JP2015016738A - Vehicle door structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用のドア構造に関する。 The present invention relates to a door structure for a vehicle.
車両用のドアの車幅方向(ドア厚さ方向)外側を構成するドアアウタパネルを樹脂材で成形し、そのドアアウタパネルの内面側に車体前後方向(ドア前後方向)に延在する補強用ビームとしての横リブを一体に成形したドア構造は、従来から知られている(例えば、特許文献1参照)。 A door outer panel that forms the vehicle width direction (door thickness direction) outside of a vehicle door is molded from a resin material, and is used as a reinforcing beam that extends in the vehicle longitudinal direction (door longitudinal direction) on the inner surface side of the door outer panel. A door structure in which the horizontal ribs are integrally formed has been known (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、このドア構造では、補強用ビームとしての横リブが樹脂材で形成されているため、車両の側面衝突によるドアアウタパネルの車幅方向(ドア厚さ方向)内側への変形によって、その横リブが破損する(割れる)おそれがある。このように、車両の側面衝突時に、補強用ビーム(インパクトビーム)の破損を抑制して効率よく衝撃を吸収するためのドア構造には、改善の余地がある。 However, in this door structure, since the lateral rib as a reinforcing beam is formed of a resin material, the lateral rib is deformed inwardly in the vehicle width direction (door thickness direction) of the door outer panel due to a side collision of the vehicle. May break (crack). As described above, there is room for improvement in the door structure for efficiently absorbing the impact by suppressing the damage of the reinforcing beam (impact beam) at the time of a side collision of the vehicle.
そこで、本発明は、車幅方向外側から入力された荷重による破損が抑制されるとともに、その荷重を効率よく吸収できるインパクトビームを備えた車両用ドア構造を得ることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to obtain a vehicle door structure including an impact beam that can suppress damage caused by a load input from the outside in the vehicle width direction and can efficiently absorb the load.
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載の車両用ドア構造は、ドアアウタパネルとドアインナパネルとで閉断面形状に構成されたドア本体部と、ドア厚さ方向から見て、中間部がドア上方向又はドア下方向へ湾曲されたインパクトビームと、前記インパクトビームの両端部にそれぞれ設けられるとともに、前記ドア本体部に取り付けられ、前記ドア本体部の閉断面内における前記ドアアウタパネル側に前記インパクトビームを配置させる結合部材と、を有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, a vehicle door structure according to claim 1 of the present invention includes a door main body configured in a closed cross-sectional shape with a door outer panel and a door inner panel, and a door thickness direction. As seen, an impact beam whose middle portion is curved upward or downward, and provided at both ends of the impact beam, is attached to the door body, and within the closed cross section of the door body. And a coupling member for disposing the impact beam on the door outer panel side.
請求項1に記載の発明によれば、インパクトビームが、ドア厚さ方向から見てドア上方向又はドア下方向へ湾曲され、ドア本体部の閉断面内におけるアウタパネル側に配置されている。したがって、ドアアウタパネルに車幅方向(ドア厚さ方向)外側から荷重が入力されたときには、湾曲されたインパクトビームがドアインナパネル側へ回動しつつ、その荷重を受け止める。よって、車幅方向外側から入力された荷重によるインパクトビームの破損が抑制されるとともに、その荷重がインパクトビームによって効率よく吸収される。 According to the first aspect of the present invention, the impact beam is bent in the door upward direction or the door downward direction as viewed from the door thickness direction, and is disposed on the outer panel side in the closed cross section of the door main body. Therefore, when a load is input to the door outer panel from the outside in the vehicle width direction (door thickness direction), the curved impact beam rotates toward the door inner panel and receives the load. Therefore, the damage of the impact beam due to the load input from the outside in the vehicle width direction is suppressed, and the load is efficiently absorbed by the impact beam.
