JP2012056373A - ドア開口構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ドア開口の周縁部に形成されたコーナー部の変形を抑制する。
【解決手段】ドア開口構造１０は、閉断面３８を形成するアウタパネル２２及びインナパネル２４を有して構成されると共に、アウタパネル２２及びインナパネル２４における一端側の接合部３０が車両に形成されたドア開口２６の周縁部２６Ａを構成する骨格部材１４と、周縁部２６Ａに形成されたコーナー部２６Ａ１の長手方向に沿って延在されると共に、そのドア開口２６側の端部４０Ａが接合部３０に接合された本体部４０と、本体部４０とで閉断面３８内に中空部４４を形成する補強部４２とを有する補強部材１６と、を備えている。この構成によれば、例えば、車両の走行時にサスペンション等から車体１２への入力によりコーナー部２６Ａ１に応力が集中しても、このコーナー部２６Ａ１の変形を補強部材１６によって抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ドア開口構造に関する。

特許文献１には、ヒンジピラー内にヒンジピラーレインフォースメントが設けられると共に、センターピラー内にセンターピラーレインフォースメントが設けられ、これらがサイドシル内に設けられたサイドシルレインフォースメントの前端部及び後端部に接合された自動車の側部車体構造が開示されている。

特開平５−３９０６３号公報 特開平７−１１２６７０号公報 実開平６−６１６６０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の例では、ピラーとサイドシルとの剛性を向上させることができるものの、ドア開口の周縁部に形成されたコーナー部の変形を抑制することに関しては改善の余地がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ドア開口の周縁部に形成されたコーナー部の変形を抑制することができるドア開口構造を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載のドア開口構造は、閉断面を形成する一対のパネルを有して構成されると共に、前記一対のパネルにおける一端側の接合部が車両に形成されたドア開口の周縁部を構成する骨格部材と、前記周縁部に形成されたコーナー部の長手方向に沿って延在されると共に、その前記ドア開口側の端部が前記接合部に接合された本体部と、前記本体部とで前記閉断面内に中空部を形成する補強部とを有する補強部材と、を備えている。

このドア開口構造によれば、ドア開口の周縁部に形成されたコーナー部は、骨格部材の閉断面内に中空部を有する補強部材によって補強されている。従って、例えば、車両の走行時にサスペンション等から車体への入力によりコーナー部に応力が集中しても、このコーナー部の変形を抑制することができる。

請求項２に記載のドア開口構造は、請求項１に記載のドア開口構造において、前記中空部が、前記コーナー部の外側に設けられると共に、前記コーナー部側に凸を成すように湾曲して形成された構成とされている。

このドア開口構造によれば、中空部は、コーナー部の外側に設けられると共に、コーナー部側に凸を成すように湾曲して形成されている。従って、上記入力によりコーナー部に対してこのコーナー部を変形（屈曲）させる方向にモーメントが作用しても、このモーメントを中空部によって低減（キャンセル）することができる。これにより、コーナー部の変形をより一層抑制することができる。

請求項３に記載のドア開口構造は、請求項１又は請求項２に記載のドア開口構造において、前記本体部における前記ドア開口側と反対側の端部が、前記一対のパネルにおける他端側の接合部、又は、前記骨格部材に設けられた骨格補強部材に接合された構成とされている。

このドア開口構造によれば、本体部におけるドア開口側と反対側の端部は、一対のパネルにおける他端側の接合部、又は、骨格部材に設けられた骨格補強部材に接合されている。これにより、補強部材の剛性を向上させることができるので、コーナー部の変形をより一層抑制することができる。

請求項４に記載のドア開口構造は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のドア開口構造において、前記中空部が、前記コーナー部の長手方向に沿うビードを有する構成とされている。

このドア開口構造によれば、中空部は、コーナー部の長手方向に沿うビードを有している。従って、このビードによって稜線が増えることにより中空部の曲げ剛性を向上させることができるので、コーナー部の変形をより一層抑制することができる。

