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技術 車両のドアビーム

出願人 トヨタ自動車株式会社トヨタ自動車九州株式会社
発明者 千葉健二姫木携造山中善陽
出願日 2018年3月1日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-036725
公開日 2019年9月12日 (7ヶ月経過) 公開番号 2019-151175
状態 未査定
技術分野 乗員・歩行者の保護 車両のドア
主要キーワード アルミニウム押出し材 側方ドア アウターフランジ 横断面形 インナーフランジ 進出量 薄板部分 複合押出し
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年9月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

側方ドアに柱状の衝突対象物衝突したときの室内側への側方ドアの進入量を小さくする。

解決手段

側方ドアのドア本体12内にアルミニウム押出し材ベルトラインビーム18を配置する。ベルトラインビーム18は、外側板部28と、内側板部30と、外側板部28と内側板部30を連結する第1および第2連結部32,34を有する。第1連結部32は、上方に凸の屈曲形状を有し、稜線部分36が形成されている。第1連結部32に圧縮荷重が作用したとき第1連結部32は座屈し、ベルトラインビーム18の左右方向寸法が小さくなる。これにより、側方ドアの進入量が小さくなる。

概要

背景

車両の側方ドアには、側面衝突時にドアの変形を抑え、乗員を保護するドアビームが備えられる場合がある。下記特許文献1には、アルミニウム合金形材からなるドアビーム(1)が示されている。ドアビーム(1)は、互いに平行なインナーフランジ(2)およびアウターフランジ(3)と、これらのフランジ(2,3)を連結するウエブ(4,5)を有している。なお、上記の( )内の符号は、下記特許文献1にて用いられている符号であり、本実施形態の説明で用いられる符号とは関連しない。

概要

側方ドアに柱状の衝突対象物衝突したときの室内側への側方ドアの進入量を小さくする。側方ドアのドア本体12内にアルミニウム押出し材ベルトラインビーム18を配置する。ベルトラインビーム18は、外側板部28と、内側板部30と、外側板部28と内側板部30を連結する第1および第2連結部32,34を有する。第1連結部32は、上方に凸の屈曲形状を有し、稜線部分36が形成されている。第1連結部32に圧縮荷重が作用したとき第1連結部32は座屈し、ベルトラインビーム18の左右方向寸法が小さくなる。これにより、側方ドアの進入量が小さくなる。

目的

本発明は、柱状物など、衝突荷重局所的に作用する衝突対象物が側方ドアに衝突した場合に、側方ドアの車室内への進入量を小さくすることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

車両の側方ドアドア体内に配置されるアルミニウム押出し材ドアビームであって、車両外側に位置し、車両前後方向に延びる長板状の外側板部と、車両内側に位置し、車両前後方向に延びる長板状の内側板部と、前記外側板部と前記内側板部の間に位置し、車両前後方向に延び、前記外側板部と前記内側板部を連結する連結部と、を有し、前記連結部には、当該連結部が車両左右方向圧縮荷重を受けたときに座屈するように、脆弱部が設けられている、車両のドアビーム。

技術分野

0001

本発明は、車両の側方ドア補強するドアビームに関する。

背景技術

0002

車両の側方ドアには、側面衝突時にドアの変形を抑え、乗員を保護するドアビームが備えられる場合がある。下記特許文献1には、アルミニウム合金形材からなるドアビーム(1)が示されている。ドアビーム(1)は、互いに平行なインナーフランジ(2)およびアウターフランジ(3)と、これらのフランジ(2,3)を連結するウエブ(4,5)を有している。なお、上記の( )内の符号は、下記特許文献1にて用いられている符号であり、本実施形態の説明で用いられる符号とは関連しない。

先行技術

0003

特開2016−153298号公報

発明が解決しようとする課題

0004

衝突対象物が比較的広い面を有する場合、側面衝突において、ドアビームの断面形状の変形は小さい方が衝突対象物および変形した側方ドアの車室内への進入を抑制することができる。一方、衝突対象物が柱状物である場合、衝突荷重局所に集中し、ドアビームは折れ曲がるように変形する。このために、変形した側方ドアの車室内への進入量が大きくなる場合がある。

