JP2016007927A - 車両用ドア構造 - Google Patents

Abstract

【課題】熱可塑性の繊維強化樹脂で形成されたドアインナパネルにおいて、ドアガラスの吸い出されに対する剛性を確保することができる車両用ドア構造を提供する。【解決手段】ドアインナパネル１８の面内方向で、当該ドアインナパネル１８の上ヒンジ部３０とドアロック部３４とを結ぶ第１仮想直線Ｐを跨ぐようにして第１リブ３６が複数形成されている。これにより、第１仮想直線Ｐ周りを補強して、当該第１仮想直線Ｐ周りの剛性を上げることができる。その結果、ＣＦＲＰで形成されたドアインナパネル１８の面剛性をさらに向上させることができ、走行中のドアインナパネル１８の変形を抑えることができる。つまり、ＣＦＲＰで形成されたドアインナパネル１８であっても、ドアガラス２８の吸い出されに対して剛性を確保することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用ドア構造に関する。

近年、車両の軽量化を図る目的で，熱可塑性のＦＲＰ（繊維強化樹脂）で成形されたトランクリッドが採用されている（例えば、特許文献１）。一般的に、樹脂で形成されたパネルでは、金属で形成されたパネルよりも剛性が低くなってしまうため、リブを形成することで剛性を上げるようにしている。

例えば、上記特許文献１では、トランクリッドの車両上下方向に沿って縦リブが複数形成されると共に、当該トランクリッドにおけるヒンジ部とトランクリッドの中央部との間を結ぶようにしてトランクリッドの車両幅方向に沿って横リブが複数形成されている。

特開２０１３−２４８９６０号公報

しかしながら、この先行技術はトランクリッドに関する技術であり、この技術をサイドドアに適用させようとした場合、車両の高速走行中に発生する負圧によってドアガラスが車両幅方向の外側へ吸い出される、所謂ドアガラスの吸い出されに対して剛性が十分でない可能性がある。したがって、この点において、さらなる改善の余地がある。

そこで、本発明は、熱可塑性の繊維強化樹脂で形成されたドアインナパネルにおいて、ドアガラスの吸い出されに対する剛性を確保することができ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、車両側部に配置されたサイドドアの一部を構成して前記サイドドアの車両幅方向の内側に配置され、熱可塑性の繊維強化樹脂で形成されたドアインナパネルと、前記ドアインナパネルに設けられ、車両上下方向に離間して配置された一対のドアヒンジ部と、前記ドアインナパネルに設けられ、前記サイドドアが閉止された状態で車体に対して当該サイドドアをロックするドアロック部と、前記ドアインナパネルに形成され、前記一対のドアヒンジ部のうち上側に配設された上ヒンジ部と前記ドアロック部とを結ぶ第１仮想直線を前記ドアインナパネルの面内方向で跨ぐ複数の第１リブと、を有している。

請求項１に記載の車両用ドア構造では、サイドドアの車両幅方向の内側に配置されたドアインナパネルが熱可塑性の繊維強化樹脂で形成されている。このドアインナパネルには、車両上下方向の上側に配設された上ヒンジ部とドアロック部とを結ぶ第１仮想直線をドアインナパネルの面内方向で跨ぐ複数の第１リブが形成されている。

一般的に、ドアインナパネルでは、ドアヒンジ部及びドアロック部において、ドアインナパネルにおける他の部分よりも剛性が高くなるように設定されている。換言すると、ドアインナパネルにおいて、ドアヒンジ部及びドアロック部以外の部分は、これらの部位よりも剛性が低くなっている。

このため、車両の高速走行中に生じる、所謂ドアガラスの吸い出されにより、ドアガラスが車両幅方向の外側へ吸い出されると、上ヒンジ部とドアロック部とを結ぶ第１仮想直線上を起点としてドアインナパネルが変形し、ドアガラスを支持するガラスフレームが車両幅方向の外側へ変位する可能性がある。

したがって、本発明では、ドアインナパネルの面内方向で第１仮想直線を跨ぐようにして第１リブが複数形成されている。この第１リブにより、第１仮想直線周りを補強して、当該第１仮想直線周りの剛性を上げることができる。これにより、熱可塑性の繊維強化樹脂で形成されたドアインナパネルの面剛性を向上させることができる。

