(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両ドアを補強する衝撃ビームであって、
細長いビームであって、前記細長いビームの長さにわたる中空内部と、前記長さにわたり、且つ前記車両ドアの外側を向くように構成された衝撃部分とを有する細長いビームを含み、
前記細長いビームは、上部壁セクション及び底部壁セクションを有する断面形状を含み、
前記上部壁セクション及び前記底部壁セクションは、前記衝撃部分を含む前記断面形状の曲げセクションで相互接続し、
前記上部壁セクション及び底部壁セクションは、それぞれ、中間曲げ部であって、前記中間曲げ部の両側に水平のセクションと傾斜したセクションとを画定する中間曲げ部を含み、
前記中間曲げ部は、前記細長いビームの前記中空内部から外方に突出し、前記車両ドアの前記外側における衝撃力による前記細長いビームの変位を防止するように構成されている、衝撃ビーム。
【請求項２】
前記細長いビームの前記断面形状は、前記断面形状の前記曲げセクションとは反対の側で前記上部及び底部壁セクションを相互接続する内側壁セクションを含む、請求項１に記載の衝撃ビーム。
【請求項３】
前記内側壁セクションは、前記上部壁セクション及び底部壁セクションの前記水平のセクションにほぼ垂直である平面状の部分を含む、請求項２に記載の衝撃ビーム。
【請求項４】
前記中間曲げ部は、前記断面形状が中心に置かれた水平線に関してほぼ対称であるように、前記上部壁セクション及び底部壁セクション上の等しい位置に設けられる、請求項１に記載の衝撃ビーム。
【請求項５】
前記水平の部分の少なくとも１つの長さは、前記水平の部分の前記少なくとも１つに隣接する前記傾斜部分の長さ以上である、請求項１に記載の衝撃ビーム。
【請求項６】
前記細長いビームの端部に取り付けられた取付ブラケットをさらに含み、
前記取付ブラケットは、前記細長いビームが前記衝撃部分で側面衝撃力を受けるように構成された高さに配置されるように、前記車両ドアに取り付けられるように構成されている、請求項１に記載の衝撃ビーム。
【請求項７】
前記細長いビームは溶接線を含み、
前記溶接線は、前記細長いビームが前記車両ドアの前記外側における側面衝撃力による曲げを受ける場合に前記溶接線に対する圧縮衝撃応力及び引張り衝撃応力を低減するために、前記上部壁セクション及び底部壁セクションの１つにおいて前記細長いビームの前記長さに沿って形成される、請求項１に記載の衝撃ビーム。
【請求項８】
前記細長いビームの前記断面形状は閉じられており、且つ前記細長いビームを形成する金属シートの縁部を接続し、前記細長いビームの前記長さに沿った溶接線を含む、請求項１に記載の衝撃ビーム。
【請求項９】
前記曲げセクションは丸みが付いており、且つ前記細長いビームを形成する金属シートの厚さの約４倍以上の内側半径を含む、請求項１に記載の衝撃ビーム。
【請求項１０】
前記金属シートは、少なくとも約１，７００ＭＰａの引張り強さを有するマルテンサイト鋼を含む、請求項９に記載の衝撃ビーム。
【請求項１１】
ドア衝撃ビームであって、
車両ドアの外側の方を向くように構成された側面衝撃面と、前記車両ドアの周縁フレームに配置されるように構成された両端部とを有する細長い中空ビームを含み、
前記細長い中空ビームは、前記側面衝撃面を含む丸みの付いた衝撃点で相互接続する上部壁セクション及び底部壁セクションを有する断面形状を含み、
前記断面形状の前記上部壁セクション及び底部壁セクションは、それぞれ、第１の平面状のセクションと、前記第１の平面状のセクションから傾斜した第２の平面状のセクションとを含み、
前記上部壁セクション及び底部壁セクションの前記第１の平面状のセクションは、互いに平行であり、
前記上部壁セクション及び底部壁セクションの前記第２の平面状のセクションは、前記丸みの付いた衝撃点で相互接続し、
前記第１の平面状のセクションの少なくとも１つの長さは、前記車両ドアの前記外側における衝撃力による前記車両ドアの内側に向かう前記細長い中空ビームの変位を阻止するために、前記対応する第２の平面状のセクションの長さ以上である、ドア衝撃ビーム。
【請求項１２】
前記断面形状は、前記丸みの付いた衝撃点とは反対側の内側壁セクションを含み、
前記内側壁セクションは、前記上部壁セクション及び底部壁セクションの前記第１の平面状セクションの少なくとも１つにほぼ直角な平面状の部分を含む、請求項１１に記載のドア衝撃ビーム。
【請求項１３】
前記細長い中空ビームの前記断面形状は、前記細長い中空ビームの前記長さに沿って、前記上部壁セクション及び底部壁セクション間のほぼ中心に置かれた平面に関してほぼ対称である、請求項１１に記載のドア衝撃ビーム。
