(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に直径方向に横切る隔壁が形成された金属製のほぼ筒状の中空体を有し、衝撃を該中空体の径方向外側から前記隔壁沿いに受けるように構成してなる車両用ドアビームであって、
前記中空体は、前記隔壁にならってほぼ平行に延びる当該隔壁両側の周壁部分に焼入れが施されてなることを特徴とする車両用ドアビーム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用ドアビームにおいて、
前記中空体は、さらに前記隔壁にも焼入れが施されてなることを特徴とする車両用ドアビーム。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用ドアビームにおいて、
前記中空体は、鋼板のプレス加工により、鋼板の一方の端部を内側に折り込み同端部に続く鋼板部分が当該折り込んだ端部の先端部および根元部と重なるよう巻き成形した、前記折り込んだ端部が内部を横切る隔壁となる中空構造物で構成され、当該巻き成形後の中空構造物に対して、又は当該中空構造物の成形前の鋼板に対して、前記焼入れが施されてなることを特徴とする車両用ドアビーム。
【請求項４】
請求項２に記載の車両用ドアビームにおいて、
前記中空体は、鋼板のプレス加工により、鋼板の一方の端部を内側に折り込み同端部に続く鋼板部分が当該折り込んだ端部の先端部および根元部と重なるよう巻き成形した、前記折り込んだ端部が内部を横切る隔壁となる中空構造物で構成され、当該中空構造物の成形前の鋼板に対して前記焼入れが施されてなることを特徴とする車両用ドアビーム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の車両用ドアビームにおいて、
前記焼入れは、前記中空体の長手方向のほぼ中央部分だけに施されることを特徴とする車両用ドアビーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両側部のドアが車室内へ変形するのを抑制するのに用いられる車両用ドアビームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車（車両）では、車体側方からの衝突に対する安全性を確保するために、車体側部にあるドアの内部にドアビームを取り付け、ドアビームで側方から加わる衝突エネルギーを吸収して、ドアが車室内側へ変形するのを抑制している。
【０００３】
一般には、金属製の円筒状の中空体をドアビームに用い、これをドアパネルの内面に沿わせてドア長手方向に沿いに取り付けている。そして、中空体が、車体側方から衝撃を受けると、当該入力側の周壁が縮み、反対側の周壁が伸びるように折れ曲がり衝撃エネルギーを吸収して、ドアの変形を防いでいる。
【０００４】
ところが、中空体の周壁だけでは、ドアが車室内側へ変形するのを防ぐ強度を確保するのは難しい。すなわち、強度確保のためには、大きな外径のパイプなどを用いたりすればよいが、ドアビームが組み付けられるドア部分は、ガラスや同ガラスを昇降させる機構の部品が数多く点在するために、制約が多く、より外径の大きな中空体の採用は難しい。
【０００５】
そこで、特開平９−１４１３６８号に示されるように、直径方向に横切る隔壁を内部にもつ金属製の円筒状の中空体を採用して、該隔壁が横向き（ほぼ水平）となる姿勢で中空体をドア内部に組み付けることにより、外径を大きくせずに、衝撃が入力する方向に対する強度を高めることが行われている。
【０００６】
ところが、ドアビームの強度は、さらに求められる傾向にある。
【０００７】
この対策として、この内部に壁部をもつ中空体に、リンフォース(補強材)を組み付けて、衝突に対する強度を高めることが考えられる。しかし、別途、リンフォースを組み付けるのでは、ドアビームの重量が過度に増加するだけでなく、ドアビームを構造的に複雑にしてしまう。
