JP2015027829A - 車両用ドア構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両本体に対するドア本体部の支持剛性を確保しつつ質量を効率よく低減させられる車両用ドア構造を得る。
【解決手段】ドアアウタパネル１４とでドア本体部１２を構成する樹脂製のドアインナパネル１６と、ドアインナパネル１６に設けられ、車両本体にドア本体部１２を機械的に繋げるためのドア構成部品２２が結合される金属製の結合部材２４と、を有する車両用ドア構造１０とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用のドア構造に関する。

自動車用のドアにおいて、ドアの剛性改良のために、内部モジュールが、プラスチックベース支持体に接合された金属フレームを備えているドア構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特表２００８−５０５８０４号公報

しかしながら、このドア構造では、ドアインナパネルの中央部がプラスチック体とされ、その外周部に金属フレームが設けられているため、質量低減効果が低いおそれがある。このように、車両本体に対するドアの支持剛性を確保しつつ効率よく質量を低減させるためのドア構造には、改善の余地がある。

そこで、本発明は、車両本体に対するドア本体部の支持剛性を確保しつつ質量を効率よく低減させられる車両用ドア構造を得ることを目的とする。

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でドア本体部を構成する樹脂製のドアインナパネルと、前記ドアインナパネルに設けられ、車両本体に前記ドア本体部を機械的に繋げるためのドア構成部品が結合される金属製の結合部材と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、ドアインナパネルに設けられた金属製の結合部材に、車両本体にドア本体部を機械的に繋げるためのドア構成部品が結合されている。つまり、ドア構成部品が結合される部位にのみ、金属製の結合部材が設けられている。したがって、車両本体に対するドア本体部の支持剛性を確保しつつ、ドア本体部の質量が効率よく低減される。

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、前記ドアインナパネルに形成された開口部を閉塞するように設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、ドアインナパネルに形成された開口部を閉塞するように結合部材が設けられている。したがって、車両本体に対するドア本体部の建て付け時や車両の衝突時に、ドア構成部品に負荷がかかっても、開口部から露出されている結合部材が変形して、その負荷を吸収するので、ドアインナパネルにかかる負荷が低減される。よって、ドアインナパネルにおいて、割れや亀裂の発生が抑制又は防止される。

また、請求項３に記載の車両用ドア構造は、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、前記ドアインナパネルを挟み込むように一対で設けられていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、結合部材が、ドアインナパネルを挟み込むように一対で設けられている。したがって、結合部材が１枚しか設けられていない場合に比べて、車両本体に対するドア本体部の支持剛性が向上される。

また、請求項４に記載の車両用ドア構造は、請求項２又は請求項３に記載の車両用ドア構造であって、前記結合部材は、前記開口部から露出されている部位に脆弱部を有していることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、結合部材が、ドアインナパネルに形成された開口部から露出されている部位に脆弱部を有している。したがって、結合部材は、その脆弱部を支点として安定的に変形し易くなる。よって、車両本体に対するドア本体部の建て付け時や車両の衝突時に、ドア構成部品に負荷がかかっても、開口部から露出されている結合部材が効率よく変形して、その負荷を吸収するので、ドアインナパネルにかかる負荷が更に低減される。

以上、説明したように、請求項１に係る発明によれば、車両本体に対するドア本体部の支持剛性を確保しつつ、ドア本体部の質量を効率よく低減させることができる。

請求項２に係る発明によれば、車両本体に対するドア本体部の建て付け時や車両の衝突時に、ドアインナパネルにかかる負荷を低減させることができ、ドアインナパネルに割れや亀裂が発生するのを抑制又は防止することができる。

