JP2017007561A - 車両用ドア - Google Patents

Abstract

【課題】圧力センサで側面衝突の圧力変化を検出する場合にドアガラスの位置によって検出性能に差を生じない車両用ドアを提供する。【解決手段】車両用ドア１は、アウタパネル１１とインナパネル１２との間に引き込み可能な可動式のドアガラス１３が組み込まれた車両用ドア１であって、押圧部１５とノッチ３０と圧力センサ１６とを備える。押圧部１５は、アウタパネル１１とドアガラス１３との間に配置されてドアガラス１３を側面衝突時に車内側へ押圧する。ノッチ３０は、ドアガラス１３の下縁１３１に設けられ押圧部１５でドアガラス１３が押圧された際にドアガラス１３を破砕する起点となる。圧力センサ１６は、インナパネル１２の内側に取り付けられて側面衝突時にアウタパネル１１から発生する圧力波Ｗを検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、側面衝突の際にエアバッグを展開させるためのセンサを内蔵する車両用ドアに関する。

車両は、衝突した際または衝突された際に乗員を保護するためにエアバッグを展開させる場合がある。特許文献１に記載された衝突検知装置及び乗員保護システムによれば、側面衝突の場合、エアバッグは、車両に搭載された加速度センサと圧力センサによって検出された情報を基に展開される。加速度センサを用いたシステムでは、車体の加速度に基づいて車体の速度変化量を演算して求める。圧力センサは、車両の側部に設置されるドアのアウタパネルとインナパネルとで形成された空間の圧力を検出する。

特許文献１では、衝突の判定精度を向上させるために、エアバッグを展開させる必要があるか無いか、アウタパネルとインナパネルとの間の空間に設置された圧力センサによって検出される圧力及び圧力勾配と、加速度センサによって検出される加速度と、に基づいて、衝突が起きたか否かを判定する。

特開２０１４−０４６８６２号公報

ところで、車両の側部に設置されるドアは、アウタパネルとインナパネルの間に引き込み可能に組み込まれたドアガラスを有しており、乗員がドアガラスを自由に開け閉めできる。そのため、ドアガラスが開けられた状態で側面衝突が起こることも想定される。

特許文献１に記載された圧力センサは、アウタパネル側に面したインナパネルに取り付けられている。アウタパネルとインナパネルの間の空間に滞留する空気は、いわゆる圧縮性流体であるので、側面衝突によって空間内の圧力は、衝突が起こった部位を中心に高くなり徐々に周囲へ伝播する。したがって、ドアガラスが開放された状態、すなわちドアに引き込まれたドアガラスがアウタパネルとインナパネルの間に配置されていると、衝突によって発生した圧力波は、ドアガラスを迂回して伝播し、圧力センサに到達する。その結果、衝突による圧力変化を圧力センサで検出するまでに時間が掛るとともに、検出できる圧力変化も小さくなるため、エアバッグを展開させるための反応が遅れてしまう。

そこで、本発明は、圧力センサで側面衝突の圧力変化を検出する場合にドアガラスの位置によって検出性能に差を生じない車両用ドアを提供する。

本発明に係る一実施形態の車両用ドアは、アウタパネルとインナパネルとの間に引き込み可能に可動式のドアガラスが組み込まれた車両用ドアであって、押圧部とノッチと圧力センサとを備える。押圧部は、アウタパネルとドアガラスとの間に配置されてアウタパネルとインナパネルの間に引き込まれたドアガラスを側面衝突時に車内側へ押圧する。ノッチは、アウタパネルとインナパネルとの間に引き込まれる側のドアガラスの縁に設けられ側面衝突時に押圧部にドアガラスが押圧されることでドアガラスが破砕される起点となる。圧力センサは、インナパネルに取り付けられて側面衝突時にアウタパネルから発生する圧力波を検出する。

