JP2011121487A - 車両用ドア構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の軽量化及びコストダウンを図ると共に、強度を向上させることができる車両用ドア構造を得る。
【解決手段】ドアアウタパネルの車両幅方向内側に、車幅方向から見てＵ字状に形成された金属製のフレーム３８を配置している。これにより、従来のドアインナパネルを用いた場合と比較して、開口面積が広くなった分、軽量化を図ることができ、また、コストを削減することができる。さらに、インパクトビーム５４の後端部を、フレーム３８を越えてドアアウタパネルの後下端部まで延出させ、インパクトビーム５４の後端部の台座５８にドアアウタパネルの被取付部を固定させることで、ドアアウタパネルの後下端部の強度を向上させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用ドア構造に関する。

車両用ドア構造として、例えば、特許文献１では、インナパネルを樹脂材で形成し、当該インナパネルと板金で形成されたアウタパネルとの結合部を相対移動可能としている。これにより、樹脂材と板金との熱収縮率の差を吸収するようにしている。

特開２００４−２４３８０７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された先行技術による場合、インナパネルを樹脂材で形成することで車両の軽量化及びコストダウンを図ることができるが、ドア構造の強度上の問題については改良の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、車両の軽量化及びコストダウンを図ると共に、強度を向上させ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の発明に係る車両用ドア構造は、車幅方向外側に設けられたドアアウタパネルと、一定の断面形状で車幅方向から見てＵ字状に形成され、前記ドアアウタパネルよりも車幅方向内側に設けられ、当該ドアアウタパネルが固定されると共に車内側に設けられるドアトリムが固定されたフレームと、前記フレームと前記ドアアウタパネルの間に配置され、当該ドアアウタパネルの車両前方側から後下端部まで延出し、後端部にドアアウタパネルが固定されたインパクトビームと、を有している。

請求項１の発明に係る車両用ドア構造では、車幅方向外側にはドアアウタパネルが設けられており、ドアアウタパネルよりも車幅方向内側には、一定の断面形状で車幅方向から見てＵ字状に形成されたフレームが設けられている。このフレームにドアアウタパネルが固定されると共に、当該フレームには車内側に設けられるドアトリムが固定されている。また、フレームとドアアウタパネルの間にはインパクトビームが配置されており、ドアアウタパネルの車両前方側からドアアウタパネルの後下端部まで延出し、インパクトビームの後端部にドアアウタパネルが固定されている。つまり、本発明では、従来のドアインナパネルに代えてＵ字状のフレームを用いている。このように、Ｕ字状のフレームを用いることで、従来のドアインナパネルを用いた場合と比較して、開口面積が広くなった分、軽量化を図ることができる。また、ドアインナパネルに代えてフレームを用いることで、いわゆるヘムレス構造とすることができ、コストを削減することができる。

ここで、例えば、フレームをコ字状に形成する場合、角部を形成するための二次加工が必要となるが、フレームをＵ字状に形成することで角部がなだらかとなり、当該二次加工が不要となって、生産性を上げることができる。但し、フレームをＵ字状に形成すると、ドアアウタパネルの前下端部及び後下端部では、フレームがドアアウタパネルの中央側へ入り込んだ状態となる。このため、ドアアウタパネルの前下端部及び後下端部では、ドアアウタパネルのみが配置された状態となり、強度及び剛性が不足する。そこで、本発明では、インパクトビームの後端部をドアアウタパネルの後下端部まで延出させ、インパクトビームの後端部にドアアウタパネルを固定させることで、ドアアウタパネルの後下端部を補強している。

請求項２に記載の車両用ドア構造は、請求項１に記載の車両用ドア構造において、前記フレームが、前記ドアアウタパネルが取付けられる第１取付壁と、前記第１取付壁よりも車幅方向内側に設けられ、前記ドアトリムが取付けられる第２取付壁と、前記第１取付壁と前記第２取付壁との間に設けられると共に、フレーム中央側へ凹み、ドア本体とボディパネルとの隙間をシールするウェザーストリップが取付けられた凹壁と、を有している。