本発明に係る請求項２に記載の車両用ドア構造は、本発明に係る請求項１に記載の車両用ドア構造において、前記第１リブは、前記ドアインナパネルにおける車両幅方向の外側に設けられている。

前述のように、ドアガラスが車両幅方向の外側へ吸い出されると、第１仮想直線上を起点としてドアインナパネルが車両幅方向の外側へ変形する。このため、本発明に係る請求項２に記載の車両用ドア構造では、ドアインナパネルにおいて、車両幅方向の外側に当該第１仮想直線を跨ぐようにして第１リブが設けられることにより、当該ドアインナパネルの変形を抑制することができる。

本発明に係る請求項３に記載の車両用ドア構造は、本発明に係る請求項１又は請求項２に記載の車両用ドア構造において、前記上ヒンジ部と前記一対のドアヒンジ部のうち下側に配設された下ヒンジ部との間の途中位置と前記ドアロック部とを結ぶ第２仮想直線に沿って配置されると共に、少なくとも前記第１リブが繋がる第２リブが形成されている。

本発明に係る請求項３に記載の車両用ドア構造では、ドアインナパネルの上ヒンジ部と下ヒンジ部との間の途中位置とドアロック部とを結ぶ第２仮想直線に沿って第２リブが配置されている。この第２リブにより、第２仮想直線上を補強して、当該第２仮想直線上の剛性を上げることができる。そして、この第２リブに第１リブが繋がっている。これにより、第１リブが補強され、ドアインナパネルにおける車両幅方向に沿った変形を抑制することができる。

本発明に係る請求項４に記載の車両用ドア構造は、本発明に係る請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両用ドア構造において、前記一対のドアヒンジ部のうち下側に配設された下ヒンジ部と前記ドアロック部とを結ぶ第３仮想直線を前記ドアインナパネルの面内方向で跨ぐと共に、前記第１リブと直接又は間接的に繋がる複数の第３リブが形成されている。

本発明に係る請求項４に記載の車両用ドア構造では、ドアインナパネルの面内方向で下ヒンジ部とドアロック部とを結ぶ第３仮想直線を跨ぐ第３リブが複数形成されている。この第３リブにより、第３仮想直線周りを補強して、当該第３仮想直線周りの剛性を上げることができる。そして、この第３リブは、直接第１リブが繋がり、又は第２リブを介して間接的に第１リブが繋がっている。これにより、第１リブが補強され、ドアインナパネルにおける車両幅方向に沿った変形を抑制することができる。

本発明に係る請求項５に記載の車両用ドア構造は、本発明に係る請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両用ドア構造において、前記第１リブの側壁と前記ドアインナパネルの一般面に接続された接続リブが形成されている。

本発明に係る請求項５に記載の車両用ドア構造では、第１リブの側壁とドアインナパネルの一般面に接続された接続リブが形成されているため、第１リブを補強して第１リブの倒れ防止を図ることができる。

以上、説明したように、請求項１に係る車両用ドア構造は、熱可塑性の繊維強化樹脂で形成されたドアインナパネルにおいて、ドアガラスの吸い出されに対する剛性を確保することができる、という優れた効果を有する。

請求項２に係る車両用ドア構造は、第１リブはドアインナパネルが変形する方向に設けられているため、ドアインナパネルの変形を抑制することができる、という優れた効果を有する。

請求項３に係る車両用ドア構造は、第１リブが繋がる第２リブが形成されることで、当該第１リブを補強することができ、ドアインナパネルの面剛性をさらに向上させることができる、という優れた効果を有する。

請求項４に係る車両用ドア構造は、第１リブが直接又は間接的に繋がる第３リブが形成されることで、当該第１リブを補強することができ、ドアインナパネルの面剛性をさらに向上させることができる、という優れた効果を有する。