【０００８】
そこで、特開平９−２０６６号に示されるような中空体のほぼ全体に焼入れを施す技術を採用して、中空体のほぼ全域の硬度を高めることが考えられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、単純に中空体のほぼ全体を焼入れしたのでは、求められる衝撃吸収性能が得られない。
【００１０】
すなわち、焼入れは、金属組織の変態により硬度を高めるので、製品重量が増加せずに、中空体の強度が高められるが、反面、衝撃エネルギーの吸収を果たす周壁部分の硬度も高められるので、衝撃を受けると、その曲げられる周壁部分で割れや亀裂が生じやすくなる。このため、単純に焼き入れしたドアビームだと、十分な衝撃吸収機能を果たせない。特に隔壁をもつ中空体は、衝撃を内部の隔壁で受ける構造なので、単なる中空体とは異なり伸び側の周壁部分へ伝わる衝撃力は大きく、折れ曲がりの早い段階で、伸び側の周壁部分の一部に割れや亀裂が生じやすく、十分な衝撃吸収が期待できない。
【００１１】
また中空体の焼入れに際しては、特開平５−３４５５１７号に示されるように中空体の周壁に周方向に、間欠的に焼入れを施して、中空体の周方向に沿いに、焼入れした部分と焼入れが施されていない部分と交互に、複数、並ばせる技術も提案されているが、これでも、中空体が折れ曲がる際、硬度の高くなった部分で割れや亀裂が発生しやすく、十分な衝撃吸収性能は期待できない。
【００１２】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、隔壁を有した中空体で、製品重量を増加させたり大形化させたりせずに、十分な衝撃吸収性能を確保しつつ強度向上が図れるようにした車両用ドアビームを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の車両用ドアビームは、内部に直径方向に横切る隔壁が形成された金属製のほぼ筒状の中空体のうち、隔壁にならってほぼ平行に延びる隔壁両側の周壁部分に焼入れを施した構造を採用した。
【００１４】
これにより、中空体は、衝突エネルギーの吸収を果たす伸び側および縮み側で十分な靭性が確保されると同時に、焼入れで硬度が高くなる周壁部分が、隔壁と協同して衝撃力に対して高い強度をもたらす梁部となる。
【００１５】
したがって、製品重量を増加させたり外形を大きくしたりせずにすむ焼入れだけで、求められる衝撃吸収性能を得つつ、隔壁を活用した強度の増大が図れる。
【００１６】
請求項２に記載の車両用ドアビームは、上記目的に加え、一層、高い強度が確保されるよう、中空体の内部を直径方向に横切る隔壁にも焼入れを施したことにある。
【００１７】
請求項３に記載の車両用ドアビームは、上記目的に加え、さらに重量が軽くかつコストが安価な一般部材で、十分な衝撃吸収性能と十分な強度を満足するドアビームが簡単に得られるよう、中空体には、鋼板のプレス加工により、鋼板の一方の端部を内側に折り込み同端部に続く鋼板部分が当該折り込んだ端部の先端部および根元部と重なるよう巻き成形した、折り込んだ端部が内部を横切る隔壁となる中空構造物を用い、この巻き成形後の中空構造物又は中空構造物の成形前の鋼板に対して、隔壁両側の周壁部分の焼入れが施される構造を採用した。
【００１８】
請求項４に記載の車両用ドアビームは、同じく十分な衝撃吸収性能と十分な強度を満足するドアビームが簡単に得られるよう、中空体を、鋼板のプレス加工により、鋼板の一方の端部を内側に折り込み同端部に続く鋼板部分が当該折り込んだ端部の先端部および根元部と重なるよう巻き成形した、折り込んだ端部が内部を横切る隔壁となる中空構造物を用い、この中空構造物の成形前の鋼板に対して、隔壁および該隔壁両側の周壁部分の焼入れが施される構造を採用した。
【００１９】