以上詳述したように、本発明によれば、ドア開口の周縁部に形成されたコーナー部の変形を抑制することができる。

本発明の第一実施形態に係るドア開口構造が適用された車体における左側の後方側部を車両幅方向外側から見た側面図である。 図１のＦ２−Ｆ２線拡大断面図である。 図２に示される補強部材の斜視図である。 図１のＦ４−Ｆ４線拡大断面図である。 図２に示される補強部材の第一変形例を示す斜視図である。 図２に示される補強部材の第二変形例を示す図２に対応する断面図である。 図６に示される補強部材の斜視図である。 図２に示される補強部材の第三変形例を示す斜視図である。 図２に示される補強部材の第四変形例を示す斜視図である。 図４に示される補強部材の変形例を示す図４に対応する断面図である。 図１０に示される補強部材の斜視図である。 本発明の第二実施形態に係るドア開口構造の構成を示す側面図である。 図１２に示される補強部材の斜視図である。 図１２のＦ１４−Ｆ１４線拡大断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第二実施形態に係るドア開口構造における中空部に作用するモーメントを説明するための模式図である。

［第一実施形態］
はじめに、本発明の第一実施形態について説明する。

なお、各図において示される矢印ＵＰ、矢印ＦＲ、矢印ＬＨは、車両上下方向上側、車両前後方向前側、車両幅方向外側（左側）をそれぞれ示している。

図１に示されるように、本発明の第一実施形態に係るドア開口構造１０が適用された車体１２は、骨格部材１４と、複数の補強部材１６，１８，２０とを備えている。骨格部材１４は、車体１２の側部を構成しており、図２に示されるように、本発明における一対のパネルに相当するアウタパネル２２とインナパネル２４とを有している。

アウタパネル２２は、インナパネル２４に対して車両外側に設けられている。このアウタパネル２２及びインナパネル２４によって構成された車体１２の側部には、図示しないサイドドアによって開閉されるドア開口２６（図１も参照）が形成されている。また、アウタパネル２２及びインナパネル２４における一端側には、ドア開口２６側に延びるフランジ２２Ａ，２４Ａ（ドアオープニングフランジ）がそれぞれ形成されている。

この一対のフランジ２２Ａ，２４Ａは、後述する補強部材１６の本体部４０におけるドア開口２６側の端部４０Ａを介して重ね合わされており、例えばスポット溶接による溶接部２８により端部４０Ａと共に接合されている。この一対のフランジ２２Ａ，２４Ａによって構成された接合部３０は、ドア開口２６の周縁部２６Ａを構成している。

一方、アウタパネル２２及びインナパネル２４における他端側には、フランジ２２Ｂ，２４Ｂがそれぞれ形成されており、この一対のフランジ２２Ｂ，２４Ｂは、互いに重ね合わされている。この一対のフランジ２２Ｂ，２４Ｂによって構成された接合部３２のうち車両上側に位置する部位は、ルーフパネル３４における車両幅方向外側の端部３４Ａに車両下側から重ねられている。そして、この接合部３２のうち車両上側に位置する部位は、例えばスポット溶接による溶接部３６により端部３４Ａと接合されている。また、このようにして両端部が接合されたアウタパネル２２及びインナパネル２４は、ドア開口２６の周縁部２６Ａの長手方向と直交する方向に沿って切断した断面が閉断面３８を形成するように構成されている。

補強部材１６は、図１に示されるように、周縁部２６Ａに形成された車両上側のコーナー部２６Ａ１に設けられている。この補強部材１６は、図３に示されるように、本体部４０と補強部４２を有して構成されている。本体部４０は、コーナー部２６Ａ１の長手方向（矢印Ａ１方向）に沿って延在されるように湾曲して形成されている。

補強部４２は、本体部４０におけるドア開口２６側と反対側の端部４０Ｂに連続して形成されており、本体部４０の車両幅方向外側に折り返されている。そして、この補強部４２は、ロール状に形成されて、本体部４０とで中空部４４を形成している。また、この補強部４２の先端部４２Ａは、本体部４０に例えばアーク溶接による複数の溶接部４６によって接合されている。なお、この補強部材１６は、例えば、一枚の板材がロールフォーミング成形やプレス成形等されることによって形成されている。また、中空部４４は、コーナー部２６Ａ１の長手方向を軸方向として延在されており、図２に示されるように、閉断面３８内に形成されている。