また、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であって、前記結合部材は、金属製とされ、前記インパクトビームは、樹脂製とされるとともに、その両端部がそれぞれ前記結合部材に固定されていることを特徴としている。
Further, the vehicle door structure according to
請求項2に記載の発明によれば、結合部材が金属製とされ、インパクトビームが樹脂製とされている。そして、インパクトビームの両端部がそれぞれ結合部材に固定されている。したがって、ドアアウタパネルに車幅方向(ドア厚さ方向)外側から荷重が入力されたときには、金属製の結合部材が捩れ変形することによって、樹脂製のインパクトビームがドアインナパネル側へ回動する。
According to the invention described in
つまり、入力された荷重に対して結合部材が反力を付与しつつ(結合部材がエネルギー吸収しつつ)、インパクトビームがドアインナパネル側へ回動する。よって、インパクトビームが樹脂製とされていても、車幅方向外側から入力された荷重によるインパクトビームの破損が抑制されるとともに、その荷重がインパクトビームによって効率よく受け止められる。 That is, the impact beam rotates toward the door inner panel while the coupling member applies a reaction force to the input load (the coupling member absorbs energy). Therefore, even if the impact beam is made of resin, breakage of the impact beam due to a load input from the outside in the vehicle width direction is suppressed, and the load is efficiently received by the impact beam.
また、請求項3に記載の車両用ドア構造は、請求項1又は請求項2に記載の車両用ドア構造であって、前記結合部材は、前記インパクトビームを前記ドアインナパネル側へ弾性変形によって回動させる弾性体を有していることを特徴としている。
The vehicle door structure according to claim 3 is the vehicle door structure according to
請求項3に記載の発明によれば、結合部材が、インパクトビームをドアインナパネル側へ弾性変形によって回動させる弾性体を有している。したがって、ドアアウタパネルに車幅方向(ドア厚さ方向)外側から荷重が入力されたときには、金属製の結合部材が弾性変形することによって、樹脂製のインパクトビームがドアインナパネル側へ回動する。 According to the invention described in claim 3, the coupling member has the elastic body that rotates the impact beam toward the door inner panel side by elastic deformation. Therefore, when a load is input to the door outer panel from the outside in the vehicle width direction (door thickness direction), the resin-made impact beam is rotated toward the door inner panel side due to elastic deformation of the metal coupling member.
つまり、入力された荷重に対して結合部材が安定した反力を付与しつつ(結合部材が安定してエネルギー吸収しつつ)、インパクトビームがドアインナパネル側へ回動する。よって、インパクトビームが樹脂製とされていても、車幅方向外側から入力された荷重によるインパクトビームの破損が抑制されるとともに、その荷重がインパクトビームによって更に効率よく受け止められる。 That is, the impact beam rotates toward the door inner panel while applying a stable reaction force to the input load (while the coupling member stably absorbs energy). Therefore, even if the impact beam is made of resin, breakage of the impact beam due to the load input from the outside in the vehicle width direction is suppressed, and the load is received more efficiently by the impact beam.
また、請求項4に記載の車両用ドア構造は、請求項3に記載の車両用ドア構造であって、前記弾性体は、前記インパクトビームの前記ドアインナパネル側への回動方向と同じ方向に巻かれた巻きバネであることを特徴としている。 Further, the vehicle door structure according to claim 4 is the vehicle door structure according to claim 3, wherein the elastic body is in the same direction as a rotation direction of the impact beam toward the door inner panel. It is characterized by being a winding spring wound around.
請求項4に記載の発明によれば、弾性体が、インパクトビームのドアインナパネル側への回動方向と同じ方向に巻かれた巻きバネとされている。したがって、金属製の結合部材は、安定して弾性変形され、車幅方向外側から入力された荷重に対して安定した反力を付与できる。 According to the invention described in claim 4, the elastic body is a winding spring wound in the same direction as the rotation direction of the impact beam toward the door inner panel. Therefore, the metallic coupling member is stably elastically deformed, and a stable reaction force can be applied to the load input from the outside in the vehicle width direction.
以上、説明したように、請求項1に係る発明によれば、車幅方向外側から入力された荷重によるインパクトビームの破損を抑制することができるとともに、その荷重をインパクトビームによって効率よく吸収することができる。 As described above, according to the invention according to claim 1, it is possible to suppress the damage of the impact beam due to the load input from the outside in the vehicle width direction, and to efficiently absorb the load by the impact beam. Can do.
請求項2に係る発明によれば、インパクトビームが樹脂製とされていても、車幅方向外側から入力された荷重によるインパクトビームの破損を抑制することができるとともに、その荷重をインパクトビームによって効率よく受け止めることができる。 According to the second aspect of the present invention, even if the impact beam is made of resin, it is possible to suppress the damage of the impact beam due to the load input from the outside in the vehicle width direction, and the load is efficiently used by the impact beam. I can take it well.