このとき、押圧部は、ドアガラスがアウタパネルとインナパネルとの間に引き込まれる方向へドアガラスの縁が圧力センサを越える前までの範囲に配置される。また、押圧部は、ドアガラスがアウタパネルとインナパネルとの間に引き込まれる際にノッチが移動する軌跡上に配置される。また、押圧部は、アウタパネルの内面に沿って配置される補強部材に固定される。また、ノッチは、車両の進行方向にドアガラスの中央近傍のドアガラスの縁に配置されることが好ましい。また、ノッチは、アウタパネルに面した側の切込量よりもインナパネルに面した側の切込量の方が大きく切り込まれていてもよい。さらに、ノッチは、ドアガラスの縁からドアガラスの厚みよりも大きく凹み、かつ、凹んだ奥がドアガラスの厚みよりも小さい直径の円弧に形成された凹部であってもよい。

本発明に係る車両用ドアによれば、アウタパネルとインナパネルの間に引き込まれる側のドアガラスの縁にノッチが形成されており、側面衝突時に押圧部によってドアガラスが車体内側に押し込まれるとノッチを起点にドアガラスが破砕される。側面衝突によって内側に変形するアウタパネルから発生した圧力波はドアガラスに遮られることなく直接的に圧力センサに到達する。したがって、側面衝突をいち早く検出してエアバッグを展開することができる。

また、ドアガラスがアウタパネルとインナパネルとの間に引き込まれる方向へドアガラスの縁が圧力センサを越える前までの範囲に押圧部が配置される発明の車両用ドアによれば、引き込まれたドアガラスが圧力センサに重なっている場合は側面衝突時に必ず破砕することができる。

また、ドアガラスがアウタパネルとインナパネルとの間に引き込まれる際にノッチが移動する軌跡上に押圧部が配置される発明の車両用ドアによれば、押圧部がドアガラスを押圧することでノッチに応力が集中しやすく、ドアガラスを破砕しやすい。

また、アウタパネルの内面に沿って配置される補強部材に押圧部を固定する発明の車両用ドアによれば、側面衝突の際にエアバッグを展開する必要のない程度の衝撃であったり、アウタパネルに不用意に加わった外力でアウタパネルが変形させられたりした場合に、引き込まれているドアガラスを不必要に破砕しない。

また、車両の進行方向にドアガラスの中央近傍のドアガラスの縁にノッチが配置される発明の車両用ドア、または、アウタパネルに面した側の切込量よりもインナパネルに面した側の切込量の方が大きくノッチが切り込まれている発明の車両用ドアによれば、ドアガラスが押圧部によって押された場合にノッチに応力が集中しやすい。さらに、ノッチが、ドアガラスの縁からドアガラスの厚みよりも大きく凹み、かつ、凹んだ奥がドアガラスの厚みよりも小さい直径の円弧に形成された凹部である発明の車両用ドアによれば、ドアガラスを押圧部によって押すことでドアガラスを破砕するための起点として安定した性能を発揮できる。

本発明に係る第１の実施形態の車両用ドアを車体内側から見た側面図。 図１の車両用ドアのドアガラスを引き込んだ状態の側面図。 図１の車両用ドアと乗員との相対位置関係を示す側面図。 図３中のＦ４−Ｆ４線に沿う車両用ドアの断面図。 図４中のＦ５−Ｆ５線に沿う車両用ドアの断面図であって、（Ａ）はドアガラスが閉じられた状態、（Ｂ）はドアガラス破砕前、（Ｃ）はドアガラス破砕後をそれぞれ示す。 本発明に係る第２の実施形態の車両用ドアのノッチを拡大した斜視図。 本発明に係る第３の実施形態の車両用ドアのノッチを拡大した斜視図。

本発明に係る第１の実施形態の車両用ドア１について、図１から図５を参照して説明する。図１、図２、及び図３は、車両の前部座席２（図３）に対応した車両用ドア１を車体１００の内側から見た図である。車両用ドア１は、アウタパネル１１とインナパネル１２とドアガラス１３と駆動機構１４と押圧部１５とノッチ３０と圧力センサ１６とを備える。圧力センサ１６は、車両が側面衝突を起こした際に乗員Ｐを保護するエアバッグ（サイドエアバッグ）を展開させるために用いられるセンサのひとつである。この圧力センサ１６は、側面衝突したことによってアウタパネル１１から内側に向かって発生する圧力波Ｗによる圧力変化を検出する。

