(57)【要約】      （修正有）【課題】溶着部を有する閉断面構造のアルミニウム合金押出形材からなるドアビームにおいて、衝突時の破断を生じにくくする。【解決手段】本発明に係るドアビームは、長手方向（押出方向）に沿って溶着部を有する閉断面構造のアルミニウム合金押出形材からなり、車体幅方向内側及び外側に配置される一対のフランジ２，３と、前記一対のフランジを接続する一対のウエブ４，５を備え、溶着部６，７が前記一対のウエブに設けられ、かつ車体幅方向への曲げ変形に対する曲げの中立軸８の近傍に位置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に沿って溶着部を有する閉断面構造のアルミニウム合金押出形材からなるドアビームであり、車体幅方向内側及び外側に配置される一対のフランジと、前記一対のフランジを接続する一対のウエブを備え、前記溶着部が前記一対のウエブに設けられ、かつ車体幅方向への曲げ変形に対する曲げの中立軸の近傍に位置することを特徴とするドアビーム。
【請求項２】
７０００系アルミニウム合金押出材からなることを特徴とする請求項１に記載されたドアビーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉断面構造のアルミニウム合金押出形材からなる自動車のドアビームに関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金押出形材からなるドアビームは、一般に、一対のフランジ（車体幅方向外側に位置するアウターフランジと、車体幅方向内側に位置するインナーフランジ）と、それらを連結する一対のウエブからなる（特許文献１参照）。ドアビームは、これらの一対のフランジ及びウエブにより、閉断面構造を有する。
【０００３】
このような閉断面構造のアルミニウム合金押出形材は、ポートホールダイス、ブリッジダイス、スパイダーダイスなどのホローダイを用いて製造される。例えば、ポートホールダイスを用いた押出方法では、複数のポート孔を備えたマンドレルボディとダイスを組み合わせたポートホールダイスが使用される。ポートホールダイスに押し込まれたアルミニウムビレットは、前記ポート孔で分断された後、前記マンドレルを取り囲んで再び溶着して一体化し、内面を前記マンドレルで、外面を前記ダイスで成形されて閉断面構造の押出形材となる。このように、ホローダイを用いて製造された閉断面構造のアルミニウム合金押出形材には、必然的に溶着部が存在する。
【０００４】
溶着部があるアルミニウム合金押出形材は、溶着部と溶着部以外（通常部）とで組織が異なり、前記溶着部の機械的性質、例えば破断限界が通常部に比べて低いことが問題となる。アルミニウム合金押出形材からなるドアビームにおいて、溶着部の破断限界が低いことは、ドアビームのエネルギー吸収部材としての強度及びエネルギー吸収量の低下を招く可能性がある。
一方、溶着部がある閉断面構造のアルミニウム合金押出形材について、例えば特許文献２〜５に記載されているように、材料組成や製造条件を改良することにより、溶着部の機械的性質を向上させることが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２３３３３６号公報
【特許文献２】特開平１０−３０６３３８号公報
【特許文献３】特開２００３−１５４４０７号公報
【特許文献４】特開２００７−２３１４０８号公報
【特許文献５】特開２００９−４５６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、このような材料組成や製造条件の改良によっても、アルミニウム合金押出形材の溶着部と通常部の機械的性質を同等にすることは難しい。