請求項５に記載の車両用ビームは、上記目的に加え、さらに衝撃力が加わりやすい部分の強度を効果的に高めるために、隔壁両側の部分や隔壁の焼入れを、中空体の長手方向のほぼ中央部分だけに施すようにしたことにある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１ないし図３に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
【００２１】
図１は、車両、例えば自動車の車体側部に組み付くフロントドアを示し、図中１はフロントドアの本体部、２は本体部１の上部に形成された窓枠部を示す。本体部１は、例えばドアアウタパネル、ドアインナパネル、ドアトリムなど（いずれも図示しない）を組み合わせて偏平な箱形に形成されていて、内部にドアガラスや同ドアガラスを昇降する昇降機構など（いずれも図示しない）を内蔵させてある。また本体部１内には、ドアビーム３が内蔵されている。同ドアビーム３は、斜めの向きで、ドアアウタパネルの内面に沿うよう幅方向全体渡り配置してある。
【００２２】
このドアビーム３には、図２（ａ），（ｂ）に示されるように内部が直径方向に横切る隔壁４で仕切られた金属製のほぼ筒状の中空体５が用いられている。この中空体５の両端部には、隔壁４と直交する方向に座面が向くブラケット部６が一体に形成されている。そして、中空体５は、隔壁４がほぼ水平に向くよう、両端のブラケット部６で固定してあり、ドア側方（径方向外側）から加わる衝撃力Ｐを隔壁４と周壁との双方で受けるようにしてある。
【００２３】
この中空体５には、一般部材、例えば鋼板をプレス加工により巻き成形したほぼ円筒状の中空構造物が用いられている。具体的には、中空体５は、図３（ａ）に示されるようにブラケット部６を含む中空体５の全体を展開した帯形状の鋼板７（ブランク材）を用意し、これをプレス加工機（図示しない）の上下型内にセットして、始めに図３（ｂ）に示されるように隔壁４に相当する鋼板７の幅方向一端側の端部分８を垂直に立ち上げ、幅方向中央を上向きの円弧状に成形し、幅方向他側を下向きの円弧状に成形する。なお、図中９はこのときの上向きの円弧状部を示し、１０は同じく下向きの円弧状部を示す。この状態から、プレス加工により、図３（ｂ）〜図３（ｆ）に示されるように鋼板７の端部分７ａを内側に折り込み、続いて円弧状部９を整形する加工を施してから、折り込んだ端部分８を中心として端部分８に続く鋼板部分を先の折り込んだ端部分８の先端部８ａと根元部８ｂと重なるように巻き付ける。その後、図３（ｇ）に示されるように一対のスポット電極１１，１１で、外側から隔壁４の両端側に通電して、先端部８ａとそれに重なる鋼板部分、根元部８ｂとそれに重なる鋼板部分とをスポット溶接で固定することにより、図２（ｂ）に示されるような端部８が内部を直径方向に横切る隔壁４をなすほぼ円筒状の中空体５が形成される。Ｘはそのスポット溶接部分を示す。もちろん、スポット溶接（隔壁４の前後端の溶接）でなく、鋼板７の巻き最終端（鋼板７の幅方向他端部分７ａ）だけをアーク溶接して固定しても構わない。図２（ｂ）中の二点鎖線部分Ｙは、そのアーク溶接部分を示す。
【００２４】
なお、鋼板７の全長方向前後にある一対の平坦な部分７ｂは、巻き成形の途中で、隔壁４と直角な方向に向く平面に加工され、ほぼ三角形状のブラケット部６を形成する。
【００２５】
この中空体５に、衝撃吸収性能を損なわずに、強度だけが高められるよう、焼入れが施してある。具体的には、最もドア外側から衝撃を受けやすい全長方向の中央部分、詳しくは図２（ａ）中の焼入れ域αと示している中央の領域に焼入れが施してある。
【００２６】
同焼入れは、衝撃力Ｐが入力する方向に沿って延びる周壁部分だけにしてある。具体的には、図２（ｂ）中の交叉した斜線部分で示されるように隔壁４にならってほぼ平行に延びる隔壁両側の周壁部分５ａだけに焼入れを施してある。詳しくは、例えば図３（ｈ）に示されるように加熱コイル１２ａと冷却水噴射子１２ｂとを組み合わせた高周波焼入れヘッド１２を用いて、外部から巻き成形後の中空体５の各周壁部分５ａだけに高周波焼入れを施してある。むろん、中空体５の内部から周壁部分５ａを高周波焼入れしてもよい。図２（ｂ）中、βは、その焼入れが施された領域を示す。