請求項５に係る車両用ドア構造は、第１リブに接続リブが形成されることで、当該第１リブの倒れ防止を図ることができる、という優れた効果を有する。

サイドドアを示す車両側面図である。 本実施の形態に係る車両用ドア構造を適用させた図１の２−２線に沿って切断したときの断面図である。 本実施の形態に係る車両用ドア構造の車両側面図である。 （Ａ）は図３の４−４線に沿って切断したときの断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の斜視図である。 本実施の形態に係る車両用ドア構造の変形例（１）を示す図３に対応する車両側面図である。 本実施の形態に係る車両用ドア構造の変形例（２）を示す図３に対応する車両側面図である。 本実施の形態に係る車両用ドア構造の変形例（３）を示す図３に対応する車両側面図である。

本発明の実施形態に係る車両用ドア構造について図面に基づいて説明する。なお、各図に適宜示す矢印ＦＲ、ＵＰ、ＯＵＴは、それぞれ車両前方、車両上方、車両幅方向外側を示している。また、以下の説明で、特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車体前後方向の前後、車体上下方向の上下、車体左右方向（車両幅方向）の左右を示すものとする。

（車両用ドア構造の構成）
まず、本実施の形態に係る車両用ドア構造の構成について説明する。

図１には、サイドドア１２を車室１４（図２参照）内側から見た車両側面図が示されている。図２は、図１の２−２線に沿って切断したときの断面図であり、本実施の形態に係る車両用ドア構造１０が適用された状態が示されている。

図１及び図２に示されるように、サイドドア１２は、車両幅方向の外側に設けられたドアアウタパネル１６と、車両幅方向の内側に設けられたドアインナパネル１８と、を備えている。ドアアウタパネル１６は金属で形成されており、ドアインナパネル１８は熱可塑性の繊維強化樹脂（ＦＲＰ）、例えば炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）で形成されている。なお、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）でもよい。

ドアアウタパネル１６の上部を除く周縁部には、ヘミング加工が施されており（ヘミング加工部１７）、当該ヘミング加工によって車両幅方向の内側へ向かって折り返され、ドアインナパネル１８の周縁部が挟持されている。この状態で、ドアアウタパネル１６とドアインナパネル１８との間には空間部１９が設けられている。

ドアアウタパネル１６の内面１６Ａにおける高さ方向の中央部には、前後方向に沿ってドアパネルリインフォースメント２０が配設されている。このドアパネルリインフォースメント２０は、例えばＣＦＲＰで形成されており、上下に沿って切断したときの断面形状は車両幅方向の外側を開口とする略ハット型形状を成している。

また、ドアアウタパネル１６の下部側には、前後方向に沿ってインパクトビーム２２が配設されている。このインパクトビーム２２は、例えばアルミニウム合金で形成されており、上下に沿って切断したときの断面形状は矩形状を成している。なお、ドアパネルリインフォースメント２０、インパクトビーム２２の形状はこれに限るものではない。

一方、図１に示されるように、ドアインナパネル１８の上部には、前後方向に沿ってベルトラインリインフォースメント２４が配設されている。このベルトラインリインフォースメント２４は、例えばアルミニウム合金で形成されている。

また、ドアインナパネル１８の上部には、下方側を開口とする略逆Ｕ字状のガラスフレーム２６が固定されている。ガラスフレーム２６の一端部はドアインナパネル１８の上部の前端部に固定され、当該ガラスフレーム２６の他端部はドアインナパネル１８の上部の後端部に固定されている。

また、ガラスフレーム２６内にはドアガラス２８が設けられており、当該ドアガラス２８はガラスフレーム２６によって上下方向へ移動可能に支持されている。そして、ドアインナパネル１８とドアアウタパネル１６との間に設けられた空間部１９（図２参照）内には、ドアガラス２８を上下方向に移動させるウィンドレギュレータ（図示省略）が配設されている。

さらに、ドアインナパネル１８の前部には、上方側に上ヒンジ部３０、下方側に下ヒンジ部３２が配設されている。上ヒンジ部３０及び下ヒンジ部３２は、車体（図示省略）側と係合されており、当該上ヒンジ部３０及び下ヒンジ部３２を中心にサイドドア１２が車体に対して開閉可能となっている。

