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JP2002012032A - 自動車ドア補強材 - Google Patents

自動車ドア補強材

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Publication number
JP2002012032A
JP2002012032A JP2000200788A JP2000200788A JP2002012032A JP 2002012032 A JP2002012032 A JP 2002012032A JP 2000200788 A JP2000200788 A JP 2000200788A JP 2000200788 A JP2000200788 A JP 2000200788A JP 2002012032 A JP2002012032 A JP 2002012032A
Authority
JP
Japan
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welding
automobile door
door reinforcing
pipe
pipes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000200788A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Goto
宏 後藤
Haruyoshi Ikagawa
晴義 五百川
Hiroshi Yoshida
寛 吉田
Masahiro Kyodo
正弘 京藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OM Industry Co Ltd
Original Assignee
OM Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OM Industry Co Ltd filed Critical OM Industry Co Ltd
Priority to JP2000200788A priority Critical patent/JP2002012032A/ja
Priority to DE10132028A priority patent/DE10132028A1/de
Priority to US09/898,848 priority patent/US6591577B2/en
Publication of JP2002012032A publication Critical patent/JP2002012032A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J5/00—Doors
    • B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
    • B60J5/042—Reinforcement elements
    • B60J5/0422—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires
    • B60J5/0438—Elongated type elements, e.g. beams, cables, belts or wires characterised by the type of elongated elements
    • B60J5/0443—Beams
    • B60J5/0444—Beams characterised by a special cross section
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    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低強度の材料を用いて溶接することにより、
低コストで高強度、高剛性を発揮する一対のパイプから
なる自動車ドア補強材を開発する。 【解決手段】 原板の延在方向左右に一対のパイプを形
成する自動車ドア補強材であって、この原板の延在方向
中央に繋ぎ面５、この繋ぎ面５の両側縁に連続して左右
の折返面、そしてこの折返面の各側縁に連続して左右の
溶接代７,７を設け、繋ぎ面５から各折返面は連続的に
曲げてパイプ６を形成し、折返面と溶接代７との側縁は
谷折にそれぞれ折り曲げて、前記パイプ６の狭間に降ろ
した左右の溶接代７,７を重ねて繋ぎ面５に面接し、溶
接によって両溶接代７,７と繋ぎ面５とを一体にした自
動車ドア補強材１である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車ドア内、す
なわちアウターパネルとインナーパネルとの空隙に配
し、側突時の衝撃を吸収して乗員保護を図る自動車ドア
補強材と、その製造方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の自動車に対する安全基準が厳しく
なるにつれ、自動車ドア内には自動車ドア補強材(サイ
ドビーム、インパクトプロテクションビーム)が内蔵さ
れてきている。この自動車ドア補強材には、コストを抑