【請求項１４】
前記細長い中空ビームは、前記細長い中空ビームを形成するために使用される金属シートの縁部を接続する、前記上部及び底部壁セクションの１つにおいて前記細長い中空ビームの前記長さに沿って形成された溶接線を含む、請求項１１に記載のドア衝撃ビーム。
【請求項１５】
前記丸みの付いた衝撃点は、前記金属シートの厚さの約４倍以上の内側半径を含む、請求項１４に記載のドア衝撃ビーム。
【請求項１６】
前記細長い中空ビームは、少なくとも約１，７００ＭＰａの引張り強さを有するマルテンサイト鋼板からロール成形される、請求項１１に記載のドア衝撃ビーム。
【請求項１７】
車両ドアの内側への変位を防止する衝撃装置であって、
金属シートからロール成形され、且つ前記車両ドアの外側を向くように構成された接触部分を有する細長いビームと、
前記細長いビームの両端部分に取り付けられた取付ブラケットの対と
を含み、
前記細長いビームは、前記取付ブラケット間に延び、且つ上部壁セクション及び底部壁セクションを有する断面形状を含み、
前記上部壁セクション及び前記底部壁セクションは、それぞれ、外方に突出する中間曲げ部であって、前記中間曲げ部の両側で第１の平面状セクション及び第２の平面状セクションを画定する中間曲げ部を含み、
前記第１の平面状セクションは互いに平行であり、及び前記第２の平面状セクションは互いに向かって傾斜している、衝撃装置。
【請求項１８】
前記上部壁セクション及び前記底部壁セクションの前記第２の平面状セクションは、前記接触部分で一体的に相互接続する、請求項１７に記載の衝撃装置。
【請求項１９】
前記細長いビームの前記断面形状は、前記上部及び底部壁セクションの前記第２の平面状セクション間に丸みの付いた曲げ点を含み、
前記丸みの付いた曲げ点は、前記金属シートの厚さの約４倍以上の内側半径を有する、請求項１８に記載の衝撃装置。
【請求項２０】
前記金属シートは、少なくとも約１，７００ＭＰａの引張り強さを有するマルテンサイト鋼を含み、
前記第１の平面状セクションの長さは、前記第２の平面状セクションの長さ以上である、請求項１９に記載の衝撃装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、ＩＭＰＡＣＴ  ＢＥＡＭ  ＦＯＲ  ＶＥＨＩＣＬＥ  ＳＩＤＥ  ＤＯＯＲ  ＩＮＴＲＵＳＩＯＮ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥという名称の２０１５年４月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／１４９，０７８号明細書に対する米国特許法第１１９条（ｅ）の下での利益を主張するものであり、この特許は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、概して、車体構成要素を補強する衝撃ビームに関し、より詳細には、車両のサイドドアを補強し、且つ車両ドアへの衝撃時に車室への侵入を防止する衝撃ビームに関する。
【背景技術】
【０００３】
車両ドアへの側面衝突発生時に車室への侵入を防止するため、車両ドアのフレームにまたがって衝撃ビームを取り付けるか又は他に設けることが一般的に知られている。特に、円形断面の管形状を有するドア衝撃ビームを使用するのが一般的であり、ドア衝撃ビームは、通常、鋼管のゲージ若しくは厚さを調整し、管形状の直径を調整し、及び／又はドアフレームにさらなるすなわち数個のドア衝撃ビームを取り付けることにより、必要に応じて侵入を阻止するように構成され、これは、安全規格を満たすように設計された場合に車両ドアの全体重量を望ましくないほど増大させることがある。特許文献１に記載されたドア衝撃ビームを設けることも公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，０２０，０３９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、車両のドアに取り付けられるように構成され、ビームの接触部分がドアの外側を向いている、細長いビームなどの衝撃ビーム又は装置を提供する。衝撃ビームは、断面形状が上部壁セクション及び底部壁セクションを有して構成され、上部壁セクション及び底部壁セクションは、それぞれ、平面状であり且つ水平方向を向いていることができる第１のセクションと、第１のセクションから傾斜し且つビームの接触部分に向かって延びる第２のセクションとを画定する中間曲げ部を含む。それにより、上部及び底部壁セクションは、それぞれ互いから明瞭に角度の付いた少なくとも２つのセクションを有する。したがって、上部及び底部壁セクションの第１及び第２のセクションを形成する中間曲げ部は、特に、接触部分に伝達された側面衝撃力に対するビームの力−撓み特性を向上させるか、又は一般的な力−撓み基準を満たすために設計された場合に衝撃ビームの重量がより軽量になるのを可能にするように構成される。
