(57)【要約】【課題】側面衝突時にドアインパクトビームの変形量が増大していっても、衝突エネルギーの吸収性能が急に低下することがなく衝突エネルギー吸収性能を安定的に維持することができるドアインパクトビームの取り付け構造を提供する。【解決手段】ドアインパクトビームの本体部は、一対のウェブ１２と、両ウェブの一端部同士を連結する中央板部１３と、各ウェブの他端部からそれぞれの外方向に延出した一対の側部フランジ１４とからなり、両ウェブ及び中央板部によって側部フランジの側に開口した横断面形状が構築されている。このドアインパクトビームをドア内部に取り付けるときには、一対のウェブ１２及び中央板部１３により構築される横断面形状がドアアウタパネル２に向けて開口すると共に、一対の側部フランジ１４がドアアウタパネル２に接近するように、ドアインパクトビームが配置される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドアインナパネル及びドアアウタパネルを具備したドアの内部にドアインパクトビームを取り付ける構造であって、
ドアインパクトビームは長尺な本体部を備え、その本体部は、一対のウェブと、両ウェブの一端部同士を連結する中央板部と、各ウェブの他端部からそれぞれの外方向に延出した一対の側部フランジとからなると共に、両ウェブ及び中央板部によって前記側部フランジの側に開口した横断面形状を構築しており、
前記一対のウェブ及び中央板部により構築される横断面形状がドアアウタパネルに向けて開口すると共に、前記一対の側部フランジがドアアウタパネルに接近するような配置で、前記ドアインパクトビームをドア内部に取り付けたことを特徴とするドアインパクトビームの取り付け構造。
【請求項２】
前記ドアインパクトビームの本体部の横断面形状において、中央板部の幅をｆとし、一対の側部フランジの端から端までの全体幅をｄとしたとき、中央板部の幅ｆと全体幅ｄとの比（ｆ／ｄ）が、１／５≦（ｆ／ｄ）≦１／３となるように寸法設定されてい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の取り付け構造。
【請求項３】
ドアの内部に取り付けられるドアインパクトビームであって、
前後両端にそれぞれブラケット部を有する長尺な本体部を備え、
その本体部は、一対のウェブと、両ウェブの一端部同士を連結する中央板部と、各ウェブの他端部からそれぞれの外方向に延出した一対の側部フランジとからなると共に、両ウェブ及び中央板部によって側部フランジの側に開口した横断面形状を構築しており、
その横断面形状における中央板部の幅をｆとし、一対の側部フランジの端から端までの全体幅をｄとしたとき、中央板部の幅ｆと全体幅ｄとの比（ｆ／ｄ）が、１／５≦（ｆ／ｄ）≦１／３となるように寸法設定されているドアインパクトビーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドアインナパネル及びドアアウタパネルを具備したドアの内部にドアインパクトビームを取り付ける構造（ドアインパクトビームの取り付け構造）と、その構造に適したドアインパクトビームに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用自動車等の車輌のドア内部に設置されて側面衝突時に乗員の保護を図るための衝突補強材として、ドアインパクトビーム（ドアガードともいう）が知られている。例えば特許文献１は、鋼板をプレス加工して一体成形したドアガードを開示する。そのドアガードにあっては、断面Ｒ山型の屈曲部（１ａ）が全長に亘って一体形成されると共に、その屈曲部の基部には上下一対のフランジ部（１ｂ）が一体形成されている。このドアガードをドア内部に設置固定する場合には、前記断面Ｒ山型の屈曲部が外側方を向くように、つまり上下一対のフランジ部間に位置する開口部がドアインナパネルに対向するようにドアガードを配置し、その状態でドアガードの前後両端部のブラケット部（１ｃ）をドアインナパネルの平坦な段部に対し溶接している。
【０００３】