0005

本発明は、柱状物など、衝突荷重が局所的に作用する衝突対象物が側方ドアに衝突した場合に、側方ドアの車室内への進入量を小さくすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明に係るドアビームは、アルミニウム押出し材であり、車両外側に位置して車両前後方向に延びる長板状の外側板部と、車両内側に位置し、車両前後方向に延びる長板状の内側板部と、外側板部と内側板部の間に位置し、車両前後方向に延び、外側板部と内側板部を連結する連結部と、を有し、連結部には、当該連結部が車両左右方向圧縮荷重を受けたときに座屈するように、脆弱部が設けられている。

発明の効果

0007

ドアビームの連結部に脆弱部を設けたことにより、衝突荷重が局所的に作用するような対象物と衝突した場合に連結部が座屈して、外側板部と内側板部の距離が縮まる。これによりドアビームおよびドアの車室内への進入量が小さくなる。

図面の簡単な説明

0008

車両の側方ドアおよび側方ドア内部に配置されたドアビームを模式的に示す図である。
ドアビームであるベルトラインビームおよびその周囲の図1に示すA−A線断面図である。
柱状の衝突対象物が側方ドアに衝突した状態を示す模式図である。
柱状の衝突対象物が衝突したときのドア本体の変形を示す図であり、(a)が本実施形態、(b)が比較例を示す。
脆弱部として薄板部分を有する他の実施形態のベルトラインビームの断面図である。
脆弱部として切欠き部分を有する他の実施形態のベルトラインビームの断面図である。
脆弱部として異種材料部分を有する他の実施形態のベルトラインビームの断面図である。
外側板部と内側板部が平行に配置された他の実施形態のベルトラインビームの断面図である。

実施例

0009

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図1は、乗用車などの車両の側面に設けられた側方ドア10を模式的に示す図である。図示する側方ドア10は、例示的に4ドア乗用車のフロントドアを示している。図1に示す矢印FRの向きが車体に取り付けられたときの前方であり、矢印UPの向きが上方、紙面の手前が左方(LH)である。以降の説明において、特段の断りがない限り、前後左右上下などの方向および向きを表す語句は、車両に関する方向および向きを表す。また、車両の左右方向(幅方向)において、車両の前後方向に延びる中心線に近い側を車両内側、遠い側を車両外側と記す。

0010

側方ドア10は、ドア本体12と窓枠となるドアフレーム14を有する。ドア本体内には、側面衝突時において、側方ドア10の変形を抑え、乗員を保護するためのドアビームが設けられている。この側方ドア10には、ドアビームとして、ドア本体12の中央より下方に前後方向に延びて配置されるインパクトビーム16と、ドア本体12の上縁、いわゆるベルトラインに沿ってドア本体12の上縁部に前後方向に延びて配置されたベルトラインビーム18が設けられている。インパクトビーム16は鋼管製、ベルトラインビーム18はアルミニウム押出し材である。

0011

図2は、図1のA−A線によるベルトラインビーム18およびその周囲の断面図である。図中の矢印OUTの向きが車両外側である。ドア本体12は、車両外側に位置するアウタパネル20と車両内側に位置するインナパネル22を接合して形成される。アウタパネル20およびインナパネル22は、鋼板アルミニウム板などの金属板製とすることができる。ドア本体12を補強するために、内部にリインホースメントが配置される。例えば、アウタパネル20の内側にはアウタリインホースメント24が設けられ、また、インナパネル22の内側にはインナリインホースメント26が設けられている。アウタおよびインナリインホースメント24,26の間には、格納された窓ガラスが収容される。アウタおよびインナリインホースメント24,26は、鋼板、アルミニウム板などの金属板製とすることができる。

0012

アウタパネル20とアウタリインホースメント24は上縁で接合されており、そこから下方に向けて徐々に間隔が広がっている。このアウタパネル20とアウタリインホースメント24の間の空間にベルトラインビーム18が配置されている。ベルトラインビーム18は、車両外側に位置する外側板部28と、車両内側に位置する内側板部30とを含む。さらに、ベルトラインビーム18は、外側板部28と内側板部30の間に位置し、外側板部28と内側板部30を連結する第1連結部32および第2連結部34を含む。

