JP2006205779A

JP2006205779A - 車両用ドア構造

Info

Publication number: JP2006205779A
Application number: JP2005017248A
Authority: JP
Inventors: Chihiro Yamamoto; 千尋山本
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2006-08-10

Abstract

【課題】衝撃吸収性に優れ、かつ軽量化を図ったハット型断面形状を有するプレスビームが、ドア本体の内部に設けられることにより、側面衝突の際、車両用ドアが車室内へ進入するのを軽量のプレスビームにおいて効果的に防止した車両用ドア構造を提供する。
【解決手段】車体に配設されるドア本体と、上記ドア本体内に上記車体の前後方向に延在するよう配設された、ハット型断面形状を有するプレスビーム１０と、を具備する車両用ドア構造であって、プレスビーム１０の開口端面１０ｋ側に形成されるフランジ１０ｆは、開口端面１０ｋにおいてＲ形状を有しており、フランジ１０ｆは、少なくともＲ止まりＬからＲの１００％以内に延出する長さを有していることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ドア本体内に、ハット型断面形状のドアビームを配設する車両用ドア構造に関する。

従来、ドアビームをドア本体の内部に設けることにより、車両用ドアに対して車体側方から所定値以上の衝撃荷重が作用した場合、即ち側面衝突の場合であっても、車両用ドアが車室内へ進入するのを防止すると共に、乗員を有効に保護する構造が知られている。

ドアビームには、パイプにより形成されたパイプビームが、衝撃吸収性に優れていることから一般に採用されている。しかしながら、側面衝突の際の安全性を高めるため、パイプビームの強度を上げると、該パイプの板厚、外径が大きくなってしまうことから、パイプビームの重量が増加してしまうといった問題があった。

このような問題に鑑みて、例えば特許文献１では、薄板鋼板をハット型断面形状に折り曲げたプレスビームによって、ドアビームを形成することにより、ドアビームの軽量化を図る技術の提案がなされている。

また、特許文献２では、プレスビームの底面をドア本体の内部のアウタパネルに固定した際、開口端部のフランジのアウタパネルからの高さが不均一となるよう、薄板鋼板をハット型断面形状に折り曲げてプレスビームを形成することにより、側面衝突に対するプレスビームの強度を高めた技術の提案がなされている。
実開昭５７−１８１６１９号公報特表平８−５０２００３号公報

しかしながら、上述した特許文献１及び特許文献２に開示されたプレスビームは、ハット型断面形状、即ち開断面形状を有しているため、フランジの形状により断面係数が高くなり、変形しにくいことから、側面衝突の際、強度的に弱い側面が開く。その結果、側面衝突の際の衝撃吸収性が低下してしまうといった問題があった。

本発明の目的は、上記問題に鑑みてなされたものであり、衝撃吸収性に優れ、かつ軽量化を図ったハット型断面形状を有するプレスビームが、ドア本体の内部に設けられることにより、側面衝突の際、車両用ドアが車室内へ進入するのを軽量のプレスビームにおいて効果的に防止した車両用ドア構造を提供するにある。

上記目的を達成するために本発明による車両用ドア構造は、車体に配設されるドア本体と、上記ドア本体内に上記車体の前後方向に延在するよう配設された、ハット型断面形状を有するドアビームと、を具備する車両用ドア構造であって、上記ドアビームの開口端面側に形成されるフランジは、上記開口端面においてＲ形状を有しており、上記フランジは、少なくともＲ止まりからＲの１００％以内に延出する長さを有していることを特徴とする。

本発明の車両用ドア構造によれば、衝撃吸収性に優れ、かつ軽量化を図ったハット型断面形状を有するプレスビームが、ドア本体の内部に設けられることにより、側面衝突の際、車両用ドアが車室内へ進入するのを軽量のプレスビームにおいて効果的に防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施の形態を示す車両用ドア構造を示す車両の部分側面図、図２は図１のフロントドアを拡大して示した図、図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図４は、図２中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

図１に示すように、車体１の車幅方向両側部に、ドア本体としてのフロントドア２と、リヤドア３とが隣接して配設されており、この両ドア２，３の上部に、ドアガラス４の外縁を包囲して、該ドアガラス４を閉位置に保持するメインサッシュ２ｂ，３ｂがそれぞれ設けられている。

また、フロントドア２は、車体の前後方向に延在するよう配設された、ドアアウタパネル（以下、アウタパネルと称す）６と、その周縁部をアウタパネル６の後述する対向面６ａに接合されたドアインナパネル（以下、インナパネルと称す）７（いずれも図３参照）とで形成されている。

フロントドア２の内部、具体的には、アウタパネル６と、インナパネル７との間には、例えば薄板鋼板を折り曲げてハット型断面形状に形成されたドアビーム（以下、プレスビームと称す）１０が、図２に示すように、車体１の前部から、後部方向へ斜め下方に斜傾した姿勢により、車体１の前後方向に延在されている。尚、図１中、プレスビーム１０は、実線で示す。