ところで、本件発明者の研究によれば、上記のようなドアインパクトビームの取り付け構造では、側面衝突時の荷重入力に対してＲ山型の断面形状が開き易いことが判明した（本願の図８に示す比較例参照）。特に側面衝突を想定したビームの曲げ試験では、ビームの変形ストローク量がある値（図８では対荷重反力の最大値Ｍａｘに対応する値）を超えると、急に断面開きが生じ易くなり、ビームの対荷重反力（ひいては衝突エネルギー吸収性能）が顕著に低下する傾向にあることが判明した。なお、このような傾向性はドアインパクトビームの原材料となる鋼板の板厚を変えても同じであって、板厚の増大は単にビームの対荷重反力の最大値Ｍａｘを大きくし、その最大値に到るまでの初期反力の傾きを急勾配にするに過ぎず、前記傾向性の解消にはつながらない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９５５９号公報（第００１６〜第００２０段落、図１、図３及び図５参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、側面衝突時にドアインパクトビームの変形量が増大していっても、衝突エネルギーの吸収性能が急に低下することがなく衝突エネルギー吸収性能を安定的に維持することができるドアインパクトビームの取り付け構造を提供することにある。また、そのような取り付け構造に適したドアインパクトビームを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、ドアインナパネル及びドアアウタパネルを具備したドアの内部にドアインパクトビームを取り付ける構造であって、ドアインパクトビームは長尺な本体部を備え、その本体部は、一対のウェブと、両ウェブの一端部同士を連結する中央板部と、各ウェブの他端部からそれぞれの外方向に延出した一対の側部フランジとからなると共に、両ウェブ及び中央板部によって前記側部フランジの側に開口した横断面形状を構築しており、前記一対のウェブ及び中央板部により構築される横断面形状がドアアウタパネルに向けて開口すると共に、前記一対の側部フランジがドアアウタパネルに接近するような配置で、前記ドアインパクトビームをドア内部に取り付けたことを特徴とするドアインパクトビームの取り付け構造である。
【０００７】
請求項１によれば、一対のウェブ及び中央板部により構築される横断面形状がドアアウタパネルに向けて開口すると共に、一対の側部フランジがドアアウタパネルに接近するような配置で、ドアインパクトビームがドア内部に取り付けられる。つまり、ドアに対する側面衝突時の荷重入力方向に対して前記横断面形状の開口部が向き合うようにドアインパクトビームが配置される。それ故、側面衝突時の荷重によって、ドアアウタパネルの内側面がドアインパクトビームの一対の側部フランジに対し強く押しつけられた場合でも、接触面間の摩擦力によって両ウェブが互いに離間する方向に開き難くなる。このため、衝突荷重の入力後も、ドアインパクトビームの横断面形状は容易には崩れず、当該ドアビームの変形量が増大して対荷重反力が最大値（Ｍａｘ）に達した後も、ドアビーム変形量の増大にもかかわらず対荷重反力はほぼ一定レベルを維持できる（図８参照）。従って、側面衝突時にドアビームの変形量が増大していっても、衝突エネルギーの吸収性能が急に低下することがなく、衝突エネルギー吸収性能を安定的に維持することができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のドアインパクトビームの取り付け構造において、前記ドアインパクトビームの本体部の横断面形状において、中央板部の幅をｆとし、一対の側部フランジの端から端までの全体幅をｄとしたとき、中央板部の幅ｆと全体幅ｄとの比（ｆ／ｄ）が、１／５≦（ｆ／ｄ）≦１／３となるように寸法設定されていることを特徴とする。
【０００９】
中央板部の幅ｆと全体幅ｄとの比（ｆ／ｄ）を、１／５≦（ｆ／ｄ）≦１／３となるように設定することで、ドアインパクトビームの変形量が増大し対荷重反力が最大値（Ｍａｘ）に達した後も、ビーム変形量の増大にもかかわらず対荷重反力をほぼ一定レベルに維持することが可能となる（図８参照）。仮に、１／３＜（ｆ／ｄ）に設定すると、側面衝突時の荷重によってドアアウタパネルの内側面がドアインパクトビームの一対の側部フランジに対し押しつけられたときの接触面間の摩擦力が小さくなってしまい、接触面間の摩擦力に基づいて両ウェブが互いに離間する方向に開き難くする効果が低下してしまう。他方、（ｆ／ｄ）＜１／５に設定すると、一対の側部フランジの全体幅ｄと、一対のウェブ及び中央板部によって構築される開口断面形状との間の寸法バランスが悪くなり、開口断面形状の採用によりエネルギー吸収性能を確保しようとするそもそもの意義が失われるおそれがある。
