JPH07205655A - 自動車ドア補強材及び自動車ドア - Google Patents
自動車ドア補強材及び自動車ドアInfo
- Publication number
- JPH07205655A JPH07205655A JP685494A JP685494A JPH07205655A JP H07205655 A JPH07205655 A JP H07205655A JP 685494 A JP685494 A JP 685494A JP 685494 A JP685494 A JP 685494A JP H07205655 A JPH07205655 A JP H07205655A
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- Japan
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- reinforcing material
- cross
- door
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- automobile
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、自動車ドア補強材の断面
を、曲げ荷重負荷時の偏平を起こしにくい形状にするこ
とである。 【構成】 本発明は、台形の閉断面形状を有することを
特徴とする自動車ドア補強材、及び本発明品の自動車ド
ア補強材の平行な２面の内、幅の広い面をドア内板側
に、幅の狭い面をドア外板側に装着してあることを特徴
とする自動車ドアである。 【効果】 本発明品の補強材は、同一重量の従来の補強
材と比較して曲げ強度が向上し、自動車の安全性向上に
対して有効である。また、同一強度を有する従来の補強
材と比較すると軽量化が可能になるため、自動車の燃費
向上に対しても有効である。
を、曲げ荷重負荷時の偏平を起こしにくい形状にするこ
とである。 【構成】 本発明は、台形の閉断面形状を有することを
特徴とする自動車ドア補強材、及び本発明品の自動車ド
ア補強材の平行な２面の内、幅の広い面をドア内板側
に、幅の狭い面をドア外板側に装着してあることを特徴
とする自動車ドアである。 【効果】 本発明品の補強材は、同一重量の従来の補強
材と比較して曲げ強度が向上し、自動車の安全性向上に
対して有効である。また、同一強度を有する従来の補強
材と比較すると軽量化が可能になるため、自動車の燃費
向上に対しても有効である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、側面衝突を受けた際に
乗員を保護するために自動車ドア内部に装着される補強
材及び補強材を装着した自動車ドアに関する。
乗員を保護するために自動車ドア内部に装着される補強
材及び補強材を装着した自動車ドアに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車業界では、側面衝突に対す
る安全性を重視しており、輸出用のみならず国内向けの
乗用車にもほぼ全車両のドアに補強材を装着している。
自動車ドア補強材は、現在では、例えば特開平１−２０
５０３２号公報に開示されているような、高強度電縫鋼
管が主流になっている。
る安全性を重視しており、輸出用のみならず国内向けの
乗用車にもほぼ全車両のドアに補強材を装着している。
自動車ドア補強材は、現在では、例えば特開平１−２０
５０３２号公報に開示されているような、高強度電縫鋼
管が主流になっている。
【０００３】一方、環境問題の観点から自動車の燃費向
上が指向されており、車両の軽量化が大きな課題となっ
てきている。而して、自動車ドア補強材も可及的に軽量
化することが望まれており、丸断面の鋼管よりも断面二
次モーメント的に有利な角鋼管も採用されてきている。
また、最近では素材として鋼だけでなくアルミニウムも
注目されてきている。アルミニウムは押出で製造される
ため、電縫鋼管よりも断面の自由度が大きく、単なる正
方形や長方形断面だけでなく、図６に示すような断面の
補強材も実用化されている。すなわち図６は従来の自動
車ドア補強材の断面図である。図６（ａ）は正四角断