請求項３に係る発明によれば、車両本体に対するドア本体部の支持剛性を向上させることができる。

請求項４に係る発明によれば、車両本体に対するドア本体部の建て付け時や車両の衝突時に、ドアインナパネルにかかる負荷を更に低減させることができる。

ドアヒンジ部に適用した第１実施形態に係る車両用ドア構造を示す斜視図である。 図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。 第２実施形態に係る車両用ドア構造を示す図２に相当する断面図である。 第２実施形態に係る車両用ドア構造を示す図２に相当する断面図である。 第３実施形態に係る車両用ドア構造を示す図２に相当する断面図である。 第３実施形態に係る車両用ドア構造を示す図２に相当する断面図である。 第４実施形態に係る車両用ドア構造を拡大して示す斜視図である。 第４実施形態に係る車両用ドア構造を示す図２に相当する断面図である。 第４実施形態に係る車両用ドア構造の側面衝突時における結合部材の塑性変形を示す図２に相当する断面図である。 第４実施形態に係る車両用ドア構造を示す図２に相当する断面図である。 第４実施形態に係る車両用ドア構造を示す図２に相当する断面図である。 （Ａ）比較例に係る車両用ドア構造のドアインナパネルのクリープを示す断面図である。（Ｂ）比較例に係る車両用ドア構造のドアインナパネルが割れた状態を示す断面図である。

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。

＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態について説明する。図１、図２に示されるように、第１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を構成する繊維強化樹脂製（ＦＲＰ製）、例えば炭素繊維強化樹脂製（ＣＦＲＰ製）のドアインナパネル１６と、を備えている。そして、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。

図２に示されるように、ドアインナパネル１６の前部は、平面視で略「Ｚ」字状に屈曲形成されており、ドア厚さ方向外側でドア前方側へ突出されたドアインナパネル１６の前端部１６Ｆに、ドアアウタパネル１４の前端部１４Ｆが、ヘミング加工によって結合されている。なお、以下において、ドアインナパネル１６の前部でドア前後方向を向く壁部を前壁部１６Ａとする。

図１に示されるように、ドアインナパネル１６の前壁部１６Ａには、図示しない車両本体側に結合されるドアヒンジ部２０が上下一対で設けられている。このドアヒンジ部２０は、車両本体にドア本体部１２を機械的に繋げるためのドア構成部品の一例である金属製のヒンジ本体２２と、ヒンジ本体２２が取り付けられる後述する結合部材２４と、を有している。

ヒンジ本体２２は、平面視で略「Ｌ」字状に形成されており、ドア前方側へ突出する先端部に上下方向を軸方向とする円筒部２３が一体に連設されている。なお、ヒンジ本体２２を含むドアヒンジ部２０の構成は上下同一であるため、以下においては、上側のドアヒンジ部２０についてのみ説明する。

図１、図２に示されるように、ドアインナパネル１６のドアヒンジ部２０に対応する部位には、上下方向が長手方向とされた矩形状の開口部１７が形成されている。そして、その開口部１７を閉塞するように、ドアヒンジ部２０を構成する金属製の結合部材２４が、ドアインナパネル１６の前壁部１６Ａにインサート成形によって取り付けられている。

詳細には、結合部材２４は、開口部１７よりも一回り大きい平板状に形成されており、その周縁部が、開口部１７周りの前壁部１６Ａの板厚内に一体的に埋設されている。そのため、ドアインナパネル１６の前壁部１６Ａにおける板厚は、結合部材２４の板厚よりも厚く形成されている。

そして、開口部１７から露出されている結合部材２４の略中央部には、ヒンジ本体２２をボルト３２及びナット３４によって締結させるための貫通孔２４Ａが形成されており、ヒンジ本体２２にも、結合部材２４の貫通孔２４Ａと連通する貫通孔２２Ａが形成されている。

したがって、ヒンジ本体２２は、結合部材２４の前面側に配置され、ボルト３２が、ドア前方側から貫通孔２２Ａ及び貫通孔２４Ａに挿通されて、結合部材２４の後面側に設けられたナット３４に螺合されることにより、その結合部材２４の前面側に締結固定されるようになっている。なお、ナット３４は、結合部材２４の貫通孔２４Ａと同軸的に固着されたウエルドナットとされていてもよい。

以上のような構成とされた第１実施形態に係る車両用ドア構造１０において、次にその作用について説明する。

まず、樹脂製のドアインナパネル１６の前壁部１６Ａに開口部１７が形成されておらず、金属製の結合部材２４が設けられていない比較例に係る車両用ドア構造１００について説明する。