本実施形態において、説明の便宜上、車両の進行方向を基準に「前」及び「後ろ」を定義し、乗員Ｐから見て右手側を「右」、左手側を「左」とそれぞれ定義する。また、重力の作用する方向を基準に「上」および「下」を定義する。さらに、車体の中心に近い方を「内側」、車体の中心から離れる方を「外側」とそれぞれ呼ぶことも有る。

車両用ドア１は、アウタパネル１１とインナパネル１２との間にドアガラス１３を駆動機構１４によって引き込み可能に設けられている。図１ではドアガラス１３が繰り出された状態、すなわち窓が閉じられた状態であり、図２ではドアガラス１３がアウタパネル１１とインナパネル１２の間に引き込まれた状態、すなわち窓が開かれた状態である。図１は、インナパネル１２を仮想線で示し、図２は、インナパネル１２を省略している。図３は、前部座席２及び着座した乗員Ｐをインナパネル１２とともに示す。

アウタパネル１１は、図４に示すように車体１００の外形を形成する。インナパネル１２は、ドアガラス１３を案内するレール１２１、駆動機構１４、及び圧力センサ１６の他に、補強部材であるインパクトバー１７が取り付けられている。ドアガラス１３は、アウタパネル１１とインナパネル１２の間から繰り出された状態からアウタパネル１１とインナパネル１２の間に引き込まれた状態まで、レール１２１に沿って移動可能である。アウタパネル１１とインナパネル１２は、ドアガラス１３の移動範囲を除く部位で互いに接合されている。インナパネル１２は、図３に示すように、駆動機構１４や圧力センサ１６などの電装品につながる電気配線を含むハーネスを通すための穴１２２が設けられている。

駆動機構１４は、インナパネル１２とドアガラス１３との間に配置され、ヒンジ１４２によって中央で連結され交差するリンク１４１を介してドアガラス１３の下縁１３１に連結されている。ドアガラス１３を繰り出した状態と引き込んだ状態との間で移動させる機能を有していれば、駆動機構１４は、上記構成に限定されない。例えば、ワイヤで動かされるように設けられていてもよい。

ドアガラス１３は、図１及び図５（Ａ）に示すように、アウタパネル１１とインナパネル１２の間から繰り出された状態、すなわち窓（ドアガラス１３）を閉じた状態では、アウタパネル１１と圧力センサ１６との間から外れた位置に配置される。そして、ドアガラス１３がアウタパネル１１とインナパネル１２との間に引き込まれてドアガラス１３の位置が下がってドアガラス１３の下縁１３１が圧力センサ１６よりも低い位置にくると、図２及び図５（Ｂ）のようにアウタパネル１１と圧力センサ１６の間に介在された状態とされる。

ドアガラス１３がアウタパネル１１と圧力センサ１６との間に介在された状態では、側面衝突の際にアウタパネル１１の内面から発生する圧力波Ｗがドアガラス１３に遮られ、圧力センサ１６へ直接的に伝播されなくなるため、ドアガラス１３が閉じられた状態と、ドアガラス１３が開かれた状態とで衝突を検知するまでの時間に差、すなわちバラツキが生じる。

そこで、本発明では、ドアガラス１３がアウタパネル１１と圧力センサ１６の間に介在している状態でも、衝突を検知するまでの時間に差が生じないための工夫をしている。具体的には、ドアガラス１３の下縁１３１が圧力センサ１６よりも低い位置にある状態で側面衝突が起こった場合には、必ずドアガラス１３を破砕できるように押圧部１５とノッチ３０とを設けている。