えながら、小型化、軽量化、高強度化が望まれており、
既に多くの改良がなされ、提案されている。従来の自動
車ドア補強材としては、特開平09-141368号(原板を１本
のパイプに成形し、パイプ内側縁の突き合せをプロジェ
クション溶接、パイプ外側縁の重ね合わせをアーク溶接
する)、特開平07-215059号(原板を１本のパイプに成形
するが、側縁の突き合せは溶接しない)や特開平08-2444
56号(原板を一対のパイプに成形するが、側縁の突き合
せは溶接しない)、そして特開平09-086172号(原板を一
対のパイプに成形するが、側縁の突き合せは溶接しな
い)等を例示できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】自動車ドア補強材は、
その目的(側突時の衝撃を吸収して乗員保護を図る)か
ら、原板をプレス成形等によりパイプを構成する一体成
形品が多く、上記従来例はいずれも一体成形品である。
ここで、当然パイプは複数ある方が強度的に高く、特開
平09-141368号や特開平07-215059号よりも、特開平08-2
44456号や特開平09-086172号の構造の方が好ましい。実
際に、１本のパイプでは特に高強度の材料が必要とな
り、コスト高になる虞れがある(この点については特開
平09-086172号に指摘がある)。
【０００４】ところが、１本のパイプしかない特開平09
-141368号や特開平07-215059号が溶接により強度向上を
図っているのに対し、一対のパイプ、すなわち２本のパ
イプを併設した特開平08-244456号や特開平09-086172号
は、コスト低減や成形後の精度確保を図るため、溶接を
廃している。これでは、低強度の材料を用いた場合に剛
性が劣ってしまう(この点については特開平07-215059号
に指摘がある)し、仮に高強度の材料を用いても、一定
程度の変形を超えると、急激に強度が低下してしまう問
題がある。こうした急激な強度低下は、実際の側突に対
して大変不安である。
【０００５】これらをまとめると、(1)必要な設置スペ
ースが少なく(小型化、軽量化)、(2)低強度の材料を用
いても高強度、高剛性を発揮でき、(3)従来の自動車ド
ア補強材では、１本のパイプでは溶接可能であるが高強
度の材料が必要でコスト高となり、一対のパイプでは溶
接が難しいために材料を問わず挫屈を招く虞れがある。
そこで、低強度の材料を用いて溶接することにより、低
コストで高強度、高剛性を発揮する一対のパイプからな
る自動車ドア補強材を開発するため、検討した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】検討の結果開発したもの
が、原板の延在方向左右に一対のパイプを形成する自動
車ドア補強材であって、この原板の延在方向中央に繋ぎ
面、この繋ぎ面の両側縁に連続して左右の折返面、そし
てこの折返面の各側縁に連続して左右の溶接代を設け、
繋ぎ面から各折返面は連続的に曲げてパイプを形成し、
折返面と溶接代との側縁は谷折に折り曲げて、前記パイ
プの狭間に降ろした左右の溶接代を重ねて繋ぎ面に面接
し、溶接によって両溶接代と繋ぎ面とを一体にした自動
車ドア補強材である。この自動車ドア補強材は、繋ぎ面
を車外側にして自動車の前後方向に向け、自動車ドア補
強材をアウターパネルとインナーパネルの間に介装する
(基本取付態様)。
【０００７】本発明の自動車ドア補強材にあっては、一
対(２本)有するパイプそれぞれに溶接代を設けておき、
両溶接代と原板の延在方向中央に設けた繋ぎ面とを重ね
合わせて一体に溶接することで、必要十分な強度を確保
する。重ね合わせた部位の溶接には、簡易、安価かつ連
続的に実施可能なスポット溶接を用いることができる。
一対のパイプを形成する工程も、連続的なロール成形を
用いることができ、本発明の自動車ドア補強材は、連続
的に繰出す原板から、ロール成形工程、スポット溶接工
程を経て、効率良く製造でき、製造コストを低減でき
る。
【０００８】製品としての自動車ドア補強材は、上記の
ロール成形工程、スポット溶接工程を経て、原板から連
続的に加工を終えた中間管状品を製品長毎に切断分離し
て得られる(切断分離工程)。必要により、切断分離工程
前に彎曲加工工程を設け、実際の製品に即した曲率を設
けるとよい。この彎曲加工工程も、スポット溶接工程に
続いて連続的に実施できるので、本発明の自動車ドア補
強材の生産性を損ねることはない。切断分離して得られ
た製品は、個別に両端を圧潰し、取付部を形成する。こ
の取付部はパイプも合わせて圧潰しているので、原板を
２枚重ねた構造で、従来の１枚構造のものより強度が増
している。
【０００９】より好ましくは、繋ぎ面に面接した溶接代
と折返面との側縁に沿ってこの繋ぎ面を谷折れにして、
パイプに対して繋ぎ面を凹ませる。自動車ドア補強材の
側突時における衝撃吸収は、上記基本取付態様によれ
ば、側突時の力をパイプ外面(パイプ側面及び繋ぎ面)及
び内面(パイプ側面のみ)に生ずる伸びに変換して実現す
る。ここで、仮にパイプ内面の伸びが他方に対して大き
いと、一定以上の衝撃を吸収した時点で衝撃吸収力が急
激に低下し、挫屈する虞れが起きる。そこで、パイプに
対して繋ぎ面を凹ませることで、自動車ドア補強材の重
心軸線をパイプ内面に向けて偏位させてパイプ内面側の
断面係数を高め、このパイプ内面の伸びを抑制し、パイ