請求項２に記載の車両用ドア構造では、フレームが、第１取付壁、第２取付壁及び凹壁を有しており、第１取付壁にはドアアウタパネルが取付けられ、第２取付壁にはドアトリムが取付けられる。つまり、フレームにドアトリム及びドアアウタパネルを取付けることができる。そして、第１取付壁と第２取付壁との間には、フレーム中央側へ凹む凹壁が設けられており、この凹壁内にウェザーストリップが取付けられ、ドア本体とボディパネルとの隙間がシールされる。

請求項３に記載の車両用ドア構造は、請求項１又は２に記載の車両用ドア構造において、前記フレームの断面がＷ形状を成している。

請求項３に記載の車両用ドア構造では、フレームの断面をＷ形状とすることで、一定の断面形状でフレームを形成することができる。

以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車両用ドア構造は、車両の軽量化及びコストダウンを図ると共に、強度を向上させることができる。

請求項２記載の本発明に係る車両用ドア構造は、取付部材を別途必要とすることなく、フレームにドアトリム及びドアアウタパネルを固定させることができるため、部品点数を削減し、さらにコストダウンを図ることができる。

請求項３記載の本発明に係る車両用ドア構造は、簡単な形状でフレームを形成することができるため、歩留まりが良く、コストダウンを図ることができる。

本発明の実施の形態に係る車両用ドア構造が適用された車両を示す概略側面図である。 本発明の実施の形態に係る車両用ドア構造を示すフロントサイドドアの概略側面図である。 図２の３−３線断面図である。 図２の４−４線断面図である。 図２の５−５線断面図である。 本発明の実施の形態に係る車両用ドア構造が適用されたインパクトビームの前端部及び後端部を示す斜視図である。 図２の７−７線断面図である。 本発明の実施の形態に係る車両用ドア構造との比較例を示すフロントサイドドアの概略側面図である。 図８の９−９線断面図である。 本発明の実施の形態に係る車両用ドア構造の変形例であり、図５に対応する断面図である。

以下、図１〜図５を用いて、本発明の実施の形態に係る車両用ドア構造について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示し、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。

図１には、本実施形態に係る車両用ドア構造が適用された車両が示されている。この図に示されるように、車両１０のボディー本体１１の側部には、フロントドア開口部１２とリアドア開口部１４とが形成されている。フロントドア開口部１２及びリアドア開口部１４は、上縁部が車両前後方向に沿って延在する車両骨格部材としてのルーフサイドレール１６によって構成され、下縁部が車両前後方向に沿って延在するロッカ１８によって構成されている。

フロントドア開口部１２の前縁部は、略車両上下方向に沿って延在するフロントピラー２０によって構成されており、フロントドア開口部１２の後縁部は、略車両上下方向に沿って延在するセンターピラー２２によって構成されている。フロントピラー２０にはヒンジ部２４が設けられており、このヒンジ部２４にフロントサイドドア（ドア本体）２６が取付けられ、フロントドア開口部１２が開閉可能とされている。

センターピラー２２はフロントドア開口部１２の後縁部を構成すると共に、リアドア開口部１４の前縁部を構成しており、リアドア開口部１４の後縁部は、車両後方側へ向かって下り傾斜して延在するリアピラー２８によって構成されている。センターピラー２２にはヒンジ部３０が設けられており、このヒンジ部３０にリアサイドドア３２が取付けられ、リアドア開口部１４が開閉可能とされている。

なお、上記のルーフサイドレール１６、ロッカ１８、フロントピラー２０、センターピラー２２及びリアピラー２８は、いずれも車両骨格部材であり、サイドアウタパネル３６によって覆われているため、外観には露出しない。

（車両用ドア構造の構成）

次に、本発明の実施の形態に係る車両用ドア構造について説明を行う。図２には、フロントサイドドア２６の側面図が示されており、図３〜図５及び図７には、フロントサイドドア２６の各部の断面図がそれぞれ示されている。フロントサイドドア２６は、車両幅方向外側に樹脂製のドアアウタパネル３４が配置されており、ドアアウタパネル３４の車両幅方向内側には金属製のフレーム３８が配置されている。

