JP2008024054A - 車両用ドア構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ドア厚み方向外側からの荷重を受けた場合にインパクトビームのヒンジ廻りの回動を抑制することができる車両用ドア構造を得る。
【解決手段】車両用ドア構造１０は、ドア幅方向の一端側においてヒンジを介して車体開口部を開閉するための回動可能に車体に連結されリヤサイドドア２８を構成するドアインナパネル４２を備え、ドアインナパネル４２は、リヤサイドドア２８が車体開口部を閉止する状態でセンタピラー２０の後向き壁部２０Ｂと対向するドア前部縦壁４８を有する。このドアインナパネル４２のドア幅方向両端は、該ドア幅方向に長手とされたインパクトビーム３４の長手方向両端が結合されている。また車両用ドア構造１０は、ドア幅方向及びドア厚み方向に沿って延在する上壁５８、下壁６０を有し、インパクトビーム３４とドア前部縦壁４８との間に荷重伝達可能に介在するエクステンション４０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車体開口部を開閉するための車両用ドア構造に関する。

インパクトビームのヒンジによる支持側の端部を、第１及び第２のエクステンションを介してドアのヒンジサイドパネルに結合した構造が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−１７５１８０号公報

しかしながら、上記従来の構造では、側面衝突を受けた際にインパクトビームのヒンジ廻りの回転動作を抑制することについて、改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮して、ドア厚み方向外側からの荷重を受けた場合にインパクトビームのヒンジ廻りの回動を抑制することができる車両用ドア構造を得ることが目的である。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る車両用ドア構造は、ドア幅方向の一端側においてヒンジを介して車体開口部を開閉するための回動可能に車体に連結され、前記車体開口部を閉止する状態で前記車体におけるドア厚み方向に延在して前記車体開口部の前記ヒンジ側の縁部を成す壁部と対向する対向壁を有するドア部材と、ドア幅方向に長手とされ、長手方向両端が前記ドア部材のドア幅方向端部にそれぞれ結合された補強部材と、ドア幅方向及びドア厚み方向に沿って延在する横壁を有し、前記補強部材と前記ドア部材の対向壁との間に荷重伝達可能に介在する支持部材と、を備えている。

請求項１記載の車両用ドア構造では、ドア厚み方向外側からドア部材、補強部材に所定値以上の荷重が入力された場合、補強部材がドア部材と共にヒンジ廻りに回動し、ドア部材の対向壁が車体における車体開口部の縁部を成す壁部を押す。この押圧に伴う反力が、支持部材を介して補強部材に支持され、それ以上の補強部材の回動が抑制される。支持部材の横壁は、ドア幅方向及びドア厚み方向に沿って延在するため、ヒンジ廻りの回転角度（車体に対する姿勢）に依らず、対向壁からの荷重を直線的（軸力又は面内力として）補強部材に伝えることができる。このため、インパクトビームのヒンジ廻りの回動を効果的に抑制することができる。

このように、請求項１記載の車両用ドア構造では、ドア厚み方向外側からの荷重を受けた場合にインパクトビームのヒンジ廻りの回動を抑制することができる。

請求項２記載の発明に係る車両用ドア構造は、請求項１記載の車両用ドア構造において、前記支持部材は、前記補強部材に対しドア上下方向の互いに異なる側に位置する一対の前記横壁を有する。

請求項２記載の車両用ドア構造では、支持部材が補強部材を挟むように位置する上下一対の横壁を有するため、補強部材による対向壁の支持剛性、支持強度が向上し、インパクトビームのヒンジ廻りの回動を一層効果的に抑制することができる。

請求項３記載の発明に係る車両用ドア構造は、請求項１又は請求項２記載の車両用ドア構造において、前記支持部材は、前記ヒンジに対しドア上下方向の互いに異なる側に位置する一対の前記横壁を有する。

請求項３記載の車両用ドア構造では、支持部材がヒンジを挟むように位置する上下一対の横壁を有するため、補強部材に入力された荷重をヒンジを介して効果的に車体に伝えることができる。特に、請求項２のように、一対の横壁間に補強部材が配置された構成では、補強部材、支持部材（一対の横壁）、対向壁の高剛性、高強度の経路で、車体の壁部に荷重を伝達することができ、ドア変形を効果的に抑制することができる。

請求項４記載の発明に係る車両用ドア構造は、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の車両用ドア構造において、前記支持部材は、前記補強部材の前記ヒンジ側の端部を前記ドア部材の前記ヒンジ側の端部に結合するための結合部材に前記横壁を一体に設けて構成されている。