面、図６（ｂ）は長方形断面、図６（ｃ）は四角断面に
類似する補強材である。
上が指向されており、車両の軽量化が大きな課題となっ
てきている。而して、自動車ドア補強材も可及的に軽量
化することが望まれており、丸断面の鋼管よりも断面二
次モーメント的に有利な角鋼管も採用されてきている。
また、最近では素材として鋼だけでなくアルミニウムも
注目されてきている。アルミニウムは押出で製造される
ため、電縫鋼管よりも断面の自由度が大きく、単なる正
方形や長方形断面だけでなく、図６に示すような断面の
補強材も実用化されている。すなわち図６は従来の自動
車ドア補強材の断面図である。図６（ａ）は正四角断
面、図６（ｂ）は長方形断面、図６（ｃ）は四角断面に
類似する補強材である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】現在、自動車ドア補強
材は、一般に図７に示すような半円形のポンチを用いた
３点曲げ試験で描かれる曲げ荷重−変位曲線で評価され
ている。図８は従来の正方形断面の角管で３点曲げ試験
を実施した際の断面変形状況の説明図である。角管は丸
管に比べて断面二次モーメントが高いだけでなく、図８
（ａ）に示されるように側板２が荷重負荷方向に対して
平行なため、力が分散されず側板２に有効に力が負荷さ
れ、偏平に対して非常に強いと予想されていた。しか
し、実際に曲げが進行していくと、曲げ外側に相当する
地板４は曲げ内側に相当する天板３よりも管軸方向長さ
が長くなる分、幅は狭くなる。従って、管が座屈する直
前には図８（ｂ）に示されるように、天板３が幅広で、
地板４が幅狭の台形形状になる。すると、荷重負荷方向
と側板２が平行でなくなるため、力が分散してしまい、
その結果、断面変形が大きくなったり、或いはコーナー
部で割れが発生し易くなるという問題があった。
材は、一般に図７に示すような半円形のポンチを用いた
３点曲げ試験で描かれる曲げ荷重−変位曲線で評価され
ている。図８は従来の正方形断面の角管で３点曲げ試験
を実施した際の断面変形状況の説明図である。角管は丸
管に比べて断面二次モーメントが高いだけでなく、図８
（ａ）に示されるように側板２が荷重負荷方向に対して
平行なため、力が分散されず側板２に有効に力が負荷さ
れ、偏平に対して非常に強いと予想されていた。しか
し、実際に曲げが進行していくと、曲げ外側に相当する
地板４は曲げ内側に相当する天板３よりも管軸方向長さ
が長くなる分、幅は狭くなる。従って、管が座屈する直
前には図８（ｂ）に示されるように、天板３が幅広で、
地板４が幅狭の台形形状になる。すると、荷重負荷方向
と側板２が平行でなくなるため、力が分散してしまい、
その結果、断面変形が大きくなったり、或いはコーナー
部で割れが発生し易くなるという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め、曲げ時の断面変形抑制に有利な形状の補強材とそれ
を装着した自動車ドアにある。その発明の要旨とすると
ころは、台形の閉断面形状を有することを特徴とする自
動車ドア補強材、及び本発明品の自動車ドア補強材の平
行な２面の内、幅の広い面をドア内板側に、幅の狭い面
をドア外板側に装着してあることを特徴とする自動車ド
アである。
め、曲げ時の断面変形抑制に有利な形状の補強材とそれ
を装着した自動車ドアにある。その発明の要旨とすると
ころは、台形の閉断面形状を有することを特徴とする自
動車ドア補強材、及び本発明品の自動車ドア補強材の平
行な２面の内、幅の広い面をドア内板側に、幅の狭い面
をドア外板側に装着してあることを特徴とする自動車ド
アである。
【０００６】
【作用】以下本発明の詳細を説明する。まず、補強材断
面の形状を台形にした理由について説明する。図７に示
した補強材の３点曲げ試験に使用するポンチの形状は、
実車の側面強度評価試験（ＦＭＶＳＳ Ｎｏ．２１４）
で使用されるポンチと同じ形状である。従って、補強材
は、座屈しない限り最終的にはポンチの１５０ｍｍＲに
巻き付くような形状になるわけである。その時の曲げ外
側の管軸方向の歪εTLは、図２に示す。すなわち図２は