フレーム３８は、各断面がＷ形状を成しており（一定の断面形状を有しており）、車幅方向から見てＵ字状に形成されている。図３に示されるように、フレーム３８の幅方向一端側の壁部（第１取付壁）３８Ａと他端側の壁部（第２取付壁）３８Ｂは、略直交した状態で配置（壁部３８Ａの延長線と壁部３８Ｂの延長線とは略直交する）されており、壁部３８Ａと壁部３８Ｂの間には、壁部３８Ａ又は壁部３８Ｂに対してそれぞれ略直角に屈曲し、フレーム３８の中央側へ凹む壁部３８Ｃ及び壁部３８Ｄが設けられている。この壁部３８Ｃ及び壁部３８Ｄによって凹壁４０が形成されている。

ここで、フレーム３８の壁部３８Ａには、ドアアウタパネル３４が取付け可能とされており、フレーム３８の壁部３８Ｂには、樹脂製のドアトリム４２が取付け可能とされている。また、凹壁４０には、ゴム製のウェザーストリップ４４が取付け可能とされている。

具体的には、図３及び図４に示されるように（図３は図２の３−３線断面図であり、図４は図２の４−４線断面図である）、ドアアウタパネル３４の外縁部には、車幅方向内側へ向かって屈曲し平面部を有する被取付部３４Ａが設けられており、フレーム３８の幅方向一端側の壁部３８Ａに面接触可能とされている。

ドアアウタパネル３４の被取付部３４Ａがフレーム３８の壁部３８Ａに面接触した状態で、被取付部３４Ａの端面はフレーム３８の壁部３８Ａの中央側に配置され、被取付部３４Ａの端面をフレーム３８の壁部３８Ａにレーザロウ付けする（レーザロウ付け部４６）。これにより、ドアアウタパネル３４がフレーム３８に固定される。

なお、レーザロウ付け部４６の表面に、シーラー塗布を行っても良い。これによると、ドアアウタパネル３４の被取付部３４Ａの端面の耐錆性をさらに向上させることができる。また、レーザロウ付けに代えて、フレーム３８の壁部３８Ａとドアアウタパネル３４の被取付部３４Ａとの合わせ面に、アドヒーシヴなどの接着剤を塗布し、これによって、ドアアウタパネル３４をフレーム３８に固定しても良い。さらに、これ以外の固定方法であっても良い。

また、フレーム３８の幅方向他端側の壁部３８Ｂには、ドアトリム４２が取付け可能とされているが、ドアトリム４２には、係止用のクリップ４８が設けられており、このクリップ４８を介して、ドアトリム４２がフレーム３８に固定されるようになっている。

具体的には、フレーム３８の壁部３８Ｂには、クリップ４８のアンカー部５０が挿入可能な挿入部５２が設けられている。アンカー部５０は軸方向に沿ってスリット５０Ａが設けられており、縮径する方向へ弾性変形可能とされている。アンカー部５０が挿入部５２を通過すると当該アンカー部５０は復元して、挿入部５２の周辺部に係止される。これにより、アンカー部５０は抜け止めされ、ドアトリム４２がフレーム３８に固定される。なお、このクリップ４８に代えて接着剤による固定であっても良い。

一方、フレーム３８の壁部３８Ｃ、３８Ｄで形成された凹壁４０の隅部４０Ａには、ウェザーストリップ４４が取付られており、ウェザーストリップ４４に設けられた突起部４４Ａが壁部３８Ｃ及び壁部３８Ｄに圧接されている。これにより、フロントサイドドア２６とボディー本体（図示省略）との間をシールして、当該隙間を通じて風や雨などが車内へ侵入しないようにしている。

ところで、図２及び図５に示されるように、フレーム３８とドアアウタパネル３４の間には、インパクトビーム５４が配置されている。このインパクトビーム５４は長板状に形成されており、インパクトビーム５４の両端部には矩形状の台座５６、５８が設けられている。

インパクトビーム５４の幅方向中央部には、台座５６、５８部分を除いて、長手方向に沿って車幅方向内側へ向かって突出する凹溝６０が形成されている。この凹溝６０を形成することで、凹溝６０が形成されていない場合と比較して、インパクトビーム５４自体の強度を向上させることができる。

