JPH0723617U

JPH0723617U - 車両用ドアのガードバー

Info

Publication number: JPH0723617U
Application number: JP5484093U
Authority: JP
Inventors: 正美島田
Original assignee: 大和工業株式会社
Priority date: 1993-10-08
Filing date: 1993-10-08
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】軽量で、しかも衝突等に十分耐える強度を合
理的に持たせることができ、量産に適し、廉価で得られ
る車両用ドアのガードバーを提供することにある。【構成】アルミニウムの連続した押出し型材から切出
して一体に成形した基体（１１）と、基体（１１）に嵌
合され、その長手方向のほぼ中央部分に配設される押出
し型材からなる補強体（１２）とを具備した車両用ドア
のガードバー（２０）。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両用ドアのガードバーに関し、詳しくは、ドアが衝突時に大きく変形するのを防止するために安全対策としてドアの外板と内板との間に設けられる補強用のガードバーに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の車両用ドアのガードバーとしては、例えば図５に示すようなものが知られている。ここで、１はそのガードバーであり、２はガードバー１の基体となるスチールパイプ、３はスチールパイプ２の両端部にそれぞれ電弧溶接４で溶接された鋼板製の取付板である。なお、スチールパイプ２には引張強さが８０〜１８０ｋｇｆ／ｍｍ² （７８４〜１７６４Ｐａ）といった高張力の強靭鋼が使用されている。このようなガードバー１の取付板３がそれぞれスポット溶接６でドア内板７に取付けられるもので、８はドアの外板である。

【０００３】なお、スチールパイプ２の外径としてはドア内部に設けられる空間の寸法にもよるが、大方は２０ｍｍから５０ｍｍ程度のものが使用されている。また、取付板３には引張り強さが４０〜８０ｋｇｆ／ｍｍ² （３９２〜７８４Ｐａ）のものが使用されており、取付板３のドア内板７への取付にあたっては、この図に示すように溶接によるかまたはボルト締めされる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の車両用ドアのガードバーでは、そのガードバーの基体に一様な径を有するスチールパイプが用いられているために、重量が重くなる。また、衝突等の際に実際に荷重Ｗがかかる方向は、図５に示すように一方向に限られているにかかわらず、断面２次モーメントとしてはどの方向に対しても変わらず、このことは衝突方向以外に対しては余分な強度を有することになる。更にまた、曲げモーメントが一番大きいのはガードバー１の中央部分であるにかかわらず、曲げモーメントが小さい他の部分も同じ断面形状を有することになり、最も大きい曲げモーメントを考慮してスチールパイプの厚さや径が設定されることになるので合理的でない。

【０００５】また、高度の溶接技術が要求されるため、溶接部に対する信頼性がいま一つであり、部品点数も３点と多くなるなど色々な問題点があった。

【０００６】本考案の目的は、上記従来の問題に着目し、その解決を図るべく、軽量でしかも衝突等に耐えるに十分な強度を合理的に持たせることができ、量産に適し廉価で得られる車両用ドアのガードバーを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するために、本考案は、ドアの幅方向に沿って設けられた基体を有し、その両端部を前記ドアの周囲部に固定することにより該ドアが変形するのを抑制するようにした自動車用ドアのガードバーにおいて、アルミニウムの連続した押出し型材から切り出して一体に成形した基体と、該基体に嵌合され、当該基体の長手方向のほぼ中央部分に配設した押出し型材からなる補強体とを具備したことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

本考案によれば、押出し型材から切出して一体成形したアルミニウムの基体に対し、その長手方向のほぼ中央部分に押出し型材からなる補強体を嵌合させて配設するもので、これにより基体および補強体の断面形状を、衝突時等に受ける荷重に対して最適かつ合理的なＩおよびＺを有する形状の押出し型材から容易に作成することができ、しかも最も大きい曲げモーメントが発生する中央部分を補強すると共にその他の部分をそれなりの耐抗性のある断面形状に形成することが可能であって、軽量で、かつ対抗性があり、また、各種のドアガードバーとして基体をベースに種々な補強体と組合せて構成することが可能となり、量産に好適な車両用ドアのガードバーを提供することができる。