【００２７】
これで、衝撃力Ｐが入力する方向に沿う周壁部分５ａの硬度を高めて、同部分で衝撃力Ｐを縦方向から受けるようにしている。と同時に中空体５が衝撃エネルギーで折れ曲がる際に縮む縮み側の周壁部分５ｂ（衝撃力Ｐが入力する方向の前側の周壁部分）と、その反対側の伸び側の周壁部分５ｃ（衝撃力Ｐが入力する方向の後側の周壁部分）は、焼入れが施されないことを利用して靭性を確保し、同部分を素材通りの性質で変形可能にしている。
【００２８】
これにより、十分な衝撃吸収性能と高い強度とを有するドアビーム３を得ている。
【００２９】
すなわち、当該衝撃吸収性能の点、強度の点を説明すれば、今、図１に示されるようにフロントドアの内部に、ドアビーム３が、隔壁４をほぼ水平に向けた姿勢で組み付けてあるとする。
【００３０】
このとき、衝撃力Ｐが、フロントドアの本体部中央へ向かって入力されるとする。
【００３１】
ここで、中空体５には、衝撃力Ｐが入力される方向に沿って延びる隔壁４、同じく焼入れにより硬度が高くなった周壁部分５ａが形成されているから、加わる衝撃は、並行な隔壁４、周壁部分５ａがなす梁構造で縦方向から受け止められる。このとき、周壁部分５ａは、隔壁４と共同して高い強度を発揮する。
【００３２】
続いて、中空体５は、衝撃力Ｐが入力される地点を支点として、折れ曲がろうとする。
【００３３】
この際、縮み側（入力側）の周壁部分５ｂ、伸び側（入力側と反対側）の周壁部分５ｃは、いずれも焼入れが施されておらず、素材の靭性が低下せずにそのまま確保されているから、中空体５は、縮み側の周壁部分５ｂは縮み変形、伸び側の周壁部分５ｃは伸び変形しながら折れ曲がり、衝撃エネルギーを吸収する。
【００３４】
つまり、縮み側および伸び側は、割れや亀裂をきたしたりせずに、素材がもたらす変形モードの通り変形するから、同変形モードの低下はなく、十分な衝撃吸収性能が発揮される。
【００３５】
したがって、隔壁４を有した中空体５で、製品重量を増加させたり大形化させたりせずに、十分な衝撃吸収性能を確保しつつ、衝突に対する強度を格段に高めることができる。
【００３６】
しかも、中空体５には、鋼板の巻き成形により形成された中空構造物を用い、この隔壁両側の周壁部分５ａに焼入れを施した構造を採用したので、軽くかつコストが安価な一般部材だけで、求められる衝撃吸収性能と十分な強度を満足するドアビーム３が簡単に実現できる。
【００３７】
そのうえ、焼入れ範囲βは、中空体５の長手方向のほぼ中央だけにしたことにより、衝撃力Ｐの加わりやすいドアビーム３の部位を効果的に高めることができる。
【００３８】
図４および図５は、本発明の第２の実施形態を示す。
【００３９】
本実施形態は、図４に示されるように周壁部分５ａだけでなく、隔壁４にも焼入れを施すようにしたものである。この場合は、図５に示されるように中空体５の巻き成形前の鋼板７（ブランク材）において、例えば図３（ｈ）で用いたのと同様の高周波焼入れヘッド（図示しない）を用いて、隔壁４の焼入れ域βに相当する端部分８の中央部分Ａ、各周壁部分５ａの焼入れ域βに相当する鋼板部分Ｂ，Ｃに高周波焼入れすればよい。
【００４０】
このように隔壁４にも焼入れを施すと、一層、中空体５の強度を高めることができる。しかも、この場合も、中空体５の縮み側の周壁部分５ｂや伸び側の周壁部分５ｃの変形を損なうことがないので、十分な衝撃吸収性能を約束できる。そのうえ、中空体５は、ブランク材に焼入れを施してから巻き成形するようにしたので、隔壁４に焼入れを施すときでも、先の第１の実施形態と同じく、コストが安価な一般部材で、求められる衝撃吸収性能と十分な強度を満足するドアビーム３が簡単に実現できる。
【００４１】
なお、ブランク材に対して行う焼入れは、第１の実施形態で説明した周壁部分５ａに対して行うようにしてもよい。