図１２に示されるように、この比較例に係る車両用ドア構造１００の場合、ヒンジ本体１０２は、リテーナ１０４とでドアインナパネル１０６の前壁部１０６Ａを挟持し、ヒンジ本体１０２、前壁部１０６Ａ、リテーナ１０４にそれぞれ形成された貫通孔１０２Ａ、１０６Ｂ、１０４Ａにボルト１１２を挿通してナット１１４に螺合することにより、そのドアインナパネル１０６の前壁部１０６Ａに締結固定されている。

したがって、この比較例に係る車両用ドア構造１００の場合、図１２（Ａ）に示されるように、経時によってドアインナパネル１０６の前壁部１０６Ａがクリープする（ドアインナパネル１０６の前壁部１０６Ａがボルト１１２及びナット１１４の締結力により塑性変形する）おそれがあり、ボルト１１２及びナット１１４の締結力が低下するおそれがある。

また、ドアインナパネル１０６の前壁部１０６Ａにおけるクリープを防ぐために、貫通孔１０６Ｂに金属製で円筒状のカラー部材１０８を設けたとしても、図１２（Ｂ）に示されるように、車両本体に対してドア本体部１１０を建て付けた（組み付けた）ときや車両が側面衝突したときなど、ヒンジ本体１０２に荷重が加えられたときには、ドアインナパネル１０６の前壁部１０６Ａが破断する（割れたり亀裂が発生したりする）おそれがある。

これに対し、第１実施形態に係る車両用ドア構造１０では、図２に示されるように、樹脂製のドアインナパネル１６の前壁部１６Ａに開口部１７が形成され、その開口部１７を閉塞するように金属製の結合部材２４が設けられている。そして、その結合部材２４に、ヒンジ本体２２が締結固定されている。

つまり、ドアインナパネル１６は、車両本体にドア本体部１２を機械的に繋げるためのドア構成部品（ヒンジ本体２２）が取り付けられる部位にのみ、金属製の結合部材２４が設けられている。したがって、経時によるボルト３２及びナット３４の締結力の低下を抑制することができ、車両本体に対するドア本体部１２（ドアヒンジ部２０）の支持剛性を確保することができるとともに、ドア本体部１２の質量を効率よく低減させることができる。

また、車両本体に対してドア本体部１２を建て付けたときや車両が側面衝突したときなど、ヒンジ本体２２に荷重が加えられたときでも、開口部１７から露出されている結合部材２４が塑性変形（折れ曲がり変形）して、その荷重（負荷）を吸収することができるので、ドアインナパネル１６の前壁部１６Ａにかかる負荷を低減させることができる。よって、ドアインナパネル１６の前壁部１６Ａが破断する（割れたり亀裂が発生したりする）のを抑制又は防止することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同等の部位には同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は適宜省略する。

図３に示されるように、第２実施形態に係る車両用ドア構造１０では、同一形状とされた結合部材２４が２枚（一対で）設けられ、各結合部材２４が、ドアインナパネル１６の開口部１７周りにおける前壁部１６Ａを前後から挟持して、その開口部１７を閉塞するように構成されている。

詳細には、各結合部材２４は、ドアインナパネル１６の前壁部１６Ａの板厚とほぼ同じ板厚とされ、互いに対向する周縁部が、接着剤Ｇにより、開口部１７周りにおける前壁部１６Ａの前面側及び後面側にそれぞれ接合されている。そして、各結合部材２４の略中央部には、それぞれ貫通孔２４Ａが形成されており、各結合部材２４の間には、貫通孔２４Ａと連通する貫通孔２６Ａを備えた金属製で円筒状のカラー部材２６が設けられている。

したがって、ヒンジ本体２２は、前側の結合部材２４の前面側に配置され、ボルト３２が、ドア前方側から貫通孔２２Ａ、２４Ａ、２６Ａ、２４Ａに挿通されて、後側の結合部材２４の後面側に設けられたナット３４に螺合されることにより、前側の結合部材２４の前面側に締結固定されるようになっている。そして、カラー部材２６により、各結合部材２４の各締結面の剛性（強度）が向上されるようになっている。