曲げ変形時の管軸方向歪の説明図である。この図より、 １５０＋ｈ／２：１５０＋ｈ＝１：１＋εTL の関係があるため、 εTL＝ｈ／（３００＋ｈ） と表される。尚、曲げ内側の管軸方向の歪εCLは、 εCL＝−εTL である。
面の形状を台形にした理由について説明する。図７に示
した補強材の３点曲げ試験に使用するポンチの形状は、
実車の側面強度評価試験（ＦＭＶＳＳ Ｎｏ．２１４）
で使用されるポンチと同じ形状である。従って、補強材
は、座屈しない限り最終的にはポンチの１５０ｍｍＲに
巻き付くような形状になるわけである。その時の曲げ外
側の管軸方向の歪εTLは、図２に示す。すなわち図２は
曲げ変形時の管軸方向歪の説明図である。この図より、 １５０＋ｈ／２：１５０＋ｈ＝１：１＋εTL の関係があるため、 εTL＝ｈ／（３００＋ｈ） と表される。尚、曲げ内側の管軸方向の歪εCLは、 εCL＝−εTL である。
【０００７】また、幅方向の歪は管軸方向歪の−ν倍
（ν：ポアソン比）と考えると、曲げ内側の幅方向歪ε
CB及び曲げ外側の幅方向歪εTBは次のように表される。 εCB＝−εTB＝νｈ／（３００＋ｈ） ここで、初期断面を幅ｂ、高さｈの長方形断面とした場
合、ポンチに巻き付いた時の幅は、曲げ内側でｂ〔１＋
νｈ／（３００＋ｈ）〕、曲げ外側でｂ〔１−νｈ／
（３００＋ｈ）〕となる。即ち曲げ内側では曲げ外側に
対して〔３００＋（１＋ν）ｈ〕／〔３００＋（１−
ν）ｈ〕倍だけ幅広になる。
（ν：ポアソン比）と考えると、曲げ内側の幅方向歪ε
CB及び曲げ外側の幅方向歪εTBは次のように表される。 εCB＝−εTB＝νｈ／（３００＋ｈ） ここで、初期断面を幅ｂ、高さｈの長方形断面とした場
合、ポンチに巻き付いた時の幅は、曲げ内側でｂ〔１＋
νｈ／（３００＋ｈ）〕、曲げ外側でｂ〔１−νｈ／
（３００＋ｈ）〕となる。即ち曲げ内側では曲げ外側に
対して〔３００＋（１＋ν）ｈ〕／〔３００＋（１−
ν）ｈ〕倍だけ幅広になる。
【０００８】従って、逆に初期断面を台形形状にし、曲
げ外側を曲げ内側に対して〔３００＋（１＋ν）ｈ〕／
〔３００＋（１−ν）ｈ〕倍の長さにすればポンチに巻
き付いた際にちょうど長方形（或いは正方形）形状にな
り、力が分散されず、断面変形防止やコーナー割れ防止
に対して有効になる。
げ外側を曲げ内側に対して〔３００＋（１＋ν）ｈ〕／
〔３００＋（１−ν）ｈ〕倍の長さにすればポンチに巻
き付いた際にちょうど長方形（或いは正方形）形状にな
り、力が分散されず、断面変形防止やコーナー割れ防止
に対して有効になる。
【０００９】図１は本発明で得られた自動車ドア補強材
の説明図である。図１（ａ）は補強材の断面図、図１
（ｂ）は自動車ドアに取り付けた状態を示す図である。
すなわち、本発明の補強材を自動車ドア内部に装着する
方向は、ドア内板６側に幅広の面（地板）４を配置し、
ドア外板５側に幅狭の面（天板）３を配置することが必
要である。なお、図１の符号１は自動車ドア補強材、２
は外周である。また、上記に示したように補強材の構造
において正確に長さを規定すると最も効果的であるが、
単純に曲げ外側を曲げ内側よりも幅広にしただけでも単
なる長方形や正方形よりも対側面衝突強度は向上する。
の説明図である。図１（ａ）は補強材の断面図、図１
（ｂ）は自動車ドアに取り付けた状態を示す図である。
すなわち、本発明の補強材を自動車ドア内部に装着する
方向は、ドア内板６側に幅広の面（地板）４を配置し、
ドア外板５側に幅狭の面（天板）３を配置することが必
要である。なお、図１の符号１は自動車ドア補強材、２
は外周である。また、上記に示したように補強材の構造
において正確に長さを規定すると最も効果的であるが、
単純に曲げ外側を曲げ内側よりも幅広にしただけでも単
なる長方形や正方形よりも対側面衝突強度は向上する。
【００１０】
【実施例】図３に示されるような台形断面の１５０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 級角鋼管を用いて、図７に示す３点曲げ試験
を実施した。本断面形状では、上記に述べた如く、幅広
側の面の幅が幅狭側の面の幅に対して〔３００＋（１＋
ν）ｈ〕／〔３００＋（１−ν）ｈ〕倍になっている。
但し、ポアソン比νは０．５とした。また、比較のた
め、上記の台形断面と同断面積で同材料の幅３２ｍｍ、