一方、図１に示されるように、補強部材１８は、周縁部２６Ａに形成された車両後側のコーナー部２６Ａ２に設けられている。この補強部材１８は、上述の補強部材１６と同様の構成とされており、図４に示されるように、本体部５０と補強部５２を有して構成されている。

本体部５０は、コーナー部２６Ａ２の長手方向（図１の矢印Ａ２方向）に沿って延在されており、補強部５２は、本体部５０の車両幅方向外側においてロール状に形成されて、本体部５０とで中空部５４を形成している。また、この補強部５２の先端部５２Ａは、本体部５０に例えばアーク溶接による溶接部５６によって接合されている。中空部５４は、コーナー部２６Ａ２の長手方向を軸方向として延在されており、閉断面３８内に形成されている。また、本体部５０におけるドア開口２６側の端部５０Ａは、一対のフランジ２２Ａ，２４Ａの間に挟まれており、この一対のフランジ２２Ａ，２４Ａと溶接部２８により接合されている。

また、補強部材１８の車両後側には、骨格補強部材６０（リアピラーリインフォースメント）が設けられている。この骨格補強部材６０は、閉断面３８内に設けられると共に、車両幅方向内側に開口する断面ハット状に形成されている。この骨格補強部材６０の両端部６０Ａ，６０Ｂは、インナパネル２４に例えばスポット溶接による溶接部６２，６４によりそれぞれ接合されている。

なお、図１に示されるように、補強部材２０は、周縁部２６Ａに形成された車両下側のコーナー部２６Ａ３に設けている。この補強部材２０は、上述の補強部材１６，１８と同様の構成とされており、その説明は省略する。

次に、本発明の第一実施形態の作用及び効果について説明する。

本発明の第一実施形態に係るドア開口構造１０によれば、ドア開口２６の周縁部２６Ａに形成されたコーナー部２６Ａ１は、図２に示されるように、骨格部材１４の閉断面３８内に中空部４４を有する補強部材１６によって補強されている。従って、例えば、車両の走行時にサスペンション等から車体１２への上向きの入力Ａ及び下向きの入力Ｂ（図１参照）によりコーナー部２６Ａ１に応力が集中しても、このコーナー部２６Ａ１の変形（折れ）を抑制することができる。

また同様に、コーナー部２６Ａ２，２６Ａ３は、補強部材１８，２０によってそれぞれ補強されている。従って、例えば、車両の走行時にコーナー部２６Ａ２，Ａ３に応力が集中しても、このコーナー部２６Ａ２，２６Ａ３の変形を抑制することができる。以上により、例えば、このドア開口２６が形成された車体１２の側部と連続するルーフパネル３４の振動を抑制することができ、車両におけるＮＶ（ノイズ・アンド・バイブレーション）性能を向上させることができる。

また、図２に示されるように、補強部材１６自体に中空部４４が形成されているため、補強部材１６の一部を骨格部材１４に接合するだけで、容易に骨格部材１４の閉断面３８内にこれとは別の閉断面を形成する中空部４４を配置することができる。これにより、ドア開口２６の周縁部２６Ａに形成されたコーナー部２６Ａ１（図１参照）を容易に補強することができる。また、閉断面３８の内部に中空部４４が配置されることにより、閉断面３８の変形、ひいては、コーナー部２６Ａ１の変形をより効果的に抑制することができる。これらのことについては、他の補強部材１８，２０についても同様である。

次に、本発明の第一実施形態の変形例について説明する。

図２の想像線（二点鎖線）で示されるように、本体部４０におけるドア開口２６側と反対側の腹部４０Ｃ（中空部４４の腹に相当する部分）は、インナパネル２４に例えばスポット溶接、プラグ溶接、レーザ溶接などの溶接部７０によって接合されていても良い。また、この腹部４０Ｃは、インナパネル２４に接着材によって固定されていても良い。