一方、ドアインナパネル１８の後部には、高さ方向で上ヒンジ部３０と下ヒンジ部３２の間に位置してドアロック部３４が配設されている。サイドドア１２が閉止された状態で、当該ドアロック部３４によって、サイドドア１２が車体に対してロックされるようになっている。なお、ドアロック部３４は略重心部を図示している。

ここで、上ヒンジ部３０、下ヒンジ部３２及びドアロック部３４には、鋼板製のプレートがそれぞれ配設されている。これにより、上ヒンジ部３０、下ヒンジ部３２及びドアロック部３４は、ドアインナパネル１８における他の部分よりもそれぞれ剛性が高くなるように設定されている。

図３には、本実施の形態に係る車両用ドア構造１０が適用されたサイドドア１２を車室１４（図２参照）内側から見た側面図が示されており、図４（Ａ）には、図３の４−４線に沿って切断したときの断面図が示されている。

図３に示されるように、本実施形態では、ドアインナパネル１８の一般面としての内面１８Ａ（図４（Ａ）参照）において（ドアインナパネル１８における車両幅方向の外側に）、第１リブ３６が複数（ここでは６本）形成されている。

当該第１リブ３６は、具体的には、ドアインナパネル１８の面内方向で上ヒンジ部３０とドアロック部３４とを結ぶ第１仮想直線Ｐを跨ぐようにして形成されている。そして、第１リブ３６は、当該第１仮想直線Ｐに対して略直交した状態でドアインナパネル１８の上端部１８Ｂから下方側へ向かって形成されている。なお、ここでの「略直交」は、必ずしも直交している必要はなく、第１仮想直線Ｐに対して非平行であればよい。

また、ドアインナパネル１８の内面１８Ａ（図４（Ａ）参照）には、上ヒンジ部３０と下ヒンジ部３２との間の途中位置としての中間部Ｏとドアロック部３４とを結ぶ第２仮想直線Ｑに沿って第２リブ３８が形成されている。そして、第１リブ３６は当該第２リブ３８に当接し、第１リブ３６は第２リブ３８と繋がった状態で形成されている。

さらに、ドアインナパネル１８の内面１８Ａ（図４（Ａ）参照）には、ドアインナパネル１８の面内方向で第３リブ４０が複数（ここでは６本）形成されている。

当該第３リブ４０は、具体的には、ドアインナパネル１８の面内方向で下ヒンジ部３２とドアロック部３４とを結ぶ第３仮想直線Ｒを跨ぐようにして形成されている。そして、第３リブ４０は、当該第３仮想直線Ｒに対して略直交した状態で第２リブ３８からドアインナパネル１８の下端部１８Ｃまで延出されている。なお、ここでの「略直交」は、必ずしも直交している必要はなく、第３仮想直線Ｒに対して非平行であればよい。

また、図４（Ｂ）には、図４（Ａ）で示す第１リブ３６の斜視図が示されている。図４（Ｂ）に示されるように、第１リブ３６の側壁３７には、ドアインナパネル１８の内面１８Ａに接続された三角状の接続リブ４２が形成されている。この接続リブ４２は、第１リブ３６の長手方向に沿って所定のピッチで複数設けられている。また、この接続リブ４２は、図示はしないが、第２リブ３８及び第３リブ４０においても形成されてもよい。

（車両用ドア構造の作用・効果）
次に、本実施の形態に係る車両用ドア構造の作用・効果について説明する。

本実施形態では、図３に示されるドアインナパネル１８がＣＦＲＰで形成されている。このドアインナパネル１８の面内方向で、当該ドアインナパネル１８の上ヒンジ部３０とドアロック部３４とを結ぶ第１仮想直線Ｐを跨ぐようにして第１リブ３６が複数形成されている。

一般的に、ドアインナパネル１８では、上ヒンジ部３０、下ヒンジ部３２及びドアロック部３４において、ドアインナパネル１８における他の部分よりも剛性が高くなるように設定されている。換言すると、ドアインナパネル１８において、上ヒンジ部３０、下ヒンジ部３２及びドアロック部３４以外の部分では、これらの部位よりも剛性が低くなっている。