【０００６】
本発明の一態様によれば、車両ドアを補強する衝撃ビームは、細長いビームであって、細長いビームの長さにわたる中空内部を有する細長いビームを含む。細長いビームは、長さにわたり、且つ車両ドアの外側を向くように構成された衝撃部分を含む。細長いビームはまた、上部壁セクション及び底部壁セクションを有する断面形状を含み、上部壁セクション及び底部壁セクションは、衝撃部分を含む断面形状の曲げセクションで相互接続する。上部及び底部壁セクションは、それぞれ、中間曲げ部であって、中間曲げ部の両側に実質的に水平のセクションと傾斜したセクションとを画定する中間曲げ部を含み、中間曲げ部は、車両ドアの外側における衝撃力による細長いビームの内側への変位を制限するように構成されている。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、ドア衝撃ビームは、車両ドアの外側の方を向くように構成された側面衝撃面と、車両ドアの周縁フレームに配置されるように構成された両端部とを有する細長い中空ビームを含む。細長い中空ビームは、側面衝撃面を含む丸みの付いた衝撃点で相互接続する上部壁セクション及び底部壁セクションを有する断面形状を含む。断面形状の上部及び底部壁セクションは、それぞれ、第１の実質的に平面状のセクションと、第１の実質的に平面状のセクションから傾斜した第２の実質的に平面状のセクションとを含み、上部及び底部壁セクションの第２の実質的に平面状のセクションは、丸みの付いた衝撃点で相互接続する。第１の実質的に平面状のセクションの少なくとも１つの長さは、車両ドアの外側における衝撃力による車両ドアの内側に向かう細長い中空ビームの変位を制限するために、対応する第２の実質的に平面状のセクションの長さ以上である。
【０００８】
本発明のさらに別の態様によれば、車両ドアの内側への変位を防止する衝撃ビームは、金属シートからロール成形された細長いビームを含む。細長いビームは、車両ドアの外側を向くように構成された接触部分を有する。細長いビームはまた、上部壁セクション及び底部壁セクションを有する断面形状を含み、上部壁セクション及び底部壁セクションは、それぞれ、中間曲げ部であって、中間曲げ部の両側で第１の平面状セクション及び第２の平面状セクションを画定する中間曲げ部を含み、第１の平面状セクションは互いに実質的に平行であり、及び第２の平面状セクションは互いに向かって傾斜している。
【０００９】
本発明のこれらの目的及び他の目的、利点、用途及び特徴は、以下の説明を図面と併せて検討することで明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による、車両のサイドドアに配置された衝撃ビームを有する車両の斜視図である。
【図１Ａ】図１に２点鎖線で示した領域ＩＡで指定した車両のセクションの拡大斜視図であり、サイドドアに配置された衝撃ビームを示す。
【図２】本発明による、図１Ａに示す衝撃ビームと、対応する取付ブラケットとの上部斜視図である。
【図２Ａ】図２に示す衝撃ビーム及び取付ブラケットの上部分解斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す衝撃ビームの端部セクションの上部拡大斜視図である。
【図３】図２に示す図の衝撃ビーム及び取付ブラケットを反対側から見た、図２に示す衝撃ビーム及び取付ブラケットの上部斜視図である。
【図３Ａ】図３に示す衝撃ビーム及び取付ブラケットの上部分解斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す衝撃ビームの端部セクションの上部拡大斜視図である。
【図４】衝撃ビームの外側部分の方を向いた側面衝撃力方向矢印を示す衝撃ビームの平面図である。
【図５】図４に示す線Ｖ−Ｖで切り取った衝撃ビームの断面図であり、衝撃ビームの方を向いた側面衝撃力方向矢印を示す。
【図６】衝撃ビームの様々な特性が調整された場合の衝撃ビームのエネルギ吸収挙動を示す限界平均（marginal mean）プロットである。
【図７】図７は、２つの異なる衝撃ビームの概略的な断面形状を示す。