プ内外面側ができる限り等しく伸びるようにする。繋ぎ
面の凹みは折返面の曲げを担うロール成形工程で同時に
形成することができる。また、凹ませた繋ぎ面における
段差は、一種のリブとして働き、例えば上記彎曲加工工
程での歪みの発生を抑制する働きも有する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施
形態である自動車ドア補強材１の車内側を上向きにして
寝かせた状態で表した斜視図、図２は図１中Ａ−Ａ断面
の拡大図、図３は図１中Ａ−Ａ断面により基本取付態様
を示す断面図、図４は直線状製品の生産ラインの一例を
示したライン構成図、図５は彎曲加工工程を加えたライ
ン構成図、図６〜図８は生産ラインにおける各工程を説
明する図１相当斜視図で、図６は原板２の繰出し状態、
図７はロール成形工程３での状態、そして図８はスポッ
ト溶接工程４での状態をそれぞれ表している。
【００１１】本発明の自動車ドア補強材１は、図１及び
図２に見られるような構造で、外観的には従来製品と大
きく異ならない。繋ぎ面５の両側に被さるように形成し
た一対のパイプ６,６に挟まれて、両パイプ６,６に連続
する溶接代７,７と繋ぎ面５とをスポット溶接により一
体化している(スポット溶接痕Ｓで代表)。製品長毎に切
断した自動車ドア補強材１は、両端を圧潰して、取付部
８,８(取付用のボルト孔等は図示略)を構成している。
これから明らかなように、本発明の自動車ドア補強材１
は、原板２(図６参照)を両側から折り返して側縁を溶接
代７,７として重ね合わせて溶接一体化した二重構造
で、一部を膨出させて一対のパイプ６,６を、両端は扁
平に重ねて取付部８,８を構成した構造である。
【００１２】本発明の自動車ドア補強材１の取付態様
は、繋ぎ面５を車外に向ける場合と車内に向ける場合と
が考えられるが、図３に見られるように、繋ぎ面５を車
外に向ける場合を基本取付態様とする。すなわち、自動
車ドア９を構成するアウターパネル10とインナーパネル
11に挟まれた空間において、繋ぎ面５を車外に向けて、
自動車の前後方向に延ばした格好で設置する。側突時の
外力は、パイプ６,６を曲げる方向の力として自動車ド
ア補強材１に加えられ、前記パイプ６,６の伸びからな
る変形が衝撃吸収の働きを発揮する。
【００１３】本発明は、連続的に繰出す原板２に対し
て、ロール成形工程３、スポット溶接工程４で加工を終
え、切断分離工程12で製品長毎に切断分離することで、
自動車ドア補強材１を連続的に生産可能にし、コスト低
減を図る。生産ラインの一例を示せば、図４又は図５の
ようになる。原板２(例えば高張力鋼板)は、アンコイラ
13から連続して繰り出す。この状態の原板２は長尺なシ
ート材であり、図６に見られるように、製品長の板材が
連なった形態である。図６中、繋ぎ面５とパイプを構成
する折返面14,14との境界、及び折返面14,14と溶接代
７,７との境界に一点鎖線を図示し、繋ぎ面５における
溶接代７の重ね合わせ部位にハッチングを施している。
また、図６中左端の「In」は基本取付態様における車内
側、「Out」は基本取付態様における車内側を示してい
る(図７及び図８同様)。
【００１４】原板２は、図７に見られるように、ロール
成形工程３において、繋ぎ面５から各折返面14は連続的
に曲げてパイプ６を形成する。折返面14と溶接代７との
側縁は谷折にそれぞれ折り曲げていき、図７中奥側の溶
接代７をまず繋ぎ面５に面接させ、次いで手前側の溶接
代７を前記溶接代７に重ね合わせる。先に折返面14と溶
接代７との側縁を谷折にして、次に繋ぎ面５から各折返
面14のロール成形を施すようにしてもよい。本例の自動
車ドア補強材１は、図２に見られるようにパイプ６が真
円に近いため、ロール成形工程３では段階的に等量ずつ
曲げていっているが、例えば後述するように断面方形に
近付けたパイプ６(図11参照)のロール成形では、段階的
に曲げ量を変化させながら曲げていく。また、繋ぎ面５
を凹ませる場合、このロール成形工程において、パイプ
６を形成する段階と同時に繋ぎ面５を押圧して折り目を
つけたり、ロール成形を終えたパイプ６を押圧して相対
的に繋ぎ面５に折り目をつける。
【００１５】繋ぎ面５に対して両溶接代７,７を重ねた
状態で、続くスポット溶接工程４では、図８に見られる
ように、上下からロールスポット溶接機15,15を宛がい
ながら、断続的にスポット溶接により溶接代７,７と繋
ぎ面５とを接合し、一体化する。本例では、スポット溶
接工程４後に、歪み除去工程16を経て中間管状品17が連
なった状態で加工を終える。そして、(a)直線状製品で
あれば直接切断分離工程12に送り込み(図４)、(b)曲線
状製品であれば彎曲加工工程18を経て切断分離工程12に
送り込み(図５)、製品長毎に切断分離すれば、取付部を
有しない格好の自動車ドア補強材１が製造できる。この
後、別途別の生産ライン又は装置で各自動車ドア補強材
１の両端を圧潰してボルト取付孔等を設ければ取付部
８,８が完成し、完全な製品となる(図１参照)。
【００１６】本発明の自動車ドア補強材１は、上記例示
のほか、生産性を確保するロール成形工程及びスポット
溶接工程を可能にする範囲で、様々な構造を採用ること
ができる。図９は断面長尺なパイプ６,６からなる自動
車ドア補強材１の別例を表した図３相当拡大断面図、図