このような構成とされた第２実施形態に係る車両用ドア構造１０によれば、結合部材２４をドアインナパネル１６にインサート成形によって設けるよりも、簡単かつ低コストで設けることができる。そして、結合部材２４が１枚しか設けられない構成に比べて、車両本体に対するドア本体部１２の支持剛性を向上させることができる。

なお、各結合部材２４は、ドアインナパネル１６の前壁部１６Ａに接着剤Ｇによって接合される構成に限定されるものではなく、図４に示されるように、ボルト３２及びナット３４によって、ドアインナパネル１６に締結固定される構成とされていてもよいし、接着剤Ｇとボルト３２及びナット３４の両方によって、ドアインナパネル１６に締結固定される構成とされていてもよい。

詳細には、各結合部材２４の周縁部に貫通孔２４Ｂが形成され、ドアインナパネル１６の開口部１７周りにおける前壁部１６Ａにも貫通孔１６Ｂが形成されている。そして、その貫通孔１６Ｂには、金属製で円筒状のカラー部材２８が設けられ、その貫通孔２８Ａが各結合部材２４の貫通孔２４Ｂに連通されている。

したがって、例えばドア前方側からボルト３２が貫通孔２４Ｂ、２８Ａ、２４Ｂに挿通されてナット３４に螺合されることにより、各結合部材２４がドアインナパネル１６の開口部１７周りにおける前壁部１６Ａに締結固定されるようになっている。なお、前壁部１６Ａの貫通孔１６Ｂにはカラー部材２８が設けられているので、経時による前壁部１６Ａのクリープは防止されるようになっている。

このような構成とされた第２実施形態に係る車両用ドア構造１０によれば、ドアインナパネル１６の前壁部１６Ａに対する結合部材２４の接合（結合）強度を、接着剤Ｇによって接合するよりも向上させることができる。したがって、車両本体に対してドア本体部１２を建て付けたときや車両が側面衝突したときなど、ヒンジ本体２２に荷重が加えられたときに、結合部材２４が前壁部１６Ａから脱落するのを（結合部材２４と前壁部１６Ａとの接合破壊を）抑制又は防止することができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態及び第２実施形態と同等の部位には同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は適宜省略する。

図５に示されるように、第３実施形態に係る車両用ドア構造１０では、ドアインナパネル１６の開口部１７周りにおける前壁部１６Ａに貫通孔１６Ｂが形成され、その貫通孔１６Ｂにポップナット３６が設けられている。このポップナット３６のナット部３６Ａは、前壁部１６Ａの後面側に配置されている。

そして、結合部材２４は、ドアインナパネル１６の前壁部１６Ａの板厚とほぼ同じ板厚とされ、前壁部１６Ａの前面側に、開口部１７を閉塞するように１枚だけ設けられている。詳細には、この結合部材２４は、ボルト３２がドア前方側から貫通孔２４Ｂに挿通されてポップナット３６のナット部３６Ａに螺合されることにより、前壁部１６Ａの前面側に締結固定されるようになっている。

このような構成とされた第３実施形態に係る車両用ドア構造１０によれば、結合部材２４をドアインナパネル１６にインサート成形によって設けるよりも、簡単かつ低コストで設けることができ、ドアインナパネル１６の前壁部１６Ａに対する結合部材２４の接合（結合）強度を、接着剤Ｇによって接合するよりも向上させることができる。そして、結合部材２４が２枚必要な第２実施形態に比べて、ドア本体部１２の質量を更に効率よく低減させることができる。

なお、図６に示されるように、結合部材２４は、ドアインナパネル１６における前壁部１６Ａの後面側に、開口部１７を閉塞するようにボルト３２及びポップナット３６によって締結固定される構成としてもよい。この場合、ヒンジ本体２２のドア前方側への突出量を、図５に示されているものよりも低減させることができるので、ドアインナパネル１６の前部側において、省スペース化を図ることができる。

＜第４実施形態＞
最後に、第４実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態〜第３実施形態と同等の部位には同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は適宜省略する。

図７に示されるように、第４実施形態に係る車両用ドア構造１０では、結合部材２４に環状（矩形リング状）の脆弱部３０が形成されている。詳細には、図８に示される第２実施形態を例に採って説明すると、結合部材２４の開口部１７から露出されている部位で、かつヒンジ本体２２の周辺部には、結合部材２４の後面側が凹溝状となる脆弱部３０が形成されている。