【００４２】
但し、図４および図５において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
【００４３】
図６は、本発明の第３の実施形態を示す。
【００４４】
本実施形態は、中空体５に孔１３が設けられている場合の周壁部分５ａへの焼入れについて示す。ドアビーム３は、防錆処理のため本体部１に装着された状態で、電着液中に浸されて電着塗装がなされるが、このとき、電着液が中空体５の内部にも進入して中空体５の内面も電着塗装がなされる。また、電着塗装完了後は、電着液中から取り出されて、これに伴い中空体５の内部に進入していた電着液も排出される。孔１３は、上述した電着液の進入と排出を容易にする目的で、中空体５の上側部と下側部に設けられている。このような場合には、焼入れ域βを孔１３の何れか片側にずらして焼入れを施すようにしてもよい。このようにすれば、電着液の進入、排出を損なうことなく、衝撃吸収性能と十分な強度を満足するドアビーム３を得ることができる。但し、図６中において、第１の実施形態および第２の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
【００４５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば実施形態では、高周波焼入れを用いたが、他の焼入れ手段で焼入れを施してもよい。また実施形態では、中空体の中央部の領域で焼入れを施すようにしたが、これに限らず、中空体の全長方向の全体に渡り、焼入れを施すようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明に記載の発明によれば、中空体のうち衝突エネルギーの吸収を果たす伸び側および縮み側は十分な靭性が確保されると同時に、焼入れにより硬度が高くなる周壁部分は、隔壁と協同して衝撃力に対して高い強度をもたらす梁部となる。
【００４７】
したがって、製品重量を増加させたり外形を大きくしたりせずにすむ焼入れだけで、求められる十分な衝撃吸収性能を得つつ、隔壁を活用した強度の増大で、十分な強度を得ることができる。
【００４８】
請求項２に記載の発明によれば、上記効果に加え、隔壁の硬度も焼入れにより増大するので、一層、高い強度が確保できるといった効果を奏する。
【００４９】
請求項３および請求項４に記載の発明によれば、上記効果に加え、重量が軽くかつコストが安価な一般部材で、十分な衝撃吸収性能と十分な強度を満足するドアビームを簡単に得ることができるといった効果を奏する。
【００５０】
請求項５に記載の発明によれば、上記効果に加え、衝撃力が加わりやすい部分の強度を効果的に高めることができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るドアビームを、同ドアビームを組み付けたドアと共に示す斜視図。
【図２】（ａ）同ドアビームの正面図。
（ｂ）図２（ａ）中のＴ−Ｔ線に沿う中空体の断面図。
【図３】同焼入れが施されたドアビームが得られるまでの手順を説明するための図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るドアビームを構成する中空体の断面図。
【図５】同中空体の隔壁、同隔壁とほぼ平行な周壁部分に施す焼入れを説明するための図。
【図６】（ａ）本発明の第３の実施形態に係るドアビームの正面図。
（ｂ）図６（ａ）中のＳ−Ｓ線に沿う中空体の断面図。
【符号の説明】
３…ドアビーム
４…隔壁
５…中空体
５ａ…隔壁とほぼ平行な周壁部分
６…ブラケット部
７…鋼板（ブランク材）。
【図１】
0003842008.tif 000002
【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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