に第２図に示すような補強部材の装着が進
められている。

従来、ドア補強部材には、引張り強さ60〜100kgf/mm²
の高強度鋼板を用い、第３図に示すような断面形状の３
山タイプが使用されてきた。このタイプは、３山の形状
をプレス加工により成形し、その上下面に当板をスポッ
ト溶接により接合したものである。

しかし、このような高強度鋼板を用いた３山タイプの
ドア補強部材であっても、第４図に示すような圧壊試験
を行った場合、最高荷重に達した後、急激に荷重が低下
し、衝撃吸収特性が低下するという問題があり、更には
重量が大きいという問題がある。

一方、自動車の燃費規制により自動車車体の軽量化へ
の要求が高まっているが、このような補強部材に対して
も軽量化を進めることが強く求められている。

軽くて衝撃特性に優れた製品として、最近、例えば特
公昭63−37167号公報に提案されているように、成分調
整された鋼帯を電縫溶接後、管全体に焼入、焼戻しを行
った高強度パイプ材がある。しかし、このようなパイプ
材においては、造管後の高周波熱処理で反りが発生し易
い。また、全長にわたり同一形状であるため、強度があ
まり要求されない管端部で余肉があり、軽量化に限度が
ある。更に軽量化を図るため、管端部のみ径を小さくし
た場合には、熱処理時の反りが大きくなる問題がある。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決して、衝撃吸
収特性に優れると共に軽量なドア補強部材を提供するこ
とを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するため、本発明者らは、剛性、強度
が高く、衝撃吸収特性に優れ、かつ軽量なドア補強部材
を得るべく鋭意研究した結果、第１図に示すような断面
形状の１山タイプのドア補強部材で、素材強度、板厚及
び形状（H/W）や寸法を調整することにより、衝撃時の
座屈部位を分散させることができ、従来品より軽量で、
かつ同等以上の衝撃吸収特性を有することを見い出し、
ここに本発明をなしたものである。

すなわち、本発明は、要するに、逆凸形状の凸部とそ
の両側のフランジ部とからなる横断面形状の本体と、該
本体のフランジ部に接合された当板を有し、本体底部の
幅Ｗと本体全長_０との関係が（１）式を満足し、本体
高さとの比が（２）式を満足し、 0.02×_０≦Ｈ ……（１） 0.5≦H/W≦3.0 ……（２） かつ、本体と当板の強度、板厚及び長さの関係が（３）
式及び（４）式を満足し、 1.1TS₀×t₀≦TSp×tp² ≦2.0TS₀×t₀ ……（３） 0.25_０≦ｐ≦0.80_０ ……（４） ここで、 TS₀:本体の引張強度（kgf/mm²） t₀:本体の板厚（mm） TSp:当板の引張強度（kgf/mm²） tp:当板の板厚（mm） ₀:本体の長さ（mm） p:当板の長さ（mm） しかも、本体及び当板として引張強度60kgf/mm²以上で
降伏比0.65以上の鋼板が使用されていることを特徴とす
る衝撃吸収特性に優れたドア補強部材を要旨とするもの
である。

以下に本発明を更に詳述する。

（作用） まず、本発明においては、本体として引張強さ60kgf/
mm²以上の高強度鋼板を用い、これをプレス加工により
第１図に示す断面形状の本体を成形する。本体１の横断
面形状は、１山タイプで、逆凸状の凸部1₁とその両側の
フランジ部1₂とからなる形状である。

なお、本体及び当板の引張強さが60kgf/mm²未満で
は、ドア補強材として、乗員保護のために要求される強
度レベルを満足することができない結果となり、また降
伏比が0.65未満では、圧壊時に小さい変位で補強部材が
塑性領域に入るため、座屈開始が早まり、その結果、強
度・衝撃吸収特性が低下することとなるので、好ましく
ない。

その際、ドア補強部材の高さＨ、及びこの高さＨと本
体凸部の幅Ｗの比、H/Wが次式を満足するように調整す
ることが必要である。

0.02×_０≦Ｈ ……（１） 0.5≦H/W≦3.0 ……（２） ここで、_０はドア補強部材の全長であり、この値は
装着されるドアの寸法によって規制されるものである。
そして、高さＨが（１）式の左辺より小さいときには、
圧壊荷重が低くなり、ドア補強部材として要求される強
度を満足することができない。なお、高さＨは特に上限
の規定はしないが、ドア内部に装着できる範囲で最も大
きな値を選択することが望ましい。

また、H/Wが（２）式の左辺より小さいときには、同
様に、要求される強度を満足することができず、他方、
右辺より大きいときにはプレス加工が困難になると共に
圧壊時にバー自体の横倒れが生じ、吸収エネルギーが不
足する。

また、本発明において、当板の引張強度TSp、板厚tp
及び長さｐを、第１図に示すように、本体の引張強度
TS₀、板厚t₀及び長さ_０との関係で次式を満足するよ
うに調整することが必要である。