また、図５に示されるように、コーナー部２６Ａ１の長手方向における本体部４０の両端側には、フランジ４０Ｄが形成され、このフランジ４０Ｄは、インナパネル２４に例えばスポット溶接による溶接部７２により接合されていても良い。以上のように構成されていると、補強部材１６の剛性を向上させることができるので、コーナー部２６Ａ１の変形をより一層抑制することができる。

また、図５に示されるように、補強部４２の先端部４２Ａにコーナー部２６Ａ１の長手方向に間隔を空けて複数のフランジ４２Ｂが形成されていても良い。そして、各フランジ４２Ｂが例えばスポット溶接による溶接部７４により本体部４０に接合されていても良い。

また、補強部材１６は、次のように構成されていても良い。すなわち、図６，図７に示される変形例では、本体部４０におけるドア開口２６側と反対側がフランジ２２Ｂ，２４Ｂ側に延長されると共に、本体部４０には、コーナー部２６Ａ１の長手方向に並ぶ一対のスリット４０Ｅ（図７参照）が端部４０Ｂ側から形成されている。そして、このスリット４０Ｅの間の部分は、車両幅方向外側に折り返されて補強部４２として形成されている。また、補強部４２の先端部４２Ａには、コーナー部２６Ａ１の長手方向に沿ってフランジ４２Ｃが形成されており、このフランジ４２Ｃは、コーナー部２６Ａ１の長手方向に並ぶ複数の溶接部７６により本体部４０に接合されている。

なお、図６，図７に示される補強部材１６において、補強部４２は、本体部４０の端部４０Ａ側と反対側へ延長されると共に、車両幅方向外側に折り返されていたが、本体部４０の端部４０Ｂ側と反対側へ延長されると共に、車両幅方向外側に折り返されていても良い（つまり、図６，図７の構成と上下逆に形成されていても良い）。

また、図６に示されるように、本体部４０におけるドア開口２６側と反対側の端部４０Ｂは、一対のフランジ２２Ｂ，２４Ｂの間に挟まれると共に、この一対のフランジ２２Ｂ，２４Ｂと溶接部３６により接合されていても良い。このように構成されていても、補強部材１６の剛性を向上させることができる。

また、図６の想像線（二点鎖線）で示されるように、本体部４０における端部４０Ａと端部４０Ｂとの間の中間部４０Ｆは、インナパネル２４に例えばスポット溶接、プラグ溶接、レーザ溶接などの溶接部７８によって接合されていても良い。また、この中間部４０Ｆは、インナパネル２４に接着材によって固定されていても良い。このように構成されていても、補強部材１６の剛性を向上させることができる。

また、図６の想像線（二点鎖線）及び図８に示されるように、補強部４２には、コーナー部２６Ａ１（図８参照）の長手方向に沿うビード８０が形成されていても良い。このように構成されていると、このビード８０によって稜線が増えることにより中空部４４の曲げ剛性を向上させることができるので、コーナー部２６Ａ１の変形をより一層抑制することができる。

また、ビード８０の先端部８０Ａは、本体部４０に例えばスポット溶接による溶接部８２により接合されていても良い。このように構成されていると、中空部４４の曲げ剛性をより一層向上させることができる。なお、ビード８０は、本体部４０に形成されていても良く、本体部４０と補強部４２の両方に形成されていても良い。

また、図９に示されるように、本体部４０における端部４０Ａと端部４０Ｂとの間の部分が、本体部４０におけるコーナー部２６Ａ１に沿う方向の一方側（矢印Ｃ側）に延長されると共に、車両幅方向外側に折り返されて補強部４２として形成されていても良い。また、補強部４２の先端部４２Ａには、端部４０Ａと端部４０Ｂとを繋ぐ方向に沿ってフランジ４２Ｄが形成され、このフランジ４２Ｄは、端部４０Ａと端部４０Ｂとを繋ぐ方向に並ぶ複数の溶接部８４によって本体部４０に接合されていても良い。

また、図９に示される補強部４２には、端部４０Ａと端部４０Ｂとを繋ぐ方向に沿ってビード９０が形成されていても良い。このように構成されていると、ビード９０によって稜線が増えることにより中空部４４の断面崩れを抑制することができる。また、ビード９０の先端部９０Ａは、本体部４０に例えばスポット溶接による溶接部９２により接合されていても良い。このように構成されていると、中空部４４の断面崩れをより一層抑制することができる。