請求項４記載の車両用ドア構造では、補強部材をドア部材に結合するための係合部材に横壁を設けて支持部材が構成されているため、換言すれば、支持部材が結合部材を兼ねるため、部品点数を増すことなく、ドア厚み方向外側からの荷重を受けた場合にインパクトビームのヒンジ廻りの回動を抑制することができる

以上説明したように本発明に係る車両用ドア構造は、ドア厚み方向外側からの荷重を受けた場合にインパクトビームのヒンジ廻りの回動を抑制することができるという優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係る車両用ドア構造１０について、図１乃至図５に基づいて説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＩＮ、及び矢印ＯＵＴは、それぞれ車両用ドア構造１０が適用された自動車の前方向（進行方向）、上方向、車幅方向の内側、及び外側を示している。

図４には、車両用ドア構造１０が適用された自動車Ａが側面図にて示されている。この図に示される如く、自動車Ａは、車体側部に乗員乗降用の車体開口部１２、１４が形成されている。より具体的には、前側の車体開口部１２は、それぞれ車体骨格を成すフロントピラー１６、ルーフサイドレール１８、センタピラー２０、ロッカ２２で囲まれて形成されており、後側の車体開口部１４は、それぞれ車体骨格を成すセンタピラー２０、リヤピラー２４、ロッカ２２に囲まれて構成されている。

そして、車体開口部１２は、フロントサイドドア２６にて開閉され、車体開口部１４はリヤサイドドア２８にて開閉されるようになっている。したがって、この実施形態に係るフロントサイドドア２６、リヤサイドドア２８の幅方向（ドア幅方向）は車体前後方向に一致し、ドア厚み方向は車幅方向に一致している。この実施形態では、フロントサイドドア２６、リヤサイドドア２８は、それぞれの前端部２６Ａ、２８Ａにおいて、上下のドアヒンジ３０を介して車体上下方向に沿う軸線廻りに回動可能に支持されており、該回動によって車体開口部１２、１４を開閉する構成とされている。

これらフロントサイドドア２６、リヤサイドドア２８は、それぞれ補強部材としてのインパクトビーム３２、３４を備えている。各インパクトビーム３２、３４は、それぞれの後端部３２Ａ、３４Ａがブラケット３６、３８を介してドア本体（後述するドアインナパネル）に結合されている。また、インパクトビーム３２、３４は、それぞれの前端部３２Ｂ、３４Ｂがエクステンション４０を介してドア本体に結合されている。

本実施形態に係る車両用ドア構造１０は、インパクトビーム３２、インパクトビーム３４の各前端部３２Ｂ、３４Ｂの支持構造を主要部とするものであり、フロントサイドドア２６、リヤサイドドア２８の双方に適用されるが、基本的にフロントサイドドア２６とリヤサイドドア２８とで車両用ドア構造１０の構成は共通するので、以下、主にリヤサイドドア２８に適用された車両用ドア構造１０について説明することとする。

図２に示される如く、リヤサイドドア２８は、本発明におけるドア部材としてのドアインナパネル４２と、ドアインナパネル４２を車幅方向外側から覆い車外に露出するドアアウタパネル４４とを備えている。ドアアウタパネル４４は、外周縁部４４Ａがドアインナパネル４２の外周縁部４２Ａにヘミング加工にて結合されている。

図１にも示される如く、ドアインナパネル４２は、車幅方向外向きに開口しており、ドアアウタパネル４４との間に空間Ｒを形成している。より具体的には、ドアインナパネル４２は、車体前後方向及び車体上下方向に沿って延在し、空間Ｒを挟んでドアアウタパネル４４と車幅方向に対向する主壁部４６を含んで構成されている。主壁部４６の前縁４６Ａからは、対向璧としてのドア前部縦壁４８が車幅方向外向きに延設されており、ドア前部縦壁４８の車幅方向外縁からは、狭い間隔でドアアウタパネル４４と対向する外向縦壁５０が前向きに延設されている。この外向縦壁５０の前端が車幅方向外向き、前向きに屈曲されて、ドアアウタパネル４４におけるヘミング加工された外周縁部４４Ａに結合されたドアインナパネル４２の外周縁部４２Ａの前端側の一部が形成されている。