肉厚２ｍｍの正方形断面（Ｂ）と外径３２ｍｍ、肉厚
２．６ｍｍの丸断面（Ｃ）の試験も実施した。
ｆ／ｍｍ2 級角鋼管を用いて、図７に示す３点曲げ試験
を実施した。本断面形状では、上記に述べた如く、幅広
側の面の幅が幅狭側の面の幅に対して〔３００＋（１＋
ν）ｈ〕／〔３００＋（１−ν）ｈ〕倍になっている。
但し、ポアソン比νは０．５とした。また、比較のた
め、上記の台形断面と同断面積で同材料の幅３２ｍｍ、
肉厚２ｍｍの正方形断面（Ｂ）と外径３２ｍｍ、肉厚
２．６ｍｍの丸断面（Ｃ）の試験も実施した。
【００１１】曲げ荷重−変位曲線を図４に示す。本図よ
り、単純な正方形断面（Ｂ）や丸断面（Ｃ）と比較した
場合、本発明品（Ａ）は、最大荷重が著しく向上するこ
とが判る。一般に自動車ドア補強材では、経験的に１５
０ｍｍ程度の変位までの吸収エネルギーが重要とされて
いるが、本発明品（Ａ）の補強材では、１５０ｍｍまで
の吸収エネルギー量（荷重−変位曲線で囲まれた面積）
も従来の単純な正方形断面（Ｂ）や丸断面（Ｃ）よりも
大きいことが判る。
り、単純な正方形断面（Ｂ）や丸断面（Ｃ）と比較した
場合、本発明品（Ａ）は、最大荷重が著しく向上するこ
とが判る。一般に自動車ドア補強材では、経験的に１５
０ｍｍ程度の変位までの吸収エネルギーが重要とされて
いるが、本発明品（Ａ）の補強材では、１５０ｍｍまで
の吸収エネルギー量（荷重−変位曲線で囲まれた面積）
も従来の単純な正方形断面（Ｂ）や丸断面（Ｃ）よりも
大きいことが判る。
【００１２】上記の実施例では、図３に示す単純に台形
形状で等肉厚の例を示したが、材料が電縫鋼管でなく、
アルミニウム押出材の場合には断面形状が比較的自由に
決められる。図３以外の本発明品の断面形状の例を図５
に示す。図５は本発明の自動車ドア補強材の断面図の例
を示す図である。図５（ａ）は上下に肉厚の台形形状の
断面図、図５（ｂ）は同じ台形形状の左右肉厚形状の断
面図、図５（ｃ）はリブ状の台形形状の断面図、図５
（ｄ）は更にリブを台形の中央左右に設けた断面図であ
る。この図に示されるように断面内に台形を含むような
形状であれば上記に述べたような効果は同じである。但
し、実車の側面から衝突する場合は、相手の車種によっ
て衝突する高さが異なるため、あらゆる高さの衝突に対
応するには、荷重負荷方向と平行な軸に対して対称な断
面形状であることが好ましい。
形状で等肉厚の例を示したが、材料が電縫鋼管でなく、
アルミニウム押出材の場合には断面形状が比較的自由に
決められる。図３以外の本発明品の断面形状の例を図５
に示す。図５は本発明の自動車ドア補強材の断面図の例
を示す図である。図５（ａ）は上下に肉厚の台形形状の
断面図、図５（ｂ）は同じ台形形状の左右肉厚形状の断
面図、図５（ｃ）はリブ状の台形形状の断面図、図５
（ｄ）は更にリブを台形の中央左右に設けた断面図であ
る。この図に示されるように断面内に台形を含むような
形状であれば上記に述べたような効果は同じである。但
し、実車の側面から衝突する場合は、相手の車種によっ
て衝突する高さが異なるため、あらゆる高さの衝突に対
応するには、荷重負荷方向と平行な軸に対して対称な断
面形状であることが好ましい。
【００１３】
【発明の効果】上記の実施例では、同一断面積（同一重
量）の押出材で比較したが、同一最大曲げ荷重を有する
押出材で比較した場合、本発明品は従来の単純な正方形
断面或いは丸断面の補強材と比較して軽量化が可能にな
る。
量）の押出材で比較したが、同一最大曲げ荷重を有する
押出材で比較した場合、本発明品は従来の単純な正方形
断面或いは丸断面の補強材と比較して軽量化が可能にな
る。
【図１】本発明で得られた自動車ドア補強材の説明図、
【図２】曲げ変形時の管軸方向歪の説明図、
【図３】本発明品の１例である台形断面形状の角鋼管の
断面図、
断面図、
【図４】３点曲げ試験で得られる曲げ荷重−変位曲線
図、
図、
【図５】本発明の自動車ドア補強材の断面図の例を示す
図、
図、
【図６】従来の自動車ドア補強材の断面図、
【図７】３点曲げ試験の説明図、
【図８】従来の正方形断面の角管で３点曲げ試験を実施
した際の断面変形状況の説明図である。
した際の断面変形状況の説明図である。