押圧部１５は、引き込まれたドアガラス１３とアウタパネル１１との間、すなわちアウタパネル１１と圧力センサ１６との間に介在されたドアガラス１３の車外側でドアガラス１３と対向するように配置されている。そして、車両が側面衝突した際にアウタパネル１１の変形に伴って車内側へ変位することで、アウタパネル１１とインナパネル１２との間に引き込まれたドアガラス１３を車内側へ押圧するよう構成されている。本実施形態では、押圧部１５は、ドアガラス１３より車外側でアウタパネル１１の内面に沿って設けられるインパクトバー１７にブラケット１７１を介して支持されている。なお、押圧部１５は、ブラケット１７１に固定される代わりに、アウタパネル１１の内側に直接接着剤で固定されていてもよいし、インパクトバー１７に直接固定されてもよい。

押圧部１５は、ドアガラス１３がアウタパネル１１とインナパネル１２との間に引き込まれる方向へドアガラスの下縁１３１が圧力センサ１６を越える前までの範囲、すなわち、圧力センサ１６にドアガラス１３が被さらない時のドアガラス１３の下縁１３１の下限となる境界線Ｂよりも上部に、配置される。

ノッチ３０は、アウタパネル１１とインナパネル１２の間に引き込まれる側のドアガラス１３の下縁１３１に設けられている。ノッチ３０は、側面衝突時にアウタパネル１１の変形に伴いドアガラス１３が押圧部１５によって押圧された際に、ドアガラス１３の破砕の起点となる。すなわち、側面衝突時に押圧部１５によってドアガラス１３が車内側へ押圧されると、ノッチ３０を起点にドアガラス１３が破砕される仕組みとされている。

本実施形態において、ノッチ３０は、図１及び図２に示すように、車両の進行方向にドアガラス１３の中央付近の下縁１３１から上方へ切れ上がる楔形に形成されている。各図では、ノッチ３０を模式的に図示しており、実際にはもっと小さくてもよいし、複数個所に設けられていてもよい。また、走行中の振動や軽い衝撃などによって、ドアガラス１３が割れてしまわないように、ドアガラス１３の下縁１３１から入り込んだノッチ３０の奥側は、滑らかな曲面に形成されることが好ましい。ただし、曲率半径が大きすぎるとドアガラス１３を破砕するための起点にならないので、適度に曲率半径は小さい方が良い。具体的には、ドアガラス１３の厚みに対してドアガラス１３の下縁１３１から大きく凹み、かつ、凹んだ奥がドアガラスの厚みよりも小さい直径の円弧に、ノッチ３０が形成されることが好ましい。

ドアガラス１３は、押圧部１５によって押圧されたときノッチ３０が起点となって破砕される。したがって、押圧部１５は必ずノッチ３０に対峙する位置に配置される必要はない。ノッチ３０に対して少ない力で応力を集中させるために、ドアガラスが１３がアウタパネル１１とインナパネル１２との間に引き込まれる際にノッチ３０が移動する軌跡Ａ上に押圧部１５が配置されているとよい。

また、側面衝突がエアバッグ（サイドエアバッグ）を展開させる必要のない程度の衝撃である場合や、不用意にアウタパネル１１が外力によって押されて凹むことがあった場合、ドアガラス１３を破壊しないように押圧部１５は、アウタパネル１１の内面に沿って配置される補強部材、例えばアウタパネル１１の内面に接合されるスティフナや、レイアウトによってはインパクトバー１７に直接取り付けられていてもよい。

一般に、車両用ドア１のアウタパネル１１は、図５（Ａ）に示すように、高さ方向に中間部分が外側に膨らんでいる。つまり、押圧部１５の取付位置は、境界線Ｂよりも上へ離れるにしたがって、側面衝突時にアウタパネル１１が変形し始める範囲から遠くなるため、ドアガラス１３を押圧するタイミングが遅くなる。したがって、押圧部１５は、境界線Ｂに近い方が良い。また、ドアガラス１３の下縁１３１は、駆動機構１４のリンク１４１の先端がスライド嵌合するフレーム１４３と少なくとも２か所で連結されている。ノッチ３０は、ドアガラス１３の下縁１３１がフレーム１４３に連結された２か所の間に形成されている。したがって、フレーム１４３によってノッチ３０の周辺が補強されるので、走行中の振動などによってドアガラス１３が破砕する心配がない。