なお、図２〜図９に示される補強部材１６において、例えば、中空部４４の剛性を確保することができる場合には、補強部４２の先端部４２Ａは、本体部４０に接合されていなくても良い。

また、図４の想像線（二点鎖線）で示されるように、補強部材１８の本体部５０におけるドア開口２６側と反対側の腹部５０Ｃ（中空部５４の腹に相当する部分）は、インナパネル２４に例えばスポット溶接、プラグ溶接、レーザ溶接などの溶接部１００によって接合されていても良い。また、この腹部５０Ｃは、インナパネル２４に接着材によって固定されていても良い。このように構成されていると、補強部材１８の剛性を向上させることができるので、コーナー部２６Ａ２（図１参照）の変形をより一層抑制することができる。

また、補強部材１８は、図１０，図１１に示されるように構成されていても良い。すなわち、この変形例では、図１１に示されるように、コーナー部２６Ａ２の長手方向（矢印Ａ２方向）における本体部５０の両端部５０Ｄに沿ってスリット５０Ｅが端部５０Ｂ側から形成されている。また、この本体部５０における両端部５０Ｄの間の部分は、端部５０Ａ側と反対側へ延長されると共に車両幅方向外側に折り返されて補強部５２として形成されている。

また、補強部５２における一対のスリット５０Ｅの間には、コ字状（Ｃ字状）のスリット５０Ｆが形成され、このスリット５０Ｆの内側の部分によってフランジ５０Ｇが形成されている。そして、このフランジ５０Ｇを含む本体部５０におけるドア開口２６側と反対側の端部５０Ｂは、図１０に示されるように、骨格補強部材６０のドア開口２６側の端部６０Ａとインナパネル２４との間に挟まれてこれらと溶接部６２により接合されている。このように、本体部５０におけるドア開口２６側と反対側の端部５０Ｂが骨格補強部材６０の端部６０Ａに接合されていると、補強部材１８の剛性を向上させることができる。

また、本体部５０における端部５０Ａと端部５０Ｂとの間の中間部５０Ｈは、図１０に示されるように、インナパネル２４に例えばスポット溶接、プラグ溶接、レーザ溶接などの溶接部１０２によって接合されている。なお、この中間部５０Ｈは、インナパネル２４に接着材によって固定されていても良い。このように、中間部５０Ｈがインナパネル２４に接合されていることによっても、補強部材１８の剛性を向上させることができる。

なお、この補強部材１８の中空部５４にも、上述のビード８０（図８参照）と同様のビードが形成されても良い。

また、図４，１０，図１１に示される補強部材１８において、例えば、中空部５４の剛性を確保することができる場合には、補強部５２の先端部５２Ａは、本体部５０に接合されていなくても良い。

また、図１に示される補強部材２０についても、上述の補強部材１６と同様の変形例（図５〜図９参照）を採用することが可能である。

また、本発明の第一実施形態に係るドア開口構造１０は、サイドドアによって開閉される車両側部のドア開口２６に対して適用されていたが、その他にも、例えば、バックドアによって開閉される車両後部のドア開口に対して適用されても良い。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。

図１２に示される本発明の第二実施形態に係るドア開口構造１１０は、上述のドア開口構造１０（図１〜図９参照）に対し、補強部材１６における中空部４４の構成が変更されている。すなわち、図１２〜図１４に示されるように、補強部材１６の中空部４４は、コーナー部２６Ａ１の外側に設けられると共に、コーナー部２６Ａ１側（矢印ＩＮ側）に凸を成すように湾曲して形成されている。つまり、中空部４４は、コーナー部２６Ａ１の曲げ形状（湾曲）とは逆向きに湾曲して形成されている。

このように構成されていると、車両の走行時におけるサスペンション等から車体１２への入力によりコーナー部２６Ａ１に対してこのコーナー部２６Ａ１を変形（屈曲）させる方向にモーメントが作用しても、このモーメントを中空部４４によって低減（キャンセル）することができる。これにより、コーナー部２６Ａ１の変形をより一層抑制することができる。