プレスビーム１０は、フロントドア２に対して車体１側方から所定値以上の衝撃荷重が作用した場合、即ち側面衝突の場合であっても、衝撃荷重を車体のフレームに伝達することで、フロントドア２が車室内へ進入するのを防止すると共に、乗員を有効に保護するものである。

図４に示すように、プレスビーム１０は、薄型に開いた開口端面１０ｋに、外向きのフランジ１０ｆが形成されている。また、プレスビーム１０は、図３に示すように、アウタパネル６のインナパネル７に対向する対向面６ａに、底面部１０ｔの接着面１０ｔａの一部が、例えば接着剤で接着されることにより、アウタパネル６に固設されている。

プレスビーム１０の底面部１０ｔの接着面１０ｔａは、アウタパネル６の対向面６ａの被接着面に沿った形状に形成されており、接着面１０ｔａが対向面６ａと密着された状態で接合される。

また、プレスビーム１０は、一般にドアガラス４を開にした際、フロントドア２の内部に収納されたドアガラス４と、アウタパネル６との間に位置するよう、フランジ１０ｆの対向面１０ｆａが、インナパネル７のアウタパネル６に対向する対向面７ａから離間されてアウタパネル６に固定されている。

さらに、プレスビーム１０は、両端部において、図示しないが、インナパネル７と、溶接またはボルト留めによって固定されていてもよい。

プレスビーム１０の開口端面１０ｋに形成されたフランジ１０ｆは、図４に示すように、開口端面１０ｋにおいてＲ形状を有して形成されている。また、フランジ１０ｆは、少なくともＲ止まりの長さＬから、Ｒの１００％以内に延出する長さに形成されている。

具体的には、例えばフランジのＲが５ｍｍであるとしたら、少なくともＲ＝５のＲ止まりの長さから、Ｒの１００％以内、即ち５ｍｍ延出する長さ以内に形成されている。尚、Ｒは５ｍｍに限定されないということは勿論である。

また、図３に示すように、フランジ１０ｆの対向面１０ｆａは、プレスビーム１０の軽量化を図る目的で、アウタパネル６の対向面６ａからの高さが、車体の前後方向において不均一となるよう、具体的には、後述する部位１０ｉ，１０ｌが部位１０ｓよりも低くなるよう、車体の前後方向において徐変する形状に形成されている。

尚、フランジ１０ｆの対向面１０ｆａが徐変して形成されているのは、急変して形成されると、急変した箇所に、側面衝突の際の衝撃荷重の応力が集中してしまうためである。

さらに、フランジ１０ｆの対向面１０ｆａは、側面衝突の際の衝撃吸収性を高める目的で、プレスビーム１０のアウタパネル６の対向面６ａからの高さが、規定の部位１０ｓのみにおいて、他の部位１０ｉ，１０ｌよりも高く、均一、即ち一定の高さの面となるよう形成されている。

具体的には、側面衝突の際に、衝撃の応力が集中する部位１０ｓの面が、他の部位１０ｉ，１０ｌよりも高く、一定の高さの面となるよう形成されている。

次に、このように構成された本実施の形態の車両用ドア構造の作用について図５〜図８を用いて説明する。図５は、図１〜図４のプレスビームを用いて側面衝突の模擬実験を行う様子を示した図、図６は、インパクタの衝突により、図１のプレスビームのフランジが開いてしまう状態を示した断面図である。

また、図７は、インパクタの衝突により、図１のプレスビームが変形する状態を示した断面図、図８は、フランジの長さが異なる２種類のプレスビームを用いて図５の模擬実験を行った際の、プレスビームが受ける荷重とインパクタのストロークとの関係を示した図表である。

図５に示すように、プレスビーム１０の側面衝突模擬実験は、プレスビーム１０を、例えば７００ｍｍ離間した一対の支持部材５０に戴置した後、プレスビーム１０の部位１０ｓにおける底面部１０ｔの接着面１０ｔａに対し、例えばＲ＝１５２ｍｍの円筒を半分に切った形状の衝突面を有するインパクタ３０を、速度２ｍｍ／ｓｅｃで衝突させて、プレスビーム１０を静的に変形させ続ける、所謂３点曲げ実験で行われる。

その結果、図６に示すように、一方、プレスビーム自体の強度を高めるため、フランジ１０ｆ’のＲ止まりＬからの長さが、本実施の形態のフランジ１０ｆよりも長くなるよう形成した従来のプレスビーム１０’においては、図８に示すように、インパクタ３０の荷重が大きくなり、該インパクタ３０衝突後のストロークが長くなると、具体的には、インパクタ３０の荷重が２０〜２５ｋＮとなり、インパクタ３０衝突後のストロークが約８０ｍｍを超えると、インパクタ３０の荷重が急激に落ち込んでしまっていた（図８＊１，一点鎖線参照）。