請求項3に係る発明によれば、インパクトビームが樹脂製とされていても、車幅方向外側から入力された荷重によるインパクトビームの破損を抑制することができるとともに、その荷重をインパクトビームによって更に効率よく受け止めることができる。 According to the third aspect of the present invention, even if the impact beam is made of resin, it is possible to suppress the damage of the impact beam due to the load input from the outside in the vehicle width direction, and to further reduce the load by the impact beam. It can be received efficiently.
請求項4に係る発明によれば、車幅方向外側から入力された荷重に対して結合部材が安定した反力を付与することができる。 According to the fourth aspect of the invention, the coupling member can apply a stable reaction force to the load input from the outside in the vehicle width direction.
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印UPをドア上方向、矢印FRをドア前方向、矢印OUTをドア厚さ方向外側とする。また、以下の説明で、特記することなく上下、前後、内外の方向を記載した場合は、ドア上下方向の上下、ドア前後方向の前後、ドア厚さ方向の内外を示すものとする。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. For convenience of explanation, an arrow UP appropriately shown in each drawing is an upward direction of the door, an arrow FR is a forward direction of the door, and an arrow OUT is an outer side of the door in the thickness direction. Moreover, in the following description, when the direction of up and down, front and back, inside and outside is described without special mention, it indicates the up and down direction of the door, the front and back direction of the door, the inside and outside of the door thickness direction.
図1、図4に示されるように、本実施形態に係る車両用ドア構造10は、ドア厚さ方向外側に設けられた金属製のドアアウタパネル14と、ドア厚さ方向内側に設けられ、ドアアウタパネル14とで閉断面形状のドア本体部12を構成する樹脂製(又は金属製)のドアインナパネル16と、を備えており、ドアインナパネル16の上部には、枠状に形成された金属製のドアフレーム18が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
詳細には、ドアフレーム18の前方側下端部18Aは、ドアインナパネル16の前端上部にボルト・ナット、リベット、接着剤等の接合手段によって取り付けられており、ドアフレーム18の後方側下端部18Bは、ドアインナパネル16の後端上部にボルト・ナット、リベット、接着剤等の接合手段によって取り付けられている。
More specifically, the front
ドア本体部12の閉断面内には、繊維強化樹脂製(FRP製)、例えば炭素繊維強化樹脂製(CFRP製)のインパクトビーム20が配置されている。インパクトビーム20は、ある程度の剛性(強度)を有するように、所定の板厚及び外径とされた円筒状に形成されるとともに、ドア厚さ方向から見て、ドア前後方向略中央部(中間部)がドア上方向へ円弧状(凸状)に湾曲された湾曲形状に形成されている。
An
詳細には、このインパクトビーム20は、ドア前後方向が軸方向として配置される(ドア前後方向に延在する)両端部21と、その両端部21の間で、ドア上方向へ円弧状に湾曲する湾曲部22と、を有している。なお、本実施形態におけるインパクトビーム20は、樹脂製とされているが、これに限定されるものではなく、金属製とされていてもよい。
Specifically, the
インパクトビーム20の両端部21には、それぞれ金属製の結合部材24が設けられている。各結合部材24は、ドア前後方向が軸方向とされて、インパクトビーム20の両端部21が接合固定される円筒状の嵌合部26と、ドア厚さ方向が法線方向となる平板状に形成された接合部28と、を有している。
At both