図２に示される如く、リヤサイドドア２８は、ドアヒンジ３０を介して、車体開口部１４の前縁を規定するセンタピラー２０に支持されている。上下のドアヒンジ３０は、センタピラー２０における外面が車幅方向外側を向く外壁２０Ａに固定されたヒンジブラケット３０Ａと、ヒンジブラケット３０Ａに固定的に設けられたヒンジ軸３０Ｂと、ヒンジ軸３０Ｂに回転自在に支持されると共にドアインナパネル４２のドア前部縦壁４８に固定されたヒンジ軸受３０Ｃとを主要部として構成されている。ヒンジ軸受３０Ｃは、ドア前部縦壁４８の車幅方向外側部分を構成し、該車幅方向及び車体上下方向に延在する前向壁部４８Ａに固定されている。ヒンジ軸受３０Ｃは、図１に示されるヒンジ取付リテーナ３０Ｄによって前向壁部４８Ａに固定されている。

また、センタピラー２０における車体開口部１４の前縁を成す後向き壁部２０Ｂは、その車幅方向外側の一部が車体開口部１４の間口を広げる方向に車幅方向に対し傾斜している。そして、図２に示されるリヤサイドドア２８による車体開口部１４の閉止状態では、ドア前部縦壁４８の車幅方向内側を成す傾斜壁部４８Ｂが、センタピラー２０の後向き壁部２０Ｂの上記傾斜部分と略平行な姿勢で対向している。すなわち、図１にも示される如く、ドア前部縦壁４８は、前向壁部４８Ａと傾斜壁部４８Ｂとで、平面視略「く」字状に形成されている。さらに、リヤサイドドア２８による車体開口部１４の閉止状態では、傾斜壁部４８Ｂと後向き壁部２０Ｂとの間にシール部材であるウェザストリップ５４が介在している。

図１及び図２に示される如く、空間Ｒ内において、パイプ状に形成されたインパクトビーム３４の前端部３４Ｂは、本発明における結合部材及び支持部材としてのエクステンション（インパクトビームブラケットともいう）４０を介してドアインナパネル４２に結合されている。エクステンション４０は、車体上下方向及び車体前後方向に略沿って延在する結合板部５６を有する。結合板部５６の前端からは、ドアインナパネル４２の外向縦壁５０にスポット溶接にて接合されたフランジ５６Ａが延設されている。

一方、結合板部５６の後端側には、車幅方向外向きに開口する断面視で略半円弧状の凹部５６Ｂが形成されており、インパクトビーム３４の前端部３４Ｂを略半周に亘り入り込ませるようになっている。インパクトビーム３４の前端部３４Ｂは、結合板部５６における凹部５６Ｂの開口縁部に溶接接合されている（図１のＷ部参照）。これにより、インパクトビーム３４は、その前端部３４Ｂがドアインナパネル４２の前端部すなわちドアヒンジ３０による支持端部側に固定されている。

そして、図１及び図２に示される如く、車両用ドア構造１０では、エクステンション４０は、結合板部５６に一体に設けられた横壁としての上壁５８、下壁６０を有する。図５にも示される如く、上壁５８、下壁６０は、結合板部５６の上縁５６Ｃ、下縁５６Ｄからそれぞれ車幅方向内向きに延設され、それぞれ車体前後方向（ドア幅方向）及び車幅方向（ドア厚み方向）に延在している。したがって、インパクトビーム３４は、車体上下方向において、上壁５８と下壁６０との間に配置されている。この実施形態では、結合板部５６の後部が前部に対し上下方向に連続的に幅狭となるように絞られていることから、上壁５８、下壁６０は、水平面に対しても（車体上下方向に対しても）傾斜している。

図２に示される如く、上壁５８、下壁６０は、平面視で後端側が前端側に対し車幅方向に幅狭となる略楔状（略鋭角三角形状）に形成されており、幅広の前縁５８Ａ、６０Ａからは、略全幅に亘ってフランジ５８Ｂ、６０Ｂが上下反対向きに延設されている。フランジ５８Ｂ、６０Ｂは、ドアインナパネル４２のドア前部縦壁４８にスポット溶接にて接合されている。図１に示される如く、フランジ５８Ｂ、６０Ｂは、ドア前部縦壁４８の前向壁部４８Ａ、傾斜壁部４８Ｂのそれぞれに接合されている。

また、図４に示される如く、車体上下方向における上壁５８と下壁６０との間には、下側のドアヒンジ３０（少なくともヒンジ軸受３０Ｃ）が配置されている。より具体的には、図１に示される如く、ヒンジ取付リテーナ３０Ｄが上壁５８と下壁６０との間に配置されている。