【図８】図８は、図７で示される２つの断面形状に対応する衝撃ビームの対応する力−変位曲線のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで、図面と図面に示す例示的な実施形態とを参照すると、ドア衝撃装置又はビーム１０には、同乗者側又は運転者側のドアなどの車両１６のドア１４に配置されるか又は取り付けられるように構成された細長いビーム１２が設けられている。細長いビーム１２は、細長いビーム１２の衝撃又は接触部分１８がドア１４の外側２０を向いて配置されているため、細長いビーム１２の接触部分１８に伝達された側面衝撃力Ｆ（図５）などは、ビームによって少なくとも部分的に吸収され、車両ドア１４の内側への変形及び変位がビームによって低減されるか、そうでなければ、防止される。接触部分１８への衝撃力に対するエネルギ吸収を増大させるために、細長いビーム１２は、断面形状が上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４を有して構成され、上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４は、それぞれ中間曲げ部２６（図２Ｂ）を含む。中間曲げ部２６は、各曲げ部２６の両側で、上部壁セクション２２の第１の部分又はセクション２８及び第２の部分又はセクション３０及び底部壁セクション２４の第１の部分又はセクション２８及び第２の部分又はセクション３０を画定する。
【００１２】
図２Ｂ及び図３Ｂに示す細長いビーム１２の端部３４、並びに図５に示す断面図に示すように第２のセクション３０は、第１のセクション２８よりもビーム１２の接触部分１８に接近又は近接しており、ビーム１２の接触部分１８を含むビーム１２の外側を向いた丸いセクション、すなわち曲げセクション若しくは曲げ点３１で相互接続することができる。また、第１のセクション２８は、実質的に平面状であり且つ水平方向を向いていることができ、そのため、平面状の水平セクション２８と称することができ、第２のセクション３０は、実質的に平面状であり且つ第１のセクション２８から傾斜していることができ、そのため、平面状の傾斜セクション３０と称することができる。
【００１３】
中間曲げ部２６は、車両のサイドドアの外側（図１）に対する側面衝撃力など、細長いビーム１２の接触部分１８に伝達される衝撃力Ｆによるビーム１０の上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４の力−撓み特性を改善するように構成されている。さらに、中間曲げ部２６を有する衝撃ビーム１０が一般的な安全基準を満たすか又はほぼ一定の力−撓み特性を得るように設計された場合、円形断面を有する衝撃ビームと比較したときにより少ない材料を使用して、ビーム１２を形成することができる。例えば、中間曲げ部２６を有する衝撃ビーム１０は、ビームをロール成形するために使用されるより薄いゲージ鋼板を使用することができ、その結果、以前のドア衝撃ビームよりもコストが安くなり、重量が軽くなる。衝撃エネルギの吸収の改善、コストの節減、及び質量削減は重要な検討事項であり、これらの検討事項のわずかな改善でさえ、燃費向上及び排出物規定の観点から重要である。
【００１４】
図１に示すドア衝撃装置又はビーム１０を参照すると、車両１６は、細長いビーム１２がドアフレームの底部セクション３６とドアの窓３８との間でドア１４の中央領域にまたがるように、フロントサイドドア１４が、細長いビーム１２の端部３４をドア１４の両側の前方及び後方位置に固定する連結機構すなわち取付台３２を有して示されている。ドアの中心領域は、通常、特に車両ドア１４のフレームセクションによって支持されないため、細長いビーム１２の端部３４が車両ドア１４の周縁フレーム又は構造物に組み付けられるか又は取り付けられ、中心領域にまたがってドア１４を補強することができる。一般的に理解されている通り、細長いビーム１２は、ドア１４の外側車体パネルと内側トリムパネルとの間でドア１４の内部又は内側に配置することができ、それにより、完成した車両ドアの外観から衝撃ビーム１０を見えなくする。
【００１５】
図１及び図１Ａに概略的に示すように、取付台３２は、ほぼ水平の向きでドア１４の中心領域にまたがって細長いビーム１２を堅固に且つ確実に支持するように構成されているが、対角方向に傾斜するか又は垂直方向に向けられるなど、細長いビームに対して他の向きも考えられる。細長いビーム１２は、細長いビーム１２の接触部分１８が外側を向き、且つビーム１２がドア１４の所望の領域にわたるように配置されて、あり得る衝撃力を受けるなどしてこれらの領域への侵入を防止又は阻止する。例えば、ビーム１２は、一般的な車両又は車両タイプの側面衝撃位置と合致する高さ及び向きで配置することができる。図示された連結部品又は取付台３２は、ビーム１２を所望の位置及び向きに支持するために、ドアフレームに取り付けられ、細長いビーム１２の端部部分に係合する独立した取付ブラケット３２として設けられている。任意選択的に、連結部品又は取付台は、細長いビームの端部と一体的に形成することができ、独立したブラケット、溶接継ぎ手、又は留め具とすることができ、それ以外に車両ドアのフレームの一部と一体的に形成することもできる。衝撃ビームは、任意選択的に、リアサイドドア、スライドドア、又はリアハッチドアなどの別の車両ドアに取り付けることができ、アクセスドアの位置にないか、さもなければ、アクセスドアと統合された車両の他の構造領域に組み込み得ることが企図される。