1.1TS₀×t₀≦TSp×tp² ≦2.0TS₀×t₀ ……（３） 0.25_０≦ｐ≦0.80_０ ……（４） すなわち、当板のTSp×tp²の値が（３）式の左辺より
小さいときは、当板の強さが低いため、負荷点直下のR1
で局所的な座屈が生じ、所定の吸収エネルギーが得られ
ない。また、TSp×tp²の値が（３）式の右辺より高いと
きは、当板の強さが高すぎるため、負荷点下の本体底部
側ａで破断が生じ、吸収エネルギーが低くなる。TSp×t
p²が本発明の範囲内であれば、当板の剛性が適正である
ため、負荷点直下のR1での変形領域が広くなり、座屈開
始時の変位が大きくなって、高い吸収エネルギーが得ら
れる。

また、当板の長さｐが（４）式の左辺より小さいと
きは、座屈が当板の接合されていない領域で発生するた
め、吸収エネルギーは低くなる。また、右辺よりも長い
場合には、座屈点が負荷直下のみとなって吸収エネルギ
ーが低い。しかし、（４）式を満足する範囲であれば、
負荷時の座屈が負荷点及び当板の両端部の３個所に分散
されるために高い吸収エネルギーを得ることができる。

なお、本発明による１山タイプのドア補強部材を成形
する場合、第１図に示すＡ−Ａ断面の横断面形状が部材
長手方向に一様に延在する形状でも何ら問題はないが、
軽量化を行う場合、第１図に示すように部材の長さ方向
の両端を絞った形状にすることが望ましい。この絞りの
長さについては特に制限されるものではない。

また、本体と当板を接合する方法は、スポット溶接、
TIG溶接、レーザー溶接等、どのような溶接方法を用い
ても問題はないが、工業的に最も利用されるスポット溶
接を用いる場合は、圧壊時の本体と当板の口開きによる
強度低下を防止するために、その溶接ピッチを50mm以下
とすることが望ましい。

以下に本発明の実施例を示す。

（実施例） 第１表に種々の寸法緒元を有するドア補強部材を示
す。

これらのドア補強部材についての機械的性質及び重
量、並びに第４図の試験方法で圧壊した場合の吸収エネ
ルギーを第１表に併記する。

第１表より以下の如く考察される。

従来例１はH/Wの値が小さく、また従来例２はH/Wの値
が高いため、圧壊時、横にねじれ、いずれもH/Wの値が
適正な本発明例３よりも吸収エネルギーが低い。

従来例４は、当板の長さが短かく、p/_０の値が小
さいために、座屈が負荷点近傍に集中し、本発明例５よ
りも吸収エネルギーが低い。

従来例９、13はいずれも、当板の板厚tp又は強度TSp
が本発明で規定された値よりも低いため、負荷点直下で
局所的な座屈が発生し、本発明例11よりも吸収エネルギ
ーが低い。

従来例10、12はいずれも当板の板厚tp又は強度TSpが
本発明で規定された値よりも大きいために、圧壊途中に
本体底部（第１図中のａ部）で破断し、吸収エネルギー
が低い。

本発明例５〜８は、いずれも適正な形状を有し、高い
吸収エネルギーが得られている。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、逆凸形状の１
山タイプのドア補強部材において、本体の形状を調整す
ると共に、当板を適正な強度、板厚とする等により、衝
撃吸収特性に優れると共に軽量なドア補強部材を得るこ
とができる。したがって、自動車の安全性、軽量化に寄
与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による１山タイプのドア補強部材の形状
を説明する図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）の
Ａ−Ａ断面図であり、 第２図はドア補強部材を自動車ドアに装着した状態を示
す説明図、 第３図は従来の３山タイプのドア補強部材の横断面を示
す図、 第４図はドア補強部材の圧壊試験の要領を示す説明図で
ある。 １……本体、1₁……本体凸部、1₂……本体フランジ部、
２……当板、３……パッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−42216（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−17719（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−60725（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−183635（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−37417（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭63−37167（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60J 5/00 B21D 53/86

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車のドア補強部材において、逆凸形状
   の凸部とその両側のフランジ部とからなる横断面形状の
   本体と、該本体のフランジ部に接合された当板を有し、
   本体底部の幅Ｗと本体全長_０との関係が（１）式を満
   足し、本体高さとの比が（２）式を満足し、 0.02×_０≦Ｈ ……（１） 0.5≦H/W≦3.0 ……（２） かつ、本体と当板の強度、板厚及び長さの関係が（３）
   式及び（４）式を満足し、 1.1TS₀×t₀≦TSp×tp² ≦2.0TS₀×t₀ ……（３） 0.25_０≦ｐ≦0.80_０ ……（４） ここで、 TS₀:本体の引張強度（kgf/mm²） t₀:本体の板厚（mm） TSp:当板の引張強度（kgf/mm²） tp:当板の板厚（mm）₀ :本体の長さ（mm） p:当板の長さ（mm） しかも、本体及び当板として引張強度60kgf/mm²以上で
   降伏比0.65以上の鋼板が使用されていることを特徴とす
   る衝撃吸収特性に優れたドア補強部材。