以上リヤサイドドア２８について説明したが、フロントサイドドア２６においても同様の構造で、インパクトビーム３２の前端部３２Ｂが、上壁５８及び下壁６０を有するエクステンション４０を介して、ドアインナパネル４２に結合されている。

次に、実施形態の作用を説明する。

上記構成の車両用ドア構造１０が適用された自動車Ａでは、例えば乗員が乗降する際に、フロントサイドドア２６、リヤサイドドア２８がドアヒンジ３０（ヒンジ軸３０Ｂ）廻りに回動操作されて、車体開口部１２、１４が開閉される。

例えば自動車Ａに対し車幅方向外側から他の車両が衝突する側面衝突が生じた場合、リヤサイドドア２８への衝突荷重は、ドアアウタパネル４４からインパクトビーム３４に入力される。このため、ドアヒンジ３０よりも後側に衝突荷重が入力された場合には、インパクトビーム３４は、図３に示される如く、ヒンジ軸３０Ｂに矢印Ｂ方向に回動する。すると、互いに対向していたセンタピラー２０の後向き壁部２０Ｂとリヤサイドドア２８の傾斜壁部４８Ｂとの隙間が消費されてウェザストリップ５４が潰れ、リヤサイドドア２８がドア前部縦壁４８において（傾斜壁部４８Ｂ）センタピラー２０を矢印Ｃ方向に押す。

ここで、車両用ドア構造１０では、インパクトビーム３４をドアインナパネル４２のドアヒンジ３０側に結合した結合板部５６に、インパクトビーム３４とドア前部縦壁４８とを繋ぐ上壁５８、下壁６０が設けられているため、リヤサイドドア２８がドア前部縦壁４８においてセンタピラー２０を矢印Ｃ方向に押した場合、この押圧に伴う矢印Ｄ方向の反力が上壁５８及び下壁６０を介してインパクトビーム３４にて支持される。このため、インパクトビーム３４の矢印Ｂ方向へのそれ以上の回動が抑制される。

例えば、図６に示す比較例に係る車両用ドア構造１００では、インパクトビーム３４の前端部３４Ｂとドアインナパネル４２の外向縦壁５０とを結合するエクステンション１０２が平板状であるため、リヤサイドドア２８がドア前部縦壁４８においてセンタピラー２０を矢印Ｃ方向に押した場合、その反力が支持されることなく（ドア前部縦壁４８が潰れて）インパクトビーム３４のさらなる矢印Ｂ方向への回動を許すことなり、別途対策が必要になる。これに対し、車両用ドア構造１０では、上記の通り矢印Ｄ方向の反力が上壁５８及び下壁６０を介してインパクトビーム３４にて支持されて、インパクトビーム３４の矢印Ｂ方向へのそれ以上の回動が抑制される。

しかも、上壁５８、下壁６０が車体前後方向及び車幅方向に延在しているため、上記したインパクトビーム３４の回動抑制に伴って曲げを生じ難く、軸力乃至面内力として前記反力をインパクトビーム３４に伝えて支持させる。特に、上壁５８、下壁６０が上記方向に延在するので、センタピラー２０に対するリヤサイドドア２８の姿勢（ヒンジ軸３０Ｂ廻りの回動角）が変化しても、反力を矢印Ｄ方向に沿って直線的にインパクトビーム３４に伝えることができる。さらに、車両用ドア構造１０では、上下一対の上壁５８、下壁６０がインパクトビーム３４を上下に挟むように配置されているため、結合板部５６に曲げが生じることも効果的に防止される。これらにより車両用ドア構造１０では、例えば背景技術で開示した如く車体上下方向に延在する第２のエクステンションを備える構成と比較して、ドア前部縦壁４８の剛性、強度を著しく向上することができる。

また特に、この実施形態では、ヒンジ取付リテーナ３０Ｄが上壁５８、下壁６０間で前向壁部４８Ａに結合されて該ドア前部縦壁４８の補強材として機能するため、ドア前部縦壁４８の剛性、強度がさらに高くなる。これらにより、リヤサイドドア２８は、ドア前部縦壁４８が潰れることなくセンタピラー２０の押圧力に耐え、インパクトビーム３４の矢印Ｂ方向へのそれ以上の回動が効果的に抑制される。すなわち、車両用ドア構造１０では、エクステンション４０（インパクトビーム３４）、ドアヒンジ３０が１つのかたまりのようになってインパクトビーム３４の回動を抑制する。