このような構成とされた第４実施形態に係る車両用ドア構造１０によれば、車両がポール等の障害物に側面衝突したときなど、ドア本体部１２の前後方向略中央部に車幅方向外側から衝突荷重が入力されたときには、図９に示されるように、結合部材２４が、ドア本体部１２の変形に伴って、ドア厚さ方向内側と外側の脆弱部３０を支点にして効率よく折れ曲がり変形（塑性変形）することができるので、衝突荷重の一部を効率よく吸収することができる。

したがって、車両の側面衝突時におけるドアインナパネル１６の破断（割れや亀裂の発生）を抑制又は防止することができる。なお、脆弱部３０は、開口部１７から露出されている結合部材２４のヒンジ本体２２よりもドア厚さ方向内側と外側のみに設けられる構成であってもよい（ヒンジ本体２２と重ならない位置に形成されていればよく、環状に形成される構成に限定されるものではない）。

また、結合部材２４は、脆弱部３０を支点として安定して折れ曲がり変形（塑性変形）し易くなっているため、車両の側面衝突時だけではなく、ドア本体部１２を車両本体に建て付けたときに、ヒンジ本体２２に入力された荷重も、その脆弱部３０を支点とした結合部材２４の折れ曲がり変形によって効率よく吸収することができる。よって、車両本体に対してドア本体部１２を建て付けたときのドアインナパネル１６の破断（割れや亀裂の発生）も抑制又は防止することができる。

なお、ドア本体部１２を車両本体に建て付ける場合を考慮すれば、ヒンジ本体２２（結合部材２４）に対して、どの方向から荷重が加えられてもよいように、脆弱部３０は、環状に形成されることが望ましい。また、脆弱部３０は、結合部材２４の前面側が凹溝状となるように形成されてもよい。つまり、脆弱部３０は、ヒンジ本体２２（結合部材２４）に荷重が入力されたときに、結合部材２４の折れ曲がり変形（塑性変形）を促進できるような形状に形成されていればよい。

したがって、脆弱部３０は、図示の凹溝状に限定されるものではない。詳細には、図１０、図１１に示される第３実施形態を例に採って説明すると、図１０に示されるように、結合部材２４の開口部１７から露出されている部位で、かつヒンジ本体２２の周辺部に、断面凹凸状（例えば図示のような鋸歯状）の脆弱部３０を形成するようにしてもよい。

また、図１１に示されるように、結合部材２４の開口部１７から露出されている部位の板厚を、結合部材２４の周縁部（開口部１７周りの前壁部１６Ａに接合する部位）の板厚よりも薄く形成し、その薄板部位（差厚部位）を脆弱部３０としてもよい。図１０、図１１に示されるような脆弱部３０としても、結合部材２４が脆弱部３０を支点にして安定して折れ曲がり変形（塑性変形）し易くなるため、ドア本体部１２やヒンジ本体２２に入力された荷重を結合部材２４の折れ曲がり変形によって効率よく吸収することができる。

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、本実施形態に係る車両用ドア構造１０は、車両本体に対するドア本体部１２のドアロック部やドアチェック部にも同様に適用が可能である。つまり、本実施形態に係るドア構成部品は、ヒンジ本体２２に限定されるものではない。

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
１７ 開口部
２２ ヒンジ本体（ドア構成部品）
２４ 結合部材
３０ 脆弱部

Claims (4)

1. ドアアウタパネルとでドア本体部を構成する樹脂製のドアインナパネルと、
   前記ドアインナパネルに設けられ、車両本体に前記ドア本体部を機械的に繋げるためのドア構成部品が結合される金属製の結合部材と、
   を有する車両用ドア構造。
2. 前記結合部材は、前記ドアインナパネルに形成された開口部を閉塞するように設けら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。
3. 前記結合部材は、前記ドアインナパネルを挟み込むように一対で設けられていることを特徴とする請求項２に記載の車両用ドア構造。
4. 前記結合部材は、前記開口部から露出されている部位に脆弱部を有していることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両用ドア構造。

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