0013

外側板部28、内側板部30ならびに第1および第2連結部32,34は、それぞれ長板状であり、車両の前後方向に延びている。横断面において、外側板部28はアウタパネル20とほぼ平行に位置し、内側板部30はアウタリインホースメント24とほぼ平行に位置している。この結果、外側板部28と内側板部30は、下縁の間隔が上縁の間隔よりも広くなっている。特に、このベルトラインビーム18においては、外側板部28と内側板部30は互いの上縁で接続し、下縁では第1連結部32により、中間では第2連結部34により連結されている。第1連結部32は、横断面において屈曲形状、特に上方に凸の屈曲形状を有し、長手方向に延びる稜線部分36が形成されている。

0014

図3は、柱状の衝突対象物38が側方ドア10に衝突した状態を模式的に示す図である。柱状の衝突対象物38が衝突すると、局所的に衝突荷重が作用し、側方ドア10およびベルトラインビーム18に局所的な応力が発生する。ベルトラインビーム18は、車室側に向けて折れ曲がり、側方ドア10が車室内に進入する。この側方ドア10においては、ベルトラインビーム18の第1連結部32の横断面形状を屈曲形状とすることで第1連結部32を座屈させ、側方ドア10の室外側の面の進出量を小さくしている。

0015

図4は、側方ドア10に柱状の衝突対象物38が衝突したときの、ドア本体12の、図1中のA−A線における変形状態を示す図である。(a)は本実施形態の側方ドア10のドア本体12の変形状態を示し、(b)は比較例のドア本体12Bの変形状態を示している。比較例のドア本体12Bの各部材については、本実施形態のドア本体12に対応する部材の符号に「B」を付す。また、図4においては、各部材は、厚みが省略され、線により表されている。

0016

比較例のドア本体12Bは、ベルトラインビーム18B、特にその第1連結部32Bの形状が異なる。本実施形態の第1連結部32は、前述のように屈曲した形状を有するが、比較例の第1連結部32Bは、屈曲がなく平板形状である。他の部材は、本実施形態と比較例で相違がない。柱状の衝突対象物38が衝突したとき、比較例では、第1連結部32Bが、これを圧縮するように作用する衝突荷重に対して突っ張り、ベルトラインビーム18Bの形状は大きく変化していない。これに対し、本実施形態の第1連結部32は、屈曲した角部分、つまり稜線部分36で大きく変形して座屈する。これにより、外側板部28と内側板部30が接近し、左右方向の厚さが薄くなるようにベルトラインビーム18が変形する。本実施形態のベルトラインビーム18の変形後の厚さa1は、比較例のベルトラインビーム18Bの厚さa2より薄いことが分かる。ベルトラインビーム18の変形後の厚さが薄くなったために、本実施形態のドア本体12の厚さb1も、比較例のドア本体12Bの厚さb2よりも薄くなる。

0017

このように、ベルトラインビーム18の第1連結部32の屈曲した部分が、第1連結部32に圧縮荷重が作用したとき第1連結部32を座屈させる脆弱部となる。脆弱部を設けることにより、衝突荷重が集中した部分で第1連結部32が座屈し、ベルトラインビーム18の左右方向の寸法が薄くなる。これにより側方ドアの室内側への進入量が抑えられる。一方、壁状の衝突対象物が衝突した場合には、衝突荷重が分散するので、第1連結部32が座屈に至らず、ベルトラインビーム18の断面形状を維持し変形を抑えることで、室内側への進入を抑えている。

0018

図5は、ベルトラインビームの他の例を示す図である。ベルトラインビーム40は、前述のベルトラインビーム18と同様の外側板部42と内側板部44を有する。外側板部42と内側板部44を連結する連結部46は、全体として平板形状を有し、ベルトラインビーム40の長手方向に延びる板厚が薄い薄板部分48を有している。薄板部分48は、連結部46の他の部分よりも板厚が薄く、均一な厚さで形成されてもよく、また中央に向けて徐々に厚さが薄くなるように形成されてもよい。連結部46に衝突荷重が入力すると、薄板部分48を起点として連結部46が座屈し、薄板部分48は圧縮荷重に対して脆弱部として機能する。連結部46の座屈により、変形後のベルトラインビーム40の左右方向の厚さが小さくなる。