また、図１４に示されるように、中空部４４がインナパネル２４に接着材１０４によって固定されていると、補強部材１６の剛性をより一層向上させることができる。なお、この中空部４４は、インナパネル２４に例えばスポット溶接、プラグ溶接、レーザ溶接などの溶接によって固定されていても良い。

ここで、図１５（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、直線状の中空部１４４に荷重が入力された場合に、この直線状の中空部１４４に生じるモーメントと、本実施形態の湾曲状の中空部４４に対して荷重が入力された場合に、この湾曲状の中空部４４に生じるモーメントとの相違について説明する。

先ず、図１５（Ａ），（Ｃ）に示されるように、直線状の中空部１４４に集中荷重Ｗが入力されると、この中空部４４には、集中荷重Ｗの作用点で最大となるモーメントＭ１が作用する。これに対して、図１５（Ｂ），（Ｃ）に示されるように、本実施形態の湾曲状の中空部４４に集中荷重Ｗが入力されると、集中荷重Ｗの作用点において最大となるモーメントＭ２が作用する。ところが、このモーメントＭ２の最大値Ｍ２ｍａｘは、モーメントＭ１の最大値Ｍ１ｍａｘよりも小さくなる。

これは、湾曲状の中空部４４を支持する支点Ｒ１，Ｒ２から湾曲状の中空部４４に対して支点反力Ｆ，Ｆがそれぞれ中空部４４の中心方向へ作用することにより、キャンセルモーメントＭ３が生じることによるものである。

つまり、荷重Ｗの入力方向に対して湾曲状となるように中空部４４を形成することによって中空部４４の両端部に支点反力Ｆ，Ｆが生じ、これにより、中空部４４に作用するモーメントを低減することができるのである。これは、中空部４４にキャンセルモーメントが作用することで、中空部４４の入力荷重に対する剛性を向上させるということと等価である。

このように、中空部４４が湾曲状に形成されると、中空部４４に作用するモーメントを低減することができ、中空部４４の剛性、ひいては、補強部材１６（図１２，図１３参照）の剛性を向上させることができる。

なお、特に図示しないが、その他の補強部材１８，２０（図１参照）の中空部についても、上述の補強部材１６の中空部４４と同様に構成することが可能である。

また、本発明の第二実施形態に係るドア開口構造１１０についても、上述の本発明の第一実施形態に係るドア開口構造１０と同様の変形例（図５〜図１１参照）を採用することが可能である。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０，１１０ ドア開口構造
１４ 骨格部材
１６，１８，２０ 補強部材
２２ アウタパネル（一対のパネルの一方）
２４ インナパネル（一対のパネルの他方）
２６ ドア開口
２６Ａ 周縁部
２６Ａ１，２６Ａ２，２６Ａ３ コーナー部
３０ 接合部
３８ 閉断面
４０，５０ 本体部
４２，５２ 補強部
４４，５４ 中空部
６０ 骨格補強部材
８０ ビード

Claims (4)

1. 閉断面を形成する一対のパネルを有して構成されると共に、前記一対のパネルにおける一端側の接合部が車両に形成されたドア開口の周縁部を構成する骨格部材と、
   前記周縁部に形成されたコーナー部の長手方向に沿って延在されると共に、その前記ドア開口側の端部が前記接合部に接合された本体部と、前記本体部とで前記閉断面内に中空部を形成する補強部とを有する補強部材と、
   を備えたドア開口構造。
2. 前記中空部は、前記コーナー部の外側に設けられると共に、前記コーナー部側に凸を成すように湾曲して形成されている、
   請求項１に記載のドア開口構造。
3. 前記本体部における前記ドア開口側と反対側の端部は、前記一対のパネルにおける他端側の接合部、又は、前記骨格部材に設けられた骨格補強部材に接合されている、
   請求項１又は請求項２に記載のドア開口構造。
4. 前記中空部は、前記コーナー部の長手方向に沿うビードを有している、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のドア開口構造。