【００１６】
図２Ａ及び図３Ａに示す図示された取付ブラケット３２を参照すると、ブラケットは、それぞれ細長いビーム１２の内側、上部壁セクション２２、及び底部壁セクション２４に係合するＵ字形状の中央支持部分３２ａを含む。ブラケット３２はまた、図１に示すように、穴３２ｃを貫通して車両ドアの周縁フレームに係合する留め具を介してなど、車両フレームに取り付けるのに適した方法でＵ字形状の支持部分３２ａの両側から一体的に延びる取付フランジ３２ｂを含む。細長いビーム１２の端部部分がＵ字形状の支持部分３２ａと係合すると、端部部分及び支持部分３２ａは、図２に示すように、上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４とブラケット３２のフランジ３２ｂとの間の溶接位置３３を用いて、互いに溶接されるか、さもなければ固定されることができる。
【００１７】
ドア衝撃装置１０の細長いビーム１２は、図２〜図５に示すように、中空内部４４とビーム１２の長さにわたる閉じられた断面形状とを有する。ビーム１２の閉じた断面形状は、内側では内側壁セクション４０を介して、外側では、丸みの付いた曲げセクション３１としても示す外側壁セクション４２を介して一体的に相互接続し、それにより、細長いビーム１２の中空内部空間４４を囲む上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４を含む。別の実施形態では、上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４は、上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４の中間曲げ部２６を維持しながら、開いた断面形状を形成するために、外側壁セクションを削除するなどして交互に相互接続されるか、さもなければ分断されることができる。細長いビーム１２の外側壁セクション４２は、図示したように、上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４の第２のセクション３０（すなわち、平面状の傾斜した部分）間に形成された、丸みの付いた曲げ点又はセクション３１によって提供される細長いビーム１２の接触部分１８を含む。丸みの付いた曲げ点３１の外側面は、ドア１４の外側２０を向いた細長いビーム１２の湾曲衝撃面４６（図５）を形成している。衝撃面４６の曲率は、細長いビーム１２の別の実施形態では、丸みの付いた曲げ点の曲率半径に基づいて変えることができ、この曲率半径は、細長いビーム１２をロール成形するために使用される板金の可鍛性などの材料特性の制約事項によって決まり得る。図示された実施形態では、曲げ点又はセクション３１は、通常、細長いビーム１２を形成するために使用される金属シートの厚さ５０の４倍に等しいか又は約４倍の内側半径４８を有する。しかし、半径は、異なる材料及び／又は形成方法を使用する場合など、任意選択的に、大きくも小さくもし得ることが企図される。
【００１８】
上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４の中間曲げ部２６は、曲げ部２６の両側に第１の又は水平のセクション２８、及び第２の又は傾斜したセクション３０を画定するように、ロール成形加工によって曲げるか、さもなければ、形成することができる。傾斜セクション３０は、外側壁セクション４２の曲げ点３１を介して相互接続するため、傾斜セクション３０は、細長いビーム１２の接触部分１８により近接している。細長いビーム１２の接触部分１８で衝撃力Ｆ（図５）を受けると、衝撃力は、傾斜セクション３０に沿って水平セクション２８に伝達され、それにより、接触部分１８と、上部壁セクション２２の傾斜セクション３０及び底部壁セクション２４の傾斜セクション３０とに圧縮応力を発生させることができ、一方、引張り応力は、内側壁セクション４０と、上部壁セクション２２の水平セクション２８及び底部壁セクション２４の水平セクション２８とに発生することができる。