このインパクトビーム５４はドアアウタパネル３４の車両前方側から、フレーム３４を越えてドアアウタパネル３４の後下端部まで延出しており、インパクトビーム５４の台座５８の後端部には、略直角に折り返された取付壁５８Ａが設けられている。この取付壁５８Ａにドアアウタパネル３４の被取付部３４Ａが面接触可能とされている。

ドアアウタパネル３４の被取付部３４Ａがインパクトビーム５４の取付壁５８Ａに面接触した状態で、被取付部３４Ａの端面をインパクトビーム５４の取付壁５８Ａにレーザロウ付けする（レーザロウ付け部４６）。

一方、凹溝６０の後端部では、他の部分よりも凹溝６０の深さが深くなっており、インパクトビーム５４の後端部では、凹溝６０が深くなった分、車両内側へ向かって突出する突出部６０Ａが設けられている。この突出部６０Ａとフレーム３８の壁部３８Ｃとが接触可能となっており、突出部６０Ａと壁部３８Ｃとを接触させた状態で、スポット溶接（×部分）によって、フレーム３８にインパクトビーム５４が固定される。

また、図７に示されるように（図７は図２の７−７線断面図である）、フロントピラー２０（図１参照）にはヒンジ部２４が設けられているが、このヒンジ部２４には、断面が略クランク状の連結金具６２が設けられている。この連結金具６２の一端側の壁部６２Ａと他端側の壁部６２Ｂは平行に配置されており、壁部６２Ａ及び壁部６２Ｂと略直交して配置された連結壁６２Ｃによって繋げられている。また、連結金具６２の壁部６２Ａの先端部からは、連結壁６２Ｃと対面した状態で壁部６２Ｂに対して略直交して取付壁６２Ｄが延出している。

連結金具６２の壁部６２Ｂは、インパクトビーム５４の前端部に位置する台座５６に面接触可能とされている。インパクトビーム５４の台座５６側には、当該台座５６側へ行くにしたがって車幅方向内側へ向う傾斜壁６４が設けられており、台座５６はインパクトビーム５４の表面５４Ａよりも車幅方向内側に位置している。そして、連結金具６２の壁部６２Ｂは、この台座５６に面接触可能とされている。壁部６２Ｂが台座５６に面接触した状態で、スポット溶接（×部分）によって、連結金具６２がインパクトビーム５４の台座５６に固定される。

また、連結金具６２の連結壁６２Ｃとヒンジ部２４の間には隙間が設けられており、この隙間内にフレーム３８の壁部３８Ａが配置される。そして、壁部３８Ａと連結壁６２Ｃとは面接触可能とされており、壁部３８Ａと連結壁６２Ｃが面接触された状態で、スポット溶接（×部分）によって、連結金具６２がフレーム３８に固定される。つまり、連結金具６２を介して、ドアアウタパネル３４がフレーム３８に固定される。

なお、ここでは、連結金具６２の連結壁６２Ｃとヒンジ部２４の間に設けられた隙間内にフレーム３８の壁部３８Ａが配置され、壁部３８Ａと連結壁６２Ｃが面接触された状態で、スポット溶接によって、連結金具６２をフレーム３８に固定するようにしたが、連結金具６２については、この形状に限るものではない。

例えば、フロントサイドドア２６の車両後方側では、前面衝突時において、当該フロントサイドドア２６が開放可能となるように、車幅方向外側へ向かって力が作用するようにしているが、図３に示されるように、リアサイドドア３２の車両前方側では、ドアアウタパネル３４の被取付部３４Ａが先端部へ行くにしたがって車幅方向内側へ向かう傾斜面となっている。なお、リアサイドドア３２においても同様の構成となっている。

このため、この被取付部３４Ａに連結金具６６を固定するためには、被取付部３４Ａと面接触する傾斜面６６Ａを連結金具６６に設ける必要がある。したがって、ここでは連結金具６６の断面形状が略鉤型状となるようにしている。連結金具６６は、傾斜面６６Ａを間に置いて、Ｌ字状の壁部６６Ｂ、６６Ｃ及び壁部６６Ｄ、６６Ｅをそれぞれ設けて、連結金具６６自体の変形を防止するようにしている。そして、ヒンジ部３０とフレーム３８の間に隙間を設け、当該隙間内に連結金具６６の壁部６６Ｃを配置し、フレーム３８に連結金具６６を固定するようにしている。また、これ以外にも、ドアアウタパネル３４の形状等に合わせて連結金具の形状は適宜変更可能である。