【００１０】
請求項３の発明は、ドアの内部に取り付けられるドアインパクトビームであって、前後両端にそれぞれブラケット部を有する長尺な本体部を備え、その本体部は、一対のウェブと、両ウェブの一端部同士を連結する中央板部と、各ウェブの他端部からそれぞれの外方向に延出した一対の側部フランジとからなると共に、両ウェブ及び中央板部によって側部フランジの側に開口した横断面形状を構築しており、その横断面形状における中央板部の幅をｆとし、一対の側部フランジの端から端までの全体幅をｄとしたとき、中央板部の幅ｆと全体幅ｄとの比（ｆ／ｄ）が、１／５≦（ｆ／ｄ）≦１／３となるように寸法設定されているドアインパクトビームである。
【００１１】
請求項３のドアインパクトビームは、請求項１及び２のドアインパクトビームの取り付け構造に適したビームであり、その技術的意義は請求項１及び２に準ずる。
【００１２】
（付記）：本発明の更に好ましい態様や追加的構成要件を以下に列挙する。
付記１．請求項１〜３において、前記ドアインパクトビームの本体部における一対の側部フランジの各々の外端部には、ビーム本体部の長手方向全体にわたって延びると共に、中央板部に向かう折り曲げ部（１５）が設けられていること。
【００１３】
付記２．請求項１〜３において、前記ドアインパクトビームの本体部における一対の側部フランジの各々の外端部には、ビーム本体部の長手方向全体にわたって延びると共に、中央板部に向かう第１の折り曲げ部（１５）と、当該第１の折り曲げ部に連続すると共にウェブから離れる方向に延びる第２の折り曲げ部（１６）とが設けられていること。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のドアインパクトビームの取り付け構造によれば、側面衝突時にドアインパクトビームの変形量が増大していっても、衝突エネルギーの吸収性能が急に低下することがなく衝突エネルギー吸収性能を安定的に維持することができる。また、本発明のドアインパクトビームによれば、上記のような作用効果を奏する取り付け構造を採用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１及び図２に示すように、ドアインパクトビームが取り付けられる乗用自動車のサイドドアは、車体の内側に位置するドアインナパネル１と、車体の外側に位置するドアアウタパネル２とを具備する。両ドアパネル１，２の間には、ウインドウガラス３及びガラスホルダー４が配置される。ドアインナパネル１の下半部周縁域には、ドアインパクトビームを固着すべくドアアウタパネル２側にやや盛り上がった段部１ａが形成されている（図１参照）。この段部１ａは、ウインドウガラス３及びガラスホルダー４と、ドアアウタパネル２との中間に位置する（図２参照）。
【００１６】
図３〜図５に示すように、ドアインパクトビームは、前後両端にそれぞれブラケット部１０を有する長尺な本体部１１を備えている。この長尺な本体部１１は、上下一対のウェブ１２（腹板部）と、両ウェブ１２の一端部同士を連結する中央板部１３と、各ウェブ１２の他端部からそれぞれの外方向（上方向及び下方向）に延出した一対の側部フランジ１４とから構成されている。その結果、両ウェブ１２及び中央板部１３によって前記側部フランジ１４の側に開口した開放横断面形状が構築されている。また、一対の側部フランジ１４の各々の外端部には、中央板部１３に向かって略円弧状に折り返された折り曲げ部１５が設けられている（図５参照）。
【００１７】
図５に示すドアインパクトビーム本体部１１の横断面形状において、上下一対の側部フランジ１４の最上端から最下端までの全体幅をｄとし、ウェブ１２の高さ（即ち側部フランジ１４と中央板部１３との間隔）をｅとし、中央板部１３の幅（即ち上下ウェブ１２の間隔）をｆとし、折り曲げ部１５の高さをｇとする。本発明によれば、中央板部１３の幅ｆと全体幅ｄとの比（ｆ／ｄ）が、１／５≦（ｆ／ｄ）≦１／３となるように寸法設定されることが好ましい。また、折り曲げ部１５の高さｇがウェブ１２の高さｅよりも小さいことが好ましい。ちなみに図５の断面形状では、ｆ／ｄ＝１／３．３、ｇ／ｅ＝１／５に設定されている。