以上のように構成された車両用ドア１は、図１及び図２に示すように、駆動機構１４によって、アウタパネル１１とインナパネル１２の間にドアガラス１３を引き込んで窓を開けたり、ドアガラス１３を繰り出して窓を閉じたり、これまでの車両用ドアと外観上の変わりはない。

図４は、車体１００の右側で側面衝突を起こした瞬間を上から見た場合の車両用ドア１の水平断面図である。図５は、前方から見た車両用ドア１の縦断面図であって、（Ａ）はドアガラス１３がアウタパネル１１とインナパネル１２の間から繰り出されて窓が閉じられた状態である。図５の（Ｂ）はアウタパネル１１とインナパネル１２の間へドアガラス１３が引き込まれ窓が開かれた状態、すなわちドアガラス１３がアウタパネル１１と圧力センサ１６の間に介在する状態であり、側面衝突によってアウタパネル１１が内側に押し込まれ始めた状態を示す。図５の（Ｃ）は押圧部１５によってドアガラス１３が押圧され、ノッチ３０を起点にドアガラス１３が破砕された状態を示す。

図４に示すように、例えば電柱Ｍに対して車両が側面衝突を起こした場合、衝突部位のアウタパネル１１から内側に発生する圧力波Ｗがアウタパネル１１とインナパネル１２の間に伝播する。このとき、図５（Ａ）のようにドアガラス１３が閉じられており、境界線Ｂよりも上にドアガラス１３の下縁１３１が位置している場合は、圧力波Ｗは最短距離で圧力センサ１６に到達する。圧力センサ１６でこの圧力波Ｗの圧力変化を検出することで、エアバッグ（サイドエアバッグ）を即座に展開させることができる。

また、図５（Ｂ）のようにドアガラス１３が開かれており、境界線Ｂよりも下にドアガラス１３の下縁１３１が位置している場合、アウタパネル１１と圧力センサ１６の間にドアガラス１３が介在し、このままでは側面衝突によって発生する圧力波Ｗの伝播を遮ってしまう。つまり、側面衝突による圧力波Ｗはドアガラス１３を迂回して伝播することになるので圧力センサ１６で圧力波Ｗを検出するまでに時間がかかってしまう。

本実施形態の車両用ドア１によれば、ドアガラス１３の下縁１３１にノッチ３０を有しており、さらにドアガラス１３を押圧する押圧部１５をアウタパネル１１とドアガラス１３の間に有している。側面衝突によってアウタパネル１１が変形すると、押圧部１５がドアガラス１３を押圧し、押されたドアガラス１３は、ノッチ３０を起点に細かいガラス片１３Ｘに破砕される。したがって、側面衝突によって、アウタパネル１１の内面から発生した圧力波Ｗは、図５（Ｃ）のようにドアガラス１３に遮られることなく圧力センサ１６に到達させることができる。つまり、ドアガラス１３が閉じられているすなわちアウタパネル１１と圧力センサ１６との間にドアガラス１３が介在していない時と同様に、側面衝突が発生したことを圧力センサ１６で検出できる、すなわち、ドアガラス１３の位置によって圧力センサ１６の検出性能に差が生じない。ドアガラス１３がアウタパネル１１と圧力センサ１６との間に介在する程度に窓が開かれていても、閉じられているときと同様に、圧力波Ｗが最短距離で伝播する短時間に側面衝突による衝撃を安定して検出するとともに、エアバッグの展開を迅速に行える。