図2、図3に示されるように、各結合部材24における嵌合部26の軸方向一端部側(互いに対向する側)は、インパクトビーム20の両端部21内にそれぞれ嵌挿(径方向に隙間少なく挿入)されるようになっており、その嵌合部26の軸方向一端部側の外周面が、インパクトビーム20の両端部21の内周面に接着剤Gによって強固に接合されるようになっている。これにより、インパクトビーム20の両端部21が各結合部材24に固定されるようになっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, one end side (the side facing each other) of the
図1、図2に示されるように、接合部28は、嵌合部26における軸方向他端部側に一体に連設されており、ドアインナパネル16のドアアウタパネル14側へ突出されている前端下部16A及び後端下部16Bに、それぞれかしめ、リベット、接着剤等の接合手段によって取り付けられるようになっている。これにより、図4に示されるように、インパクトビーム20が、ドア本体部12の閉断面内におけるドアアウタパネル14側に配置されるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
なお、図2に示されるように、結合部材24の嵌合部26は、その全体がインパクトビーム20の端部21に嵌挿されるものではなく、インパクトビーム20の端部21と接合部28との間において、その一部が露出されるようになっている。この露出された嵌合部26の一部が、後述する車両の側面衝突時に、インパクトビーム20(湾曲部22)のドアインナパネル16側への回動に伴い、捩れ変形(インパクトビーム20の回動に対して反力を付与しつつ塑性変形)するようになっている。
As shown in FIG. 2, the
また、インパクトビーム20の湾曲部22の最大高さ(後述する回転中心軸Kを基準とした最大高さ)は、ドア本体部12の閉断面内のドア厚さ方向の長さ(ドアアウタパネル14とドアインナパネル16とのドア厚さ方向の間隔)と同一か、それよりも若干小さくされている。これにより、インパクトビーム20のドアインナパネル16側への回動が、そのドアインナパネル16によって阻害されない構成になっている。
Further, the maximum height of the
また、図1に示されるように、各結合部材24の嵌合部26は、ドア厚さ方向から見てドア前後方向(水平方向)が軸方向とされる構成に限定されるものではなく、ドア前後方向に対して多少傾いていてもよい。つまり、各嵌合部26は、インパクトビーム20の湾曲部22の回動軸となるように、同一の回転中心軸K上に設けられていればよい。
Further, as shown in FIG. 1, the
また、インパクトビーム20の両端部21と結合部材24の嵌合部26とを接合する接合手段は、接着剤G(図3参照)に限定されるものではなく、図示しないボルト・ナットやリベット等であってもよい。更に、ドアインナパネル16が金属製の場合には、ドアフレーム18や接合部28は、スポット溶接やアーク溶接等によって接合されてもよい。
Further, the joining means for joining the both
以上のような構成とされた車両用ドア構造10において、次にその作用について説明する。
Next, the operation of the
図4に示されるように、ドア本体部12のドア前後方向略中央部が、例えばポールPに側面衝突したときには、それによって入力された衝突荷重により、ドアアウタパネル14が車幅方向(ドア厚さ方向)内側へ向けて変形する。そして、ポールPが、その変形されたドアアウタパネル14を介して、インパクトビーム20の湾曲部22を車幅方向(ドア厚さ方向)内側へ向けて相対的に押圧する。
As shown in FIG. 4, when the substantially central portion of the
ここで、インパクトビーム20の両端部21は、それぞれ結合部材24における嵌合部26の軸方向一端部側に固定されている。そのため、車幅方向(ドア厚さ方向)外側から入力された衝突荷重により、インパクトビーム20の湾曲部22が車幅方向(ドア厚さ方向)内側へ向けて相対的に押圧されると、図5に示されるように、結合部材24の嵌合部26が捩れ変形する。
Here, both
つまり、結合部材24の嵌合部26は、インパクトビーム20の回動に対して反力(抵抗力)を付与しつつ(エネルギー吸収しつつ)塑性変形する。したがって、インパクトビーム20の湾曲部22は、ドアインナパネル16側へ回動しつつ、その衝突荷重を効率よく受け止める(エネルギー吸収する)ことができる。これにより、ドアインナパネル16の車幅方向(ドア厚さ方向)内側への変形を抑制又は防止することができる。
That is, the
また、インパクトビーム20の湾曲部22は、入力された衝突荷重が嵌合部26の捩れ変形によって効率よく吸収されつつ、ドアインナパネル16側へ回動するので、その湾曲部22が受け止める(エネルギー吸収する)衝突荷重を低減させることができる。よって、インパクトビーム20が、伸長しないCFRP製とされていても、その湾曲部22の変形や破損を抑制又は防止することができる。
In addition, the
また、本実施形態に係る車両用ドア構造10では、上記したように、ドア本体部12の閉断面内に配置するインパクトビーム20が樹脂材料(繊維強化樹脂材料)で構成されている。したがって、インパクトビーム20が金属材料で構成されている場合に比べて、ドア本体部12自体を軽量化することができる利点がある。
Moreover, in the
なお、結合部材24の嵌合部26は、インパクトビーム20の両端部21に嵌挿される構成に限定されるものではなく、インパクトビーム20の両端部21が、嵌合部26に嵌挿(径方向に隙間少なく挿入)される構成になっていてもよい。つまり、インパクトビーム20の両端部21の外周面が、嵌合部26の内周面に接着剤G等によって固定される構成であってもよい。