これは、従来のプレスビーム１０’は、フランジ１０ｆ’を長く形成することにより、該プレスビーム１０’の断面係数、即ち強度を高めたため、インパクタ３０が衝突すると、図６の２点鎖線に示すように、プレスビーム１０’が変形せずに、フランジ１０ｆ’が、車体１の高さ方向上下に開いてしまうためである。

インパクタ３０の荷重が急激に落ち込むとは、プレスビーム１０’において、インパクタ３０の静的な変形の衝撃が吸収できなくなってしまう意であるため、従来のプレスビーム１０’は、プレスビーム１０’の衝撃吸収性が、パイプ等により形成されたドアビーム（以下、パイプビームと称す）よりも、低くなってしまうといった欠点があった。

他方、フランジ１０ｆの長さが、少なくともＲ止まりＬから、Ｒの１００％以内に延出する長さに形成された、即ち従来のプレスビーム１０’のフランジ１０ｆ’よりも短く形成されたフランジ１０ｆを有する本実施の形態のプレスビーム１０は、図８に示すように、インパクタ３０の荷重が大きくなり、該インパクタ３０衝突後のストロークが長くなっても、具体的には、インパクタ３０の荷重が２０〜２５ｋＮとなり、インパクタ３０衝突後のストロークが約８０ｍｍを超えても、荷重が急激に落ち込むことはない（図８＊２，実線参照）。

これは、本実施の形態のプレスビーム１０は、フランジ１０ｆの長さが、少なくともＲ止まりＬから、Ｒの１００％以内に延出する長さに形成されることにより、プレスビーム１０自体の断面係数が低くなる、即ち強度が低くなるため、インパクタ３０が衝突すると、図７の２点鎖線に示すように、フランジ１０ｆが、車体１の高さ方向に開かずにプレスビーム１０が変形、破壊してしまい、インパクタ３０の荷重が分散されるためである。

荷重の急激な落ち込みがないと、プレスビーム１０は、インパクタ３０の衝撃を一定時間に渡って継続して吸収するため、本実施の形態のプレスビーム１０は、従来のプレスビーム１０’よりも優れた衝撃吸収性を有し、またパイプビームと比しても板厚を厚くすることなく、同等の衝撃吸収性を有するようになる。

このように、本発明の一実施の形態を示す車両用ドア構造においては、フロントドア２の内部に配設するプレスビーム１０のフランジ１０ｆの長さが、少なくともＲ止まりＬから、Ｒの１００％以内に延出する長さに形成されていると示した。

このことにより、側面衝突の際の衝撃荷重が増大したとしても、プレスビーム１０の板厚を厚くする必要がなく、従来用いられるパイプビームと同等の衝撃吸収性を得ることができるため、側面衝突の際、フロントドア２が車室内へ進入するのを、軽量のプレスビーム１０にて効果的に防止することができる。即ち、衝撃吸収性に優れ、かつ軽量化を図ったハット型断面形状を有するプレスビームがフロントドア２の内部に配設された車両用ドア構造を提供することができる。

また、プレスビーム１０のフランジ１０ｆのアウタパネル６の対向面６ａからの高さが、具体的には、部位１０ｉ，１０ｌが、側面衝突の際に衝撃の応力が集中する部位１０ｓよりも低くなるよう、フランジ１０ｆの形状が車体の前後方向に徐変して形成されていると示した。

このことにより、フランジ１０ｆのアウタパネル６の対向面６ａからの高さが、車体の前後方向において一定なフランジよりも、プレスビーム１０の軽量化を図ることができ、その結果フロントドア２の軽量化を図ることができる。

尚、以下変形例を示す。
本実施の形態においては、プレスビーム１０は、フロントドア２の内部に延在されていると示したが、これに限らず、フロントドア２に加え、リヤドア３の内部に延在されていても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態においては、プレスビーム１０は、薄板鋼板を折り曲げることにより形成されていると示したが、薄板鋼板に限定されないことは勿論である。

本発明の一実施の形態を示す車両用ドア構造を示す車両の部分側面図。図１のフロントドアを拡大して示した図。図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。図２中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。図１〜図４のプレスビームを用いて側面衝突の模擬実験を行う様子を示した図。インパクタの衝突により、図１のプレスビームのフランジが開いてしまう状態を示した断面図。インパクタの衝突により、図１のプレスビームが変形する状態を示した断面図。フランジの長さが異なる２種類のプレスビームを用いて図５の模擬実験を行った際の、プレスビームが受ける荷重とインパクタのストロークとの関係を示した図表。

符号の説明

１…車体
２…フロントドア
１０…プレスビーム
１０ｆ…フランジ
１０ｋ…開口端面
代理人弁理士伊藤進

Claims

車体に配設されるドア本体と、
上記ドア本体内に上記車体の前後方向に延在するよう配設された、ハット型断面形状を有するドアビームと、
を具備する車両用ドア構造であって、
上記ドアビームの開口端面側に形成されるフランジは、上記開口端面においてＲ形状を有しており、上記フランジは、少なくともＲ止まりからＲの１００％以内に延出する長さを有していることを特徴とする車両用ドア構造。