【０００９】

【実施例】

以下に、図面を参照しつつ本考案の実施例について具体的に説明する。

【００１０】図１の（Ａ），（Ｂ）は本考案の一実施例を示し、ここで、１１は本考案によるアルミニウム製のガードバーをなす基体であり、１２は基体１１の外周部１１Ｂに沿ってその中央部分に嵌合された補強体である。なおここで、補強体１２の外周部としては、ドア内の空間に収まり易く、かつ基体１１と一体化した時に衝突方向、本例の場合はドアの側面方向からの衝撃力に対して適切かつ十分な断面二次モーメントＩおよびＺ（断面係数）が得られるようにする。図２には基体１１を形成する工程を示すもので、まず図２の（Ａ）に示すように予め設定された荷重方向に対して充分なＩおよびＺが得られるような断面を有するバー状の押出し材１０をアルミニウムで成形した後、これを次々と図２の（Ｂ）に示す形状に裁断する。ここで、その１１Ａは最終工程でドア側に取付けられる側の取付板部となる面を示す。ただし、基体１１としてはこのあと、その両端部をプレス加工により矢印方向に変形して、図２の（Ｃ）に示すような形状に形成してもよい。図１の（Ａ）において、２１はこのように形成したガードバー２０の両端部近傍に穿設したドア取付用の孔若しくはねじ孔である。なお、隅肉溶接１３の溶接個所は、圧縮を受ける面の端部が良く、またその部位で機械的クリンチでも良い。ただし、補強体は必ずしも頑丈に固定されていなくても良い。

【００１１】また、本例の場合、基体１１および補強体１２を、いずれも引張り強度が３０〜５０ｋｇ／ｍｍ² 、伸びが１０％以上のアルミニウム材によって形成し、ガードバー１１の支点間長さＬをほぼ１２５０ｍｍとしたときに、図１の（Ｂ）に示す全体の断面において、Ｚ／Ｌがほぼ４〜８の範囲内に保たれるようにその断面形状を設定した。ＩとＺとが共に大きくなる断面形状としては、図１の（Ｂ）に示したようなほぼいげた状の形状が好ましいのであるが、基体１１および補強体１２の断面形状としてはこのような断面形状に限られる必要はなく、要はＺ／Ｌがほぼ５〜７の範囲内におさまるよう設定されればよい。また、補強体１２の長さＬ_R としては本例の場合１５０〜８００ｍｍとした。

【００１２】車両用ドアのガードバーとして要求されることは、規定されている変位内でできるだけ衝突時のエネルギが多く吸収されるようにすることにある。ところで、このようなエネルギＥは、図３（Ａ）に示すように、衝突時にかかる荷重Ｗを縦軸とし、その荷重Ｗによって生じる変位をｖとした時に斜線を施して示した面積で表わされる。このような面積は最大荷重Ｗ_MAX が大きければ大きいほど、大きくなるが、この場合、荷重Ｗによってガードバー２０内に生じる応力σがその引張り強さσ_TSを越えない限り破壊することはないので、できるだけ多く衝突エネルギを吸収させるためにはまず引張り強さσ_TSの高い素材であることが望ましい。

【００１３】また、図３の（Ｂ）に示すように長さがｌ（エル）の両端支点梁において、両支点からそれぞれｌ₁ およびｌ₂ の点に荷重Ｗがかかるものとした場合、物理的に次式（１）の関係が成立つ。

【００１４】

【数１】

【００１５】ここで、０≦ｘ≦ｌ₁ ：Ｋは係数：Ｚは断面係数：式（１）を書きかえると、

【００１６】

【数２】

【００１７】式２からｘとＺとは比例しており、ｘ＝ｌ₁ となる荷重作用点で大きい断面係数Ｚが要求されることが分る。また、支点に近いほど断面係数Ｚは小さくて良い。

【００１８】以上のことから、ガードバー２０において、そのほぼ中央部近傍に衝突時の力が作用することを考えると、中央部近傍の断面係数をその両端部近傍のそれより大きくしてやれば良いことになり、かつ、式（２）からＷ_MAX がσ_TS・Ｚに比例することから、補強体１２にはできるだけ引張り強さσ_TSの大きい素材を使用することの望ましいことが分る。