（車両用ドア構造の作用・効果）

図２〜図５に示されるように、ドアアウタパネル３４の車両幅方向内側には、断面がＷ形状を成し車幅方向から見てＵ字状に形成された金属製のフレーム３８を配置し、当該フレーム３８にドアトリム４２及びドアアウタパネル３４を固定させるようにしている。また、インパクトビーム５４がドアアウタパネル３４の車両前方側から、フレーム３８を越えてドアアウタパネル３４の後下端部まで延出し、インパクトビーム５４の後端部に、ドアアウタパネル３４を固定させるようにしている。

このように、従来のドアインナパネルに代えて、Ｕ字状のフレーム３８を用いることで、従来のドアインナパネルを用いた場合と比較して、開口面積が広くなった分、軽量化を図ることができる。また、ドアインナパネルに代えてフレーム３８を用いることで、いわゆるヘムレス構造（ドアインナパネルとドアアウタパネルによるヘミング加工をなくした構造）とすることができ、コストを削減することができる。

しかし、例えば、図８及び図９に示されるように、ヘムレス構造を採用し、従来のドアインナパネルに代えて、ドア本体１０５にフレーム１００を用いた場合において、フレーム１００はドアアウタパネル１０２とドアトリム１０４（図８では図示を省略している）の間に配置されることとなるが、ドアトリム１０４はあくまでもドアアウタパネル１０２に装着されるようになっており、ドアアウタパネル１０２の外縁部に設けられた鉤状の溝部１０２Ａ内に、ドアトリム１０４の外縁部が装着されるようになっている。このため、ドアトリム１０４とドアアウタパネル１０２との見切り部の隙間が大きくなってしまい、車両の品質感が低下してしまう。

これに対して、本実施形態では、図２及び図３に示されるように、レーザロウ付けによりドアアウタパネル３４をフレーム３８に固定し、クリップ４８を介して当該フレーム３８にドアトリム４２を固定させるようにしているが、各部材の見切り部分において、互いに隙間が生じないようにすることができる。このため、車両の品質感を向上させることができる。また、フレーム３８の断面をＷ形状とすることで、一定の断面形状でフレーム３８をＵ字状に形成することができるため、歩留まりが良く、コストダウンを図ることができる。なお、このフレーム３８は押出成形等によって形成される。

ここで、図示はしないが、例えば、フレームをコ字状に形成する場合、角部を形成するための二次加工が必要となってしまう。しかし、フレーム３８をＵ字状に形成することで角部がなだらかとなり、当該二次加工が不要となって、生産性を上げることができる。一方、フレーム３８をＵ字状に形成すると、ドアアウタパネル３４の前下端部及び後下端部では、フレーム３８がドアアウタパネル３４の中央側へ入り込んだ状態となる。このため、ドアアウタパネル３４の前下端部及び後下端部では、ドアアウタパネル３４のみが配置された状態となり、強度及び剛性が不足する。特に、前面衝突の場合、インパクトビーム５４に伝達された衝撃力を車両後方側へ伝達させる必要があるため、ドアアウタパネル３４の後下端部ではインパクトビーム５４から伝達された衝撃力を車両後方側へ伝達するに十分な剛性が要求される。

そこで、本実施形態では、インパクトビーム５４の後端部を、フレーム３８を越えてドアアウタパネル３４の後下端部まで延出させている。そして、図２及び図５に示されるように、ドアアウタパネル３４の被取付部３４Ａを、インパクトビーム５４の後端部の台座５８に設けられた取付壁５８Ａに固定させるようにしている。これにより、ドアアウタパネル３４の後下端部を補強することができる。

なお、ここでは、フレーム３８を車幅方向から見てＵ字状に形成するようにしたが、ここでの「Ｕ字状」とは、ドアアウタパネル３４の外縁側に沿って配置され上部に開口を有する形状であって、角部がなだらかな形状であることを意味している。このため、ドアアウタパネル３４の形状によって適宜変更可能である。