0019

図6は、ベルトラインビームのさらに他の例を示す図である。ベルトラインビーム50は、前述のベルトラインビーム18と同様の外側板部52と内側板部54を有する。外側板部52と内側板部54を連結する連結部56は、全体として平板形状を有し、ベルトラインビーム50の長手方向に延びる切欠きが形成された切欠き部分58を有している。連結部56に衝突荷重が入力すると、切欠き部分58を起点として連結部56が座屈し、切欠き部分58は圧縮荷重に対して脆弱部として機能する。連結部56の座屈により、変形後のベルトラインビーム50の左右方向の厚さが小さくなる。

0020

図7は、ベルトラインビームのさらに他の例を示す図である。ベルトラインビーム60は、前述のベルトラインビーム18と同様の外側板部62と内側板部64を有する。外側板部62と内側板部64を連結する連結部66は、全体として平板形状を有し、一部に、ベルトラインビーム60の長手方向に延びる異種材料で構成された異種材料部分68を有している。異種材料は、アルミニウムよりも強度が低い材料であり、例えば樹脂である。このベルトラインビーム60は、複合押出しにより形成することができる。連結部66に衝突荷重が入力すると、異種材料部分68を起点として連結部66が座屈し、異種材料部分68は圧縮荷重に対して脆弱部として機能する。連結部56の座屈により、変形後のベルトラインビーム60の左右方向の厚さが小さくなる。

0021

図8は、ベルトラインビームのさらに他の例を示すである。ベルトラインビーム70は、車両外側に位置する外側板部72と車両内側に位置する内側板部74を有する。外側板部72および内側板部74は車両前後方向に延びる長板状の部材である。外側板部72および内側板部74は横断面において略平行に配置され、上縁と下縁の間隔はほぼ等しい。外側板部72と内側板部74の間には、これらを連結する連結部76,78が設けられている。連結部76,78は、外側板部72と内側板部74と共に車両前後方向に延びている。連結部76,78は、横断面において屈曲形状を有し、脆弱部として長手方向に延びる稜線部分80,82が形成されている。連結部76,78に衝突荷重が入力すると、稜線部分80,82を起点として連結部76,78が座屈し、ベルトラインビーム70の左右方向の厚さが小さくなる。

0022

上記の説明において、連結部を1つまたは2つ備えたベルトラインビームを例示したが、連結部の数はこれに限られない。また、図2等に示したベルトラインビーム18は、2つの連結部32,34のうち、第1連結部32のみ屈曲形状であるが、2つ共に屈曲形状としてもよい。

0023

また、上述の各ベルトラインビームは、ドア本体12の上縁部に限らず、ドア本体12内の他の部分のドアビームとすることができる。例えば、インパクトビーム16と置き換えることができる。ドア本体12の上縁部に配置されるドアビームにおいては、ドア本体12の外形に合わせてドアビームの上縁の左右方向の寸法を小さくする必要があるが、上縁部以外の部分に配置する場合にあってはこのような制約を受けない場合がある。このようなときには、図8に示すベルトラインビーム70の断面形状を採用することが有利となり得る。

0024

以上、側方ドアのドアビームとして、4ドア車のフロントドアを例示して説明したが、リアドアなど他の側方ドアのドアビームに上述のドアビーム(ベルトラインビーム)を適用することができる。

0025

10側方ドア、12ドア本体、14ドアフレーム、16インパクトビーム、18ベルトラインビーム(ドアビーム)、20アウタパネル、22インナパネル、24アウタリインホースメント、26インナリインホースメント、28外側板部、30内側板部、32 第1連結部、34 第2連結部、36稜線部分(脆弱部)、38 柱状の衝突対象物、40 ベルトラインビーム、42 外側板部、44 内側板部、46 連結部、48薄板部分(脆弱部)、50 ベルトラインビーム、52 外側板部、54 内側板部、56 連結部、58切欠き部分(脆弱部)、60 ベルトラインビーム、62 外側板部、64 内側板部、66 連結部、68異種材料部分(脆弱部)、70 ベルトラインビーム、72 外側板部、74 内側板部、76,78 連結部、80,82 稜線部分(脆弱部)。

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