【００１９】本願人は、支点用スパンが１２５０ｍｍで、補強体１２を設けない断面いげた型の梁と、同じ寸法でその中央部分に補強体１２を設けた梁とで荷重と変位量との測定実験を行った結果、図４に示すように、本考案のように構成することで、カーブＣ₁ に示すように補強体１２を設けないもののカーブＣ₂ に比して、十分に、強度を高めることのできることが確証できた。

【００２０】図１の（Ｃ）は本考案の他の実施例による補強例を示す。本例は、第１実施例と同様、図２の（Ａ），（Ｂ）に示すような工程で成形・切出された断面がほぼいげた状をなすガードバー基体１１に対し、その内腔部１１Ｃに沿って補強体２２を長さ方向の中央部分に嵌合したものである。なお、本実施例の場合、補強体２２の基体１１全体の長さに対する割合は、第１実施例と同様であって良い。補強体２２自体の断面形状としては、例えばこの図に示すＩバーのように、衝突荷重を受ける方向に対して十分なＩおよびＺが得られるものとする。また、少なくとも衝突方向において、基体１１と補強体２２とができるだけ幅広く接することが望ましく、双方を固定する場合は、例えばこの図に示すように栓溶接２３などによればよい。

【００２１】以上に述べた実施例では基体に断面形状がほぼいげた状をなすアルミニウム押出成形材を用い、その外周部または内腔部の長さ方向の中央部分に、基体と少なくとも衝突方向の面において互いに接し、かつ衝突方向に対して十分な大きさのＩおよびＺが得られるような断面形状を有する補強体としてＩバー型のアルミニウム押出し形材によるものを嵌合させるようにしたが、基体および補強体の断面形状は上記の条件を満足する限り、どのような形状のものであってもよいことは勿論であり、また、基体との接合が可能である限り、補強体の材料としてはアルミニウムに限らずその他の材料であってもよい。

【００２２】

【考案の効果】

以上説明してきたように、本考案によれば、アルミニウムの連続した押出し型材から切り出して一体に成形した基体と、該基体に嵌合され、当該基体の長手方向のほぼ中央部分に配設した押出し型材からなる補強体とを具備したので、衝突に対して、合理的に対抗性を配慮した断面ならびに梁形状を持たせることができ、軽量、廉価で量産に好適であり、しかも車種や条件の異なる場合に対しても基体を共用して構成することが可能であり、アルミニウムの延びに対する特性を生かした車両用ドアのガードバーを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による構成を、その全体の斜視図
（Ａ）、（Ａ）の中央補強部分の断面図（Ｂ）、異なる
補強による他の構成の断面図（Ｃ）によって示す説明図
である。

【図２】本考案にかかる基体の加工工程を（Ａ），
（Ｂ）および（Ｃ）によって示す説明図である。

【図３】本考案による構成の原理を説明するために荷重
−変位特性および支持梁にかかる荷重と変位の関係を
（Ａ）および（Ｂ）によって示す参考図である。

【図４】実験による衝突方向の荷重とその変位量との関
係を本考案例と基体のみによるものとの比較で示す特性
曲線図である。

【図５】従来例の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

７（ドアの）内板８（ドアの）外板１０押出し材１１基体１１Ｂ外周部１１Ｃ内腔部１２，２２補強体１３隅肉溶接２０ガードバー２１孔（ねじ孔）

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ドアの幅方向に沿って設けられた基体を
有し、その両端部を前記ドアの周囲部に固定することに
より該ドアが変形するのを抑制するようにした自動車用
ドアのガードバーにおいて、アルミニウムの連続した押出し型材から切り出して一体
に成形した基体と、該基体に嵌合され、当該基体の長手方向のほぼ中央部分
に配設した押出し型材からなる補強体とを具備したこと
を特徴とする車両用ドアのガードバー。