また、フレーム３８の断面をＷ形状としたが、一定の断面形状でフレーム３８を形成することができれば良いため、必ずしもＷ形状に限るものではない。さらに、ここでの「一定の断面形状」とは、フレームがＵ字型を形成するに当たって連続して形成することが可能であれば良く、例えば、断面位置によって、壁部同士で成す角度が若干異なっていたとしても、全体として同じような断面形状であれば良いという意味である。

（その他の実施形態）

上記実施形態では、図５に示されるように、インパクトビーム５４の後端部を、フレーム３８を越えてドアアウタパネル３４の後下端部まで延出させ、インパクトビーム５４の後端部にドアアウタパネル３４の被取付部３４Ａを固定しているが、図１０に示されるように、この台座５６にクッションゴム６８を装着する。

クッションゴム６８は一端部が閉塞された円筒部７０の中心部を軸部７２が貫通した状態で形成されており、円筒部７０の開口側に位置する軸部７２の一端部に設けられた頭部７４が台座５６の中央部に形成された装着穴７６内へ挿入可能とされる。

頭部７４は装着穴７６よりも大径とされており、インパクトビーム５４とドアアウタパネル３４との間に設けられた隙間７８内へ配置可能な大きさとされている。頭部７４を装着穴７６内へ圧入することで、頭部７４は装着穴７６を通過し当該隙間７８内に配置されると共に、頭部７４よりも小径の首部８０が装着穴７６内に配置される。これによってクッションゴム６８がインパクトビーム５４から抜け止めされる。

一方、円筒部７０の閉塞部７０Ａとインパクトビーム５４の台座５６との間には隙間が設けられ、また、軸部７２の他端部の端面には凹部８２が形成されている。つまり、クッションゴム６８は弾性変形し易い形状とされており、ボディパネルとの衝撃を緩和可能としている。

また、円筒部７０の筒部７０Ｂは、ドアアウタパネル３４の後下端部において、インパクトビーム５４との固定部を覆うように配置されている。このため、ドアアウタパネル３４及びインパクトビーム５４のエッジ部を保護することができ、加害性の軽減を図ることができる。

このように、フロントサイドドア２６及びリアサイドドア３２を閉止させるときの衝撃を緩和すると共にドアアウタパネル３４及びインパクトビーム５４のエッジ部を保護する部材を、このクッションゴム６８で兼用させることができるため、コストを削減することができる。

１０ 車両
１１ ボディー本体
２６ フロントサイドドア
３２ リアサイドドア
３４ ドアアウタパネル
３６ アウタパネル
３８ フレーム
３８Ａ 壁部（第１取付壁）
３８Ｂ 壁部（第２取付壁）
３８Ｃ 壁部（凹壁）
３８Ｄ 壁部（凹壁）
４０ 凹壁
４２ ドアトリム
４４ ウェザーストリップ
５４ インパクトビーム

Claims (3)

1. 車幅方向外側に設けられたドアアウタパネルと、
   一定の断面形状で車幅方向から見てＵ字状に形成され、前記ドアアウタパネルよりも車幅方向内側に設けられ、当該ドアアウタパネルが固定されると共に車内側に設けられるドアトリムが固定されたフレームと、
   前記フレームと前記ドアアウタパネルの間に配置され、当該ドアアウタパネルの車両前方側から後下端部まで延出し、後端部にドアアウタパネルが固定されたインパクトビームと、
   を有する車両用ドア構造。
2. 前記フレームが、
   前記ドアアウタパネルが取付けられる第１取付壁と、
   前記第１取付壁よりも車幅方向内側に設けられ、前記ドアトリムが取付けられる第２取付壁と、
   前記第１取付壁と前記第２取付壁との間に設けられると共に、フレーム中央側へ凹み、ドア本体とボディパネルとの隙間をシールするウェザーストリップが取付けられた凹壁と、
   を有する請求項１に記載の車両用ドア構造。
3. 前記フレームの断面がＷ形状を成している請求項１又は２に記載の車両用ドア構造。

Images