本発明は、このような溶着部を有する閉断面構造のアルミニウム合金押出形材からなるドアビームにおいて、衝突時の破断を生じにくくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るドアビームの一形態は、長手方向（押出方向）に沿って溶着部を有する閉断面構造のアルミニウム合金押出形材からなり、車体幅方向内側及び外側に配置される一対のフランジと、前記一対のフランジを接続する一対のウエブを備え、前記溶着部が前記一対のウエブに設けられ、かつ車体幅方向への曲げ変形に対する曲げの中立軸の近傍に位置する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るドアビームの一形態において、溶着部が一対のウエブに設けられ、かつその位置が車体幅方向への曲げ変形に対する曲げの中立軸の近傍であることにより、衝突時にドアビームが曲げ変形する際に、前記溶着部に大きい曲げ荷重が掛かるのが防止される。それにより、衝突時に前記溶着部を起点とするウエブの変形が生じにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るドアビームの一形態を示す断面図（断面構造）である。
【図２】本発明に係るドアビームの別の形態を示す断面図（断面構造）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照して、本発明に係るドアビームの一形態について説明する。
図１に示すドアビーム１は、長手方向（押出方向）に沿って溶着部を有する閉断面構造のアルミニウム合金押出形材からなる。ドアビーム１は、押出方向に垂直な断面で見たとき、一対のフランジ（内側フランジ２、外側フランジ３）と、それらを接続する一対のウエブ４，５からなる。内側フランジ２及び外側フランジ３はいずれも、一対のウエブ４，５との接続部から外側に突出した部分（突出フランジ２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ）を有する。ドア内において、内側フランジ２は車体幅方向内側に配置され、外側フランジ３は同外側に配置され、各フランジ２，３の幅方向がいずれも上下方向を向く。一対のフランジ２，３と一対のウエブ４，５はいずれも平板状で、互いに略垂直に形成されている。
なお、一対のウエブ４，５の間に１つ以上の中リブを設けても良い。また、図１に示すドアビーム１では、一対のフランジ２，３にはそれぞれ両端に突出フランジ２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂが設けられているが、その点は必須ではなく、一方又は両方のフランジに突出フランジが設けられていない断面形状であっても良い。
【００１１】
ドアビーム１では、溶着部６，７が一対のウエブ４，５に形成され、その位置が車体幅方向への曲げ変形（衝突時の変形）に対する曲げの中立軸８上に位置している。ここで、曲げの中立軸８は、フランジ２，３に平行で、断面（押出方向に垂直な断面）の図心Ｃを通る軸である。この溶着部６，７は、ドアビーム１の長手方向（アルミニウム合金押出形材の押出方向）に沿って形成されている。
この断面構造では、ドアビーム１が衝突時に曲げ変形する際にウエブ４，５に係る曲げ荷重（長手方向への引張又は圧縮荷重）の大きさは、溶着部６，７の位置（中立軸８の位置）で実質的にゼロとなる。それにより、衝突時に溶着部６，７を起点とするウエブ４，５の変形が生じにくくなり、ドアビーム１のエネルギー吸収量の増加が期待できる。
【００１２】
図２に本発明に係るドアビームの別の形態を示す。図２において、図１に示すドアビーム１と実質的に同じ部位に同じ番号を付与している。
図２に示すドアビーム１１は、断面形状がドアビーム１と同じであるが、溶着部６，７の位置が中立軸８から少しフランジ３側（車体幅方向外側）にずれている。衝突時にドアビーム１１が車体内側に向けて曲げ変形する際にウエブ４，５に掛かる曲げ荷重の大きさは、中立軸８からの距離にほぼ比例する。従って、このドアビーム１１のように、溶着部６，７が中立軸８に近い位置に形成されている場合、ドアビーム１１が衝突時に曲げ変形する際にウエブ４，５に掛かる曲げ荷重（長手方向への引張又は圧縮荷重）の大きさが、溶着部６，７の位置で小さい。
【００１３】