傾斜セクション３０と水平セクション２８との間の力の伝達を改善するために、中間曲げ部２６は、上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４の同じ又は実質的に同じ位置に形成することができる。中間曲げ点２６は、上部及び底部壁セクションでのほぼ一貫したエネルギ伝達を可能にするために、細長いビーム１２の上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４の同様の位置に設けることができる。上部及び底部壁セクションでのこのほぼ一貫したエネルギ伝達は、ビームのねじれを防止し、ねじれを防止しない場合、このねじれは取付台３２に付加的な応力をもたらし、（例えば、上部又は底部壁セクションの１つが許容荷重に達する前に）早期の曲げ破壊の状態を引き起こすことがある。したがって、平面状の水平セクション２８は、図５に示すように、互いから離間し、互いに対してほぼ平行とすることができ、その結果、細長いビーム１２の断面形状は、垂直方向の中心に置かれた水平平面又は水平線に関してほぼ対称になる。
【００１９】
衝撃エネルギ吸収特性と、傾斜セクション３０と水平セクション２８との間の力の伝達とをさらに改善するために、中間曲げ部２６は、水平セクション２８の長さ５２（図５）を対応する傾斜セクション３０の長さ５４（図５）以上にするように配置されている。図６に示すように、（傾斜平面と称される）傾斜セクション３０の長さを長くすることは、エネルギ吸収に対する改善性を低め、一方、（剪断壁平面と称される）水平セクション２８の長さを長くすることは、エネルギ吸収に対する改善性と実質的に線形の相関関係を有する。より具体的には、傾斜セクション３０のエネルギ吸収は、長さが約１０ｍｍを過ぎた後にいくらか減少する結果を見せ始め、これは、勾配が約１０ｍｍから約１３ｍｍまであまり急峻でないことで示され、一方、約８ｍｍから約１０ｍｍまでの勾配は比較的急峻である。比較として、フラットな又は水平なセクション２８のエネルギ吸収は、水平セクション２８の長さが長くなるにつれて直線的に増加し続ける。したがって、傾斜セクション３０を短くして水平セクション２８を長くすると、エネルギ吸収は改善される。傾斜部分３０及び水平部分２８の特性間のこの相関関係は、上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４における、上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４に対して選択された全長に対する潜在的なエネルギ吸収能力を実際に出現させる位置に中間曲げ部２６が形成されるのを可能にする。
【００２０】
上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４に中間曲げ部２６を含むことによってもたらされるエネルギ吸収の改善を示すために、２つの例示的な断面形状５６Ａ及び５６Ｂ（図７）に対する力−撓み曲線（図８）は、ピーク荷重点５８を合わせた実質的に同じ荷重特性を示す。ピーク荷重点５８から判断して、中間曲げ部を有するビーム５８Ｂによるエネルギ吸収では、屈曲時に性能が大幅に改善されている。より具体的には、中間曲げ部２６を有するビーム５６Ｂは、約１７３０Ｊのエネルギを吸収し、一方、三角形形状の断面を有し、中間曲げ部のないビーム５６Ａは、約１６７０Ｊのエネルギを吸収する。力−撓み曲線の比較で使用されたこれらのビームは、約１．４ｋｇの比較的等しい質量、約１．９ｍｍの肉厚を有し、約１，７００ＭＰａの引張り強さを有するマルテンサイト鋼から形成されている。
【００２１】
細長いビーム１２の図示された実施形態は、図２〜図５に示すように、細長いビーム１２の内部空間４４を囲むように閉じた断面形状を有し、この断面形状は、実質的に平面状の壁セクションとして内側壁セクション４０を備える。結果的に、図示された内側壁セクション４０は、細長いビーム１２の上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４の実質的に水平なセクション２８に対して直角である。内側壁セクション４０の平面状の形状は、上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４の内側間を最短で接続し、それにより、上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４を相互接続するために使用される材料の量を最小限にする。内側壁セクション４０と、上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４との間の移行曲げ部６０は、接触部分１８（すなわち、外側壁セクション４２の曲げ点）の内側半径４８とほぼ等しい内側半径を有する。この場合にも、内側壁セクション４０は、接触部分１８への衝撃力Ｆにより加えられた引張り力に耐える役割を果たす。細長いビーム１２の図示された実施形態（図２〜図５）は、結果として得られた約３５ｍｍの全横幅寸法Ｗ及び約３０ｍｍの垂直高さ寸法Ｈを有する。