【００１８】
図３〜図５に示すドアインパクトビームは、金属板材（例えば厚さ１〜４ｍｍの高張力鋼板）をプレスで一体成形することにより製造される。プレス成形の手法は冷間プレス又は熱間プレスのいずれでもよいが、プレス直前に金属板材を所定の高温度まで加熱し、その高温状態の金属板材に対して相対的に冷えたプレス型でプレス加工を施す熱間プレスの方が好ましい。一般に熱間プレスによれば、ダイクエンチ効果による引張り強度の飛躍的向上や成形後の寸法安定性の向上等を図ることができる。
【００１９】
ドアインパクトビームは、図１及び図２に示すような態様でドアの内部に取り付けられる。即ち、一対のウェブ１２及び中央板部１３により構築される横断面形状がドアアウタパネル２に向けて開口するような向きでドアインパクトビームを配置すると共に、その前後両端のブラケット部１０をドアインナパネル１の前後の段部１ａにスポット溶接することで、ドアインパクトビームをドア内部に固定している。ドアインナパネルの段部１ａはドアアウタパネル２側に盛り上がっているため、ドアインパクトビームのドアインナパネル１への固定後にドアアウタパネル２の取り付けを完了した段階で、ドアインパクトビームの一対の側部フランジ１４がドアアウタパネル２の内面に接近配置される。なお、ドアアウタパネル２とドアインパクトビームとの間に生ずる僅かな隙間には、必要に応じて、プラスチックシーラー等の緩衝材が満たされる。
【００２０】
（性能評価）：
ドアインパクトビームをドア内部に取り付けた状態での側面衝突を想定して、図７に示すような三点曲げ試験に基づき、ドアインパクトビーム及びその取り付け構造の性能特性を評価した。具体的には図７（Ａ）に示すように、所定間隔を隔てた二つの支脚６間に評価対象物たるドアインパクトビームを架け渡すと共に、両支脚６の中間位置にてドアインパクトビームの本体部に対し、略蒲鉾型の押圧具７を用いて上から下に向かう垂直荷重を入力した。ただし、図１〜図５に示した本実施形態のドアビーム取り付け構造に対応させるべく、図７（Ｂ）に示すように、二つのウェブ１２及び中央板部１３により構成される開口部が押圧具７に対向して上向きに開口すると共に、二つの側部フランジ１４が押圧具７下側の押圧面７ａに接するような姿勢でドアインパクトビームを両支脚６上に配置し、その状態で押圧具７により垂直荷重を入力した。このようにして計測された本実施形態のドアビーム取り付け構造の性能特性を図８のグラフに実線で示す。
【００２１】
また、上記背景技術にて言及した従来のドアインパクトビームの取り付け構造と本発明とを対比する目的で、比較例についても上記と同趣旨の三点曲げ試験を行った。比較例として採用したドアインパクトビームは、前記特許文献１に開示されたドアガードと同種のものである。更に特許文献１に開示されたドアガードの取り付け構造に対応させるべく、図７（Ｃ）に示すように、断面Ｒ山型の屈曲部の背部８（つまり開口部と反対側の部位）が押圧具７の押圧面７ａに接するような下向きに開口した姿勢でドアガードを両支脚６上に配置し、その状態で押圧具７により垂直荷重を入力した。このようにして計測された比較例のドアガード取り付け構造の性能特性を図８のグラフに破線で示す。
【００２２】
図８のグラフは、評価対象となったドアインパクトビーム（又はドアガード）の垂直荷重に対する反力の大きさ（以下「対荷重反力」と呼ぶ）と、押圧点におけるドアインパクトビーム（又はドアガード）の変形ストローク量との関係を示す。このグラフからわかるように、本実施形態及び比較例ともに、対荷重反力が最大値（Ｍａｘ）にほぼ達するまでの範囲、即ち変形ストローク量が０から７５ｍｍになるまでの範囲では、同じような右上がり傾向、つまり変形ストローク量の増大に伴って対荷重反力も単調増加する傾向を示すが、その後、更に変形ストローク量が増大すると両者は明らかな違いを見せた。すなわち比較例では、変形ストローク量が７５ｍｍを超えたあたりから対荷重反力の急激な落ち込みが観測された。これに対し本実施形態では、変形ストローク量が７５ｍｍを超えたあとも対荷重反力は前記最大値（Ｍａｘ）の水準をほぼ維持した。つまり本実施形態のドアビーム取り付け構造によれば、側面衝突時にドアインパクトビームの変形量が増大していっても、衝突エネルギーの吸収性能が急に低下することがなく、衝突エネルギー吸収性能を安定的に維持することができた。