In addition, the
更に、結合部材24の嵌合部26は、円筒状に形成されるものに限定されるものではない。例えば図6に示されるように、円柱状(中実状)に形成された嵌合部26とされていてもよい。但し、この場合は、嵌合部26が、インパクトビーム20の両端部21に嵌挿される構成のみとなる。
Furthermore, the
また、インパクトビーム20の少なくとも両端部21及び結合部材24の嵌合部26が、例えば図7に示されるように、角筒状(図示のものは四角筒状)に形成されていてもよい。この場合は、嵌合部26が、インパクトビーム20の両端部21に嵌挿される構成とされてもよいし、インパクトビーム20の両端部21が、嵌合部26に嵌挿される構成とされてもよい。
Further, at least the both
更に、結合部材24の嵌合部26は、例えば図8に示されるように、弾性体の一例としての巻きバネ30で構成されていてもよい。この嵌合部26を構成する巻きバネ30は、中心側から周縁側に向かって、インパクトビーム20(湾曲部22)のドアインナパネル16側への回動方向と同じ方向に巻かれており、車幅方向(ドア厚さ方向)外側から衝突荷重が入力されたときには、その弾性変形によって、インパクトビーム20がドアインナパネル16側へ安定して回動するようになっている。
Furthermore, the
したがって、この巻きバネ30で構成された嵌合部26の場合は、インパクトビーム20の回動に対する反力(抵抗力)を安定して付与することができ、インパクトビーム20の湾曲部22によって、衝突荷重を効率よく受け止める(エネルギー吸収する)ことができる。なお、この巻きバネ30で構成された嵌合部26の場合は、インパクトビーム20の両端部21に嵌挿される構成のみとなる。
Therefore, in the case of the
以上、本実施形態に係る車両用ドア構造10について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車両用ドア構造10は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、弾性体は、図8に示されている巻きバネ30に限定されるものではなく、インパクトビーム20の回動に対して安定した反力(抵抗力)を付与することができるものであればよい。
The
また、インパクトビーム20は、ドア厚さ方向から見て、ドア前後方向略中央部(中間部)がドア下方向へ円弧状(凸状)に湾曲する湾曲形状に形成されていてもよい。この場合、各接合部28は、ドアインナパネル16のドアアウタパネル14側へ突出された前端上部及び後端上部に、それぞれ上記した接合手段によって取り付けられる。また、この場合は、巻きバネ30の巻き方向が、図8に示されている巻き方向と逆方向になる。
Further, the
10 車両用ドア構造
12 ドア本体部
14 ドアアウタパネル
16 ドアインナパネル
20 インパクトビーム
21 端部
24 結合部材
30 巻きバネ(弾性体)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
ドア厚さ方向から見て、中間部がドア上方向又はドア下方向へ湾曲されたインパクトビームと、
前記インパクトビームの両端部にそれぞれ設けられるとともに、前記ドア本体部に取り付けられ、前記ドア本体部の閉断面内における前記ドアアウタパネル側に前記インパクトビームを配置させる結合部材と、
を有する車両用ドア構造。 A door main body configured in a closed cross-sectional shape with a door outer panel and a door inner panel;
An impact beam whose middle part is curved in the upward direction or downward direction of the door as viewed from the door thickness direction;
A coupling member that is provided at both ends of the impact beam, is attached to the door main body, and disposes the impact beam on the door outer panel side in a closed cross section of the door main body,
A vehicle door structure.
前記インパクトビームは、樹脂製とされるとともに、その両端部がそれぞれ前記結合部材に固定されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用ドア構造。 The coupling member is made of metal,
The vehicle door structure according to claim 1, wherein the impact beam is made of resin, and both end portions thereof are respectively fixed to the coupling member.
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