このため、車両の高速走行中に生じるドアガラス２８の吸い出されにより、上ヒンジ部３０とドアロック部３４とを結ぶ第１仮想直線Ｐを起点としてドアインナパネル１８が変形し、ドアガラス２８を支持するガラスフレーム２６が車両幅方向の外側へ変位する可能性がある。

本実施形態では、上述のように、ドアインナパネル１８において、ドアガラス２８の吸い出され方向に、ドアインナパネル１８の変形の起点となる第１仮想直線Ｐを跨ぐようにして、ドアインナパネル１８の面内方向で第１リブ３６が複数形成されている。

これにより、第１仮想直線Ｐ周りを補強して、当該第１仮想直線Ｐ周りの剛性を上げることができる。その結果、ＣＦＲＰで形成されたドアインナパネル１８の面剛性をさらに向上させることができ、走行中のドアインナパネル１８の変形を抑えることができる。つまり、ＣＦＲＰで形成されたドアインナパネル１８であっても、ドアガラス２８の吸い出されに対して剛性を確保することができる。

また、第１リブ３６は、第１仮想直線Ｐに対して略直交した状態で跨いでいる。この第１仮想直線Ｐはドアインナパネル１８の変形の起点となる。このため、ドアインナパネル１８が第１仮想直線Ｐ上に沿って変形しようとした場合に、第１リブ３６はその抗力となる。

したがって、当該第１仮想直線Ｐに対して第１リブ３６が略直交した状態で跨ぐことによって、例えば、第１仮想直線Ｐに対して傾斜した状態で第１リブ３６が跨いで形成された場合と比較して、ドアインナパネル１８の変形を抑制することができる。なお、ここでは、第１リブ３６が第１仮想直線Ｐに対して傾斜した状態で形成された形態を否定するものではない。

また、本実施形態では、ドアインナパネル１８の上ヒンジ部３０と下ヒンジ部３２との中間部Ｏとドアロック部３４とを結ぶ第２仮想直線Ｑに沿って第２リブ３８が配置されている。この第２リブ３８により、第２仮想直線Ｑ上を補強して、当該第２仮想直線Ｑ上の剛性を上げることができる。これにより、ドアインナパネル１８の車両幅方向に沿った変形をさらに抑制することができる。また、本実施形態では、当該第２リブ３８は第１リブ３６と繋がっているため、第１リブ３６を補強することができる。したがって、ドアインナパネル１８の面剛性をさらに向上させることができる。

さらに、本実施形態では、ドアインナパネル１８の面内方向で、下ヒンジ部３２とドアロック部３４とを結ぶ第３仮想直線Ｒを跨ぐようにして第３リブ４０が複数形成されている。この第３リブ４０により、第３仮想直線Ｒ周りを補強して、当該第３仮想直線Ｒ周りの剛性を上げることができる。さらに、この第３リブ４０には、第２リブ３８を介して間接的に第１リブ３６が繋がって形成されている。これにより、第１リブ３６を補強することができ、ドアインナパネル１８の面剛性をさらに向上させることができる。

また、図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、第１リブ３６の側壁３７には、ドアインナパネル１８の内面１８Ａに接続された接続リブ４２が形成されている。この接続リブ４２により、第１リブ３６の倒れ防止を図ることができる。

（その他の実施形態）
本実施形態では、図３に示されるように、第１リブ３６、第２リブ３８及び第３リブ４０が設けられている。しかし、ドアインナパネル１８において、少なくともドアガラス２８の吸い出されによる変形の起点となる第１仮想直線Ｐ上を補強する観点からすると、これらのリブ全ては必ずしも必要ではない。

（１）例えば、第２リブ３８は必ずしも必要ではなく、図５に示されるように、少なくとも複数の第１リブ５０が形成されていればよい。ここでは、最前部に位置する第１リブ５０Ａは、第１仮想直線Ｐを中心に第１リブ５０Ａの上部５０Ａ１と下部５０Ａ２の寸法が略同じになっている。