10は繋ぎ面５を凹ませた自動車ドア補強材１の別例を表
した図３相当拡大断面図で、図11はパイプ６,６をでき
る限り断面方形に近付けた自動車ドア補強材１の別例を
表した図10相当拡大断面図である。
【００１７】車種によって、アウターパネル10とインナ
ーパネル11(図３参照)とが形成する空間の大きさが異な
るが、この大きさの違いは、図９に見られるように、形
成するパイプ６,６の車内外方向の大きさで調節する。
また、本発明の自動車ドア補強材１の挫屈を防止し、衝
撃吸収性能を上げるために、図10に見られるように、繋
ぎ面５を車内方向に凹ませる。これは、重心軸線Ｇを車
内側に変位させることが目的であるので、凹み量δは僅
かでよい。更に、パイプ６における挫屈を防ぐには、図
11に見られるように、パイプ６、６の断面形状を略方形
に近付ける。これにより、車内外方向に直交する壁面19
がパイプ内外面20.21を明確に分離し、自動車ドア補強
材１はパイプ内外面20,21のみを伸ばすだけとなり、座
屈を防止し、衝撃吸収性能を高めることができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明の自動車ドア補強材は、例示した
構造に見られるように、極めて簡素な構成でありなが
ら、従来製品に比べて次のような効果を有する。まず、
(1)簡素な構造は、小型化を可能にする。衝撃吸収性能
は、挫屈を防止しながらパイプ内外面の伸びに頼ってい
るので、小型化しても必要十分な能力を発揮できる。す
なわち、(2)従来同程度の大きさを有する自動車ドア補
強材に比べ、高強度、高剛性となり、結果低強度の材料
を用いることができる。これは、コスト低減の効果をも
たらす。
【００１９】本発明の自動車ドア補強材が高強度、高剛
性を発揮できるのは、一対のパイプを設けたことのほ
か、溶接代と繋ぎ面とを一体にする溶接によってパイプ
を完全な閉構造にしていることによる。しかも、前記溶
接は連続的なスポット溶接により実現できるので、生産
過程におけるコスト増加を抑制できる。このコスト抑制
については、ロール成形を用いることも貢献しており、
原板から連続して生産可能な構造は、溶接を用いること
のコスト増加を相殺する。こうして、コスト増加の負担
をなくしながら、構造的に優れた自動車ドア補強材の提
供を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である自動車ドア補強材１
の車内側を上向きにして寝かせた状態で表した斜視図で
ある。
【図２】図１中Ａ−Ａ断面の拡大図である。
【図３】図１中Ａ−Ａ断面により基本取付態様を示す断
面図である。
【図４】直線状製品の生産ラインの一例を示したライン
構成図である。
【図５】彎曲加工工程を加えたライン構成図である。
【図６】生産ラインにおける原板の繰出し状態を説明す
る図１相当斜視図である。
【図７】生産ラインにおけるロール成形工程を説明する
図１相当斜視図である。
【図８】生産ラインにおけるスポット溶接工程を説明す
る図１相当斜視図である。
【図９】断面長尺なパイプからなる自動車ドア補強材の
別例を表した図３相当拡大断面図である。
【図10】繋ぎ面を凹ませた自動車ドア補強材を表した図
３相当拡大断面図である。
【図11】パイプをできる限り断面方形に近付けた自動車
ドア補強材を表した図10相当拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 自動車ドア補強材 ２ 原板 ３ ロール成形工程 ４ スポット溶接工程 ５ 繋ぎ面 ６ パイプ ７ 溶接代 ８ 取付部 ９ 自動車ドア 10 アウターパネル 11 インナーパネル 12 切断分離工程 13 アンコイラ 14 折返面 15 ロールスポット溶接機 16 歪み除去工程 17 中間管状品 18 彎曲加工工程 19 車内外方向に直交する壁面 20 パイプ内面 21 パイプ外面 Ｓ スポット溶接痕 Ｇ 重心軸線 δ 凹み量
フロントページの続き (72)発明者 吉田 寛 岡山県総社市久代1724番地の８ オーエム 工業株式会社内 (72)発明者 京藤 正弘 岡山県総社市久代1724番地の８ オーエム 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3D003 AA01 BB01 CA36 DA17

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 原板の延在方向左右に一対のパイプを形
    成する自動車ドア補強材であって、該原板の延在方向中
    央に繋ぎ面、該繋ぎ面の両側縁に連続して左右の折返
    面、そして該折返面の各側縁に連続して左右の溶接代を
    設け、繋ぎ面から各折返面は連続的に曲げてパイプを形
    成し、折返面と溶接代との側縁は谷折に折り曲げて、前
    記パイプの狭間に降ろした左右の溶接代を重ねて繋ぎ面
    に面接し、溶接によって両溶接代と繋ぎ面とを一体にし
    てなる自動車ドア補強材。
  2. 【請求項２】 繋ぎ面に面接した溶接代と折返面との側
    縁に沿って該繋ぎ面を谷折れにして、パイプに対して繋
    ぎ面を凹ませてなる請求項１記載の自動車ドア補強材。
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