溶着部６，７の位置は中立軸８に近いほど好ましい。従って、本発明に係るドアビームにおいて、溶着部６，７は中立軸８の近傍（中立軸８の位置自体を含む）に位置させる。本発明において中立軸８の近傍とは、フランジ２の表面から中立軸８までの距離をｄ１とし、中立軸８からフランジ３の表面までの距離をｄ２としたとき（図２参照）、概ね、中立軸８から車体幅方向内側に距離ｄ１／５、車体幅方向外側に距離ｄ２／５の範囲内（図２にＡで示す範囲）を意味する。溶着部６，７が上記範囲Ａ内に位置していれば、衝突時にドアビームが曲げ変形する際に、溶着部６，７に大きい曲げ荷重が掛かるのが防止されると考える。なお、溶着部６，７は、押出方向に垂直な断面において所定の幅（厚み）を有する。本発明において、溶着部６，７の幅の中心が上記範囲Ａ内に位置するとき、溶着部６，７が上記範囲Ａ内に位置するとみなす。溶着部に係る曲げ荷重をより軽減するとの観点からは、溶着部６，７がより中立軸８に近い位置、例えば中立軸８から車体幅方向内側に距離ｄ１／１０、車体幅方向外側に距離ｄ２／１０の範囲内に位置することが好ましい。
【００１４】
溶着部は、ウエブ４，５だけでなく、フランジ２，３にも形成されてよい。衝突時にドアビームが曲げ変形する場合、曲げの内側及び外側に位置するフランジ２，３には大きい曲げ荷重（長手方向への引張又は圧縮荷重）が掛かるが、その曲げ荷重はフランジ２，３の幅全体に掛かるため、溶着部の存在がフランジ２，３の強度及び変形形態に大きい影響は及ぼさない。ウエブ４，５の間に中リブを設け、かつ前記中リブに溶着部を形成する場合、当該溶着部の位置は中立軸８の近傍に形成することが好ましい。
【００１５】
本発明に係るドアビームの素材である閉断面構造のアルミニウム合金押出形材は、ポートホールダイス、ブリッジダイス、スパイダーダイスなどのホローダイを用いて製造される。前記溶着部６，７は、メタルフローがホローダイの中で一度分断され、その後一体化されることにより形成されたもので、アルミニウム合金押出形材の長手方向（押出方向）に沿って存在し、溶着部以外の部分（通常部）とはミクロ組織が異なる。溶着部は前記通常部に挟まれた領域であり、押出方向に垂直な断面において、その幅（厚み）は、アルミニウム合金押出材では一般に約２〜３ｍｍである。なお、本発明に係るアルミニウム合金押出形材は、全体が単一のアルミニウム合金組成を有する。
【００１６】
本発明に係るドアビームは、長手方向に真直な形態（曲げ加工されていない状態）を有していてもよく、他の形態として、長手方向に曲げ加工（いわゆる大Ｒ曲げ）が施され、それにより車体幅方向外側に凸湾曲した形状（例えば特開２０１５−１４７４９０号公報の図５（ｂ）参照）を有していてもよい。本発明に係るドアビームのさらに他の形態として、長手方向の少なくとも一部にプレス加工（潰し加工）が施され、それにより長手方向の一部に一対のフランジの間隔が狭くなった潰し加工部を有していてもよい。
【００１７】
本発明に係るドアビームの上記各形態において、衝突時の曲げ変形で高い強度を確保するには、中立軸８に近い一対のウエブ４，５より、中立軸８から遠い位置にある一対のフランジ２，３の肉厚を大きくした方が効果的である。一方、ホローダイを用いた押出の場合、互いに接続された２辺（フランジとウエブ）の肉厚差が３倍を超えると、欠肉などの製造不良が生じやすい。このため、本発明に係るドアビームの上記各形態において、フランジ２，３の肉厚は、ウエブ４，５の肉厚の１倍を超え、３倍以下に設定されていることが好ましい。フランジ２，３の肉厚は、より好ましくはウエブ４，５の肉厚の２〜３倍である。
【００１８】
ドアビームの素材であるアルミニウム合金押出形材として、特に限定しないが、６０００系アルミニウム合金押出形材に比べて破断限界が低く、応力腐食割れの問題が生じやすい高強度の７０００系アルミニウム合金押出形材を好適に採用できる。７０００系アルミニウム合金の組成としては、ＪＩＳ又はＡＡ規格で規定される組成が適用できる。好ましい組成として、Ｚｎ：３〜８質量％、Ｍｇ：０．４〜２．５質量％、Ｃｕ：０．０５〜２．０質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．２質量％を含有し、さらにＭｎ：０．０１〜０．５質量％、Ｃｒ：０．０１〜０．３質量％、Ｚｒ：０．０１〜０．３質量％の１種以上を含有し、残部Ａｌ及び不純物からなる組成を挙げることができる。
【符号の説明】
【００１９】
１，１１  ドアビーム
２  内側フランジ
３  外側フランジ
４，５  ウエブ
６，７  溶着部
【図１】
2019189001.tif 000003
【図２】
2019189001.tif 000004