そして、第１仮想直線Ｐから第１リブ５０Ａの下端部５０Ａ３までの距離に合わせて、第１リブ５０Ａよりも後方側に設けられた第１リブ５０Ｂの下端部５０Ｂ１、第１リブ５０Ｃの下端部５０Ｃ１の位置が設定されている。なお、これ以外にも、第１仮想直線Ｐが各第１リブ５０の二等分線となるように、第１リブ５０Ｂ、第１リブ５０Ｃが形成されてもよい。

（２）また、図６に示されるように、第１リブ３６及び第２リブ３８のみが形成されてもよい。なお、本実施形態では、第２リブ３８について、前端部の位置を上ヒンジ部３０と下ヒンジ部３２との間の中間部Ｏとしているが、当該前端部の位置は、上ヒンジ部３０と下ヒンジ部３２との間の途中位置であればよいため、必ずしも上ヒンジ部３０と下ヒンジ部３２との間の中間部Ｏである必要はない。

（３）さらに、図７に示されるように、第１仮想直線Ｐに沿ってリブ５２が形成され、当該リブ５２を中心に、第１リブ５４と第２リブ５６とが交叉するようにして形成されてもよい。リブ５２が形成されることによって、第１仮想直線Ｐ上を補強すると共に、第１リブ５４及び第２リブ５６によって、当該リブ５２が補強される。なお、ここでは、第１リブ５４と第２リブ５６の交点Ｓがリブ５２上となっているが、交点Ｓの位置は必ずしもリブ５２上である必要はない。

（４）また、本実施形態では、図２に示されるように、ドアインナパネル１８における車両幅方向の外側に第１リブ３６が形成されているが、当該第１リブ３６は、ドアインナパネル１８における車両幅方向の内側に形成されてもよい。

（５）さらにまた、本実施形態では、図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、第１リブ３６の側壁３７にドアインナパネル１８の内面１８Ａに接続された接続リブ４２が形成されているが、当該接続リブ４２は必ずしも必要ではない。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ 車両用ドア構造
１２ サイドドア
１８ ドアインナパネル
１８Ａ 内面（一般面）
３０ 上ヒンジ部（ドアヒンジ部）
３２ 下ヒンジ部（ドアヒンジ部）
３４ ドアロック部
３６ リブ（第１リブ）
３７ 側壁
３８ リブ（第２リブ）
４０ リブ（第３リブ）
４２ 接続リブ
５０ リブ（第１リブ）
５２ リブ（第２リブ）
５４ リブ（第１リブ）
５６ リブ（第３リブ）
Ｐ 第１仮想直線
Ｑ 第２仮想直線
Ｒ 第３仮想直線

Claims (5)

1. 車両側部に配置されたサイドドアの一部を構成して前記サイドドアの車両幅方向の内側に配置され、熱可塑性の繊維強化樹脂で形成されたドアインナパネルと、
   前記ドアインナパネルに設けられ、車両上下方向に離間して配置された一対のドアヒンジ部と、
   前記ドアインナパネルに設けられ、前記サイドドアが閉止された状態で車体に対して当該サイドドアをロックするドアロック部と、
   前記ドアインナパネルに形成され、前記一対のドアヒンジ部のうち上側に配設された上ヒンジ部と前記ドアロック部とを結ぶ第１仮想直線を前記ドアインナパネルの面内方向で跨ぐ複数の第１リブと、
   を有する車両用ドア構造。
2. 前記第１リブは、前記ドアインナパネルにおける車両幅方向の外側に設けられている請求項１に記載の車両用ドア構造。
3. 前記上ヒンジ部と前記一対のドアヒンジ部のうち下側に配設された下ヒンジ部との間の途中位置と前記ドアロック部とを結ぶ第２仮想直線に沿って配置されると共に、少なくとも前記第１リブが繋がる第２リブが形成されている請求項１又は請求項２に記載の車両用ドア構造。
4. 前記一対のドアヒンジ部のうち下側に配設された下ヒンジ部と前記ドアロック部とを結ぶ第３仮想直線を前記ドアインナパネルの面内方向で跨ぐと共に、前記第１リブと直接又は間接的に繋がる複数の第３リブが形成されている請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両用ドア構造。
5. 前記第１リブの側壁と前記ドアインナパネルの一般面に接続された接続リブが形成されている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両用ドア構造。

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