１ 自動車ドア補強材 ２ 側板 ３ 天板 ４ 地板 ５ 自動車ドア外板 ６ 自動車ドア内板 ７ 支点 ８ ポンチ
Claims (2)
- 【請求項１】 台形の閉断面形状を有することを特徴と
する自動車ドア補強材。 - 【請求項２】 請求項１記載の自動車ドア補強材の平行
な２面の内、幅の広い面をドア内板側に、幅の狭い面を
ドア外板側に装着してあることを特徴とする自動車ド
ア。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP685494A JPH07205655A (ja) | 1994-01-26 | 1994-01-26 | 自動車ドア補強材及び自動車ドア |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP685494A JPH07205655A (ja) | 1994-01-26 | 1994-01-26 | 自動車ドア補強材及び自動車ドア |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07205655A true JPH07205655A (ja) | 1995-08-08 |
Family
ID=11649824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP685494A Withdrawn JPH07205655A (ja) | 1994-01-26 | 1994-01-26 | 自動車ドア補強材及び自動車ドア |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07205655A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002127747A (ja) * | 2000-10-20 | 2002-05-08 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム合金製ドアビーム及びその製造方法 |
| JP2003205746A (ja) * | 2002-01-17 | 2003-07-22 | Aisin Seiki Co Ltd | 自動車用ドアインパクトビーム |
| US6767650B2 (en) * | 2002-12-09 | 2004-07-27 | Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co. Kg | Lightweight support for bumpers |
| JP2010083459A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-15 | Unipres Corp | 自動車用ドアガードバー |
-
1994
- 1994-01-26 JP JP685494A patent/JPH07205655A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002127747A (ja) * | 2000-10-20 | 2002-05-08 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム合金製ドアビーム及びその製造方法 |
| JP2003205746A (ja) * | 2002-01-17 | 2003-07-22 | Aisin Seiki Co Ltd | 自動車用ドアインパクトビーム |
| US6767650B2 (en) * | 2002-12-09 | 2004-07-27 | Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co. Kg | Lightweight support for bumpers |
| JP2010083459A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-15 | Unipres Corp | 自動車用ドアガードバー |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010403 |