さらに、車両用ドア構造１０では、図３に示される如く、平面視でヒンジ軸３０Ｂから比較的離間して位置する傾斜壁部４８Ｂ（上壁５８、下壁６０の車幅方向内端の近傍）がセンタピラー２０を押す（当接する）ため、傾斜壁部４８Ｂと後向き壁部２０Ｂとの隙間を消費することに伴うインパクトビーム３４の回動角、すなわちインパクトビーム３４からセンタピラー２０への荷重伝達経路が形成されるまでのストロークが小さく、インパクトビーム３４の回動が小さく抑えられる。しかも、上記の通り平面視でヒンジ軸３０Ｂから比較的離間して位置する傾斜壁部４８Ｂがセンタピラー２０を押すため、インパクトビーム３４を矢印Ｂ方向に回動しようとするモーメントに抗するためのモーメントアームが長く、上記した支持反力が小さくなる。これらにより、インパクトビーム３４の矢印Ｂ方向へのそれ以上の回動が一層効果的に抑制される。

しかも、インパクトビーム３４に発生するモーメントが低減されるので、インパクトビーム３４の軽量化を図ることができる。

またさらに、車両用ドア構造１０では、上記の通りインパクトビーム３４の前端部３４Ｂからドア前部縦壁４８にかけての部分がエクステンション４０によって高剛性、高強度にされているので、リヤサイドドア２８に入力された荷重を効果的にセンタピラー２０（車体骨格）に伝えることができ、リヤサイドドア２８の曲部変形を抑制することができる。特に、上壁５８と下壁６０との間にヒンジ取付リテーナ３０Ｄが配置されているため、換言すれば、リヤサイドドア２８からセンタピラー２０への荷重伝達経路を成すドアヒンジ３０が、側面視でインパクトビーム３４、エクステンション４０と略一直線を成すように配置されているため、リヤサイドドア２８の荷重を一層効果的にセンタピラー２０に伝えることができ、上記の如くインパクトビーム３４を軽量化した構成において、リヤサイドドア２８の曲部変形を効果的に抑制することができる。

そして、車両用ドア構造１０では、エクステンション４０に上壁５８、下壁６０を一体に設けているため、部品点数を増やすことなく、インパクトビーム３４の回動を抑制することが実現された。

説明は省略したが、フロントサイドドア２６においても、リヤサイドドア２８の場合と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。なお、本発明は、前ヒンジ式のサイドドア２６、２８に適用されるのに限られず、例えば、後ヒンジ式のサイドドアや横ヒンジ式のバックドア等に適用されても良い。

本発明の実施形態に係る車両用ドア構造の要部を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る車両用ドア構造を要部を示す平面断面図である。 本発明の実施形態に係る車両用ドア構造の側突時の平面断面図である。 本発明の実施形態に係る車両用ドア構造が適用された自動車の側面図である。 本発明の実施形態に係る車両用ドア構造を構成するエクステンションの斜視図である。 本発明の実施形態との比較例に係る車両用ドア構造を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 車両用ドア構造
１２・１４ 車体開口部
２０ センタピラー（車体）
２０Ｂ 壁部
３０ ドアヒンジ（ヒンジ）
３２・３４ インパクトビーム（補強部材）
４０ エクステンション（支持部材、結合部材）
４８ ドア前部縦壁４８（対向壁）
５８ 上壁（横壁）
６０ 下壁（横壁）

Claims (4)

1. ドア幅方向の一端側においてヒンジを介して車体開口部を開閉するための回動可能に車体に連結され、前記車体開口部を閉止する状態で前記車体におけるドア厚み方向に延在して前記車体開口部の前記ヒンジ側の縁部を成す壁部と対向する対向壁を有するドア部材と、
   ドア幅方向に長手とされ、長手方向両端が前記ドア部材のドア幅方向端部にそれぞれ結合された補強部材と、
   ドア幅方向及びドア厚み方向に沿って延在する横壁を有し、前記補強部材と前記ドア部材の対向壁との間に荷重伝達可能に介在する支持部材と、
   を備えた車両用ドア構造。
2. 前記支持部材は、前記補強部材に対しドア上下方向の互いに異なる側に位置する一対の前記横壁を有する請求項１記載の車両用ドア構造。
3. 前記支持部材は、前記ヒンジに対しドア上下方向の互いに異なる側に位置する一対の前記横壁を有する請求項１又は請求項２記載の車両用ドア構造。
4. 前記支持部材は、前記補強部材の前記ヒンジ側の端部を前記ドア部材の前記ヒンジ側の端部に結合するための結合部材に前記横壁を一体に設けて構成されている請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の車両用ドア構造。

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