【００２３】
本実施形態のドアビーム取り付け構造が上述のように安定した衝突エネルギー吸収性能を発揮できる理由については、次のように考える。本実施形態では、一対のウェブ１２及び中央板部１３により構築される横断面形状がドアアウタパネル２に向けて開口すると共に、一対の側部フランジ１４がドアアウタパネル２に接近するような配置で、ドアインパクトビームがドア内部に取り付けられている（図２参照）。つまり、ドアに対する側面衝突時の荷重入力方向に対して前記横断面形状の開口部が向き合うようにドアインパクトビームが配置されている。それ故、側面衝突時の荷重によってドアアウタパネル２の内側面がドアインパクトビームの一対の側部フランジ１４に対し強く押しつけられた場合でも、ドアアウタパネル２の内側面（接触面）と各側部フランジ１４の接触面との間の摩擦力によって両ウェブ１２が互いに離間する方向に開き難くなる。このため、衝突荷重の入力後もドアインパクトビームの横断面形状が容易に崩れず、その結果、ドアビームの変形ストローク量が増大しても対荷重反力の落ち込みが防止されるものと考えられる。
【００２４】
尚、この考察は、ドアインパクトビーム本体部における中央板部１３の幅ｆと、一対の側部フランジ１４の端から端までの全体幅ｄとの比（ｆ／ｄ）が、（ｆ／ｄ）≦１／３となる程度に側部フランジ１４の全体幅ｄを寸法設定することが好ましいとの本発明に付随した技術的知見とも十分に合致するものである。
【００２５】
また本実施形態では、一対の側部フランジ１４の各々の外端部に、中央板部１３に向かって略円弧状に折り返されると共に、ビーム本体部１１の長手方向全体にわたって延びる折り曲げ部１５を設けているが、このような折り曲げ部１５の形成は、ドアインパクトビームの本体部１１の剛性を高めるのに役立ち、側面衝突時に両ウェブ１２が互いに離間する方向に開き難くすることに貢献する。
【００２６】
（変更例）：本発明の実施形態を以下のように変更してもよい。
ドアインパクトビームの横断面形状については、図６のように変更してもよい。即ち、一対の側部フランジ１４の各々の外端部に設けられた前記折り曲げ部（第１の折り曲げ部１５）に連続するように、第２の折り曲げ部１６を設けてもよい。第２の折り曲げ部１６は、ウェブ１２から離れる方向に向かって略円弧状に折り返されるように延びている。第２の折り曲げ部１６の高さｈは、第１の折り曲げ部１５の高さｇと同等程度であることが好ましい。このような第２の折り曲げ部１６を追加延設することで、側面衝突時の断面開き防止効果が更に向上し、衝突エネルギーの吸収性能が更に高まる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一実施形態におけるドアアウタパネルを外した状態でのドア内部の正面図。
【図２】一実施形態におけるドア内部の概略を示すドアの横断面図。
【図３】一実施形態におけるドアインパクトビームの斜視図。
【図４】図３に示したドアインパクトビームの平面図（取付時の外側面図）。
【図５】図４のＡ−Ａ線での拡大横断面図。
【図６】ドアインパクトビームの変更例を示す図５相当の横断面図。
【図７】性能評価試験の概要を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は一実施形態におけるＢ−Ｂ線での拡大断面図、（Ｃ）は比較例におけるＢ−Ｂ線での拡大断面図。
【図８】一実施形態及び比較例の性能特性を示すグラフ。
【符号の説明】
【００２８】
１…ドアインナパネル、２…ドアアウタパネル、１０…ドアインパクトビームのブラケット部、１１…ドアインパクトビームの本体部、１２…ウェブ、１３…中央板部、１４…側部フランジ、１５…第１の折り曲げ部、１６…第２の折り曲げ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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