本発明に係る第２及び第３の実施形態の車両用ドア１について、それぞれ図を参照して説明する。各実施形態において、第１の実施形態の車両用ドア１と同じ機能を有する構成には同じ符号を付し、詳細な説明は、第１の実施形態の記載及び図面を参酌することとする。第２及び第３の実施形態の車両用ドア１は、それぞれドアガラス１３の下縁１３１に設けられるノッチ３０の形状が異なっており、そのほかの構成は、第１の実施形態と同じである。

第２の実施形態の車両用ドア１のドアガラス１３の下縁１３１に形成されるノッチ３０は、図６に示すように、ドアガラス１３の板厚方向に形状が変化している。具体的には、アウタパネル１１に面した外側の切込量Ｎ１よりも、インナパネル１２に面した内側の切込量Ｎ２の方が楔形に切り込まれた形状が大きい。したがって、アウタパネル１１側から押圧部１５によってドアガラス１３が押圧されると、インナパネル１２に面した内側に応力が集中しノッチ３０から亀裂がドアガラス１３に広がりやすく、確実に破砕される。

第３の実施形態の車両用ドア１のドアガラス１３の下縁１３１に形成されるノッチ３０は、図７に示すように、ドアガラス１３の板厚ｔに対して、ノッチ３０の切込の幅寸法Ｓ１は、板厚ｔよりも小さく、ノッチ３０の切込の深さ（奥行）寸法Ｓ２は、板厚ｔよりも大きい。そしてこのノッチ３０の奥の部分Ｋは、板厚ｔよりも小さい直径の円弧に形成されている。したがって、ドアガラス１３は、側面衝突において押圧部１５でアウタパネル１１側から押圧されると、ノッチ３０の奥の部分Ｋのインナパネル１２に面した側に引張応力が集中し、確実に破砕される。

なお、第２及び第３の実施形態の車両用ドア１のノッチ３０は、第１の実施形態のノッチ３０に代えて採用することで、第１の実施形態と同じ効果を得ることができる。

１…車両用ドア、１１…アウタパネル、１２…インナパネル、１３…ドアガラス、１３１…下縁（縁）、１５…押圧部、１６…圧力センサ、１７…インパクトバー（補強部材）、１１１…スティフナ（補強部材）、３０…ノッチ、Ｗ…圧力波、Ａ…（ノッチが移動する）軌跡、ｔ…板厚。

Claims (7)

1. アウタパネルとインナパネルとの間に引き込み可能な可動式のドアガラスが組み込まれた車両用ドアであって、
   前記アウタパネルと前記ドアガラスとの間に配置されて前記アウタパネルと前記インナパネルの間に引き込まれた前記ドアガラスを側面衝突時に車内側へ押圧する押圧部と、
   前記ドアガラスの縁に設けられ前記押圧部によって前記ドアガラスが押圧された際に前記ドアガラスの破砕の起点となるノッチと、
   前記インナパネルの内側に取り付けられて前記側面衝突時に前記アウタパネルから発生する圧力波を検出する圧力センサと、
   を備える
   ことを特徴とする車両用ドア。
2. 前記押圧部は、前記ドアガラスが前記アウタパネルと前記インナパネルとの間に引き込まれる方向へ前記ドアガラスの縁が前記圧力センサを越える前までの範囲に配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載された車両用ドア。
3. 前記押圧部は、前記ドアガラスが前記アウタパネルと前記インナパネルとの間に引き込まれる際に前記ノッチが移動する軌跡上に配置される
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された車両用ドア。
4. 前記押圧部は、前記アウタパネルの内面に沿って配置される補強部材に固定される
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された車両用ドア。
5. 前記ノッチは、車両の進行方向に前記ドアガラスの中央近傍の前記縁に配置される
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された車両用ドア。
6. 前記ノッチは、前記アウタパネルに面した側の切込量よりも前記インナパネルに面した側の切込量の方が大きく切り込まれている
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された車両用ドア。
7. 前記ノッチは、前記ドアガラスの前記縁から前記ドアガラスの厚みよりも大きく凹みかつ凹んだ奥が前記ドアガラスの厚みよりも小さい直径の円弧に形成された凹部である
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された車両用ドア。

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