【００２２】
衝撃ビームを形成する方法に関して、細長いビーム１２は、連続する金属シートと接触する一連のローラによってロール成形することができ、連続する金属シートは、細長いビームの断面形状を形成するようにローラを通り抜ける。ロール成形ライン内の独立した個々のローラは、外側壁セクション４２の丸みの付いた曲げ点と、上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４の中間曲げ部２６と、内側壁セクション４０と上部壁セクション２２及び底部壁セクション２４との間の移行曲げ部６０とを順次形成するように構成されている。本発明の所望の断面形状を得るために、これらの曲げ部を間欠的に形成するいくつかのフラワーパターン又はステップを実施することができる。金属シートの縁部は、細長いビームの長さに沿った溶接線５５を形成する、ロール成形装置の終端にある溶接ステーションでの誘導溶接などの溶接により、閉じた断面形状を閉鎖して維持するように結合されることができ、この溶接線は、図５に示す位置などにおいて、ロール成形された金属シートの縁部を接続し、それにより、細長いビームの内部空間を囲む所定の位置に断面形状を堅固に維持する。溶接線は連続的でも間欠的でもよく、溶接部の曲げ破壊をもたらす恐れのある溶接線に対する圧縮及び引張り衝撃応力を低減するために、所定の位置に配置することができる。それに応じて、溶接線は、溶接線での圧縮及び引張り衝撃応力を低減するために、上部壁セクション２２又は底部壁セクション２４の一方に形成されるのが好ましい。より具体的には、溶接線は、図５に示す溶接線５５の位置などの上部又は底部壁セクションのフラットな又は水平な部分に形成されるのが好ましい。溶接ステーションを出ると、ビームは、切断ステーションなどにおいて、対応するドアタイプ及び／又は車両構造にとって望ましい長さで細長いビームセクションに切断される。
【００２３】
本発明の断面形状を有する細長いビーム１２は、様々な金属と、前述のロール成形加工を含む加工技術とを用いて形成することができる。ロール成形加工を使用する際、衝撃ビームは、少なくとも約１，７００ＭＰａの引張り強さを有し、厚さが好ましくは約１ｍｍ〜約２ｍｍ、より好ましくは約１．８ｍｍである実質的に連続するシートに冷間成形されたマルテンサイト鋼からロール成形されることが企図される。しかし、細長いビーム１２は、車両ドア１４の外側に対する衝撃力による細長いビーム１２の車両ドア１４の内側に向かう変位を防止するように機能する中間曲げ部を本発明の断面形状に付与するために、他の厚さ及びグレードの鋼、アルミニウム、及び他の金属合金で形成できるとも考えられる。他の考えられる成形技術では、本明細書で説明した曲げ点及び中間曲げ部は、押出成形加工などの非曲げ加工技術により形成される断面に成形することができる。
【００２４】
本開示において、「上部」、「下部」、「右」、「左」、「後部」、「前部」、「垂直」、「水平」という用語及びそれらの派生語は、図１の向きの本発明に対応する。しかし、当然のことながら、本発明は、そうではないと明示された場合を除き、様々な代替の向きをとることができる。さらに当然ながら、添付図面に示し、本明細書で説明した特定の装置及びプロセスは、添付の特許請求の範囲で規定した本発明の概念の単なる例示的な実施形態に過ぎない。したがって、本明細書で開示した実施形態に関する特定の寸法及び他の物理特性は、別途、特許請求の範囲で明示されない限り、限定するものとみなすべきではない。
【００２５】
具体的に説明した実施形態の変更形態及び修正形態は、本発明の原理から逸脱することなく実施され得、本発明は、特許法の原則に基づいて解釈される通り、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものとする。本開示が例示的に説明されたが、当然のことながら、使用された用語は、限定語ではなく説明語の性質を有することが意図されている。上記の教示を踏まえて本開示の多数の修正形態及び変形形態が可能であり、本開示は、具体的に説明したもの以外の方法で実施することができる。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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